背光源与液晶显示屏的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光源与液晶显示屏。


背景技术：

2.液晶显示是被动发光元件，显示屏本身并不发光，而是由其下方的背光源照亮的。背光源作为液晶显示屏的关键零组件之一，如何让其向液晶面板供应充足的亮度与分布均匀的光源，使液晶显示屏具有良好的显示效果是显示行业普遍关注的问题。


技术实现要素：

3.鉴于上述相关技术的不足，本技术的目的在于提供一种背光源与液晶显示屏，旨在解决让背光源对外提供亮度充足、分布均匀的光源。
4.本技术提供一种背光源，包括：mini-led灯板及设置于mini-led灯板出光面上的光学膜材；光学膜材由依次层叠的蓝膜、光转换膜、扩散组件、下增光膜与上增光膜构成；
5.mini-led灯板包括基板以及阵列式排布于基板表面的多颗发蓝光的mini-led芯片；mini-led灯板发出的光穿过蓝膜后射入光转换膜进行颜色转换，然后依次穿过扩散组件、下增光膜、上增光膜后射至光学膜材之外；光学膜材沿垂直于基板的投影线在mini-led灯板上的正投影覆盖全部的mini-led芯片。
6.上述背光源中，基于发蓝光的mini-led芯片形成mini-led灯板，mini-led芯片具有高亮度、小尺寸、低能耗等优点，所以mini-led灯板上可以设置大量的小尺寸mini-led芯片形成阵列，这不仅有助于提升背光源的亮度，而且能够让灯板更接近面光源非点光源，提升背光源出光的均匀度。同时，因为mini-led芯片能耗低的特点，可以降低背光源的功耗，提升背光源及对应显示屏的竞争力。另一方面，mini-led灯板发出的蓝光依次经过蓝膜的滤光，光转换膜的波长转换，扩散组件的均匀扩散以及下增光膜与上增光膜的增亮提取，可以使得高亮度的白光从光学膜材的出光面均匀射出，得到白光面光源，增强液晶显示屏的显示效果。
7.可选地，光转换膜包括层状的主膜，以及设置在主膜至少一个表面上且位于主膜边缘的增强膜，主膜与增强膜均被配置为将蓝光转换为白光。
8.上述背光源中，光转换膜具有主膜与位于主膜边缘的增强膜，增强膜可以对主膜边缘的光转换能力进行“补强”，减少从光转换膜边缘漏出的蓝光，提升背光源的性能，增强对应液晶显示屏的显示效果。
9.可选地，主膜为量子点膜，增强膜为黄色荧光膜。
10.上述背光源中主膜为量子点膜，而增强膜为黄色荧光膜，主膜采用量子点膜可以提升色域，而增强膜采用黄色荧光膜则可以避免因采用量子点膜而容易出现的边缘失效问题，提升光转换膜的可靠性。
11.可选地，还包括模组框，模组框包括底壁与侧壁，底壁与侧壁共同围合出容纳槽，mini-led灯板与光学膜材位于容纳槽内，侧壁的内侧设置有光转换材料或者反光材料，光
转换材料被配置为将蓝光转换为白光。
12.上述背光源中在模组框的侧壁内侧设置了反光材料或光转换材料，当mini-led芯片发出的蓝光射向模组框侧壁后，可以被反射会模组中间，得到光学膜材的处理，或者是被侧壁上的光转换材料转换成白光，这样可以减少从光学膜材与模组框间的缝隙漏出的蓝光，避免在背光源上设置较宽的遮光胶，有利于在减少漏蓝问题的同时减小显示屏的边框。
13.可选地，光转换材料为黄色荧光粉材料。
14.上述背光源中，因为设置在侧壁内侧的是黄色荧光粉材料，其可靠性更高，不会因为高温、水氧等原因失效，有利于提升背光源的品质。
15.可选地，基板设有mini-led芯片的表面上涂覆有反光材料。
16.上述背光源中在基板设置有mini-led芯片的表面涂覆有反光材料，可以形成反射膜，以利用该反射膜将mini-led芯片发出的光更多地射向光学膜材，从而提升背光源最终的出光亮度。
17.可选地，扩散组件中仅包括一张扩散膜，扩散膜上设置有位置与mini-led芯片一一对应的扩散微结构。
