一種背光模組以及液晶顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種背光模組以及液晶顯示裝置，該背光模組包括光源；光譜選擇元件，設置于光源至背光模組出光面之間的光路中，通過紅、綠、藍光譜，限制或阻擋其余光譜。通過上述方式，本發明能夠增加顯示裝置的色域，提高顯示裝置的色彩飽和度。
【專利說明】
一種背光模組以及液晶顯示裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種背光模組以及液晶顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 目前液晶顯示器件中，普遍采用白光LED(Light-Emitting Diode，發光二極管)作 背光源。而最普遍的白光LED為藍光發光芯片加黃色YAG( Y3A15012，釔鋁石榴石）熒光粉的 LED，采用黃光熒光粉材料的LED搭配液晶屏后，色彩飽和度較低，顯示器顏色不夠鮮艷。
[0003] 參閱圖1，圖1是本發明【背景技術】中RG熒光粉和YAG熒光粉的色飽和對比示意圖，從 圖中可以看出，相比YAG熒光粉的LED而言，由于RG熒光粉的LED背光透過R、G像素的光譜 FWHM(半高寬)更窄，R、G顏色更純正，故可以實現更高色彩飽和度。
[0004] 為了提高色彩飽和度，通常通過把黃色熒光粉更改為RG(紅、綠)熒光粉的方式，但 這種方式需要更換現有液晶顯示裝置的LED，無法再采用現有光源的基礎上直接提升色域。 [0005]目前在高色飽液晶顯示器背光技術方面，色域可以達到最高的是含Cd(鎘)元素的 量子點材料，由于Cd對人體的健康有非常大的影響，且量子點膜片非常昂貴，所以發展一直 無Cd低成本的高色飽技術是液晶顯示器高色飽技術發展的趨勢。
【發明內容】
[0006] 本發明主要解決的技術問題是提供一種背光模組以及液晶顯示裝置，能夠增加顯 示裝置的色域，提高顯示裝置的色彩飽和度。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種背光模組，該背光 模組包括:光源;光譜選擇元件，設置于光源至背光模組出光面之間的光路中，通過紅、綠、 藍光譜，限制或阻擋其余光譜。
[0008] 其中，光譜選擇元件是高低折射率層交替層疊的多層元件。
[0009] 其中，進一步包括將光源發出的光線進行準直或會聚后射至光譜選擇元件的準直 元件。
[0010]其中，準直元件是拋物準直鏡，光源的發光面設置于拋物準直鏡的焦點，光源發光 面寬度a、拋物準直鏡的焦點到端面的距離b、準直拋物鏡的開口寬度h滿足以下條件：
[0012] 其中，進一步包括導光板，光源、準直元件鄰近導光板的側邊設置，且準直元件位 于光源、導光板側邊之間。
[0013] 其中，高折射率層針對波長550nm的折射率為2.0-2.8，低折射率層針對波長550nm 的折射率為1.3-1.8，并且層數大于40。
[0014] 其中，光譜選擇元件對應波長425-470nm、510-560nm、610-730nm的通過率不小于 80%，對應波長480-505nm、570-605nm的通過率低于20%。
[0015] 其中，光源包括藍光LED、及設置于藍光LED發光面的黃光熒光粉或紅綠熒光粉。
[0016] 為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是:提供一種液晶顯示裝置， 該液晶顯示裝置包括顯示面板、背光模組及光譜選擇元件;背光模組包括光源，光譜選擇元 件設置于光源至顯示面板入光面之間的光路中，通過紅、綠、藍光譜，限制或阻擋其余光譜。
[0017] 其中，光譜選擇元件是高低折射率層交替層疊的多層元件。
[0018] 其中，進一步包括將光源發出的光線進行準直或會聚后射至光譜選擇元件的準直 元件。
[0019] 其中，準直元件是拋物準直鏡，光源的發光面設置于拋物準直鏡的焦點，光源發光 面寬度a、拋物準直鏡的焦點到端面的距離b、準直拋物鏡的開口寬度h滿足以下條件：
[0021] 其中，進一步包括導光板，光源、準直元件鄰近導光板的側邊設置，且準直元件位 于光源、導光板側邊之間。
[0022]其中，高折射率層針對波長550nm的折射率為2.0-2.8，低折射率層針對波長550nm 的折射率為1.3-1.8，并且層數大于40。
[0023] 其中，光譜選擇元件對應波長425-470nm、510-560nm、610-730nm的通過率不小于 80%，對應波長480-505nm、570-605nm的通過率低于20%。
[0024] 其中，光源包括藍光LED、及設置于藍光LED發光面的黃光熒光粉或紅綠熒光粉。
