CN105093671A - 用于显示器的光源的设备和使用其的显示器的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于显示器的光源的设备和使用其的显示器的设备。根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备可以包括：光源模块，该光源模块被配置成生成和发射光；光传输构件，该光传输构件被配置成通过从光源模块接收光，来减少每单位面积的光通量并且发射光；第一波长转换部件，该第一波长转换部件被布置在从光源模块到光传输构件的发光表面的光路径上以将接收到的光的一部分转换成预定波长的光并且发射光；以及第二波长转换部件，该第二波长转换部件与第一波长转换部件分离地布置在光路径上以将接收到的光的一部分转换成与第一波长转换部件的波长不同的波长的光并且发射光。

Description

用于显示器的光源的设备和使用其的显示器的设备
技术领域
本公开涉及一种用于显示器的光源的设备以及使用该设备的显示器的设备。具体地，本公开涉及一种将光源提供给诸如LCD的非自发光显示器的光源以及使用其的显示设备。
背景技术
通常，液晶显示装置要求有背光单元。在过去，诸如CCFL的光源已经被使用。然而，随着最近LED使用正在增加，各种类型的LED背光单元正在被使用。
作为LED背光单元的光源，包括三个主要光(红、绿以及蓝)的所有波长的白色LED被使用。最近，通过单芯片方法或者多芯片方法制造白色LED。单芯片方法是通过组合荧光材料、通过转换来自于发射单色光的LED的光的波长来获得白光。通过组合或者混合不同颜色的至少两个LED，相对于多芯片方法，单芯片方法具有低成本的优点。另外，单芯片方法对于小型化来说更加方便。
图12是在韩国专利公开No.10-2013-0119230中图示的根据现有技术的白色LED的截面图。此传统的技术是通过混合将蓝光转换成绿光的波长转换材料(24)以及将蓝光转换成红色的波长转换材料(25)，与树脂封装部分(23)获来得合成的白光。
然而，当这样的不同波长转换材料被混合地使用时，难以在整个封装部分上保持均匀的混合比率。因此，存在整个发光表面上不可以发射均匀的白光的问题。另外，不同种类的相邻波长转换材料经常吸收从彼此发射的光以减少被吸收的颜色的被发射的光的数量。因此，考虑到被使用的波长转换材料的数量，能量效率也被减少，并且被发射的光的数量相对较少。另外，波长转换材料中的每个具有相互不同的热稳定性。因此，由于伴随的热的LED芯片的特性，比较低的热稳定性的波长转换材料被较早地劣化，以减少相应的波长转换材料已经发射的光的颜色。例如，作为替代传统的荧光材料的新材料，量子点是引入注目的。然而，量子点被较早地劣化以失去功能，因为与其他荧光材料相比较，量子点的热稳定性较低。
通过下降背光的能量效率或者不能给LCD显示器提供被平衡的三个主要光，此问题导致显示器的颜色再生比率的劣化。
发明内容
本公开的目的是为了提供一种用于显示器的光源的设备，其被配置成当使用时减少不同波长转换材料的相互干扰。
本公开的另一目的是为了提供一种用于显示器的光源的设备，其能够最小化通过热量的劣化。
本公开的又一目的可以是提供一种用于显示器的光源的设备，其通过抑制由于不同波长转换材料的吸收而导致的效率下降来增强能量效率。
在本公开的一个通用方面中，提供一种用于显示器的光源的设备，该设备包括：光源模块，该光源模块被配置成生成和发射光；光传输构件，该光传输构件被配置成通过从光源模块接收光，来减少每单位面积的光通量并且发射光；第一波长转换部件，该第一波长转换部件被布置在从光源模块到光传输构件的发光表面的光路径上以将接收到的光的一部分转换成预定波长的光并且发射光；以及第二波长转换部件，该第二波长转换部件与第一波长转换部件被分离地布置在光路径上以将接收到的光的一部分转换成与第一波长转换部件的波长不同的波长的光并且发射光。
在本公开的一些示例性实施例中，第一波长转换部件可以被布置在光传输构件的入射表面侧上，以及第二波长转换部件可以被布置在光传输构件的发射表面侧上。
在本公开的一些示例性实施例中，用于显示器的光源的设备可以进一步包括：光学片，该光学片通过被布置在光传输构件的发射表面上来折射或者散射光，其中第二波长转换部件可以被布置成领先于或者跟随光路径上的光学片。在此，可以提供多个光学片，以及第二波长转换部件可以被布置在多个光学片之间。
在本公开的一些示例性实施例中，用于显示器的光源的设备可以进一步包括光学片，该光学片通过被布置在光传输构件的发射表面上来折射或者散射光，其中第二波长转换部件可以被布置在领先于或者跟随光路径上的光学片。
在本公开的一些示例性实施例中，光源模块可以与光传输构件的上表面或者下表面被分离地布置，第一波长转换部件可以被布置在光源模块的发射表面侧上，以及第二波长转换部件可以被布置在光传输构件的入射或者发射表面上。
在本公开的一些示例性实施例中，第一波长转换部件和第二波长转换部件中的至少一个可以是膜形状构件，以及设备可以进一步包括保护膜，该保护膜被涂覆在膜形状构件的至少一个表面上。
在本公开的一些示例性实施例中，第二波长转换部件可以是在光传输构件的表面上形成的涂覆层。
在本公开的一些示例性实施例中，第二波长转换部件的每个分段可以用作通过被划分成多个分段而在光传输构件中形成的光学图案。
在本公开的一些示例性实施例中，光源模块可以包括发光二极管；壳体，该壳体被安装有发光二极管并且在发光二极管周围被形成有反射体；以及电路板，该电路板被耦合到壳体以将电流供应到发光二极管，并且第一波长转换部件可以是通过反射体填充的密封构件。