18.上述背光源中，因为扩散膜具有位置与mini-led芯片一一对应的扩散微结构，所以该扩散膜对mini-led芯片所发出的扩散能力远超无扩散微结构的扩散膜，这样可以避免在背光源中设置多层扩散膜，这有利于减小背光源的厚度，实现显示屏的轻薄化。
19.可选地，扩散微结构包括以下几种中的至少一种：
20.印刷于扩散膜表面的点状油墨图案；
21.采用光扩散材料形成于扩散膜表面的点状雾化图案；
22.位于扩散膜上的分光结构团，一分光结构团中包括多个立体的分光结构。
23.可选地，扩散组件由层叠的第一扩散膜与第二扩散膜构成。
24.基于同样的发明构思，本技术还提供一种液晶显示屏，包括液晶面板以及前述任一项的背光源，液晶面板覆盖于背光源的出光方向上。
25.上述液晶显示屏中的背光源，基于发蓝光的mini-led芯片形成mini-led灯板，mini-led芯片具有高亮度、小尺寸、低能耗等优点，所以mini-led灯板上可以设置大量的小尺寸mini-led芯片形成阵列，这不仅有助于提升背光源的亮度，而且能够让灯板更接近面光源非点光源，提升背光源出光的均匀度。同时，因为mini-led芯片能耗低的特点，可以降低背光源的功耗，提升背光源及对应显示屏的竞争力。另一方面，mini-led灯板发出的蓝光依次经过蓝膜的滤光，光转换膜的波长转换，扩散组件的均匀扩散以及下增光膜与上增光膜的增亮提取，可以使得高亮度的白光从光学膜材的出光面均匀射出，得到白光面光源，增强液晶显示屏的显示效果。
附图说明
26.图1为本实用新型一可选实施例提供的背光源的一种结构示意图；
27.图2为本实用新型一可选实施例提供的mini-led灯板的一种结构示意图；
28.图3a为本实用新型一可选实施例提供的光转换膜的一种俯视示意图；
29.图3b为本实用新型一可选实施例提供的光转换膜的一种剖面示意图；
30.图4为本实用新型一可选实施例中扩散膜的第一种结构示意图；
31.图5为本实用新型一可选实施例提供的背光源的另一种结构示意图；
32.图6为本实用新型一可选实施例中扩散膜的第二种结构示意图；
33.图7为本实用新型一可选实施例中扩散膜的第三种结构示意图；
34.图8为本实用新型一可选实施例中扩散膜的第四种结构示意图；
35.图9为本实用新型一可选实施例中扩散膜的第五种结构示意图；
36.图10为本实用新型另一可选实施例提供的背光源的一种结构示意图；
37.图11为本实用新型另一可选实施例提供的背光源的另一种结构示意图；
38.图12为本实用新型另一可选实施例提供的液晶显示屏的一种结构示意图。
39.附图标记说明：
40.10-背光源；20-mini-led灯板；21-基板；22-mini-led芯片；30-光学膜材；31-蓝膜；32-光转换膜；321-主膜；322-增强膜；33-扩散组件；33a
–
扩散粒子；330-扩散膜；3300-扩散微结构；3301-点状油墨图案；3302-点状雾化图案；3303-棱锥分光结构；3304-卧棱柱分光结构；331-第一扩散膜；332-第二扩散膜；34-下增光膜；35-上增光膜；40-模组框；41-底壁；42-侧壁；43-荧光膜。
具体实施方式
41.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
42.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
43.背光源的性能与品质直接影响液晶显示屏的显示效果，基于此，本技术希望提供一种具有优良性能的背光源，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
44.本技术一可选实施例：
45.本实施例首先提供一种背光源，请参见图1示出的该背光源10的结构示意图：背光源10包括mini-led灯板20与光学膜材30，其中，光学膜材30覆盖于mini-led灯板20的出光面上。
