CN105549262A - 背光单元、背光光源组件及液晶显示设备 - Google Patents

背光单元、背光光源组件及液晶显示设备 Download PDF

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CN105549262A CN201610076450.8A CN201610076450A CN105549262A CN 105549262 A CN105549262 A CN 105549262A CN 201610076450 A CN201610076450 A CN 201610076450A CN 105549262 A CN105549262 A CN 105549262A
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Abstract

本发明提供一种背光单元、背光光源组件及液晶显示设备，该背光单元包括：上基层、下基层、荧光层和滤光层；所述背光单元设置于背光光源的上方；其中，所述下基层位于所述上基层与所述背光光源之间；所述上基层的下表面与所述下基层的上表面之间设置有所述荧光层；所述下基层的下表面设置有所述滤光层。可见，所述荧光层所产生的第三波长光无需经过所述滤光层，因此，所述荧光层所产生的第三波长光的亮度很高，从而提高了背光光源组件的出光效率。

Description

背光单元、背光光源组件及液晶显示设备
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种背光单元、背光光源组件及液晶显示设备。
背景技术
目前市场上最常见的液晶电视的色域范围一般是68％-72％左右，其色域范围不能提供非常完美的色彩效果。随着电子产品的发展，消费者对电视的画质要求越来越高，提高背光光源组件的色域范围成为行业内的发展趋势。
现有技术中，通常采用滤光层将背光光源组件中产生的红色光和绿色光中所掺杂的黄光波段的光线滤除掉，以提高背光光源组件中红色光和绿色光的色纯度，实现高色域。由于滤光层对红色光和绿色光很难做到100％的透过率，因此，可能会造成红色光和绿色光的亮度损失，从而降低了背光光源组件的出光效率。
发明内容
本发明提供一种背光单元、背光光源组件及液晶显示设备，提高了背光光源组件的出光效率。
第一方面，本发明实施例提供一种背光单元，所述背光单元设置于背光光源的上方，所述背光光源周围的预设范围内填充有第一荧光材料；所述背光光源用于产生第一波长光，所述第一荧光材料用于在所述第一波长光的照射下产生第二波长光；所述背光单元，包括：上基层、下基层、荧光层和滤光层；
其中，所述下基层位于所述上基层与所述背光光源之间；所述上基层的下表面与所述下基层的上表面之间设置有所述荧光层；所述下基层的下表面设置有所述滤光层；
所述荧光层用于在所述第一波长光的照射下产生第三波长光；所述滤光层用于透射所述第一波长光和所述第二波长光，且用于吸收或反射所述第三波长光。
第二方面，本发明实施例提供一种背光光源组件，包括：支撑单元、背光光源以及如上述第一方面所述的背光单元；
其中，所述支撑单元上设置有凹槽，所述凹槽的侧面与所述凹槽的底面之间的夹角大于90度；
所述背光单元固定于所述凹槽的顶部，与所述凹槽形成腔体；
所述背光光源固定于所述凹槽的底部。
第三方面，本发明实施例提供一种液晶显示设备，包括：显示面板以及如上述第二方面所述的背光光源组件；其中，所述显示面板设置于所述背光光源组件的上方。
本发明提供的背光单元包括：上基层、下基层、荧光层和滤光层；所述背光单元设置于背光光源的上方；其中，所述下基层位于所述上基层与所述背光光源之间；所述上基层的下表面与所述下基层的上表面之间设置有所述荧光层；所述下基层的下表面设置有所述滤光层；可见，所述荧光层所产生的第三波长光无需经过所述滤光层，因此，所述荧光层所产生的第三波长光的亮度很高，从而提高了背光光源组件的出光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为背光光谱及滤光层透过率曲线；
