CN102072436A - 一种背光源结构及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光源结构及其工作方法，通过采用合理的荧光粉配比并使荧光粉网点以适当的规律在导光板上分布，就可以使出射的蓝光和激发荧光粉转化的长波黄光混合得到需要的白光。这种方法与通常的利用白光LED作为光源的方法相比，降低了光源的成本，操作十分方便，且减少了光损耗，提高了光出射率，能够进一步降低背光源的功率，对于推广节能具有十分重要的意义。

Description

一种背光源结构及其工作方法

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，具体涉及一种新型的侧入式LED背光源结构。

背景技术

随着LED光效的不断提高，LED背光源所占的市场份额也日益增大。而侧入式LED背光源更是以其超薄的厚度获得了消费者的厚爱，通常侧入式LED背光源的结构都是LED光源置于导光板一侧，通过导光板的下面的油墨散射网点分布改变光的传播方向，再利用扩散膜和增亮膜而使亮度和亮度均匀度达到目标。这种方法采用的光源几乎都是蓝光激发YAG荧光粉产生白光的白光LED或其阵列，蓝光在转化为黄光的同时也存在损耗，而白光在导光板中传导时，经过油墨网点的散射也会产生新的损耗。如果可以把产生白光的过程跟网点的散射结合在一起，则可以把这两方面的损耗有效降低。

中国专利CN101806978A公开了一种新型液晶模组导光板及其背光源，提出了一种新型的方法：光源采用发紫外光的冷阴极射线管或蓝光LED，把荧光粉掺杂到油墨中。这种方法相对于一般的方法而言，简化了光源制作工序，降低了成本。但存在如下不足之处：一是采用传统侧入式背光源，油墨均是涂布于导光板下表面，把荧光粉掺杂到油墨中涂布于导光板下表面，蓝光激发产生黄光中大部分需要前向散射到反射板上后再反射向导光板顶部，这增加了光的损耗；二是该专利采用油墨作为荧光粉的载体，没有利用荧光粉自身对光的扩散作用；三是该专利没有提出切实可行的实现白光背光源的技术路线。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种新型的侧入式LED背光源结构，通过在导光板上以适当的分布规律来涂布荧光粉，只需要用蓝光LED作光源就可以获得白光背光源，方便有效。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种背光源结构，包括导光板、设于导光板侧面的蓝光LED光源和设于导光板下表面的反射膜，还包括设于导光板上表面的荧光粉网点，所述荧光粉网点内设有起荧光转化和光散射作用的荧光粉。蓝光从导光板侧面入射到导光板内部，在没有碰到荧光粉网点之前，蓝光在导光板与空气的界面发生全反射。当蓝光碰到荧光粉网点时，一部分蓝光激发荧光粉，转化为长波的黄光，没有转化的部分也会受到荧光粉颗粒的散射作用，从而改变原来的传播方向，得以出射。通过采用合理的荧光粉配比并使荧光粉网点以适当的规律在导光板上分布，就可以使出射的蓝光和激发荧光粉转化的长波黄光混合得到需要的白光。采用蓝光LED做光源，本背光源结构相当于是远场激发荧光粉，易于保持色度的稳定。

进一步的，所述荧光粉直接附着于导光板上表面的荧光粉网点中，或者混合于UV胶和/或硅胶和/或环氧树脂溶液中，荧光粉网点中采用同一粉/胶比时，各处出射的光色保持一致。

更进一步的，所述荧光粉为YAG荧光粉和/或绿光荧光粉和/或红光荧光粉，可产生不同颜色的混合光。

更进一步的，所述蓝光LED光源为未封装的蓝光LED芯片或者为已封装好的贴片蓝光LED。可根据不同要求将光源做成不同厚度。

更进一步的，由于荧光粉网点密度影响的是出射的亮度值，接近光源处的荧光粉网点直径小，远离光源处的荧光粉网点直径大，使出射光的亮度值保持一致。

更进一步的，为了使出射效果更好，所述荧光粉网点上方还放置有两层方向垂直的增亮膜。

本发明还包含一种背光源结构的工作方法，包括以下步骤：

(A)在导光板的侧面放置蓝光LED光源，蓝光入射到导光板后，没有遇到荧光粉网点时，在导光板上下表面发生全反射；

(B)蓝光遇到荧光粉网点，蓝光与荧光粉颗粒发生作用：当荧光粉为YAG荧光粉时激发出黄光，当荧光粉为绿光荧光粉和红光荧光粉按一定比例混合时激发出绿光和红光；

(C)黄光与蓝光混合产生白光，绿光、红光与蓝光混合产生白光；

(D)白光从导光板上表面前向出射。

进一步的，所述步骤(B)中蓝光遇到荧光粉网点时，除激发出黄光外，同时散射出蓝光，改变原来的传播方向，从导光板出射。

与现有技术相比较，本发明通过：

1、采用合理的荧光粉配比并使荧光粉网点以适当的规律在导光板上分布，就可以使出射的蓝光和激发荧光粉转化的长波黄光混合得到需要的白光。

2、采用用荧光粉网点，不需采用SiO2和TiO2做反射和散射物质，降低了光的损失，直接利用荧光粉颗粒代替SiO2和TiO2做散射物质，同时也起到蓝光向黄光的转化作用，和剩余的蓝光混合得到白光，由于荧光粉没有反射作用，因此涂于上表面更利用光利用率的提高；而传统油墨网点中采用的SiO2和TiO2有反射作用，因此传统网点位于导光板下表面。

