CN108663795A - 增透波长转换头、像素单元、显示器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增透波长转换头、像素单元、显示器及电子设备，其中，该增透波长转换头包括：安装格，其包括底板；波长转换盒，其活动设置于底板上，波长转换盒内依次设置第一波长转换区、第二波长转换区和第三波长转换区，每一个波长转换区顶部设有一个增透组件，每一个增透组件对应一个增透波长范围；每一个增透组件包括基材、单色增透膜和膜系组件，单色增透膜设置于基材下表面，膜系组件设置于基材上表面。本发明通过左移或右移波长转换盒，以致光线正对一个波长转换区，既减少了对发光器件的需求量，从而降低了生产成本，也避免了光线对其他波长转换区的影响，同时，每一个波长转换区的顶部设有一个增透组件，从而提升了纯色显示性能。

Description

增透波长转换头、像素单元、显示器及电子设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种增透波长转换头、像素单元、显示器及电子设备。

背景技术

现有的LED显示器包括多个像素单元，每一个像素单元包括RGB三个荧光粉区和三个LED灯。每一个LED灯对应的一个荧光粉区。因此，每一个LED灯发出光线时，会对相邻的荧光粉区造成干扰，从而造成该像素单元的纯色显示性能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增透波长转换头、像素单元、显示器及电子设备，以解决现有像素单元的纯色显示性能差的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种增透波长转换头，其包括：

安装格，其包括底板；

波长转换盒，其活动设置于底板上，波长转换盒内依次设置第一波长转换区、第二波长转换区和第三波长转换区，每一个波长转换区顶部设有一个增透组件，每一个增透组件对应一个增透波长范围；每一个增透组件包括基材、单色增透膜和膜系组件，单色增透膜设置于基材下表面，膜系组件设置于基材上表面。

作为本发明的进一步改进，膜系组件包括偏光膜和至少一层的晶体膜，偏光膜设置于至少一层的晶体膜上，至少一层的晶体膜设置于基材上，至少一层的晶体膜用于将经偏光膜射入光线的偏振角度旋转45°。

作为本发明的进一步改进，安装格还包括侧板和型腔，型腔贯穿底板和侧板，侧板顶部设有一出气口，底板上或侧板上设有一进气口，型腔连通进气口与出气口，经出气口出来的冷却气体用于冷却波长转换盒。

作为本发明的进一步改进，安装格还设有至少一个弹性器件，弹性器件的一端与波长转换盒一侧壁连接，弹性器件的另一端与侧板连接。

作为本发明的进一步改进，其还包括线圈，线圈设置于侧板上，或设置于邻近侧板处的底板上，或设置于与增透波长转换头匹配的光源系统上，安装格内还设有磁铁，磁铁设置于波长转换盒的侧壁上，线圈用于通正向或反向电流，产生不同方向的磁场作用力至磁铁，以通过磁铁带动波长转换盒向左或向右移动。

作为本发明的进一步改进，第一波长转换区，第二波长转换区和第三波长转换区的底部均设有铝颗粒，铝颗粒离散分布于荧光粉中。

作为本发明的进一步改进，第一波长转换区与第二波长转换区之间设有不透光隔板，第二波长转换区与第三波长转换区之间设有不透光隔板。

作为本发明的进一步改进，底板中部设有一个开口，开口的尺寸与一个波长转换区的尺寸匹配。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种像素单元，其包括上述的增透波长转换头和光源系统，光源系统用于发出光线，且光线照射增透波长转换头的一个波长转换区。

作为本发明的进一步改进，光源系统包括壳体，壳体包括反光杯和固定筒，反光杯与固定筒密封连接，发光器件设置于反光杯内，出光口设置于固定筒的顶端，发光器件用于发出光线，且光线经出光口照射一个波长转换区。