图2A为本发明背光单元实施例一的结构示意图；
图2B为滤光层的透过率曲线一；
图3为本发明背光单元实施例二的结构示意图；
图4为本发明背光光源组件实施例一的结构示意图；
图5为本发明背光光源组件实施例二的结构示意图；
图6为本发明背光光源组件实施例三的结构示意图；
图7为本发明背光光源组件实施例四的结构示意图；
图8为滤光层的透过率曲线二；
图9为本发明液晶显示设备实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的背光光源组件中，滤光层通常会设置在红色荧光层和绿色荧光层的上方，以通过所述滤光层将所述红色荧光层所产生的红色光和所述绿色荧光层所产生的绿色光中所掺杂的无效波段(如黄光波段)的光线都滤除掉，以提高背光光源组件中红色光和绿色光的色纯度。由于滤光层对红色光和绿色光很难做到100％的透过率，因此，可能会造成红色光和绿色光的亮度损失，从而降低了背光光源组件的出光效率。例如，图1为背光光谱及滤光层透过率曲线，如图1所示，红色荧光层产生的红色光谱的半波宽比较窄，由于滤光层的透过率不是100％，因此，若将红色荧光层设置在滤光层下方必然会造成红色光的亮度损失。
本发明通过将绿色荧光层和红色荧光层分离设置，并将滤光层设置在第一荧光层的下部，以降低所述第一荧光层所产生的光的亮度损失；其中，所述第一荧光层包括：红色荧光层和绿色荧光层二者中在受激发后不会产生无效波段的荧光层。可选地，所述滤光层可以为陷波滤光片(通常也被称作带阻或者带抑制滤光片)，它可以透过绝大多数波长的光，但是将特定波长范围内(阻带)的光衰减到非常低的水平。
下面结合附图通过具体实施例对本发明实施例提供的背光单元、背光光源组件及液晶显示设备进行详细说明。
图2A为本发明背光单元实施例一的结构示意图。如图2A所示，本发明实施例提供的背光单元20包括：上基层201、下基层202、荧光层203和滤光层204；所述背光单元20设置于背光光源(图中未示出)的上方；其中，所述下基层202位于所述上基层201与所述背光光源之间；所述上基层201的下表面与所述下基层202的上表面之间设置有所述荧光层203；所述下基层202的下表面设置有所述滤光层204。可选地，所述上基层201和所述下基层202可以为玻璃材质，或者为其它透过性较好且有一定硬度的光学材料，以便于光可以透过所述上基层201和所述下基层202。可选地，所述背光单元设置于背光光源组件中背光光源的上方，所述背光光源周围的预设范围内填充有第一荧光材料(如绿色荧光材料)；所述背光光源用于产生第一波长光(如蓝色光)，所述第一荧光材料用于在所述第一波长光的照射下产生第二波长光(如绿色光)，可选地，所述第一荧光材料在所述第一波长光的照射下还可能产生第四波长光(如黄色光)；其中，所述滤光层204用于透射所述第一波长光和所述第二波长光(其余波段的光被所述滤光层204吸收或者反射)，如图2B所示(图2B为滤光层的透过率曲线一)，对于560±20nm以下波段的光(包括所述第二波长光)全部透过，对于其它波段的光(如所述第四波长光)被所述滤光层204吸收或者反射，即所述第四波长光不会透射过所述滤光层204，所述滤光层204将所述第四波长光滤除掉了，可选地，所述滤光层204可以为镀膜滤光层；所述荧光层203用于在所述第一波长光的照射下产生第三波长光(如红色光，即所述荧光层203的半波宽很窄，在所述第一波长光的照射下不会产生所述第四波长光)。由于所述产生的第三波长光的发散角度很大，可能会朝下照射，可选地，所述滤光层204还用于吸收所述第三波长光；或者，为了使朝下照射的第三波长光会朝上传输以提高第三波长光的亮度，所述滤光层204用于反射所述第三波长光。可见，本发明实施例的背光单元中所述第一波长光、所述第二波长光和所述第四波长光需要经过所述滤光层204，以将所述第四波长光滤除掉，而所述第三波长光无需经过所述滤光层204，因此，本发明实施例的背光单元中的第三波长光的亮度很高，从而提高了背光光源组件的出光效率。可选地，所述滤光层的允许透过波段可根据所述荧光层203的半波宽和所产生的第三波长光的波长进行调整，本发明实施例中对此并不作限制。
