TWI550321B - 量子管、背光模組及液晶顯示裝置 - Google Patents

Description

量子管、背光模組及液晶顯示裝置

本發明關於一種量子管，尤指一種具有弧狀出光面之量子管、裝設有此量子管之背光模組及裝設有此背光模組之液晶顯示裝置。

如何兼具節能環保(例如，不使用彩色濾光片)以及顯示品質(例如，動態畫面反應時間(Motion Picture Response Time,MPRT))，是液晶顯示器要持續改善的問題。若可以利用高速液晶(例如，藍相液晶)，將可以實現兼具節能環保且優良顯示品質的液晶顯示裝置。藍相液晶是高速反應的液晶，上升時間(rising time)和下降時間(falling time)都在1毫秒以下。高速液晶可以改善液晶顯示裝置嚴重的動態模糊(motion blur)。場色序法(Field Sequential Color,FSC)是一種不需使用彩色濾光片(color filter)的顯示技術，少了彩色濾光片，可以增加顯示面板的穿透率，但一定要搭配快速反應的液晶，才不會因為液晶的反應過慢，降低了背光源可以點亮的時間和增加驅動方式的複雜度。

請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為先前技術的背光模組10的俯視示意圖，第2圖為裝設有第1圖中的背光模組10的液晶顯示裝置1的剖面示意圖。如第2圖所示，液晶顯示裝置1包含背光模組10以及液晶顯示面板12，其中液晶顯示面板12設置於背光模組10上。液晶顯示面板12中具有位於上基板120與下基板122之間的藍相液晶124以及薄膜電晶體驅動電路126。此外，液晶顯示面板12還可於上基板120上形成觸控感應電路128，以實現觸控功能。

如第1圖與第2圖所示，背光模組10包含導光板100、複數個紅光光源102R、複數個綠光光源102G、複數個藍光光源102B、反射片104以及光學膜片組合106。於實際應用中，導光板100上可形成有擴散點(dot pattern)或其它干涉結構，使得紅光光源102R、綠光光源102G與藍光光源102B發出之光線進入導光板100後，可被均勻擴散而朝向液晶顯示面板12的方向發出。反射片104可將部分雜散光加以反射，以增加整體的出光效率。此外，設置在導光板100上方的光學膜片組合106用以改善光線的光學特性，其中光學膜片組合106所包含的光學膜片可為稜鏡片、擴散片等，視實際應用而定。

先前技術係將複數個紅光光源102R、複數個綠光光源102G與複數個藍光光源102B沿導光板100的側邊交錯排列，再搭配快速反應的藍相液晶124，以場色序法來驅動紅光光源102R、綠光光源102G與藍光光源102B發光。然而，由於紅光光源102R、綠光光源102G與藍光光源102B的發光效率及壽命有所差異，使得液晶顯示裝置1的顯示畫質與使用壽命也會受到影響。

本發明的目的之一在於提供一種量子管、背光模組及液晶顯示裝置，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之量子管包含一管體、複數個第一螢光粒子以及複數個第二螢光粒子。管體具有一弧狀出光面。第一螢光粒子設置於管體中。第二螢光粒子設置於管體中。

較佳地，弧狀出光面為凸面或凹面。

較佳地，管體具有交錯排列之複數個第一隔間、複數個第二隔間以及複數個第三隔間，第一螢光粒子設置於第一隔間中，第二螢光粒子設置於第二隔間中。

較佳地，第一螢光粒子與第二螢光粒子混合。

根據另一實施例，本發明之背光模組包含一導光板、複數個光源以及一如前該之量子管。導光板具有一弧狀入光面。光源鄰近於弧狀入光面設置。量子管設置於弧狀入光面與光源之間，且弧狀出光面相對於弧狀入光面。

較佳地，光源發出第一色光，第一螢光粒子將第一色光轉換為第二色光，第二螢光粒子將第一色光轉換為第三色光。

較佳地，弧狀出光面透過一光學膠貼附於弧狀入光面上。

較佳地，導光板具有一開槽，弧狀入光面位於開槽中，量子管嵌合於開槽中。

根據另一實施例，本發明之液晶顯示裝置包含一如前該之背光模組以及一液晶顯示面板。液晶顯示面板設置於背光模組上。

較佳地，液晶顯示面板為藍相液晶顯示面板。

綜合上述，本發明係將具有弧狀出光面的量子管設置於導光板的弧狀入光面與複數個光源之間，且於量子管中設置複數個第一螢光粒子與複數個第二螢光粒子。因此，複數個光源可為發出相同第一色光的光源(例如，藍光光源)，再通過第一螢光粒子將第一色光(例如，藍光)轉換為第二色光(例如，紅光)且通過第二螢光粒子將第一色光(例如，藍光)轉換為第三色光(例如，綠光)。藉此，本發明可確保背光模組中的複數個光源的發光效率與壽命的一致性。此外，由於第一螢光粒子與第二螢光粒子係設置於量子管中，而不會直接與光源接觸，可避免第一螢光粒子與第二螢光粒子受到光源產生的高熱而發生光衰現象。再者，當量子管的弧狀出光面為凹面，且導光板的弧狀入光面為凸面時，可有效提高背光模組之中心輝度；而當量子管的弧狀出光面為凸面，且導光板的弧狀入光面為凹面時，可使液晶顯示裝置之顯示畫質更加均勻。更甚者，本發明可利用光學膠或其它類似膠體將量子管固定於導光板的外側，或將量子管直接嵌合於導光板的開槽中。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得 到進一步的瞭解。

