包括边界荧光结构体的液晶显示装置的制作方法

技术领域

本发明涉及能够缓解漏光现象的背光单元以及包括该背光单元的液晶显示装置。

背景技术：

通常，液晶显示装置是平板显示装置中的一种，其使用液晶来显示图像。鉴于在与其他显示装置相比时液晶显示装置具有薄、轻、低驱动电压和低电力消耗的优点，液晶显示装置被广泛地使用在各种工业领域中。

因为用于显示图像的液晶显示面板自身不发光，所以液晶显示装置使用包括光源的背光单元来提供光。

发光二极管(LED)主要用作光源，其原因是LED与冷阴极荧光灯(CCFL)相比具有高响应速度、优异的颜色再现性和环境友好的优点。

近来，液晶显示装置配置为使用具有量子点的荧光膜以及由LED产生的白色光来在液晶显示面板上形成图像。然而，如图1所示，当对应于液晶显示面板的尺寸切割荧光膜时，位于荧光膜的边缘部处的量子点10的一部分也被切断。因此，量子点10的横截面从荧光膜的侧表面暴露，并且因此外部水分和氧气会渗透量子点10的暴露的横截面，并且使量子点10的性能丧失。丧失其性能的量子点10不能正常地发射具有其自身颜色的光。此外，量子点10在荧光膜切割过程中被切割的表面面积变得比未切割的量子点的表面面积小，并且因此从LED入射到荧光膜上的光不能适当地转换成量子点10的颜色。

因此，入射到荧光膜的边缘区域上的光中的一些光投射穿过荧光膜的边缘区域而未与通过量子点10转换的光混合，这导致漏光现象，由此具 有特定波长的光通过荧光膜的边缘区域漏出。如果为了防止漏光现象而增大边框的尺寸，则显示面积会减小。

技术实现要素：

本申请描述了一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括背光单元、荧光膜和边界荧光结构体。背光单元发射一种或更多种波长的光。荧光膜包括量子点，所述量子点将来自背光单元的穿过膜的光中的至少一些光转换成其他波长的光，使得远离荧光膜的合并的光是白色光。边界荧光结构体形成为四边形框，该四边形框成形为与荧光膜的外边缘匹配，以补偿在显示装置的外边缘处的荧光膜的任何的性能劣化。与荧光膜类似，边界荧光结构体也包括量子点，以将入射光转换成另一波长的光，使得得到的白色光在显示装置的整个范围内更加均匀。液晶显示装置还可以包括其他部件，例如使用通过导光板、荧光膜和边界荧光结构体发射的光来实现图像的显示面板。

应当理解，本发明的上述一般描述和下文详细描述是示例性的和说明性的，并且意在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。

本发明的目的是提供一种能够缓解漏光现象的背光单元以及包括该背光单元的液晶显示装置。

在下面的描述中将部分地阐述本发明的另外的优点、目的和特征，并且对于本领域技术人员而言，当研究下文时，这些另外的优点、目的和特征会变得显见或者可以从本发明的实施中获知。本发明的目的和其他优点可以通过在书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。

附图说明

本申请包括附图以提供对本发明的进一步理解并且附图被合并在本申请中并构成本申请的一部分，附图示出本发明的一个或更多个实施方案，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出常规荧光膜的截面图；

图2是示出根据本发明的第一实施方案的液晶显示装置的截面图；

图3是用于详细地说明图2中所描述的荧光膜的透视图；

图4是示出根据本发明的第一实施方案的液晶显示装置的另一示例性边界荧光结构体的截面图；

图5A至图5C是用于说明通过在图4中所描述的液晶显示装置中的边界荧光结构体、光源封装件和荧光膜的各种配置进行的白色光转换过程的截面图；

图6是示出根据本发明的第二实施方案的液晶显示装置的截面图；

图7是用于说明通过在图6中所描述的液晶显示装置中的光源封装件、荧光膜和边界荧光结构体进行的白色光转换过程的截面图；以及

图8A和图8B是用于说明对常规液晶显示装置和根据本发明的液晶显示装置进行漏光实验的结果的图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的优选实施方案，附图中示出其实例。说明书中所描述的以及附图中所示出的优选实施方案仅是说明性的，而不意在表示本发明的所有方面。

