灯条、背光模组及显示装置的制作方法

1.本技术总体来说涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种灯条、背光模组及显示装置。


背景技术：

2.显示器已广泛应用至各个领域，与我们工作、学习、生活密不可分。如今，人们对显示器的性能需求越来越高，如何在低能耗下打造高亮度、高画面品质的产品是显示行业面临的一大挑战。尤其是近年来兴起的高动态范围(hdr)标准，与标准动态范围(sdr)相比，hdr可以提供更高的亮度、更好的对比度、色彩准确度以及更鲜艳的色彩。
3.液晶显示器越来越倾向于超薄边框设计，该设计会导致液晶模组bm区(bm《6.1)较短进而引发的led混光距离不够，最终在画面上呈现出hotspot等问题。


技术实现要素：

4.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.为了解决现有led灯珠混光距离不够导致屏幕暗亮不均的技术问题，本技术的主要目的在于提升暗区亮度，提供一种灯条、背光模组及显示装置。
6.为实现上述发明目的，本技术采用如下技术方案：
7.一种灯条，面向导光板的入光面设置，包括基板及设于所述基板的多个灯珠，多个所述灯珠沿所述入光面的长度方向倾斜排列设置；
8.其中，所述灯珠的长边延伸方向与排列方向的夹角为α，19
°
≤α≤32
°
，所述灯珠在所述导光板厚度方向的高度为h，2mm≤h≤3mm，在所述夹角α范围内，相邻两个所述灯珠的中心点之间间距范围为[p
1-pn]，任一所述夹角α对应的间距p值符合：
[0009][0010]
其中，k为灯珠的宽度，w为灯珠的长度。
[0011]
进一步的，在本技术方案的一些实施例中，相邻两个所述灯珠的间隙为d，0.3mm≤d≤1.1mm。
[0012]
进一步的，在本技术方案的一些实施例中，间隙d为0.4mm。
[0013]
进一步的，在本技术方案的一些实施例中，所述灯珠数量为n，n为3、4、6和8的正整数倍。
[0014]
进一步的，在本技术方案的一些实施例中，第一方向垂直所述灯珠的排列方向且平行所述灯珠的出光面，所述灯珠在所述第一方向上包括出光区及部分与相邻所述灯珠交叠的交叠区；
[0015]
其中沿第一方向，经过所述灯珠出光区的直线长度为l，依次经过相邻两个所述灯
珠的交叠区的直线长度为la和lb，则la+lb＝l。
[0016]
一种背光模组，安装有上述灯条。
[0017]
进一步的，在本技术方案的一些实施例中，还包括导光板，所述导光板与所述灯珠的间隙为m，所述导光板朝向所述灯珠方向上的长度为n,则m＝0.3％n。
[0018]
进一步的，在本技术方案的一些实施例中，还包括背板及安装于所述背板的石墨导热层组，所述灯条连接所述石墨导热层组；
[0019]
所述石墨导热层组包括离型层、第一胶层、第一传热层、第二传热层及第二胶层，所述第一传热层包裹所述第二传热层，所述第一胶层和所述第二胶层相对设置于所述第一传热层的相对两侧，所述第一胶层朝向所述灯条的一侧设置所述离型层，所述第二胶层连接所述背板；
[0020]
其中，所述第一传热层的导热速度大于所述第二传热层的导热速度，所述第二传热层的厚度大于所述第一传热层的厚度。
[0021]
进一步的，在本技术方案的一些实施例中，所述第一传热层包括石墨层及包裹所述石墨层的外包层。
[0022]
一种显示装置，安装有上述背光模组。
[0023]
由上述技术方案可知，本技术的灯条、背光模组及显示装置的优点和积极效果在于：
[0024]
本技术方案提供一种灯条、背光模组及显示装置，其中显示装置安装有该背光模组，背光模组安装有该灯条，灯条面向导光板的入光面设置，灯条包括基板及设置于基板的多个灯珠，多个灯珠沿入光面的长度方向倾斜设置，其中，灯珠的长边延伸方向与排列方向的夹角为α，19
°
≤α≤32
°
，灯珠在导光板厚度方向的高度为h，2mm≤h≤3mm，通过灯珠倾角和高度，限定灯珠尺寸，避免灯珠的高度大于导光板的厚度，在所述夹角α范围内，相邻两个所述灯珠的中心点之间间距范围为[p
1-pn]，任一所述夹角α对应的p值符合：
[0025][0026]
将灯珠的尺寸、中心间距及倾角三个方向结合，使灯珠的光线在进入画面显示区之前完成混光，从而改善画面明暗不均问题，每一个倾角下对应的间距p取值在一定范围内，使光在接触入光面前完成混光，保证均匀光照，同时，根据各参数之间关系指导灯条的加工生产，以根据灯条长度、灯珠数量及串数变化调整间距p。
