专利名称：提高光源模块的色彩纯度的方法与应用此方法的光源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提高光源模块的色彩纯度的方法及应用此方法的光源模块，且特别涉及一种可应用于显示装置的光源模块及提高色彩纯度的方法。
背景技术：
为了配合现代生活模式，视频或图像装置的体积日渐趋于轻薄。传统的阴极射线显示器(CRT)，虽然仍有其优点，但是由于内部电子枪的结构，使得显示器体积庞大而占空间，且显示时仍有辐射线伤眼等问题。因此，配合光电技术与半导体制造技术所发展的平面式显示器(Flat PanelDisplay)，例如液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)或是等离子显示器(Plasma Display Panel，PDP)，已逐渐成为显示器产品的主流。
承上所述，就液晶显示器而言，依其光源利用型态可略分为反射式液晶显示器(Reflective LCD)、穿透式液晶显示器(Transmissive LCD)以及半穿透半反射式液晶显示器三种。以穿透式或是半穿透半反射式的液晶显示器为例，其主要是由液晶显示面板及背光模块所构成，其中，背光模块是用以提供此液晶显示面板所需的面光源，以使液晶显示器达到显示的效果。
常见的背光模块大多是使用荧光灯管或是发光二极管封装结构等光源模块来提供光源，这些光源模块可发出例如红(R)、绿(G)、蓝(B)等主要波段的光线，用以作为液晶显示面板的显示光源。值得注意的是，公知不论是荧光灯管或是发光二极管封装结构等光源模块，在作用时都难以避免地会产生含有其它杂色波段的光线，例如黄橙色及青色等光线。换言之，一般的背光模块受限于其光源模块，而无法提供色彩纯度更高的光源，如此将导致液晶显示器的色彩饱和度较低，而影响显示质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在改善光源模块的色彩纯度，以期得到色彩纯度较高的光源。
本发明的再一目的是提供一种光源模块，用以提供色彩纯度较高的光源。
基于上述或其它目的，本发明提出一种提高光源模块的色彩纯度的方法，其中光源模块包括适于发出多个不同波段色光的发光源，以及包覆于发光源外部的透光罩体。此提高光源模块的色彩纯度的方法主要是将滤光材料涂布于透光罩体表面或掺杂于透光罩体内，用以吸收特定波段的色光。
在本发明之提高光源模块的色彩纯度的方法中，滤光材料可包括稀土族元素。举例而言，滤光材料例如是钕镨化合物。
本发明还提出一种光源模块，其主要包括承载器、至少一个发光二极管芯片、透光罩体以及滤光材料。发光二极管芯片设置于承载器上，且此发光二极管芯片适于发出多个不同波段的色光。此外，透光罩体设置于承载器上，并包覆发光二极管芯片。另外，滤光材料涂布于透光罩体表面或掺杂于透光罩体内，用以吸收特定波段的色光。
在上述光源模块中，滤光材料可包括稀土族元素。举例而言，滤光材料例如是钕镨化合物。
在上述光源模块中，透光罩体例如是封装胶体，其设置于承载器上，且此封装胶体至少覆盖发光二极管芯片。此外，上述光源模块例如还包括荧光材料，其掺杂于封装胶体内。另外，封装胶体的材料例如是环氧树脂。
在上述光源模块中，上述承载器例如是封装支架或封装基板。
本发明还提出另一种光源模块，其主要包括中空透光管体、电极对、放电气体、荧光材料以及滤光材料。中空透光管体用以提供放电空间，而电极对分别设置于中空透光管体的两端。此外，放电气体填充于放电空间内，而荧光材料涂布于中空透光管体的内壁上，且荧光材料被激发后适于发出多个不同波段的色光。另外，滤光材料涂布于中空透光管体表面或掺杂于中空透光管体内，用以吸收特定波段的色光。
在上述另一种光源模块中，滤光材料可包括稀土族元素。举例而言，滤光材料例如是钕镨化合物。
在上述另一种光源模块中，中空透光管体的材料例如是玻璃。