在本公开的一些示例性实施例中，第一波长转换部件可以被布置在领先于光传输构件的位置上，以及通过被布置在跟随光传输构件的位置上，第二波长转换部件可以将入射光转换成比第一波长转换部件的波长短的波长的光。
在本公开的一些示例性实施例中，第一波长转换部件和第二波长转换部件可以包括从荧光材料或者量子点中选择的至少一个。
在本公开的一些示例性实施例中，荧光材料可以是从由YAG(钇铝石榴石)荧光物质、LuAG(镥铝石榴石)荧光物质、SiAlON荧光物质(诸如AlphaSiAlON、Beta以及SiALO)、硫化物荧光物质、KSF荧光物质、氮化物荧光物质、硅酸盐荧光物质、以及其组合组成的组中选择的任意一个。
在本公开的一些示例性实施例中，量子点可以包括从由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、以及其组合组成的II-VI族中选择的任意一个，或者从由GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs、InAlPAs、以及其组合组成的III-V族中选择的任意一个。
在本公开的一些示例性实施例中，第二波长转换部件转换和发射光的平面面积(A2)与第一波长转换部件转换和发射光的平面面积(A1)的比率(A2/A1)可以是11～10000。
在本公开的一些示例性实施例中，通过包括用于显示器的光源的设备可以实现用于显示器的设备。
根据本公开的示例性实施例，光损耗可以被最小化，因为不同波长的材料被相互分离地布置以抑制相互干扰。因此，颜色再生性可以被改进。
另外，根据本公开的示例性实施例，可以尽可能多地延迟波长转换材料的劣化，因为布置具有相对低的热稳定性的波长转换材料更加远离发光二极管的自由度被提供。
另外，通过背光单元设计的变化可以很少地影响根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备，因为本公开不仅可以被应用于边缘型背光单元而且可以被应用于直下型(direct-type)背光单元。
附图说明
图1是图示根据本公开的第一示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。
图2是图1的第一示例性实施例的部分平面图。
图3是图示根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备的光谱形成的示例的曲线图。
图4是图示根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备的量子点的光学特性的曲线图。
图5是图示根据本公开的第二示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。
图6是图示根据本公开的第三示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。
图7是图示根据本公开的第四示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。
图8是图示根据本公开的第五示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。
图9是图示根据本公开的第六示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。
图10是图示根据本公开的第七示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。
图11是图示在根据本公开的用于显示器的光源的设备的第一示例性实施例中的第二波长转换部分的发光区域与第一波长转换部分的发光区域的比率以及从第二波长转换部分发射的光入射到第一波长转换部分的比率的曲线图。
图12是图示传统的用于显示器的设备的示例的截面图。
具体实施方式
在下文中，将会详细地描述根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备。仅为本公开的示例性实施例的详细描述提供附图。因此，本公开的技术范围不限于被图示的附图。
另外，相同的数字被给予相同的或者相应的组件，不论附图符号如何，并且将会省略其重叠的描述。为了描述的方便图示的每个组成构件的比例和形状可以被夸大或者最小化。
同时，包括诸如“第一”或者“第二”的序数的术语可以被用于各种元件的描述。然而，元件将不受这样的术语限制。术语仅用于区分特定的元件与其他元件。
图1是图示根据本公开的第一示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。图2是图1的第一示例性实施例的部分平面图；图3是图示根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备的光谱形成的示例的曲线图；以及图4是图示根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备的量子点的光学特性的曲线图。
如在图1中所图示，根据本公开的第一示例性实施例的用于显示器的光源的设备可以包括光源模块(10)、光传输构件(20)、反射构件(30)、光学片(40)、第一波长转换部件(100)、以及第二波长转换部件(200)。用于显示器的光源的设备可以被布置在显示模块(50)的下侧。在此，例如，显示模块指的是在LCD显示器中被填充有液晶的面板。
