一种背光模组及显示装置的制作方法

文档序号:19416695发布日期:2019-12-14 00:59阅读:199来源:国知局
一种背光模组及显示装置的制作方法
本发明涉及显示
技术领域
,具体涉及一种背光模组及显示装置。
背景技术
:高亮度显示设备所显示的画面更加具有亮度细节层次,一般选择用全局控光技术(globaldimming)实现动态控制。但对于部分高亮度的画面,例如,玻璃在阳光下的反光、夜空中的烟花等,在显示画面中一般都不是整个显示画面的高亮,而是短时间、小面积的超高亮度。为了实现这种效果,背光设计时一般会考虑对整个光源方案进行分区设计,即局部动态背光(localdimming)技术。高色域显示技术具有色彩数量广、色彩饱和度高、颜色较普通色域的电视更加生动、画质亮丽的特点,高亮度需要与高色域的结合才能显示出更完美的色彩,例如,上文所述高亮度画面如果出现在色域不高的显示设备上,则会出现画面颜色发白、色彩失真、看不清具体细节颜色的现象。现有提出的实现高亮度、高色彩显示效果的动态色域技术,通过在背光模组中同时设置红、绿、蓝三色光源,例如在单颗led等内同时封装红、绿、蓝三色发光芯片而构成一个发光单元,或者同时采用红、绿、蓝三色led共同组成一个发光单元,然后再搭配局部动态背光技术,解决了高亮度画面下色彩失真、色重现度低的问题,并使画质效果更佳,即使在低亮状态色彩显示也非常突出。但是存在显示装置产品成本过高,且红光衰减速度快导致有偏色问题,难以实现量产。技术实现要素:本发明的主要目的是提出一种背光模组及显示装置,旨在保证画质效果的基础上降低产品成本。为实现上述目的,本发明提出一种背光模组,所述背光模组包括:若干个发光组,所述发光组包括第一发光单元和第二发光单元,其中,所述第一发光单元和第二发光单元均包括一发光led,所述第一发光单元和第二发光单元能够分别发出红光和绿光;印刷电路板,与所述第一发光单元和第二发光单元的所述发光led连接,以独立控制所述第一发光单元和第二发光单元的所述发光led,以控制所述发光led发出的光的强度。可选地,若干个所述发光组分为若干个发光分区,每个所述发光分区至少包括一个所述发光组;每个所述发光分区分别独立控制。可选地,所述发光组设置多个;和/或,所述发光组设置多个,所述多个发光组的所述第一发光单元和所述第二发光单元呈阵列排布,且所述第一发光单元与所述第二发光单元呈交错设置;和/或,每一所述发光组还包括一白光led。可选地,所述第一发光单元的发光led为蓝光led或紫光led,且对应所述第一发光单元的蓝光led设置有红色光转换材料;所述第二发光单元的发光led为绿光led;或者,所述第一发光单元的发光led为红光led;所述第二发光单元的发光led为蓝光led或紫光led,且对应所述第二发光单元的蓝光led设置有绿色光转换材料;或者,所述发光led为蓝光led或紫光led,对应所述蓝光led或紫光led设置有红色光转换材料形成所述第一发光单元,对应所述蓝光led或紫光led设置有绿色光转换材料形成所述第二发光单元。可选地,所述红色光转换材料为红色荧光粉或红光量子点材料,所述绿色光转换材料为绿色荧光粉或绿光量子点材料。可选地,所述红色荧光粉包括发红光的氮化物荧光粉和新红粉中的至少一种,其中,所述发红光的氮化物荧光粉的化学成分包括(ca,sr)2si5n8:eu、(ca,sr)alsin3:eu以及casin2:eu,所述新红粉的化学成分包括k2tif6:mn4+。可选地,所述红光量子点材料或所述绿光为无机量子点材料或钙钛矿量子点材料,其中,所述无机量子点材料包括cds量子点、cdse量子点、cdte量子点、磷化铟量子点、砷化铟量子点、砷化镓量子点、砷化镓量子点、硫化锌量子点和硒化锌量子点的其中一种;所述钙钛矿量子点材料为无机钙钛矿量子点材料或有机-无机杂化钙钛矿量子点材料,所述无机钙钛矿量子点材料为具有cspbx3所示结构的化合物的其中一种,其中,x为cl、br或i;所述有机-无机杂化钙钛矿量子点材料包括内核和包裹于所述内核表面的表面配体,所述内核由r1nh3ab3或(r2nh3)2ab4形成,且a和b构成配位八面体结构,r1nh3或r2nh3填充在所述配位八面体结构的间隙中,所述表面配体为有机酸或有机胺,其中,r1为甲基,r2为长链有机分子基团,a为ge、sn、pb、sb、bi、cu或mn,b为cl、br或i。可选地,所述第一发光单元的发光led与所述第二发光单元的发光led封装于同一个透镜,封装形成一个所述发光组;或者,所述第一发光单元的发光led与第一透镜封装,所述第二发光单元的发光led与第二透镜封装。