发光装置、背光模组及显示面板的制作方法

1.本技术涉及显示技术领域，特别是涉及一种发光装置、背光模组及显示面板。


背景技术：

2.随着电子技术的发展以及消费者对显示屏尺寸、画质等要求的提高，液晶显示屏成为行业内的主流发展趋势。其中，液晶显示屏中的背光模组通常包括侧光式背光模组和直下式背光(bottom lighting)模组，相较于侧光式背光模组，直下式背光模组可以较大程度的提高面板的亮度以及色彩显示。
3.相关技术中的一种背光模组，使用发光二极管(light emitting diode，简称led)作为背光模组的光源。背光模组包括基板、led以及扩散板等。在led上还灌封一层透明树脂，以对其进行防护。由于led被透明树脂灌封，致使led发出的光线的发散角度较小，因此，可能会在显示面板上出现明暗交替、色彩不均的状况。通常可采用以下两个方案来改善上述问题。一种为减小相邻之间的led间隔的距离，然而这将会使用较多的led，不利于节约能耗；或者，增加基板至扩散板的距离，即增加光线的混光距离也即光程(optical distance)，然而这种方案也会增加背光模组的厚度，不利于显示面板的轻薄化发展。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种发光装置、背光模组及显示面板，以利于增大发光装置的光线的发散角度，从而增大相邻发光体之间的间距，进而有利于在保证轻薄性的同时减少发光体的数量，节约能耗。
5.本技术第一方面提出了一种发光装置，所述发光装置包括：基板；多个发光体，所述多个发光体安装于所述基板；以及位于每个所述发光体上的具有透光性的树脂，所述树脂与每个所述发光体和所述基板的一部分紧贴，所述树脂远离所述发光体和所述基板的表面形成出射面，所述发光体的中心和所述出射面的中心位于第一光轴上，所述出射面靠近所述第一光轴的区域朝向所述发光体凹陷，以形成凹面，所述凹面用于将所述发光体的中心发出的部分光线全反射、使所述发光体的边缘发出的部分光线出射。
6.本技术实施例的发光装置，通过对发光体上的具有透光性的树脂的形状进行限定的方式，改善发光体的光线的散射角度，从而有利于增大相邻发光体之间的间距。多个发光体安装在基板上，从垂直于基板的方向上俯视观察发光体，其具有发光体的中心和边缘处。发光体的形状可以具有多种，例如，发光体为圆柱体，则俯视时发光体的投影为圆形；或者，发光体为长方体，则俯视时发光体的投影为长方形等。在基板以及发光体上紧贴有透光性的树脂，在树脂远离发光体和基板的表面形成出射面，连接出射面的中心以及发光体的中心形成第一光轴。出射面靠近第一光轴的部位还朝向发光体方向凹陷，以形成凹面。凹面具有多个功能：第一，从发光体的中心发出的光线经过凹面时，部分光线被凹面全反射至基板上，再从基板反射，然后从非凹面区域的出射面上折射出，这样，有利于减少发光体的中心的上方区域的光线强度、提高光线均一性，同时，还有利于扩大发光体中心的光线的发散角
度，进而利于增大相邻发光体之间的间距；第二，凹面还可以使从发光体的边缘发出的部分光线出射，从而有利于对发光体的中心上方的区域进行光强补充，进而利于提高光线的均一性，提高显示效果。因此，通过在具有透光性的树脂的出射面上设置凹面，有利于扩大每个发光体的光线的发散角度，增大相邻发光体之间的间距，进而有利于在保证发光装置轻薄性的同时减少发光体的数量，节约能耗。
7.根据本技术实施例的发光装置，还可具有如下附加的技术特征：
8.在本技术的一些实施例中，所述第一光轴与所述基板垂直，所述发光体的中心和所述出射面的任一点的连线，与所述第一光轴之间形成第一夹角；在所述发光体的中心发出的光线中，处于第一夹角为大于0
°
且在40
°
范围以内的光线被所述凹面全反射。
9.在本技术的一些实施例中，所述第一光轴与所述基板垂直，所述发光体的边缘和所述出射面的任一点的连线，与所述第一光轴之间形成第二夹角；在所述发光体的边缘发出的光线中，处于第二夹角为0
°
至10
°
范围以内的光线由所述凹面出射。
10.在本技术的一些实施例中，所述树脂在所述基板上的正投影为圆形；所述正投影的直径为8mm至10mm。
11.在本技术的一些实施例中，当所述正投影的直径为8mm时，所述树脂在与所述基板垂直的方向上的高度为2mm；当所述正投影的直径为10mm时，所述树脂在与所述基板垂直的方向上的高度为2.52mm。