可选地，所述荧光层203可为具有高可靠性的荧光层，例如包括氮化物荧光粉的荧光层或者包括硅酸盐荧光粉的荧光层等，该类荧光层可以耐水氧(即可以接触空气)，如图2A所示，该荧光层203的四周无需密封。可选地，所述荧光层203可包括：用于在所述第一波长光的照射下产生所述第三波长光(如红色光)的第二荧光材料(如红色荧光粉)；可选地，所述第二荧光材料可混在胶体中。或者，可选地，所述荧光层203可包括：用于在所述第一波长光的照射下产生所述第三波长光(如红色光)的量子点；可选地，所述量子点可混在胶体中。当然，所述荧光层203还可以为其它类型的荧光层，本发明实施例对此并不作限定。
本发明实施例提供的背光单元包括：上基层201、下基层202、荧光层203和滤光层204；所述背光单元设置于背光光源的上方；其中，所述下基层202位于所述上基层201与所述背光光源之间；所述上基层201的下表面与所述下基层202的上表面之间设置有所述荧光层203；所述下基层202的下表面设置有所述滤光层204；可见，所述荧光层203所产生的第三波长光无需经过所述滤光层204，因此，所述荧光层203所产生的第三波长光的亮度很高，从而提高了背光光源组件的出光效率。
图3为本发明背光单元实施例二的结构示意图。在上述实施例一的基础上，如图3所示，所述下基层202的上表面设置有用于放置所述荧光层203的凹槽205，为了防止周围空气进入所述凹槽205，所述下基层202的上表面中除所述凹槽205之外的部分与所述上基层201的下表面相贴合以达到密封的效果。
为了防止因胶体受热膨胀使上基层201和下基层202之间出现缝隙，可选地，所述荧光层203与所述上基层201的下表面之间设置有空白区域，可选地，所述空白区域中还可填充有惰性气体(如氮气等)。当然，若所述第二荧光材料或所述量子点不混在胶体中，或者所述胶体受热后膨胀不严重，所述荧光层203可填充满所述凹槽205。
本发明实施例提供的背光单元中，所述下基层202的上表面通过设置有用于放置所述荧光层203的凹槽205，且所述下基层202的上表面中除所述凹槽205之外的部分与所述上基层201的下表面相贴合以达到密封的效果，进一步提高了荧光层的可靠性。
图4为本发明背光光源组件实施例一的结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供的背光光源组件40包括：支撑单元401、背光光源402以及背光单元403；其中，所述支撑单元401上设置有凹槽404；所述背光单元403固定于所述凹槽404的顶部，与所述凹槽404形成腔体；所述背光光源固定于所述凹槽404的底部；为了将背光光源402所发射的光最大可能地全部传输至背光单元403，凹槽404的侧面404a与所述凹槽404的底面404b之间的夹角大于90度，便于将背光光源402所发射的光中照射至凹槽404的侧面404a的光全部反射至背光单元403，其中，支撑单元401中至少凹槽404的侧面404a部分采用具有高反射特性的材质；当然，支撑单元401中全部部分都可采用具有高反射特性的材质；可选地，所述凹槽404的侧面404a为锥面。所述背光光源402周围的预设范围内填充有第一荧光材料(如绿色荧光材料)，所述背光光源用于产生第一波长光(如蓝色光)，所述第一荧光材料用于在所述第一波长光的照射下产生第二波长光(如绿色光)，可选地，所述第一荧光材料在所述第一波长光的照射下还可能产生第四波长光(如黄色光)。其中，背光单元403可采用本发明上述背光单元实施例一及实施例二的结构，如上述实施例所述，背光单元403中的滤光层用于透射所述第一波长光和所述第二波长光(即所述第四波长光不会透射过所述滤光层，所述滤光层将所述第四波长光滤除掉了)，且用于吸收或反射背光单元403中的荧光层在所述第一波长光的照射下产生所产生的第三波长光，以使所述第三波长光朝上传输。可见，本发明实施例的背光光源组件中的所述第一波长光、所述第二波长光和所述第四波长光需要经过所述滤光层，以将所述第四波长光滤除掉，而所述第三波长光无需经过所述滤光层，因此，本发明实施例的背光光源组件中的第三波长光的亮度很高，从而提高了背光光源组件的出光效率。
