CN103511921A - 背光模块及其显示设备 - Google Patents

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叶天煜
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Abstract

本发明公开一种背光模块及其显示设备，该背光模块用以提供白光至一液晶面板，该背光模块包含一导光板、一背光光源，以及一荧光层结构。该导光板具有一入光面。该背光光源设置于对应该导光板的该入光面的位置上，用来发射光线。该荧光层结构设置于该导光板的该入光面与该背光光源之间且与该背光光源相距一特定距离，用来接收该背光光源所发射的光线以激发产生白光。

Description

背光模块及其显示设备
技术领域
本发明涉及一种背光模块及其显示设备，尤其是涉及一种将荧光层结构设置于导光板的入光面与背光光源之间且与背光光源相距一特定距离的背光模块及其显示设备。
背景技术
由于液晶本身不发光，为了能使其能正常显示影像，现今所使用的方法为利用背光模块以提供充足亮度且分布均匀的面光源至液晶显示器，进而使液晶显示器显示出相对应的影像，由此可知，背光模块为液晶显示器面板的关键元件之一，而其所使用的发光设计主要是利用设置于导光板的入光侧上的发光二极管（Light Emitting Diode,LED）装置发射白光以入射至导光板内，再经由导光板的导光设计而产生具有充足亮度且分布均匀的面光源。
上述用来产生白光的发光二极管装置通常采用将可发射特定波长的光线的发光二极管与掺杂有相对应荧光粉的硅胶进行封装的设计，由此，荧光粉即可被发光二极管的光线所激发而产生白光，其常见的配置主要可分为下列三种：蓝光发光二极管激发黄色荧光粉、蓝光发光二极管激发双色荧光粉，以及紫外光发光二极管激发红、绿、蓝荧光粉。
然而，由于上述封装设计会导致发光二极管于运作时所产生的热能可直接传导至荧光粉，因此，在经过一段时间使用后，荧光粉往往会产生热衰质变现象，而使得发光二极管装置所产生的白光会出现灰度降低以及白光色座标值偏移等问题，进而影响液晶显示器的影像显示品质。除此之外，其也会导致荧光粉的发光效率降低以及缩减荧光粉的使用寿命。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种将荧光层结构设置于导光板的入光面与背光光源之间且与背光光源相距一特定距离的背光模块及其显示设备，以解决上述的问题。
为达上述目的，本发明揭露一种背光模块，用以提供白光至一液晶面板，该背光模块包含一导光板、一背光光源，以及一荧光层结构。该导光板具有一入光面。该背光光源设置于对应该导光板的该入光面的位置上，用来发射光线。该荧光层结构设置于该导光板的该入光面与该背光光源之间且与该背光光源相距一特定距离，用来接收该背光光源所发射的光线以激发产生白光。
本发明另揭露该荧光层结构为一荧光粉胶带，其贴附于该入光面上。
本发明另揭露该荧光粉胶带内的荧光粉浓度介于3％至4％的范围内，用于使该荧光粉胶带所产生的白光的一色座标值介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内。
本发明另揭露该荧光粉胶带内的荧光粉浓度介于7％至8％的范围内，用于使该荧光粉胶带所产生的白光的一色座标值介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内。
本发明另揭露该背光光源包含至少一蓝光发光二极管，该荧光粉胶带相对应地掺杂有黄色荧光粉或双色荧光粉。
本发明另揭露该背光光源包含至少一紫外光发光二极管，该荧光粉胶带相对应地掺杂有红、绿、蓝色荧光粉。
本发明另揭露该背光模块另包含一框体，该框体设置于对应该导光板的位置上，用来容置该导光板，该荧光层结构为一荧光粉片体，其设置于该框体上以位于该导光板的该入光面与该背光光源之间。
本发明另揭露该荧光粉片体内的荧光粉浓度介于3％至4％的范围内，用于使该荧光粉片体所产生的白光的一色座标值介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内。
本发明另揭露该荧光粉片体内的荧光粉浓度介于7％至8％的范围内，用于使该荧光粉片体所产生的白光的一色座标值介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内。
本发明还揭露一种显示设备，其包含一液晶面板以及一背光模块。该背光模块设置于该液晶面板的一侧，用来提供白光至该液晶面板，该背光模块包含一导光板、一背光光源，以及一荧光层结构。该导光板具有一入光面。该背光光源设置于对应该导光板的该入光面的位置上，用来发射光线。该荧光层结构设置于该导光板的该入光面与该背光光源之间且与该背光光源相距一特定距离，用来接收该背光光源所发射的光线以激发产生白光。