本发明是通过滤光材料来吸收发光源所发出的特定波段的色光，其中此滤光材料可以涂布在光源模块的透光罩体表面或是掺杂在透光罩体内，因此可将发光源所发出的杂光滤除，进而提高光源模块的色彩纯度。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为本发明之较佳实施例之一种荧光灯管的示意图。
图2为一般状态下的白光荧光灯管所发出的色光的频谱图。
图3为本发明具有滤光材料的白光荧光灯管所发出的色光的频谱图。
图4为采用本发明之光源模块的一种液晶显示器的CIE色度图。
图5为本发明之另一较佳实施例之一种荧光灯管的示意图。
图6为本发明之较佳实施例之一种发光二极管封装结构的示意图。
图7为本发明之另一较佳实施例之一种发光二极管封装结构的示意图。
主要元件标记说明100、500荧光灯管110、510中空透光管体112放电空间120、520电极对122阳极
124阴极130、530放电气体140、540荧光材料150、550滤光材料600、700发光二极管封装结构610、710承载器610a凹杯结构620、720发光二极管芯片630、730透光罩体640、740滤光材料A1、A2显示色域具体实施方式
为了清楚说明本发明用以提高光源模块的色彩纯度的方法，以下将举荧光灯管与发光二极管封装结构等两种不同型态的光源模块为例进行说明。当然，所属技术领域的技术人员在参照本发明的披露后，当可将本发明的提高光源模块的色彩纯度的方法应用于其它型态的光源模块，此皆应属本发明所欲保护的精神范围。
请参照图1，其为本发明之较佳实施例之一种荧光灯管的示意图。如图1所示，荧光灯管100主要由中空透光管体110、电极对120、放电气体130以及荧光材料140所构成。荧光灯管100主要是由中空透光管体110、电极对120、放电气体130以及荧光材料140所构成。中空透光管体110例如是玻璃管或是由其它透光材料所制成，其可提供封闭的放电空间112。此外，电极对120例如包括阳极122以及阴极124，其分别设置于中空透光管体110的两端，并与电源(图中未示出)电连接。
请再参照图1，放电气体130填充于放电空间112内，常见的放电气体130例如包括汞蒸气及惰性气体，而荧光材料140涂布于中空透光管体110的内壁。当电极对120电连接至一偏压时，放电气体130会由基态(ground state)被激发至激态(excited state)。之后，在放电气体130回到基态的同时，会以放出紫外光的形式释放出能量。通过上述机制，当放电气体130所放出的紫外光打在中空透光管体110的内壁上的荧光材料140时，即可发出多个不同波段的色光(如图1中的实线与虚线箭头所示)，进而达到发光的目的。
图2为一般型态的白光荧光灯管所发出的色光的频谱图，其中横坐标代表波长(nm)，而纵坐标代表相对光强度(％)。如图2所示，除了红光、绿光与蓝光等三个主要波段的色光之外，还可以发现在主要色光的波峰的两侧存在其它杂光，如黄橙色与青色等，其波长范围例如分别介于570～600nm以及480～500nm之间，而这些杂光即为影响整体荧光灯管的色彩纯度的主要因素。
请再参照图1，为了消除上述这些杂光，本实施例还在中空透光管体110的表面涂布了滤光材料150，其中此处所指中空透光管体110的表面可以是其外表面或其内壁，图1所示为将滤光材料150涂布于中空透光管体110的外表面的例子。此外，滤光材料150例如包括稀土族元素或其它可吸收特定波长的光线(如图1中的虚线箭头所示)的物质，在本实施例中，滤光材料150例如是钕镨化合物，其恰可吸收波长范围介于480～500nm以及570～600nm之间的色光。
图3为本发明具有滤光材料的白光荧光灯管所发出的色光的频谱图，其中横坐标代表波长(nm)，而纵坐标代表相对光强度(％)。如图3所示，可以发现波长范围介于480～500nm以及570～600nm之间的大部分杂光会被中空透光管体110外表面的滤光材料150吸收，而其光强度也减为原有强度的1/10。如此一来，将可降低红色、绿色、蓝色等主要色光与杂光之间的混光，进而提高整体荧光灯管的色彩纯度。
