CN103471011B - 背光源及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光源及显示装置，以解决现有背光源结构复杂，光利用率低的问题。本发明提供的背光源包括密封盒，所述密封盒的出光侧衬底为透明衬底；荧光层，设置于所述密封盒内、所述透明衬底一侧；控制部件，设置于所述密封盒内；所述控制部件控制所述荧光层发光。本发明提供的背光源无需组装复杂的光学元件，结构简单，并且荧光层产生的光直接作用于显示面板上，避免光的损失，提高了光的利用率。

Description

背光源及显示装置

技术领域

本发明涉及显示器领域，尤其涉及一种背光源及显示装置。

背景技术

随着网络与无线电通信技术的急剧发展，资讯化渐渐普及于个人，因此便携式资讯产品，如笔记本电脑、移动电话、数码相机及个人数据助理等，均快速发展与成长。由于液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD），具有薄型化、轻量化、低耗电量、无辐射污染等优点，LCD产品已广泛应用于现今的显示设备中。随着液晶行业技术的不断进步，LCD设计结构简单，以及薄型化越来越成为市场的主流需求。

LCD一般包括显示面板以及背光源，现有的背光源一般是面光源，面光源产生的光到达显示面板，进行画面显示。现有的面光源一般由点光源或者线光源、导光板以及扩散板组成，点光源或者线光源发出的白光，需要经过导光板、扩散板等复杂的光学元件进行处理后形成面光源，才能到达显示面板，因此现有背光源中导光板、扩散板等复杂的光学元件是不可缺少的，进而使得背光源的结构复杂，并且点光源或者线光源发出的光由于需要经过光学元件形成面光源后才能到达显示面板，在光学元件对光进行处理的过程中不可避免的会造成光的损耗，使得光的利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种背光源及显示装置，以解决现有的背光源结构复杂，光利用率低的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明一方面提供了一种背光源，该背光源包括：

密封盒，所述密封盒的出光侧衬底为透明衬底；

荧光层，设置于所述密封盒内、所述透明衬底一侧；

控制部件，设置于所述密封盒内；

所述控制部件控制所述荧光层发光。

本发明中，控制部件控制设置于密封盒内透明衬底一侧的荧光层发光，形成面光源，无需组装导光板、扩散板等复杂的光学元件，结构简单，更为轻薄，并且荧光层中产生的光，可以直接透过透明衬底射入显示面板，节省了传统光源经过光学元件形成面光源，再到达显示面板的过程，避免了光的损失，提高了光的利用率。

较佳的，在所述密封盒内、所述透明衬底一侧，形成有遮光矩阵；所述遮光矩阵包括若干个呈矩阵排列、并暴露所述透明衬底的网格；所述荧光层分设于各所述网格内，使得只有需要光源的网格内才有荧光层，对不需要光源的遮光区域以及周边区域并未设置荧光层，与传统背光源对所有区域均提供光源相比，节约了不必要的光源输出，提高了光源利用率。

较佳的，所述密封盒内充入有惰性气体；所述控制部件包括由极性相反的第一电极和第二电极组成的电极组，所述第一电极和第二电极通过外部电源输入高频脉冲电流，产生高频电磁场，使所述惰性气体发生电离并产生可以激发荧光层发光的准分子辐射，无需设计复杂的电路，进一步简化背光源内部结构。

进一步的，所述控制部件包括至少两个所述电极组，各所述电极组设置在未设置荧光层衬底一侧，且沿长度方向排布，使得更均匀的控制惰性气体产生电离并发出准分子辐射。

较佳的，本发明实施例中控制部件包括至少两个所述电极组，每一电极组中的第一电极和第二电极分设于遮光矩阵上或未设置荧光层衬底一侧，能够使荧光层附近的惰性气体产生电离并发出准分子辐射。

较佳的，所述第一电极和第二电极上形成有电极保护层，所述电极保护层的材料为抗腐蚀并绝缘的材料，以避免第一电极和第二电极受到惰性气体对第一电极和第二电极造成不良影响。

较佳的，所述控制部件包括极性相反的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极通过外部电源输入高频脉冲电流，产生高频电磁场；

