背光模组的制作方法

本实用新型属于显示技术领域，更具体地说，是涉及一种背光模组。

背景技术：

背光模组用于显示屏中提供背光，如用于电脑、IPad等电子产品中。现有的背光模组在亮度和均匀性方面均有不断提升，但图像的色彩方面仍提升较慢，主要体现在图像色彩的真实性有待提升。现有的背光模组通常采用高色温背光源，其能够在一定程度上提升对比度，但是仍不能理想的体现任何场景的真实色彩，某些局部场景难于真实呈现。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种背光模组，旨在提高背光模组的显色性，防止图像色彩失真。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种背光模组，包括：背板和前框，所述前框用于安装显示模组，所述背板与所述前框对接形成容置空间，所述容置空间内容设有调光组件，所述调光组件近自然光的背面或侧面设有LED光源，所述LED光源能够发出近自然光，所述近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60；所述近自然光中青色光的相对光谱功率大于0.30；所述近自然光中蓝色光的相对光谱功率小于0.75；所述近自然光的显色指数Ra大于90，所述显色指数R9大于90，所述显色指数R12大于80。

进一步地，所述调光组件为导光板，所述LED光源设置于所述导光板的侧面。

进一步地，所述调光组件为均光板，所述LED光源设置于所述均光板的背面。

进一步地，所述背光模组还包括将将所述调光组件漏出的光线进一步反射回调光组件的反射片。

进一步地，所述背板的周边相对其底部弯折并与所述前框卡合，所述背板与所述前框卡合的位置设于相互扣合的卡扣和卡槽。

进一步地，所述LED光源包括基板、设置于基板上的至少一组发光组件，以及与所述发光组件电连接的电路；每组发光组件包括白光发光元件和红光发光元件，所述白光发光元件包括蓝光芯片和覆盖所述蓝光芯片的荧光膜，所述红光发光元件包括红光芯片；所述白光发光元件发射的白光与所述红光发光元件发射的红光混合，所述红光用于补偿所述白光相对于自然光谱缺失的红光部分，形成所述近自然光。

进一步地，每组所述发光组件包括两个白光发光元件和一个红光发光元件，两个所述白光发光元件对称设置于所述红光发光元件的两侧。

进一步地，所述基板为非金属材料。

进一步地，所述白光发光元件与所述红光发光元件通过相同的驱动电流统一驱动。

进一步地，所述驱动电流为20-100mA，所述全自然光谱LED发光体的功率为0.3-1.0W。

本实用新型提供的背光模组的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的该背光模组可以发出近自然光的LED光源，具有完整的光谱，形成了近自然光，其中，显色指数Ra大于90，显色指数R9大于90，显色指数R12大于80，使得显示区域的色彩更加真实。同时，蓝光的降低有利于保护视力，避免用眼疲劳；另外，提升了红光，提升了手机等电子产品的健康等级。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例提供的背光模组的剖视结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例提供的背光模组的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型另一种实施例提供的背光模组的剖视结构示意图；

图4为本实用新型另一种实施例提供的背光模组的仰视结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的LED光源的立体结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的LED光源的剖视图；

图7是本实用新型实施例提供的近自然光的光谱示意图；

图8是图7所示准自然光的光谱测试报告图；

图9是本实用新型实施例提供的近自然光光源和自然光的光谱对比图；

图10是现有近自然光光源和自然光的光谱对比图；

图11是本实用新型实施例提供的白光发光元件的光谱图；

图12是本实用新型实施例提供的采用452.5-455nm蓝光芯片的白光光谱图；

图13是现有技术中近自然光光源的一种光谱图。

其中，图中各附图标记：

2-LED光源；3-背板；4-前框；5-光学膜片；6-反射片；7-PCB板；8-中框；90-容置空间；11-导光板；110-导光板本体；111-反光面；112-出光面；113-入光面；114-凹槽；12-均光板；20-基板；21发光组件；22-电路；210-白光发光元件；211-红光发光元件；201-反射杯；2011-反射面；221-第一引脚；222-第二引脚。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

