顯示裝置、背光模組和背光光源的製作方法

2023-10-22 16:02:57 4

本發明涉及顯示技術領域，更具體地，涉及一種顯示裝置、背光模組和背光光源。

背景技術：

液晶顯示裝置是一種被動發光顯示的裝置，液晶面板本身並不發光，而是由液晶面板下方的背光模組照亮的。背光模組包括背光光源、導光板、反射片和光學膜片等，背光模組發出的光線照射到液晶面板上時，光線會先通過下偏振片向上透出，不同的液晶面板這個時候會按照自己的機理將光線轉變偏振方向，接下來光線接觸到彩色濾光片產生顏色，最後入射到上偏振片。在被液晶轉變偏振方向後，有部分光線可以出射，有部分會被吸收，整個液晶面板上每一個像素都可以分別決定出射光線的強度，從而產生圖像。

其中，現有技術中，背光模組的背光光源製成後，背光模組光線的色度是固定的，由於不同液晶面板色度規格不同，需要選擇光線色度不同的背光模組來對應，通常背光模組生產廠商會生產多種光線色度的背光模組，以滿足背光模組色塊與液晶面板色度相匹配的要求。但是，背光模組的光線色度是有限的，經常會出現無法找到與液晶面板色度匹配性較好的背光模組的問題，此時會對影響液晶面板的顯示效果產生影響。

此外，在選擇背光模組時，通常選擇液晶面板的理論色度相匹配的背光模組，在液晶面板成盒的工藝過程中會出現液晶面板的色度漂移的現象，液晶面板的實際色度與理論色度之間出現差異，此時，為了使液晶面板的實際色度與背光模組相匹配，現有技術通常通過調整液晶面板的3gamma程序來調整背光模組色度，但是，該調整方法會造成液晶面板的穿透率降低，也會對影響液晶面板的顯示效果產生影響。

因此，提供一種光線色度可調整的背光光源、背光模組和顯示裝置，並且不影響液晶顯示面板的顯示效果，是本領域亟待解決的問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供了一種顯示裝置、背光模組和背光光源，解決了現有技術中通過調整液晶面板的3gamma程序來調整背光模組色度而導致液晶面板的顯示效果差的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提出一種背光光源。

該背光光源包括：多個發光單元led顆粒，其中，所述led顆粒包括：相互獨立的第一腔體和第二腔體、設置於所述第一腔體內的第一發光晶片和第一螢光粉混合物、設置於所述第二腔體內的第二發光晶片和第二螢光粉混合物，其中，所述第二螢光混合物粉與所述第一螢光混合物均包括螢光粉，且第二螢光混合物產生的光與所述第一螢光混合物產生的光具有不同色度；以及連接電路，與所述第一發光晶片和所述第二發光晶片分別相連接，用於向所述第一發光晶片施加第一電流，向所述第二發光晶片施加第二電流，其中，所述第一電流與所述第二電流的比例可調。

為了解決上述技術問題，本發明提出一種背光模組。該背光模組包括本發明提供的任意一種背光光源。

為了解決上述技術問題，本發明提出一種顯示裝置。該顯示裝置包括本發明提供的任意一種背光模組。

與現有技術相比，本發明的顯示裝置、背光模組和背光光源，實現了如下的有益效果：

背光光源的led顆粒設置兩個獨立的腔體，每個腔體分別設置有發光晶片和螢光混合物，不同腔體的螢光混合物產生的光的色度不同，並且兩個發光晶片均單獨施加電流，通過調整兩個發光晶片施加的電流比例能夠調節整顆led顆粒產生的光的色度，使背光模組匹配不同色度規格的液晶面板，並且，在液晶面板發生色度漂移時，無需調節3gamma程序，能夠提高液晶面板的穿透率以及響應速度，此外，將兩個腔體封裝在同一led顆粒內，兩個腔體的混光距離短，避免兩種不同色度的光之間的色差問題。