所述第一电极设置在所述透明衬底与所述荧光层之间；

所述第二电极设置在未设置荧光层的衬底一侧；

所述第一电极和第二电极通过外部电源输入高频脉冲电流，所述第二电极产生发射高能电子，使所述荧光层发光。

上述控制部件采用场激发方式控制荧光层发光，控制部件设计简单。

较佳的，所述荧光层包括荧光粉，所述荧光粉为稀土三基色荧光粉，使得显示面板各个像素区域接收到的白光光强一致，能够增加光的均匀性，减少光强不均等现象。

较佳的，密封盒内设置有光反射层，能够将密封盒内的光反射出去，以提高光利用率。

本发明另一方面还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述涉及的背光源，使得显示装置中的背光源无需组装导光板、扩散板等复杂的光学元件，结构简单，更为轻薄，并且荧光层产生的光，可以直接透过透明衬底作用于显示面板上，节省了传统光源经过光学元件形成面光源，再到达显示面板过程，避免了光的损失，提高了光的利用率。

较佳的，所述背光源中设置有包含若干网格的遮光矩阵，所述荧光层分设于各所述网格内，所述网格的大小与显示面板中像素区域大小一致，且所述网络位置与所述像素区域的位置相对应，能够减少周边区域漏光，并且能够节约不必要的光源输出，提高光源的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的背光源结构示意图；

图2为本发明实施例提供的背光源又一结构示意图；

图3A为本发明实施例具有网格的遮光矩阵平面示意图；

图3B为本发明实施例荧光层分设在网格内的平面示意图；

图4A-图4B为本发明实施例提供的背光源再一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的显示装置结构示意图；

图6为本发明实施例提供的显示装置彩色显示示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例一

本发明实施例一提供一种背光源，如图1所示，该背光源包括密封盒1，设置于密封盒内的荧光层2和控制部件3。

具体的，本发明实施例中密封盒1包括两块衬底，分别为第一衬底10和第二衬底11，并且两块衬底中至少有一块衬底为透明衬底作为出光侧，图1中以第一衬底10为出光侧衬底为例，以使盒内产生的光射出到显示面板上。

本发明实施例中优选两块衬底均为透明衬底，以使两块衬底可采用相同的制作材料制作，简化制作工艺，例如本发明实施例中形成密封盒1的两块衬底可以选用玻璃、塑料或石英等透明材料，制备工艺较简单，技术门槛较低。

本发明实施例中荧光层2包含有荧光粉，荧光粉在一定条件下能够产生跃迁，并发出白光。例如采用场激发方式，利用电致发光原理，利用阴极在电场作用下发射高能电子轰击荧光粉，荧光粉收到高能电子轰击后能够产生跃迁并发出白光；也可采用光致发光，即利用高频电流电离惰性气体形成等离子体，等离子体可以发出紫外辐射，即产生紫外光，荧光粉吸收紫外光后会产生跃迁，然后发出白光。

本发明实施例中荧光粉优选稀土三基色荧光粉，使得显示面板各个像素区域接收到的白光光强一致，能够增加光的均匀性，减少光强不均等现象，当然本发明实施例中也可以为其它种类的荧光粉。

本发明实施例中荧光层2设置在密封盒1内透明衬底一侧，以使荧光层2发出的白光能够直接从该透明衬底射出至显示面板。

本发明实施例中控制部件3设置于密封盒1内控制荧光层发光。

本发明实施例提供的背光源，控制部件控制设置于密封盒内透明衬底一侧的荧光层发光，形成面光源，无需组装导光板、扩散板等复杂的光学元件，结构简单，更为轻薄，并且荧光层产生的光，可以直接透过透明衬底入射至显示面板，节省了传统光源经过光学元件形成面光源，再到达显示面板的过程，避免了光的损失，提高了光的利用率。

实施例二

本发明实施例二作为一个较佳的实施例，将结合实际应用对实施例一中涉及的背光源进行详细的说明。

本发明实施例二提供的背光源，如图2所示，包括密封盒1，设置于密封盒内出光侧透明衬底一侧的荧光层2，设置于密封盒内的控制部件3，以及设置于透明衬底一侧的遮光矩阵4。

