显示装置、背光模组和背光光源的制作方法

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显示装置、背光模组和背光光源的制造方法

本发明涉及显示技术领域,更具体地,涉及一种显示装置、背光模组和背光光源。



背景技术:

液晶显示装置是一种被动发光显示的装置,液晶面板本身并不发光,而是由液晶面板下方的背光模组照亮的。背光模组包括背光光源、导光板、反射片和光学膜片等,背光模组发出的光线照射到液晶面板上时,光线会先通过下偏振片向上透出,不同的液晶面板这个时候会按照自己的机理将光线转变偏振方向,接下来光线接触到彩色滤光片产生颜色,最后入射到上偏振片。在被液晶转变偏振方向后,有部分光线可以出射,有部分会被吸收,整个液晶面板上每一个像素都可以分别决定出射光线的强度,从而产生图像。

其中,现有技术中,背光模组的背光光源制成后,背光模组光线的色度是固定的,由于不同液晶面板色度规格不同,需要选择光线色度不同的背光模组来对应,通常背光模组生产厂商会生产多种光线色度的背光模组,以满足背光模组色块与液晶面板色度相匹配的要求。但是,背光模组的光线色度是有限的,经常会出现无法找到与液晶面板色度匹配性较好的背光模组的问题,此时会对影响液晶面板的显示效果产生影响。

此外,在选择背光模组时,通常选择液晶面板的理论色度相匹配的背光模组,在液晶面板成盒的工艺过程中会出现液晶面板的色度漂移的现象,液晶面板的实际色度与理论色度之间出现差异,此时,为了使液晶面板的实际色度与背光模组相匹配,现有技术通常通过调整液晶面板的3gamma程序来调整背光模组色度,但是,该调整方法会造成液晶面板的穿透率降低,也会对影响液晶面板的显示效果产生影响。

因此,提供一种光线色度可调整的背光光源、背光模组和显示装置,并且不影响液晶显示面板的显示效果,是本领域亟待解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种显示装置、背光模组和背光光源,解决了现有技术中通过调整液晶面板的3gamma程序来调整背光模组色度而导致液晶面板的显示效果差的技术问题。

为了解决上述技术问题,本发明提出一种背光光源。

该背光光源包括:多个发光单元LED颗粒,其中,所述LED颗粒包括:相互独立的第一腔体和第二腔体、设置于所述第一腔体内的第一发光芯片和第一荧光粉混合物、设置于所述第二腔体内的第二发光芯片和第二荧光粉混合物,其中,所述第二荧光混合物粉与所述第一荧光混合物均包括荧光粉,且第二荧光混合物产生的光与所述第一荧光混合物产生的光具有不同色度;以及连接电路,与所述第一发光芯片和所述第二发光芯片分别相连接,用于向所述第一发光芯片施加第一电流,向所述第二发光芯片施加第二电流,其中,所述第一电流与所述第二电流的比例可调。

为了解决上述技术问题,本发明提出一种背光模组。该背光模组包括本发明提供的任意一种背光光源。

为了解决上述技术问题,本发明提出一种显示装置。该显示装置包括本发明提供的任意一种背光模组。

与现有技术相比,本发明的显示装置、背光模组和背光光源,实现了如下的有益效果:

背光光源的LED颗粒设置两个独立的腔体,每个腔体分别设置有发光芯片和荧光混合物,不同腔体的荧光混合物产生的光的色度不同,并且两个发光芯片均单独施加电流,通过调整两个发光芯片施加的电流比例能够调节整颗LED颗粒产生的光的色度,使背光模组匹配不同色度规格的液晶面板,并且,在液晶面板发生色度漂移时,无需调节3gamma程序,能够提高液晶面板的穿透率以及响应速度,此外,将两个腔体封装在同一LED颗粒内,两个腔体的混光距离短,避免两种不同色度的光之间的色差问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本申请实施例提供的显示装置的结构爆炸图;

图2为本申请实施例提供的背光光源的结构示意图;

图3为本申请实施例提供的LED颗粒的结构示意图;

图4为本申请实施例提供的色度图;