12.在本技术的一些实施例中，所述树脂中设置有荧光体或者透光性的颗粒。
13.本技术第二方面提出了一种背光模组，所述背光模组包括第一方面所述的发光装置以及设置于所述发光装置上方的扩散板。
14.本技术实施例使用第一方面的发光装置作为背光源。发光装置中的发光体上具有透光性的树脂，树脂的出射面上还设置凹面，这样，有利于扩大发光体的光线的发散角度，增大相邻发光体之间的间距，从而有利于在保证轻薄性的情况下减少发光体的数量，进而节约背光模组的能耗。
15.根据本技术实施例的背光模组，还可具有如下附加的技术特征：
16.在本技术的一些实施例中，所述扩散板与所述基板的距离为3mm至10mm。
17.在本技术的一些实施例中，相邻所述发光体的距离为20mm以上。
18.本技术第三方面提出了一种显示面板，包括第二方面所述的背光模组。
19.本技术实施例的显示面板包括第二方面的背光模组。背光模组中具有第一方面所述的发光装置。其中的发光体上具有透光性的树脂，树脂的出射面上还设置凹面，这样，有利于扩大发光体的光线的发散角度，增大相邻发光体之间的间距，从而有利于在保证轻薄性的情况下减少发光体的数量，进而节约显示面板的能耗。
20.当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施
例。
22.图1为相关技术中的一种背光模组；
23.图2为图1中透明树脂在基板上的俯视图；
24.图3为本技术实施例的发光装置的结构示意图；
25.图4为图3中沿d-d剖面线的剖面示意图；
26.图5a为相关技术中的背光模组的标准化波形示意图；
27.图5b为图5a方框中将横坐标进行放大的标准化波形示意图；
28.图6a为本技术实施例的其中一种发光装置进行光照实验的标准化波形示意图；
29.图6b为图6a方框中将横坐标进行放大的标准化波形示意图；
30.图7为本技术实施例的树脂的结构示意图；
31.图8为本技术实施例的第一夹角、第二夹角的结构示意图；
32.图9a为本技术实施例的另外一种发光装置进行光照实验的标准化波形示意图；
33.图9b为图9a方框中将横坐标进行放大的标准化波形示意图；
34.图10为本技术实施例的背光模组的结构示意图。
35.附图标记如下：
36.100
’‑
基板；110-led；120
’‑
扩散板；100-基板；120-扩散板；111-透明树脂；h-直径；l-高度；p-混光距离10-发光装置；130-发光体；140-树脂；141-出射面；a-发光体的中心；b-出射面的中心；c-第一光轴；142-凹面；143-正投影。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.随着电子技术的发展以及消费者对显示屏尺寸、画质等要求的提高，液晶显示屏成为行业内的主流发展趋势。其中，液晶显示屏中的背光模组通常包括侧光式背光模组和直下式背光(bottom lighting)模组，相较于侧光式背光模组，直下式背光模组可以较大程度的提高面板的亮度以及色彩显示。
39.如图1和图2所示，为相关技术中的一种背光模组，其使用发光二极管(light emitting diode，简称led)作为背光模组的光源。背光模组包括基板100’、led110以及扩散板120’等，且在led110上灌封一层透明树脂111，以对其进行防护。由于led110被透明树脂111灌封，致使led110发出的光线未经透镜等部件扩散致使光线发散角度较小。因此，为了改善显示面板上明暗交替、色彩不均的状况，可将相邻led110之间的间距设置的较小。也即，需使用较多的led110，但是，这样不利于节约能耗；或者，还可以增加基板100’至扩散板120’的距离，即增加光线的混光距离p也即光程(optical distance)，也可改善上述问题，然而这种方式会增加背光模组的厚度，不利于显示面板的轻薄化发展。
40.基于上述问题，本技术第一方面提出了一种发光装置10。如图3和图4所示，图4为图3中沿d-d剖面线的剖视图。发光装置10包括基板100、多个发光体130以及位于每个发光体130上的具有透光性的树脂140。多个发光体130安装于基板100；树脂140与每个发光体
