一種陣列式激光量子點棒背光顯示模組裝置的制作方法

本發(fā)明涉及激光顯示和照明領域，特別涉及一種陣列式激光量子點棒背光顯示模組裝置。

背景技術：

隨著社會科學技術的發(fā)展，人們對顯示器的光學性能要求越來越高。從早期的熒光燈管為背光的顯示器到現(xiàn)在的led背光的顯示器。同時從電腦顯示，到手機，到大屏幕，到家庭影院，無不體現(xiàn)了顯示技術的發(fā)展。然而任何技術都有它的局限，今天led雖然成了市場的熱點，得到極大的普及，但某些方面也存在發(fā)展瓶頸，特別是在亮度，穩(wěn)定性和色域方面。因此人們企圖開發(fā)新的技術，來改進現(xiàn)有的產(chǎn)品，而激光作為光源適逢其時。

激光作為光源其最大的特點就是它寬廣的色域、長壽命、極高亮度、較低的能耗，具有傳統(tǒng)光源無可比擬的先天優(yōu)勢，因此被譽為繼黑白顯示、彩色顯示和數(shù)字顯示之后的第四代“繼承者”。如果能夠采用激光直接做成背光源無疑將會在色域，穩(wěn)定性，亮度方面給現(xiàn)有的顯示技術一個很大的促進。然而限于激光源的成本，散熱，尺寸結構等一系列的問題，至今市場上仍沒有真正的用純粹激光做背光源的產(chǎn)品。

相比而言，量子點材料卻具有很大的優(yōu)勢。其優(yōu)勢在于，量子點的光電特性很獨特，它受到光的刺激，會根據(jù)量子點的直徑大小，發(fā)出各種不同顏色的非常純正的高質(zhì)量單色光。而量子點應用到顯示技術的主要原理，是通過純藍光源，激發(fā)量子點結構中不同尺寸的量子點晶體，從而釋放出純紅光子和純綠光子，并與剩余的純藍光投射到成像系統(tǒng)上面，這樣就可以借助量子點發(fā)出能譜集中、非常純正的高質(zhì)量紅/綠單色光，完全超越傳統(tǒng)led背光的熒光粉發(fā)光特性，實現(xiàn)更佳的成像色彩。

量子點技術用在背光上能夠大幅提升色域表現(xiàn)，讓色彩更加鮮明，量子點技術由于其光電特性獨特所以得到廣泛應用，且逐漸獲得液晶廠商和用戶的普遍認可。但是其激發(fā)光源為藍光led，由于led為廣譜光源，其光源的光譜很寬，不能很好的發(fā)揮量子點的優(yōu)勢，因而迫切需要一種顏色更純的激發(fā)光源，從而使得量子點形成的廣譜的色域更寬，顏色更純。

技術實現(xiàn)要素：

所要解決的技術問題：

量子點技術用在背光上能夠大幅提升色域表現(xiàn)，讓色彩更加鮮明，但是其激發(fā)光源為藍光led，由于led為廣譜光源，其光源的光譜很寬，不能很好的發(fā)揮量子點的優(yōu)勢。

技術方案：

本發(fā)明的目的是通過利用高亮度的激光光源激發(fā)高亮度的量子點熒光，并且利用陣列式高亮量子點棒組成任意長度和寬度的背光顯示模塊。這既滿足了戶外高亮度顯示的要求，也通過量子點的激發(fā)更充分的發(fā)揮其釋放純色的功能，減少采用純激光光源系統(tǒng)的復雜性和成本，結合高亮激光和量子點棒各自特點提高背光源顯示系統(tǒng)的亮度和色域。

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種陣列式激光量子點棒背光顯示模組裝置，包括至少一個激勵點光源201、量子點棒101和液晶顯示面板503，所述量子點棒101組成陣列，所述的激勵點光源201為藍色激光光源，所述藍色激光光源與量子點棒101經(jīng)光學耦合部件耦合，且一一對應，在平行于顯示面板的平面呈矩形陣列式排布。

設有背板401，量子點棒101陣列橫向位于背板401的中間部分，背板401兩側設有金屬支架，分別為左金屬支架301和右金屬支架302，所述激勵點光源201固定在所述金屬支架上。