值得一提的是，上述荧光灯管还可作为液晶显示面板的显示光源，以使液晶显示器达到显示的效果。与采用公知荧光灯管的液晶显示器相比，采用本发明之荧光灯管的液晶显示器，因背光源的色彩纯度较佳，因此显示时可具有更佳的色彩饱和度。请参照图4，其为采用本发明之光源模块的一种液晶显示器的CIE色度图(CIE Chromaticity Diagram)。由图4中可知，提高光源模块的色彩纯度，将使得液晶显示器的NTSC(NationalTelevision System Committee)比率(或为显示色域)加大，例如由原先的A1改变为A2。在经实际的测量之后，我们发现液晶显示器的色彩饱和度可由72％增加至90％以上。
除了如上述实施例所述将荧光材料涂布于中空透光管体的表面之外，本发明还可直接将荧光材料掺杂于中空透光管体内，而可得到相同的滤光效果。图5为本发明之另一较佳实施例之一种荧光灯管的示意图。如图5所示，荧光灯管500同样包括中空透光管体510、电极对520、放电气体530、荧光材料540、滤光材料550等元件，其中关于中空透光管体510、电极对520、放电气体530与荧光材料540的相关设置与说明请参考上述实施例，在此不再重复赘述。
值得注意的是，本实施例例如是在制造中空透光管体510的同时，将滤光材料550掺杂于中空透光管体510内。此滤光材料550同样包括稀土族元素或其它可吸收特定波长的光线的物质，例如是钕镨化合物，用以吸收波长范围介于480～500nm以及570～600nm之间的色光。因此，本实施例的荧光灯管500同样可具有较佳的色彩纯度。
除了上述的荧光灯管之外，本发明还提出应用相同机制来提高色彩纯度的发光二极管封装结构。请参照图6，其图示为本发明之较佳实施例之一种发光二极管封装结构的示意图。发光二极管封装结构600主要包括承载器610、至少一个发光二极管芯片620、透光罩体630以及滤光材料640。发光二极管芯片620设置于承载器610上，并通过承载器610电连接至外部电源(图中未示出)。此外，透光罩体630设置于承载器610上，并包覆发光二极管芯片620。
在本实施例中，承载器610例如是封装基板，而发光二极管芯片620设置于承载器610上的凹杯结构610a内。此外，透光罩体630可为封装胶体，用以包覆发光二极管芯片620，此封装胶体的材料例如是环氧树脂。当然，在其它实施例中，承载器610也可以是封装支架或其它型态的元件，而透光罩体630的材料也可随发光二极管封装结构600的封装型态而可变更为例如玻璃或其它透光材料。
值得注意的是，依目前已知的技术，本实施例可以通过一个或一个以上的发光二极管芯片搭配荧光材料(图中未示出)来达到白光输出的目的，当然也可以是通过多个不同颜色的发光二极管芯片进行混光，来输出白光。其中，若使用荧光材料，则例如是将荧光材料掺杂于透光罩体630内，如此由发光二极管芯片620所发出的光线便可以充分与荧光材料反应，而有不同波段的色光输出(如实线与虚线的箭头所示)。当然，关于发光二极管芯片620与荧光材料的设置方式会依实际情形而有所不同，在此便不再逐一说明。
请再参照图6，本实施例是将滤光材料640涂布于透光罩体630之外表面，用以吸收特定波段的色光(如虚线箭头所示)，其中滤光材料640例如包括钕镨化合物等稀土族元素或其它可吸收特定波长的光线的物质。若以图2与3所示的频谱图为例，则滤光材料640同样可吸收波长范围介于480～500nm以及570～600nm之间的色光，而提高发光二极管封装结构600的色彩纯度。