技术术语的解释说明：

1.相对光谱功率：

一种光源所发射的光谱往往不是单一的波长，而是由许多不同波长的混合辐射所组成。光源的光谱辐射按波长顺序和各波长强度分布称为光源的光谱功率分布。

用于表征光谱功率大小的参数分为绝对光谱功率和相对光谱功率。进而绝对光谱功率分布曲线：指以光谱辐射的各种波长光能量绝对值所作的曲线；

相对光谱功率分布曲线：指将光源辐射光谱的各种波长的能量进行相互比较，作归一化处理后使辐射功率仅在规定的范围内变化的光谱功率分布曲线。辐射功率最大的相对光谱功率为1，其他波长的相对光谱功率均小于1。

2.色比：

任何白光均可由红、绿、蓝三原色以相应比例混合得到，为了表示R、G、B三原色各自在白光总量中的相对比例，引入色度坐标r、g、b，其中，r＝R/(R+G+B),g＝G/(R+G+B),b＝B/(R+G+B),r+g+b＝1，r、g、b分别为红光色比、绿光色比、蓝光色比。

请一并参阅图1及图3，现对本实用新型实施例提供的背光模组进行说明。所述背光模组，包括背板3和前框，前框用于安装显示模组，背板3与前框对接形成容置空间90，容置空间90内容设有调光组件，调光组件的侧面或背面设有LED光源，该调光组件用于将LED光源2发出的近自然光导入并射出，上述的近自然光经过调光组件的调和可以使得光线均匀射出。近自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60；近自然光中青色光的相对光谱功率大于0.30；近自然光中蓝色光的相对光谱功率小于0.75；近自然光的显色指数Ra大于90；显色指数R9大于90，显色指数R12大于80。

如图7至图9，分别示意了近自然光的光谱图和光谱测试数据，通过该图可以看出，该光谱满足上述红光、青光和蓝光的光谱参数，另外，蓝光的比例被降低，在接近自然光的同时还有利于健康。参考图10，现有的近自然光光谱和自然光光谱仍然差距较大，蓝光成分较高，同时在红光部分和青光部分出现明显的不足。这种光源用于背光模组中，会导致显示区域的色彩失真等问题。

LED光源2在光谱和光参数均满足要求的情况下，640-700nm红光的相对光谱功率得到了明显提升。如图7，波长为680～690nm的红光相对光谱功率大于0.80；波长为622～680nm的红光相对光谱功率大于0.60。如图10和图13，传统近自然光光源会在640nm之后的波段出现明显下降的趋势。640-700nm红光具有优异的保健、理疗、美容作用。

本实用新型实施例提供的背光模组，与现有技术相比，该背光模组采用可以发出近自然光的LED光源，具有完整的光谱，形成了近自然光，其中，显色指数Ra大于90，显色指数R9大于90，显色指数R12大于80，使得显示区域的色彩更加真实。同时，蓝光的降低有利于保护视力，避免用眼疲劳；另外，提升了红光，提升了手机等电子产品的健康等级。

进一步地，请一并参阅图1及图2，作为本实用新型实施例提供的背光模组的一种具体实施方式，当调光组件为导光板11时，上述的LED光源2设置于导光板11的侧面，其中该LED光源2设置于导光板11的一侧、两侧或多侧，

以形成侧入式发光。具体地，该背光模组还包括用于安装LED光源2的PCB板7，用于与外界电源形成电连接以驱动LED光源2发光。该LED光源2有多个，多个LED光源2间隔分布在PCB板7上。

在本实施例中，具体参阅图2，导光板11包括导光板本体110，导光板本体110包括近自然光入射的入光面113，LED光源2对应入光面113设置。导光板本体110上设有相对设置的反光面111和出光面112，反光面111上设有若干个用于将近自然光进行漫反射的网点。经过入光区入射的近自然光导入至导光板本体110内，再经过反光面111上的网点反射至出光面112射出。入光面113上设有若干个避让LED光源2的凹槽114，凹槽114与LED光源2一一对应，使得LED光源2在导光板11发生热胀冷缩时不会被顶坏。