作为本发明的进一步改进，固定筒内设置有导光组件，导光组件的一端正对发光器件，导光组件的另一端伸出出光口。

作为本发明的进一步改进，导光组件包括透镜和光纤，透镜、光纤依次设置于发光器件的出光光路上，光纤的顶端通向出光口。

作为本发明的进一步改进，固定筒内还设有一个限位器，限位器用于固定光纤；

和/或，光纤顶部设有一光纤套，光纤贯穿光纤套。

和/或，固定筒还设有固定结构，固定结构用于固定透镜。

作为本发明的进一步改进，透镜外壁设有凹槽，固定机构包括与凹槽匹配的软带和固定支架，固定支架固定设置于固定筒内，软带嵌入凹槽内，且固定支架固定连接。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种显示器，其特征在于，其包括上述的像素单元。

作为本发明的进一步改进，其包括至少一个风扇，像素单元包括光源系统和增透波长转换头，风扇用于冷却光源系统的发光器件和用于冷却增透波长转换头的波长转换盒。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种电子设备，其包括上述的显示器。

本发明通过左移或右移波长转换盒，以致光源系统的发光器件发出的光线正对一个波长转换区，既减少了对发光器件的需求量，从而降低了生产成本，也避免了发光器件发出的光线对其他波长转换区的影响，从而提升了具有该波长转换头像素单元的纯色显示性能。此外，每一个波长转换区的顶部设有一个增透组件，致使与该波长转换区对应的波长光线透过，从而进一步提升了具有该波长转换头像素单元的纯色显示性能。

附图说明

图1为本发明增透波长转换头第一个实施例的结构示意图；

图2为本发明增透波长转换头中增透组件一个实施例的结构示意图；

图3为本发明增透波长转换头第二个实施例的结构示意图；

图4为本发明增透波长转换头第三个实施例的结构示意图；

图5为本发明增透波长转换头第四个实施例的结构示意图；

图6为本发明增透波长转换头第五个实施例的结构示意图；

图7为本发明增透波长转换头第六个实施例的结构示意图；

图8为本发明增透波长转换头第七个实施例的结构示意图；

图9为本发明像素单元第一个实施例的结构示意图；

图10为本发明像素单元第二个实施例的结构示意图；

图11为本发明像素单元第三个实施例的结构示意图；

图12为本发明像素单元中透镜一个实施例的结构示意图；

图13为本发明显示器一个实施例的框架结构示意图；

图14为本发明电子设备一个实施例的框架结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

图1展示了本发明增透波长转换头的一个实施例。在本实施例中，如图1所示，该增透波长转换头1包括安装格10和波长转换盒11。

其中，该安装格10包括底板100。波长转换盒11活动设置于底板100上，波长转换盒11内依次设置第一波长转换区110、第二波长转换区111和第三波长转换区112，每一个波长转换区顶部设有一个增透组件20，每一个增透组件20对应一个增透波长范围。

需要说明的是，为了更加详细说明本发明的技术方案，第一波长转换区110可以为B(Blue)色荧光粉区，第一波长转换区110顶部设置的增透组件用于供蓝色光线透过，不供其他颜色光线通过。第二波长转换区111可以为G(Green)色荧光粉区，第二波长转换区111顶部设置的增透组件用于供绿色光线透过，不供其他颜色光线通过。第三波长转换区112可以为R(Red)色荧光粉区，第三波长转换区112顶部设置的增透组件用于供红色光线透过，不供其他颜色光线通过。

本实施例通过左移或右移波长转换盒，以致光源系统的发光器件发出的光线正对一个波长转换区，既减少了对发光器件的需求量，从而降低了生产成本，也避免了发光器件发出的光线对其他波长转换区的影响，从而提升了具有该波长转换头像素单元的纯色显示性能。此外，每一个波长转换区的顶部设有一个增透组件，致使与该波长转换区对应的波长光线透过，从而进一步提升了具有该波长转换头像素单元的纯色显示性能。

为了提升该增透波长转换头的纯色显示性能，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图2，每一个增透组件20包括基材200、单色增透膜201和膜系组件202，单色增透膜201设置于基材200下表面，膜系组件202设置于基材200上表面。

具体地，膜系组件包括偏光膜和至少一层的晶体膜，偏光膜设置于至少一层的晶体膜上，至少一层的晶体膜设置于基材上，至少一层的晶体膜用于将经偏光膜射入光线的偏振角度旋转45°。

