CN105182612A - 用于背光模组的光源组件、背光模组以及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于背光模组的光源组件，包括基板以及封装在基板上的LED芯片，所述LED芯片上设置有光学转换部，所述光学转换部用于将所述LED芯片发出的单色光转换为白光；其特征在于，所述光学转换部上设置有滤光膜片组，所述滤光膜片组用于缩窄所述白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围。本发明还公开了包含如上光源组件的背光模组以及液晶显示器。该光源组件可以缩窄所产生的白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围，在不改变彩色滤光基板中各个色阻的带通波长范围的情况下，可以提高各个像素的色纯度，从而提高了色域。

Description

用于背光模组的光源组件、背光模组以及液晶显示器
技术领域
本发明涉及显示器技术领域,尤其涉及一种用于背光模组的光源组件，还涉及包含该光源组件的背光模组以及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)，为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，并且具有高画质、体积小、重量轻的特点，因此倍受大家青睐，成为显示器的主流。现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，包括液晶面板及背光模组，液晶面板与背光模组相对设置，背光模组提供显示光源给液晶面板，以使液晶面板显示影像。
液晶面板通常由薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光基板和液晶层组成。彩色滤光基板中包含有红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻，其作用是将通过液晶层的白光过滤为不同颜色的光束，各不同颜色的光束重新汇聚形成图像画面。背光模组主要是用于产生白色光源提供给液晶面板。传统的液晶显示设备的背光源采用冷阴极荧光灯(CCFL)，但是由于CCFL背光源存在色彩还原能力较差、发光效率低、放电电压高、低温下放电特性差、加热达到稳定灰度时间长等缺点，当前已经开发出使用LED背光源的背光源技术。目前，由LED光源产生白光主要通过三种方式实现：(1)采用红、绿、蓝三种LED芯片分别产生红光、绿光和蓝光，再由这三种颜色的光组合形成白光；(2)采用蓝光LED芯片和黄色荧光粉，由蓝光和黄光两色互补得到白光，或用蓝光LED芯片配合红色和绿色荧光粉，由蓝光LED芯片发出的蓝光、荧光粉发出的红光和绿光三色混合获得白光；(3)利用紫外LED芯片发出的近紫外光激发三基色荧光粉得到白光。其中，后两种方式获得的白光都需要用到荧光粉，与方式(1)相比，方式(2)和(3)在控制电路、生产成本、散热等方面具有优势。因此目前的LED背光源中，采用蓝光LED芯片或紫外LED芯片加上荧光粉(也可以使用磷光粉)的方式获得白光的方式，占据主导地位。
图1示出了现有技术中彩色滤光基板的穿透图谱，图中，B表示蓝色色阻的穿透图谱，G表示绿色色阻的穿透图谱，R表示红色色阻的穿透图谱，BL表示背光源的光谱。如图1中，蓝色色阻的带通波长范围是400～525nm，绿色色阻的带通波长范围是475～610nm，红色色阻的带通波长范围是585～780nm。如图1中的背光源的光谱，其中，蓝光对应的波长范围是410～485nm，绿光对应的波长范围是500～575nm，红光对应的波长范围是590～660nm。相对于传统的彩色滤光基板中各个色阻的带通波长范围，背光源的光谱中蓝光、绿光和红光的波长范围较宽，彩色滤光基板中的任一色阻(红色色阻、绿色色阻或蓝色色阻)，都不能实现仅透过对应颜色的光线而把其余颜色的关系完全过滤掉，降低了像素的色纯度，从而导致色域降低。参阅图1，以绿色色阻为例，在绿色色阻的带通波长范围的两端，如图1中的区域A1和A2，背光通过绿色色阻后，会有部分蓝光和红光透过绿色色阻，导致绿色像素的色纯度降低，也就降低了色域。