图5是本实施例提供的背光模组的及结构爆炸图;以及

图6为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明涉及用于显示装置的背光模组,图1为本申请实施例提供的显示装置的结构爆炸图,适当参考图1,显示装置包括背光模组10、上偏振片20、彩膜基板30、液晶层40、阵列基板50和下偏振片60,其中,背光模组10包括背光光源11和光学模组12,光学模组12包括导光板、反射片、增光片等,背光光源11产生的光线经光学模组12照射到下偏振片60,先通过下偏振片60向上透出至液晶层40,液晶层40将光线转变偏振方向,接下来光线接触到彩膜基板30,彩膜基板30上设置有红绿蓝(RGB)色阻,经由色阻产生颜色后入射到上偏振片20,透过上偏振片20产生图像。

其中,基于色阻的特性,红色色阻使光线中波长为红光波长的部分透过,绿色色阻使光线中波长为绿光波长的部分透过,蓝色色阻使光线中波长为蓝光波长的部分透过,为了保证经液晶层40转变偏振方向的光均能透过色阻,一般情况下,背光光源11产生的光为白光,或者为RGB比例近似于1:1:1的一种混合光。

图2为本申请实施例提供的背光光源的结构示意图,适当参考图2,在一种实施例中,背光光源11包括柔性电路板111和在柔性电路板111上沿第一方向a依次排列的多颗LED颗粒112,柔性电路板111上还设置有连接电路113,该连接电路113用于向LED颗粒112内的发光芯片施加电压,以使LED颗粒发光,产生光线。

图3为本申请实施例提供的LED颗粒的结构示意图,适当参考图3,LED颗粒112包括相互独立的第一腔体112L和第二腔体112R,在一种实施例中,LED颗粒112包括支架1124,支架1124注塑成型后形成第一腔体112L和第二腔体112R。

在第一腔体112L内,设置有第一发光芯片1121L和第一荧光混合物1122L,第一发光芯片1121L激发第一荧光混合物1122L,使得第一腔体112L产生第一光线;在第二腔体112R内,设置有第二发光芯片1121R和第二荧光混合物1122R,第二发光芯片1121R激发第二荧光混合物1122R,使得第二腔体112R产生第二光线。

其中,第二荧光混合物1122R与第一荧光混合物1122L均包括荧光粉,且第二荧光混合物1122R产生的光与第一荧光混合物1122L产生的光具有不同色度。

第一发光芯片1121L和第二发光芯片1121R分别与连接电路113相连接,连接电路113向第一发光芯片1121L施加第一电流,向第二发光芯片1121R施加第二电流。电流的大小影响腔体产生的光线的亮度,第一电流与第二电流的比例不同,使得第一腔体112L和第二腔体112R中不同色度的光占光总量的比例不同,因而,对于向LED颗粒施加的总电流相等的情况下,调节第一电流与第二电流的分配比例,可以调节LED颗粒两个腔体中光占光总量的比例,进而实现两个腔体中光混色后的色度的调整,也即实现LED颗粒整体产生的光的色度调整,也就是说,通过调整第一电流与第二电流的比例,可实现调节LED颗粒色度的目的。

综上所述,本申请实施例提供的背光光源,背光光源的LED颗粒设置两个独立的腔体,每个腔体分别设置有发光芯片和荧光混合物,不同腔体的荧光混合物产生的光的色度不同,并且两个发光芯片均单独施加电流,两个发光芯片施加的电流比例可调,从而,通过调整第一电流与第二电流的比例,实现调节LED颗粒色度的目的。

因此,采用本申请实施例提供的背光光源,能够通过调整两个发光芯片的电流来调节LED颗粒色度,实现不同的混色效果,能够匹配不同色度规格的液晶面板,并且,在液晶面板发生色度漂移时,无需调节3gamma程序,能够提高液晶面板的穿透率以及响应速度,此外,将两个腔体封装在同一LED颗粒内,两个腔体的混光距离短,避免两种不同色度的光之间的色差问题。

进一步地,在一种可选的实施例中,第一发光芯片112L与第二发光芯片112R相同,例如,第一发光芯片112L与第二发光芯片112R均为R芯片,或者均为G芯片或均为B芯片。

采用该实施例,LED颗粒的两个腔体采用同种发光芯片,使得两个腔体具有相近似的激发效率和寿命,提升背光光源长久使用颜色一致性,不容易出现色衰问题。

更进一步地,第一荧光粉与第二荧光粉采用相同的材料制成,使LED颗粒的两个腔体采用同种发光芯片和同种荧光粉,两个腔体的发光芯片和荧光粉的光学性质均一致,使得两个腔体具有相同的激发效率和寿命,保证背光光源长久使用颜色一致性,避免出现色衰问题。