附图说明
[0027]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0028]
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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]
图1是现有灯珠排列及光照明暗示意图。
[0030]
图2是根据一示例性实施方式示出的一种灯条的局部排列示意图1。
[0031]
图3是根据一示例性实施方式示出的一种灯条的局部排列示意图2。
[0032]
图4是根据一示例性实施方式示出的一种灯条的单颗灯珠照射模型示意图。
[0033]
图5是根据一示例性实施方式示出的一种灯条的4010灯珠排列参数示意图。
[0034]
图6是根据一示例性实施方式示出的一种灯条的4012灯珠排列参数示意图。
[0035]
图7是根据一示例性实施方式示出的一种灯条4014灯珠排列参数示意图。
[0036]
图8是根据一示例性实施方式示出的一种背光模组的侧视结构示意图。
[0037]
图9是根据一示例性实施方式示出的一种背光模组的石墨导热层组示意图。
[0038]
其中，附图标记说明如下：
[0039]
100-导光板；200-背板；300-灯条；400-石墨导热层组；
[0040]
310-基板；320-灯珠；330-出光区；340-交叠区；
[0041]
410-离型层；420-第一胶层；430-第一传热层；440-第二传热层；450-第二胶层；
[0042]
431-石墨层；432-外包层。
具体实施方式
[0043]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，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在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围，因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
[0044]
显示器已广泛应用至各个领域，与我们工作、学习、生活密不可分。如今，人们对显示器的性能需求越来越高，如何在低能耗下打造高亮度、高画面品质的产品是显示行业面临的一大挑战。尤其是近年来兴起的高动态范围(hdr)标准，与标准动态范围(sdr)相比，hdr可以提供更高的亮度、更好的对比度、色彩准确度以及更鲜艳的色彩。
[0045]
液晶显示器越来越倾向于超薄边框设计，该设计会导致液晶模组bm区(bm《6.1)较短进而引发的led混光距离不够，最终在画面上呈现出hotspot等问题。
[0046]
图1是现有灯珠排列方式下明暗示意图，如图1，常规工艺中，led灯珠的打件后，相邻两个灯珠具有一定间距，该间距受工业化批量生产工艺的影响，现有被光膜组的非灯条侧黑矩阵bm(black matrix)区比较窄，混光距离短，若放置灯条易发生明暗不均(hotspot)画面不良。
[0047]
参考已有显示装置的实际画面效果，当a/p《0.558时，画面hotpost无法再通过优化导光板网点再改善，其中a代表灯珠出光面到屏幕可操作区(active area)边缘的距离，p代表相邻两个灯珠中心点间距。考虑到灯珠打件极限间距，以使用常规4014灯珠极限中心点间距为4.3mm为例，当bm《6.1mm时，常规设计方式将无法解决画面htospot问题。
[0048]
因此，为了解决现有led灯珠320混光距离不够导致屏幕暗亮不均的技术问题，本技术的主要目的在于提暗区亮度，提供一种灯条300、背光模组及显示装置，其中，显示装置安装有该背光模组，背光模组安装有该灯条300，灯条300面向导光板100的入光面设置，灯条300包括基板310及设置于基板310的多个灯珠320，多个灯珠320沿入光面的长度方向倾斜设置，其中，灯珠320的长边延伸方向与排列方向的夹角为α，19
°
≤α≤32
°
，灯珠320在导
光板100厚度方向的高度为h，2mm≤h≤3mm，通过灯珠320倾角和高度，限定灯珠320尺寸，避免灯珠320的高度大于导光板100的厚度，在所述夹角α范围内，相邻两个所述灯珠的中心点之间间距范围为[p