目前解决以上问题只要采用的是增加色阻膜厚的方式，红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻的膜厚增加后，各自对应的带通波长范围缩窄，由此在带通波长范围内仅可以使对应颜色的光线透过。但是增加膜厚的方式会降低液晶面板的通用性能，增加了成本。并且，由于彩色滤光基板具有消偏光的作用，增加色阻膜厚会使暗态漏光加重，使得对比度下降。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于背光模组的光源组件，该光源组件可以缩窄所产生的白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围，在不改变彩色滤光基板中各个色阻的带通波长范围的情况下，可以提高各个像素的色纯度，从而提高了色域。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种用于背光模组的光源组件，包括基板以及封装在基板上的LED芯片，所述LED芯片上设置有光学转换部，所述光学转换部用于将所述LED芯片发出的单色光转换为白光；其中，所述光学转换部上设置有滤光膜片组，所述滤光膜片组用于缩窄所述白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围。
其中，所述滤光膜片组包括多层第一类薄膜和多层第二类薄膜，按照远离所述光学转换部的方向，从第一类薄膜开始，第一类薄膜和第二类薄膜交替叠层设置；所述第一类薄膜是由折射率为1.38～2.0的材料制备形成，所述第二类薄膜是由折射率为1.7～2.6的材料制备形成。
其中，位于第n层的第二类薄膜，其折射率至少大于位于第n-1层的第一类薄膜的折射率；其中，n＝2、4、6、8……。
其中，所述多层第一类薄膜中，每一第一类薄膜的材料单独地选自MgF2、SiO2、Al2O3、HfO2、MgO、ZnO和Y2O3中的任意一种；所述多层第二类薄膜中，每一第二类薄膜的材料单独地选自TiO2、Y2O3、HfO2、ZnO、CeO2和ZnSe中的任意一种。
其中，所述第一类薄膜和第二类薄膜的层数总数为20～100层。
其中，所述第一类薄膜和第二类薄膜的层数总数为50～70层。
其中，每一第一类薄膜和每一第二类薄膜的厚度为12.5～125nm。
其中，所述LED芯片为蓝光LED芯片或紫外光LED芯片，所述光学转换部包括玻璃盒体以及封装在玻璃盒体中的荧光粉或磷光粉。
本发明还提供了一种背光模组，其包括如上所述的光源组件，所述背光模组为可以是侧入式背光模组或直下式背光模组。
本发明的另一方面是提供一种液晶显示器，包括液晶面板及背光模组，液晶面板与背光模组相对设置，背光模组提供显示光源给液晶面板，以使液晶面板显示影像，其中，所述背光模组为如上所述的背光模组。
本发明实施例提供的光源组件，由LED芯片产生的单色光通过光学转换部获得白光之后，白光再通过滤光膜片组，缩窄了所产生的白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围，在不改变彩色滤光基板中各个色阻的带通波长范围的情况下，可以提高各个像素的色纯度，从而提高了色域。
附图说明
图1示出了现有技术中彩色滤光基板的穿透图谱；
图2为本发明实施例1提供的光源组件的结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的滤光膜片组的结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的滤光膜片组的穿透图谱；
图5为本发明实施例2提供的侧入式背光模组的结构示意图；
图6为本发明实施例2提供的直下式背光模组的结构示意图；
图7为本发明实施例2提供的液晶显示器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
实施例1
本实施例提供了一种用于背光模组的光源组件，如图2所示，所述光源组件包括基板1以及封装在基板1上的LED芯片2，所述LED芯片2上设置有光学转换部3，所述光学转换部3用于将所述LED芯片2发出的单色光转换为白光。具体地，所述LED芯片2可以为蓝光LED芯片或紫外光LED芯片。所述光学转换部3包括玻璃盒体3a以及封装在玻璃盒体3a中的荧光粉或磷光粉3b。