在一种可选的实施例中,腔体内的荧光混合物包括荧光粉和胶质材料,其中,荧光粉主要起光学上作用,胶质材料起混合、保护荧光粉和固定的作用,荧光粉在荧光混合物中浓度、以及荧光粉的色度,均会影响荧光混合物的色度。具体地,第一荧光混合物和第二荧光混合物均包括荧光粉和胶质材料。在实现第一荧光混合物发出的光和第二荧光混合物发出的光的色度差异时,可通过设置第一荧光混合物和第二荧光混合物中荧光粉的浓度不同来实现,或者,可通过设置第一荧光混合物和第二荧光混合物中荧光粉的色度不同来实现。

例如,第一荧光混合物和第二荧光混合物中的荧光粉均采用硅酸盐,其中,硅酸盐是由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称,硅酸盐的金属元素不同时,硅酸盐的颜色不同,因而,第一荧光混合物中的荧光粉和第二荧光混合物中的荧光粉为金属元素不同的硅酸盐,以使第一荧光混合物中的荧光粉和第二荧光混合物中的荧光粉的色度不同,进而使第一荧光混合物发出的光和第二荧光混合物发出的光色度不同。

又如,第一荧光混合物和第二荧光混合物中的荧光粉均采用钇铝石榴石晶体(也即YAG),其中,纯的钇铝石榴石晶体是无色透明的,通过向晶体掺杂不同金属,使晶体呈现不同的颜色,具体如,在合成钇铝石榴石晶体时使用锆,则石榴石呈现红色,添加氧化钪,还会改变红色石榴石的色调,使石榴石呈现明红色或深红色等。在合成钇铝石榴石晶体时使用镱、锆和铈,则所得晶体呈绿色,其中,晶体中铈离子的含量不同,所得石榴石会有暗绿、亮绿和黄绿等不同色调,如果掺杂铕、锆和铽,合成的石榴石晶体会呈现蓝色。因而,第一荧光混合物中的荧光粉和第二荧光混合物中的荧光粉为掺杂不同金属元素或不同金属含量的YAG,以使第一荧光混合物中的荧光粉和第二荧光混合物中的荧光粉的色度不同,进而使第一荧光混合物发出的光和第二荧光混合物发出的光色度不同。

进一步地,第一荧光混合物产生的光的色度在色度图上具有第一色度坐标,第二荧光混合物产生的光的色度在色度图上具有第二色度坐标,其中,色度图是用色度坐标x和y绘出的二维图,图4为本申请实施例提供的色度图,如图4所示,x为色度图的水平轴,y为色度图的垂直轴,拱形的曲线由纯的380到770nm的光谱色所组成,色度是由波长决定的色别,如700nm光的色调是红色,579nm光的色调是黄色,510nm光的色调是绿色等等。

适当参考图4,第一色度坐标(x1,y1)在色度图上标定的点为点L,第二色度坐标(x2,y2)在色度图上标定的点为点R,其中,如上文所述,为了保证经液晶层转变偏振方向的光均能透过色阻,背光光源输出的光为白光或近似白光的混合光,也即第一腔体产生的光与第二腔体产生的光混色得到的LED颗粒的光为白光或近似白光的混合光。

一般情况下,由于不同地区或者不同种族的人对颜色的辨识度、喜好不同,不同的客户对面板厂商提供的显示面板的色度要求也不同,例如,有一些客户需要稍微偏蓝的显示面板,有些客户需要稍微偏黄的显示面板。面板厂商为使背光模组与自身的面板相匹配,会要求背光光源输出的光的色度在色度图上的色度坐标为预定值,换言之,会要求背光光源输出的光的色度在色度图上的色度坐标标定的点是一个固定点,本申请中将这一固定点定义为预定白点。其中,根据客户需求,该预定白点可以为标准白光的色坐标,也可以为略微偏离标准白光的色坐标。

其中,在一种可选的实施例中,第一色度坐标的横坐标x1与第二色度坐标的横坐标x2之间的差值大于等于0.005且小于等于0.02,第一色度坐标的纵坐标y1与第二色度坐标的纵坐标y1之间的差大于等于0.005且小于等于0.02,在该实施例中,分别限定第一色度坐标与第二色度坐标横纵坐标之间差值的最小值,限定了第一荧光混合物发出的光与第二荧光混合物的发出的光的色度最小差异,保证第一荧光混合物发出的光与第二荧光混合物的发出的光的色度不同;分别限定第一色度坐标与第二色度坐标横纵坐标之间的最大值,限定了第一荧光混合物发出的光与第二荧光混合物的发出的光经发光芯片激发混色后,能够得到白光或近似白光的混合光。