可选地,所述背光模组还包括透镜和扩散板,其中,所述光转换材料设于所述发光led、所述透镜或所述扩散板。本发明还提出一种显示装置,包括如上所述的背光模组。本发明提供的技术方案中,在背光模组中设置输出红光的第一发光单元和输出绿光的第二发光单元,并通过印刷电路板分别控制红光和绿光的强度,从而使红光和绿光以不同比例混合来满足不同色彩的显示需求,且相较于设置红、绿、蓝三色光源的现有技术而言,本发明中单个发光组的结构设计更简单,减少了彩色发光芯片或彩色led的设置数量,降低了产品成本,有利于进行批量生产。附图说明为了更清楚地说明本发明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为本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本发明提供的背光模组的一实施例中第一发光单元和第二发光单元的分布示意图;图2为本发明提供的背光模组的一实施例中光转换材料设置于扩散板时的结构示意图。附图标号说明:标号名称标号名称10第一发光单元50扩散板20第二发光单元51印刷区域30led60反射片31led发光芯片70光学膜片组40透镜本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“a和/或b”为例,包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。现有提出的实现高亮度、高色彩显示效果的动态色域技术,通过在背光模组中同时设置红、绿、蓝三色光源,例如在单颗led等内同时封装红、绿、蓝三色发光芯片而构成一个发光单元,或者同时采用红、绿、蓝三色led共同组成一个发光单元,然后再搭配局部动态背光技术,解决了高亮度画面下色彩失真、色重现度低的问题,并使画质效果更佳,即使在低亮状态色彩显示也非常突出。但是存在显示装置产品成本过高,且红光衰减速度快导致有偏色问题,难以实现量产。鉴于此,本发明提出一种显示装置,所述显示装置例如可以是液晶电视、手机或电脑等的显示器,所述显示装置包括背光模组,所述背光模组优选为直下式背光模组,可以是曲面或平面背光模组,图1至图2为本发明提供的背光模组的具体实施例。请参阅图1,在本发明提供的背光模组的一实施例中,所述背光模组包括若干个发光组和印刷电路板,所述发光组包括第一发光单元10和第二发光单元20,其中,所述第一发光单元10和第二发光单元20均包括一发光led,所述第一发光单元10和第二发光单元20能够分别发出红光和绿光;所述印刷电路板与所述第一发光单元10和第二发光单元20的所述发光led连接,以独立控制所述第一发光单元10和第二发光单元20的所述发光led,以控制所述发光led发出的光的强度。可以理解的是,设置印刷电路板对所述第一发光单元10和所述第二发光单元20的所述发光led进行独立控制,以通过电流等参数的调节控制所输出的光强度及颜色,其控制电路和控制方法可参照现有技术进行,在此不做详述。本发明提供的技术方案中,在背光模组中设置输出红光的第一发光单元10和输出绿光的第二发光单元20,根据所需的亮度和颜色,利用控制电路分别调整所述第一发光单元10和第二发光单元20的控制电流等参数,使红光和绿光以不同比例混合输出所需要显示的亮度和颜色,如此,既能通过第一发光单元10和第二发光单元20的配合使得所述发光组满足不同色彩的显示需求,且相较于设置红、绿、蓝三色光源的现有技术而言,本发明中单个发光组的结构设计更简单,减少了彩色发光芯片或彩色led的设置数量,降低了产品成本,有利于进行批量生产。此外,在本发明的技术方案中,每个所述发光组中的所述第一发光单元10和所述第二发光单元20均通过控制电路进行独立控制,因此,在其中任意一个所述第一发光单元10和/或所述第二发光单元20所输出的光出现衰减时,可以通过单独调整其控制电流等参数,提高其显示亮度,从而避免出现偏色问题。在实际进行彩色控光时,可以根据实际需要对背光源进行分区,例如在分区时,可以将若干个所述发光组分为若干个发光分区,每个所述发光分区至少包括一个所述发光组;每个所述发光分区分别独立控制。当分区数为1时,即整个背光源同时进行彩色控光,表现为全局控光,此时,背光源中的所有第一发光单元10电性连接,所有第二发光单元20电性连接,再通过算法调整实现全局控光,此处,进行全局控光的算法可参照现有技术进行,不做详述。