CN107728376A - 背光模组及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种背光模组及显示装置，其中，该背光模组包括激发光源和包覆于所述激发光源上的量子点透镜，所述激发光源包括发出第一颜色光的第一发光芯片和发出第二颜色光的第二发光芯片，所述量子点透镜内分散设有若干量子点，所述量子点用于在所述第一颜色光和所述第二颜色光的激发下发出第三颜色光，所述第一颜色光、所述第二颜色光和所述第三颜色光混合形成白光。本发明提供的背光模组色域广，量子点激发效率高。

Description

背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及电子显示技术领域，具体涉及一种背光模组和应用该背光模组的显示装置。
背景技术
色域是指一个技术***能够产生的颜色的总和。在现有技术中，为了实现高色域背光，一般采用蓝色芯片激发红色和绿色量子点材料。现有量产的量子点电视背光模组中，一般采用将量子点封于玻璃管制成量子管或封装于膜片内制成量子膜，量子管需要将管内抽真空以防止量子点氧化，制备过程复杂；量子膜通常覆盖于光学膜片上，离光源较远，量子点激发效率低，从而影响可实现的色域。
因此，有必要提供一种新型的背光模组和显示装置，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种背光模组及显示装置，旨在解决现有背光模组色域不高和激发效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的显示模组包括激发光源和包覆于所述激发光源上的量子点透镜，所述激发光源包括发出第一颜色光的第一发光芯片和发出第二颜色光的第二发光芯片，所述量子点透镜内分散设有若干量子点，所述量子点用于在所述第一颜色光和所述第二颜色光的激发下发出第三颜色光，所述第一颜色光、所述第二颜色光和所述第三颜色光混合形成白光。
优选地，所述第一发光芯片发出波长为620～760纳米的红光，所述第二发光芯片发出波长为430～475纳米的蓝光，所述量子点为绿色量子点。
优选地，所述第一发光芯片发出波长为490～580纳米的绿光，所述第二发光芯片发出波长为430～475纳米的蓝光，所述量子点为红色量子点。
优选地，所述第一发光芯片发出波长为380～430纳米的紫光，所述第二发光芯片发出波长为450～475纳米的蓝光，所述量子点包括绿色量子点和红色量子点。
优选地，所述量子点透镜包括靠近所述激发光源的反射面、相对所述反射面设置的第一出光面，以及连接所述反射面和所述第一出光面的第二出光面，所述量子点透镜上开设有自所述第一出光面向所述反射面凹陷形成的出光槽和自所述反射面向所述第一出光面凹陷形成***述激发光源的散射槽，所述反射面为全反射面，所述散射槽的表面为入光面，所述出光槽的表面为第三出光面。
优选地，所述出光槽包括相连通的圆孔和曲面槽，所述曲面槽的口径沿所述反射面到所述第一出光面的方向逐渐增大，所述曲面槽的底面为朝向所述散射槽凸起的曲面，所述散射槽的顶面为朝向所述曲面槽凸起的曲面。
优选地，所述量子点透镜以其光轴为对称轴旋转对称。
优选地，所述量子点为无机钙钛矿量子点，所述无机钙钛矿量子点的化学式为CsPbX3，式中X为Cl、Br或I。
优选地，所述量子点由第II族和第IV族中的元素形成的第一化合物中的任意一种或第III族和第V族中的元素形成的第二化合物中的任意一种材料制成；
或者，所述量子点由所述第一化合物中的至少一种与所述第二化合物中的至少一种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶材料制成；
或者，所述量子点由所述第一化合物中的多种或所述第二化合物中的多种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶材料制成。
本发明还提供了一种显示装置，所述显示装置包括壳体、液晶面板和如前述的背光模组，所述液晶面板和所述背光模组收容于所述壳体内。
相较于现有技术中的量子膜，本发明技术方案中，通过将所述量子点设于所述量子点透镜中，使得所述量子点与所述激发光源的距离小，有利于提高所述量子点激发效率。另外，所述量子点分布于所述量子点透镜内，制造时所述量子点的用量小。经试验检测，通过所述第一发光芯片发出的所述第一颜色光和所述第二发光芯片发出的所述第二颜色光激发量子点，获得的白光的NTSC色域值可达到110％～130％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明背光模组一实施例的部分剖面结构示意图；
图2为图1所示背光模组的光学原理示意图；
图3为本发明显示装置一实施例的部分剖面结构示意图；
图4为图3所示显示装置的A部分的放大结构示意图；
图5为图3所示显示装置的光学原理示意图；
图6为图5所示B部分的放大示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 背光模组 1 激发光源
11 第一发光芯片 13 第二发光芯片
15 封装胶 3 量子点透镜
31 量子点 32 反射面
33 第一出光面 34 第二出光面
35 出光槽 351 圆孔
353 曲面槽 36 散射槽
4 背板 51 避让孔
5 反射片 6 扩散板
7 光学膜组 20 液晶面板
40 壳体
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种背光模组10。
