CN105204226A - 背光模组及显示设备 - Google Patents

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蔡佩君
黄建铭
周冠葳
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种背光模组及显示设备。该背光模组包括发光元件、荧光粉及量子点薄膜。该发光元件用于发出具有第一原色的光线。该荧光粉具有第二原色。该量子点薄膜具有发射光谱为第三原色的多个量子点。该发光元件发出的光线激发该荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光。该第一原色为蓝色，该发光元件发出的蓝色光的波峰在460纳米至475纳米之间。该背光模组发出的光线色域较佳且对人眼损害较小。

Description

背光模组及显示设备
技术领域
本发明涉及一种背光模组及显示设备。
背景技术
目前显示设备及背光模组的光源大多采用发光二极管，然，一些发光二极管存在色域不佳的问题，导致显示设备及背光模组发出光线的色域不佳，进而影响显示效果。此外，现有背光模组发出的光线的蓝光存在可能对人眼有所损害的问题，有待解决。
发明内容
为解决现有背光模组色域不佳导致影响显示效果及对人眼有损害的技术问题，本发明提供一种背光模组及显示设备。
一种背光模组，其包括发光元件、荧光粉及量子点薄膜。该发光元件用于发出具有第一原色的光线。该荧光粉具有第二原色。该量子点薄膜具有发射光谱为第三原色的多个量子点。该发光元件发出的光线激发该荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光。该第一原色为蓝色，该发光元件发出的蓝色光的波峰在460纳米至475纳米之间。
一种显示设备，其包括显示面板、发光元件、荧光粉及量子点薄膜。该发光元件用于发出具有第一原色的光线。该荧光粉具有第二原色。该量子点薄膜具有发射光谱为第三原色的多个量子点。该发光元件发出的光线激发该荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光，该白色光被提供至该显示面板以供显示需要。该第一原色为蓝色，该发光元件发出的蓝色光的波峰在460纳米至475纳米之间。
由于本发明的背光模组及显示设备通过发光元件激发荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光，由于量子点具有很好的稳定性、荧光寿命长、且可提高背光模组及显示设备发出的白色光的色域，因此，该背光模组及显示设备发出的光线色域较佳，进而可提高显示设备的显示效果。另外，由于该发光元件发出的蓝色光的波峰在460纳米至475纳米之间，其發出藍色光的低波長藍光較少，採用此種發光元件的背光模组及显示设备可以降低低波長藍光對人眼的損害，達到保護人眼的目的。
附图说明
图1是一种背光模组发出的光线的波长/光强曲线图。
图2是另一种背光模组发出的光线的波长/光强曲线图。
图3及图4是本发明二种较佳实施例的背光模组发出的光线的波长/光强曲线图。
图5是本发明的显示设备的第一实施例的立体分解示意图。
图6是图4所示的显示设备的立体组装示意图。
图7是图4所示的显示设备沿线VI-VI的剖面示意图。
图8是本发明的显示设备的第二实施例的示意图。
图9是本发明的显示设备的第三实施例的示意图。
图10是本发明的显示设备的第四实施例的示意图。
图11是本发明的显示设备的第五实施例的示意图。
图12是本发明的显示设备的第六实施例的示意图。
图13是本发明的显示设备的第七实施例的立体分解示意图。
图14是图13所示的显示设备的立体组装示意图。
图15是图13所示的显示设备沿线XV-XV的剖面示意图。
图16是本发明的显示设备的第八实施例的示意图。
图17是本发明的显示设备的第九实施例的示意图。