在本发明之另一实施例中，亦可改为将滤光材料掺杂于发光二极管封装结构的透光罩体内，以得到相同的滤光效果。图7为本发明之另一较佳实施例之一种发光二极管封装结构的示意图。如图7所示，发光二极管封装结构700同样包括承载器710、至少一个发光二极管芯片720以及透光罩体730，其中关于承载器710、发光二极管芯片720以及透光罩体730的相关设置与说明请参考上述实施例，在此不再重复赘述。
值得注意的是，本实施例例如是在制造透光罩体730的同时，将滤光材料740掺杂于透光罩体730内。此滤光材料740同样包括稀土族元素或其它可吸收特定波长的光线的物质，例如是钕镨化合物，用以吸收波长范围介于480～500nm以及570～600nm之间的色光。因此，本实施例之发光二极管封装结构700同样可具有较佳的色彩纯度。
综上所述，本发明主要是在光源模块的透光罩体表面涂布滤光材料，或是将滤光材料掺杂于透光罩体内，用以吸收发光源所发出的特定波段的色光。举例来说，本发明可应用于荧光灯管或发光二极管封装结构内，以提高这类光源模块所发出的光线的色彩纯度。因此，将这类光源模块应用于液晶显示器的背光源时，还可有效改善液晶显示器的色彩饱和度，以提供较佳的显示质量。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种提高光源模块的色彩纯度的方法，其特征是该光源模块包括适于发出多个不同波段的色光的发光源，以及包覆于该发光源外部的透光罩体，而该提高光源模块的色彩纯度的方法是将滤光材料涂布于该透光罩体表面或掺杂于该透光罩体内，用以吸收特定波段的上述这些色光。
2.根据权利要求1所述的提高光源模块的色彩纯度的方法，其特征是该滤光材料包括稀土族元素。
3.根据权利要求2所述的提高光源模块的色彩纯度的方法，其特征是该滤光材料包括钕镨化合物。
4.一种光源模块，其特征是包括承载器；至少一个发光二极管芯片，设置于该承载器上，且该发光二极管芯片适于发出多个不同波段的色光；透光罩体，设置于该承载器上，并包覆该发光二极管芯片；以及滤光材料，涂布于该透光罩体表面或掺杂于该透光罩体内，用以吸收特定波段的上述这些色光。
5.根据权利要求4所述的光源模块，其特征是该滤光材料包括稀土族元素。
6.根据权利要求5所述的光源模块，其特征是该滤光材料包括钕镨化合物。
7.根据权利要求4所述的光源模块，其特征是该透光罩体包括封装胶体，其设置于该承载器上，且该封装胶体至少覆盖该发光二极管芯片。
8.根据权利要求7所述的光源模块，其特征是还包括荧光材料，其掺杂于该封装胶体内。
9.根据权利要求7所述的光源模块，其特征是该封装胶体的材料包括环氧树脂。
10.根据权利要求4所述的光源模块，其特征是该承载器包括封装支架。
11.根据权利要求4所述的光源模块，其特征是该承载器包括封装基板。
12.一种光源模块，其特征是包括中空透光管体，用以提供放电空间；电极对，分别设置于该中空透光管体的两端；放电气体，填充于该放电空间内；荧光材料，涂布于该中空透光管体的内壁上，且该荧光材料被激发后适于发出多个不同波段的色光；以及滤光材料，涂布于该中空透光管体表面或掺杂于该中空透光管体内，用以吸收特定波段的上述这些色光。
13.根据权利要求12所述的光源模块，其特征是该滤光材料包括稀土族元素。
14.根据权利要求13所述的光源模块，其特征是该滤光材料包括钕镨化合物。
15.根据权利要求12所述的光源模块，其特征是该中空透光管体的材料包括玻璃。
全文摘要
一种提高光源模块的色彩纯度的方法，其中光源模块包括适于发出多个不同波段的色光的发光源，以及包覆于发光源外部的透光罩体。此提高光源模块的色彩纯度的方法主要是将滤光材料涂布于透光罩体表面或掺杂于透光罩体内，用以吸收特定波段的色光。本发明还提出应用此方法来提高色彩纯度的光源模块。
文档编号F21V9/00GK1963639SQ20051011595
公开日2007年5月16日 申请日期2005年11月11日 优先权日2005年11月11日
发明者黄俊晔, 王耀东 申请人:中华映管股份有限公司