CN101201496A - 具有荧光层的背光模块及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明的具有荧光层的背光模块，主要用来提供液晶显示面板显示画面时所需之背光源。在本发明背光模块中，主要包含底盖、在底盖内部设置的复数个光源(可射出紫外光或蓝光)、扩散板、形成在扩散板上的荧光层。如此一来，当光源射出紫外光或蓝光时，利用激发荧光层，可再分别射出红、蓝、绿的光线，并因为荧光层已事先调整过其组成或结构，借着适当地混光可射出白光。

Description

具有荧光层的背光模块及显示面板

技术领域

本发明涉及一种背光模块，尤指具有萤光层的背光模块及显示装置。

背景技术

由于LCD显示器不是自发旋旋光性的显示装置，必须藉住外部光源达到显示效果，因此大多数LCD显示器几乎都会采用背光模块。背光模块主要提供液晶面板均匀、高亮度的光线来源，基本原理系将常用的点或线型光源，透过简洁有效光转化成高亮度且均一辉度的面光源产品。

一般而言，背光模块可分为前光式与背光式两种，而背光式可依其规模的要求，以灯管的位置做分类，逐渐发展出下列三大结构：

(1)侧光式结构：发光源为摆在侧边之单支光源，导光板采射出成型无印刷式设计，一般常用于18时以下中小尺寸的背光模块，其侧边入射的光源设计，拥有轻量、薄型、窄框化、低耗电的特色，亦为手机、个人数字助理(PDA)、笔记型计算机的光源。

(2)直下型结构：一般为超大尺寸的背光模块；因为侧光式结构已经无法在重量、消费电力及亮度上占有优势，因此不含导光板且光源放置于正下方的直下型结构便被发展出来，适用于对可移植性及空间要求较不挑剔的LCD monitor与LCD TV。

(3)中空型结构：随着影像要求的尺寸增加，LCD也朝更大尺寸的方向发展，使用监视器及璧挂式电视，不仅要求大画面、高亮度及轻量化，在电器上亦要求高功率下的低热效应，使得背光模块发展至中空型结构。

一般来说，背光模块有六大结构，详细说明如下：

(一)发光源

须具备亮度高及寿命长等特色，目前有冷阴极萤光管及热阴极萤光管、发光二极管LED及电激发光片EL等。这其中，冷阴极灯管具有高辉度、高效率、寿命长、高演色性等特性，加上圆柱状外形因此很容易与光反射组件组合成薄板状照明装置，故目前仍以冷阴极萤光管为主流。

(二)导光板

主要被应用于侧光型背光模块，是影响光效率的重要组件之一。一搬来说，采用射出成型的方法，将PMMA制成表面光滑的板块，然后用具高反射率且不吸光的材料，并在导光板底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点。导光板主要功能在于导引光线方向，以提高面板光辉度及控制亮度均匀，所以导光板黄化问题在射出技术是有待克服的方向。再生产导光板专用射出成型机，其性能有几点要求：模板平行度要求、射出压缩成型技术功能、PMMA光学专用料管开发、成型环境控制。

(三)反射板

一般侧光式背光模块的反射板放置于导光板底部，将自底面漏出的光反射回导光板中，防止光源外漏，以增加光的使用效率。

(四)扩散板

扩散板之功能为提供液晶显示器一个均匀的面光源。一般传统的扩散膜，主要是在扩散膜基材中，加入一颗颗的化学颗粒，作为散射粒子。当光线在经过扩散层时，会不断的在两个折射率相异的介质中穿过，使得光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，而便造成了光学扩散的效果。

(五)增亮膜

光线自扩散板射出后，其光的指向性较差，因此必须利用棱镜片来修正光的方向，其原理藉由光的折射与反射来达到凝聚光线、提高正面辉度的目的，以增加光线自扩散板射出后的使用效益，使能整体的背光模块的辉度提高60％-100％以上。

(六)偏光转换膜

在现有LCD液晶面板设计中，对光源模块给予过滤掉S-ray平行光，允许P-ray光源通过，并利用这单一的偏极态光来驱动或照明LCD液晶面板，产生所要的功能，所以会在光线进入液晶面板前会先经过一偏光板。偏光板会有吸收掉某一偏光方向的能量，而冷阴极管所产生的光为非偏极化光，在通过第一片偏光版时，有一半以上的光能量会被吸收掉，使得光的使用效率非常差，为解决这个问题须采用偏光转换技术使光源做偏极态转换。