通過以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其它特徵及其優點將會變得清楚。

附圖說明

被結合在說明書中並構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，並且連同其說明一起用於解釋本發明的原理。

圖1為本申請實施例提供的顯示裝置的結構爆炸圖；

圖2為本申請實施例提供的背光光源的結構示意圖；

圖3為本申請實施例提供的led顆粒的結構示意圖；

圖4為本申請實施例提供的色度圖；

圖5是本實施例提供的背光模組的及結構爆炸圖；以及

圖6為本發明實施例提供的顯示裝置的結構示意圖。

具體實施方式

現在將參照附圖來詳細描述本發明的各種示例性實施例。應注意到：除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本發明的範圍。

以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發明及其應用或使用的任何限制。

對於相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。

在這裡示出和討論的所有例子中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步討論。

本發明涉及用於顯示裝置的背光模組，圖1為本申請實施例提供的顯示裝置的結構爆炸圖，適當參考圖1，顯示裝置包括背光模組10、上偏振片20、彩膜基板30、液晶層40、陣列基板50和下偏振片60，其中，背光模組10包括背光光源11和光學模組12，光學模組12包括導光板、反射片、增光片等，背光光源11產生的光線經光學模組12照射到下偏振片60，先通過下偏振片60向上透出至液晶層40，液晶層40將光線轉變偏振方向，接下來光線接觸到彩膜基板30，彩膜基板30上設置有紅綠藍(rgb)色阻，經由色阻產生顏色後入射到上偏振片20，透過上偏振片20產生圖像。

其中，基於色阻的特性，紅色色阻使光線中波長為紅光波長的部分透過，綠色色阻使光線中波長為綠光波長的部分透過，藍色色阻使光線中波長為藍光波長的部分透過，為了保證經液晶層40轉變偏振方向的光均能透過色阻，一般情況下，背光光源11產生的光為白光，或者為rgb比例近似於1：1：1的一種混合光。

圖2為本申請實施例提供的背光光源的結構示意圖，適當參考圖2，在一種實施例中，背光光源11包括柔性電路板111和在柔性電路板111上沿第一方向a依次排列的多顆led顆粒112，柔性電路板111上還設置有連接電路113，該連接電路113用於向led顆粒112內的發光晶片施加電壓，以使led顆粒發光，產生光線。

圖3為本申請實施例提供的led顆粒的結構示意圖，適當參考圖3，led顆粒112包括相互獨立的第一腔體112l和第二腔體112r，在一種實施例中，led顆粒112包括支架1124，支架1124注塑成型後形成第一腔體112l和第二腔體112r。

在第一腔體112l內，設置有第一發光晶片1121l和第一螢光混合物1122l，第一發光晶片1121l激發第一螢光混合物1122l，使得第一腔體112l產生第一光線；在第二腔體112r內，設置有第二發光晶片1121r和第二螢光混合物1122r，第二發光晶片1121r激發第二螢光混合物1122r，使得第二腔體112r產生第二光線。

其中，第二螢光混合物1122r與第一螢光混合物1122l均包括螢光粉，且第二螢光混合物1122r產生的光與第一螢光混合物1122l產生的光具有不同色度。

第一發光晶片1121l和第二發光晶片1121r分別與連接電路113相連接，連接電路113向第一發光晶片1121l施加第一電流，向第二發光晶片1121r施加第二電流。電流的大小影響腔體產生的光線的亮度，第一電流與第二電流的比例不同，使得第一腔體112l和第二腔體112r中不同色度的光佔光總量的比例不同，因而，對於向led顆粒施加的總電流相等的情況下，調節第一電流與第二電流的分配比例，可以調節led顆粒兩個腔體中光佔光總量的比例，進而實現兩個腔體中光混色後的色度的調整，也即實現led顆粒整體產生的光的色度調整，也就是說，通過調整第一電流與第二電流的比例，可實現調節led顆粒色度的目的。