46.其中，光学膜材30中由多种膜材结构形成，在本实施例中，光学膜材30由依次层叠的蓝膜31、光转换膜32、扩散组件33、下增光膜34与上增光膜35构成，且几者与mini-led灯板20的距离依次增大，也即蓝膜31为光学膜材30中最靠近mini-led灯板20的一个层结构。因此，mini-led灯板20发出的光会依次经过蓝膜31、光转换膜32、扩散组件33、下增光膜34与上增光膜35，然后射出背光源10。
47.蓝膜(blt，blue light transmitting mirror film)31的作用是让蓝光透过，阻止其他颜色的光透过；光转换膜32用于对射入其中的光进行波长转换后射出，也即对光进行颜色转换，其中可以包含荧光粉材料和量子点材料中的至少一种。扩散组件33的主要作用是对射入其中的光线进行均匀扩散；而下增光膜34与上增光膜35主要用于增亮，尽可能多地将白光从背光源10的出光面提取出来，从而增加背光源10出光面的出光亮度。
48.mini-led灯板20包括基板21与设置在该基板21上的多颗mini-led芯片22。在本实施例中，基板21可以为硬质基板也可以为柔性基板，其中，当基板21为硬质基板时，包括但不限于采用玻璃基板、蓝宝石基板、pcb(printed circuit board，印制电路板)中的任意一种；当基板21为柔性基板时，可以采用fpc(flexible printed circuit，柔性电路板)实现。
49.mini-led芯片22是指尺寸介于50～200μm之间的led芯片，本实施例中所采用的mini-led芯片22为蓝光芯片，其可以为氮化镓基芯片。另外mini-led芯片22可以为倒装结构、正装结构或垂直结构中的任意一种。一些示例中，为了减小背光源10的厚度，为了减小光学膜材30与mini-led灯板20之间的od(optical distance，混光距离)，甚至实现0od，可以采用倒装结构的mini-led芯片22，这样可以让光学膜材30直接设置在mini-led灯板20上，实现0od。多颗mini-led芯片22阵列式排布在基板21的一面上，在基板21上设置有与mini-led芯片22电连接的驱动电路。在本实施例的一些示例中，多颗mini-led芯片22所形成的芯片阵列的行沿着基板21的长度方向，列沿着基板21的宽度，如图2所示。当然，在本实施例的其他一些示例中，芯片阵列的行、列也可以分别沿着其他方向。
50.在本实施例的一些示例中，为了减少mini-led芯片22所发出的光的损耗，提升背光源10的出光效率，通过在基板21设有mini-led芯片22的表面设置反光材料形成反射膜，利用反射膜将mini-led芯片22发出的光更多地射向光学膜材30，以提升背光源10最终的出光亮度。
51.可以理解的是，光学膜材30应该尽量全面地覆盖mini-led灯板20，例如光学膜材30沿垂直于基板21的投影线在灯板20上的正投影覆盖全部的mini-led芯片22，这样能够让mini-led灯板20发出的光尽可能地射向光学膜材30，使得光学膜材30对尽可能多的光线进行滤光、转换、扩散等处理。在本实施例的一些示例中，光学膜材30沿垂直于基板21的投影线在mini-led灯板20上的正投影面积大于mini-led灯板20上mini-led芯片22的芯片阵列面积，甚至光学膜材30沿垂直于基板21的投影线在mini-led灯板20上的正投影面积可以略大于mini-led灯板20的面积。
52.在本实施例的一些示例中，光转换膜32为量子点膜，另一些示例中，光转换膜32可以为荧光膜。还有一些示例中，光转换膜32可以为复合膜层，即将荧光膜与量子点膜复合在一起。在本实施例中即便光转换膜32为复合膜层，该复合膜层中的各膜层也都是具备光转换功能的膜层。