请参照图1和图2，其中，图1为本发明背光模组一实施例的部分剖面结构示意图，图2为图1所示背光模组的光学原理示意图。在本发明一实施例中，背光模组10包括激发光源1和包覆于激发光源1上的量子点透镜3，激发光源1包括发出第一颜色光的第一发光芯片11和发出第二颜色光的第二发光芯片13，量子点透镜3内分散设有若干量子点31，量子点31用于在第一颜色光和第二颜色光的激发下发出第三颜色光，第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光混合形成白光。
相较于现有技术中的量子膜，通过将量子点31设于量子点透镜3中，使得量子点31与激发光源1的距离小，有利于提高量子点31激发效率。另外，量子点31分布于量子点透镜3内，制造时量子点31的用量小。经试验检测，通过第一发光芯片11发出第一颜色光和第二发光芯片13发出第二颜色光激发量子点，获得的白光的NTSC色域值可达到110％～130％。其中，NTSC色域值是(美国)国家电视标准委员会(National Television StandardsCommittee)规定的电视标准下的颜色总和。
背光模组10还包括依次设置的背板4、反射片5、扩散板6和光学膜组7，背光模组10具体可以是直下式背光模组或侧入式背光模组。光学膜片7可包括增光膜、散光膜和滤光膜等，本领域技术人员可根据需要进行选择。在一实施例中，背光模组10为侧入式背光模组，激发光源设于扩散板的一侧，正对扩散板的入光面，量子点透镜设于激发光源和扩散板之间。激发光源发出的光激发量子点透镜内的量子点，获得的白光进入扩散板发生扩散，一部分直接经光学膜片过滤后向外射出，一部分通过反射板反射后，经光学膜片过滤向外射出。
请结合参阅图3至图6，其中，图3为本发明显示装置一实施例的部分剖面结构示意图，图4为图3所示的显示装置的A部分的放大结构示意图，图5为图3所示显示装置的光学原理示意图，图6为图5所示B部分的放大示意图。在本实施例中，背光模组10为直下式背光模组，激发光源1设于背板4上，量子点透镜3包覆于激发光源1，反射片5上开设有避让孔51，以使量子点透镜3和激发光源1能够穿过反射片5，激发光源1发出的光激发量子点透镜3内的量子点31，获得的白光一部分直接进入扩散板6发生扩散，再经光学膜片7过滤后向外射出，一部分通过反射板5反射后进入扩散板6，经光学膜片7过滤后向外射出。
其中，激发光源1还包括封装胶15，封装胶15包覆于第一发光芯片11和第二发光芯片13上。
在一实施例中，第一发光芯片11发出波长为620～760纳米的红光，第二发光芯片13发出波长为430～475纳米的蓝光，量子点31为绿色量子点。
在另一实施例中，第一发光芯片11发出波长为490～580纳米的绿光，第二发光芯片13发出波长为430～475纳米的蓝光，量子点31为红色量子点。
在又一实施例中，第一发光芯片11发出波长为380～430纳米的紫光，第二发光芯片13发出波长为450～475纳米的蓝光，量子点31包括绿色量子点和红色量子点。通过设置第二发光芯片13发出波长为450～475纳米的蓝光，从而避免使用较短波长的蓝光伤害用户视力。
由于量子点的发光波长与量子点的尺寸相关。在本发明中，本领域技术人员可依据需要选择不同尺寸、不同材料的量子点31，使得激发后获得不同颜色的光；也可根据需要选择不同第一发光芯片11，发出不同波长的光，以使量子点31和激发光源1发出的光相配合，从而获得白光。
为描述方便，以下以第一发光芯片11发出波长为490～580纳米的绿光，第二发光芯片13发出波长为430～475纳米的蓝光，量子点31为红色量子点31为例进行描述。
进一步地，量子点透镜3包括靠近激发光源1的反射面32、相对反射面32设置的第一出光面33，以及连接反射面32和第一出光面33的第二出光面34，量子点透镜3上开设有自第一出光面33向反射面32凹陷形成的出光槽35和自反射面32向第一出光面33凹陷形成收容激发光源1的散射槽36，反射面32为全反射面，散射槽36的表面为入光面，出光槽35的表面为第三出光面(未标示)。其中，第一出光面33、第二出光面34和第三出光面为可透光的面，全反射面能够将光全部返回原介质。
请参阅图2，其中带有箭头的虚线示意光线。第一发光芯片11发出的绿光和第二发光芯片13发出的蓝光射向量子点透镜3，通过散射槽36的表面发生散射后进入量子点透镜3中，其中，射向第三出光面的一部分光折射后从出光槽35射出，一部分发生反射继续在量子点透镜3中传播；射向反射面32的光发生全反射，继续在量子点透镜3中传播；射向第二出光面34或第一出光面33的光一部分折射后向外射出，一部分发生反射继续在量子点透镜3中传播。第一发光芯片11发出的绿光和/或第二发光芯片13发出的蓝光激发红色量子点31得到红光，绿光、蓝光和红光混合形成高色域的白光。激发光源1发出的光的传播路径通过量子点透镜3进行改变，从而得到更大的照射区域，光照强度更均匀。
进一步地，出光槽35包括相连通的圆孔351和曲面槽353，曲面槽353的口径沿反射面32到第一出光面33的方向逐渐增大，曲面槽353的底面为朝向散射槽36凸起的曲面，散射槽36的顶面为朝向曲面槽353凸起的曲面。具体地，圆孔351为圆柱体形的通孔和曲面槽353为顶角为圆角的倒置圆锥体形，曲面槽353的侧面和圆孔351的侧面相连接。曲面槽353的底面和散射槽36的顶面形成凹凹透镜，使得激发光源1发出的光可先通过散射槽36的顶面发生第一次折射，扩大光照角度，再通过曲面槽353的底面发生第二次折射，进一步扩大光照角度。