在任何可能的情况下，将贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。在附图中，为了清楚和方便，将部件的尺寸、形状等进行放大。

在下文中，将参考附图详细地描述本发明的优选实施方案。

图2是示出根据本发明的第一实施方案的液晶显示装置的截面图。

图2中所描述的液晶显示装置包括液晶显示面板120和背光单元。

背光单元布置在液晶显示面板120下，并且向液晶显示面板120提供光。背光单元包括光源封装件104、导光板102、荧光膜130、多个光学片108和110、以及反射片112。

光源封装件104配置为通过接收外部电源而被驱动并且产生光。光源封装件104包括发光二极管(LED)104a以及用于保护LED 104a的保护树脂104b。从LED 104a发射的光入射到导光板102上。光源封装件104布置为面对导光板102的至少一个表面。在一个实例中，光源封装件104可以设置为面对导光板102的两个侧表面，用于减少电力消耗和成本。

光学片包括漫射片110和棱镜片108，并且所述光学片布置在导光片 102的上方。棱镜片108用于使已经穿过导光板102的入射光汇聚到漫射片110上。此时，已经穿过棱镜片108的光垂直地行进至漫射片110。漫射片110用于对已经穿过棱镜片108的入射光进行漫射，并且调节光的方向，使得光朝液晶显示面板120行进。

反射片112设置在导光板102下，并且用于将从光源封装件104发射的光中的通过导光板102的底表面指向外侧的一些光反射至导光板102。

导光板102布置为面对光源封装件104，以引导从光源封装件104入射的光，并且用于漫射以及汇聚所引导的光并将光向导光板102的前方投射。

荧光膜130包括布置为彼此相对的上阻挡膜132和下阻挡膜136，以及设置在上阻挡膜132与下阻挡膜136之间的量子点层134。

上阻挡膜132与下阻挡膜136由保护量子点层134并且具有优异的光透射率的树脂制成。上阻挡膜132与下阻挡膜136由例如选自下述材料中的至少一种材料制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯和聚碳酸酯(PC)。

量子点层134配置为包括具有不同尺寸的红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少之一。例如，红色量子点形成为比绿色量子点和蓝色量子点大，并且蓝色量子点形成为比红色量子点和绿色量子点小。红色量子点吸收从光源封装件104发射的特定颜色的光并且将该光转换成红色光，绿色量子点吸收从光源封装件104发射的特定颜色的光并且将该光转换成绿色光，并且蓝色量子点吸收从光源封装件104发射的特定颜色的光并且将该光转换成蓝色光。因此，从光源封装件104发射的特定颜色的光通过荧光膜130转换成白色光，并且朝液晶显示面板120投射。

液晶显示面板120使用通过导光板102投射的光来实现图像。液晶显示面板120包括布置为彼此相对的上基板124和下基板122、以及分别地附接至上基板124和下基板122的偏振板128和偏振板126，在上基板124与下基板122之间插入有液晶层。

在下基板122上形成彼此交叉的多个数据线和多个栅极线。通过数据线与栅极线的这样的交叉结构，在液晶显示面板120上以矩阵形式布置液晶盒。下基板122还包括：薄膜晶体管(TFT)、液晶盒的与TFT连接的像素电极、以及存储电容器。通过经由数据线提供给像素电极的数据电压、以及通过提供给公共电极的公共电压的电位差产生的电场，液晶盒被驱 动，由此调节透过液晶显示面板120的光的量。

在上基板124上形成黑色矩阵、滤色器和公共电极。在使用垂直电场驱动方法(例如TN(扭曲向列)模式或VA(垂直取向)模式)的装置中，公共电极形成在上基板124上。或者，在使用水平电场驱动方法(例如IPS(面内切换)模式或FFS(边缘场切换)模式)的装置中，公共电极连同像素电极一起形成在下基板122上。