在本申请实施例中，该晶体膜采用铟镓氮-氮化镓-铝镓氮量子阱或超晶格结构构建偏振旋转膜。

在本申请实施例中，该膜系组件202可以减少可见光反射回去，同时，该单色增透膜201可以减少非与该波长转换区对应的波长光线透过，因此，可以保证每一个像素单元在没有激发时，在外界看来是纯黑的，增加了显色对比度，从而进一步提升了纯色显示性能。

为了提升该增透波长转换头中波长转换盒的荧光粉稳定性能，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图3，该安装格10还包括侧板120和型腔121，型腔121贯穿底板100和侧板120，侧板120顶部设有一出气口122，底板100上或侧板120上设有一进气口(图中未示出)，型腔121连通进气口与出气口122，经出气口122出来的冷却气体用于冷却波长转换盒11。

需要说明的是，一个显示器包括一个安装架，该安装架包括多个安装格。其中一个安装格的进气口与气体发生器的出气管连通，余下的安装格通过相邻安装格的型腔连通，以实现整个安装架中流通冷却气体。

在本申请实施例中，每一个安装架的进气口可以设置于底板上，也可以设置于侧板上。作为一个举例，进气口设置于底板与侧板的连接处，因此，冷却气体既可以快速通向底板，加大了底板与波长转换盒底部的温度差值，从而提升了热传导速率，也可以快速通向侧板的出气口，以致冷却气体经该出气口快速通向波长转换盒，从而提升了波长转换盒的降温速率。

优选地，安装格10包括两个侧板120，每一个侧板120的顶部设置两个出气口122。

本实施例通过底板或侧板底部设置进气口，侧板顶部设置出气口，既带走传导至底板处热量，也通过出口处的冷却气体冷却波长转换盒，从而降低了波长转换盒以及荧光粉的温度，进而既提升了荧光粉的稳定性能，也提升了增透波长转换头的使用寿命。

为了进一步提升荧光粉的稳定性能以及荧光头的散热效果，在上述实施例的基础上，其他实施例中，第一波长转换区110，第二波长转换区111和第三波长转换区112的底部均设有铝颗粒，铝颗粒离散分布于荧光粉中。优选地，铝颗粒含量占波长转换区底部荧光粉的20％，其中，波长转换区底部1-2cm为底部荧光粉。

本实施例通过在每一个波长转换区的底部设置铝颗粒，由于铝颗粒具有反射功能，以及导热功能的特性，所以，可以提升热量传导至底板的速率，进而进一步提升了散热效果，以及荧光粉的稳定性能。

为了进一步提升荧光粉的稳定性能以及荧光头的散热效果，波长转换盒11的盒底为采用导热系数高于预设阈值的材料制备形成的板状结构。

优选地，波长转换盒11的盒底可以为透明ALN陶瓷底板，同时，波长转换盒11的盒底具有透光性能，便于光线经盒底投射至波长转换区。

本实施例通过设置导热系数高的盒底，可以提升热量传导至底板的速率，进而进一步提升了散热效果，以及荧光粉的稳定性能。

为了降低光损，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图4，底板100中部设有一个开口130，开口130的尺寸与一个波长转换区的尺寸匹配。

本实施例通过设置一与波长转换区尺寸匹配的开口，因此，发光器件发出的光线穿过开口，直接照射至一个波长转换区的荧光粉，从而避免了底板损耗光线，进而降低了光损，提升了光线利用率。

为了提升像素单元的纯色显色性能，因此，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图5，第一波长转换区110与第二波长转换区111之间设有不透光隔板140，第二波长转换区111与第三波长转换区112之间设有不透光隔板140。

需要说明的是，本实施例中的不透光隔板140为不透光材料制备的板状结构。

本发明通过不同的波长转换区之间设置不透光隔板，进一步避免了发光器件发出的光线对其他波长转换区的影响，从而进一步提升了该像素单元的纯色显色性能。

为了提升像素单元的自动复位性能，因此，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图6，安装格10还设有至少一个弹性器件150，弹性器件150的一端与波长转换盒11一侧壁连接，弹性器件150的另一端与侧板120连接。