综上所述，本发明采用将荧光层结构设置于导光板的入光面与背光光源之间且与背光光源相距一特定距离的设计，以避免背光光源于运作时所产生的热能会直接传递至荧光层结构内的荧光粉上，进而防止荧光粉产生热衰质变现象。如此一来，本发明即可有效地解决在现有技术中所提及的白光灰度降低以及白光色座标值偏移的问题，用于进一步地提升显示设备的影像显示品质以及荧光粉的发光效率并延长荧光粉的使用寿命。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的实施方式及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为本发明一实施例所提出的显示设备的外观示意图；
图2为图1的显示设备沿剖面线1-1’的部分剖面示意图；
图3为对应图2的荧光层结构受背光光源的光线激发所产生的白光的色座标图；
图4为本发明另一实施例所提出的对应图2的荧光层结构受背光光源的光线激发所产生的白光的色座标图；
图5为本发明另一实施例所提出的显示设备的部分剖面示意图。
主要元件符号说明
10、10’    显示设备        12        液晶面板
14、14’    背光模块        16        导光板
18          背光光源        20、20’  荧光层结构
22          入光面          24        框体
D           特定距离
具体实施方式
请参阅图1以及图2，图1为根据本发明一实施例所提出的一显示设备10的外观示意图，图2为图1的显示设备10沿剖面线1-1’的部分剖面示意图。在此实施例中，显示设备10可为一液晶电视（如图1所示），但不受此限，其也可为其他常见的显示器，如应用于笔记型电脑上的液晶荧幕等，由图1以及图2可知，显示设备10包含一液晶面板12（于图2中以虚线简示之）以及一背光模块14，背光模块14设置于液晶面板12的一侧，用来提供具有充足亮度且分布均匀的白光至液晶面板12，以供后续影像显示之用。
于此针对背光模块14的元件进行详细的描述，如图2所示，背光模块14包含一导光板16、一背光光源18，以及一荧光层结构20。导光板16具有一入光面22，而背光光源18设置于背光模块14内对应导光板16的入光面22的位置上，其中背光光源18可为由多个发光二极管所组成的一灯条（但不受此限），用于提供充足光线以入射至荧光层结构20上。荧光层结构20设置于导光板16的入光面22与背光光源18之间且与背光光源18相距一特定距离D，更详细地说，荧光层结构20与背光光源18的配置是采用分离独立设置的设计，用于避免背光光源18于运作时所产生的热能直接传递至荧光层结构20上。在此实施例中，荧光层结构20可为一荧光粉胶带，贴附于入光面22上（如图2所示），而荧光粉胶带内所掺杂的荧光粉的颜色种类，其可随着背光光源18所发射的光线波长（如可见光或不可见光）的不同而有所变化。举例来说，背光光源18可包含至少一蓝光发光二极管以发射蓝光，而荧光粉胶带则是相对应地掺杂有黄色荧光粉或双色荧光粉；或者是，背光光源18可包含至少一紫外光发光二极管，而荧光粉胶带则是相对应地掺杂有红、绿、蓝色荧光粉。至于采用何种配置，其端视显示设备10的实际应用需求而定。
通过上述荧光层结构20贴附于导光板16的入光面22上的配置，背光光源18所发射的光线可先入射至荧光层结构20上，由此，荧光层结构20内所掺杂的荧光粉就会受到光线的激发而产生白光，而其所产生的白光可随后经由入光面22以入射至导光板16内，接着再借助导光板16的导光设计（如形成于导光板16的底面的网点层结构等）而从导光板16射出，从而提供具有充足亮度且分布均匀的面光源至液晶面板12，以作为后续影像显示之用。在上述产生白光的过程中，由于荧光层结构20与背光光源18相距如图2所示的特定距离D，因此，背光模块14即可避免背光光源18于运作时所产生的热能会直接传递至荧光层结构20内的荧光粉上，如此一来，背光模块14就可以有效地防止荧光粉产生热衰质变现象，用于解决在现有技术中所提及的白光灰度降低以及白光色座标值偏移的问题，进而提升显示设备10的影像显示品质以及荧光粉的发光效率并延长荧光粉的使用寿命。
值得一提的是，荧光层结构20受背光光源18的光线所激发的白光的色座标值与荧光层结构20内所掺杂的荧光粉浓度有关，请参阅图3，其为对应图2的荧光层结构20受背光光源18的光线激发所产生的白光的色座标图。根据电视白光色座标值规范，背光模块14所产生的白光的色座标值需落在（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内（即图3所示的虚线方框内），而由图3可知，在未适当地调整荧光粉浓度之前，白光的色座标值（即图3所示的菱形标记）通常会落在上述（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围外，而在此实施例中，荧光层结构20内的荧光粉浓度可设定为介于3％至4％的范围内，用于使荧光层结构20所产生的白光的色座标值（即图3所示的三角形标记）可介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内而接近（0.28,0.29）的标准值（即图3所示的圆点标记），由此，即可进一步地提升显示设备10的影像显示品质。
