CN113281938A - 显示器背光及显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种背光组件及显示器，包括:光源部分，所述光源部分包括多个光源构成光源矩阵；波长转换构件，所述波长转换构件设置在所述光源部分上，所述波长转换构件构造为转变从所述光源部分发出的光的波长；其中，所述波长转换构件包括：光学膜片结构，所述光学膜片结构设置在所述光源部分上；荧光转换涂层矩阵，所述荧光转换涂层矩阵设置在所述光学膜片结构上，所述荧光转换涂层矩阵中的每一个对应于所述光源矩阵中的相应光源。本发明利用荧光转换涂层实现了对背光组件中光源矩阵波长的改变，从而使得显示器的出光更为均匀，同时因为避免了现有技术中复杂的荧光转换结构及其制备方法，使得制造成本大为降低。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别地，本发明涉及一种显示器背光组件及应用该背光组件的显示器。
背景技术
显示器，尤其是液晶显示器(LCD)通常具有各种特性，例如，厚度薄、重量轻、驱动电压低、功耗低。因此，显示器获得了广泛的应用。
LCD装置的LCD面板是不产生光的非发射型显示装置。因此，LCD装置包括为LCD面板供应光的背光组件。
光源可以安装在LCD中，对比度可以通过调节穿过包括在每个像素中的液晶的光的强度而实现。包括光源部分的背光组件会影响图像质量，诸如液晶显示器的亮度和均匀性。
现有技术有提出通过量子点来转换光源发射的光的波长，从而提高光源发射的光的色纯度。
降低成本的产业需求和提高出光均匀性的技术需求驱动着显示器及背光技术的发展。
发明内容
本发明拟提出一种新的显示器背光方案，以降低显示器的制造成本及提高显示器的背光的出光性能。具体地，本发明的技术方案如下：
一种背光组件，所述背光组件包括:
光源部分，所述光源部分包括多个光源构成光源矩阵；
波长转换构件，所述波长转换构件设置在所述光源部分上，所述波长转换构件构造为转变从所述光源部分发出的光的波长；
其中，
所述波长转换构件包括：
光学膜片结构，所述光学膜片结构设置在所述光源部分上；
荧光转换涂层矩阵，所述荧光转换涂层矩阵设置在所述光学膜片结构上，所述荧光转换涂层矩阵中的每一个对应于所述光源矩阵中的相应光源。
进一步地，所述荧光转换涂层的材质包括具有530nm到545nm的波长范围内的峰值发射的发绿光的光致发光材料、具有600nm到650nm的波长范围内的峰值发射的发红光的光致发光材料及光散射材料的粒子。
进一步地，所述发绿光的光致发光材料包括硅酸盐绿粉、硫化物绿粉、β-Sialon中的一种或组合，所述发射红光的光致发光材料为KSF。
进一步地，所述光学膜片结构包括平面膜结构或者立体盖帽结构或其组合。
进一步地，所述盖帽结构包括侧壁及设置在所述侧壁上的顶面，所述荧光转换涂层设置在所述顶面上。
进一步地，所述侧壁为反光结构。
进一步地，所述荧光转换涂层的厚度为20-1000微米。
进一步地，所述荧光转换涂层采用涂布、印刷、吹膜、点胶或挤出的方式设置在所述光学膜片结构表面。
进一步地，所述荧光转换涂层矩阵的每一个对应设置在所述光源矩阵的相应光源的中心部分上。
进一步地，所述光源包括光源模组。
本发明还提出一种显示装置，包括本发明所提出的背光组件。
本发明利用荧光转换涂层实现了对背光组件中光源矩阵波长的改变，从而使得显示器的出光更为均匀，同时因为避免了现有技术中复杂的荧光转换结构及其制备方法，使得制造成本大为降低。
附图说明
图1为本发明其中一实施例对应的显示装置的爆炸示意图；
图2是本发明其中一实施例所提出的荧光转换涂层的示意图；
图3是图2中AA’方向的剖面结构示意图。
具体实施方式
通过参照以下对示范实施方式和附图的详细说明，可以更好地理解本发明和实现本发明的方法。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，而不应被解释为限于这里阐述的示范实施方式。相同的附图标记可以始终指代相同的元件。在附图中，为了清楚，层和区域的厚度可以被夸大。
应当理解，当称一元件或层在另一元件或层“上”或“连接到”另一元件或层时，它可以直接在该另一元件或层上或直接连接到该另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。在下文，将参照附图更详细地描述本发明的示范实施方式。
参见图1，本发明提出一种显示装置，参照图1，根据本发明的示范实施方式的显示装置可以包括显示面板200和背光组件。根据本发明的示范实施方式的显示装置可以包括顶机架100和底机架900。