光源模块(10)可以产生和发射光，并且可以包括发光二极管(11)、壳体(12)、以及电路板(13)。
发光二极管(11)可以用作光源，并且可以发射特定波长的光。在此在本示例性实施例中，发光二极管(11)可以包括蓝色芯片并且可以发射蓝色波长的光。然而，通过发光二极管(11)发射的光的波长不限于蓝色。发射紫罗兰色的光或者紫外光的发光二极管可以被使用。
壳体(12)可以通过支撑发光二极管(11)来形成封装。壳体(12)可以包括由容易传递热的材料或者金属制成的反射体(12a)。反射体(12a)可以被安装有发光二极管(11)。发光二极管(11)可以被布置在反射体(12a)的中心部分处，并且可以通过在反射体(12a)的内圆周表面上形成反射层将来自于发光二极管(11)的光引导到光传输构件(20)。
电路板(13)可以包括控制器，该控制器控制发光二极管(11)；以及逆变器，该逆变器将电源供应到发光二极管(11)。电路板(13)也可以支撑壳体(12)。
光传输构件(20)具有从光源模块(10)入射到其侧表面的光。光传输构件(20)将光散射成表面光使得从另一侧表面被发射。在此工艺中可以减少经过光传输构件(20)的光的每单位面积的光通量。这是有必要将点光源或者线光源转换成表面光源的光学工艺。通常，作为用于显示器的光源装置的背光可以被划分成边缘型和直下型。在边缘型中，光源模块被布置在形成光传输构件的厚度的侧面上。另一方面，在直下型中，光源模块被布置在被水平地布置的光传输构件下方。当用于两种类型中的每一个的所要求的特性不同时，在边缘型中导光板被用作光传输构件(20)，同时在直下型中光散射板被用作光传输构件(20)。参考图1和图2，图示光源模块(10)被布置在形成光传输构件(20)的厚度的侧面上。这意指示例性实施例是用于边缘型背光单元。因此，在本特定示例性实施例中的光传输构件(20)对应于导光板。同时，在光传输构件(20)中，在其上入射光的侧表面可以被称为“入射表面”，而从其发射光的另一侧表面可以被称为“发射表面”。在边缘型中，形成光传输构件(20)的厚度的表面(即，“厚度表面”)中的一个变成入射表面，而与厚度表面相邻的最宽阔的两个表面(即，“板表面”)中的一个变成发射表面。在直下型中，面向两个板表面中的每一个分别变成入射表面和发射表面。
作为导光板提供的光传输构件(20)将从厚度表面接收到的光转换成板表面光。对于此工艺，光传输构件(20)可以在其内部包括散射剂。因此，另外，用作反射表面或者透镜的光学图案可以被形成在光传输构件(20)内部，以便于折射、散射、或者聚焦光。在此，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)可以被用作用于光传输构件(20)的材料，因为PMMA是具有良好的耐气候性的具有高透光率的塑料。
在直下型背光中，光传输构件(20)可以是由散射板形成。将通过另一示例性实施例对其进行描述。
通过被布置在相对的板表面上，反射构件(30)将光反射到光传输构件(20)的发光表面。这是为了在从光源模块(10)经过光传输构件(20)期间再次反射由于散射、反射或者折射从计划的光路径偏离的光，并且将光引导到发光表面。在此，光路径意指从光源模块(10)到光传输构件(20)的发光表面的光通量的平均中心线。在这样的情况下，反射构件(30)可以是附属结构以增强用于显示器的光源的设备的光效率。然而，经过光传输构件(20)的光的部分可以被设计为根据均衡化亮度分布的目的被优选地引导到反射构件(30)并且增强整个发光强度。
光学片(40)被用于增强亮度均匀性的目的。光学片(40)可以被设置在光传输构件(20)的发光表面侧上。光学片(40)可以通过光传输构件(20)或者反射构件(30)散射或者折射入射光。通过散射膜、棱镜膜等的选择或者组合可以使用光学片(40)。
显示模块(50)可以是在LCD(液晶显示器)中被填充有液晶的面板。显示模块(50)通过选择性地发射、阻挡或者过滤通过光传输构件(20)或者光学片(40)的光来示出图像。根据本公开的示例性实施例的用于显示器的光源的设备可以最终用于将表面光源提供给显示模块(50)。因此，显示模块(50)本身对于本公开来说不是重要的。
第一波长转换构件(100)包括第一波长转换材料以将入射光转换成预定颜色的光。作为转换波长的材料，荧光材料或者量子点可以被使用。第一波长转换材料作为颗粒存在，这可以形成作为诸如透光树脂或者松香的母体材料中的混合和分布的形式的第一波长转换构件(100)。
作为第一波长转换材料的荧光材料可以是从由YAG(钇铝石榴石)荧光物质、LuAG(镥铝石榴石)荧光物质、SiAlON荧光物质(诸如AlphaSiAlON、Beta以及SiALO)、硫化物荧光物质、KSF荧光物质、氮化物荧光物质、硅酸盐荧光物质、以及其组合组成的组中选择的任意一个。
特别地，在波长转换材料之中，量子点是一种纳米材料，其可以是由以2～15纳米大小的中心体和由硫化锌制成的壳形成。壳的表面外部通常可以具有10～15纳米的大小，因为执行聚合物涂覆。否则，各种材料可以被用作用于量子点的材料。例如，量子点可以包括从由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、以及其组合组成的II-VI族中选择的任何一个，或者从由GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs、InAlPAs、以及其任何组合组成的III-V族中选择的任意一个。通过上述材料的组合形成的量子点可以根据需求来形成第一波长转换材料。第一波长转换材料不仅可以是由量子点形成而且可以是由与前述的荧光材料的组合形成。