需要说明的是，本实施例中的弹性器件150可以包括弹簧，优选地，该弹簧为扭簧，此外，本实施例中的弹性器件150还可以包括弹性绳。

本实施例通过设置弹性器件，致使波长转换盒向左或向右移动后复位时，通过弹性器件控制波长转换盒，避免波长转换盒复位时来回移动，进而提升了该荧光头的自动复位稳定性能。

为了精简向左或向右移动波长转换盒的移动机构，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图7，该增透波长转换头还包括线圈160，线圈160设置于侧板120上，安装格10内还设有磁铁161，磁铁161设置于波长转换盒11的侧壁上，线圈160用于通正向或反向电流，产生不同方向的磁场作用力至磁铁161，以通过磁铁161带动波长转换盒11向左或向右移动。

其他实施例中，参见图8，线圈160设置于邻近侧板120处的底板100上，安装格10内还设有磁铁161，磁铁161设置于波长转换盒11的侧壁上，线圈160用于通正向或反向电流，产生不同方向的磁场作用力至磁铁161，以通过磁铁161带动波长转换盒11向左或向右移动。

在其他实施例中，线圈160设置于与增透波长转换头1匹配的光源系统上，安装格10内还设有磁铁161，磁铁161设置于波长转换盒11的侧壁上，线圈160用于通正向或反向电流，产生不同方向的磁场作用力至磁铁161，以通过磁铁161带动波长转换盒11向左或向右移动。

本实施例通过线圈与磁铁的配合，实现波长转换盒向左或向右移动，结构精简，既降低了生产成本，也降低了设计成本。

图9展示了本发明像素单元的一个实施例。在本实施例中，该像素单元200包括上述实施例描述的增透波长转换头1和光源系统2，光源系统2用于发出光线，且光线照射增透波长转换头1的第一波长转换区110、第二波长转换区111或第三波长转换区112。

需要说明的是，为了更加详细说明本发明的技术方案，第一波长转换区110可以为B(Blue)色荧光粉区，第一波长转换区110顶部设置的增透组件用于供蓝色光线透过，不供其他颜色光线通过。第二波长转换区111可以为G(Green)色荧光粉区，第二波长转换区111顶部设置的增透组件用于供绿色光线透过，不供其他颜色光线通过。第三波长转换区112可以为R(Red)色荧光粉区，第三波长转换区112顶部设置的增透组件用于供红色光线透过，不供其他颜色光线通过。

参见图10，光源系统2包括壳体20，壳体20的底部设有一发光器件21，壳体20的顶部设有出光口，发光器件21用于发出光线，且光线经出光口射向一个波长转换区。

在本申请实施例中，线圈160设置于壳体20顶部。

具体地，线圈160不通电时，发光器件21发出的光线，经出光口射向第二波长转换区111。线圈160用于通正向或反向电流，产生不同方向的磁场作用力至磁铁161，以通过磁铁161带动温控波长转换头1向左或向右移动。具体地，线圈160通正向电流时，产出第一磁场，以致磁铁161受到向左的磁场作用力，从而推动波长转换盒11向左移动，进而发光器件21发出的光线，经出光口射向第三波长转换区112。同理，线圈160通反向电流时，产出第二磁场，以致磁铁161受到向右的磁场作用力，从而推动波长转换盒11向右移动，进而发光器件21发出的光线，经出光口射向第一波长转换区110。

本实施例的像素单元只需要一个发光器件，减少了发光器件的需求量，从而降低了像素单元的生产成本。此外，发光器件发出的光线刚好对应一个波长转换区，不会对其他波长转换区造成影响，从而提升了该像素单元的纯色显色性能。

为了提升发光器件的光线利用率，因此，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图10，壳体20包括反光杯210和固定筒211，反光杯210与固定筒211密封连接，发光器件21设置于反光杯210内，出光口设置于固定筒211的顶端，发光器件21用于发出光线，且光线经出光口照射一个波长转换区。