上偏振板128附接至液晶显示面板120的上基板124的顶表面，下偏振板126附接至液晶显示面板120的下基板122的底表面。

设置在形成于液晶显示面板120的上基板124上的滤色器与荧光膜130之间的是与荧光膜130的边缘区域交叠的边界荧光结构体140。例如，如图3所示，沿下偏振板126的底表面上的边缘形成边界荧光结构体140。或者，如图4所示，沿棱镜片108的顶表面或底表面上的边缘形成边界荧光结构体140。如图3所示，边界荧光结构体140形成为四边形框形状，以与位于沿荧光膜130的四条边的边缘区域交叠，或者边界荧光结构体140形成为与位于沿着荧光膜130的至少两条边(上下边、左右边、上左右边)的边缘区域交叠。该交叠可以使得体140与膜130的外边缘齐平，或者体可以延伸超过膜130的外边缘一定距离。

在一个实施方案中，沿与显示面板120的表面平行延伸的轴，将形成边界荧光结构体140的四边形框成形为两个同心四边形，本文中被称为内四边形和外四边形。边界荧光结构体140的位于内四边形与外四边形之间中的内容物(contents)可以包括与膜130相同的内容物。

作为框本身的外边缘的最外四边形的外边缘形成为与荧光膜的外边缘相同尺寸或比荧光膜的外边缘大的尺寸(即，长度、宽度)，使得体140的第二荧光膜与膜130交叠。内四边形内部的空间没有荧光材料，并且因此光能够自由地穿过显示装置的层之间的这个空间。实际上，由于在制造期间压缩整个装置，所以该空的空间可以填充有其他材料(例如层108或层110)。

边界荧光结构体140由发射与荧光膜130的量子点层134相同颜色的光的材料制成。例如，边界荧光结构体140形成为具有与荧光膜130相同的结构和相同的材料。为了方便起见，在体140具有与荧光膜130相同的结构和相同的材料的情况下，体140的内容物可以被称为第二荧光膜。边界荧光结构体140可以通过印刷方法、涂覆方法、胶带粘附方法或图案化 方法形成。

因此，因为通过在边界荧光结构体140中的量子点转换的光与通过荧光膜130的边缘区域投射的光混合，所以白色光入射到液晶显示面板120的与荧光膜140的边缘区域对应的边缘区域上。换言之，边界荧光结构体140将通过荧光膜130的边缘区域投射而未与经由位于荧光膜130边缘区域内的量子点转换的特定波长的光混合的光转换成白色光。

具体地，如图5A所示，在光源封装件104包括具有绿色荧光物质的保护树脂104b和蓝色发光二极管104a的情况下，荧光膜130具有红色量子点134R并且边界荧光结构体140具有红色量子点140R。在其中混合有来自绿色荧光物质的绿色光与来自蓝色发光二极管104a的蓝色光的光源封装件104发射青色光C。从光源封装件104入射到荧光膜130上的青色光C中的一些光通过荧光膜130的红色量子点134R转换成红色光，并且经转换的红色光与入射到荧光膜130上的青色光C中的剩余的光混合，并且转换成白色光W。此时，出现了下述现象：由此位于荧光膜130的边缘附近的已经丧失其性能的红色量子点134R不能将入射到荧光膜130的边缘区域上的青色光C正常地转换成红色光。在这种情况下，青色光C在荧光膜130的边缘区域中不能与红色光混合，而是入射到边界荧光结构体140上。入射到边界荧光结构体140上的青色光C中的一些光通过边界荧光结构体140的红色量子点140R转换成红色光，并且经转换的红色光与入射到边界荧光结构体140上的青色光C中的剩余的光混合，并且转换成白色光W。经转换的白色光W入射到液晶显示面板120上，并且液晶显示面板120使用白色光W来实现图像。