图5为本发明背光光源组件实施例二的结构示意图。在上述图4所示实施例的基础上，可选地，背光光源402以及背光光源402周围的预设范围内填充的所述第一荧光材料(如绿色荧光材料)形成背光光源单元405，例如封装有绿色荧光粉的LED，其中，所述LED包括：用于发射蓝色光的LED芯片(即背光光源)以及LED内填充的绿色荧光粉(如所述绿色荧光粉在蓝色光的照射下会产生绿色光和少量黄色光)。可选地，所述凹槽404的底面开设有通孔404b1，所述背光光源单元405设置于所述通孔内404b1，且所述支撑单元401和所述背光光源单元405固定于背板406上，可选地，所述背板406中连接背光光源单元405的部分内包含PCB板(用于控制背光光源402的发光状态)。
为了便于固定背光单元403，可选地，所述凹槽404的侧面的顶部四周设置有台阶404a1，所述台阶404a1用于卡设所述背光单元403的端部，可选地，如图5所示，所述台阶404a1的尺寸与背光单元403相匹配，使背光单元403牢牢地固定于所述台阶404a1内；可选地，所述背光单元403与所述台阶404a1相接触的部分还可设置有胶，使固定地更加牢固。
本发明实施例提供的背光光源组件中，通过在支撑单元401的凹槽404的侧面顶部四周设置有用于卡设所述背光单元403的端部的台阶404a1，使背光单元403固定于凹槽404a1内，进一步提高了背光光源组件的可靠性。
图6为本发明背光光源组件实施例三的结构示意图。在上述图5所示实施例的基础上，与图5的区别为：为了便于将背光单元403放置入台阶404a1内，所述台阶404a1的尺寸大于背光单元403的尺寸，同时为了使背光单元403牢牢地固定于所述台阶404a1内，所述背光单元403与所述台阶404相接触的部分，以及所述凹槽中背光单元403的上部及侧部还可设置有胶，使二者固定地更加牢固。
图7为本发明背光光源组件实施例四的结构示意图。在上述图4所示实施例的基础上，可选地，所述第一荧光材料(如绿色荧光材料)掺杂在硅胶中填充于所述腔体(即由背光单元403及所述凹槽404形成的)内；所述第一荧光材料在所述背光光源402(例如LED芯片)发出的第一波长光(如蓝色光)的照射下产生第二波长光(如绿色光)，可选地，所述第一荧光材料在所述第一波长光的照射下还可能产生少量第四波长光(如黄色光)。为了便于固定背光单元403，可选地，所述凹槽404的侧面404a的顶部四周设置有台阶404a1，所述台阶404a1用于卡设所述背光单元403的端部。为了便于将背光单元403放置入台阶404a1内，所述台阶404a1的尺寸大于背光单元403的尺寸，同时为了使背光单元403牢牢地固定于所述台阶404a1内，所述背光单元403与所述台阶404a1相接触的部分还可设置有胶，使二者固定地更加牢固；可选地，所述凹槽中背光单元403的上部及侧部也可设置有胶，以达到固定的目的，从而提高了背光光源组件的可靠性。
可选地，本发明上述实施例中，以红色荧光材料的半波宽很窄(即红色荧光材料在蓝色光的照射下只会产生红色光，不会产生黄色光)，绿色荧光材料在蓝色光的照射下会产生绿色光，以及可能还会产生少量黄色光为例进行的说明，其中，第一荧光材料为绿色荧光材料及第二荧光材料为红色荧光材料(如红色荧光粉或红色量子点)等。当然，也可以绿色荧光材料的半波宽很窄(即绿色荧光材料在蓝色光的照射下只会产生绿色光，不会产生黄色光)，红色荧光材料在蓝色光的照射下会产生红色光，以及可能还会产生少量黄色光为例进行的说明，对应地，第一荧光材料为红色荧光材料及第二荧光材料为绿色荧光材料(如绿色荧光粉或绿色量子点)，所述第一荧光材料用于在所述第一波长光(如蓝色光)的照射下产生第二波长光(如红色光)，可选地，所述第一荧光材料在所述第一波长光的照射下还可能产生少量黄色光，所述荧光层在用于在所述第一波长光的照射下产生第三波长光(如绿色光)；图8为滤光层的透过率曲线二，如图8所示，对于480nm±20nm～610nm±20nm波段的光被滤光层吸收或者反射，对于其它波段的光具有高的透过率，即所述滤光层用于透射蓝色光和红色光，且用于吸收或反射绿色光；具体实施例方式与上述实施例类似，此处不再赘述。