其中，所述荧光粉或磷光粉3b可以为量子点材料的荧光粉或磷光粉，例如可以是CdS、ZnS、PbS、CdSe、ZnSe、PbSe、CdTe、CdTeSe、InP、AgInS、CuInS、CuInSe中的一种或几种。所述荧光粉或磷光粉也可以是使用传统的荧光粉或磷光粉，例如可以是氮化物、氮氧化物、硅酸盐、硫化物、氟化物材料等。
进一步地，如图2所示，所述光学转换部3上还设置有滤光膜片组4，所述滤光膜片组4用于缩窄由光学转换部3出射白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围。
具体地，如图3所示，所述滤光膜片组4包括多层第一类薄膜4a和多层第二类薄膜4b，按照远离所述光学转换部3的方向，从第一类薄膜4a开始，第一类薄膜4a和第二类薄膜4b交替叠层设置。
其中，所述第一类薄膜4a是由折射率为1.38～2.0的材料制备形成，所述第二类薄膜4b是由折射率为1.7～2.6的材料制备形成。
其中，所述多层第一类薄膜4a中，每一第一类薄膜4a的材料可以单独地选自MgF2、SiO2、Al2O3、HfO2、MgO、ZnO和Y2O3中的任意一种；所述多层第二类薄膜4b中，每一第二类薄膜4b的材料可以单独地选自TiO2、Y2O3、HfO2、ZnO、CeO2和ZnSe中的任意一种。
其中，所述第一类薄膜4a和第二类薄膜4b的层数总数可以设置在20～100层的范围内。
其中，多层第一类薄膜4a中，每一第一类薄膜4a的厚度可以设置为不相等，每一第一类薄膜4a的厚度选择在12.5～125nm的范围内，多层第二类薄膜4b中，每一第二类薄膜4b的厚度可以设置为不相等，每一第二类薄膜4b的厚度选择在12.5～125nm的范围内。
其中，多层第一类薄膜4a和多层第二类薄膜4b可以是通过溅镀工艺依次形成在光学转换部3的玻璃盒体3a上。
如上实施例提供的光源组件，从光学转换部3出射白光通过滤光膜片组4之后，可以缩窄白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围。将该光源组件应用与液晶显示器的背光模组中，在不改变彩色滤光基板中各个色阻的带通波长范围的情况下，可以提高各个像素的色纯度，从而提高了色域。
更为优选的方案中，对于多层第一类薄膜4a和多层第二类薄膜4b，如果将位于第n层的第二类薄膜4b的折射率，设置为大于位于第n-1层的第一类薄膜4a的折射率，其中，n＝2、4、6、8……，例如，将位于第2层的第二类薄膜4b的折射率设置为大于位于第1层的第一类薄膜4a的折射率，将位于第4层的第二类薄膜4b的折射率设置为大于位于第3层的第一类薄膜4a的折射率，将位于第6层的第二类薄膜4b的折射率设置为大于位于第5层的第一类薄膜4a的折射率，以此类推。按照该方式设置滤光膜片组4，则滤光膜片组4对缩窄白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围具有更好的效果。进一步地，如果同时考虑滤光效果和制备成本，则将第一类薄膜4a和第二类薄膜4b的层数总数设置在50～70层的范围内时，获得更高的性价比。
作为具体的例子，当第一类薄膜4a的材料选择使用Y2O3，第二类薄膜4b的材料选择使用TiO2，第一类薄膜4a和第二类薄膜4b的层数总数为60层，制备得到的滤光膜片组4的穿透图谱如图4所示，图中ML表示滤光膜片组4的穿透图谱，BL1表示背光源产生的白光在通过滤光膜片组4之前的光谱，BL2表示背光源产生的白光在通过滤光膜片组4之后的光谱。如图4中，滤光膜片组4对应于蓝光的带通波长范围是420～470nm，对应绿光的带通波长范围是515～560nm，对应红光的带通波长范围是615～680nm，滤光膜片组4主要是过滤掉了480～510nm以及570～610nm波段的光线。由于滤光膜片组4对应于蓝光、绿光和红光的带通波长范围比背光源中应于蓝光、绿光和红光的波长范围窄，因此可以缩窄通过滤光膜片组4的白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围。从图4也可以看出，BL2相比于BL1，其应于蓝光、绿光和红光的波长范围都有缩窄，特别是蓝光的长波段部分、绿光的短波段部分和长波段部分以及红光的段波段部分。
实施例2