如图5B所示，在光源封装件104包括透明保护树脂104b和蓝色发光二极管104a的情况下，荧光膜130具有红色量子点134R和绿色量子点134G，并且边界荧光结构体140具有红色量子点140R和绿色量子点140G。光源封装件104发射来自蓝色发光二极管104a的蓝色光B。从光源封装件104入射到荧光膜130上的蓝色光中的一些光通过荧光膜130的红色量子点134R和绿色量子点134G转换成红色光和绿色光，并且经转换的红色光与绿色光与入射到荧光膜130上的蓝色光B中的剩余的光混合，并且转换成白色光。此时，出现了下述现象：由此位于荧光膜130的边缘附近的已经丧失其性能的红色量子点134R和绿色量子点134G不能将入射到荧光膜130的边缘区域上的蓝色光正常地转换成红色光和绿色光。在这种情况下，蓝色光B在荧光膜130的边缘区域中不能与红色 光和绿色光混合，而是入射到边界荧光结构体140上。入射到边界荧光结构体140上的蓝色光B的一些光通过边界荧光结构体140的红色量子点140R和绿色量子点140G转换成红色光和绿色光，并且经转换的红色光和绿色光与入射到边界荧光结构体140上的蓝色光中的剩余的光混合，并且转换成白色光W。经转换的白色光W入射到液晶显示面板120上，并且液晶显示面板120使用白色光W来实现图像。

如图5C所示，在光源封装件104包括透明保护树脂104b和紫外发光二极管104a的情况下，荧光膜130具有红色量子点134R、绿色量子点134G和蓝色量子点134B，并且边界荧光结构体140具有红色量子点140R、绿色量子点140G和蓝色量子点140B。光源封装件104发射来自紫外发光二极管104a的紫外光(UV)。从光源封装件104入射到荧光膜130的紫外光(UV)中的一些光通过荧光膜130的红色量子点134R、绿色量子点134G和蓝色量子点134B转换成红色光、绿色光和蓝色光，并且经转换的红色光、绿色光和蓝色光与入射到荧光膜130上紫外光(UV)中的剩余的光混合，并且转换成白色光W。此时，出现了下述现象：由此位于荧光膜130的边缘附近的已经丧失其性能的红色量子点134R、绿色量子点134G和蓝色量子点134B不能将入射到荧光膜130的边缘区域上的紫外光(UV)转换成红色光、绿色光和蓝色光。在这种情况下，紫外光(UV)在荧光膜130的边缘区域中不能与红色光、绿色光和蓝色光混合，而是入射到边界荧光结构体140上。入射到边界荧光结构体140上的紫外光(UV)中的一些光通过边界荧光结构体140的红色量子点140R、绿色量子点140G和蓝色量子点140B转换成红色光、绿色光和蓝色光，并且经转换的红色光、绿色光和蓝色光与入射到边界荧光结构体140上的紫外光(UV)中的剩余的光混合，并且转换成白色光W。经转换的白色光W入射到液晶显示面板120上，并且液晶显示面板120使用白色光W来实现图像。

如上所述，根据本发明，边界荧光结构体140设置在荧光膜130的上方和/或下方，以与荧光膜130的边缘区域交叠。边界荧光结构体140将通过荧光膜130的边缘区域投射而未与经由荧光膜130的量子点转换的光混合的光转换成白色光。因此，通过边界荧光结构体140提高了根据本发明的液晶显示装置的边缘区域中的光颜色混合效率，由此减少了边缘区域中的漏光现象而未增大边框尺寸。

图6是示出根据本发明的第二实施方案的液晶显示装置的截面图。

除了设置在导光板上的边界荧光结构体之外，图6中所示的液晶显示装置包括与图2中所示的液晶显示装置的部件相同的部件。因此，将省略对相同部件的详细描述。

图6中所示的边界荧光结构体140设置在导光板102的顶表面和底表面中的至少之一上，以与荧光膜130的边界区域交叠。例如，在导光板102在其顶表面上形成有棱镜状导光图案的情况下，边界荧光结构体140沿导光板102的底表面上的边缘设置，从而提高了粘附性。