主要元件符号说明
显示设备　　100、200、300、400、500、600、700、800、900
显示面板　　110、210、310、510、610、710、810、910
背光模组　　120、220、320、520、620、720
导光板　　　130、230、330、430、530、630
光源　　　　140、740
量子点薄膜　150、250、350、450、550、650、750、850、950
光学膜片　　160、260、280、360、380、390、460、560、580、660、680、690、760、860、880、960、980、990
反射片　　　170、770
入光面　　　131
出光面　　　132
底面　　　　133
封装体　　　142
发光元件　　141、441、741
荧光粉　　　143、443、743
量子点　　　151、451
曲线　　　A、B、C、D
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为提高背光模组及显示设备发出光线的色域，提出第一种背光模组，其包括导光板、设置于该导光板一侧的蓝色发光二极管芯片、及位于该导光板上方且具有红色及绿色两种发光光谱的量子点薄膜，该蓝色发光二极管芯片发出的蓝色光线经由该导光板被提供至该量子点薄膜，蓝色光激发该量子点薄膜产生红色光及绿色光，蓝、红及绿三色光混合从而得到白色光。然而，由于量子点薄膜具有该红色及绿色两种发光光谱，即具有红色及绿色两种尺寸的量子点，进而该量子点薄膜制程较复杂且厚度较厚，不仅导致该背光模组及显示设备的厚度难于降低，而且还降低该背光模组及显示设备的发光亮度。请参阅图1，图1是该第一种背光模组发出的光线的波长/光强曲线图。从图1所示的曲线A可以看出，该第一种背光模组的亮度(特别是波长在600nm至700nm的光线强度)有待提高。
为提高背光模组及显示设备发出光线的色域且降低背光模组的厚度，提出第二种背光模组，其包括蓝色发光二极管芯片、覆盖该蓝色发光二极管芯片的红色荧光粉及绿色荧光粉，该蓝色发光二极管芯片激发红绿荧光粉产生白色光，然而，经研究发现，该种背光模组及显示设备的发光亮度也有待进一步提高。请参阅图2，图2是该第二种背光模组发出的光线的波长/光强曲线。从图2所示的曲线B可以看出，该第一种背光模组的亮度(特别是波长在500nm至600nm的光线强度)有待提高。
为提高背光模组发出的光线的色域及发光亮度及降低背光模组的厚度，提供一种背光模组，其包括发光元件、荧光粉及量子点薄膜。该发光元件用于发出具有第一原色的光线。该荧光粉具有第二原色。该量子点薄膜具有发射光谱为第三原色的多个量子点。该发光元件发出的光线激发该荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光。该背光模组通过发光元件激发荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光，由于量子点具有很好的稳定性、荧光寿命长、且可提高背光模组发出的光线的色域，因此，该背光模组及显示设备发出的光线色域较佳，进而可提高显示设备的显示效果。进一步地，由于该量子点薄膜中的量子点可以采用同一种尺寸的量子点，从而该量子点薄膜的厚度较小，采用该量子点薄膜的该背光模组的整体厚度亦较小，而且厚度较小的量子点薄膜使得光线的透射率提高，进而可提高背光模组的亮度。在一种优选实施例的背光模组中，该第一原色为蓝色，该第二原色为红色，该第三原色为绿色，请参阅图3，图3是该背光模组发出的光线的波长/光强曲线图。从图3所示的曲线C可以看出，该背光模组不仅色域较佳，亮度亦较高。在另一种优选实施例中，该第一原色为蓝色，该第二原色为绿色，该第三原色为红色，请参阅图4，图4是该背光模组发出的光线的波长/光强曲线图。从图4所示的曲线D可以看出，该背光模组不仅色域较佳，亮度亦较高。