左金屬支架301和右金屬支架302為激勵點光源201的陣列固定支架，且激勵點光源201的排布順序為：如果第一排量子點棒101的左側對應有激勵點光源201，那么第二排的量子點棒101的右側將對應有激勵點光源201，每個量子點棒對應唯一的一個激勵點光源201，以下量子點棒101與激勵點光源201將按所述規(guī)律交替排布。

所述背板401上依次固定反光板801、量子點棒101、增亮膜501、勻光膜502以及未端的液晶顯示面板503。

所述的量子點棒101內(nèi)設有摻雜的紅綠量子點601和摻雜的散射顆粒701。

與量子點701相比，所述散射顆粒601的尺寸大于量子點701而小于可見光的波長。

所述摻雜散射顆粒701的濃度從量子點棒靠近激勵點光源201的入射端到量子點棒101另一端逐漸增加。

所述激勵點光源201軸心與量子點棒101軸心同軸。

所述激勵點光源201波長范圍為450nm-455nm，功率大于1.5瓦，所述每個激勵點光源201光源與一個熱沉散熱導流槽相連，所述激勵點光源201和量子點棒101為替換和拆卸結構，所述量子點棒101陣列之間的距離能夠調(diào)節(jié)，對應的激勵點光源201之間的間距隨之調(diào)節(jié)。

所述的量子點棒10下端弧面鍍反射膜901。

有益效果：

本發(fā)明采用陣列式高亮激光源，不僅可以控制光源的波長，而且還可以控制激光源的亮度和功率消耗。本發(fā)明采用陣列式帶散射摻雜顆粒的量子點棒結構，使高亮激光有效地變成高亮面光源，從而省去導光板，結構大大簡化。本發(fā)明陣列式量子點棒，即線光源拼接成均勻面光源。由于量子點棒的尺寸可控，可隨意組合成任意大小尺寸的顯示背光模組。而且面光源的亮度由激光源和量子點棒的數(shù)量決定，因而能夠滿足戶外高亮度顯示的要求。本發(fā)明采用通過控制激光源波長，量子點摻雜成分和濃度及散射顆粒的濃度以及量子點棒的數(shù)量決定系統(tǒng)的亮度和色域。

附圖說明

圖1是陣列式激光量子點棒背光模組的整體結構。

圖2是陣列式激光量子點棒背光模組橫截面結構圖。

圖3是陣列式激光量子點棒背光模組量子點棒內(nèi)部散射點設計結構圖。

圖4是陣列式激光量子點棒背光模組量子點棒剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖來對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1所示，圖1為陣列式激光量子點棒背光模組的整體結構，包括至少一個激勵點光源201、量子點棒101和液晶顯示裝置503，所述量子點棒101組成陣列，所述的激勵點光源201為藍色激光光源，所述藍色激光光源與量子點棒101經(jīng)光學耦合部件耦合，且一一對應，在平行于顯示面板的平面呈矩形陣列式排布。

設有背板401，量子點棒101陣列橫向位于背板401的中間部分，背板401兩側設有金屬支架，分別為左金屬支架301和右金屬支架302，所述激勵點光源201固定在所述金屬支架上。

上述陣列式激光量子點棒背光模組結構光的傳播路徑為：光從激勵點光源201射出，經(jīng)光學耦合透鏡，進入量子點棒101，其間激光激發(fā)產(chǎn)生的紅色和綠色光以及剩余的藍色激光混合成所需的白光，經(jīng)量子點棒101內(nèi)散射中心的散射使得更多的光從量子點棒101的徑向，即垂直于量子點棒101的軸心方向射出。由陣列式量子點棒101組成的平面光源直接作為背光模組的面光源為顯示所用。由于量子點棒101的直徑及排列密度可控，加上激勵點光源201的功率可調(diào)，由此制成的大面積線陣面光源，滿足戶外高亮顯示要求。

圖2為圖1的橫截面圖，主要包括由陣列式激光源及相應的陣列式量子點棒組成的光源部分和相應的光學耦合部件，所述背板401上依次固定反光板801、量子點棒101、增亮膜501、勻光膜502以及未端的液晶顯示面板503。其中所需增亮膜501的數(shù)量由系統(tǒng)最終所需亮度決定，增加增亮膜的數(shù)量可以提高亮度。

圖3為陣列式激光量子點棒背光模組的核心部件，為提高量子點棒的徑向散射，特意在量子點棒101中摻雜散射顆粒。激光由左或者右端入射，經(jīng)光學耦合透鏡，將激光耦合進量子點棒101，為保證最大光學耦合，激光源軸心，耦合透鏡軸心與量子點棒心同軸。