量子点以预定波长带来产生强的荧光。来自于量子点的光被发射，因此不稳定的电子从导带递减到价带。在此，当量子点的颗粒较小时被发射的荧光可以是较短波长的光，而当量子点的颗粒较大时被发射的荧光可以是较长波长的光。因此，通过控制量子点颗粒的大小，在所期待的波长带中分散光。
第一波长转换部件(100)可以被安装在光源模块(10)中。例如，如在图1中所示，第一波长转换部件(100)可以是由填充前表面并且包围在反射体(12a)的中心安装的发光二极管(11)的被硬化的树脂形成。即，第一波长转换部件(100)可以是由被用于形成发光二极管封装的密封构件形成。在第一波长转换部件(100)中包括的第一波长转换材料可以吸收在从发光二极管(11)发射的蓝色波长区域中的光的一部分并且可以发射不同波长的光。
第二波长转换部件(200)转换经过光传输构件(20)或者反射构件(30)的光，并且可以被设置在光传输构件(20)的发射表面侧上。第二波长转换构件(200)也包括将光转换成特定波长区域的成分的第二波长转换材料。作为与第一波长转换材料有关的示例，第二波长转换材料也可以是荧光材料或者量子点。然而，第二波长转换材料可以将光转换成与第一波长转换材料的颜色不同的颜色。例如，当第二波长转换材料将光转换到红色波长区域时，第一波长转换材料可以将光转换到绿色波长区域。第二波长转换部件(200)被设置在光路径上的较后的位置处。因此，第二波长转换部件(200)被设置在较低的光通量的位置处。另外，第二波长转换部件(200)被要求在光路径上与第一波长转换部件(100)分离地布置。在此，被分离地布置可以是空间分离，或者可以是分别第一波长转换部件(100)被设置在光传输构件(20)的较前的部分处并且第二波长转换部件(200)被设置在光传输构件(20)的较后的部分处的布置。第二波长转换构件(200)可以是膜形状构件。构件被形成，因此第二波长转换材料被混合到透光树脂并且被形成为膜的形状。当光学片(40)被提供时，第二波长转换部件(200)可以被设置在光学片(40)的较前的部分处，即，在光传输构件(20)和光学片(40)之间，如在图1中所图示。然而，第二波长转换部件(200)可以被设置在光学片(40)的较后的部分处。此外，当提供多个光学片(40)时，第二波长转换部件(200)可以被设置在多个光学片(40)之间。
图3是描述当光源模块(10)是发射蓝色的蓝色芯片时第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)的效应的曲线图。在曲线图之中的最左边的曲线图示出从蓝色芯片发射的光的波长，其中光的波长是x轴并且强度是y轴。曲线图示出光的强度被聚焦到比较短的波长带，即，被聚焦到蓝色可视的光区域。曲线图A示出根据通过第一波长转换部件(100)产生的光的波长的强度。曲线图示出第一波长转换部件(100)吸收从蓝色芯片入射的蓝光的一部分，并且将该光转换成较长的波长，例如，绿色可视区域的光，并且发射光。曲线图B示出根据通过被设置在较后的部分处的第二波长转换部件(200)产生的光的波长的强度。第二波长转换部件(200)吸收从蓝色芯片入射的蓝光的一部分，并且也将光转换成较长的波长，例如，红色可视区域中的光，并且发射该光。被混合的光到达光路径的最后端，即，在显示模块(50)处。蓝色芯片的蓝色、从第一波长转换部件(100)发射的绿色、以及从第二波长转换部件(200)发射的红色可以被混合以形成如在附图中所图示的最终的LED光谱。这是作为蓝色、绿色以及红色的混合的光的白色光。
同时，根据本示例性实施例，第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)中的每个转换光使得一次产生一个波长成分。相反地，在传统的技术中，当使用蓝色波长区域的光源时，两种波长转换材料被混合在构件中以便于获得绿光和红光。通过构件，光马上已经被转换到红色和绿色波长区域。然而，当同样地马上转换光时，光学系统的效率会被下降，因为当不同波长转换材料被混合在一起时不同波长转换材料相互干扰以降低光学效率。例如，当第一波长转换材料和第二波长转换材料被混合在构件中时，通过被相互相邻，两种不同波长转换材料共存。因此，通过相邻的其他波长转换材料吸收通过第一波长转换材料产生的光的比率会被增加。
特别地，当两种波长转换材料都是量子点时，要求考虑量子点的波长转换特性的效应。图4是图示吸收光谱是粗线并且发光光谱是细线的两种量子点。参考吸收和发射光谱，量子点1吸收波长400～580nm的光并且发射在大约620nm波长处具有最大亮度的红色区域的光。量子点2吸收波长400～520nm的光并且发射在大约540nm波长处具有最大亮度的绿色区域的光。然而，当看着两个量子点的吸收光谱时，量子点2正在发射的波长带的光的一部分属于量子点1正在吸收的波长带。因此，当量子点1和量子点2共存时，量子点1可以再次吸收相邻的量子点2转换和发射的光的一部分。随着量子点1和量子点2更加相邻靠近，频率变得越高。