在导光板11上还设有用于将多个LED光源2发出的光线进行聚合和扩散并出射的光学膜片5。

进一步地，参阅图3及图4，作为本实用新型实施例提供的背光模组的另一种具体实施方式，当调光组件为均光板12时，该LED光源2设置于均光板12的背面。若干个LED光源2设置于PCB板7上，在均光板12上还设有用于将多个LED光源2发出的光线进行聚合和扩散并出射的光学膜片5，在光学膜片5上对应各个LED光源2的位置相应开设有多个孔。由于直下式背光模组容易出现光斑，这样的话，根据位于LED光源2上方的光学膜片5对于光线扩散和聚合的原理，将有较亮的光斑处的位置进行打孔设计，让光线直接从光学膜片5的孔中透射出来，使得这部分光线不经过光学膜片5对于光线扩散和聚合的原理，从而达到消除光斑的效果。

进一步地，请参阅图1及图3，作为本实用新型实施例提供的背光模组的一种具体实施方式，该背光模组还包括将调光组件漏出的光线进一步反射回调光组件内部的反射片6，该反射片6对应调光组件的背面设置，设置反射片6以避免漏光。

该背光模组还包括与背板3卡合的前框4，背板3的周边相对于其底部弯折并与用户安装显示模组的前框4卡合，背板3与前框4卡合的位置设有相互扣合的卡扣和卡槽。

该背光模组还包括用于固定光学膜片5的中框8。

此外，该背光模组还包括其他现有用于调节光线或者用于固定的其他结构，本实用新型实施例在此部进行一一赘述。

进一步地，参阅图5及图6，作为本实用新型实施例提供的灯管的一种具体实施方式，LED光源2包括基板20、设置于基板20上的至少一组发光组件21，以及与发光组件21电连接的电路22；每组发光组件21包括白光发光元件210和红光发光元件211，白光发光元件210包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的荧光膜，红光发光元件211包括红光芯片；白光发光元件210发射的白光与红光发光元件211发射的红光混合，红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的红光部分，形成近自然光。

具体地，如上所述，LED光源2的基本组成结构为基板20，发光组件21设置在基板20上，发光组件21的数量为一组、两组或更多组，各发光组件21的结构和功能都是一致的。本实施例优选为一组。每一组发光组件21都包括白光发光元件210和红光发光元件211，即，LED光源2发出近自然光是通过白光和红光的混合实现的。其中，红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的那部分，进而形成接近自然光的近自然光。该白光发光元件210包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的荧光膜，红光发光元件211至少包括红光芯片，通过荧光膜将蓝光芯片发出的单色光进行波长转换，产生其他色光，多种色光混合后形成白光，该白光和红光混合后形成近自然光。该近自然光具有如下光谱参数，红色光的相对光谱功率大于0.60；青色光的相对光谱功率大于0.30；蓝色光的相对光谱功率小于0.75。每组发光组件21都可以发出近自然光，因此在LED光源2包含了多组发光组件21的情况下，同样能够发出近自然光。

可见光中各种色光的波长范围如下：红色光(622～700nm)，橙色光(597～622nm)，黄色光(577～597nm)，绿色光(492～577nm)，青色光(475～492nm)，蓝色光(435～475nm)，紫色光(380～435nm)。

白光发光元件210和红光发光元件211可以采用满足性能要求的微型发光元件，光源整体为一微型灯珠，可多个灯珠以任意形式布置于各种灯具的电路22板上，由于其体积小巧，可设置于电路22板的任意位置，应用灵活，灯具整体发光均匀，照明效果好。适用于体积较小的电子产品中。

