CN101344234B - 显示装置及其可调式发光模块 - Google Patents

Abstract

一种显示装置及其可调式发光模块，其中可调式发光模块中包括基板、发光二极管芯片、荧光层及转动单元。其中基板上具有发光二极管芯片及转动单元。荧光层位于发光二极管芯片及基板上方，其中荧光层含有荧光粉，其荧光粉的分布量呈横向梯度变化。转动单元位于该基板上，用以转动基板而使基板倾斜一角度，使发光二极管芯片的光线投射至荧光层的位置改变。本发明的显示装置，包括：一显示面板；以及一背光模块，包括一前述的可调式发光模块。使用者可依据发光二极管芯片的色度级区，转动基板成一特定的角度，来调整发光二极管芯片的光线投射至荧光层的适当厚度或浓度位置，如此，可提供符合色度值规格的光线。

Description

显示装置及其可调式发光模块

技术领域

本发明涉及一种发光模块，特别涉及一种可调式发光模块及被采用的显示装置。

背景技术

传统背光模块的光源(简称背光源)应用冷阴极灯管(cold cathodeFluorescent lamp，CCFL)、外部电极荧光管技术(external electrode fluorescentlamp；EEFL)、发光二极管技术(light emitting diode；LED)、纳米碳管技术(carbon nanotube；CNT)、平面光源技术(Flat Fluorescent Lamp；FFL)以及有机发光二极管技术(organic light emitting display；OLED)等，均以发出可见光波长的光的方式，以提供液晶显示器的照明光源。

以发光二极管技术来说，随着发光二极管技术的发展，目前广泛应用于液晶显示器的发光二极管为白光发光二极管，其实是由蓝光的发光二极管芯片而激发黄色的荧光粉，进而产生白光。

由于人眼对于色彩波长和亮度的敏感性，当发光二极管作为阵列观看时，其中没有分选过的发光二极管于发光时会产生不均匀的现象，进而影响人们的视觉效果，因此，发光二极管会经过LED分光分色机的筛选，以分选出发光二极管的色度级区(Bin)。

也由于液晶显示器中色彩的呈现会直接影响观众的感受，故，为了让液晶显示器的色彩能维持一定的质量，用以分选发光二极管的色度值规格便必须相当精确，以避免降低液晶显示器的成像质量。

请参阅图1，图1为发光二极管的分选色度级区图，发光二极管经严格的色度值规格分选后，例如只有符合色度级区(H2)的发光二极管才符合提供液晶显示器的背光源的标准，如此，其余色度级区的发光二极管便无法被采用，而被迫移作为他用或予以舍弃，故其余色度级区的发光二极管可能造成成本的升高，以致于分摊至背光模块的制造价格，而大幅提高背光模块的制造价格。故，若能有效提升发光二极管的使用率，降低其制造成本，便可反映至背光模块的制造价格上，进而降低背光模块的制造价格。

发明内容

本发明的目的之一在于有效提升发光二极管的使用率，以降低发光二极管制造成本，进而降低背光模块的制造价格。

本发明的目的之一是采用不符分选发光二极管的色度值规格后，仍可提供液晶显示器一定的色彩质量。

根据上述的目的，本发明提供一种可调式发光模块，其中包括可转动的基板、发光二极管芯片、荧光层及转动单元。其中基板上具有发光二极管芯片及转动单元。荧光层位于发光二极管芯片与基板的上方，其中荧光层含有荧光粉，其荧光粉的分布量呈横向梯度变化。转动单元可为一枢轴，枢轴枢设于基板的侧面，以使基板相对枢轴转动并倾斜一角度，使该发光二极管芯片的光线投射至该荧光层的位置改变。

本发明的第一实施例中，荧光层的厚度一致，但荧光粉于荧光层中的浓度分布呈横向梯度变化。

本发明的第二实施例中，荧光层中荧光粉的浓度呈均匀分布，但荧光层的厚度呈横向梯度变化。

因此，本发明的有益技术效果在于，使用者可依据发光二极管芯片的色度级区，转动基板成一特定的角度，来调整发光二极管芯片的光线投射至荧光层的适当厚度或浓度位置，如此，可提供符合色度值规格的光线。

本发明的第三实施例中，可调式发光模块还包括一透镜，透镜至少部分介于发光二极管芯片与荧光层之间，且此透镜用以汇聚所穿透的光线至荧光层上，如此，发光二极管芯片的光线便可更集中地朝向荧光层照射。

本发明又一目的是提供液晶显示器具有立即调整色彩中白点色温的功能。

根据上述目的，本发明提供一种显示装置，显示装置至少包括一显示面板及一背光模块，背光模块包括上述的可调式发光模块，此显示装置于使用时，可调整可调式发光模块中的转动单元，以转动基板而使基板相较于水平方向倾斜一角度，直到显示面板上色彩中白点的色温符合预期的标准。