因此，要求第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)被相互分离地布置在光路径上。特别地，当第一波长转换材料和第二波长转换材料分别是由不同大小的量子点形成时，在光路径上的较前位置处设置的第一波长转换材料被要求被布置以发射比通过在光路径上的较后位置处设置的第二波长转换部件发射光更长的光。例如，当光源模块(10)发射蓝色的光时，第一波长转换材料被要求发射红色的光，并且第二波长转换材料被要求发射绿色的光。这是最小化当第一波长转换材料发射相对较短波长的光时在光路径上的较后位置处设置的第二波长转换材料吸收从第一波长转换材料发射的光的情形的措施。
因此，在本示例性实施例中，第一波长转换部件(100)可以在作为光源的发光模块(11)的侧面上。作为单独的构件，第二波长转换部件(200)可以从第一波长转换部件(100)被分离地布置。基于光传输构件的位置，第一波长转换部件(100)领先于光路径上的光传输构件(20)，而第二波长转换部件(200)跟随光传输构件(20)。在此，当光传输构件(20)是导光板时，由于将光散射到表面光源的光学结构的特性，可以最小化通过第一波长转换部件(100)的第一波长转换材料吸收从第二波长转换部件(200)发射的光的可能性。
根据此结构，仅一种波长转换材料被包括在相同的构件中。如在图3中所图示，在第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)中，波长以有规则的顺序分别被转换到红色和绿色波长区域。因此，最后的光源模块(10)的光谱可以被自然地形成使得背光单元的光效率可以被改进。
同时，在第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)的波长转换材料中的每个之中的具有较弱的热稳定性的波长转换材料，例如，第二波长转换材料，可以被形成为膜的形状并且可以与光源模块(10)分开特定距离。另一方面，具有相对高的热稳定性的波长转换材料，例如，第一波长转换材料，可以被形成为在光源模块(10)处直接封装的形状。可以通过此措施增强背光单元的寿命和可靠性。
即使通过与光源模块(10)分开来布置具有较弱的热稳定性的第二波长转换材料，但是仍然关心通过光源设备的结构由于热传导而劣化第二波长转换材料。因此，为了防止由于热，并且另外，由于氧气和湿气而导致的保护膜的劣化，通过利用合成树脂材料以膜的形状涂覆第二波长转换部件(200)的两个表面中的至少一个表面，或者通过附着合成树脂膜，可以形成保护膜(200a)。保护膜(200a)不仅可以被应用于本示例性实施例中，而且可以应用于后面描述的其他实施例中。当第一波长转换部件(100)被设置为膜的形状时，保护膜(200a)可以被应用于其。
根据本公开的示例性实施例，可以提供具有高效率和高颜色再生性的用于LCD模块的背光模块。另外，通过分离地布置具有至少两个不同特性的第一和第二波长转换材料，可以改进可靠性和光学效率。
图5至图10图示根据本公开的用于显示器的光源的设备的各种示例性实施例。
图5是图示根据本公开的第二示例性实施例的用于显示器的光源的设备的示意性结构的截面图。在第二示例性实施例中，第二波长转换部件(200)被布置在不同于第一示例性实施例的位置处。特别地，反射构件(30)可以被设置在边缘型背光中。通过反射没有引导到光传输构件(20)的发光表面(即，光学片(40)和显示模块(50))而是引导到相对侧的光，反射构件(30)将要被入射的光引导到发光表面，从而来自于光源模块(10)的光在经过光传输构件(20)的同时已经被折射、反射、或者散射。根据光传输构件(20)的光学图案来有目的地增加引导到反射构件的光的数量也是背光设计的一个方面。总之，第二波长转换构件(20)可以是由以膜形状的构件制成并且可以被布置在光传输构件(20)和反射构件(30)之间。
图6是图示根据本公开的第三示例性实施例的用于显示器的设备的示意性结构的截面图。作为先前的第二示例性实施例，在本公开的第三示例性实施例中提供反射构件(30)。第二波长转换构件(200)可以被布置在光传输构件(20)和反射构件(30)之间。然而，在本公开的第三示例性实施例中，第二波长转换构件(200)不是由膜形状构件制成，而是由被附着的涂覆层制成并且被形成在面向光传输构件(20)的反射构件(30)的表面上。通过将与第二波长转换材料相混合的树脂印制或者涂覆在光传输构件(20)上，可以形成涂覆层。
特别地，在图6中，涂覆层被图示以通过被划分成多个片段来被间歇地布置。另外，在这些片段之间的间隔被图示以彼此不同。这与当诸如透镜的光学图案被形成在光传输构件(20)的表面上时可以观察到的布置状态相似。即，当通过诸如印制的方法将光学图案形成在光传输构件(20)的表面上时，通过混合第二波长转换材料与在印制光学图案中使用的树脂，可以形成第二波长转换部件(200)的片段中的每个。因此，片段也可以用作光学图案。形成第二波长转换层作为其中涂覆层可以替换被布置为与光传输构件(20)相邻的第二波长转换部件(200)的膜形状构件的涂覆层的示例性实施例不仅可以被应用于本示例性实施例，而且也可以应用于其他示例性实施例。另外，第一波长转换部件(100)也可以被形成为膜形状构件或者涂覆层。
图7是图示根据本公开的第四示例性实施例的用于显示器的设备的示意性结构的截面图。在本公开的第四示例性实施例中，第二波长转换部件(200)与本公开的第一示例性实施例相同。然而，第一波长转换部件(100)是不同的。第一波长转换部件(100)是由膜形状构件形成，并且被布置在光源模块(10)和光传输模块(20)之间。当第一波长转换部件(100)是由膜形状构件制成时，根据本公开的第一示例性实施例的与保护膜(200a)相对应的结构可以被应用于第一波长转换部件(100)。