1-pn]，任一所述夹角α对应的p值符合：
[0049][0050]
k为灯珠320的宽度，w为灯珠320的长度，本技术方案将灯珠320的尺寸、中心间距及倾角三个方向结合，使灯珠的光线在进入画面显示区之前完成混光，从而改善画面明暗不均问题，每一个倾角下对应的间距p取值在一定范围内，在保证均匀光照的基础上，指导灯条的加工生产，以根据灯条长度、灯珠数量及串数变化调整间距p。
[0051]
本技术方案中的灯珠320为led灯珠320。
[0052]
图1是现有灯珠320排列及光照明暗示意图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种灯条300的局部排列示意图1。图3是根据一示例性实施方式示出的一种灯条300的局部排列示意图2。图4是根据一示例性实施方式示出的一种灯条300的单颗灯珠320照射模型示意图。图5是根据一示例性实施方式示出的一种灯条300的4010灯珠320排列参数示意图。图6是根据一示例性实施方式示出的一种灯条300的4012灯珠320排列参数示意图。图7是根据一示例性实施方式示出的一种灯条300的4014灯珠320排列参数示意图。图8是根据一示例性实施方式示出的一种背光模组的侧视结构示意图。图9是根据一示例性实施方式示出的一种背光模组的石墨导热层组400示意图。
[0053]
参考图2-9本技术方案提供一种灯条300、背光模组及显示装置，显示装置安装有该背光模组，背光模组安装有该灯条300。
[0054]
其中，背光模组还包括导光板100、背板200及石墨导热层，导光板100安装于背板200，在导光板100的两长边侧、两短边侧以及长短边各一侧分别设置灯条300，导光板100形成双短边入光、双长边入光以及长短边的l型入光形式，旨在用较低led电流实现高亮度的需求，同时保证较低的背光模组温度。
[0055]
背光模组受到震动，易发生灯珠320与导光板100(lgp)磨损划伤。磨损产生的导光板100粉末落入灯珠320的碗杯中，会导致灯珠320出射光的颜色发生变化，进而引起画面不良，如画面发黄，同时背光模组在高温高湿环境中，导光板100受环境影响会发生膨胀，在挤压两侧灯条300后，导致曝灯、画面发黄、hotspot等现象，还易引起背光模组褶皱，为了解决上述问题，本技术方案的背光模组对导光板100采用了定位固定、预留空隙及石墨导热层。
[0056]
在双短边侧设置灯条300的情况下，采用硅胶垫块与铆柱结合定位的方式，在背光模组的地侧中心，利用一个铆柱进行刚性固定，确保导光板100距左右两短边侧灯条300间隙一致，导光板100的天侧使用硅胶垫块进行软性固定，辅助确保导光板100不位移，且有足够的膨胀空间。
[0057]
本技术方案结合灯珠320倾斜角度及灯珠320尺寸，导光板100厚度设计为3mm，导光板100自重较重，震动时会产生冲击力更大，在双长边侧设置灯条300的情况下，导光板100的天侧两端设置铆钉，地侧两端填充塞子，在两短边侧分别间隔设置两个或更多的硅胶垫块，硅胶垫块减小导光板100晃动的同时还能提供一定膨胀空间。导光板100的天侧长度方向两端分别开槽，以安装铆钉，铆钉与导光板100在长边方向的间隙在0.8mm-1.5mm，导光板100的27寸以下优选1mm，导光板100的27寸以上优选1.2mm，间隙过小导光板100膨胀空间
不足，间隙过大影响灯珠320的分布。铆钉与导光板100在短边方向的间隙在0.1mm-0.2mm，优选0.15mm，间隙过小容易摩擦出现异物，间隙过大导光板100活动量大，固定不充分。开槽在导光板100短边延伸方向与可操控区(aa)区的距离大于0.6mm，优选0.8mm，距离过小容易发生漏光。塞子在短边延伸方向与导光板100的间隙为0.05mm，间隙过大导致导光板100活动量大固定不充分，间隙过小导致导光板100膨胀空间不足，且组装困难。硅胶垫块与导光板100的间隙为0.2mm，间隙过大导致导光板100活动量大固定不充分，间隙过小导致导光板100膨胀空间不足，且组装困难。
[0058]
在长短边各一侧设置灯条300的情况下，无论是在水平方向还是竖直方向，导光板100都可以向没有灯条300的一侧膨胀。因此不需要使用铆柱来进行刚性固定，只用合理高度的塞子规避导光板100磨损即可。因此，本技术选择在无灯条300的两侧使用硅胶垫块固定导光板100。
[0059]