为提高显示设备发出的光线的色域及发光亮度及降低背光模组的厚度，提供一种显示设备，其包括显示面板、发光元件、荧光粉及量子点薄膜。该发光元件用于发出具有第一原色的光线。该荧光粉具有第二原色。该量子点薄膜具有发射光谱为第三原色的多个量子点。该发光元件发出的光线激发该荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光，该白色光被提供至该显示面板以供显示需要。由于量子点具有很好的稳定性、荧光寿命长、且可提高显示设备发出的光线色域，进而可提高显示设备的显示效果。进一步地，由于该量子点薄膜中的量子点可以采用同一种尺寸的量子点，从而该量子点薄膜的厚度较小，采用该量子点薄膜的该显示设备的整体厚度亦较小，而且厚度较小的量子点薄膜使得光线的透射率提高，进而可提高显示设备的亮度。
以下结合附图，对本发明背光模组及显示设备的具体结构作详细说明，其中，本案实施方式中的第一原色、第二原色及第三原色均指单色，如红绿蓝，具体地，第一原色、第二原色及第三原色的光线均为单色光。
请参阅图5及图6，图5是本发明显示设备100的第一实施方式的立体分解示意图，图6是该显示设备100的立体组装示意图。该显示设备100包括显示面板110及位于该显示面板110下方的背光模组120。该背光模组120用于为该显示面板110提供至显示所需要的白色平面光。该显示面板110可以为液晶显示面板。该背光模组120包括导光板130、光源140、量子点薄膜150、光学膜片160、及反射片170。
该导光板130包括入光面131、与该入光面131相邻的出光面132及与该出光面132相对的底面133，该光源140设置于该入光面131一侧，该量子点薄膜150位于该出光面132一侧，该反射片170位于该底面133一侧。该光学膜片160位于该量子点薄膜150远离该导光板130的一侧，且夹于该量子点薄膜150与显示面板110之间。
请参阅图7，其是该显示设备100的剖面示意图。本实施方式中，该光源140为发光二极管，其包括封装体142、固定于该封装体142上的发光元件141、设置于该封装体142内部且覆盖该发光元件141的荧光粉143。该发光元件141用于发出具有第一原色的光线，在优选实施例中，该发光元件141为蓝色发光二极管芯片，该第一原色的光线为蓝色光线。该荧光粉143与该发光元件141封装为一体，该荧光粉143可以直接覆盖于该发光元件141上，亦可设置于该封装体142内部，使得该发光元件141发出的光线经由该荧光粉143射出。本实施例中，该荧光粉143具有第二原色，其中，该第二原色可以为红色，即该荧光粉143为红色荧光粉，其材料可以包括：四价锰(Mn4+)衍生物或二价铕(Eu2+)衍生物，如Ca2Si5N8:Eu2+、Sr2Si5N8:Eu2+、或Ca2AlSiN3:Eu2+、CaS:Eu2+、Mg2TiO4:Mn4+、或K2TiF6:Mn4+等其中至少一种。该发光元件141发出的一部分第一原色光线激发该荧光粉143产生第二原色光线，该第二原色光线与另一部分第一原色光线混合，进而该光源140发出第一原色与第二原色混合的混色光线。可以理解，本实施例中，该发光元件141为蓝色发光二极管芯片，该荧光粉143为红色荧光粉，该光源140发出的光线为蓝色与红色的混色光线。
进一步地，优选地，该发光元件141发出的蓝色光的波峰可以在460纳米(nm)至475nm的范围内。由于波峰在460nm-475nm的发光元件141的发出蓝色光的低波长蓝光（如455nm以下的蓝光）较少，采用此种发光元件141可以降低低波长蓝光对人眼的损害，达到保护人眼的目的。
该光源140发出的第一原色与第二原色混合的混色光线通过该入光面射入该导光板130，且自该出光面132射出该导光板130，自该导光板130出光面132射出的混色光线被提供至该量子点薄膜150。该反射片170用于反射自该导光板130底面泄出的光线至该导光板130.