图8是根据本公开的第五示例性实施例的用于显示器的设备的示意性结构的截面图。在本公开的前面的第一至第四示例性实施例中，光源模块是被设置在光传输构件(20)的厚度表面上的边缘型背光。在本公开的第五示例性实施例中，光源模块是被设置在光传输构件(20)的板表面上的直下型背光。例如，光源模块(10)可以在被水平地布置的光传输构件上方或者下方。在图8至图10中，光源模块(10)被图示以被布置在光传输构件(20)下方。然而，这仅是为了便于描述。光源模块(10)被图示以被布置在光传输构件(20)上方。在这样的情况下显然的是，光学片(40)应被布置在光传输模块(20)下方。在任意情况下，光传输构件(20)通常可以是由散射光的光散射板形成。另外，与边缘型相反，与反射构件(30)相对应的结构不是重要的。预定间隔(G)被要求以被保持在光源模块(10)和光传输构件(20)之间。间隔(G)可以在发光二极管(11)中的每个之间的节距(P)上方，除非附加的光学系统没有被带来。在图9和图10以及在图8中，在光源模块(10)和光传输构件(20)之间的间隔(G)被图示为小于在发光二极管(11)中的每个之间的节距(P)。然而，这仅是为了便于描述。在第五示例性实施例中，第一波长转换部件(100)是由LED封装的密封构件形成，与在第一至第三示例性实施例中一样。另外，第二波长转换部件(200)可以是膜形状构件并且可以被布置在光传输构件(20)和光学片(40)之间。
图9是图示根据本公开的第六示例性实施例的用于显示器的设备的示意性结构的截面图。第六示例性实施例的一个方面不同于先前的第五示例性实施例，因为第二波长转换部件(200)的位置已经被移动到面向光传输构件(20)的光源模块(10)的板表面侧。在这样的情况下，第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)可以以与光传输构件(20)和发光二极管(11)之间的间隔(G)相对应的间隔被相互分离地布置。当领先于光源模块(10)和光传输构件(20)之间的间隔(G)时，已经散射来自于光源模块(10)的光。因此，与经过第一波长转换部件(100)的光的光通量相比较，入射到第二波长转换部件(200)的光的光通量被减少。
图10是图示根据本公开的第七示例性实施例的用于显示器的设备的示意性结构的截面图。第七示例性实施例的一个方面不同于先前的第五示例性实施例，因为第一波长转换部件(100)不是由LED封装的密封构件形成，而是由被布置在发光二极管(11)的发光表面上的膜形状构件形成。在图10中，第一波长转换部件(100)被图示以通过被划分成多个而被布置在发光二极管(11)的发光表面的前面。然而，第一波长转换部件(100)可以被形成为一个膜形状构件，并且可以进一步包括连续地支撑多个第一波长转换部件(100)的支撑物质。在这样的情况下，发光膜或者ITO玻璃可以被用作支撑物质。在本示例性实施例中，通过与在发光构件(20)和发光模块(11)之间的间隔(G)相对应的空间间隔来分离地布置第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)。同时，在本示例性实施例中，第二波长转换部件(200)被图示以被布置在光传输构件(20)和光学片(40)之间。然而，如在图9中所图示，第二波长转换部件(200)被布置在面向光传输模块(20)的光源模块(10)的表面上的变更可以是可能的。
在上面的所有示例性实施例中，第一波长转换部件(100)被布置成相对更加靠近光源模块(10)，并且第二波长转换部件(200)被布置成相对更加远离光源模块(10)。这意指经过第二波长转换部件(200)的每个单位面积的光通量小于经过第一波长转换部件(100)的每单位面积的光通量。当波长转换材料发射通过作为能量源的入射光将被转换成不同波长的光时，被发射的光几乎不具有方向性。在第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)之间的这样的结构关系是考虑最小化其中从第二波长转换部件(200)转换和发射的光重新引导到第一波长转换部件(100)以通过第一波长转换材料被吸收的频率的结果。另外，根据这样的结构特性，具有较弱的热稳定性的波长转换材料可以是第二波长转换材料，并且具有较高的热稳定性的波长转换材料可以是第一波长转换材料。
同时，作为用于最小化其中通过第二波长转换部件(200)发射的光逆着光路径前进以到达第一波长转换部件(100)的频率的措施，要求谨慎地确定在第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)之间的相对位置。