显示面板200可以显示器图像，显示面板200可以是液晶显示(LCD)面板、电泳显示面板、有机发光二极管(OLED)面板、发光二极管(LED)面板、无机电致发光(EL)显示面板、场致发射显示(FED)面板、表面传导电子发射显示(SED)面板、等离子体显示面板(PDP)或阴极射线管(CRT)显示面板。在下文，作为根据本发明示范实施方式的显示装置，并且作为显示面板200，LCD面板作为例子说明。然而，根据本发明的示范实施方式的显示装置和显示面板不限于此，可以使用各种类型的显示装置和显示面板。
显示面板200可以包括显示图像的显示区和不显示图像的非显示区。显示面板200可以包括第一显示基板210、面对第一显示基板210的第二显示基板220、以及插置在第一显示基板210和第二显示基板220之间的液晶层(未示出)。
第一显示基板210和第二显示基板220可以具有长方体形状。例如，图1示出了长方体形状的第一显示基板210和第二显示基板220。然而，第一显示基板210和第二显示基板220的形状不限于此，第一显示基板210和第二显示基板220可以根据显示面板200的形状而被制造成各种形状。
液晶层可以插置在第一显示基板210和第二显示基板220之间。在第一显示基板210和第二显示基板220之间，密封件(未示出)诸如密封剂可以沿着第一显示基板210和第二显示基板220的边缘部分设置以附接和密封第一显示基板210和第二显示基板220。
虽然没有在图1中示出，但是显示面板200可以包括驱动部分和柔性电路板，该驱动部分和柔性电路板可以附接到第一显示基板210或第二显示基板220。驱动部分可以施加驱动信号到显示区上的元件，该驱动信号在显示区上显示图像。柔性电路板可以连接到外部控制器件和电源以施加各种外部信号到驱动部分。
背光组件可以设置在显示面板200的下部上。背光组件可以提供光到显示面板200。根据本发明优选实施方式的背光组件可以包括光源部分500和波长转换构件700。根据本发明示范实施方式的背光组件还可以包括散射板600、光学片400、反射板800和模制框架300。
光源部分500可以交叠显示面板200的表面。根据本发明示范实施方式的背光组件可以是直下式背光组件，光源部分500可以交叠显示面板200的显示区。光源部分500可以发射提供给显示面板200的光。
光源部分500可以包括电路板510和多个光源520。多个光源520构成光源矩阵，其中光源520可以是点光源、也可以是包括多个点光源的光源模组。
电路板510可以插置在散射板600和底机架900之间，可以支撑多个光源520并传输电压和各种信号到多个光源520。电路板510可以具有长方体板形，并可以连接到柔性电路板以从驱动部分接收变暗信号。
多个光源520可以安装在电路板510上。多个光源520可以从外部电源接收电压以产生提供给显示面板200的光。
多个光源520中的光源可以设置在相同的平面上。根据本发明的示范实施方式，多个光源520中的光源可以设置在平行于散射板600的下表面的平面上。多个光源520中的光源可以是发光二极管(LED)，但是不限于此。多个光源520可以包括能够发射光的任何器件。根据本发明的示范实施方式，多个光源520中的光源可以设置成矩阵形式，但是不限于此。多个光源520中的光源的位置可以根据显示面板200的形状来改变。
多个光源520中的每个光源可以发射蓝光。根据本发明的示范实施方式，多个光源520可以是包括氮化镓半导体的蓝光发光二极管，但是不限于此。多个光源520可以包括能够发射蓝光的任何器件。
多个光源520中的每个光源可以包括顶部发射型透镜。例如，从多个光源520发出的光可以在多个光源520的向上方向上发射。例如，根据本发明示范实施方式的背光组件可以是顶视型背光组件。
多个光源520既包括点光源也包括光源模组。光源模组指的是多个点光源组成一个光源模组，光源模组作为光源矩阵的一个单元光源。
波长转换构件700可以设置在光源部分500上。波长转换构件700可以插置在显示面板200和光源部分500之间。波长转换构件700可以改变从光源部分500发出的光的波长。例如，从光源部分500发出的光可以在穿过波长转换构件700时被转变为具有相对长的波长的光，该转变的光可以被提供到显示面板200。例如，该被转变的光的颜色可以是白色。下面更详细地描述波长转换构件700。
在具体实施方式中，还可以包括散射板600，散射板600可以设置在波长转换构件700上。散射板600可以设置在波长转换构件700和显示面板200之间。散射板600可以增加从光源部分500发出的光的亮度均匀性。
光学片400可以设置在散射板600的上部上。光学片400可以设置在显示面板200和散射板600之间。光学片400可以调制从光源部分500发射并穿过散射板600的光的光学特性。多个光学片400可以彼此交叠。多个光学片400可以层叠以彼此补充。例如，光学片400可以包括棱镜片等。