130和基板100的一部分紧贴，树脂140远离发光体130和基板100的表面形成出射面141，发光体130的中心a和出射面141的中心b位于第一光轴c上，出射面141靠近第一光轴c的区域朝向发光体130凹陷，以形成凹面142，凹面142用于将发光体130的中心a发出的部分光线全反射、使发光体130的边缘发出的部分光线出射。
41.基板100为承载发光体130的板材，其可以是pcb板等。多个发光体130安装在基板100上，130如图3所示，从垂直于基板100的方向上俯视观察发光体130，其具有发光体130的中心a以及边缘处。发光体130的形状可以具有多种，例如，发光体130为圆柱体，俯视观察时发光体130的投影为圆形；或者，发光体130为长方体，俯视观察时，发光体130的投影为长方形等。发光体130可以是led、minin led等，本技术不作限制。优选地，发光体130可以是上表面发光的led。
42.在发光体130上紧贴有透具有透光性的树脂140，树脂140可以由硅酮、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯共聚物等材料形成，也能将其中的1种或2种混用而形成。树脂140远离发光体130和基板100的表面为出射面141，连接出射面141的中心b以及发光体130的中心a形成第一光轴c。出射面141靠近第一光轴c的部位还朝向发光体130方向凹陷，以形成凹面142。
43.如图4所示，凹面142具有多个功能：第一，从发光体130的中心a发出的部分光线经过凹面142时被凹面142反射至基板100上，再从基板100反射，然后从出射面141上折射出去，这样，有利于减少发光体130的中心a的上方区域的光线强度、提高光线均一性，同时，还有利于扩大发光体130中心的光线的发散角度，进而利于增大相邻发光体130之间的间距；第二，凹面142还可以使从发光体130的边缘发出的部分光线出射，从而有利于对发光体130的中心a上方的区域进行光强补充，进而利于提高光线的均一性，提高显示效果。
44.通常可以用半值宽度来衡量发光物体的光谱线宽窄，半值宽度也可衡量光强的离散度。半值宽度是指光强下降到最大光强的一半时的光谱宽度。如图5a和图5b所示，为使用图1所示的相关技术中的背光模组实验后的标准化波形分布图。其中，基板100’至扩散板120’的混光距离p为5mm。由图5a和图5b可知，其半值宽度约为16.5mm；如图6a、图6b和图10所示，为本技术实施例的发光装置10在扩散板120上进行光照实验后的标准化波形分布图。其中，基板100至扩散板120的混光距离p也为5mm。由图6a、图6b可知，半值宽度约为31mm，其相比于相关技术的背光模组的半值宽度扩大2倍左右，从而可实现相邻发光体130之间较为宽的间距布置，进而利于减少发光体130的数量。也就是说，本技术实施例的发光装置10可以改善发光体130的光照分布，使发光体130的光线更加离散。因此，通过在树脂140的出射面141上设置凹面142，有利于扩大每个发光体130光线的发散角度，增大相邻发光体130之间的间距，进而有利于保证发光装置10的轻薄性的同时减少发光体130的数量，节约能耗。
45.在本技术的一些实施例中，树脂140在基板100上的正投影143为圆形；正投影143的直径h为8mm至10mm。
46.具体地，如图7所示，在本技术的一些实施例中，树脂140在基板100上的正投影143的直径h为8mm，树脂140在与基板100垂直的方向上的高度l为2mm。如图8所示，发光体130的中心a和出射面141的任一点的连线l1，与第一光轴c之间形成第一夹角α；发光体130的边缘和出射面141的任一点的连线l2，与第一光轴c之间形成第二夹角β。
47.在发光体130的中心a发出的光线中，处于第一夹角α为大于0
°
且在40
°
范围以内的
光线被凹面142全反射，这样，可以降低位于第一光轴c上方的光线强度，此角度范围内的光线通过凹面142反射后，射入至基板100上，再由基板100反射，从出射面141上折射出去，从而有利于提高远离第一光轴c的部位的光强，增大相邻发光体130的间距，进而利于降低发光体130的数量，节约能耗。与第一光轴c重合的光线也即角度为0
°
的光线可直接从出射面的凹面出射，对发光体130的中心a上方的区域进行光强补充，角度大于40
°