53.可以理解的是，光转换膜32边缘容易受损，例如膜材切割、水氧侵蚀都会影响光转换膜中光转换材料的可靠性，进而导致光转换膜32边缘的光转换能力下降甚至是完全丧失，这会导致光转换膜32无法将边缘的蓝光全部转换为白光，所以大量的蓝光可能自背光源10边缘漏出，影响背光源10与液晶显示屏的品质。针对这种情况，本实施例中可以对光转换膜32边缘的光转换能力进行补强，例如在本实施例的一些示例中，光转换膜32具有主膜321与增强膜322，请参见图3a与图3b所示：增强膜322设置在主膜321的至少一个表面上，且位于主膜的边缘区域。应当明白的是，主膜321的边缘区域与其中间区域是相对的概念，边缘区域是围绕在中间区域四周的区域。主膜321与增强膜322均用于将蓝光转换为白光。
54.在一些示例中，主膜321为通过量子点胶形成的量子点膜，量子点(quantum dot)是一种纳米级别的半导体，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，而发出的光的频率会随着这种半导体的尺寸的改变而变化，因而通过
调节这种纳米半导体的尺寸就可以控制其发出的光的颜色。量子点材料具有宽色域的优点(可将色域从通常的70％(ntsc标准)提高到100％(ntsc标准))，因此在照明与显示领域都有较为广泛的应用。不过，本领域技术人员应当理解的是，主膜321也可以由量子点膜替换为由荧光胶形成的荧光膜。
55.可选地，增强膜322可以为量子点膜或者是荧光膜中的任意一种，不过考虑到量子点材料比荧光粉材料更容易受损，也更容易受高温影响，因此，本实施例的一些示例中，增强膜322可以为荧光膜，例如增强膜322为光色荧光膜。在本实施例的一些示例中，增强膜322可以在主膜321上直接形成，例如首先可以提供一主膜，然后通过在该主膜321表面的四周涂覆、印刷光转换胶(例如荧光粉胶)，待光转换胶固化后，可以形成贴附在该主膜321上的增强膜322。另外一些示例中，增强膜322可以预先在其他基材上形成，然后通过胶层粘合到主膜321的四周边缘。
56.扩散组件33由对光具有均匀扩散作用的扩散膜材形成，扩散膜材中分散有扩散粒子，如图4所示。扩散粒子33a均匀分散于扩散膜材中，光射向扩散粒子33a后，会发生不同方向的折射、反射或散射，从而使得光路发生改变，扩散粒子33a可以为有机材料也可以无机材料。一些示例中，为了更好地对光线进行扩散，提升背光源10的出光均匀度，扩散组件33中会设置多张扩散膜材。不过，在本实施例的一些示例中，扩散组件33中的扩散膜材数量不超过两张。例如，在一种示例中，扩散组件33由第一扩散膜331与第二扩散膜332层叠构成，请参见图5示出的背光源10的一种结构示意图。还有一些示例中，扩散组件33内仅具有一张扩散膜330，请继续参见图1所示，不过该扩散膜330的至少一个表面设置有扩散微结构3300。该扩散微结构3300的位置与mini-led灯板20上的mini-led芯片22对应，其可以通过对光线进行折射、反射、散射等，改变光线的光路，从而使得由mini-led芯片22发出的光线被分散得更均匀。可以理解的是，由于扩散膜330是厚度较小的层状结构，所以，本实施例中扩散膜330所谓的表面是指其两个面积较大且彼此相对的表面，并不包括这两个表面之间的侧面。
57.在本实施例的一种示例中，扩散微结构3300呈独立的点状或块状分布，其与mini-led芯片22一一对应，在扩散膜330表面形成与芯片阵列对应的微结构阵列，请参见图6所示。当然，本领域是技术人员可以理解的是，在一些示例中，扩散膜330上也可以存在至少部分扩散微结构3300与mini-led芯片22之间不是一一对应的关系，例如，一个扩散微结构3300可以同时对应两颗或多颗相邻的mini-led芯片22。