需要说明的是，本实施例中的反光杯210与固定筒211可以采用螺纹连接，也可以焊接。进一步地，本实施例的发光器件21可以LED灯，优选地，发光器件21为紫外LED灯。

本实施例通过将发光器件设置于反光杯中，致使发光器件发出的光线大部分经出光口射向该波长转换盒，从而提升了光线有效利用率。

为了避免发光器件发出的光线外泄，以及降低对其他波长转换区的影响，因此，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图11，固定筒211内设置有导光组件220，导光组件220的一端正对发光器件21，导光组件的另一端正对一个波长转换区。

需要说明的是，本实施例中的导光组件220可以为一光纤，也可以是一个多级聚光器。

优选地，导光组件220包括透镜2201和光纤2202，透镜2201、光纤2202依次设置于发光器件21的出光光路上，光纤2202的顶端通向出光口。

具体地，透镜2201设置于发光器件21的出光方向上，光纤2202设置于透镜2201的上方，且伸出出光口。

本实施例通过透镜致使发光器件发出的光线大部分进入光纤，从而进一步提升了光线利用率。进一步通过光纤，致使光线一致进入某一个波长转换区，进一步避免了光线对其他波长转换区的影响，从而进一步提升像素单元的纯色显色性能。

光源系统发出的光线需要正对一个波长转换区，因此，需要避免光纤在使用过程出现晃动以及降低安装过程中光纤的安装难度。在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图11，光纤2202顶部设有一光纤套230，光纤2202贯穿光纤套230。

本发明通过在出光口处设置光纤套，只要在光纤套中插入光纤，即可实现光纤的安装，也能保证经光纤发出的光线刚好落入某一个波长转换区，从而既降低了光纤的安装难度，也提升了经光纤射出的光线的对准率。

为了进一步避免光纤在使用过程中出现晃动，在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图11，固定筒211内还设有一个限位器240，限位器240用于固定光纤2202。

优选地，本实施例的固定筒211内设置两个限位器240。

本实施例通过设置限位器，从而避免了光纤跑偏，从而提升了光纤的稳定性能。

透镜若在像素单元的使用过程中，出现晃动，则会影响像素单元的显色性能，因此，在上述实施例的基础上，其他实施例中，固定筒211还设有固定结构，固定结构用于固定透镜2201。本实施例中的固定结构可以是一个支架，支架的一端设置该透镜2201，支架的另一端与固定筒211固定连接。

优选地，参见图12，透镜2201外壁设有凹槽22011，固定机构包括与凹槽22011匹配的软带和固定支架，固定支架固定设置于固定筒211内，软带嵌入凹槽22011内，且固定支架固定连接。

本实施例通过在透镜的外壁设置凹槽，以致通过软带可实现透镜的良好固定，从而简化了透镜的固定结构，降低了像素组件的生产工艺难度，以及生产成本。

参见图13，本申请实施例还提供了一种显示器300，该显示器300包括多个上述实施例描述的像素单元200。需要说明的是，本实施例中的像素单元200与上述实施例描述的像素单元相似，因此，在此不再赘述。

为了进一步提升显示器的散热效果，参见图13，该显示器还包括至少一个风扇250，像素单元200包括光源系统和增透波长转换头，风扇250用于冷却光源系统的发光器件和用于冷却增透波长转换头的波长转换盒。

本实施例通过设置一风扇，加快了冷却气体的流通，既致使波长转换盒以及荧光粉处的温度与底板处的温度的差值变大，提升了波长转换盒以及荧光粉处热量传导至底板的速率，进而进一步提升了散热效果，以及荧光粉的稳定性能，也带走了发光器件产生的热量，避免了发光器件在高温下工作，从而进一步提升了发光器件的使用寿命。

图14展示了本发明电子设备的一个实施例。在本实施例中，该电子设备400包括显示器300和驱动电路301，驱动电路301用于驱动显示器300进行图像显示。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种增透波长转换头，其特征在于，其包括：