綜上所述，本申請實施例提供的背光光源，背光光源的led顆粒設置兩個獨立的腔體，每個腔體分別設置有發光晶片和螢光混合物，不同腔體的螢光混合物產生的光的色度不同，並且兩個發光晶片均單獨施加電流，兩個發光晶片施加的電流比例可調，從而，通過調整第一電流與第二電流的比例，實現調節led顆粒色度的目的。

因此，採用本申請實施例提供的背光光源，能夠通過調整兩個發光晶片的電流來調節led顆粒色度，實現不同的混色效果，能夠匹配不同色度規格的液晶面板，並且，在液晶面板發生色度漂移時，無需調節3gamma程序，能夠提高液晶面板的穿透率以及響應速度，此外，將兩個腔體封裝在同一led顆粒內，兩個腔體的混光距離短，避免兩種不同色度的光之間的色差問題。

進一步地，在一種可選的實施例中，第一發光晶片112l與第二發光晶片112r相同，例如，第一發光晶片112l與第二發光晶片112r均為r晶片，或者均為g晶片或均為b晶片。

採用該實施例，led顆粒的兩個腔體採用同種發光晶片，使得兩個腔體具有相近似的激發效率和壽命，提升背光光源長久使用顏色一致性，不容易出現色衰問題。

更進一步地，第一螢光粉與第二螢光粉採用相同的材料製成，使led顆粒的兩個腔體採用同種發光晶片和同種螢光粉，兩個腔體的發光晶片和螢光粉的光學性質均一致，使得兩個腔體具有相同的激發效率和壽命，保證背光光源長久使用顏色一致性，避免出現色衰問題。

在一種可選的實施例中，腔體內的螢光混合物包括螢光粉和膠質材料，其中，螢光粉主要起光學上作用，膠質材料起混合、保護螢光粉和固定的作用，螢光粉在螢光混合物中濃度、以及螢光粉的色度，均會影響螢光混合物的色度。具體地，第一螢光混合物和第二螢光混合物均包括螢光粉和膠質材料。在實現第一螢光混合物發出的光和第二螢光混合物發出的光的色度差異時，可通過設置第一螢光混合物和第二螢光混合物中螢光粉的濃度不同來實現，或者，可通過設置第一螢光混合物和第二螢光混合物中螢光粉的色度不同來實現。

例如，第一螢光混合物和第二螢光混合物中的螢光粉均採用矽酸鹽，其中，矽酸鹽是由矽元素、氧元素和金屬元素組成的化合物的總稱，矽酸鹽的金屬元素不同時，矽酸鹽的顏色不同，因而，第一螢光混合物中的螢光粉和第二螢光混合物中的螢光粉為金屬元素不同的矽酸鹽，以使第一螢光混合物中的螢光粉和第二螢光混合物中的螢光粉的色度不同，進而使第一螢光混合物發出的光和第二螢光混合物發出的光色度不同。

又如，第一螢光混合物和第二螢光混合物中的螢光粉均採用釔鋁石榴石晶體(也即yag)，其中，純的釔鋁石榴石晶體是無色透明的，通過向晶體摻雜不同金屬，使晶體呈現不同的顏色，具體如，在合成釔鋁石榴石晶體時使用鋯，則石榴石呈現紅色，添加氧化鈧，還會改變紅色石榴石的色調，使石榴石呈現明紅色或深紅色等。在合成釔鋁石榴石晶體時使用鐿、鋯和鈰，則所得晶體呈綠色，其中，晶體中鈰離子的含量不同，所得石榴石會有暗綠、亮綠和黃綠等不同色調，如果摻雜銪、鋯和鋱，合成的石榴石晶體會呈現藍色。因而，第一螢光混合物中的螢光粉和第二螢光混合物中的螢光粉為摻雜不同金屬元素或不同金屬含量的yag，以使第一螢光混合物中的螢光粉和第二螢光混合物中的螢光粉的色度不同，進而使第一螢光混合物發出的光和第二螢光混合物發出的光色度不同。