58.在本实施例的一些示例中，扩散微结构3300可以为印刷于扩散膜330表面的点状油墨图案3301，请继续参见图6，可选地，该点状油墨图案3301可以采用白油墨形成，不过可以理解的是，在其他一些示例中，选用其他颜色的印刷材料在扩散膜330表面形成其他的颜色涂层也是可行的。
59.在本实施例的另一些示例中，扩散微结构3300可以采用光扩散材料形成，例如通过印刷、打印、涂覆等方式在扩散膜330表面形成的点状雾化图案3302，如图7所示，光扩散材料包括光扩散胶，其中包括扩散粒子或者光扩散剂。
60.还有一些示例中，扩散微结构3300可以是位于扩散膜330上的分光结构团，请继续参见图4所示，一个分光结构团中包括多个立体的分光结构，分光结构具有分光作用。在图4对应的扩散膜330中分光结构为棱锥分光结构3303，多个棱锥分光结构3303聚集成一团，形
成扩散微结构3300。该棱锥分光结构3303包括但不限于三棱锥、四棱锥、五棱锥等形态的凸起结构。在另外一部分示例中，扩散微结构3300中的分光结构可以为卧棱柱分光结构3304，如图8所示，卧棱柱分光结构3304是指底面垂直于扩散膜330所在平面，而轴线方向(也即高度方向)与扩散膜330所在平面平行的棱柱形凸起。可选地，卧棱柱分光结构3304对应的棱柱形凸起可以包括但不限于三棱柱、四棱柱、五棱柱等。
61.在本实施例的一些示例中，扩散微结构3300仅设置于扩散膜330的一个表面，例如位于扩散膜330朝向mini-led灯板20的表面，或者是位于扩散膜330背向mini-led灯板20的表面。还有一些示例中，扩散微结构3300同时分布在扩散膜330的两个表面上。在部分示例中，扩散膜330上设置的所有扩散微结构3300都相同，例如，整个扩散膜330上所有的扩散微结构3300均为点状油墨图案3301，或者扩散膜330上仅在远离mini-led灯板20的一面上设置了棱锥分光结构3303所形成的分光结构团。另一些示例中，扩散膜330上可以设置两种或多种类型的扩散微结构，例如，在图9示出的扩散膜330上，其上表面设置有点状雾化图案3302，而下表面则设置有棱锥分光结构3303所形成的分光结构团。
62.可以理解的是，扩散微结构3300的轮廓形状可以为矩形、圆形等规则图形，也可以为菱形、梯形、椭圆形等规则图形，除此以外其还可以为不规则图形。在本实施例的一些示例中，扩散微结构3300的轮廓形状与mini-led芯片22发光面的轮廓形状一样。另外，在本实施例中，扩散微结构3300的面积可以大于等于其对应的mini-led芯片22发光面的面积，不过本领域技术人员可以理解的是，扩散微结构3300的面积略小于与之对应的mini-led芯片22发光面面积也是可以的。
63.本领域技术人员可以理解的是，由于扩散膜330上具有扩散微结构3300，因此扩散膜330对光的均匀扩散能力远超无扩散微结构的扩散膜材，一张扩散膜330对光的扩散能力可以与多张普通扩散膜材的扩散能力相当，这样可以避免在背光源330中设置多层扩散膜材，有利于减小背光源10的厚度，实现液晶显示屏的轻薄化。
64.毫无疑义的是，当扩散组件33中的扩散膜材不只一张时，部分扩散膜材或全部扩散膜材的表面也同样可以设置前述扩散微结构。不过，通常情况下，如果扩散膜材的数量不只一个，则即便扩散膜材上没有设置扩散微结构3300，扩散组件也可以具有较好的光扩散能力，因此在这些情况下，处于降低背光源10成本等原因，可以不必在扩散膜材的表面设置扩散微结构3300。
65.本实施例提供的背光源10，不仅通过mini-led芯片22形成灯板，提升了背光源10的出光亮度、出光均匀性，降低了背光源10的功耗；而且因为光学膜材30中光转换膜32具有主膜321以及能够对主膜321边缘光转换能力进行提升的增强膜322，提升了光转换膜32的光转换效率，减少了边缘蓝光漏出的现象。同时，因为扩散组件中可以通过在扩散膜表面设置扩散微结构来提升单张扩散膜的光扩散能力，这样不仅有利于提升背光源10的出光均匀性，而且也可以降低背光源10的厚度。