[0025] 本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明的背光模組包括光源和光 譜選擇元件;其中，光譜選擇元件設置于光源至背光模組出光面之間的光路中，光譜選擇元 件用于通過紅、綠、藍光譜，限制或阻擋其余光譜。通過上述方式，能夠過濾光源中的不需要 的光譜，而選擇性的通過顯示裝置需要的紅、綠、藍光譜，增加了顯示裝置的色域，提高了顯 示裝置的色彩飽和度。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發明【背景技術】中RG熒光粉和YAG熒光粉的色飽和對比示意圖；
[0027] 圖2是本發明背光模組第一實施方式的結構示意圖；
[0028] 圖3是本發明背光模組第二實施方式的結構示意圖；
[0029] 圖4是本發明背光模組第二實施方式的局部光路示意圖；
[0030] 圖5是本發明背光模組第二實施方式中表1對應的穿透率頻譜圖；
[0031] 圖6是本發明背光模組第二實施方式中表2對應的穿透率頻譜圖；
[0032]圖7是本發明液晶顯示裝置一實施方式的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]參閱圖2,圖2是本發明背光模組第一實施方式的結構示意圖，該背光模組20包括 光源21和光譜選擇元件22;其中，光譜選擇元件22設置于光源21至背光模組20出光面之間 的光路中，光譜選擇元件22用于通過紅、綠、藍光譜，限制或阻擋其余光譜。
[0034]可以理解的，圖2示出了一種背入式背光模組的示意圖，光源21的數量也不僅限制 于一個，可以是陣列分布的多個光源;在其他實施方式中，背光模組20還可以是側入式的背 光模組，即光源21設置于該背光模組20的側面。
[0035] 可選的，光源21包括藍光LED、及設置于藍光LED發光面的黃光熒光粉（YAG熒光 粉)。
[0036] 可選的，光源21包括藍光LED、及設置于藍光LED發光面的紅綠熒光粉(RG熒光粉）。
[0037] 可選的，光譜選擇元件22是高低折射率層交替層疊的多層元件。其中，該元件可以 是光學膜片或者光學薄膜。在一種實施方式中，光譜選擇元件22的層數大于40,其中，高折 射率層針對波長550nm的折射率為2.0-2.8，低折射率層針對波長550nm的折射率為1.3-1.8〇
[0038] 可選的，光譜選擇元22件對應波長425-470nm、510-560nm、610-730nm的通過率不 小于80%，對應波長480-505nm、570-605nm的通過率低于20%。
[0039] 優選的，光譜選擇元22件對應波長425-470nm、510-560nm、610-730nm的通過率不 小于90%，對應波長480-505nm、570-605nm的通過率低于10%。
[0040] 區別于現有技術，本實施方式的背光模組包括光源和光譜選擇元件;其中，光譜選 擇元件設置于光源至背光模組出光面之間的光路中，光譜選擇元件用于通過紅、綠、藍光 譜，限制或阻擋其余光譜。通過上述方式，能夠過濾光源中的不需要的光譜，而選擇性的通 過顯示裝置需要的紅、綠、藍光譜，增加了顯示裝置的色域，提高了顯示裝置的色彩飽和度。
[0041] 參閱圖3,圖3是本發明背光模組第二實施方式的結構示意圖，該背光模組包括光 源31、準直元件32、光譜選擇元件33,其中，準直元件32用于將光源31發出的光線進行準直 或會聚后射至光譜選擇元件33。
[0042] 如圖4所示，圖4是本發明背光模組第二實施方式的局部光路示意圖，準直元件32 是拋物準直鏡，光源31的發光面設置于拋物準直鏡的焦點，即光源31的發光面的中心點與 拋物準直鏡的焦點重合，且光源31的發光面與拋物準直鏡的開口面平行。
[0043]其中，光譜選擇元件33為高低折射率層交替層疊的多層光學薄膜光譜轉換膜(又 叫光色彩轉換膜），例如有機/無機復合色彩轉換膜，由于多層光學薄膜光譜轉換膜在光線 的入射角度較小的情況下具有很好的RGB濾光特性，可以使RGB三色光光譜的FWHM變窄，從 而實現高色飽液晶顯示;而對于大角度入射光，RGB的濾光特性差。
[0044] 因此，為了使入射到多層光學薄膜光譜轉換膜的光達到以較小的入射角α入射，需 要在多層光學薄膜光譜轉換膜前增加一個拋物準直鏡。
[0045] 具體地，光源發光面寬度a、拋物準直鏡的焦點到端面的距離b、準直拋物鏡的開口 寬度h滿足以下條件：
[0047] 這樣，就可以使得光源31產生的光線以一個較小的入射角α射入光譜選擇元件33， 提高顯示裝置的色彩飽和度。
[0048]繼續參閱圖3,可選的，在其他實施方式中，該背光模組還可以包括導光板34、反射 片35以及光學膜片36。
[0049] 其中，光源31、準直元件32鄰近導光板34的側邊設置，且準直元件33位于光源31和 導光板34側邊之間，光譜選擇元件33位于準直元件32和導光板34側邊之間。
[0050] 可選的，在其他實施方式中，光譜選擇元件33還可以設置于導光板34的出光面之 上。