的光线可从出射面141直接折射出射，从而有利于进一步提高光线的发散角度以及均一性。在发光体130的边缘发出的光线中，处于第二夹角β为0
°
至23
°
范围内的光线由凹面142出射。这样，有利于对发光体130的中心a上方的区域进行光强补充，进而利于提高光线的均一性，提高显示效果。此时，在混光距离p为5mm时，其标准化波形的半值宽度如图6b所示约为31mm。
48.在本技术的另外一些实施例中，正投影143的直径h为10mm，透明树脂140在与基板100垂直的方向上的高度l为2.52mm。此时，发光体130的中心a和出射面141的任一点的连线l1，与第一光轴c之间形成第一夹角α；发光体130的边缘和出射面141的任一点的连线l2，与第一光轴c之间形成第二夹角β。
49.在发光体130的中心a发出的光线中，处于第一夹角α大于0
°
且在44
°
范围以内的光线被凹面142全反射，这样，可以降低位于第一光轴c上方的光线强度。此角度范围内的光线通过凹面142反射后，射入至基板100上，再由基板100反射，从出射面141上折射出去，从而有利于提高远离第一光轴c的部位的光强，增大相邻发光体130的间距，进而利于降低发光体130的数量，节约能耗。与第一光轴c重合的光线也即角度为0
°
的光线可直接从出射面的凹面出射，对发光体130的中心a上方的区域进行光强补充，角度大于40
°
的光线可从出射面141直接折射出射，有利于进一步提高光线的发散角度。
50.在发光体130的边缘发出的光线中，处于第二夹角β为0
°
至10
°
范围内的光线由凹面142出射。这样，有利于对发光体130的中心a上方的区域进行光强补充，进而利于提高光线的均一性，提高显示效果。并且，由实验验证可得，处于第二夹角β为大于10
°
且在36
°
范围以内的光线被出射面141全反射至基板上，处于第二夹角β为大于36
°
的光线由出射面141射出。这样，可进一步增大光线的散射角度。此时，在混光距离p为5mm时，其标准化波形如图9b所示，半值宽度约为34mm。
51.由上述多个实施例可知，设置凹面142使得树脂140的出射面141可分为第一透光部、全反射部和第二透光部。
52.第一透光部是指配置在出射面141的以第一光轴c为中心的规定范围内的区域。第一透光部可以使第一光线穿透，第一光线是指从发光体130的相对于第一光轴c以小角度出射的光线。例如，第一光线是从发光体130的中心a以第一夹角α为0
°
出射的光线；或者，第一光线是例如从发光体130的边缘以第二夹角β为0
°
至10
°
范围内的角度出射的光线。
53.全反射部是指出色面141上以包围第一透光部的方式连续地配置在第一透光部的周围的区域。全反射部至少使将第二光线向基板全反射，第二光线是指从发光体130的以相对于第一光轴c的角度比第一光线更大的角度出射的光线。例如，第二光线可以是从发光体130的中心a以第一夹角α为大于0
°
且在44
°
范围内的角度出射的光线；或者，第二光线是例如从发光体130的边缘以第二夹角β为大于10
°
且在36
°
范围内的角度出射的光线。
54.第二透光部是指出射面141上以包围全反射部的方式连续地配置在全反射部的周围的区域。第二透光部使第三光线穿透，第三光线是指从发光体130的相对于第一光轴c的
角度比第二光线更大的角度出射的光线。例如，第三光线可以是从发光体130的中心a以第一夹角α超过40
°
的角度出射的光线，或者，第三光线可以是例如从发光体130的边缘以第二夹角β超过36
°
的角度出射的光线。当然，透明树脂140在与基板100垂直的方向上的高度也可以灵活变化。例如，当正投影143的直径为10mm时，透明树脂140在与基板100垂直的方向上的高度还可以为2.41mm。此时，发光体130的发光体130的中心a和出射面141的任一点的连线l1，与第一光轴c之间形成第一夹角α；发光体130的边缘和出射面141的任一点的连线l2，与第一光轴c之间形成第二夹角β。
55.在发光体130的中心a发出的光线中，处于第一夹角α大于0
°
且在15
°
范围内的光线被凹面142全反射，大于15
°
范围的光性由出射面141折射射出；在发光体130的边缘发出的光线均可通过凹面142折射出去。此时，在混光距离p为5mm时，其标准化波形的半值宽度为27mm，大于相关技术中的16.5mm。也就是说，其也可增大相邻发光体130间的间距，进而利于在保证轻薄性的情况下降低发光体130的数量，节约能耗。