本技术方案中，导光板100与所述灯珠320的间隙为m，导光板100朝向灯珠320方向的长度为n,则m＝0.3％n，具体的，当灯条300位于导光板100的两短边侧时，导光板100朝向灯珠320的方向为导光板100的长边延伸方向，此时n为导光板100的长边长度，间隙m取值0.3％倍的导光板100长边长度；当灯条300位于导光板100两长边侧时，导光板100朝向灯珠的方向为短边延伸方向，此时n为导光板100的短边长度，间隙m取值0.3％倍的导光板100短边长度，以此确保导光板100在使用环境下有足够的膨胀空间。
[0060]
参考图2、8及9，灯条300与背板200之间设置石墨导热层组400，石墨导热层组400安装于背板200，灯条300连接石墨导热层组400，石墨导热层组400包括离型层410、第一胶层420、第一传热层430、第二传热层440及第二胶层450，第一传热层430包裹第二传热层440，第一胶层420和第二胶层450相对设置于第一传热层430的相对两侧，第一胶层420朝向灯条300的一侧设置离型层410，第二胶层450连接背板200，第一传热层430的导热速度大于第二传热层440的导热速度，第二传热层440的厚度大于第一传热层430的厚度，第一传热层430包括石墨层431及包裹石墨层431的外包层432。
[0061]
在具体示例中，第二传热层440朝向灯条300一侧的第一传热层430可以快速传输灯条300的热量，将灯条300的热量传输至第二传热层440，第二传热层440的厚度相对于第一传热层430后，传热速度相对于第一传热层430慢，使第二传热层440在一定程度上具有储热功能，增强石墨导热层组400的比热容，防止石墨导热层组400过快升温，第二传热层440朝向背板200一侧的第一传热层430将热量快速传给背板200，增强第二传热层440至背板200的传热速度。本技术方案中，第一胶层420和第二胶层450可分别采用双面胶，第一传热层430由四层组成依次为pet单面胶层、石墨层431、pet胶带及热熔胶层，其中热熔胶层贴合第二传热层440，第二传热层440可采用pu泡棉芯，本技术方案中，pet单面胶层、pet胶带及热熔胶层统称为外包层432。
[0062]
将石墨包裹在泡棉芯，再以双面胶贴敷至上下两面，该结构不仅可以代替灯条300的导热胶，改善模组正倒置亮度差异，还可以借助石墨优秀的导热性质将灯条300产生的热量快速传导至背板200。根据实测结果显示，石墨导热层组400可将背板200温度下降2～4℃。
[0063]
在其它实施例中，借助喷涂技术，将石墨混入喷涂胶中直接喷涂至背板200上，固化后可在背板200上形成连续石墨层431辅助背板200散热。根据实测结果，喷涂面积越大，
其降温效果越好，石墨喷涂可制得的石墨层431最大厚度为30um，大约可将背板200温度下降5～6℃左右。还可以将不同层数的石墨烯压制成厚度不同的石墨片，在其表面涂敷双面胶，制成石墨片用于背板200上辅助散热。石墨片散热原理与石墨喷涂相同，但其厚度可做到100～300um，是石墨喷涂的3倍以上，因此比石墨喷涂的降温效果更显著。根据实测结果，可将背板200温度下降10℃左右。石墨片可降低背板200温度源于其优秀的导热性质，其导热率是铝的3～8倍。
[0064]
由于本技术将石墨导热层组400设置于灯条300与背板200之间，当产品正置时，导光板100和灯条300同步压缩石墨导热层组400，导光板100与灯条300紧密贴合，确保入光效率；当产品倒置，石墨导热层组400不受力恢复原型，灯条300可与导光板100同步位移，灯条300与导光板100仍保持紧贴状态，确保入光效率不变，还可以起到同样保证入光效率的作用。
[0065]
本技术实施例中，灯条300面向导光板100的入光面设置，灯条300包括基板310及设于基板310的多个灯珠320，多个灯珠320沿入光面的长度方向倾斜排列设置，实现两个灯珠320的照度叠加，从而提升暗区亮度。
[0066]
如图3，在灯珠320上各点亮度均匀，且各个方向上出射光亮度一致的情况下，可将相邻两颗灯珠320的顶点，放置在一条垂线上，可以使交叠区340内，任何一条垂线上亮度相等。即设定第一方向垂直灯珠的排列方向且平行所述灯珠的出光面，灯珠在第一方向上包括出光区及部分与相邻所述灯珠交叠的交叠区，其中沿第一方向，经过灯珠出光区的直线长度为l，依次经过相邻两个灯珠的交叠区的直线长度为la和lb，则la+lb＝l。