[0051]可選的，在其他實施方式中，光譜選擇元件33還可以設置于液晶面板（圖未示）的 下表面。
[0052]可選的，光譜選擇元件33包括玻璃基板和設置于玻璃基板上的高低折射率層；
[0053] 可選的，光譜選擇元件33可以是直接固定于導光板34側面或準直原件出光面的高 低折射率層。
[0054] 對應參閱下表和圖5、圖6，其中，圖5是本發明背光模組第二實施方式中表1對應的 穿透率頻譜圖，圖6是本發明背光模組第二實施方式中表2對應的穿透率頻譜圖；在圖5和圖 6中，橫坐標表示頻率，縱坐標表示穿透率。
[0055] 表1:
[0059] 從上述的圖表可以看出，通過上述方式，液晶顯示器的彩色飽和度可以提升到 110%以上，可以達到相當于QDs film(量子點薄膜)所能達到的色域，背光光效部分也和 QDs film相當。但本實施方式無需采用含Cd的對人體健康有危害的QDs元件，采用現有的白 光LED即可，具有很好的壽命和信賴性，且成本大大低于QDs film成本。
[0060] 參閱圖7,圖7是本發明液晶顯示裝置一實施方式的結構示意圖，該液晶顯示裝置 包括顯示面板71、背光模組72及光譜選擇元件73;背光模組72包括光源721，光譜選擇元件 73設置于光源721至顯示面板71入光面之間的光路中，通過紅、綠、藍光譜，限制或阻擋其余 光譜。
[0061] 可選的，該光譜選擇元件73是如以上各個實施方式中所述的光譜選擇元件，其具 體實施原理和結構類似，這里不再贅述。
[0062]可以理解的，圖7僅示出了一種背入式背光模組結構，在其他實施方式中，液晶顯 示裝置還可以是側入式的背光模組，具有側入式的背光模組的液晶顯示裝置，可以參考以 上背光模組第二實施方式，這里不再贅述。
[0063]區別于現有技術，本實施方式的液晶顯示裝置包括顯示面板、背光模組及光譜選 擇元件;背光模組包括光源，光譜選擇元件設置于光源至顯示面板入光面之間的光路中，通 過紅、綠、藍光譜，限制或阻擋其余光譜。通過上述方式，能夠過濾光源中的不需要的光譜， 而選擇性的通過顯示裝置需要的紅、綠、藍光譜，增加了顯示裝置的色域，提高了顯示裝置 的色彩飽和度。
[0064]以上所述僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本 發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的 技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1. 一種背光模組，其特征在于，包括： 光源； 光譜選擇元件，設置于所述光源至所述背光模組出光面之間的光路中，通過紅、綠、藍 光譜，限制或阻擋其余光譜。2. 根據權利要求1所述的背光模組，其特征在于， 所述光譜選擇元件是高低折射率層交替層疊的多層元件。3. 根據權利要求2所述的背光模組，其特征在于， 進一步包括將所述光源發出的光線進行準直或會聚后射至所述光譜選擇元件的準直 元件。4. 根據權利要求3所述的背光模組，其特征在于， 所述準直元件是拋物準直鏡，所述光源的發光面設置于所述拋物準直鏡的焦點，所述 光源發光面寬度a、所述拋物準直鏡的焦點到端面的距離b、所述準直拋物鏡的開口寬度h滿 足以下條件：5. 根據權利要求3所述的背光模組，其特征在于， 進一步包括導光板，所述光源、所述準直元件鄰近所述導光板的側邊設置，且所述準直 元件位于所述光源、所述導光板側邊之間。6. 根據權利要求2所述的背光模組，其特征在于， 所述高折射率層針對波長550nm的折射率為2.0-2.8，所述低折射率層針對波長550nm 的折射率為1.3-1.8，并且層數大于40。7. 根據權利要求2所述的背光模組，其特征在于， 所述光譜選擇元件對應波長425-470nm、510-560nm、610-730nm的通過率不小于80%， 對應波長480-505nm、570-605nm的通過率低于20% 〇8. 根據權利要求1至7任一項所述的背光模組，其特征在于， 所述光源包括藍光LED、及設置于所述藍光LED發光面的黃光熒光粉或紅綠熒光粉。9. 一種液晶顯示裝置，其特征在于， 包括顯示面板、背光模組及光譜選擇元件； 所述背光模組包括光源，所述光譜選擇元件設置于所述光源至所述顯示面板入光面之 間的光路中，通過紅、綠、藍光譜，限制或阻擋其余光譜。10. 根據權利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 所述背光模組是如權利要求2至7任一項所述的背光模組。
【文檔編號】G02B5/28GK105867024SQ201610349813
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】樊勇
【申請人】深圳市華星光電技術有限公司