CN106094330A - 背光源及其制造方法和用途、显示装置 - Google Patents

背光源及其制造方法和用途、显示装置 Download PDF

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王晨如
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Abstract

本发明公开了一种背光源，包括发射可见光的LED光源、导光板和红外量子点，其中，所述LED光源设置在所述导光板的入光侧，所述红外量子点设置在所述导光板的至少一个面上。所述红外量子点受所述LED光源发出的可见光的一部分激发后发出红外光，所述LED光源发出的可见光的另一部分和所述红外光一起经由所述导光板的出光面均匀射出。本发明还公开了一种具有红外量子点的背光源的制造方法和用途、以及包括这种背光源的显示装置。

Description

背光源及其制造方法和用途、显示装置
技术领域
本发明涉及一种背光源及其制造方法和用途、以及包括这种背光源的显示装置。
背景技术
目前，大多数显示装置都是通过背光源结构照射液晶显示屏来实现图像显示。而且，随着技术的发展，例如红外指纹识别、红外眼球追踪等各种新技术开始逐渐应用于显示装置中，因此，需要设置能够射出红外光的光源。
而在现有的采用红外指纹识别、红外眼球追踪等技术的光源中，主要使用独立的红外LED作为发射器，与红外接收器(图1中所示的CMOS)一起，作为一个独立的红外探测器模块，其工作原理如图1所示。而且此种探测器只可独立进行表面贴装(SMT)。这种结构的集成度不高，而且需要设置单独的红外光源，增加了系统的功耗，此外，还需要进行单独的组装，增加了制造工序。
发明内容
为了提高集成度，并且省去红外光源，降低功耗，同时减少组装工序，作出本发明。
根据本发明的一个方面，提供一种背光源，包括发射可见光的LED光源；导光板，该导光板具有入光面和出光面，所述入光面所在的一侧为导光板的入光侧；红外量子点；其中，所述LED光源设置在所述导光板的入光侧，所述红外量子点设置在所述导光板的至少一个面上。
在一个实施例中，所述红外量子点设置在所述导光板的除入光面和出光面以外的至少一个面上。
在一个实施例中，所述红外量子点设置在所述导光板的入光面和出光面的部分区域上。
在一个实施例中，所述导光板为侧入式导光板，所述LED光源设置在所述导光板的入光侧，所述红外量子点设置在所述导光板的与入光侧相对的一侧上。
在一个实施例中，所述背光源还包括胶框，在所述胶框面向所述导光板的内表面上设置有反射层，用于将从所述导光板射出的可见光和/或红外光反射回所述导光板。
在一个实施例中，所述红外量子点发出的红外光的波长为950nm。
在一个实施例中，所述红外量子点的直径小于所述导光板的厚度。
在一个实施例中，所述红外量子点的表面涂覆有一层量子点保护层。
根据本发明的另一方面，提供一种制造背光源的方法，该方法包括如下步骤：
S1、将发射可见光的LED光源组装在背光源的导光板的入光面上；
S2、将红外量子点均匀混合于光固胶中；
S3、将混合好的液体红外量子点滴至所述导光板的至少一个面上。
在一个实施例中，在所述步骤S3中，将混合好的液体红外量子点滴至所述导光板的除入光面和出光面以外的至少一个面上。
在一个实施例中，在所述步骤S1中，将所述LED光源组装在所述导光板的入光侧，并且在所述步骤S3中，将混合好的液体红外量子点滴至所述导光板的与入光侧相对的一侧上。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：在红外量子点液滴固化后，在红外量子点表面涂覆一层量子点保护层。
在一个实施例中，所述红外量子点的直径小于所述导光板的厚度。
根据本发明的又一方面，还提供一种显示装置，包括根据上述实施例中任一项所述的背光源。
根据本发明的再一方面，还提供一种根据上述实施例中任一项所述的背光源的用途，将上述背光源应用于红外指纹识别和/或红外眼球追踪。
在本发明的技术方案中，直接使用背光源内可见光源对红外量子点进行激发而发出红外光，无需设置单独的红外发射器，能够进一步提高背光源结构的集成度，并且降低系统功耗，同时还减少了组装工序。并且在本发明的背光源中，红外光可以从导光板的整个出光面均匀地射出，有利于红外眼球追踪和红外指纹识别等技术的应用。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1示出了现有的背光源中红外探测器模块的工作原理图；
图2是根据本发明的实施例的背光源结构的示意图；
图3示出了图2的背光源结构的右侧视图，其中为了示出红外量子点，图2中的量子点保护层被移除；
图4是制造根据本发明的实施例的背光源的方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
量子点是准零维纳米材料，且具有类似晶体的规整原子排列。由于量子点有较高的比表面积、适当的带隙宽度，因此它被认为是一种理想的光致发光材料。本发明利用量子点的特性，使用红外量子点将LED光源的发出的一部分可见光转换为红外光，从而无需设置单独的红外光发射器，并且无需设置用于红外发射器的单独的电源，并且其是将原先可能耗散掉的可见光转换为红外光，因此极大地降低了系统功耗，提高了光的利用率。
根据本发明的总体技术构思的一个方面，提供一种背光源，该背光源包括发射可见光的LED光源、导光板和红外量子点，其中，所述LED光源设置在所述导光板的入光面上，所述红外量子点设置在所述导光板的至少一个面上。并且所述红外量子点受所述LED光源发出的可见光的一部分激发后发出红外光，所述LED光源发出的可见光的另一部分和所述红外光一起经由所述导光板的出光面均匀射出。
