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

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)顯示器的光學(xué)性能要求越來(lái)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(shí)從電腦顯示，到手機(jī)，到大屏幕，到家庭影院，無(wú)不體現(xiàn)了顯示技術(shù)的發(fā)展。然而任何技術(shù)都有它的局限，今天led雖然成了市場(chǎng)的熱點(diǎn)，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(shù)，來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品，而激光作為光源適逢其時(shí)。

激光作為光源其最大的特點(diǎn)就是它寬廣的色域、長(zhǎng)壽命、極高亮度、較低的能耗，具有傳統(tǒng)光源無(wú)可比擬的先天優(yōu)勢(shì)，因此被譽(yù)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(wú)疑將會(huì)在色域，穩(wěn)定性，亮度方面給現(xiàn)有的顯示技術(shù)一個(gè)很大的促進(jìn)。然而限于激光源的成本，散熱，尺寸結(jié)構(gòu)等一系列的問(wèn)題，至今市場(chǎng)上仍沒(méi)有真正的用純粹激光做背光源的產(chǎn)品。

相比而言，量子點(diǎn)材料卻具有很大的優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)在于，量子點(diǎn)的光電特性很獨(dú)特，它受到光的刺激，會(huì)根據(jù)量子點(diǎn)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(diǎn)應(yīng)用到顯示技術(shù)的主要原理，是通過(guò)純藍(lán)光源，激發(fā)量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中不同尺寸的量子點(diǎn)晶體，從而釋放出純紅光子和純綠光子，并與剩余的純藍(lán)光投射到成像系統(tǒng)上面，這樣就可以借助量子點(diǎn)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(shí)現(xiàn)更佳的成像色彩。

量子點(diǎn)技術(shù)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(diǎn)技術(shù)由于其光電特性獨(dú)特所以得到廣泛應(yīng)用，且逐漸獲得液晶廠商和用戶的普遍認(rèn)可。但是其激發(fā)光源為藍(lán)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(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，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(diǎn)形成的廣譜的色域更寬，顏色更純。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問(wèn)題：

量子點(diǎn)技術(shù)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(lán)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(diǎn)的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的是通過(guò)利用高亮度的激光光源激發(fā)高亮度的量子點(diǎn)熒光，并且利用陣列式高亮量子點(diǎn)棒組成任意長(zhǎng)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(guò)量子點(diǎn)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(fù)雜性和成本，結(jié)合高亮激光和量子點(diǎn)棒各自特點(diǎn)提高背光源顯示系統(tǒng)的亮度和色域。

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

設(shè)有背板401，量子點(diǎn)棒101陣列橫向位于背板401的中間部分，背板401兩側(cè)設(shè)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(lì)點(diǎn)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(lì)點(diǎn)光源201的陣列固定支架，且激勵(lì)點(diǎn)光源201的排布順序?yàn)椋喝绻谝慌帕孔狱c(diǎn)棒101的左側(cè)對(duì)應(yīng)有激勵(lì)點(diǎn)光源201，那么第二排的量子點(diǎn)棒101的右側(cè)將對(duì)應(yīng)有激勵(lì)點(diǎn)光源201，每個(gè)量子點(diǎn)棒對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)激勵(lì)點(diǎn)光源201，以下量子點(diǎn)棒101與激勵(lì)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)棒101內(nèi)設(shè)有摻雜的紅綠量子點(diǎn)601和摻雜的散射顆粒701。

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

所述摻雜散射顆粒701的濃度從量子點(diǎn)棒靠近激勵(lì)點(diǎn)光源201的入射端到量子點(diǎn)棒101另一端逐漸增加。

所述激勵(lì)點(diǎn)光源201軸心與量子點(diǎn)棒101軸心同軸。

所述激勵(lì)點(diǎn)光源201波長(zhǎng)范圍為450nm-455nm，功率大于1.5瓦，所述每個(gè)激勵(lì)點(diǎn)光源201光源與一個(gè)熱沉散熱導(dǎo)流槽相連，所述激勵(lì)點(diǎn)光源201和量子點(diǎn)棒101為替換和拆卸結(jié)構(gòu)，所述量子點(diǎn)棒101陣列之間的距離能夠調(diào)節(jié)，對(duì)應(yīng)的激勵(lì)點(diǎn)光源201之間的間距隨之調(diào)節(jié)。

所述的量子點(diǎn)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(zhǎng)，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(diǎn)棒結(jié)構(gòu)，使高亮激光有效地變成高亮面光源，從而省去導(dǎo)光板，結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。本發(fā)明陣列式量子點(diǎn)棒，即線光源拼接成均勻面光源。由于量子點(diǎn)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(diǎn)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(guò)控制激光源波長(zhǎng)，量子點(diǎn)摻雜成分和濃度及散射顆粒的濃度以及量子點(diǎn)棒的數(shù)量決定系統(tǒng)的亮度和色域。

附圖說(shuō)明

圖1是陣列式激光量子點(diǎn)棒背光模組的整體結(jié)構(gòu)。

圖2是陣列式激光量子點(diǎn)棒背光模組橫截面結(jié)構(gòu)圖。

圖3是陣列式激光量子點(diǎn)棒背光模組量子點(diǎn)棒內(nèi)部散射點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。