進一步地，第一螢光混合物產生的光的色度在色度圖上具有第一色度坐標，第二螢光混合物產生的光的色度在色度圖上具有第二色度坐標，其中，色度圖是用色度坐標x和y繪出的二維圖，圖4為本申請實施例提供的色度圖，如圖4所示，x為色度圖的水平軸，y為色度圖的垂直軸，拱形的曲線由純的380到770nm的光譜色所組成，色度是由波長決定的色別，如700nm光的色調是紅色，579nm光的色調是黃色，510nm光的色調是綠色等等。

適當參考圖4，第一色度坐標(x1，y1)在色度圖上標定的點為點l，第二色度坐標(x2，y2)在色度圖上標定的點為點r，其中，如上文所述，為了保證經液晶層轉變偏振方向的光均能透過色阻，背光光源輸出的光為白光或近似白光的混合光，也即第一腔體產生的光與第二腔體產生的光混色得到的led顆粒的光為白光或近似白光的混合光。

一般情況下，由於不同地區或者不同種族的人對顏色的辨識度、喜好不同，不同的客戶對面板廠商提供的顯示面板的色度要求也不同，例如，有一些客戶需要稍微偏藍的顯示面板，有些客戶需要稍微偏黃的顯示面板。面板廠商為使背光模組與自身的面板相匹配，會要求背光光源輸出的光的色度在色度圖上的色度坐標為預定值，換言之，會要求背光光源輸出的光的色度在色度圖上的色度坐標標定的點是一個固定點，本申請中將這一固定點定義為預定白點。其中，根據客戶需求，該預定白點可以為標準白光的色坐標，也可以為略微偏離標準白光的色坐標。

其中，在一種可選的實施例中，第一色度坐標的橫坐標x1與第二色度坐標的橫坐標x2之間的差值大於等於0.005且小於等於0.02，第一色度坐標的縱坐標y1與第二色度坐標的縱坐標y1之間的差大於等於0.005且小於等於0.02，在該實施例中，分別限定第一色度坐標與第二色度坐標橫縱坐標之間差值的最小值，限定了第一螢光混合物發出的光與第二螢光混合物的發出的光的色度最小差異，保證第一螢光混合物發出的光與第二螢光混合物的發出的光的色度不同；分別限定第一色度坐標與第二色度坐標橫縱坐標之間的最大值，限定了第一螢光混合物發出的光與第二螢光混合物的發出的光經發光晶片激發混色後，能夠得到白光或近似白光的混合光。

更進一步地，第一發光晶片與第二發光晶片均為藍色發光晶片，在滿足上述第一色度坐標和第二色度坐標差異要求的基礎上，第一色度坐標的橫坐標為0.3至0.5，第一色度坐標的縱坐標為0.4至0.6，第二色度坐標的橫坐標為0.08至0.18，第二色度坐標的縱坐標為0.15至0.3。

參考圖4，在該實施例中，通過第一色度坐標和第二色度坐標範圍的限定，將第一螢光混合物限定為產生的光具有偏藍的色度，將第二螢光混合物限定為產生的光具有偏黃的色度，第一發光晶片和第二發光晶片均採用藍色晶片，藍色晶片壽命長，激發效率高，同時，第一螢光混合物發出的光偏黃色，第二螢光混合物發出的光偏藍色，能夠得到白光或近似白光的混合光。

例如，第一色度坐標的第一坐標為0.40，第一色度坐標的第二坐標為0.55，第二色度坐標的第一坐標為0.15，第二色度坐標的第二坐標為0.25。

進一步地，繼續參考圖4，在一種可選的實施例中，第一色度坐標標定的點l與色度圖上預定白點o的距離為第一距離l1，第二色度坐標標定的點r與預定白點o的距離為第二距離l2，其中，預定白點為背光光源輸出的光的色度坐標在色度圖標點的點，其中，背光光源輸出的光可以為rgb比例為1:1:1的白光，或者為rgb比例約等於1:1:1的近似白光的混合光，例如，預定白點o的坐標為(0.30，0.31)，或者，預定白點o的坐標為(0.30，0.32)。