本发明的第四实施例中，转动单元还包括一电气致动器，电气致动器与枢轴相连接，以供电力带动枢轴及基板转动。

本发明的第五实施例中，可调式发光模块还包括一第一磁感组，第一磁感组包括一第一磁感单元及一第二磁感单元，第一磁感单元位于基板远离枢轴的一侧。第二磁感单元位于发光模块的底部且对应第一磁感单元，其中第一磁感单元与第二磁感单元至少其中之一为一电磁铁，当电磁铁通电后对所面对的第一磁感单元或第二磁感单元产生吸引或排斥，而驱使基板转动而倾斜一角度。

本发明的第六实施例中，可调式发光模块还包括一第二磁感组，该第二磁感组包括两对相对应的第三磁感单元及第四磁感单元，其中各第三磁感单元分别位于基板远离枢轴的两侧，各第四磁感单元分别位于发光模块的底部且分别面对同侧的第三磁感单元，其中同侧的第三磁感单元与该第四磁感单元至少其中之一为电磁铁，当电磁铁通电后分别以共同磁性却不相等磁力，驱使基板朝其中一第四磁感单元的方向转动而倾斜一角度。

因此，本发明的有益技术效果在于，当具有可调式发光模块的显示装置于使用时，使用者可通过调整电气致动器或磁感组，而使枢轴带动基板来回转动，以调整显示面板上色彩中白点的色温。

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下。

附图说明

图1为发光二极管的分选色度级区图。

图2为本发明显示装置及可调式发光模块的内部示意图。

图3为本发明可调式发光模块的侧视图。

图4为本发明的可调式发光模块具有电路板的内部示意图。

图5为本发明可调式发光模块的荧光粉于第一实施例中的横向梯度变化示意图。

图6为本发明可调式发光模块的荧光粉于第二实施例中的横向梯度变化示意图。

图7为本发明可调式发光模块的透镜于第三实施例中的示意图。

图8为本发明可调式发光模块的第一磁感组于第五实施例中的示意图。

图9为本发明可调式发光模块的第二磁感组于第六实施例中的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100显示装置             110可调式发光模块

101封装结构             10基板

12电路板                20发光二极管芯片

30荧光层                31荧光粉

40转动单元              41枢轴

50透镜                  60电气致动器

61主动轴                70第一磁感组

71第一磁感单元          72第二磁感单元

80第二磁感组            81、81’第三磁感单元

82、82’第四磁感单元    200显示面板

300背光模块             301光学元件

具体实施方式

以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，熟悉此技术的人员在了解本发明的实施例后，可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

本发明为一种显示装置及其可调式发光模块，请参阅图2及图3所示，图2为本发明显示装置及可调式发光模块的一较佳实施例的内部示意图。图3为本发明可调式发光模块另一面的侧视图。显示装置100至少包括一显示面板200及一背光模块300，背光模块300置于显示面板200的一侧，包括一可调式发光模块110，可调式发光模块110设于背光模块300的光学元件301(如导光板)的一侧，以提供显示面板200的发光光源。如图2所示，可调式发光模块110包括一封装结构101、一可转动的基板10、一或多个发光二极管芯片20(如：蓝光发光二极管芯片20)、一荧光层30及一转动单元40。其中基板10枢设于封装结构101中，其上表面设有发光二极管芯片20，基板10可为电路板而与发光二极管芯片20构成发光二极管模块；或者，如图4所示，图4为本发明的可调式发光模块具有电路板的内部示意图。基板10上表面设有发光二极管模块，发光二极管模块包括电路板12及其上的发光二极管芯片20。

荧光层30位于封装结构101的顶面，位于发光二极管芯片20及基板10的上方，即，荧光层30对应发光二极管20的出光侧但不与发光二极管芯片20接触，其中荧光层30含有荧光粉31，其荧光粉31的分布量呈横向梯度变化，其横向梯度变化的详细实施例如后。荧光粉31的种类，例如可为钇铝石榴石(yttrium-aluminum gamet，YAG)或硅酸盐(silicate phosphor)等，但不限于此。

转动单元40可为一枢轴41(例如：螺栓或转轴)，枢接于基板10的侧面，以实现基板10枢设于封装结构101中的特征。可调式发光模块110可通过调整枢轴41使基板10转动而与水平方向相比倾斜成一角度，使其发光二极管芯片20的光线投射至荧光层30的位置改变，使发光二极管芯片20可通过枢轴41的调整而提供符合色度值规格的光线。

由于发光二极管芯片20朝荧光层30发出光线，故，此实施例的基板10转动的角度可介于0～45度，然而，基板10转动的角度仍须视实际情况并搭配可调式发光模块110的尺寸及荧光层30的位置来决定，不局限于此。