边界荧光结构体140由发射与荧光层130的量子点层134的颜色相同颜色的光的材料制成。例如，边界荧光结构体140形成为具有与荧光膜130相同的结构和相同的材料。

考虑到位于荧光膜130边缘附近的已经丧失其性能的量子点的比例，边界荧光结构体140用于调节入射到荧光膜130上的特定颜色的光的比例。也就是说，入射到荧光膜130的边缘区域上的特定颜色的光的比例调节为比入射到荧光膜130的中心区域上的特定颜色的光的比例小。例如，如果荧光膜130的量子点为红色量子点，则入射到荧光膜130的边缘区域上的青色光的比例调节为比入射到荧光膜130的中心区域上的青色光的比例小。因此，因为通过荧光膜130的量子点转换的所有红色的光以低比例与入射到荧光膜130边缘区域上的青色光混合，所以投射白色光而没有漏光现象。结果，通过边界荧光结构体140提高了根据本发明的液晶显示装置的边缘区域中的光颜色混合效率，由此减少了边缘区域中的漏光现象而没有增大边框的尺寸。

具体地，如图7所示，在光源封装件104包括透明保护树脂104b和蓝色发光二极管104a的情况下，荧光膜130具有红色量子点134R和绿色量子点134G，并且边界荧光结构体140具有红色量子点140R和绿色量子点140G。光源封装件104发射来自蓝色发光二极管104a的蓝色光B。从光源封装件104入射到边界荧光结构体140上的蓝色光中的一些光通过边界荧光结构体140的红色量子点140R和绿色量子点140G转换成红色光和绿色光，并且经转换的红色光与绿色光与入射到边界荧光结构体140上的蓝色光B中的剩余的光混合，并且转换成添加有白色光W的蓝色光B。在此，位于荧光膜130的边缘附近的已经丧失其性能的红色量子点134R和绿色量子点134G将添加有白色光W的蓝色光B转换成红色光和绿色光，并且经转换的红色光和绿色光与入射到荧光膜130上的蓝色光B中剩余的光混合，并且转换成白色光W。经转换的白色光W入射到液晶 显示面板120上，并且液晶显示面板120使用白色光W来实现图像。

如上所述，在本发明的第二实施方案中，边界荧光结构体140设置在导光板102的顶表面和底表面中的至少之一上，以与荧光膜130的边缘区域交叠。考虑到位于荧光膜130的边缘附近的并且已经丧失其性能的量子点的比例，边界荧光结构体140用于调节入射到荧光膜130上的特定颜色的光的比例。因此，因为将入射到荧光膜130的边缘区域上的处于低比例的光与通过荧光膜130的量子点转换的光完全混合，所以投射白色光而没有漏光现象。因此，通过边界荧光结构体140提高了根据本发明的液晶显示装置的边缘区域中的光颜色混合效率，由此减少了边缘区域中的漏光现象而没有增大边框的尺寸。

图8A和图8B是用于说明对常规液晶显示装置和根据本发明的液晶显示装置进行漏光实验的结果的图。

如图8A所示，常规液晶显示装置示出蓝色光从边框附近的边缘区域漏出。然而，如图8B所示，根据本发明的液晶显示装置示出利用经由边界荧光结构体140使光颜色混合效率提高使从边框附近的边缘区域的蓝色光漏出最小化。

虽然在本发明的第一实施方案中已经描述了边界荧光结构体140设置在荧光膜130的上方，以及在本发明的第二实施方案中已经描述了边界荧光结构体140设置在荧光膜130的下方，但是边界荧光结构体140还可以设置在荧光膜130的上方及下方二者处。例如，边界荧光结构体140可以设置在导光板102处以及棱镜片108二者处。

根据以上描述显见的是，通过边界荧光结构体提高了根据本发明的液晶显示装置的边缘区域中的光颜色混合效率，由此减少了边缘区域中的漏光现象而没有增大边框的尺寸。

对于本领域技术人员而言明显的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中能够做出各种修改和变化。因此，如果本发明的修改和变化落入所附权利要求及其等同方案中的范围内，则本发明意在涵盖这些修改和变化。