具体的，本发明实施例中遮光矩阵4中具有呈矩阵排列、并暴露透明衬底的若干个网格，荧光层2设置于网格内，如图3A所示为包括若干个呈矩阵排列的网格50的遮光矩阵4的平面示意图，网格50暴露透明衬底，荧光层2分设于各网格内，当其发出白光时，可透过网格50暴露的透明衬底将光射出，如图3B所示为荧光层2分设于各网格内的平面示意图。

需要说明的是，图2中遮光矩阵4设置在密封盒1内部的透明衬底一侧，并不以此作为限定，也可将遮光矩阵4设置在密封盒1外，当然为了简化制作工艺并节省荧光粉的使用量，可将遮光矩阵4设置在密封盒1内，可先形成划分有若干网格的遮光矩阵，然后在网格内设置荧光粉形成荧光层。

本发明实施例中，密封盒内透明衬底一侧设置遮光矩阵，遮光矩阵中具有暴露透明衬底的网格，荧光层2设置于遮光矩阵的网格内，使得只有需要光源的网格内才有荧光层，对不需要光源的遮光区域以及周边区域并未设置荧光层，与传统背光源对所有区域均提供光源相比，节约了不必要的光源输出，提高了光源利用率。

实施例三

本发明实施例三作为另一较佳实施例，对实施例一和实施例二中涉及的背光源做进一步的详细说明。

本发明实施例三仅就与实施例一或实施例二所涉及的背光源的结构不同之处进行详细说明，其它与实施例一和实施例二相同，在此不再赘述。

本发明实施例在密封盒1内充入惰性气体5，本发明实施例中惰性气体5在控制部件3的作用下能够产生可以激发荧光层发光的准分子辐射，即产生一定波长的电磁波，使得荧光层2中包含的荧光粉能够受到激发、产生跃迁并发出白光。

本发明实施例中充入密封盒1内的惰性气体5，可以是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气的任意一种，本发明实施例不做限定，只要该惰性气体在控制部件3的作用下，可以产生使产激发荧光层发光的准分子辐射即可。

具体的，本发明实施例中控制部件3可以是能够使惰性气体5受激发发生电离并产生设定波长准分子辐射的任何元器件，本发明实施例中优选将控制部件3设置为包括由极性相反的第一电极30和第二电极31组成的电极组，第一电极30和第二电极31通过外部电源输入高频脉冲电流，产生高频电磁场，使密封盒内的惰性气体发生电离并产生可以激发荧光层发光的准分子辐射。

本发明实施例中第一电极30和第二电极31的极性相反，一个为阴极，另一个为阳极，第一电极30和第二电极31通过引线与外部电源连接构成一个电极组，本发明实施例中将若干个电极组作为控制部件3。

进一步优选的，本发明实施例中控制部件3包括的电极组数量可以是设定的数量，该设定的数量需要满足其放电后激发惰性气体5产生的准分子辐射能够使荧光层发光，本发明实施例中优选控制部件3包括至少两个上述涉及的电极组，各电极组也可采用多种排布方式，例如：

第一种方式：将各电极组设置在未设置荧光层衬底一侧，且沿长度方向排布，即各电极组的第一电极30和第二电极31，是在水平方向上排布的，如图4A所示。

第二种方式：将控制部件中包括的每一电极组中的第一电极和第二电极分设于遮光矩阵上或未设置荧光层衬底一侧，如图4B所示。

需要说明的是，图4B中将第一电极30全部设置在遮光矩阵上，第二电极31全部设置在未设置荧光层衬底一侧，只是进行示意性说明，实际应用中，可以在同一侧任意设置第一电极30和/或第二电极31。

采用上述两种电极组的排布方式控制荧光层发光的原理为：外部电源向第一电极30和第二电极31输入高频脉冲电流，高频脉冲电流在第一电极30和第二电极31之间产生高频电磁场，密封盒1内部的惰性气体5在高频脉冲电磁场作用下能够发生电离，并发出一定波长的准分子辐射，例如氙气可以产生172nm的准分子辐射，发出紫外线光，荧光层2中的荧光粉吸收惰性气体5产生的准分子辐射后，能够产生跃迁，从而发出白色可见光。