图2是根据本发明的实施例的背光源结构的示意图，如图2所示，背光源1包括导光板2、棱镜片4、反射片6和作为光源的发光二极管(LED)10。而且，图2中还示意性地示出背光源1包括胶框12，图2中仅示出了胶框的一部分，在胶框的内表面(即面向导光板2的一面)上设置有反射层14，用于将从导光板2射出的可见光和/或红外光反射回导光板2。导光板2具有用于光入射的入光面(如图2的附图标记22所示)和用于光出射的出光面(如图2的附图标记26所示)，LED光源10设置在导光板2的入光面上，发射可见光。在本发明中，为了产生红外光，可以将红外量子点20设置在导光板2的除入光面和出光面以外的至少一个面上。这样，红外量子点20受LED光源10发出的可见光的一部分激发后发出红外光，然后LED光源10发出的可见光的另一部分和所述红外光一起经由导光板2的出光面26射出。本领域技术人员可以理解的是，射出的可见光用于显示装置的图像显示，射出的红外光用于与显示装置中的红外接收器配合用于例如红外眼球追踪和红外指纹识别等红外光应用。
在图2示出的实施例中，LED光源10设置在导光板2的一侧(即图2中所示的左侧22)，即，图2中示出的背光源1为侧入式背光源，LED光源10设置在导光板2的入光侧22。红外量子点20设置在导光板2的与入光侧22相对的一侧24上。这样，LED光源10发出的可见光的一部分不会入射至红外量子点20，这部分可见光仍作为可见光射出；同时，LED光源10发出的可见光的另一部分会入射至红外量子点20，此时红外量子点20受这另一部分可见光激发后发出红外光，然后LED光源10发出的可见光的一部分和所述红外光一起经由导光板2的出光面26射出。
下面，以LED光源10发出的三束可见光L1、L2、L3为例进行说明。如图2所示，LED光源10发出的可见光L1、L2照射至与入光侧22相对的一侧24，而可见光L3直接入射至反射片6上。由于在侧面24上间隔设置有红外量子点20，所以可见光L1未入射至红外量子点20，其经胶框12上的反射层14反射后经导光板射入反射片6；而可见光L2入射至红外量子点20，红外量子点20受可见光L2激发后发出红外光，然后该红外光经胶框12上的反射层14反射后经导光板射入反射片6，最后，通过反射片6的反射，可见光L1、L2、L3分别变为可见光L1’、红外光L2’、可见光L3’从导光板2的出光面26射出。由此可见，本发明中仅将原先可能耗散掉的一部分可见光转换为红外光，并且无需设置单独的红外发射器电源，因此极大地降低了系统功耗。并且，在现有的利用单独的红外发射器的背光源中，红外光仅从红外发射器一点射出，而在本发明的背光源中，红外光可以从整个出光面均匀地射出，有利于红外眼球追踪和红外指纹识别等技术的应用。
应理解的是，虽然图2中示出红外量子点20设置在与LED光源相对的一侧上，但是在其它实施例中，红外量子点20也可以设置在入光面和/或出光面上的至少部分区域上。
优选地，红外量子点20的表面涂覆有一层量子点保护层202，以防止红外量子点20被水、氧侵蚀后失效。
图3示出了图2的背光源结构的右侧视图，其中为了示出红外量子点20，图2中的量子点保护层202被移除。如图3所示，红外量子点20的横截面为圆形。优选地，红外量子点20的直径小于导光板2的厚度T。这样，能够确保红外量子点20不被水、氧侵蚀而失效。虽然在图3中示出了4个红外量子点20，但是可以根据实际应用的需要设置更多或更少数量的量子点。
在图2的实施例中，红外光从导光板2的出光面26射出后，还需要通过液晶面板(图中未示出)而射出，而液晶面板对红外光的透过率约为18％～30％，根据面板的分辨率和尺寸不同而有所差异，而红外光波段中透过率最高的为波长约950nm的红外光，所以，在优选的实施例中，红外量子点20发出波长为约950nm的红外光。
另外，本发明还提供一种制造如上所述的背光源1的方法，如图4所示，该方法可以包括如下步骤：
S1.将发射可见光的LED光源10组装在背光源1的导光板2的入光面上；
S2.将红外量子点20均匀混合于光固胶中；
S3.将混合好的液体红外量子点20滴至导光板2的至少一个面上。
在一个实施例中，在步骤S2中，将混合好的液体红外量子点20滴至导光板2的除入光面和出光面以外的至少一个面上。
在另一个实施例中，在步骤S1中，将LED光源10组装在导光板的入光侧22，并且在步骤S2中，将混合好的液体红外量子点20滴至导光板2的与入光侧22相对的一侧24上。
优选地，所述方法还可以包括如下步骤：
S4.在红外量子点液滴固化后，在红外量子点表面涂覆一层量子点保护层202。
在优选的实施例中，所述红外量子点20的直径小于导光板2的厚度T。
此外，本发明还提供一种显示装置，其包括如上所述的背光源1。
在一个实施例中，显示装置还包括红外接收器。在上述背光源1中，LED光源10发出的可见光的一部分和红外光一起经由导光板2的出光面26射出，并且射出的可见光用于显示装置的图像显示，射出的红外光仅眼球或手指反射后被红外接收器接收，从而实现红外眼球追踪或红外指纹识别。
进一步地，如上所述的背光源1可以被应用于红外指纹识别和/或红外眼球追踪中。
在上述实施例中，以侧入式背光源作为示例描述和图示了本发明，本领域技术人员应理解的是，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，本发明的技术构思可以应用于其它类型和/或结构的背光源中。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (13)