本实施例提供了一种侧入式背光模组，如图5所示，该背光模组包括背板10以及依次设置在背板10上的反射片20、导光板30和光学膜片组40，该背光模组还包括光源组件50，光源组件50设置在导光板30的侧面和背板10的侧壁之间。其中，光源组件50采用了如实施例1提供的光源组件。参阅图5并结合图2，LED芯片2发出的光依次经过光学转换部3和滤光膜片组4之后入射到导光板30，然后从导光板30上方的光学膜片组40射出，提供给液晶面板。
本实施例还提供了一种直下式背光模组，如图6所示，该背光模组包括背板60以及设置在背板60上扩散片70和光学膜片组80，该背光模组还包括光源组件90，光源组件90设置在背板60和扩散片70之间，光源组件90还设置有透镜91。其中，光源组件90采用了如实施例1提供的光源组件。参阅图6并结合图2，LED芯片2发出的光依次经过光学转换部3和滤光膜片组4之后从透镜91射出，再依次经过扩散片70和光学膜片组80，从光学膜片组80射出后提供给液晶面板。
本实施例还提供了一种液晶显示装置，如图7所示，该液晶显示装置包括液晶面板100及背光模组200，所述液晶面板100与所述背光模组200相对设置，所述背光模组200提供显示光源给所述液晶面板100，以使所述液晶面板100显示影像。其中，液晶面板100包括相对设置的阵列基板101和滤光基板102，还包括位于阵列基板101和滤光基板102之间的液晶层103。其中，背光模组200采用了本实施例提供的侧入式背光模组或直下式背光模组。
综上所述，本发实施例提供的光源组件以及包含该光源组件的背光模组以及液晶显示器，光源组件中设置有滤光膜片组，由LED芯片产生的单色光通过光学转换部获得白光之后，白光再通过滤光膜片组，滤光膜片组可以缩窄所产生的白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围，在不改变彩色滤光基板中各个色阻的带通波长范围的情况下，可以提高各个像素的色纯度，从而提高了色域
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于背光模组的光源组件，包括基板以及封装在基板上的LED芯片，所述LED芯片上设置有光学转换部，所述光学转换部用于将所述LED芯片发出的单色光转换为白光；其特征在于，所述光学转换部上设置有滤光膜片组，所述滤光膜片组用于缩窄所述白光中红光、绿光和蓝光对应的波长范围。
2.根据权利要求1所述的用于背光模组的光源组件，其特征在于，所述滤光膜片组包括多层第一类薄膜和多层第二类薄膜，按照远离所述光学转换部的方向，从第一类薄膜开始，第一类薄膜和第二类薄膜交替叠层设置；所述第一类薄膜是由折射率为1.38～2.0的材料制备形成，所述第二类薄膜是由折射率为1.7～2.6的材料制备形成。
3.根据权利要求2所述的用于背光模组的光源组件，其特征在于，位于第n层的第二类薄膜，其折射率至少大于位于第n-1层的第一类薄膜的折射率；其中，n＝2、4、6、8……。
4.根据权利要求2所述的用于背光模组的光源组件，其特征在于，所述多层第一类薄膜中，每一第一类薄膜的材料单独地选自MgF2、SiO2、Al2O3、HfO2、MgO、ZnO和Y2O3中的任意一种；所述多层第二类薄膜中，每一第二类薄膜的材料单独地选自TiO2、Y2O3、HfO2、ZnO、CeO2和ZnSe中的任意一种。
5.根据权利要求2-4任一所述的用于背光模组的光源组件，其特征在于，所述第一类薄膜和第二类薄膜的层数总数为20～100层。
6.根据权利要求2-4任一所述的用于背光模组的光源组件，其特征在于，所述第一类薄膜和第二类薄膜的层数总数为50～70层。
7.根据权利要求2-4任一所述的用于背光模组的光源组件，其特征在于，每一第一类薄膜和每一第二类薄膜的厚度为12.5～125nm。
8.根据权利要求1所述的用于背光模组的光源组件，其特征在于，所述LED芯片为蓝光LED芯片或紫外光LED芯片，所述光学转换部包括玻璃盒体以及封装在玻璃盒体中的荧光粉或磷光粉。
9.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的光源组件，所述背光模组为侧入式背光模组或直下式背光模组。
10.一种液晶显示器，包括液晶面板及背光模组，液晶面板与背光模组相对设置，背光模组提供显示光源给液晶面板，以使液晶面板显示影像，其特征在于，所述背光模组为权利要求9所述的背光模组。
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