进一步的，为防止密封盒1内的惰性气体5对第一电极30和第二电极31产生不良影响，本发明实施例中在第一电极30和第二电极31上设置电极保护层6，电极保护层6的材料为抗腐蚀并绝缘的材料，该抗腐蚀并绝缘的材料在准分子辐射照射下不会发生分解或产生其他物质，对第一电极30和第二电极31进行保护，例如本发明实施例可优选氮化硅作为电极保护层的制作材料，当然并不引以为限。

本发明实施例中，将若干个电极组作为控制惰性气体产生准分子辐射的控制部件，无需设计复杂的电路，进一步简化背光源内部结构。

优选的，本发明实施例中也可不对密封盒内充入惰性气体5，直接利用控制部件3控制荧光层2发光，控制部件3包括极性相反的第一电极和第二电极，其中一个作为阴极，另一个作为阳极，第一电极和第二电极通过外部电源输入高频脉冲电流，产生高频电磁场；第一电极设置在透明衬底与荧光层之间；第二电极设置在未设置荧光层的衬底一侧；第一电极和第二电极通过外部电源输入高频脉冲电流，第二电极产生发射高能电子，采用场激发方式使荧光层发光，无需设计复杂的电路，进一步简化背光源内部结构。

进一步优选的，本发明实施例中还可在密封盒内设置光反射层，使得荧光层发射到密封盒内的光被反射回出光侧衬底一侧，提高光利用率。

需要说明的是，本发明实施例涉及的上述背光源结构只是进行示意性说明，任何基于相同思想得到的背光源都在本发明保护范围内，例如采用两块衬底均为透明衬底时，并在两透明衬底上均设置遮光矩阵和荧光层，并且把控制部件的电极组设置在遮光矩阵中，实现双面发光的背光源，也在本发明保护范围内。

实施例四

本发明实施例四提供一种显示装置，如图5所示，该显示装置包括显示面板7，以及实施例一、实施例二和实施例三涉及的背光源。

具体的，显示面板上具有呈矩阵排列的像素区域，本发明实施例中背光源中包含有遮光矩阵，遮光矩阵中包含有呈矩阵排列的网格，该网格的大小与显示面板中各像素区域大小一致，且网格位置与像素区域位置相对应，荧光层2分设于遮光矩阵的网格内，与显示面板中的像素区域一一对应，进行彩色画面显示时，网格内的荧光层2发出白光，并分别直接作用于即红像素区域701、绿像素区域702和蓝像素区域703，经过显示面板的滤光层8转换为红光、绿光和蓝光，如图6所示。

本发明实施例提供的显示装置，荧光层设置于遮光矩阵的网格内，与像素区域一一对应，背光源中发出的光作用于像素区域，并且背光源中的荧光层产生的白光直接作用于显示面板上，避免了光的损失，提高了光的利用率。

进一步的，本发明实施例中背光源中设置的荧光层与显示面板的显示区域的像素一一对应，在不需要光源的非显示区域以及遮光区域并未设置荧光层，不仅能够减少周边区域漏光，并且能够节约不必要的光源输出，提高光源的利用率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种背光源，其特征在于，包括：密封盒，所述密封盒的出光侧衬底为透明衬底；荧光层，设置于所述密封盒内、所述透明衬底一侧；控制部件，设置于所述密封盒内，所述控制部件控制所述荧光层发光；

所述透明衬底一侧，形成有遮光矩阵；所述遮光矩阵包括若干个呈矩阵排列、并暴露所述透明衬底的网格；所述荧光层分设于各所述网格内；

所述控制部件包括极性相反的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极通过外部电源输入高频脉冲电流，产生高频电磁场；所述第一电极设置在所述透明衬底与所述荧光层之间；所述第二电极设置在未设置荧光层的衬底一侧；所述第二电极产生发射高能电子，使所述荧光层发光。

2.如权利要求1所述的背光源，其特征在于，

所述密封盒内设置有光反射层。

3.如权利要求1所述的背光源，其特征在于，

所述荧光层包括荧光粉，所述荧光粉为稀土三基色荧光粉。

4.一种显示装置，包括显示面板，其特征在于，还包括权利要求1-3任一项所述的背光源。

5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述网格的大小与显示面板中像素区域大小一致，且所述网格位置与所述像素区域的位置相对应。