例如，商用LCD中的用于背光的表面光源的所要求的强度(流明)超过5000lm/㎡。特别地，在使用相对少数目的发光二极管的边缘型中，与发光二极管的发光区域相比较，被发射的光的强度被要求最大是50,000,000lm/㎡。因此，当第一波长转换部件(100)是由LED封装的密封构件形成并且第二波长转换部件(200)被形成为被布置在光路径上的最后端处的膜形状时，其中第二波长转换部件(200)转换和发射光的区域(即，发光区域(A2))与其中第一波长转换部件(100)转换和发射光的区域(即，发光区域(A1))的比率(A2/A1)的最大值是50,000,000/5,000＝10,000。此比率对应于其中第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)在光路径上被布置成彼此尽可能远离的情况。随着光更加靠近光路径的中心线，通过第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)转换和发射的光的强度趋向于更加强大，而随着光更加远离光路径的中心线，光的强度趋向于更弱。因此，第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)中的发光区域(A1，A2)中的每个被定义为从其中从波长转换部件中的每个发射的光的强度具有最大值的点到与光路径垂直的表面上的与最大值的5％相对应的区域的区域。
在第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)之间的距离越远越好。然而，因为本公开要被应用于最后完成的产品，所以要求考虑到诸如薄尺寸(对于电视)、高级的清晰度等的外部因素的情况下实际地确定距离。然而，通过技术因素严重地影响在第一波长转换部件(100)和第二波长转换部件(200)之间的最小距离。这些技术因素可以是各种各样的。然而，根据本公开的示例性实施例，通过第二波长转换部件(200)发射的光前进到第一波长转换部件(100)并且通过第一波长材料吸收的可能性将会是标准。
图11是图示在根据本公开的用于显示器的光源的设备的第一示例性实施例中的第二波长转换部件的发光区域与第一波长转换部件的发光区域的比率(A2/A1)、和从第二波长转换部件发射的光入射到第一波长转换部件的比率的曲线图。曲线图是模拟测量其中从第二波长转换部件(200)发射的光入射到第一波长转换部件(100)的比率的结果。随着发光区域(A2/A1)的比率增加，被入射到第一波长转换部件(100)的光与通过第二波长转换部件(200)转换的光的比率通常减少。在此，当其中光从第二波长转换部件(200)入射到第一波长转换部件(100)的光的比率大于20％时，光效率被下降并且因此实用性被降低。因此，比率被要求以被保持在少于20％。此特定点对应于其中第二波长转换部件的发光区域(A2)与第一波长转换部件的发光区域(A1)的比率是11的点。因此，在两个波长转换部件的发光区域之间的比率(A2/A1)的最小值可以是11。
当显示模块(50)被附加地提供时，用于显示器的光源的设备可以形成用于诸如LCD的显示器的设备。
上述示例性实施例旨在是说明性的，并且不限制权利要求的范围。对于本领域的普通技术人员来说许多的替选、修改、变化以及等效物将会是明显的。可以以各种方式组合在此描述的示例性实施例的特征、结构、方法以及其他特性以获得附加的和/或可替选的示例性实施例。因此，通过权利要求将决定用于本公开的权利的技术范围。

Claims (20)

1.一种用于显示器的设备，所述用于显示器的设备包括：
光源模块，所述光源模块包括光源，所述光源被配置成生成和发射光；
显示模块，所述显示模块包括具有液晶的面板；
传输构件，所述传输构件被配置成将从所述光源接收到的光发射到所述显示模块；
第一波长转换部件，所述第一波长转换部件被设置在从所述光源模块到所述显示模块的光路径上以将接收到的光的一部分转换成预定波长的光并且发射被转换的光；以及
第二波长转换部件，所述第二波长转换部件与所述第一波长转换部件分离地布置在光路径上以将接收到的光的一部分转换成与所述第一波长转换部件的预定波长不同的波长的光并且发射被转换的光。
2.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，其中，所述第一波长转换部件被设置在所述光源和所述光传输构件之间，以及所述第二波长转换部件被设置在所述光传输构件的发射表面侧上。
3.根据权利要求2所述的用于显示器的设备，进一步包括光学片，所述光学片被配置成通过被布置在所述光传输构件的发射表面上来折射或者散射光，
其中，所述第二波长转换部件被布置以领先于所述光路径上的光学片。
4.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，进一步包括反射构件，所述反射构件被设置在所述光传输构件的一个表面处以折射从所述光传输构件发射的光，
其中，所述第二波长转换部件被设置在所述光传输构件和所述反射构件之间。
5.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，其中，所述光源模块与所述光传输构件的一个表面被分离地设置。
6.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，其中，所述第一波长转换构件和所述第二波长转换构件中的至少一个是膜形状构件，并且进一步包括保护膜，所述保护膜被涂覆在所述膜形状构件的至少一个表面上。
7.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，其中，通过被涂覆在所述光传输构件的表面上来形成所述第二波长转换构件。
8.根据权利要求7所述的用于显示器的设备，其中，通过被划分成多个分段来设置所述第二波长转换部件，以及当远离所述光源模块时所述多个分段中的相邻分段之间的距离变窄。