量子点透镜3还包括连接反射面32和背板4的连接部(未标示)，反射面32和背板4之间形成空隙，通过该空隙有利于激发光源1的散热。并且，量子点透镜3以其光轴为对称轴旋转对称。其中，光轴为光学***的对称轴。通过采用对称设计，以使光照强度均匀。所述量子点透镜3包括有反射型和折射型，其形状可以是圆形，方形，椭圆形，锥形，规则或是不规则的多边行等。优选地，量子点透镜3由透光率大于90％的光学塑料和量子点31均匀混合后注塑成型，从而有利于量子点透镜3成型。具体地，光学塑料可以是PMMA、PC、PS等材料中的一种或多种。
在一实施例中，量子点31为无机钙钛矿量子点，无机钙钛矿量子点的化学式为CsPbX3，式中X为Cl、Br或I。无机钙钛矿量子点的荧光量子效率高、荧光波长可调，且覆盖整个可见光波、线宽窄。
在另一实施例中，量子点31由第II族和第IV族中的元素形成的第一化合物中的任意一种或第III族和第V族中的元素形成的第二化合物中的任意一种材料制成；或者，由所述第一化合物中的至少一种和所述第二化合物中的至少一种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶材料制成；或者，由所述第一化合物中的多种或所述第二化合物中的多种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶材料制成。第一化合物具体可以是CdSe、CdTe、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe和CdS，第二化合物具体可以是GaN、GaP、GaAs、InN、InP和InAs。
本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括壳体40、液晶面板20和如前述的背光模组10，液晶面板20和背光模组10收容于壳体40内。
具体地，壳体40形成一收容空间，液晶面板20和背光模组10收容于收容空间内，背光模组10发出白光射向液晶面板20，以使液晶面板20显示彩色画面。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括激发光源和包覆于所述激发光源上的量子点透镜，所述激发光源包括发出第一颜色光的第一发光芯片和发出第二颜色光的第二发光芯片，所述量子点透镜内分散设有若干量子点，所述量子点用于在所述第一颜色光和所述第二颜色光的激发下发出第三颜色光，所述第一颜色光、所述第二颜色光和所述第三颜色光混合形成白光。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一发光芯片发出波长为620～760纳米的红光，所述第二发光芯片发出波长为430～475纳米的蓝光，所述量子点为绿色量子点。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一发光芯片发出波长为490～580纳米的绿光，所述第二发光芯片发出波长为430～475纳米的蓝光，所述量子点为红色量子点。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一发光芯片发出波长为380～430纳米的紫光，所述第二发光芯片发出波长为450～475纳米的蓝光，所述量子点包括绿色量子点和红色量子点。
5.如权利要求1至4中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述量子点透镜包括靠近所述激发光源的反射面、相对所述反射面设置的第一出光面，以及连接所述反射面和所述第一出光面的第二出光面，所述量子点透镜上开设有自所述第一出光面向所述反射面凹陷形成的出光槽和自所述反射面向所述第一出光面凹陷形成***述激发光源的散射槽，所述反射面为全反射面，所述散射槽的表面为入光面，所述出光槽的表面为第三出光面。
6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述出光槽包括相连通的圆孔和曲面槽，所述曲面槽的口径沿所述反射面到所述第一出光面的方向逐渐增大，所述曲面槽的底面为朝向所述散射槽凸起的曲面，所述散射槽的顶面为朝向所述曲面槽凸起的曲面。
7.如权利要求1至4中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述量子点透镜以其光轴为对称轴旋转对称。
8.如权利要求1至4中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述量子点为无机钙钛矿量子点，所述无机钙钛矿量子点的化学式为CsPbX3，式中X为Cl、Br或I。
9.如权利要求1至4中任一项所述的背光模组，其特征在于，所述量子点由第II族和第IV族中的元素形成的第一化合物中的任意一种或第III族和第V族中的元素形成的第二化合物中的任意一种材料制成；
或者，所述量子点由所述第一化合物中的至少一种与所述第二化合物中的至少一种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶材料制成；
或者，所述量子点由所述第一化合物中的多种或所述第二化合物中的多种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶材料制成。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括壳体、液晶面板和如权利要求1至9中任一项所述的背光模组，所述液晶面板和所述背光模组收容于所述壳体内。
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