另一方面，请参阅图4，其为根据本发明另一实施例所提出的对应图2的荧光层结构20受背光光源18的光线激发所产生的白光的色座标图。根据荧幕白光色座标值规范，背光模块14所产生的白光的色座标值需落在（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内（即图4所示的虚线方框内），而由图4可知，在未适当地调整荧光粉浓度之前，白光的色座标值（即图4所示的菱形标记）通常会落在上述（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围外，而在此实施例中，荧光层结构20内的荧光粉浓度可设定为介于7％至8％的范围内，用于使荧光层结构20所产生的白光的色座标值（即图4所示的三角形标记）可介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内而接近（0.313,0.329）的标准值（即图4所示的圆点标记），由此，即可进一步地提升显示设备10的影像显示品质。
本发明所提供的将荧光层结构设置于导光板的入光面与背光光源之间且与背光光源相距一特定距离的设计可不限于上述实施例所提及的荧光层结构为一荧光粉胶带且贴附于导光板的入光面上的设计，换句话说，只要是利用荧光层结构与背光光源相距一特定距离以防止背光光源的热能直接传递至荧光层结构上的设计，均属于本发明所保护的范畴。
举例来说，请参阅图5，其为根据本发明另一实施例所提出的一显示设备10’的部分剖面示意图。在此实施例中所述的元件与上述实施例中所述的元件编号相同者，表示其具有相似的功能或结构，于此不再赘述。显示设备10’与上述实施例的显示设备10主要不同之处在于荧光层结构的设置位置。如图5所示，显示设备10’包含液晶面板12以及一背光模块14’，背光模块14’包含导光板16、背光光源18、一荧光层结构20’，以及一框体24。在此实施例中，框体24设置于对应导光板16的位置上，更详细地说，框体24可为设置于导光板16下的背框，但不受此限，框体24也可为一般背光模块中其他常见用来容置导光板的框架元件，例如设置于导光板上的胶框，换句话说，只要是利用背光模块内的框体以供荧光层结构设置于其上而位于导光板的入光面以及背光光源之间且与背光光源互相分离的设计，均属本发明所保护的范畴。
在上述框体24为设置于导光板16下的背框的设计下，荧光层结构20’可为一荧光粉片体而设置于框体24上以位于导光板16的入光面22与背光光源18之间（如图5所示），用于取代上述实施例所提及的贴附于导光板16的入光面22上的设计。至于荧光层结构20’设置于框体24上的方式，其可采用常见于现有技术中的固定设计，如使用粘胶接合等，故于此不再赘述。另外，上述的荧光粉浓度的设计也可应用于荧光层结构20’中，也就是说，荧光粉片体内的荧光粉浓度可设定为介于3％至4％的范围内，用于使荧光粉片体所产生的白光的色座标值可介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内，或者是荧光粉片体内的荧光粉浓度可设定为介于7％至8％的范围内，用于使荧光粉片体所产生的白光的色座标值可介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内，用于进一步地提升显示设备10’的影像显示品质。
通过上述荧光层结构20’设置于框体24上的配置，背光光源18所发射的光线可先入射至荧光层结构20’上，由此，荧光层结构20’内所掺杂的荧光粉就会受到光线的激发而产生白光，而其所产生的白光可随后经由入光面22以入射至导光板16内，接着再借助导光板16的导光设计（如形成于导光板16的底面的网点层结构等）而从导光板16射出，从而提供具有充足亮度且分布均匀的面光源至液晶面板12，以作为后续影像显示之用。在上述产生白光的过程中，由于荧光层结构20’与背光光源18相互分离（如图5所示），因此，背光模块14’即可避免背光光源18于运作时所产生的热能会直接传递至荧光层结构20’内的荧光粉上，如此一来，背光模块14’就可以有效地防止荧光粉产生热衰质变现象，用于解决在现有技术中所提及的白光灰度降低以及白光色座标值偏移的问题，进而提升显示设备10’的影像显示品质以及荧光粉的发光效率并延长荧光粉的使用寿命。