量子點棒101按一定濃度摻雜的紅綠量子點701，和一定濃度摻雜的散射顆粒601，由于量子點701對藍光的吸收，從激勵點光源201一端入射的激光強度會沿著量子點棒101逐漸向另一端衰減其強度，相應的所激發(fā)的量子點熒光也隨之減弱。一種彌補的辦法是在其中摻雜適當?shù)纳⑸漕w粒601。因為激光量子點701棒背光模組的最終有效光亮由從量子點棒101上端出射的總光通量決定，因此提高所產(chǎn)生熒光的徑向散射是關鍵。增加適量的散射顆粒601可以有效的提高量子點棒的徑向出光效率，而這一部分對最終顯示器的亮度貢獻很大。因而摻雜散射顆粒701的密度分布不是軸向均勻的，所述摻雜散射顆粒601的濃度為由激勵點光源201入射端到量子點棒101另一端逐漸增加，也就是說，如果激光從左側入射，那么量子點棒101的右側散射顆粒密度較大；相反如果激光從量子點棒101右側入射，那么量子點棒的左側散射顆粒密度較大。

為了背光系統(tǒng)的光的均勻性，左金屬支架301和右金屬支架302都設有激勵點光源201，左金屬支架301和右金屬支架302為激勵點光源201的陣列固定支架，且激勵點光源201的排布順序為：如果第一排量子點棒101的左側對應有激勵點光源201，那么第二排的量子點棒101的右側將對應有激勵點光源201，每個量子點棒對應唯一的一個激勵點光源201，以下量子點棒101與激勵點光源201將按所述規(guī)律交替排布。這樣由于光的吸收造成的不均勻由兩側的不均勻來勻化，使得整個背光系統(tǒng)出光均勻。

散射顆粒601相比較于量子點701，其尺寸大于量子點而小于可見光的波長，也就是小于400納米。這樣對可見光的散射最強，使得可見光徑向出射最強。

系統(tǒng)的總的亮度要求由最終通過液晶顯示面板503的亮度決定，因此激光光源201的最終光效由介于其間的激光源耦合透鏡，量子點棒101的橫截面尺寸也就是直徑，量子點棒101內(nèi)部的光散射顆粒濃度及分布，紅綠量子點的摻雜濃度及配比，以及后續(xù)的增亮膜的數(shù)量，勻光膜的透光效率和液晶面板的透光效率決定。

圖4為量子點棒101剖面圖。由于對量子點的激發(fā)是各向同性，而顯示面板最終所需僅僅是從量子點棒上部散射出來的光，因此向下面散射的光勢必浪費。為回收這些光，特采取量子點棒下端弧面鍍反射膜901。激光激發(fā)得量子熒光經(jīng)底部的反射膜發(fā)射，大部分回到徑向，成為有用的光。因此此反射膜的設計極為重要。理想的反射材料應具有98%以上的反射效率。

在本發(fā)明中，藍色激光光源由半導體激光源組成。藍色激光光源的波長范圍為450nm-455nm，功率大于1.5瓦，為減少長時間照射可能引起的溫度提高，藍色激光光源附帶了特殊的散熱結構，其結構包括沿著激光模塊末端自左向右方向的空氣普通熱沉導流槽組成。

陣列激光光源的數(shù)目和量子點棒為一一對應，其間距由激光源與量子點棒之間的光學耦合效率決定。太近或太遠都會影響光的耦合，所以他們之間的間距需要優(yōu)化。而這最終由所需的背板顯示系統(tǒng)的亮度要求決定。

量子點棒陣列之間的距離可調(diào)。當背板顯示系統(tǒng)亮度要求高時，量子點棒之間的間距可減小，量子點棒直徑減小，對應的激光源之間的間距也需要隨之調(diào)節(jié)，反之亦然。

量子點棒的長度由所需顯示面板的尺寸決定。大的顯示尺寸要求的量子點棒的長度相應也長。

圖1中陣列式量子點棒背光模組尺寸可在幾寸到65寸顯示器之間變化。

本發(fā)明設計可延伸應用于方形量子點塊，或條，也可以應用于圓形及不規(guī)則圖形背光系統(tǒng)設計。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明的，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。