该量子点薄膜150包括多个量子点151，其中该多个量子点151的发射光谱为第三原色，进而该光源140发出的混色光线进一步激发该量子点薄膜从而产生白色光。可以理解，本专利申请中的第一、第二及第三原色各不相同，且均为单一颜色。本实施例中，该第三原色为绿色，即该量子点薄膜150包括多个发射光谱为绿色的量子点151，其中该量子点薄膜150中量子点150被激发而产生的绿光波长在500nm~590nm范围内。并且，优选地，该量子点薄膜150中所有的量子点151的尺寸一致，即，该量子点薄膜150可以仅包含一种尺寸（或者说仅具一种原色的发射光谱）的量子点151。具体地，该量子点151的尺寸范围(即直径范围)可以为2.5纳米(nm)至3nm，材料可以包括硒化镉(CdSe)或氧化锌(ZnO)。其中，自该导光板130出光面132射出的混色光线被提供至该量子点薄膜150，一部分混色光线激发该多个量子点151产生第三原色光线，另一部分混色光线与该第三原色光线混合从而产生白色光自该量子点薄膜150射出，从而该量子点薄膜150可经由该光学膜片向该显示面板110提供平面的白色光。
该光学膜片160可以为扩散片或增亮片，且优选地，该光学膜片160为反射式增亮片(Dual-BrightnessEnhancementFilm,D-BEF)，且可以设置于该显示面板110的下表面。当然，在变更实施例中，也可以不设置该光学膜片，即该量子点薄膜150直接向该显示面板110提供平面的白色光。
可以理解，该背光模组120通过发光元件141激发荧光粉143及该量子点薄膜150以产生白色光，由于量子点151具有很好的稳定性、荧光寿命长、且可提高背光模组120发出的光线的色域，因此，该背光模组120及显示设备100发出的光线色域较佳(本实施方式的背光模组发出的光线的波长/光强曲线可如图3曲线C所示)，进而可提高显示设备100的显示效果。进一步地，由于该量子点薄膜150中所有的量子点151可以采用同一种尺寸的量子点151，从而该量子点薄膜150制程及结构简单且厚度较小，进而采用该量子点薄膜150的该背光模组120的整体厚度亦较小，而厚度较小的量子点薄膜150亦使得光线的透射率提高，使得背光模组120的发出的光线的亮度有所提高(参阅图3曲线C)。另外，由于该发光元件发出的蓝色光的波峰在460nm至475nm之间，其發出藍色光的低波長藍光較少，採用此種發光元件的背光模组及显示设备可以降低低波長藍光對人眼的損害，達到保護人眼的目的。
请参阅图8，图8是本发明的显示设备200的第二实施例的剖面结构示意图。该第二实施例的显示设备200与该第一实施例的显示设备100基本相同，二者的主要区别仅在于：该第二实施例的显示设备200的背光模组220包括两片光学膜片260及280，该两片光学膜片260及280设置于量子点薄膜250远离导光板230的一侧，且夹于显示面板210与该量子点薄膜250之间。其中，每一光学膜片260或280均可以为扩散片或增亮片。优选地，该光学膜片280为D-BEF。该光学膜片260可以为反射式增亮偏光片(brightnessenhancementfilm-reflectivepolarizer,BEF-RP)。
请参阅图9，图9是本发明的显示设备300的第三实施例的剖面结构示意图。该第三实施例的显示设备300与该第一实施例的显示设备100基本相同，二者的主要区别仅在于：该第三实施例的显示设备300的背光模组320包括三片光学膜片360、380及390，该三片光学膜片360、380及390设置于量子点薄膜350远离导光板330的一侧，且夹于显示面板310与该量子点薄膜350之间。其中，每一光学膜片360、380或390可以为扩散片或增亮片。优选地，该光学膜片390为D-BEF。该光学膜片360与380均可以为BEF-RP。