相比较于现有技术采用直接将发光二极管与掺杂有相对应荧光粉的硅胶进行封装的设计，本发明采用将荧光层结构设置于导光板的入光面与背光光源之间且与背光光源相距一特定距离的设计，以避免背光光源于运作时所产生的热能会直接传递至荧光层结构内的荧光粉上，进而防止荧光粉产生热衰质变现象。如此一来，本发明即可有效地解决在现有技术中所提及的白光灰度降低以及白光色座标值偏移的问题，用于进一步地提升显示设备的影像显示品质以及荧光粉的发光效率并延长荧光粉的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种背光模块，用以提供白光至一液晶面板，该背光模块包含：
导光板，其具有入光面；
背光光源，其设置于对应该导光板的该入光面的位置上，用来发射光线；以及
荧光层结构，其设置于该导光板的该入光面与该背光光源之间且与该背光光源相距一特定距离，用来接收该背光光源所发射的光线以激发产生白光。
2.如权利要求1所述的背光模块，其中该荧光层结构为一荧光粉胶带，其贴附于该入光面上。
3.如权利要求2所述的背光模块，其中该荧光粉胶带内的荧光粉浓度介于3％至4％的范围内，用于使该荧光粉胶带所产生的白光的一色座标值介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内。
4.如权利要求3所述的背光模块，其中该背光光源包含至少一蓝光发光二极管，该荧光粉胶带相对应地掺杂有黄色荧光粉或双色荧光粉。
5.如权利要求3所述的背光模块，其中该背光光源包含至少一紫外光发光二极管，该荧光粉胶带相对应地掺杂有红、绿、蓝色荧光粉。
6.如权利要求2所述的背光模块，其中该荧光粉胶带内的荧光粉浓度介于7％至8％的范围内，用于使该荧光粉胶带所产生的白光的一色座标值介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内。
7.如权利要求1所述的背光模块，其中该背光模块另包含框体，该框体设置于对应该导光板的位置上，用来容置该导光板，该荧光层结构为一荧光粉片体，其设置于该框体上以位于该导光板的该入光面与该背光光源之间。
8.如权利要求7所述的背光模块，其中该荧光粉片体内的荧光粉浓度介于3％至4％的范围内，用于使该荧光粉片体所产生的白光的一色座标值介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内。
9.如权利要求8所述的背光模块，其中该背光光源包含至少一蓝光发光二极管，该荧光粉片体相对应地掺杂有黄色荧光粉或双色荧光粉。
10.如权利要求8所述的背光模块，其中该背光光源包含至少一紫外光发光二极管，该荧光粉片体相对应地掺杂有红、绿、蓝色荧光粉。
11.如权利要求7所述的背光模块，其中该荧光粉片体内的荧光粉浓度介于7％至8％的范围内，用于使该荧光粉片体所产生的白光的一色座标值介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内。
12.一种显示设备，其包含：
液晶面板；以及
背光模块，其设置于该液晶面板的一侧，用来提供白光至该液晶面板，该背光模块包含：
导光板，其具有入光面；
背光光源，其设置于对应该导光板的该入光面的位置上，用来发射光线；以及
荧光层结构，其设置于该导光板的该入光面与该背光光源之间且与该背光光源相距一特定距离，用来接收该背光光源所发射的光线以激发产生白光。
13.如权利要求12所述的显示设备，其中该荧光层结构为一荧光粉胶带，其贴附于该入光面上。
14.如权利要求13所述的显示设备，其中该荧光粉胶带内的荧光粉浓度介于3％至4％的范围内，用于使该荧光粉胶带所产生的白光的一色座标值介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内。
15.如权利要求13所述的显示设备，其中该荧光粉胶带内的荧光粉浓度介于7％至8％的范围内，用于使该荧光粉胶带所产生的白光的一色座标值介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内。
16.如权利要求12所述的显示设备，其中该背光模块另包含框体，该框体设置于对应该导光板的位置上，用来容置该导光板，该荧光层结构为一荧光粉片体，其设置于该框体上以位于该导光板的该入光面与该背光光源之间。
17.如权利要求16所述的显示设备，其中该荧光粉片体内的荧光粉浓度介于3％至4％的范围内，用于使该荧光粉片体所产生的白光的一色座标值介于（0.28±0.03,0.29±0.03）的范围内。
18.如权利要求16所述的显示设备，其中该荧光粉片体内的荧光粉浓度介于7％至8％的范围内，用于使该荧光粉片体所产生的白光的一色座标值介于（0.313±0.03,0.329±0.03）的范围内。
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