应用波长转换原理的新型直下式背光光源装置的制作方法

本发明涉及一种应用波长转换原理的新型直下式背光光源装置，用作液晶显示器背光光源。

背景技术：

激光光源目前在投影、平板显示领域开始广泛应用。由于三基色激光技术并不成熟，通常采用1个单色激光+其它光源(led光源或者荧光粉受激发光装置)。

例如最早三菱公布的激光背光方案，采用的是红光激光+蓝、绿光led的形式。由于采用红光激光作为光源使用，红光激光部分可能对人眼及人体健康有较大伤害，同时带来显示画面上的散斑噪声。

而单色激光+荧光粉受激发光的混合光源，通常采用蓝光激光（通常在440nm—470nm）作为激发源，红、绿两种荧光粉作为受激发光源，最终实现的是蓝色激光+红色受激光源+绿色受激光源的混合光源。混合光源中的蓝光是单一波长的激光，同时为了激发效率考虑，蓝光的波长一般较短。因此混合光源中的蓝光成分对人眼及人体健康有较大伤害，同时也存在画面散斑噪声问题。

目前光峰科技已经考虑到上述问题，开始开发相关技术并申请了专利。其典型的专利为“基于波长转换的光源及其二次激发方法”（专利申请号201010531498.6）：第一峰值波长的激发光(uv光)的激发光源，利用第一光波长转换材料，用来吸收激发光并激发具有第二峰值波长的光（蓝光）；同时包括第二光波长转换材料，用来吸收该具有第二峰值波长的光并激发具有第三峰值波长（红光、绿光）的受激发光。此种做法可有效避免原始光源直接出射的问题。但是由于采用了二次激发的方式，效率必然受到很大影响，同时蓝光既是出射光，又同时是第三峰值波长的激发源，为了保证效率，蓝光的波长通常较短，直接出射会对人眼产生较大伤害。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种应用波长转换原理的新型直下式背光光源装置，解决以激光作为激发源的显示光源存在的下述问题：1）因波长短、能量高，容易对人体造成伤害；2）显示光源的蓝光危害；3）激光直接作为显示光源导致的显示画面散斑噪声问题。

本发明的技术方案是：一种应用波长转换原理的新型直下式背光光源装置，包括相邻设置的背光光源和反射层，其特征在于，所述的背光光源包括沿光轴方向依次间隔设置的激发光源、波长转换层和滤光层，该激发光源采用uv激光或短波长蓝光激光，波长范围为300—410nm；该波长转换层用于将uv光或短波长蓝光转换为红、绿、蓝三色光出射；该滤光层用于反射uv或短波长蓝光波段的光，同时透射可见光波段的光；在该激发光源的背面设有反射层；该滤光层的出射光作为显示器件的光源。

本发明的优点是：在激光作为激发源的波长转换型光源中，有效避免了激光直射人体造成的危险，并解决了近紫外或短波长蓝光对于人眼的伤害，同时有效消除了显示画面散斑问题。既兼顾了安全性，又兼顾了显示性能。

附图说明

图1是本发明采用的光源的基本构造示意图；

图2是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明一种应用波长转换原理的新型直下式背光光源装置实施例包括：从下至上依次是反射层4、uv或短波长蓝光激光光源1、扩散层5、波长转换层2滤光层3和增光层6，各层特征如下：

1）uv或短波长蓝光激光光源1的波长范围为300—410nm。uv或短波长蓝光激光光源1密封在由反射层4及扩散层5组成的腔体内。

2）反射层4的反射波长范围为300—650nm。

3）扩散层5一般由扩散板组成，主要用于扩散光源，使入射到波长转换层的光源均匀，同时对上面几层起到支撑作用。

4）波长转换层2，主要作用是吸收uv或短波长蓝光，将uv或短波长蓝光转换为红、绿、蓝三色光出射。其中，蓝光波长为460—480nm。这个波长既保证了uv或短波长蓝光激发转换的效率，降低了对人眼的伤害；绿光波长为530—570nm；红光波长为620—640nm。

波长转换层2可以用量子点材料薄层，特点是可以吸收较短波长的光发射较长波长的光。出射光的峰值波长由量子点的颗粒直径控制，能够精确得到所需要的波长，并且有较窄的半波宽。

5）滤光层3的作用是反射uv或短波长蓝光波段（300—410nm）的光，同时透射可见光波段（450—650nm）的光。滤光层3将激发光源（紫外或短波长蓝光）阻挡在最终的出射光之外，使得用户避免激光、短波长蓝光造成的伤害。

6）增光层6是可选层，根据实际情况需要配置，一般由dbef或者bef组成，起到提高光的利用率的作用。

7）滤光层3的出射光为白光，包含红、绿、蓝三基色的光。如果波长转换层采用了量子点材料，出射的白光的红、绿、蓝三基色的光的半波宽均会在40nm以下。

参见图2，本发明依据的应用波长转换原理的新型背光光源，包括沿光轴方向依次间隔设置的激发光源1、波长转换层2和滤光层3，主要特征如下：

1）激发光源1为uv激光或短波长蓝光激光，波长范围为300—410nm。

2）波长转换层2，主要作用是吸收uv光或短波长蓝光，将uv光或短波长蓝光转换为红、绿、蓝三色光出射。其中：

蓝光波长为460—480nm。这个波长既保证了uv光或短波长蓝光激发转换的效率，又降低了对人眼的伤害。

绿光波长为530—570nm。

红光波长为620—640nm。

波长转换层2可以用量子点材料薄层，特点是可以吸收较短波长的光发射较长波长的光。出射光的波长由量子点的颗粒直径控制，能够精确得到所需要的波长，并且有较窄的半波宽。

3）滤光层3的作用是反射uv或短波长蓝光波段（300—410nm）的光，同时透射可见光波段（450—650nm）的光。滤光层3的作用是将激发光源（紫外光或短波长蓝光）阻挡在最终的出射光之外，使得用户避免激光、短波长蓝光造成的伤害。

4）滤光层3的出射光为白光，包含红、绿、蓝三基色的光。如果波长转换层2采用了量子点材料，出射的白光的红、绿、蓝三基色的光的半波宽均会在40nm以下。应用于液晶显示或者投影显示将取得较高的色域范围（>100%ntsc）。

技术特征：

技术总结
一种应用波长转换原理的新型直下式背光光源装置，包括相邻设置的背光光源和反射层，所述的背光光源包括沿光轴方向依次间隔设置的激发光源、波长转换层和滤光层，该激发光源采用UV激光或短波长蓝光激光，波长范围为300—410nm；该波长转换层用于将UV光或短波长蓝光转换为红、绿、蓝三色光出射；该滤光层用于反射UV或短波长蓝光波段的光，同时透射可见光波段的光；在该激发光源的背面设有反射层；该滤光层的出射光作为显示器件的光源。本发明的优点是：在激光作为激发源的波长转换型光源中，有效避免激光直射人体造成的危险，并解决了近紫外和短波长蓝光对于人眼的伤害，解决了激光光源导致的显示画面散斑问题。既兼顾了安全性，又兼顾了显示性能。

技术研发人员：刘西锋
受保护的技术使用者：青岛蓝之虹光电技术有限公司
技术研发日：2016.08.04
技术公布日：2018.02.13