在具体实施方式中，还可以包括反射板800，反射板800可以设置在散射板600的下侧。反射板800可以插置在散射板800和光源部分500之间。反射板800可以将从光源部分500发出并在底机架900的方向上行进的光的路径改变到散射板600的方向。
反射板800可以包括多个插入孔800a。多个插入孔800a可以分别对应于多个光源520。例如，多个光源520可以分别设置在多个插入孔800a中。
模制框架300可以设置在显示面板200和光学片400之间。模制框架300可以附接到底机架900以固定光学片400、光源部分500、散射板600、波长转换构件700和反射板800。模制框架300可以接触显示面板200的边缘部分以支撑并固定显示面板200。
顶机架100可以覆盖显示面板200的边缘，并可以围绕显示面板200的侧表面和背光组件的侧表面。底机架900可以成形为接收背光组件。顶机架100可以设置在底机架900上以围绕显示面板200和背光组件。顶机架100和底机架900可以包括导电材料，例如金属。底机架900可以包括沟槽900a，波长转换构件700设置在沟槽900a中。例如，波长转换构件700可以被插入到形成在底机架900的内侧上的沟槽900a中，并可以被稳定地固定到底机架900。沟槽900a也可以设置在模制框架300上。
参照图2至图3，波长转换构件700可以被包括在根据本发明示范实施方式的背光组件中，波长转换构件700可以包括光学膜片结构710、多个荧光转换涂层720。
光学膜片结构710可以设置在光源部分500上。光学膜片结构710可以与光源部分500间隔开预定距离。光学膜片结构710的下表面可以基本上平行于电路板510的其上设置多个光源520的表面。光学膜片结构710可以覆盖包括在光源部分500中的全部光源520。
光学膜片结构710的材质，根据本发明的示范实施方式，光学膜片结构710可以包括绝缘材料，例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)或其组合。根据本发明的示范实施方式，第一基板710可以是塑料膜，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)。根据本发明的示范实施方式，第一基板710可以包括玻璃。
在光学膜片结构710上包括多个荧光转换涂层720，采用荧光转换涂层的设计比采用三层夹心结构的量子点膜或荧光点膜方案，工艺更加的简单，降低了成本，并能够更好地提高光源部分500发出光的出光均匀性。该荧光转换涂层720例如可以设置在光学膜片结构710的上表面上，也就是在光学膜片结构710的不面对光源部分500的表面上。根据本发明的示范实施方式，多个荧光转换涂层720中的一个荧光转换涂层可以对应于多个光源520中的一个光源，但是不限于此。
其中，光源520可以是点光源，也可以是多个点光源组成的光源模组。
荧光转换涂层720的厚度例如是20-1000微米，多个荧光转换涂层720中的每个荧光转换涂层可以覆盖多个光源520中的对应的光源。根据本发明的示范实施方式，每个荧光转换涂层的中心部分可以交叠相应的光源520，其边缘部分不必交叠相应的光源520。然而，荧光转换涂层720的位置不限于此，多个荧光转换涂层720中的每个可以完全地交叠相应的光源520。
多个荧光转换涂层中的每个荧光转换涂层的平面形状可以是圆形，但是不限于此。多个荧光转换涂层中的每个荧光转换涂层的平面形状可以是椭圆形或多边形。
此外，如图2-3所示，光学膜片结构710也可以是非平面结构，比如由多个具有侧壁7202及设置在侧壁上的顶面7201构成的盖帽结构阵列；每一个盖帽结构对应于光源520；多个荧光转换涂层720涂覆于盖帽结构的顶面7201上，盖帽结构的侧壁7202作为反光结构。
采用盖帽结构至少具有这样的有益效果：(1)采用侧壁发光结构将侧面光导入正面发射，充分提高光的利用率，从而极大地提高了亮度；(2)采用盖帽结构可以减少荧光涂层的面积，降低成本；(3)采用简便的方式解决了可能发生光源部分漏光的问题；(4)解决荧光膜与光源部分的距离被限制的问题。
其中形成盖帽结构阵列的光学膜片结构710可以是一体成型，也可以先制备包括侧壁7202组成的腔体的阵列，该腔体阵列不包括顶面结构，将本发明前面实施例所提出的平面型光学膜片结构710与腔体阵列对准放置，使得光学膜片结构710上的荧光转换涂层720正对腔体并设置在腔体上方。
此外，还可以是制备包括顶面7201的腔体阵列，腔体阵列相互之间是独立的，将腔体整列对准光源阵列进行排布；腔体阵列的每一个侧壁部分7202为反光结构，顶面7201将设置荧光转换涂层720，荧光转换涂层720例如采用点胶的方式制备。
多个荧光转换涂层可以通过丝网印刷、滚筒印刷、吹膜工艺、挤出工艺、点胶工艺等涂布或者印刷形成。