圖4是陣列式激光量子點(diǎn)棒背光模組量子點(diǎn)棒剖面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，圖1為陣列式激光量子點(diǎn)棒背光模組的整體結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)激勵(lì)點(diǎn)光源201、量子點(diǎn)棒101和液晶顯示裝置503，所述量子點(diǎn)棒101組成陣列，所述的激勵(lì)點(diǎn)光源201為藍(lán)色激光光源，所述藍(lán)色激光光源與量子點(diǎn)棒101經(jīng)光學(xué)耦合部件耦合，且一一對(duì)應(yīng)，在平行于顯示面板的平面呈矩形陣列式排布。

設(shè)有背板401，量子點(diǎn)棒101陣列橫向位于背板401的中間部分，背板401兩側(cè)設(shè)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(lì)點(diǎn)光源201固定在所述金屬支架上。

上述陣列式激光量子點(diǎn)棒背光模組結(jié)構(gòu)光的傳播路徑為：光從激勵(lì)點(diǎn)光源201射出，經(jīng)光學(xué)耦合透鏡，進(jìn)入量子點(diǎn)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(lán)色激光混合成所需的白光，經(jīng)量子點(diǎn)棒101內(nèi)散射中心的散射使得更多的光從量子點(diǎn)棒101的徑向，即垂直于量子點(diǎn)棒101的軸心方向射出。由陣列式量子點(diǎn)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(diǎn)棒101的直徑及排列密度可控，加上激勵(lì)點(diǎn)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(yīng)的陣列式量子點(diǎn)棒組成的光源部分和相應(yīng)的光學(xué)耦合部件，所述背板401上依次固定反光板801、量子點(diǎn)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(diǎn)棒背光模組的核心部件，為提高量子點(diǎn)棒的徑向散射，特意在量子點(diǎn)棒101中摻雜散射顆粒。激光由左或者右端入射，經(jīng)光學(xué)耦合透鏡，將激光耦合進(jìn)量子點(diǎn)棒101，為保證最大光學(xué)耦合，激光源軸心，耦合透鏡軸心與量子點(diǎn)棒心同軸。

量子點(diǎn)棒101按一定濃度摻雜的紅綠量子點(diǎn)701，和一定濃度摻雜的散射顆粒601，由于量子點(diǎn)701對(duì)藍(lán)光的吸收，從激勵(lì)點(diǎn)光源201一端入射的激光強(qiáng)度會(huì)沿著量子點(diǎn)棒101逐漸向另一端衰減其強(qiáng)度，相應(yīng)的所激發(fā)的量子點(diǎn)熒光也隨之減弱。一種彌補(bǔ)的辦法是在其中摻雜適當(dāng)?shù)纳⑸漕w粒601。因?yàn)榧す饬孔狱c(diǎn)701棒背光模組的最終有效光亮由從量子點(diǎn)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(guān)鍵。增加適量的散射顆粒601可以有效的提高量子點(diǎn)棒的徑向出光效率，而這一部分對(duì)最終顯示器的亮度貢獻(xiàn)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(lì)點(diǎn)光源201入射端到量子點(diǎn)棒101另一端逐漸增加，也就是說(shuō)，如果激光從左側(cè)入射，那么量子點(diǎn)棒101的右側(cè)散射顆粒密度較大；相反如果激光從量子點(diǎn)棒101右側(cè)入射，那么量子點(diǎn)棒的左側(cè)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(shè)有激勵(lì)點(diǎn)光源201，左金屬支架301和右金屬支架302為激勵(lì)點(diǎn)光源201的陣列固定支架，且激勵(lì)點(diǎn)光源201的排布順序?yàn)椋喝绻谝慌帕孔狱c(diǎn)棒101的左側(cè)對(duì)應(yīng)有激勵(lì)點(diǎn)光源201，那么第二排的量子點(diǎn)棒101的右側(cè)將對(duì)應(yīng)有激勵(lì)點(diǎn)光源201，每個(gè)量子點(diǎn)棒對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)激勵(lì)點(diǎn)光源201，以下量子點(diǎn)棒101與激勵(lì)點(diǎn)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(cè)的不均勻來(lái)勻化，使得整個(gè)背光系統(tǒng)出光均勻。

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

系統(tǒng)的總的亮度要求由最終通過(guò)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(diǎn)棒101的橫截面尺寸也就是直徑，量子點(diǎn)棒101內(nèi)部的光散射顆粒濃度及分布，紅綠量子點(diǎn)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(diǎn)棒101剖面圖。由于對(duì)量子點(diǎn)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(diǎn)棒上部散射出來(lái)的光，因此向下面散射的光勢(shì)必浪費(fèi)。為回收這些光，特采取量子點(diǎn)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(shè)計(jì)極為重要。理想的反射材料應(yīng)具有98%以上的反射效率。

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

陣列激光光源的數(shù)目和量子點(diǎn)棒為一一對(duì)應(yīng)，其間距由激光源與量子點(diǎn)棒之間的光學(xué)耦合效率決定。太近或太遠(yuǎn)都會(huì)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(diǎn)棒陣列之間的距離可調(diào)。當(dāng)背板顯示系統(tǒng)亮度要求高時(shí)，量子點(diǎn)棒之間的間距可減小，量子點(diǎn)棒直徑減小，對(duì)應(yīng)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(diǎn)棒的長(zhǎng)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(diǎn)棒的長(zhǎng)度相應(yīng)也長(zhǎng)。

圖1中陣列式量子點(diǎn)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(shè)計(jì)可延伸應(yīng)用于方形量子點(diǎn)塊，或條，也可以應(yīng)用于圓形及不規(guī)則圖形背光系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來(lái)限定本發(fā)明的，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。