本发明对于荧光粉31的分布量呈横向梯度的变化，可区分两种实施例，请参阅图5，图5为本发明可调式发光模块的荧光粉分布量于第一实施例中的横向梯度变化示意图。其中第一实施例为荧光层30的厚度一致，但荧光粉31于荧光层30中的浓度分布呈横向梯度变化，于本实施例中，荧光粉逐渐朝右递减其浓度，但不限于此，荧光亦可逐渐朝左或者其它方向递减其浓度。

请参阅图6，图6为本发明可调式发光模块的荧光粉分布量于第二实施例中的横向梯度变化示意图。第二实施例为荧光层30中荧光粉31的浓度分布呈均匀分布，但荧光层30的厚度呈横向梯度变化，于本实施例中，荧光粉逐渐朝右递减其厚度，但不限于此，荧光亦可逐渐朝左或者其它方向递减其厚度。

如此，再次参考图5、图6所示，上述此等实施例中，使用者便可依据发光二极管芯片20的色度级区，转动基板10至一特定的角度，来调整发光二极管芯片20的光线投射至荧光层30的适当厚度或浓度位置，以提供符合色度值规格的光线。

至于本发明中如何搭配发光二极管芯片20的色度级区与荧光层30的适当厚度或荧光层30的荧光粉31适当浓度分布位置，可依据比尔定律(Beer’sLaw)来求出不同色度级区发光二极管芯片20所对应的浓度值，利用所得的浓度值，便可推得荧光层30的适当位置。由于比尔定律为现有技术，因此，本发明便不在此加以赘述。

本发明的第三实施例中，请参阅图7，图7为本发明可调式发光模块的透镜于第三实施例中的示意图。可调式发光模块110还包括一透镜50，透镜50至少部分介于发光二极管芯片20与荧光层30之间，且此透镜50用以汇聚(收敛)所穿透的光线至荧光层30上，如此，发光二极管芯片20的光线便可更集中地朝向荧光层30照射。

本发明的显示装置100包括显示面板200及具有可调式发光模块110的背光模块300，背光模块300中的可调式发光模块110除可为上述实施例外，更可具有实时调整色彩中白点色温的功能，详细地说，此显示装置100于使用时，可调整上述可调式发光模块110的转动单元40，以转动基板10至任意角度，直到显示面板200上色彩中白点的色温符合预期的标准。

因此，对于如何电气地转动基板10，本发明还披露有下列三种实施例，本发明的第四实施例中，请再次参阅图3，转动单元40还包括一电气致动器60(例如：驱动马达、步径马达或微型马达)，电气致动器60的一主动轴61与枢轴41相连接，以供电力带动枢轴41及基板10转动，其中电气致动器60并不限定位于封装结构101内或外，只要可由显示装置100取得电源，便可进行运行。

本发明的第五实施例中，请参阅图8，图8为本发明可调式发光模块的第一磁感组于第五实施例中的示意图。可调式发光模块110还于封装结构101内包括一第一磁感组70，第一磁感组70包括一第一磁感单元71及一第二磁感单元72，第一磁感单元71位于基板10上尽可能远离枢轴41的一侧位置。第二磁感单元72位于封装结构101的内部且对应第一磁感单元71的位置。在此需限制的是第一磁感单元71与第二磁感单元72至少其中之一为一电磁铁，当电磁铁被通以电流后，电磁铁对所面对的第一磁感单元71或第二磁感单元72产生一吸引磁力，可驱使基板10朝所面对的第一磁感单元71或第二磁感单元72转动一角度；或着，电磁铁便对所面对的第一磁感单元71或第二磁感单元72产生一排斥磁力，可驱使基板10朝远离所面对的第一磁感单元71或第二磁感单元72的方向转动一角度。其中电磁铁所面对的第一磁感单元71或第二磁感单元72并不限定为金属、电磁铁或永久磁铁，只要可与电磁铁产生磁感应，均可被本发明所保护。

本发明的第六实施例中，请参阅图9，图9为本发明可调式发光模块的第二磁感组于第六实施例中的示意图。可调式发光模块110还于封装结构101内包括一第二磁感组80，第二磁感组80包括两个第三磁感单元81、81’及第四磁感单元82、82’，各第三磁感单元81或81’分别相互对应一第四磁感单元82或82’，其中各第三磁感单元81或81’分别位于基板10上尽可能远离枢轴41的一侧位置，而各第四磁感单元82或82’分别位于封装结构101的内部且分别对应同侧的第三磁感单元81或81’，在此需限制的是同侧的第三磁感单元81(或81’)与第四磁感单元82(或82’)至少其中之一为一电磁铁，当两个电磁铁被通以电流后，分别产生不相等的磁力(如：吸引或排斥磁力)以共同吸引或排斥所对应的第三磁感单元81、81’或第四磁感单元82、82’，使得相抵消后的净磁力可以驱使基板10朝其中一第四磁感单元82或82’的方向转动。