56.容易理解的是，当正投影143的直径为10mm，树脂140在与基板100垂直的方向上的高度为2.52mm时，其与上述高度为2.41mm的实施例相比，可进一步增加相邻发光体130间的间距(半值宽度27mm增加至34mm)，进而利于在保证轻薄性的同时进一步降低发光体130的数量，节约能耗。
57.在本技术的一些实施例中，树脂140中设置有荧光体。荧光体在发光体130的光激活下可发出其他颜色的光，并且还可以与发光体130的光混合得到白光，从而可以实现白色背光的需求。
58.在本技术的其他一些实施例中，树脂140中还可以设置透光性的颗粒。例如，可以添加有机硅颗粒、二氧化硅颗粒、三聚氰胺-甲醛缩合颗粒等，这样，有利于提高树脂140的光透过性，进而利于降低光强损失。
59.如图10所示，本技术第二方面提出了一种背光模组1，背光模组1包括第一方面的发光装置10以及设置于发光装置10上方的扩散板120。
60.本技术实施例使用第一方面的发光装置10作为背光源。发光装置10中的发光体130上具有透明树脂140，透明树脂140的出射面141上还设置凹面142，这样，有利于扩大发光体130的光线的发散角度，增大相邻发光体130之间的间距，从而有利于在保证轻薄性的同时减少发光体130的数量，进而节约背光模组1的能耗。
61.在本技术的一些实施例中，扩散板120与基板100的距离为3mm至10mm。扩散板120与基板100的距离即为混光距离p。当距离小于3mm时，可能导致显示面板出现明暗交替、色彩不均的状况；当距离大于10mm时，不利于背光模组1的轻薄性。因此，本技术实施例有利于在保证显示面板上显示效果的同时，提高背光模组1的轻薄性。
62.在本技术的一些实施例中，相邻所述发光体的距离为20mm以上。这样，有利于在保证显示面板上显示效果的情况下，减少发光体130的数量，节约能耗。
63.具体地，举出实施例及对比例来对上述的实施例进行更具体地说明。表1为设置的对比例与实施例的混光距离p以及相邻发光体间距的对比结果。其中，对比例是指：背光模组中，在led110上灌封一层透明树脂111，透明树脂111在基板100上的直径为2.8mm。实施例是指：在发光体130(led110)上设置有透明树脂140，透明树脂140的出射面141上还设置凹面142，透明树脂140在基板100上的正投影直径h为10mm，高度l为2.52mm。
64.表1对比例与实施例的混光距离p以及相邻led间距的对比情况
[0065] 混光距离p[mm]半值宽度[mm]相邻led的间距[mm]对比例314.511实施例329.822对比例516.512实施例53425对比例102418实施例104231
[0066]
表1是指：在保证显示效果的情况下，实施例与对比例的混光距离p和相邻led的间距应满足的条件。
[0067]
通过表1可知，当混光距离p均为3mm时，对比例的相邻led的间距为11mm；而本技术实施例的相邻led的间距可达到22mm。当混光距离p均为10mm时，对比例的相邻led的间距为18mm；而本技术实施例的相邻led的间距可达到31mm。因此，本技术实施例使用第一方面的发光装置10作为背光源，有利于在保证背光模组1的轻薄性的同时，还利于减小发光体130的数量，降低背光模组1的能耗。
[0068]
本技术第三方面提出了一种显示面板，包括第二方面的背光模组1。
[0069]
本技术实施例的显示面板包括第二方面的背光模组1。背光模组1中具有第一方面的发光装置10。其中的发光体130上具有树脂140，树脂140的出射面141上还设置凹面142，这样，有利于扩大发光体130的光线的发散角度，增大相邻发光体130之间的间距，从而有利于在保证显示面板轻薄性的同时减少发光体130的数量，进而节约显示面板的能耗。
[0070]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0071]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0072]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围内。