9.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，其中，所述光源包括发光二极管，
所述光源模块包括外壳，所述外壳被安装有所述发光二极管并且在所述发光二极管周围被形成有凹形槽部件；以及电路板，所述电路板被耦合到所述外壳以将电源施加到所述发光二极管，以及
所述第一波长转换部件是在所述凹形槽部件中填充的密封构件。
10.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，其中，所述第一波长转换部件被设置以领先于所述光路径上的第二波长转换部件，以及
所述第二波长转换部件将接收到的光转换成比所述第一波长转换部件的预定波长短的波长的光。
11.根据权利要求1所述的用于显示器的设备，其中，所述第一波长转换部件和所述第二波长转换部件包括从荧光材料或者量子点选择的至少一个。
12.根据权利要求11所述的用于显示器的设备，其中，所述荧光材料包括从由YAG(钇铝石榴石)荧光物质、LuAG(镥铝石榴石)荧光物质、SiAlON荧光物质(诸如AlphaSiAlON、Beta以及SiALO)、硫化物荧光物质、KSF荧光物质、氮化物荧光物质、硅酸盐荧光物质组成的组中选择的至少一个。
13.根据权利要求11所述的用于显示器的设备，其中，所述量子点包括从由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe组成的II-VI族中选择的至少一个、或者从由GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs、InAlPAs组成的III-V族中选择的至少一个。
14.一种用于显示器的设备，所述用于显示器的设备包括：
光源模块，所述光源模块被配置成生成蓝色波长的光并且发射所述光；
显示模块，所述显示模块包括具有液晶的面板；
第一波长转换部件，所述第一波长转换部件被设置在从所述光源到所述显示模块的光路径上以将接收到的光的一部分转换成绿色波长的光并且发射所述绿色波长的光；以及
第二波长转换部件，所述第二波长转换部件与所述第一波长转换部件被分离地设置在所述光路径上以将接收到的光的一部分转换成红色波长的光并且发射所述红色波长的光。
15.根据权利要求14所述的用于显示器的设备，进一步包括光传输构件，所述光传输构件被设置在所述光路径上以减少接收到的光的每单位面积的光通量并且发射减少的光通量的光，以及
所述光源被设置在所述光传输构件的一个表面处。
16.根据权利要求14所述的用于显示器的设备，其中，所述第一波长转换部件和所述第二波长转换部件包括从荧光材料或者量子点选择的至少一个。
17.一种用于显示器的设备，所述用于显示器的设备包括：
发光二极管，所述发光二极管被配置成通过产生蓝色波长的光来发射蓝色波长的光；
显示模块，所述显示模块包括具有液晶的面板；
第一波长转换部件，所述第一波长转换部件包括荧光材料，所述荧光材料被设置在从所述发光二极管到所述显示模块的发光表面的光路径上以将接收到的光的一部分转换成绿色波长的光并且发射所述绿色波长的光；以及
第二波长转换部件，所述第二波长转换部件包括量子点，所述量子点与所述荧光材料被分离地设置在所述光路径上以将接收到的光的一部分转换成红色波长的光并且发射所述红色波长的光。
18.一种用于显示器的设备，所述用于显示器的设备包括：
光源，所述光源被配置成产生和发射第一波长的光；
显示模块，所述显示模块包括具有液晶的面板；
第一波长转换部件，所述第一波长转换部件被设置在从所述光源到所述显示模块的光路径上以将接收到的光的一部分转换成第二波长的光并且发射所述第二波长的光；以及
第二波长转换部件，所述第二波长转换部件与所述第一波长转换部件被分离地设置在所述光路径上以将接收到的光的一部分转换成第三波长的光并且发射所述第三波长的光，
其中，所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长相互不同。
19.一种用于显示器的设备，所述用于显示器的设备包括：
光源，所述光源被配置成产生和发射光；
显示模块，所述显示模块包括具有液晶的面板；
导光板，所述导光板被配置成将从所述光源接收到的光发射到所述显示模块；
第一波长转换部件，所述第一波长转换部件被设置在从所述光源模块到所述显示模块的光路径上以将接收到的光的一部分转换成预定波长的光并且发射被转换的光；以及
第二波长转换部件，所述第二波长转换部件与所述第一波长转换部件被分离地设置在所述光路径上以将接收到的光的一部分转换成与所述第一波长转换部件的预定波长不同的波长的光并且发射被转换的光，
其中，所述光源被设置在所述导光板的厚度表面侧处。
20.一种用于显示器的设备，所述用于显示器的设备包括：
光源，所述光源被配置成产生和发射光；
显示模块，所述显示模块包括具有液晶的面板；
光散射板，所述光散射板被配置成将从所述光源接收到的光发射到所述显示模块；
第一波长转换部件，所述第一波长转换部件被设置在从所述光源模块到所述显示模块的光路径上以将接收到的光的一部分转换成预定波长的光并且发射被转换的光；以及
第二波长转换部件，所述第二波长转换部件与所述第一波长转换部件被分离地设置在所述光路径上以将接收到的光的一部分转换成与所述第一波长转换部件的预定波长不同的波长的光并且发射被转换的光，
其中，所述光源被设置在所述光散射板的板表面侧处。
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