更进一步地,第一发光芯片与第二发光芯片均为蓝色发光芯片,在满足上述第一色度坐标和第二色度坐标差异要求的基础上,第一色度坐标的横坐标为0.3至0.5,第一色度坐标的纵坐标为0.4至0.6,第二色度坐标的横坐标为0.08至0.18,第二色度坐标的纵坐标为0.15至0.3。

参考图4,在该实施例中,通过第一色度坐标和第二色度坐标范围的限定,将第一荧光混合物限定为产生的光具有偏蓝的色度,将第二荧光混合物限定为产生的光具有偏黄的色度,第一发光芯片和第二发光芯片均采用蓝色芯片,蓝色芯片寿命长,激发效率高,同时,第一荧光混合物发出的光偏黄色,第二荧光混合物发出的光偏蓝色,能够得到白光或近似白光的混合光。

例如,第一色度坐标的第一坐标为0.40,第一色度坐标的第二坐标为0.55,第二色度坐标的第一坐标为0.15,第二色度坐标的第二坐标为0.25。

进一步地,继续参考图4,在一种可选的实施例中,第一色度坐标标定的点L与色度图上预定白点O的距离为第一距离l1,第二色度坐标标定的点R与预定白点O的距离为第二距离l2,其中,预定白点为背光光源输出的光的色度坐标在色度图标点的点,其中,背光光源输出的光可以为RGB比例为1:1:1的白光,或者为RGB比例约等于1:1:1的近似白光的混合光,例如,预定白点O的坐标为(0.30,0.31),或者,预定白点O的坐标为(0.30,0.32)。

需要说明的是,本申请中涉及的两个点之间的距离(第一距离l1、第二距离l2)采用勾股定理计算,具体地,设R(a1,a2),O(b1,b2),RO之间的距离RO=[(a1-b1)2+(a2-b2)2]1/2。其中,RO即为第二距离l2

在调整第一电流与第二电流的比例时,根据上述第一距离l1和第二距离l2比值进行调整,使得第一电流与第二电流的比值等于第二距离l2与第一距离l1的比值,其中,距离预定白点越远的点,色度与预定白点的色度差异越大,对于产生预定白点的光而言,对距离远的色度的光的需求量就越小;而芯片的电流越大,发光芯片所在腔体产生的光的亮度越高,该腔体产生的光占光总量的比例越大,因而,设置第一电流与第二电流的比值等于第二距离l2与第一距离l1的比值,在l1>l2时,对于产生预定白点O的光而言,第一电流小于第二电流,能够满足第一腔体发出的光的占光总量的比例较小,小于第二腔体发出的光的占光总量的比例。

进一步地,在一种可选的实施例中,继续参考图3,LED颗粒112还包括设置于第一腔体112L内的第一固定件1123L和设置于第二腔体112R内的第二固定件1123R,第一固定件1123L起固定和连接第一发光芯片1121L的作用,第二固定件1123R起固定和连接第二发光芯片1121R的作用。第一发光芯片1121L固定于第一固定件1123L上,第二发光芯片1121R固定于第二固定件1123R上。

第一发光芯片1121L的第一端1121L1、第一发光芯片1121L1的第二端1121L2、第二发光芯片1121R的第一端1121R1和第二发光芯片1121R的第二端1121R2在第一方向a上依次排列。

其中,第一固定件1123L具有第一引脚A1'和第二引脚A2',第一发光芯片1121L的第一端1121L1与第一引脚A1'相连接,第一发光芯片1121L的第二端1121L2与第二引脚A2'相连接;第二固定件1123R具有第三引脚K1'和第四引脚K2',第二发光芯片1121R的第一端1121R1与第三引脚K1'相连接,第二发光芯片1121R的第二端1121R2与第四引脚K2'相连接。

第一引脚A1'、第二引脚A2'、第三引脚K1'和第四引脚K2'分别与连接电路113相连接。同时,通过第一引脚A1'、第二引脚A2'、第三引脚K1'和第四引脚K2'将LED颗粒112焊接在柔性电路板111身上。

对于一颗LED颗粒112,连接电路113经由第一引脚A1'和第二引脚A2'向第一发光芯片1121L施加电流,连接电路113经由第三引脚K1'和第四引脚K2'向第二发光芯片1121R施加电流。