需要說明的是，本申請中涉及的兩個點之間的距離(第一距離l1、第二距離l2)採用勾股定理計算，具體地，設r(a1,a2)，o(b1,b2)，ro之間的距離ro＝[(a1-b1)2+(a2-b2)2]1/2。其中，ro即為第二距離l2。

在調整第一電流與第二電流的比例時，根據上述第一距離l1和第二距離l2比值進行調整，使得第一電流與第二電流的比值等於第二距離l2與第一距離l1的比值，其中，距離預定白點越遠的點，色度與預定白點的色度差異越大，對於產生預定白點的光而言，對距離遠的色度的光的需求量就越小；而晶片的電流越大，發光晶片所在腔體產生的光的亮度越高，該腔體產生的光佔光總量的比例越大，因而，設置第一電流與第二電流的比值等於第二距離l2與第一距離l1的比值，在l1>l2時，對於產生預定白點o的光而言，第一電流小於第二電流，能夠滿足第一腔體發出的光的佔光總量的比例較小，小於第二腔體發出的光的佔光總量的比例。

進一步地，在一種可選的實施例中，繼續參考圖3，led顆粒112還包括設置於第一腔體112l內的第一固定件1123l和設置於第二腔體112r內的第二固定件1123r，第一固定件1123l起固定和連接第一發光晶片1121l的作用，第二固定件1123r起固定和連接第二發光晶片1121r的作用。第一發光晶片1121l固定於第一固定件1123l上，第二發光晶片1121r固定於第二固定件1123r上。

第一發光晶片1121l的第一端1121l1、第一發光晶片1121l1的第二端1121l2、第二發光晶片1121r的第一端1121r1和第二發光晶片1121r的第二端1121r2在第一方向a上依次排列。

其中，第一固定件1123l具有第一引腳a1'和第二引腳a2'，第一發光晶片1121l的第一端1121l1與第一引腳a1'相連接，第一發光晶片1121l的第二端1121l2與第二引腳a2'相連接；第二固定件1123r具有第三引腳k1'和第四引腳k2'，第二發光晶片1121r的第一端1121r1與第三引腳k1'相連接，第二發光晶片1121r的第二端1121r2與第四引腳k2'相連接。

第一引腳a1'、第二引腳a2'、第三引腳k1'和第四引腳k2'分別與連接電路113相連接。同時，通過第一引腳a1'、第二引腳a2'、第三引腳k1'和第四引腳k2'將led顆粒112焊接在柔性電路板111身上。

對於一顆led顆粒112，連接電路113經由第一引腳a1'和第二引腳a2'向第一發光晶片1121l施加電流，連接電路113經由第三引腳k1'和第四引腳k2'向第二發光晶片1121r施加電流。

更進一步地，適當參考圖2和圖3，連接電路113包括第一連接端子a1、第二連接端子a2、第三連接端子k1和第四連接端子k2共四個連接端子，各連接端子引出後連接顯示裝置的控制器，控制器通過四個連接端子調節施加至第一發光晶片1121l的第一電流與施加至第二發光晶片1121r的第二電流。

連接電路113與各led顆粒112的連接方式如圖2所示，同時參考圖3中led顆粒的各個引腳，在第一方向a上，第一個led顆粒112第一引腳a1'連接第一連接端子a1，第一個led顆粒112的第三引腳k1'連接第三連接端子k1，最後一個led顆粒112的第二引腳a2'連接第二連接端子a2，最後一個led顆粒112的第四引腳k2'連接第四連接端子k2，在第一方向a上，背光光源11的各個led顆粒112中，除第一個led顆粒112和最後一個led顆粒112之外的其他led顆粒112，每個led顆粒112的第一引腳a1'連接前一個led顆粒112的第二引腳a2'，每個led顆粒112的第四引腳k2'連接後一個led顆粒112的第三引腳k1'。