一般来说，习知背光模块所使用的发光源，通常都是可直接射出白光的冷阴极管(CCFL)，但是利用混光原则还有许多种发射出白光的手段。人类眼睛所能看到的白光，其形成形式至少需要两种光的混合，亦即二波长光(蓝色光+黄色光)或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)。

在白光LED产业中，目前较为普遍的白光LED，主要是利用蓝光单芯片配合黄色萤光粉的组合。不过，目前三波长光也逐渐被广为采用，其主要利用紫外光芯片搭配红蓝绿三色的萤光粉。

发明内容

本发明之主要目的在提供一种具有萤光层的背光模块，其借着光源射出紫外光或蓝光时，利用激发其中的萤光层，可再分别射出红、蓝、绿的光线，并因为萤光层已事先调整过其组成或结构，借着适当地混光可射出白光。

基于上述目的，本发明具有萤光层的背光模块，主要用来提供液晶显示面板显示画面时所需之背光源。在本发明背光模块中，主要包含底盖、在底盖内部设置的复数个光源(可射出紫外光或蓝光)、扩散板、形成在扩散板上的萤光层。

关于本发明之优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1A～1G为本发明采用蓝光光源的具有萤光层的背光模块之示意图。

图2A～2D为本发明采用紫外光光源的具有萤光层的背光模块之示意图。

图3A～3B为本发明采用紫外光光源的具有萤光层的背光模块之另一示意图。

图4A～4C为本发明形成萤光层之示意图。

图5A～5B为采用本发明具有萤光层的背光模块的显示器之示意图。

具体实施方式

请参阅图1A～1G，图1A～1G为采用蓝光光源的本发明具有萤光层的背光模块之示意图。如图1A～1B所示，本发明具有萤光层的背光模块主要包含底盖10、设置在底盖10内部的复数个光源(如图1A～1B所示之蓝光光源12a)、扩散板16、萤光层14。不论是发射哪种光线，可采用冷阴极管(CCFL)或发光二极管(LED)。这其中，形成萤光层14之扩散板16系如图1A所示以萤光层14直接面对该些光源12a，或如图1B所示以扩散板16直接面对该些光源12a。

简单来说，在本发明具有萤光层的背光模块中，蓝光光源12a发射出蓝光或紫外光光源12b发射出紫外光，可激发萤光层14，使之再分别射出红、蓝、绿的光线，并因为萤光层14已事先按照预定混合比例混合萤光材料，而调整过其组成(如图2A～2B所示)或结构(如图1A～1B所示)，借着适当地混光可射出白光。底下将更进一步说明如何利用组成或结构来适当地混光。上述蓝光光源12a可有如图1E、图1F所示两种形式，亦即直接透过玻璃管13a发射蓝光，或是利用紫外光激发玻璃管13a上的萤光体13b而同样发射出蓝光。上述紫外光光源12b则仅有如第2E图所示的形式，亦即直接透过玻璃管13a发射紫外光。

在如图1A～1B所示之实施例中，利用发光效率固定的蓝光光源12a，去激发萤光层14而产生固定发光量的红光和绿光，所以可借着调整蓝光穿过萤光层14的比例来调整混光。虽然萤光层14厚度会影响蓝光穿透萤光层14的比例，但是，一般来说，萤光层14都是向其它供货商购买，其厚度通常都是固定的，所以可能仅能调整让蓝光直接穿过萤光层14的比例。如图1D或图1E所示，由于蓝光光源12a可射出蓝色光线，故可基于穿越空间14a占整体萤光层14的比例，来调整通过萤光层14的蓝光比例，进而调整整体的混光比例。至于穿越空间14a的形成手段，可大致分成形成萤光凸块或是挖洞这两种方法。

若扩散板16的厚度薄到一定程度时，会有更多的蓝光将如图1D或图1E所示直接穿过萤光层14，所以可利用扩散板16的厚度来调整通过萤光层14的蓝光比例，进而调整整体的混光比例，而无须有穿越空间14a，如图1G所示。

请参阅图2A～2D，图2A～2D为本发明采用紫外光光源的具有萤光层的背光模块之示意图。如图1A～1B所示，本发明具有萤光层的背光模块主要包含底盖10、设置在底盖10内部的复数个光源(如图2A～2B所示之紫外光光源12b)、扩散板16、萤光层14。紫外光光源12b可采用冷阴极管(CCFL)或发光二极管(LED)。这其中，形成萤光层14之扩散板16系如图2A所示以萤光层14直接面对该些光源12b，或如图2B所示以扩散板16直接面对该些光源12b。