更进一步地,适当参考图2和图3,连接电路113包括第一连接端子A1、第二连接端子A2、第三连接端子K1和第四连接端子K2共四个连接端子,各连接端子引出后连接显示装置的控制器,控制器通过四个连接端子调节施加至第一发光芯片1121L的第一电流与施加至第二发光芯片1121R的第二电流。

连接电路113与各LED颗粒112的连接方式如图2所示,同时参考图3中LED颗粒的各个引脚,在第一方向a上,第一个LED颗粒112第一引脚A1'连接第一连接端子A1,第一个LED颗粒112的第三引脚K1'连接第三连接端子K1,最后一个LED颗粒112的第二引脚A2'连接第二连接端子A2,最后一个LED颗粒112的第四引脚K2'连接第四连接端子K2,在第一方向a上,背光光源11的各个LED颗粒112中,除第一个LED颗粒112和最后一个LED颗粒112之外的其他LED颗粒112,每个LED颗粒112的第一引脚A1'连接前一个LED颗粒112的第二引脚A2',每个LED颗粒112的第四引脚K2'连接后一个LED颗粒112的第三引脚K1'。

从而,各个LED颗粒的第一发光芯片相互串联,施加相同的第一电流;各个LED颗粒的第二发光芯片相互串联,施加相同的第二电流。采用该实施例提供的背光光源上各LED颗粒与连接电路的连接方式,通过相同的连接端子A1、A2、K1、K2向各LED颗粒输入第一电流和第二电流,线路连接方式简单,背光光源11连接显示装置控制器的端子少。

需要说明的是,图2示出的LED颗粒112各引脚至连接电路113的走线仅用于表示连接关系,本申请对上述的走线位置不做限定,在柔性电路板111上实现引脚至连接电路各端子的连接即可。

以上为本发明提供的背光光源实施例,本发明还提供了一种背光模组,该背光模组包括上述任意一种背光光源。具体地,图5是本实施例提供的背光模组的及结构爆炸图,在一种可选的实施例中,适当参考图5,该背光模组包括上述任意一种背光光源11和光学模组,其中,光学模组包括导光板121、扩散片122、第一增光片123、第二增光片124,遮光胶125和在遮光胶125上固定粘贴PET离型保护膜126。

采用该实施例提供的背光模组,背光模组中的背光光源的LED颗粒设置两个独立的腔体,每个腔体分别设置有发光芯片和荧光混合物,不同腔体的荧光混合物的色度不同,并且两个发光芯片均单独施加电流,两个发光芯片施加的电流比例可调,从而,通过调整第一电流与第二电流的比例,实现调节LED颗粒色度的目的,能够匹配不同色度规格的液晶面板,并且,在液晶面板发生色度漂移时,无需调节3gamma程序,能够提高液晶面板的穿透率以及响应速度,此外,将两个腔体封装在同一LED颗粒内,两个腔体的混光距离短,避免两种不同色度的光之间的色差问题。

本发明还提供了一种显示装置,图6为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图,该显示装置90包括的显示面板91以及壳体92,其中,壳体形成容置空间,用于容纳显示面板91,壳体92可以是硬质的,也可以是柔性的,本发明对此不作具体限制。图6仅以手机为例,对显示装置进行说明,可以理解的是,本发明实施例提供的显示装置,可以是电脑、电视、车载显示装置等其他具有显示功能的显示装置,本发明对此不作具体限制。显示装置中的背光模组可以采用本发明实施例提供的任意一种背光模组,具有本发明实施例提供的背光模组的有益效果,具体可以参考上述各实施例对于背光光源和背光模组的具体说明,本实施例在此不再赘述。

通过上述实施例可知,本发明的背光光源、背光模组和显示装置,达到了如下的有益效果:

背光光源的LED颗粒设置两个独立的腔体,每个腔体分别设置有发光芯片和荧光混合物,不同腔体的荧光混合物的色度不同,并且两个发光芯片均单独施加电流,通过调整两个发光芯片施加的电流比例能够调节LED颗粒色度,使背光模组匹配不同色度规格的液晶面板,并且,在液晶面板发生色度漂移时,无需调节3gamma程序,能够提高液晶面板的穿透率以及响应速度,此外,将两个腔体封装在同一LED颗粒内,两个腔体的混光距离短,避免两种不同色度的光之间的色差问题。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

再多了解一些
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