在本实施例中，该蓝光芯片的波长范围为450-480nm；红光芯片的波长范围为640-700nm，红光芯片的中心波长优选为690±5nm。优选地，蓝光芯片的波长范围为457.5-480nm，至少为457.5-460nm。通过突破传统惯例(采用450-455nm蓝光芯片)，选择了457.5nm-480nm的蓝光芯片，另一方面结合荧光膜，使得青光的相对光谱功率得到明显提升。同时由于青光的提升，同时提升显指R12，进而使得背光模组的显色性更好。如图12，传统近自然光中的青光相对光谱功率低于0.3，如图7和图8，本实施例中的青光相对光谱功率达到0.4以上。

进一步参考图11和图12，图11所示为本实施例中白光发光元件210的光谱，采用457.5nm-460nm的蓝光芯片时，青光相对光谱功率已经达到0.5以上，如采用457.5nm-480nm的蓝光芯片，青光相对光谱功率可以进一步提升。图12中采用452.5-455nm蓝光芯片时，青光相对光谱仅为0.3-0.4之间。

并且，经过不同色温光源的测试，近自然光的色温为2700K-3000K时，475-492nm波段的青光相对光谱功率大于0.30；近自然光的色温为4000K-4200K时，475-492nm波段的青光相对光谱功率大于0.40；近自然光的色温为5500K-6000K时，475-492nm波段的青光相对光谱功率大于0.50。背光模组经常采用高色温光源，此时青光更高，显色性更好。

通过选择上述蓝光芯片和荧光膜，可以获得白光，其光谱如图9所示。其具有如下光学参数：色温为2700K-3000K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.30；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.70；色温为4000K-4200K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.45；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.65；色温为5500K-6000K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.4；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.60。这种白光发光元件210与上述红光发光元件211组合，可以得到LED光源2，能够发出近自然光。

进一步地，参考图9和图10，LED光源2的光谱在其他波段也和自然光极其相似，而现有近自然光光源则难以实现。如图7和图8，近自然光中橙色光的相对光谱功率大于0.55；黄色光的相对光谱功率大于0.50；绿色光的相对光谱功率大于0.35；紫色光的相对光谱功率小于0.10，均与自然光接近。用于背光模组中，能够为用户提供更加舒适的视觉感受，长时间注视屏幕也不会感觉疲劳。

另外，LED光源2在各波段光谱更为优化的同时，还具有严格的光学参数要求，如色温，色容差，显色指数Ra、显色指数R9、显色指数R12以及蓝光色比等等。具体地，近自然光的色温包含2500K-6500K，色容差小于5，蓝光色比小于5.7％。显指Ra大于95，其中，R9的显指大于90，R12的显指大于80。根据图8可以确定LED光源2能够满足上述要求，并且LED光源2的蓝光色比可以降低到5.5％以下，显色指数Ra提高到97以上，显色指数R9达到95以上，显色指数R12达到了83，在其他测试报告中，显色指数R12可以达到87。

进一步地，蓝光中440nm的蓝光对视力的伤害最大，在蓝光色比低于5.7％的情况下，440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65。具体地，近自然光的色温为2700K-3000K时，440nm蓝光的相对光谱功率低于0.50；近自然光的色温为4000K-4200K时，440nm蓝光的相对光谱功率低于0.60；近自然光的色温为5500K-6000K时，440nm蓝光的相对光谱功率低于0.65。

这是现有的护眼电子设备难以实现的。现有的“护眼”电子产品，其蓝光色比虽然较低，但是其中对人眼伤害最大的440nm蓝光的抑制并不明显，护眼功能微乎其微。而蓝光中的其他波段成分对视力发育是必要的，大幅度抑制蓝光不仅护眼效果不明显，还会对儿童、幼儿等人群的视力发育造成不良影响，

例如由于蓝光成分的过分缺失，导致色弱，辨色能力下降等问题。本实施例在将蓝光色比降低至5.7％以下的基础上，重点抑制440nm蓝光的强度，能够真正的起到保护视力的作用。