在如图2A～2D所示之实施例中，利用发光效率固定的紫外光光源12b，去激发出的固定发光量的红光、绿光、蓝光，并基于萤光层14中适当的比例，来调整混光比例，只是萤光层14薄到一定程度时，会有部分紫外光穿透过萤光层14，如图2C所示。

为了充分利用紫外光光源12b所产生的光线，以加强液晶屏幕的亮度，还可过滤并阻隔紫外光穿透萤光层14。

请参阅图3A～3B，图3A～3B为本发明采用紫外光光源的具有萤光层的背光模块之另一示意图。如图3A～3B所示，本发明具有萤光层的背光模块除了包含底盖10、设置在底盖10内部的复数个光源(如图2A～2B所示之紫外光光源12b)、扩散板16、萤光层14，还额外包含紫外光滤膜18。

在本发明具有萤光层的背光模块中的紫外光滤膜18可配合具有穿越空间14a(如图3A所示)或没有的萤光层14(如图3B所示)。不论是哪种情况下，紫外光滤膜18均可过滤并阻隔紫外光的该些光源12b所射出的紫外光离开具有萤光层的背光模块，使得光线折返时可被反射面10a反射后，可再度穿越萤光层14或激发萤光层14中的萤光材料。

请参阅图4A～4C，图4A～4C为本发明形成萤光层之示意图。萤光层14的制造方法可分为利用滚筒20作滚筒印刷(如图4A所示)或利用喷头22作喷射注入的方式(如图4B所示)形成在扩散板16上。或着，利用白光LED的制造方法，例如：「形成晶粒封装保护层的方法」(台湾专利公告号I236075)，将已混合的透光高分子材料和萤光材料加热或用紫外光照射，使其聚合后形成在扩散板16上，如图4C所示。不过，萤光层14并不一定要在扩散板16上形成，可以另外用加热或用紫外光照射在基板上的透光高分子材料和萤光材料，使其形成一薄膜，然后在附加在扩散板16上。

请参阅图5A～5B，图5A～5B为本发明液晶显示面板之示意图。如图5A或5B所示，本发明液晶显示面板主要由如先前所示述具有萤光层的背光模块、液晶层30(被一组玻璃基板28a、28b所夹合)、一组偏光膜26a、26b(分别设置在该组玻璃基板28a、28b的外侧)、棱镜24(被设置在背光模块、偏光膜26a之间)。

上述背光模块仍由底盖10、复数个光源(如图1A～1B所示之蓝光光源12a、如图2A～2B所示之紫外光光源12b)、扩散板16、萤光层14。

藉由以上较佳具体实施例之详述，系希望能更加清楚描述本发明之特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明之范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请之专利范围的范畴内。

Claims (10)

1.一种具有萤光层的背光模块，系用以提供一液晶显示面板显示画面时所需之背光源，该背光模块包含：

一底盖，其内部设置有复数个光源，该些个光源可射出紫外光和蓝光其中之一；

一扩散板，系用以将该些光源所射出的光线散射并雾化，以提供均匀化的光线；以及

一萤光层，系由复数种萤光材料按预定混合比例所构成。

2.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中可射出紫外光和蓝光其中之一的该些光源可为冷阴极管(CCFL)和发光二极管(LED)其中之一。

3.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中已形成该萤光层之该扩散板系以该萤光层直接面对该些光源。

4.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中已形成该萤光层之该扩散板系以该扩散板直接面对该些光源。

5.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中该具有萤光层的背光模块进一步包含：

一紫外光滤膜，系用以过滤并阻隔紫外光的该些光源所射出的紫外光离开该具有萤光层的背光模块。

6.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中该萤光层进一步具有一穿越空间，并基于该穿越空间占整体该萤光层的比例，来调整通过该萤光层的蓝光比例，进而调整整体的混光比例。

7.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中该萤光层系以滚筒印刷的方式形成在该扩散板上。

8.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中该萤光层系以喷射注入的方式形成在该扩散板上。

9.如权利要求1所述的具有萤光层的背光模块，其中该萤光层系将已混合的透光高分子材料和萤光材料加热使其聚合而成。

10.一种液晶显示面板，包含

一背光模块，包含：

一底盖，其内部设置有复数个光源，该些个光源可射出紫外光和蓝光其中之一；

一扩散板，系用以将该些光源所射出的光线散射并雾化，以提供均匀化的光线；以及

一萤光层，系形成在该扩散板上；

一液晶层，系被一组玻璃基板所夹合；

一组偏光膜，系分别设置在该组玻璃基板外侧；以及

一棱镜，系被设置在该背光模块、该偏光膜之间。

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