從而，各個led顆粒的第一發光晶片相互串聯，施加相同的第一電流；各個led顆粒的第二發光晶片相互串聯，施加相同的第二電流。採用該實施例提供的背光光源上各led顆粒與連接電路的連接方式，通過相同的連接端子a1、a2、k1、k2向各led顆粒輸入第一電流和第二電流，線路連接方式簡單，背光光源11連接顯示裝置控制器的端子少。

需要說明的是，圖2示出的led顆粒112各引腳至連接電路113的走線僅用於表示連接關係，本申請對上述的走線位置不做限定，在柔性電路板111上實現引腳至連接電路各端子的連接即可。

以上為本發明提供的背光光源實施例，本發明還提供了一種背光模組，該背光模組包括上述任意一種背光光源。具體地，圖5是本實施例提供的背光模組的及結構爆炸圖，在一種可選的實施例中，適當參考圖5，該背光模組包括上述任意一種背光光源11和光學模組，其中，光學模組包括導光板121、擴散片122、第一增光片123、第二增光片124，遮光膠125和在遮光膠125上固定粘貼pet離型保護膜126。

採用該實施例提供的背光模組，背光模組中的背光光源的led顆粒設置兩個獨立的腔體，每個腔體分別設置有發光晶片和螢光混合物，不同腔體的螢光混合物的色度不同，並且兩個發光晶片均單獨施加電流，兩個發光晶片施加的電流比例可調，從而，通過調整第一電流與第二電流的比例，實現調節led顆粒色度的目的，能夠匹配不同色度規格的液晶面板，並且，在液晶面板發生色度漂移時，無需調節3gamma程序，能夠提高液晶面板的穿透率以及響應速度，此外，將兩個腔體封裝在同一led顆粒內，兩個腔體的混光距離短，避免兩種不同色度的光之間的色差問題。

本發明還提供了一種顯示裝置，圖6為本發明實施例提供的顯示裝置的結構示意圖，該顯示裝置90包括的顯示面板91以及殼體92，其中，殼體形成容置空間，用於容納顯示面板91，殼體92可以是硬質的，也可以是柔性的，本發明對此不作具體限制。圖6僅以手機為例，對顯示裝置進行說明，可以理解的是，本發明實施例提供的顯示裝置，可以是電腦、電視、車載顯示裝置等其他具有顯示功能的顯示裝置，本發明對此不作具體限制。顯示裝置中的背光模組可以採用本發明實施例提供的任意一種背光模組，具有本發明實施例提供的背光模組的有益效果，具體可以參考上述各實施例對於背光光源和背光模組的具體說明，本實施例在此不再贅述。

通過上述實施例可知，本發明的背光光源、背光模組和顯示裝置，達到了如下的有益效果：

背光光源的led顆粒設置兩個獨立的腔體，每個腔體分別設置有發光晶片和螢光混合物，不同腔體的螢光混合物的色度不同，並且兩個發光晶片均單獨施加電流，通過調整兩個發光晶片施加的電流比例能夠調節led顆粒色度，使背光模組匹配不同色度規格的液晶面板，並且，在液晶面板發生色度漂移時，無需調節3gamma程序，能夠提高液晶面板的穿透率以及響應速度，此外，將兩個腔體封裝在同一led顆粒內，兩個腔體的混光距離短，避免兩種不同色度的光之間的色差問題。

雖然已經通過例子對本發明的一些特定實施例進行了詳細說明，但是本領域的技術人員應該理解，以上例子僅是為了進行說明，而不是為了限制本發明的範圍。本領域的技術人員應該理解，可在不脫離本發明的範圍和精神的情況下，對以上實施例進行修改。本發明的範圍由所附權利要求來限定。