安装格，其包括底板；

波长转换盒，其活动设置于所述底板上，所述波长转换盒内依次设置第一波长转换区、第二波长转换区和第三波长转换区，每一个波长转换区顶部设有一个增透组件，每一个增透组件对应一个增透波长范围；每一个增透组件包括基材、单色增透膜和膜系组件，所述单色增透膜设置于所述基材下表面，所述膜系组件设置于所述基材上表面。

2.根据权利要求1所述的增透波长转换头，其特征在于，所述膜系组件包括偏光膜和至少一层的晶体膜，所述偏光膜设置于所述至少一层的晶体膜上，所述至少一层的晶体膜设置于所述基材上，所述至少一层的晶体膜用于将经所述偏光膜射入光线的偏振角度旋转45°。

3.根据权利要求1所述的增透波长转换头，其特征在于，所述安装格还包括侧板和型腔，所述型腔贯穿所述底板和所述侧板，所述侧板顶部设有一出气口，所述底板上或所述侧板上设有一进气口，所述型腔连通所述进气口与所述出气口，经所述出气口出来的冷却气体用于冷却所述波长转换盒。

4.根据权利要求3所述的增透波长转换头，其特征在于，所述安装格还设有至少一个弹性器件，所述弹性器件的一端与所述波长转换盒一侧壁连接，所述弹性器件的另一端与所述侧板连接。

5.根据权利要求3所述的增透波长转换头，其特征在于，其还包括线圈，所述线圈设置于所述侧板上，或设置于邻近所述侧板处的底板上，或设置于与所述增透波长转换头匹配的光源系统上，所述安装格内还设有磁铁，所述磁铁设置于所述波长转换盒的侧壁上，所述线圈用于通正向或反向电流，产生不同方向的磁场作用力至所述磁铁，以通过所述磁铁带动所述波长转换盒向左或向右移动。

6.根据权利要求1所述的增透波长转换头，其特征在于，所述第一波长转换区，所述第二波长转换区和所述第三波长转换区的底部均设有铝颗粒，所述铝颗粒离散分布于荧光粉中；

和/或，所述第一波长转换区与所述第二波长转换区之间设有不透光隔板，所述第二波长转换区与所述第三波长转换区之间设有所述不透光隔板。

7.一种像素单元，其特征在于，其包括权利要求1-6之一所述的增透波长转换头和光源系统，所述光源系统用于发出光线，且所述光线照射所述增透波长转换头的一个波长转换区。

8.根据权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述光源系统包括壳体，所述壳体包括反光杯和固定筒，所述反光杯与所述固定筒密封连接，所述发光器件设置于所述反光杯内，出光口设置于所述固定筒的顶端，所述发光器件用于发出光线，且所述光线经所述出光口照射一个波长转换区。

9.根据权利要求8所述的像素单元，其特征在于，所述固定筒内设置有导光组件，所述导光组件的一端正对所述发光器件，所述导光组件的另一端伸出所述出光口；所述导光组件包括透镜和光纤，所述透镜、所述光纤依次设置于所述发光器件的出光光路上，所述光纤的顶端通向所述出光口。

10.根据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述固定筒内还设有一个限位器，所述限位器用于固定所述光纤；

和/或，所述光纤顶部设有一光纤套，所述光纤贯穿所述光纤套。

和/或，所述固定筒还设有固定结构，所述固定结构用于固定所述透镜，所述透镜外壁设有凹槽，所述固定机构包括与所述凹槽匹配的软带和固定支架，所述固定支架固定设置于所述固定筒内，所述软带嵌入所述凹槽内，且所述固定支架固定连接。

11.一种显示器，其特征在于，其包括权利要求7-10之一所述的像素单元。

12.根据权利要求11所述的显示器，其特征在于，其包括至少一个风扇，所述像素单元包括光源系统和增透波长转换头，所述风扇用于冷却所述光源系统的发光器件和用于冷却所述增透波长转换头的波长转换盒。

13.一种电子设备，其特征在于，其包括权利要求12所述的显示器。