当分区数大于1时,对每一分区区域内的发光组均进行独立控制,表现为局部动态控光,分区数越多,则画质表现效果越好,其中,每一分区区域内的所有第一发光单元10电性连接,所有第二发光单元20电性连接,当某处需要输出绿色信号时,同时点亮该分区区域内的所有的第二发光单元20,当某处需要输出红色信号时,则同时点亮该分区区域内的所有第一发光单元10和第二发光单元20,并通过对第一发光单元10和第二发光单元20输出彩光的混合比例进行调整,最终输出红色信号,其他颜色输出同理,色域覆盖率可达bt.2020≥94%。在所述背光模组中,所述发光组至少设置有一个,以实现不同色彩的输出,而为了进一步改善显示效果,更优选为所述发光组设置多个。在本实施例中,所述发光组设置多个,且所述多个发光组在所述背光模组中的排布方式参阅图1所示:所述多个发光组的所述第一发光单元10和所述第二发光单元20呈阵列排布,且所述第一发光单元10与所述第二发光单元20呈交错设置,也即,与每一所述第一发光单元10相邻设置的均为所述第二发光单元20,与每一所述第二发光单元20相邻设置的均为所述第一发光单元10,如此,形成由多个第一发光单元10和多个第二发光单元20交错排布构成的彩色背光源,可以根据显示需求输出不同的色彩。所述发光组中的第一发光单元10和第二发光单元20用以搭配实现输出所需亮度和颜色的光,而在需要超高亮度显示时,还可以在所述发光组中设置一白光led,从而在点亮所述第一发光单元10和/或所述第二发光单元20时,同时点亮所述白光led来增强亮度,以实现超高亮度显示,如此,可以进一步提高画质效果。在所述发光组中设置白光led时,所述白光led也可以与所述第一发光单元10和所述第二发光单元20彼此独立控制,同时进行全局控光或局部动态控光,或者所述白光led进行全局控光或局部动态控光,而所述第一发光单元10和所述第二发光单元20对应进行局部动态控光或全局控光,具体可根据实际需要进行调整,如此可以提高背光亮度,提高效能。通过所述第一发光单元和第二发光单元分别发出红光和绿光的实施方案有多种,本发明中更优选为在所述背光模组中设置光转换材料,可以提高色域,实现超高色域的显示效果,进而达到超佳画质,具体地,所述光转换材料在设置时,既可以对应所述第一发光单元10或者所述第二发光单元20的所述发光led设置光转换材料,也可以对应所述第一发光单元10和所述第二发光单元20的所述发光led同时设置光转换材料。更具体地,在本发明提供的实施方式中,所述第一发光单元的发光led为蓝光led或紫光led,且对应所述第一发光单元的蓝光led设置有红色光转换材料;所述第二发光单元包括绿光led;或者,所述第一发光单元的发光led为红光led;所述第二发光单元包括蓝光led或紫光led,且对应所述第二发光单元的蓝光led设置有绿色光转换材料;或者,所述发光led为蓝光led或紫光led,对应所述蓝光led或紫光led设置有红色光转换材料形成所述第一发光单元,对应所述蓝光led或紫光led设置有绿色光转换材料形成所述第二发光单元。在本发明提供的其他实施方式中,所述第一发光单元10和第二发光单元20的设置方式还可以是:所述第一发光单元10的发光led为蓝光led,且对应设置有红色光转换材料和蓝色光转换材料,所述第二发光单元20的发光led为蓝光led,且对应设置有绿色光转换材料;或者,所述第一发光单元10的发光led为蓝光led,且对应设置有蓝色光转换材料和红色光转换材料,所述第二发光单元20的发光led为绿光led;或者,所述第一发光单元10的发光led为紫光led,且对应设置有红色光转换材料和蓝色光转换材料,所述第二发光单元20的发光led为绿光led。需要说明的是,在上述多种实施方式中,所述第一发光单元10和第二发光单元10中所设置的发光led的发光波长可以不做限定,但更优选为在以蓝光eld或紫光led作为所述发光led,激发光转换材料实现光转换输出时,所选用的蓝光led输出的蓝光波长优选为450~455nm,所选用的紫光led输出的紫光波长为393~397nm,以激发对应设的光转换材料实现光的高效率转换和输出。所述光转换材料的作用主要是提高色域,实现高色域显示,在具体选用时可选择荧光粉或量子点材料等光转换材料,具体地,所述红色光转换材料为红色荧光粉或红光量子点材料;所述绿色光转换材料为绿色荧光粉或绿光量子点材料。此外,在同时设置有蓝色光转换材料时,所述蓝色光转换材料为蓝色荧光粉或蓝光量子点材料。作为一种具体的实施方式,所述红色荧光粉包括发红光的氮化物荧光粉(即为通常所属的rgled中的r荧光粉)和新红粉中的至少一种,也即,所述红色荧光粉既可以是所述发红光的氮化物荧光粉或者所述新红粉,也可以是上述两种的混合物,其中,所述发红光的氮化物荧光粉的化学成分包括(ca,sr)2si5n8:eu、(ca,sr)alsin3:eu以及casin2:eu,所述新红粉的化学成分包括k2tif6:mn4+。