在本实施例中，该白光发光元件210的光通量和红光发光元件211的光辐射量之比为2-10:1，优选为2-3:1。在不同的色温下，该比例略有浮动。在一个实施例中，白光发光元件210的数量和红光发光元件211的数量比为1-8:1，进一步优选为1-4：1。实际红光发光元件211的光辐射量为80-160mW，白光发光元件210的总光通量为200-350lm。

在一种实施例中，白光发光元件210有四个，红光发光元件211有一个，四个白光发光元件210设置于红光发光元件211的周围且均匀分布。

在另一种实施例中，白光发光元件210有两个，红光发光元件211有一个，两个白光发光元件210对称地设置于红光发光元件211的两侧。

关于芯片的安装方式，优选将蓝光芯片和红光芯片倒装于基板20的表面，倒装芯片有利于和基板20上的电路22有效连接，有利于高效散热，可以通过设备在芯片上统一成膜，保证不同产品的荧光膜一致性好，进而可以避免正装芯片的点胶过程造成一致性差的问题，同时，使得不同产品在色温相同时处于同一BIN位，色温一致性好。

另外，倒装芯片也使得白光发光元件210的体积进一步减小，有利于光源尺寸控制。在本实施例中，白光发光元件210的宽度小于0.8mm，高度小于0.3mm，红光发光元件211可控制在同样范围内。相邻的白光发光元件210和红光发光元件211间距为1mm以下。LED光源2的长度小于或等于6mm，宽度小于3mm。

当然，本实用新型不局限于采用倒装芯片，采用正装芯片也是可行的。

在一种实施例中，基板20优选为非金属材料制作的片层结构，基板20上设有反射杯201，白光发光元件210、红光发光元件211设置于反射杯201中，电路22形成于基板20的表面，且包裹于基板20的正反两面，并在反射杯201之外形成引脚，反射杯201的底部露出部分电路22，用于与白光发光元件210和红光发光元件211连接。

更进一步地，反射杯201的内壁设有反射面2011，反射杯201内部还填充有封装胶体(图未示)，反射面2011用于将白光和红光进行反射，封装胶体用于保护反射杯201内部结构和使光源结构更加稳定，并对光线进行折射调整。白光和红光充分混合后经过封装胶体输出。具体地，白光发光元件210和红光发光元件211的发光角度可以为160°左右至180°，光源的出光角度为120°左右。整个光源为小型均匀发光的近自然光灯珠。

在本实施例中，电路22具有若干组正负极引脚，可以每个发光元件对应一组正负极引脚，或者若干个发光元件对应一组正负极引脚。在驱动方式上，有两种实施例，其一，白光发光元件210和红光发光元件211分别连接不同的正负极引脚，单独驱动，此时各自的驱动电流不同，可以配合控制芯片进行控制。其二，白光发光元件210和红光发光元件211串联，即连接相同的正负极引脚，统一相同电流驱动，不需控制芯片进行控制。这种统一驱动的方式显然具有明显的优势，其不需要针对不同发光元件配置不同的驱动电流，不需要增加控制电路22，仅需要按照其对应的电流供电即可。因此，在结构上更为简化，体积进一步减小，应用更加简便灵活，成本更低。此为本实用新型优选的电路22连接方案。具体地，白光发光元件210的光通量和红光发光元件211的光辐射量的实际比例为2-3:1，电流为20-100mA之间，优选为60mA。优选1-4个白光发光元件210和1-2个红光发光元件211串联构成一个光源，单颗光源的功率为0.5W左右。

参考图5和图6，两个白光发光元件210和一个红光发光元件211串联，两个白光发光元件210分别连接一个第一引脚221，第一引脚221自反射杯201底部伸出，用于连接外部电源。红光发光元件211串联于两个白光发光元件210之间。

进一步地，该光源还可以设有第二引脚222，该第二引脚222不用于连接外部电源，而是用于散热，以及提升光源整体的对称性，提升强度和安装于电路22板上的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。