1、2‧‧‧液晶顯示裝置

10、20、30、40、50‧‧‧背光模組

12、22‧‧‧液晶顯示面板

100、200‧‧‧導光板

102R‧‧‧紅光光源

102G‧‧‧綠光光源

102B‧‧‧藍光光源

104、204‧‧‧反射片

106、206‧‧‧光學膜片組合

120、220‧‧‧上基板

122、222‧‧‧下基板

124、224‧‧‧藍相液晶

126、226‧‧‧薄膜電晶體驅動電路

128、228‧‧‧觸控感應電路

202‧‧‧光源

208‧‧‧量子管

210‧‧‧管體

212‧‧‧第一螢光粒子

214‧‧‧第二螢光粒子

216‧‧‧光學膠

2000‧‧‧弧狀入光面

2002‧‧‧開槽

2100‧‧‧弧狀出光面

2102‧‧‧第一隔間

2104‧‧‧第二隔間

2106‧‧‧第三隔間

第1圖為先前技術的背光模組的俯視示意圖。

第2圖為裝設有第1圖中的背光模組的液晶顯示裝置的剖面示意圖。

第3圖為本發明第一實施例的背光模組的俯視示意圖。

第4圖為裝設有第3圖中的背光模組的液晶顯示裝置的剖面示意圖。

第5圖為本發明第二實施例的背光模組的俯視示意圖。

第6圖為本發明第三實施例的背光模組的俯視示意圖。

第7圖為本發明第四實施例的背光模組的俯視示意圖。

請參閱第3圖以及第4圖，第3圖為本發明第一實施例的背光模組20的俯視示意圖，第4圖為裝設有第3圖中的背光模組20的液晶顯示裝置2的剖面示意圖。如第4圖所示，液晶顯示裝置2包含一背光模組20以及一液晶顯示面板22，其中液晶顯示面板22設置於背光模組20上。於此實施例中，液晶顯示面板22中可具有位於上基板220與下基板222之間的藍相液晶224以及薄膜電晶體驅動電路226。當液晶顯示面板22中具有藍相液晶224時，液晶顯示面板22即為藍相液晶顯示面板，且液晶顯示面板22可為場色序法液晶顯示面板。場色序法(Field Sequential Color,FSC)是一種不需使用彩色濾光片(color filter)的顯示技術，少了彩色濾光片，可以增加液晶顯示面板22的穿透率，但一定要搭配快速反應的藍相液晶224，才不會因為液晶的反應過慢，降低了背光模組20可以點亮的時間和增加驅動方式的複雜度。此外，液晶顯示面板22還可於上基板220上形成觸控感應電路228，以實現觸控功能。

如第3圖與第4圖所示，背光模組20包含一導光板200、複數個光源202、一反射片204、一光學膜片組合206以及一量子管208。於實際應 用中，導光板200上可形成有擴散點(dot pattern)或其它干涉結構，使得光源202發出之光線進入導光板200後，可被均勻擴散而朝向液晶顯示面板22的方向發出。反射片204可將部分雜散光加以反射，以增加整體的出光效率。此外，設置在導光板200上方的光學膜片組合206用以改善光線的光學特性，其中光學膜片組合206所包含的光學膜片可為稜鏡片、擴散片等，視實際應用而定。

如第3圖所示，量子管208包含一管體210、複數個第一螢光粒子212以及複數個第二螢光粒子214，其中管體210具有一弧狀出光面2100，第一螢光粒子212設置於管體210中，且第二螢光粒子214也設置於管體210中。於此實施例中，管體210具有交錯排列的複數個第一隔間2102、複數個第二隔間2014以及複數個第三隔間2016，其中第一螢光粒子212設置於第一隔間2012中，第二螢光粒子214設置於第二隔間2014中，且第三隔間2016中無設置螢光粒子。

導光板200具有一弧狀入光面2000，且光源202鄰近於弧狀入光面2000設置。量子管208設置於導光板200之弧狀入光面2000與複數個光源202之間，且量子管208之弧狀出光面2100相對於導光板200之弧狀入光面2000。於此實施例中，量子管208之弧狀出光面2100為凹面，且導光板2()0之弧狀入光面2000為凸面。因此，量子管208之弧狀出光面2100可通過光學膠(Optical Clear Adhesive,OCA)216或其它類似膠體貼附於導光板200之弧狀入光面2000上。此外，光源202也可通過光學膠216或其它類似膠體貼附於量子管208之另一面上。