通过所述光转换材料的设置,可以实现高色域显示,而为了进一步实现超高色域和提高能效的目的,所述光转换材料更优选为量子点材料,所述量子点材料为无机量子点材料或钙钛矿量子点材料,其中,所述无机量子点材料可以选自cds量子点、cdse量子点、cdte量子点、磷化铟量子点、砷化铟量子点、砷化镓量子点、砷化镓量子点、硫化锌量子点和硒化锌量子点的其中一种,此种类型的量子点材料在市场上较为普遍,易于获取。相较于所述无机量子点材料而言,所述钙钛矿量子点材料应用于背光模组中不仅可以实现高色域,还可以大大降低背光装置的成本,在具体选择时,所述钙钛矿量子点可以是无机钙钛矿量子点或有机-无机杂化钙钛矿量子点,其中,所述无机钙钛矿量子点可选自具有化学式cspbx3所示结构的化学物的其中一种,该结构式中的x为cl、br或i;所述有机-无机杂化钙钛矿量子点材料包括内核和包裹于所述内核表面的表面配体,所述内核由r1nh3ab3或(r2nh3)2ab4形成,且a和b构成配位八面体结构,r1nh3或r2nh3填充在所述配位八面体结构的间隙中,所述表面配体为结构式为cnh2n+1cooh的有机酸或结构式为cmh2m-1cooh的有机胺,其中,r1为甲基,r2为长链有机分子基团,,a为ge、sn、pb、sb、bi、cu或mn,b为cl、br或i。进一步地,所述有机酸的结构式为cnh2n+1cooh,n≥2;所述有机胺的结构式为cmh2m-1cooh,m≥2;所述长链有机分子基团的结构式为rnh2,r为饱和直链烷基基团、饱和支链烷基基团、不饱和直链烷基基团或不饱和支链烷基基团。在上述提供的两种类型的钙钛矿量子点材料中,又以所述有机-无机杂化钙钛矿量子点材料为佳,该材料不仅从分子尺度上结合了有机材料和无机材料的优点,不仅具有无机组分良好的热稳定性、机械性能以及电磁特性,而且具备有机组分的易加工成膜等优点,制备工艺相对简单;而且,有机-无机杂化钙钛矿材料独特的无机层和有机胺交替堆积形成的量子阱结构使其在量子约束效应和介电约束效应的双重作用下,具有较大的激子结合能,表现出了独特的光电特性,如高的载流子迁移率,强的室温光致发光,且量子产率高,半峰宽较窄,发光色纯度高的特点;此外,还可以通过对有机组分和无机组分进行调控,实现该杂化钙钛矿材料发光特性的控制,更有利于实现超高色域显示。所以,采用有机-无机杂化钙钛矿材料作为本发明中所述的光转换材料不仅可实现高色域显示,还可以大大降低背光成本。进一步地,在上述多种实施方式中,所述光转换材料的布设位置有多种选择,只要能够实现所述光转换材料与对应的发光led搭配输出所需要的彩光即可。对于背光模组而言,请参阅图2,背光模组一般包括led灯条、扩散板50、反射片60及光学膜片组70等,所述led灯条包括间隔设置的多个led30,每个led30内部均封装有一发光芯片31,且外部覆盖设置有透镜40,所述扩散板50设置于所述led灯条的发光侧,所述反射片60及光学膜片组70依次层叠设置于所述扩散板50背向所述led灯条的一侧。基于上述结构,在本发明实施方式中,所述发光组在具体设置时可采用如下方式(未图示):所述第一发光单元10的发光led与所述第二发光单元20的发光led封装于同一个透镜封装形成一个所述发光组,或者,所述第一发光单元的发光led与第一透镜封装,所述第二发光单元的发光led与第二透镜封装。更进一步地,所述光转换材料在设置时也有多种选择,可以设于所述led30、所述透镜40或所述扩散板50,具体地,当所述光转换材料设置于所述led时,即为将所述光转换材料直接封装于所述led内部,通过与led内的led发光芯片31配合,使该led可以直接输出所需要的光,从而形成所述第一发光单元10和/或所述第二发光单元20。或者,当所述光转换材料设置于所述透镜40时,所述第一发光单元10和/或所述第二发光单元20除包括led外,还包括覆盖于该led外部且设置有光转换材料的透镜40。又或者参阅图2,当所述光转换材料设置于所述扩散板50时,其设置方式为将所述扩散板50上正对led的入光面区域划分为印刷区域51,在该印刷区域51上印刷光转换材料,此时,所述第一发光单元10和/或所述第二发光单元20除包括led外,还包括对应led印刷有光转换材料的部分扩散板。以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12
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