CN203587926U - 一种直下式背光模组及其显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直下式背光模组及其显示装置，背光模组包括容纳装置，容纳装置内设有光学部件，光学部件包括从上至下依序设置的光学膜片组、扩散板和反射板，扩散板支撑光学膜片组，扩散板和反射板之间形成容纳空间，所述容纳空间内设有光源，光源为单一波段的LED灯，LED灯为一个以上；所述背光模组还包括光转换部件，LED灯晶片发出的光线激发光转换部件发出的光线，LED灯发出的光线与光转换部件发出的光线耦合成白光。本实用新型光源为单一波段的LED灯，能够更好实现背光的均匀性；LED灯的晶片与光转换部件分离，减小温度对光转换部件转换效率的影响，光转换部件可实现直下式量子点广色域显示，且易于实现区域调光控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种背光模组，具体涉及一种直下式背光模组及其显示装置。
背景技术
目前，平面显示器应用的液晶模组多采用TFT-LCD技术，TFT-LCD即为非主动式发光显示，通常由白光背光模组（Backlight Module）提供均匀的***亮度，再透过彩色滤光片（Color Filter）获得丰富的色彩显示。
现有的白光直下式背光模组包含光源及光学膜片组。发光二极管（LED）由于体积小、耗能少，因此成为液晶显示器背光模组使用的光源之一。一般地，背光光源选用白光LED，现有白光LED主要通过蓝光晶片激发黄色、绿色或红色的荧光粉得到白光，上述荧光粉临近蓝光晶片设置于白光LED封装硅胶内。当白光LED使用时，随着功率的升高，晶片温度上升，荧光粉的发光效率会随着温度的提升而下降，成为限制白光LED光效提升的因素之一。使用上述白光LED，白光主要由蓝光及其余一至两种波长的光线混合而成，在光线的空间分布上，蓝光与其余波长的光线并不完全一致；二次光学透镜能将LED发出的光线扩散，使得在LED个数减少的条件下仍达到背光亮度的均匀性，但由于LED各波长光线分布的不一致，导致二次光学透镜设计很难同时匹配各波长光型，易造成背光出光面光线颜色分布不均。
白光LED配合液晶屏幕的色阻，一般达到色域约为NTSC 60~80%，而随着消费者对于画面质量要求的提升，要求画面有更生动鲜艳的表现，现有技术表现的色域范围已无法满足需求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本实用新型的目的为提供背光模组的亮度以及能够实现广色域显示的一种直下式背光模组及其显示装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种直下式背光模组，其包括容纳装置，所述容纳装置内设有光学部件，所述光学部件包括从上至下依序设置的光学膜片组、扩散板和反射板，所述扩散板支撑光学膜片组，扩散板和反射板之间形成容纳空间，所述容纳空间内设有光源，所述光源为单一波段的LED灯，所述LED灯为一个以上；所述背光模组还包括光转换部件，所述LED灯晶片发出的光线激发光转换部件发出的光线，LED灯发出的光线与光转换部件发出的光线耦合成白光。
采用以上结构，光学部件能够实现支撑、扩散、增亮的功能； LED灯的晶片与光转换部件分离，减小温度对光转换部件转换效率的影响。
所述LED灯外设有二次光学元件，所述二次光学元件为反射罩、透镜或挡光板。二次光学元件能将LED灯晶片发出的光线扩散，达到更大的发光角，在LED灯个数减少的条件下仍达到背光亮度的均匀性；光源为单一波段的LED灯，在二次光学元件设计时，二次光学元件不需匹配各波长光型，仅需考虑一种波段光线均匀化分布的设计，更易于实现，能够更好地实现背光的均匀性，减小色差。
所述LED灯的晶片为蓝光或紫外光晶片，上述蓝光主峰波长优425-480nm，更优为440-450nm；紫外光主峰波长优选为100-400nm。
所述光转换部件为片材或膜材，由光致发光材料成型，置于光学部件的上方，下方或中间的任意一层。光转换部件由包括含荧光粉或量子点的光致发光材料成型，可实现直下式量子点广色域显示。
所述光转换部件包含荧光粉，所述荧光粉为铝酸盐、硅酸盐、硫化物、硫氧化物、氮化物、氮氧化物中的一种。
所述荧光粉可被激发出绿光、红光、蓝光和黄光中的至少一种的光线。
所述光转换部件包含量子点，所述量子点的直径为1-20nm 。
量子点是一种具有尺寸小于激子玻尔半径的结晶结构的纳米半导体材料，由少量的原子所构成，粗略地说，是一种三个维度尺寸均在纳米数量级的结晶结构的半导体材料。
形成量子点的纳米粒子和纳米晶体的半导体可包括IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI 族化合物、I-III-VI 族化合物、II-IV-VI 族化合物或II-IV-V 族化合物，例如CdS、CdO、CdSe、CdTe、ZnS、ZnO、ZnSe、ZnTe、MgTe、GaAs、GaP、GaSb、GaN、HgS、HgO、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、InN、AlAs、AlP、AlSb、AIS、PbS、PbO、PbSe、Ge、Si、其合金和/或其混合物。即可由一种半导体材料组成，也可以由两种或两种以上的半导体材料组成。在量子点中，能级根据量子点的尺寸而改变，因此可以通过改变量子点的尺寸来控制带隙，从而控制量子点的发射光谱。量子点的发射光谱可覆盖整个可见光区。量子点具有激发光谱宽且连续分布，而发射光谱窄而对称，颜色可调，光化学稳定性高，荧光寿命长等优越的荧光特性。
所述量子点由纳米粒子和纳米晶体的半导体材料形成，所述半导体材料为一种以上。
所述量子点可被激发出可见光线。
所述可见光线为绿光或红光，优选地，绿光主峰波长为510-550nm，红光主峰波长为610-650nm。
一种显示装置，其包括上述的背光模组中的一种。