请参阅图10，图10是本发明的显示设备400的第四实施例的剖面示意图。该第四实施例的显示设备400的结构与第一实施例的显示设备100的结构基本相同，二者的区别仅在于：第四实施例的荧光粉443及量子点薄膜450分别与第一实施例的荧光粉143及量子点薄膜150不同。具体地，该第四实施例中，第二原色为绿色，第三原色为红色，即该荧光粉443为绿色荧光粉，该绿色荧光粉的材料可以包括二价铕(Eu2+)衍生物或三价铈(Ce3+)衍生物，如(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+、Lu3Al5O12:Ce3+、SrSi2N2O2:Eu2+、或SrGa2S4等其中至少一种，该量子点薄膜450的多个量子点451的发射光谱为红色，其中：该量子点薄膜中量子点被激发而产生的红光波长在590nm~705nm范围内。可以理解，该量子点薄膜中所有的量子点451的尺寸也一致，但不同于第一实施例中的量子点451的尺寸。具体地，该量子点451的直径范围可以为5nm至7nm，优选为5nm至6nm，材料也包括为硒化镉(CdSe)或氧化锌(ZnO)。
该第四实施例中，发光元件441发出的蓝色光线经由绿色荧光粉443产生蓝色与绿色的混色光线。该蓝色及绿色的混色光线经由导光板430被提供至该量子点薄膜450。一部分蓝色及绿色的混色光线激发该多个量子点451产生红色光线，另一部分蓝色及绿色的混色光线与该红色光线混合从而产生白色光自该量子点薄膜450射出，从而该量子点薄膜450可经由光学膜片460向该显示面板410提供平面的白色光。该光学膜片460可以为扩散片或增亮片，且优选地，该光学膜片460为D-BEF。如图4所示，本实施方式的背光模组发出的光线的色域及亮度亦较佳。
请参阅图11，图11是本发明的显示设备500的第五实施例的剖面结构示意图。该第五实施例的显示设备500与该第四实施例的显示设备400基本相同，二者的主要区别仅在于：该第五实施例的显示设备500的背光模组520包括两片光学膜片560及580，该两片光学膜片560及580设置于量子点薄膜550远离导光板530的一侧，且夹于显示面板510与该量子点薄膜550之间。其中，每一光学膜片560或580可以为扩散片或增亮片。优选地，该光学膜片580为D-BEF。该光学膜片560可以为BEF-RP。
请参阅图12，图12是本发明的显示设备600的第六实施例的剖面结构示意图。该第六实施例的显示设备600与该第四实施例的显示装400置基本相同，二者的主要区别仅在于：该第六实施例的显示设备600的背光模组620包括三片光学膜片660、680及690，该三片光学膜片660、680及690设置于量子点薄膜650远离导光板630的一侧，且夹于显示面板610与该量子点薄膜650之间。其中，每一光学膜片660、680或690可以为扩散片或增亮片。优选地，该光学膜片690为D-BEF。该光学膜片660与680均可以为BEF-RP。
请参阅图13、图14及图15，图13是本发明显示设备700的第七实施例的立体分解示意图，图14是图13所示的显示设备700的立体组装示意图，图15是图4所示的显示设备700沿线XV-XV的剖面示意图。该背光模组720与第一实施方式的背光模组120的主要区别在于：该背光模组720为直下式背光模组。具体地，该背光模组720的光源740设置于反射片770上方，量子点膜750、光学膜片760及显示面板710依次设置于该光源740的上方。该光源740为发光二极管，其包括发光元件741及与该发光元件741封装在一起的荧光粉743。
在一种实施例中，该发光元件741为蓝色发光二极管芯片，该荧光粉743为红色荧光粉，该光源740发出的光线为蓝色与红色之混色光线。该发光元件741发出的蓝色光的波峰优选在460nm至475nm的范围内。由于波峰在460nm-475nm的发光元件741的发出蓝色光的低波长蓝光（如455nm以下的蓝光）较少，采用此种发光元件741可以降低低波长蓝光对人眼的损害，达到保护人眼的目的。该光源740、量子点膜750及光学膜片760可以与该第一实施例的光源140、量子点膜150及光学膜片160的结构材料相同，此处就不再赘述三者的结构与材料。
在本实施例的一种变更实施例中，该发光元件741为蓝色发光二极管芯片，该荧光粉743为绿色荧光粉，该光源740发出的光线为蓝色与绿色之混色光线。该发光元件741发出的蓝色光的波峰优选在460nm至475nm的范围内。由于波峰在460nm-475nm的发光元件741的发出蓝色光的低波长蓝光（如455nm以下的蓝光）较少，采用此种发光元件741可以降低低波长蓝光对人眼的损害，达到保护人眼的目的。该光源740、量子点750膜及光学膜片760可以与该第四实施例的光源440、量子点膜450及光学膜片460的结构材料相同，此处也就不再赘述三者的结构与材料。