对于本发明所采用的盖帽结构，由于侧壁为反光结构，使得光源所发出的光的方向均向上，有效避免了侧面漏光，提高了光效。
多个荧光转换涂层可以是有机或无机荧光粉，例如铝酸盐类、硅酸盐类、氮化物类、硫化物类、Sialon等或其组合，本领域适用的荧光粉都可以应用于本发明，对此不做限制。
多个荧光转换涂层例如包括510nm-660nm波长范围内的峰值发射的光致发光材料及光散射材料粒子。其中，比如具有530nm到545nm的波长范围内的峰值发射的发绿光的光致发光材料、具有600nm到650nm的波长范围内的峰值发射的发红光的光致发光材料及光散射材料的粒子。发绿光的光致发光材料包括硅酸盐绿粉或硫化物绿粉或β-Sialon，发红光的光致发光材料例如是KSF。
本发明中的光散射材料粒子例如是二氧化硅粒子或者氧化铝粒子，本领域常见的光散射材料粒子都适用于本发明。
除了荧光粉等波长转换材料之外，多个荧光转换涂层720还可以包括分散波长转换材料的分散介质。例如，荧光粉可以分散在诸如有机溶剂或聚合物树脂的分散介质中的状态分散。分散介质可以是不对荧光粉的波长转换性能施加影响、不反射光并且不吸收光的任何透明材料。
有机溶剂可以包括例如氯仿或乙醇，聚合物树脂可以包括例如环氧树脂、硅树脂、聚苯乙烯或丙烯酸酯。
荧光转换涂层720可以包括UV引发剂、热固性添加剂、交联剂、散射体或其组合。如上所述，荧光转换涂层720可以在波长转换材料和添加剂被混合的状态下设置在散光板710上。
在根据本发明的示范实施方式的显示装置的背光组件中，具有以下显著的技术效果：
1、荧光转换层和光源或光源模组一一对应，搭配匹配的散光和反光结构(平面膜或者盖帽形状的结构)可以更好的提供平面光，降低背光模组的光的不均匀性；
2、通过矩阵式荧光涂层的应用，可以大幅减低荧光材料的使用，降低材料成本
3.通过矩阵式荧光涂层的应用，改变了原有将荧光材料加入到各个光源的制造过程，降低了制造难度，提高了光源的颜色一致性。
虽然已经参照其示范实施方式具体示出和描述了本公开，但是本领域普通技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种变化，而没有脱离本发明的精神和范围。
Claims (11)
1.一种背光组件，其特征在于，所述背光组件包括:
光源部分，所述光源部分包括多个光源构成光源矩阵；
波长转换构件，所述波长转换构件设置在所述光源部分上，所述波长转换构件构造为转变从所述光源部分发出的光的波长；
其中，
所述波长转换构件包括：
光学膜片结构，所述光学膜片结构设置在所述光源部分上；
荧光转换涂层矩阵，所述荧光转换涂层矩阵设置在所述光学膜片结构上，所述荧光转换涂层矩阵中的每一个对应于所述光源矩阵中的相应光源。
2.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述荧光转换涂层的材质包括具有530nm到545nm的波长范围内的峰值发射的发绿光的光致发光材料、具有600nm到650nm的波长范围内的峰值发射的发红光的光致发光材料及光散射材料的粒子。
3.如权利要求2所述的背光组件，其特征在于，所述发绿光的光致发光材料包括硅酸盐绿粉、硫化物绿粉、β-Sialon中的一种或组合，所述发射红光的光致发光材料为KSF。
4.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述光学膜片结构包括平面膜结构或者立体盖帽结构或者其组合。
5.如权利要求5所述的背光组件，其特征在于，所述盖帽结构包括侧壁及设置在所述侧壁上的顶面，所述荧光转换涂层设置在所述顶面上。
6.如权利要求6所述的背光组件，其特征在于，所述侧壁为反光结构。
7.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述荧光转换涂层的厚度为20-1000微米。
8.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述荧光转换涂层采用涂布、印刷、吹膜、点胶或挤出的方式设置在所述光学膜片结构表面。
9.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述荧光转换涂层矩阵的每一个对应设置在所述光源矩阵的相应光源的中心部分上。
10.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，所述光源包括光源模组。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的背光组件。
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