3、荧光粉+硅胶或环氧树脂溶液，可以直接将荧光粉安置在导光板上，也可以通过载体印刷在导光板上。

这种方法与通常的利用白光LED作为光源的方法相比，降低了光源的成本，操作十分方便，且减少了光损耗，提高了光出射率，能够进一步降低背光源的功率，对于推广节能具有十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明背光源结构的侧视图；

图2为本发明背光源结构的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1、图2所示，本发明蓝光LED光源1采用蓝光LED芯片通过Chip-on-board的方式直接封装到PCB铝基板上，置于导光板3的侧边，由于可以采用LED裸芯片，光源可以做得更薄，在本例中的PCB铝基板厚度为2mm，导光板的厚度为2mm。导光板3下方贴有一层反射膜2。导光板3上分布有荧光粉网点4，直径为0.1mm至1mm，其中接近光源处的荧光粉网点4直径小，远离光源处的荧光粉网点4直径大。荧光粉网点4上方还放置有两层方向垂直的增亮膜。荧光粉网点4上的荧光粉混合于UV胶和/或硅胶和/或环氧树脂溶液中。

本发明背光源结构的工作方法为，在导光板3的侧面放置蓝光LED光源1，蓝光入射到导光板3后，没有遇到荧光粉网点4时，在导光板3上下表面发生全反射。当遇到荧光粉网点3时，蓝光与荧光粉颗粒发生作用，当荧光粉为YAG荧光粉时激发出黄光，当荧光粉为绿光荧光粉和红光荧光粉按一定比例混合时激发出绿光和红光，黄光与蓝光混合，或绿光、红光与蓝光混合从而产生白光。由于荧光粉被激发后，更多的光是前向出射的，所以把荧光粉涂布在导光板3的上表面的效果比涂布在下表面的效果更加好。

荧光粉还具有散射作用，可以代替传统背光源结构中的油墨网点、扩散膜的作用，另外，由于此方法不用再在导光板3底面印刷油墨网点，所以既降低了光损耗，从而降低了成本，也使获得白光背光源的过程大为简化。

由于光色的均匀性和亮度的均匀性对于背光源系统而言是非常重要，在本发明中，荧光粉网点分布密度大的地方，蓝光激发出的黄光也多，但同时被散射的蓝光也比较多。在荧光粉与胶体溶液的质量比一定的情况下，各荧光粉网点对蓝光的转化率几乎不变，所以在网点采用同一粉/胶比时，各处出射的光色保持一致。网点密度影响的是出射的亮度值，所以网点的分布规律可以借鉴原来采用白光LED光源和含TiO2、SiO2的油墨散射网点的常规方法的网点分布规律。即靠近光源的地方荧光粉网点4直径较小，密度较小，远离光源的地方荧光粉网点4直径较大，密度也较大。在此规律的基础上经过实验或软件模拟，再根据得出的结果对荧光粉网点4分布作适当调整，便可以获得光色均匀度和亮度均匀度均满足要求的白光。

Claims (10)

1.一种背光源结构，包括导光板、设于导光板侧面的蓝光LED光源和设于导光板下表面的反射膜，其特征在于，还包括设于导光板上表面的荧光粉网点，所述荧光粉网点内设有起荧光转化和光散射作用的荧光粉。

2.根据权利要求1所述的背光源结构，其特征在于，所述荧光粉混合于UV胶中；

所述荧光粉混合于硅胶中；

所述荧光粉混合于环氧树脂溶液中。

3.根据权利要求1所述的背光源结构，其特征在于，所述荧光粉直接附着于导光板上表面的荧光粉网点中。

4.根据权利要求1或2或3所述的背光源结构，其特征在于，所述荧光粉为YAG荧光粉；

所述荧光粉为绿光荧光粉和红光荧光粉。

5.根据权利要求1所述的背光源结构，其特征在于，所述蓝光LED光源为未封装的蓝光LED芯片。

6.根据权利要求1所述的背光源结构，其特征在于，所述蓝光LED光源为已封装好的贴片蓝光LED。

7.根据权利要求1所述的背光源结构，其特征在于，接近光源处的荧光粉网点直径小，远离光源处的荧光粉网点直径大。

8.根据权利要求1或7所述的背光源结构，其特征在于，所述荧光粉网点上方还放置有两层方向垂直的增亮膜。

9.一种背光源结构的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)在导光板的侧面放置蓝光LED光源，蓝光入射到导光板后，没有遇到荧光粉网点时，在导光板上下表面发生全反射；

(B)蓝光遇到荧光粉网点，蓝光与荧光粉颗粒发生作用：当荧光粉为YAG荧光粉时激发出黄光，当荧光粉为绿光荧光粉和红光荧光粉按一定比例混合时激发出绿光和红光；

(C)黄光与蓝光混合产生白光，绿光、红光与蓝光混合产生白光。

10.根据权利要求9所述的背光源结构的工作方法，其特征在于，所述步骤(B)中蓝光遇到荧光粉网点时，除激发出黄光外，同时散射出蓝光，改变原来的传播方向，从导光板出射。

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