请参阅图16，图16是本发明的显示设备800的第八实施例的剖面结构示意图。该第八实施例的显示设备200与该第七实施例或该第七实施例的变更实施例的显示设备700基本相同，二者的主要区别仅在于：该第八实施例的显示设备800的背光模组820包括两片光学膜片860及880，该两片光学膜片860及880设置于量子点薄膜850远离光源840的一侧，且夹于显示面板810与该量子点薄膜850之间。其中，每一光学膜片860或880均可以为扩散片或增亮片。优选地，该光学膜片880为D-BEF。该光学膜片860可以为反射式增亮偏光片brightnessenhancementfilm-reflectivepolarizer(BEF-RP)。
请参阅图17，图17是本发明的显示设备900的第九实施例的剖面结构示意图。该第九实施例的显示设备900与该第七实施例或该第七实施例的变更实施例的显示设备700，二者的主要区别仅在于：该第九实施例的显示设备900的背光模组920包括三片光学膜片960、980及990，该三片光学膜片960、980及990设置于量子点薄膜950远离光源940的一侧，且夹于显示面板910与该量子点薄膜950之间。其中，每一光学膜片960、980或990可以为扩散片或增亮片。优选地，该光学膜片990为D-BEF。该光学膜片960与980均可以为BEF-RP。

Claims (14)

1.一种背光模组，其包括发光元件、荧光粉及量子点薄膜，其特征在于：该发光元件用于发出具有第一原色的光线，该荧光粉具有第二原色，该量子点薄膜具有发射光谱为第三原色的多个量子点；该发光元件发出的光线激发该荧光粉及该量子点薄膜以产生白色光，该第一原色为蓝色，该发光元件发出的蓝色光的波峰在460纳米至475纳米之间。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其中：该发光元件为蓝色发光二极管芯片，该荧光粉为红色荧光粉，该多个量子点为发射光谱为绿色的量子点。
3.根据请求项2所述的背光模组，其中：该量子点薄膜中量子点被激发而产生的绿光波长在500纳米至590纳米的范围内。
4.根据权利要求1所述的背光模组，其中：该发光元件为蓝色发光二极管芯片，该荧光粉为绿色荧光粉，该多个量子点为发射光谱为红色的量子点。
5.根据请求项4所述的背光模组，其中：该量子点薄膜中量子点被激发而产生的红光波长在590纳米至705纳米的范围内。
6.根据权利要求1所述的背光模组，其中：该发光元件与该荧光粉封装为一体，且共同构成该背光模组的光源，该光源发出第一原色与第二原色混合的混色光线。
7.根据权利要求1所述的背光模组，其中：该背光模组还包括导光板，该导光板包括入光面、与该入光面相邻的出光面及与该出光面相对的底面，该发光元件设置于该入光面一侧，该荧光粉位于该发光元件与该入光面之间，该量子点薄膜位于该出光面一侧。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其中：该背光模组还包括反射片及光学膜片，该反射片设置于该底面一侧，该光学膜片设置于该量子点薄膜远离该导光板的一侧。
9.根据权利要求1所述的背光模组，其中：该背光模组还包括反射片及光学膜片，该光源设置于该反射片上方，该量子点薄膜设置于该光源上方，该光学膜片设置于该量子点薄膜远离该光源的一侧。
10.根据权利要求8或9所述的背光模组，其中：该光学膜片的数量为一片、两片或三片，且依序层叠设置，每一光学膜片为扩散片或增亮片。
11.根据权利要求10所述的背光模组，其中：设置于最外侧的光学膜片为反射式增亮片。
12.一种显示设备，其包括显示面板及背光模组，其特征在于：该背光模组采用权利要求1-9任意一项所述的背光模组。
13.根据权利要求12所述的显示设备，该光学膜片的数量为一片、两片或三片，且依序层叠设置，每一光学膜片为扩散片或增亮片。
14.根据权利要求13所述的背光模组，其中：设置于最外侧的光学膜片为反射式增亮片。
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