图9为本发明液晶显示设备实施例的结构示意图。如图9所示，本实施例提供的液晶显示设备90，包括：显示面板901以及如本发明上述任一背光光源组件实施例中所述的背光光源组件902；其中，显示面板901设置于背光光源组件902的上方。
可选地，在实际应用中，所述显示面板901可以为薄膜晶体管液晶显示器件(LiquidCrystalDisplay，简称LCD)。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种背光单元，其特征在于，所述背光单元设置于背光光源的上方，所述背光光源周围的预设范围内填充有第一荧光材料；所述背光光源用于产生第一波长光，所述第一荧光材料用于在所述第一波长光的照射下产生第二波长光；所述背光单元，包括：上基层、下基层、荧光层和滤光层；
其中，所述下基层位于所述上基层与所述背光光源之间；所述上基层的下表面与所述下基层的上表面之间设置有所述荧光层；所述下基层的下表面设置有所述滤光层；
所述荧光层用于在所述第一波长光的照射下产生第三波长光；所述滤光层用于透射所述第一波长光和所述第二波长光，且用于吸收或反射所述第三波长光。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述下基层的上表面设置有用于放置所述荧光层的凹槽，所述下基层的上表面中除所述凹槽之外的部分与所述上基层的下表面相贴合。
3.根据权利要求2所述的背光单元，其特征在于，所述荧光层与所述上基层的下表面之间设置有空白区域。
4.根据权利要求3所述的背光单元，其特征在于，所述空白区域中填充有惰性气体。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的背光单元，其特征在于，所述荧光层包括：用于在所述第一波长光的照射下产生所述第三波长光的第二荧光材料；或者，
所述荧光层包括：用于在所述第一波长光的照射下产生所述第三波长光的量子点。
6.一种背光光源组件，其特征在于，包括：支撑单元、背光光源以及如权利要求1-5中任一项所述的背光单元；
其中，所述支撑单元上设置有凹槽，所述凹槽的侧面与所述凹槽的底面之间的夹角大于90度；
所述背光单元固定于所述凹槽的顶部，与所述凹槽形成腔体；
所述背光光源固定于所述凹槽的底部。
7.根据权利要求6所述的背光光源组件，其特征在于，所述背光光源以及所述背光光源周围的预设范围内填充的所述第一荧光材料形成背光光源单元；
所述凹槽的底面开设有通孔，所述背光光源单元设置于所述通孔内，且所述支撑单元和所述背光光源单元固定于背板上。
8.根据权利要求6所述的背光光源组件，其特征在于，所述第一荧光材料掺杂在硅胶中填充于所述腔体内。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的背光光源组件，其特征在于，所述凹槽的侧面的顶部四周设置有台阶，所述台阶用于卡设所述背光单元的端部。
10.根据权利要求9所述的背光光源组件，其特征在于，所述背光单元与所述台阶相接触的部分设置有胶。
11.根据权利要求6-8和10中任一项所述的背光光源组件，其特征在于，所述凹槽的侧面为锥面。
12.一种液晶显示设备，其特征在于，包括：显示面板以及如权利要求6-11中任一项所述的背光光源组件；其中，所述显示面板设置于所述背光光源组件的上方。
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