本实用新型采用以上技术方案，二次光学元件能将LED灯晶片发出的光线扩散，达到更大的发光角，在LED灯个数减少的条件下仍达到背光亮度的均匀性；光源为单一波段的LED灯，在二次光学元件设计时，二次光学元件不需匹配各波长光型，仅需考虑一种波段光线均匀化分布的设计，更易于实现，能够更好地实现背光的均匀性，减小色差；LED灯的晶片与光转换部件分离，减小温度对光转换部件转换效率的影响，光转换部件由包括含荧光粉或量子点的发光材料成型，可实现直下式量子点广色域显示，且易于实现区域调光控制。
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为本实用新型一种直下式背光模组的结构示意图；
图2为现有LED光源与二次光学元件配合后的模拟图；
图3为本实用新型一种直下式背光模组的光源模拟图；
图4为现有LED灯与本实用新型的LED灯与包含量子点的光转换部件配合的光谱图；
图5为图4中现有LED灯与本实用新型的LED灯与包含量子点的光转换部件配合的色域图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
根据图1所示，本实用新型一种直下式背光模组，其包括容纳装置1，所述容纳装置1内设有光学部件2，所述光学部件2包括从上至下依序设置的光学膜片组21、扩散板22和反射板23，所述扩散板22支撑光学膜片组21，扩散板22和反射板23之间形成容纳空间3，所述容纳空间3内设有光源4，所述光源4为单一波段的LED灯，所述LED灯为一个以上；所述背光模组还包括光转换部件6，，所述LED灯晶片发出的光线激发光转换部件6发出的光线，LED灯发出的光线与光转换部件6发出的光线耦合成白光。
所述LED灯外设有二次光学元件5，所述二次光学元件5为反射罩、透镜或挡光板。
根据图2所示，现有LED灯的蓝光晶片与荧光粉搭配后，再与二次光学元件配合会出现颜色分离色不均现象。
根据图3所示，本实用新型LED灯的晶片与光转换部件6分离，光源4为单一波段的LED灯，在二次光学元件5设计时，二次光学元件5不需匹配各波长光型，仅需考虑一种波段光线均匀化分布的设计，更易于实现，能够更好地实现背光的均匀性，减小色差。
所述LED灯的晶片为蓝光或紫外光晶片，上述蓝光主峰波长优425-480nm，更优为440-450nm；紫外光主峰波长优选为100-400nm。
所述光转换部件6为片材或膜材，由光致发光材料成型，置于光学部件2的上方，下方或中间的任意一层。
所述光转换部件6包含荧光粉，所述荧光粉为铝酸盐、硅酸盐、硫化物、硫氧化物、氮化物、氮氧化物中的一种。
所述荧光粉可被激发出绿光、红光、蓝光和黄光中的至少一种的光线。
所述光转换部件6包含量子点，所述量子点的直径为1-20nm
所述量子点由纳米粒子或纳米晶体的半导体材料形成，所述半导体材料为一种以上。
所述量子点可被激发出可见光线。
所述可见光线为绿光或红光，优选地，绿光主峰波长为510-550nm，红光主峰波长为610-650nm。
一种显示装置，其包括上述的背光模组中的一种。
根据图4-5所示，normal为现有LED灯，QD为本实用新型与光转换部件6配合，本实用新型光转换部件6由光致发光材料成型，由于光转换部件6包含量子点，而量子点发射光谱具有光谱半高宽窄的特点，配合现有液晶显示屏色阻，可实现更广的色域显示。现有液晶显示装置，搭配白光LED，可达到的色域范围一般约为NTSC 70%；本实用新型中一种实现方法为，使用LED灯的晶片为蓝光，搭配包含绿色及红色量子点的光转换部件6，可实现接近甚至超出全范围NTSC的色域。
Claims (10)
1. 一种直下式背光模组，其包括容纳装置，其特征在于：所述容纳装置内设有光学部件，所述光学部件包括从上至下依序设置的光学膜片组、扩散板和反射板，所述扩散板支撑光学膜片组，扩散板和反射板之间形成容纳空间，所述容纳空间内设有光源，所述光源为单一波段的LED灯，所述LED灯为一个以上；所述背光模组还包括光转换部件，所述LED灯晶片发出的光线激发光转换部件发出的光线，LED灯发出的光线与光转换部件发出的光线耦合成白光。
2.根据权利要求1所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述LED灯外设有二次光学元件，所述二次光学元件为反射罩、透镜或挡光板。
3.根据权利要求1所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述LED灯的晶片为蓝光或紫外光晶片。
4.根据权利要求1所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述光转换部件为片材或膜材，由光致发光材料成型，置于光学部件的上方，下方或中间的任意一层。
5.根据权利要求4所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述光转换部件包含荧光粉，所述荧光粉为铝酸盐、硅酸盐、硫化物、硫氧化物、氮化物、氮氧化物中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述荧光粉可被激发出绿光、红光、蓝光和黄光中的至少一种的光线。
7.根据权利要求4所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述光转换部件包含量子点，所述量子点的直径为1-20nm。
8.根据权利要求7所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述量子点由纳米粒子和纳米晶体的半导体材料形成，所述半导体材料为一种以上。
9.根据权利要求8所述的一种直下式背光模组，其特征在于：所述量子点可被激发出可见光线。
10.一种显示装置，其特征在于：其包括权利要求1-9所述的背光模组。
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