例如图9中的两个第四磁感单元82、82’均为电磁铁，当此两个第四磁感单元82、82’同时对所面对的第三磁感单元81、81’产生一排斥磁力，且左边的第四磁感单元82所产生的排斥磁力大于右边的第四磁感单元82’所产生的排斥磁力时，左边的第三磁感单元81将驱使基板10顺时针转动一角度，直到左边的第四磁感单元82所产生的排斥磁力与右边的第四磁感单元82’所产生的排斥磁力达到力平衡。

因此，当此显示装置100于使用时，使用者可通过一使用者界面，控制上述实施例中的电气致动器60或磁感组，调整基板10的转动角度，以调整显示面板200上色彩中白点的色温，直到使用者满意显示面板200上色彩中白点的色温为止。

综上所述，请再次参阅图1，有鉴于以往仅能挑捡符合色度级区H2的发光二极管，经本发明的实施后，可通过调整发光二极管的光线被投射至荧光层30的位置，而至少使得符合色度级区G2、I2及J2的发光二极管能适用，让液晶显示器仍可提供一定的色彩质量，如此，发光二极管的使用率便可大幅提升，降低发光二极管制造成本，进而降低背光模块的制造价格。

但是此发明并不强制以不符分选发光二极管的色度值规格的发光二极管芯片20为主，合格的发光二极管亦有可能于可调式发光模块110封装后，通过上述电气致动器或者磁感组的调整，修正显示面板200上色彩中白点的色温。

而且本发明所披露如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种可调式发光模块，包括：

一基板；

至少一个发光二极管芯片，位于该基板上；

一荧光层，含有荧光粉，位于所述至少一个发光二极管芯片及该基板上方，其中该荧光粉的分布量呈横向梯度变化；以及

一转动单元，位于该基板上，用以转动该基板而使该基板倾斜一角度，使该发光二极管芯片的光线投射至该荧光层的位置改变。

2.如权利要求1所述的可调式发光模块，其中该荧光层的厚度呈横向梯度变化，且该荧光粉于该荧光层中的浓度呈均匀分布。

3.如权利要求1所述的可调式发光模块，其中该荧光层的厚度一致，且该荧光粉于该荧光层中的浓度分布呈横向梯度变化。

4.如权利要求1所述的可调式发光模块，其中该可调式发光模块还包括一用以汇聚光线的透镜，该透镜至少部分介于所述至少一个发光二极管芯片与该荧光层之间。

5.如权利要求1所述的可调式发光模块，其中该转动单元包括一枢轴，该枢轴枢设于该基板，使该基板相对该枢轴转动。

6.如权利要求5所述的可调式发光模块，其中该转动单元还包括一电气致动器，该电气致动器与该枢轴相连接，以带动该枢轴及该基板转动。

7.如权利要求5所述的可调式发光模块，其中该可调式发光模块还包括一第一磁感组，该第一磁感组包括：

一第一磁感单元，位于该基板远离该枢轴的一侧；以及

一第二磁感单元，位于该发光模块的底部且面对该第一磁感单元，

其中该第一磁感单元与第二磁感单元至少其中之一为一电磁铁，并通过该电磁铁吸引或排斥所对应的第一磁感单元或第二磁感单元，而驱使该基板转动该角度。

8.如权利要求5所述的可调式发光模块，其中该可调式发光模块还包括一第二磁感组，该第二磁感组包括：

第三磁感单元，分别位于该基板的两侧；以及

第四磁感单元，位于该发光模块的两侧且分别对应所述第三磁感单元，

其中同侧的该第三磁感单元及该第四磁感单元至少之一为一电磁铁，所述电磁铁分别以不相等磁力共同吸引或排斥所对应的第三磁感单元或第四磁感单元，驱使该基板转动该角度。

9.如权利要求7所述的可调式发光模块，其中该电磁铁所面对的第一磁感单元或第二磁感单元为金属、电磁铁或永久磁铁。

10.如权利要求8所述的可调式发光模块，其中该电磁铁所面对的第三磁感单元或第四磁感单元为金属、电磁铁或永久磁铁。

11.如权利要求1所述的可调式发光模块，其中该基板所转动的角度介于0～45度。

12.如权利要求1所述的可调式发光模块，其中该可调式发光模块还包括一电路板，该电路板介于该发光二极管芯片及该基板之间。

13.一种显示装置，包括：

一显示面板；以及

一背光模块，包括一如权利要求1至12中任一项所述的可调式发光模块。

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