1.一种背光源，包括：
发射可见光的LED光源；
导光板，该导光板具有入光面和出光面，所述入光面所在的一侧为导光板的入光侧；
红外量子点；
其中，所述LED光源设置在所述导光板的入光侧，所述红外量子点设置在所述导光板的至少一个面上。
2.根据权利要求1所述的背光源，其中，所述红外量子点设置在所述导光板的除入光面和出光面以外的至少一个面上。
3.根据权利要求1所述的背光源，其中，所述红外量子点设置在所述导光板的入光面和出光面的部分区域上。
4.根据权利要求1或2所述的背光源，其中，所述导光板为侧入式导光板，所述LED光源设置在所述导光板的入光侧，所述红外量子点设置在所述导光板的与入光侧相对的一侧上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的背光源，其中，所述背光源还包括胶框，在所述胶框面向所述导光板的内表面上设置有反射层，用于将从所述导光板射出的可见光和/或红外光反射回所述导光板。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的背光源，其中，所述红外量子点发出的红外光的波长为950nm。
7.根据权利要求4所述的背光源，其中，所述红外量子点的直径小于所述导光板的厚度。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的背光源，其中，所述红外量子点的表面涂覆有一层量子点保护层。
9.一种制造背光源的方法，该方法包括如下步骤：
S1、将发射可见光的LED光源组装在背光源的导光板的入光侧上；
S2、将红外量子点混合于光固胶中；
S3、将混合好的液体红外量子点滴至所述导光板的至少一个面上。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括如下步骤：
在红外量子点液滴固化后，在红外量子点表面涂覆一层量子点保护层。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述红外量子点的直径小于所述导光板的厚度。
12.一种显示装置，包括根据权利要求1-8中任一项所述的背光源。
13.一种根据权利要求1-8中任一项所述的背光源的用途，将根据权利要求1-8中任一项所述的背光源应用于红外指纹识别和/或红外眼球追踪。
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