[0067]
本技术方案中，灯珠320的长边延伸方向与排列方向的夹角为α，19
°
≤α≤32
°
，灯珠320在导光板100厚度方向的高度为h，2mm≤h≤3mm，在倾角α范围内，对应相邻两个灯珠320的中心点之间间距为[p1、p2、p3、p4、p5、p6……
pn]，其中，任意一夹角α对应的p值满足：
[0068][0069]
k为灯珠320的宽度，w为灯珠320的长度，每一个倾角下对应的间距p取值在一定范围内，在保证均匀光照的基础上，指导灯条的加工生产，以根据灯条长度、灯珠数量及串数变化调整间距p。相邻两个所述灯珠320的间隙为d，0.3mm≤d≤1.1mm，优选间隙d为0.4mm。
[0070]
本技术方案中，间距p具有最大值及最小值，在间距p取值范围内，灯珠320存在交叠和不交叠两种情况，通过本技术各参数限制，在相邻两个灯珠320不交叠时，依然能够实现光线在接触入光面前完成混光。
[0071]
结合导光板100尺寸及灯珠320的串联情况，灯珠320数量为n，n为3、4、6和8的正整数倍。
[0072]
参考图5-7，以4010灯珠320、4012灯珠320及4014灯珠320为例，使灯珠320具有交叠区340和非交叠区340，非交叠区340定义为出光区330，改善屏幕的明暗不均为题，4010灯珠320的倾角a在19
°‑
32
°
之间，顶角间距h在2.24mm-2.96mm之间，间距d在0.33mm-1.07mm之间，间距在3.9mm-4.10mm之间，即p1为3.9mm，pn为4.10mm。4012灯珠320倾角a在22
°‑
29
°
之间，灯珠320在导光板100厚度方向的高度(顶角间距)h在2.61mm-2.98mm之间，间距d在0.35mm-0.77mm之间，间距在4.08mm-4.15mm之间。4014灯珠320：倾角a在24
°‑
25
°
之间，顶角间距h在2.90mm-2.95mm之间，间距d在0.31mm-0.38mm之间，间距在4.21mm-4.22mm之间。
[0073]
以图5为参照，4010灯珠的倾角α为25
°
时，k＝1mm，w＝4mm，对应的间距p为4.0478mm，任意一夹角α对应的p值满足：
[0074]
(1)
[0075]
(2)(2)
[0076]
(3)4.123-cos11
°‑
0.4226≤p≤4.123*cos11
°
+0.3
[0077]
(4)4.123-0.981-0.4226≤p≤4.123*0.981+0.3
[0078]
(5)2.7149≤p≤4.3446
[0079]
因此，p为4.0478，在倾角25
°
对应的p值范围内。
[0080]
灯珠320的倾角过大，灯珠320在导光板100厚度方向的高度会高于导光板100厚度，灯珠320在导光板100厚度方向的高度优选2.4mm-2.6mm。灯珠320倾角过小会导致灯珠320交叠区340过小甚至相邻两颗灯珠320无法交叠，相邻两个灯珠320中心点距离过大，水平放置灯珠320即可，倾斜排列无意义。
[0081]
进一步的，hdr1000对液晶显示模组亮度要求高，若以现有的背光设计方案实现，过大的电流会导致整个模组温度过高，本实施例以双灯条300设计，即包括双短边入光、双长边入光和l型入光，用较低led电流实现高亮度的需求，同时保证较低的模组温度。现在液晶显示器多采用超窄边框设计，bm区比较窄的情况下，为保证灯珠320交叠区340的光照均匀性，解决导光板100明暗不均问题，将灯珠320的尺寸、中心间距及倾角三个方向结合，在本领域技术人员的理解下，也可以等灯珠320自身支架设置为透明材质来改善画面品质。在双边入光的结构中，增加了导光板100定位设计，来预防由于导光板100晃动和膨胀可能导致的一些不良。为实现高亮度，需以较大电流驱动led，背板200温度高。采用三种不同的石墨方案来为背板200降温，确保高亮度下背板200温度在正常工作范围内。
[0082]
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。
[0083]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明总的发明构思的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。