66.本技术另一可选实施例：
67.本实施例将结合示例继续对前述实施例中的背光源10进行阐述：
68.通常情况下，背光源10还具有模组框，请参见图10示出的背光源10的一种结构示意图：背光源10包括mini-led灯板20以及位于mini-led灯板20出光面上的光学膜材30，另外，背光源10还包括模组框40。光学膜材30由层叠设置的蓝膜31、光转换膜32、扩散组件33、
下增光膜34与上增光膜35构成。光学膜材30的具体结构可以参见前述示例的介绍，这里不再赘述。模组框40具有底壁41与侧壁42，侧壁42与底壁41形成槽型结构，在该槽型结构中具有容纳mini-led灯板20与光学膜材的容纳槽，请参见图10，mini-led灯板20与光学膜材均设置在模组框40内。
69.在本实施例的一些示例中，可以在侧壁42的内表面上设置光转换材料，利用光转换材料对射向侧壁42的蓝光进行转换，在本实施例的一些示例中，设置在侧壁42内表面的光转换材料可以为量子点材料。考虑到量子点材料容易因为高温、水氧侵蚀等原因而失效，所以在本实施例的另外一些示例中，设置于侧壁42内表面的光转换材料可以为荧光粉材料，例如黄色荧光粉材料。请参见图11示出的背光源10的一种结构示意图：荧光粉材料在模组框40侧壁的内表面上以荧光膜43的形式存在，射向该荧光膜43的蓝光会被转换为蓝光。在本实施例的一些示例中，荧光膜43可以通过黄色荧光粉形成，在本实施例的另外一些示例中，荧光膜43中也可以包括混合的红色荧光粉与绿色荧光粉。可以理解的是，荧光膜43可以通过喷涂荧光胶的方式直接形成于模组框40的侧壁42上，也可以预先在其他基材平面上形成膜结构后贴附于模组框40的侧壁42。
70.在本实施例的一些示例中，可以将模组框40的侧壁42上的荧光膜43替换为反光层，反光层通过反光材料(例如具有良好反射形成的金属材料)形成，这样光线射向侧壁42之后会被反射回模组框40的中间区域，如果被反射的光为蓝光，则这些蓝光有机会射向光转换膜32的中间区域，得到转换。
71.图10示出的背光源10中，扩散组件33由层叠设置的第一扩散膜331与第二扩散膜332构成，在一种示例中，第一扩散膜331与第二扩散膜332的表面均没有设置与mini-led芯片22一一对应的扩散微结构；在另一种示例中，第一扩散膜331与第二扩散膜332中的至少一个上设置有与mini-led芯片22一一对应的扩散微结构。图11示出的背光源10中，扩散组件33由单张扩散膜330构成，该扩散膜330的上下表面均设置有扩散微结构，例如，其下表面设置有点状雾化图案3301，而上表面则设置有棱锥分光结构3303所形成的分光结构团。
72.光转换膜32包括量子点材料形成的主膜321及由荧光粉材料形成的增强膜322，在图10与图11中，增强膜322位于主膜321的上表面，不过，本领域技术人员可以理解的是，在其他一些示例中，增强膜322也可以同时设置在主膜321的上、下两个表面上。
73.本实施例还提供一种液晶显示屏，如图12所示，该液晶显示屏120包括液晶面板12以及前述任意一种示例中提供的背光源10，其中，液晶面板可以设置于背光源10的出光方向上。
74.可以理解的是，液晶显示屏120中除了液晶面板12与背光源10以外，还可以包括透明的保护盖板等结构，保护盖板设置在液晶面板12远离背光源10的一侧，用于对液晶面板12进行保护。
75.上述液晶显示屏120可以应用于各类电子设备，例如包括但不限于电视机、台式电脑、笔记本电脑、手机、穿戴式设备、车载设备等。
76.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。