於此實施例中，光源202可發出第一色光，第一螢光粒子212可將第一色光轉換為第二色光，且第二螢光粒子214可將第一色光轉換為第三色光。舉例而言，光源202可為藍光二極體，因此光源202發出的第一色光就是藍光，此時，第一螢光粒子212可為將藍光轉換為紅光(也就是，第二色光)的螢光粒子，且第二螢光粒子214可為將藍光轉換為綠光(也就是，第三色 光)的螢光粒子。因此，當光源202發出的藍光分別通過量子管208之第一隔間2102、第二隔間2014與第三隔間2016時，就會分別產生紅光、綠光與藍光，再通過導光板200之導引而均勻混合。由於量子管208之弧狀出光面2100為凹面，且導光板200之弧狀入光面2000為凸面，當光源202發出之光線通過弧狀出光面2100與弧狀入光面2000而進入導光板200時，光線會往內集中，進而有效提高背光模組20之中心輝度。

請參閱第5圖，第5圖為本發明第二實施例的背光模組30的俯視示意圖。背光模組30與前述的背光模組20的主要不同之處在於，於背光模組30中，量子管208之弧狀出光面2100為凸面，且導光板200之弧狀入光面2000為凹面。當光源202發出之光線通過弧狀出光面2100與弧狀入光面2000而進入導光板200時，光線會往外擴散，進而使液晶顯示裝置之顯示畫質更加均勻。

請參閱第6圖，第6圖為本發明第三實施例的背光模組40的俯視示意圖。背光模組40與前述的背光模組20的主要不同之處在於，於背光模組40中，第一螢光粒子212與第二螢光粒子214混合。當液晶顯示裝置中無設置藍相液晶時，就可以使用第6圖中的背光模組40來提供光線。

請參閱第7圖，第7圖為本發明第四實施例的背光模組50的俯視示意圖。背光模組50與前述的背光模組20的主要不同之處在於，於背光模組50中，導光板200具有一開槽2002，弧狀入光面2000位於開槽2002中，且量子管208嵌合於開槽2002中。於此實施例中，由於量子管208可直接嵌合於開槽2002中，因此不需使用前述的光學膠216或其它類似膠體來進行固定。

綜合上述，本發明係將具有弧狀出光面的量子管設置於導光板的弧狀入光面與複數個光源之間，且於量子管中設置複數個第一螢光粒子與複數個第二螢光粒子。因此，複數個光源可為發出相同第一色光的光源(例如，藍光光源)，再通過第一螢光粒子將第一色光(例如，藍光)轉換為第二色光(例 如，紅光)且通過第二螢光粒子將第一色光(例如，藍光)轉換為第三色光(例如，綠光)。藉此，本發明可確保背光模組中的複數個光源的發光效率與壽命的一致性。此外，由於第一螢光粒子與第二螢光粒子是設置於量子管中，而不會直接與光源接觸，可避免第一螢光粒子與第二螢光粒子受到光源產生的高熱而發生光衰現象。再者，當量子管的弧狀出光面為凹面，且導光板的弧狀入光面為凸面時，可有效提高背光模組之中心輝度；而當量子管的弧狀出光面為凸面，且導光板的弧狀入光面為凹面時，可使液晶顯示裝置之顯示畫質更加均勻。更甚者，本發明可利用光學膠或其它類似膠體將量子管固定於導光板的外側，或將量子管直接嵌合於導光板的開槽中。

以上該僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

20‧‧‧背光模組

200‧‧‧導光板

202‧‧‧光源

208‧‧‧量子管

210‧‧‧管體

212‧‧‧第一螢光粒子

214‧‧‧第二螢光粒子

216‧‧‧光學膠

2000‧‧‧弧狀入光面

2100‧‧‧弧狀出光面

2102‧‧‧第一隔間

2104‧‧‧第二隔間

2106‧‧‧第三隔間

Claims (4)

1. 一種量子管，包含：一管體，具有一凹面弧狀出光面；複數個紅色螢光粒子，設置於該管體中；以及複數個綠色螢光粒子，設置於該管體中；其中，該等紅色螢光粒子與該等綠色螢光粒子混合。
2. 一種背光模組，包含：一導光板，具有一凸面弧狀入光面；複數個藍色光源，鄰近於該凸面弧狀入光面設置；以及一如請求項1所述之量子管，設置於該凸面弧狀入光面與該等藍色光源之間；其中，該量子管之該凹面弧狀出光面透過膠體貼附於該導光板之該凸面弧狀入光面。
3. 一種液晶顯示裝置，包含：一如請求項2所述之背光模組；以及一液晶顯示面板，設置於該背光模組上。
4. 如請求項3所述之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示面板為藍相液晶顯示面板。