纳米磷光体片及背光装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种纳米磷光体片和背光装置。该纳米磷光体片可以包括：基质层；分散在基质层内的多个芯壳磷光体；以及包围多个芯壳磷光体中的至少一个芯壳磷光体的涂层。一种背光装置也被公开，其包括：发出光的光源；接收光的导光板；以及设置来接收光并将光转变成白光的多个芯壳磷光体。芯壳磷光体可以被结合在导光板内，或者可以被设置在导光板上作为单独的层。
【专利说明】纳米磷光体片及背光装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及纳米磷光体片和背光装置。
【背景技术】
[0002]显示装置被划分为发射型显示装置和非发射型显示装置，发射型显示装置靠自身发光来照出图像，非发射型显示装置使用来自单独光源的光来显示图像。非发射型显示装置的一个示例是液晶显示器。
[0003]当前，液晶显示器是最广泛使用的平板显示器中的一种，且包括:两块显示板，诸如像素电极和公共电极的场发生电极形成在两块显示板上；液晶层，其介于两块显示板之间；以及背光装置，其向夹持液晶层的显示板提供光。液晶显示器通过向场发生电极施加电压以在液晶层上形成电场，藉此确定液晶层的液晶分子的方向，以及控制背光装置提供的光量，来显示图像。通常的背光装置包括发射光的光源、使光源发射的光分散以将光转变成平面光源的导光板、各种扩散膜等。
[0004]冷阴极荧光灯(CCFL)、外电极荧光灯(EEFL)和发光二极管(LED)是一些已经用于背光装置的光源。
[0005]通过将发光二极管(LED)芯片发出的蓝光与吸收部分蓝光从而进行激发和发光的黄光混合，使用滤光片的液晶显示器可以产生白光。在此情形下，黄磷光体呈分散状态形成在涂覆于芯片上的密封层内以显示黄光。
[0006]然而，存在以下问题，即磷光体的退化因发光二极管(LED)中产生的热而发生。
[0007]此【背景技术】部分中公开的以上信息仅用于促进对本发明背景的理解，因此其可以包含不构成现有技术的信息，该现有技术在本国对本领域普通技术人员是已知的。
【发明内容】
[0008]本发明已被努力地完成，以提供防止退化的纳米磷光体片和背光装置。
[0009]本发明的一示例性实施例提供一种纳米磷光体片，该纳米磷光体片包括:基质层(base layer);分散在基质层内的芯壳磷光体(core_shell phosphor);以及包围芯壳磷光体的涂层。
[0010]如果有多个芯壳磷光体分散在基质层内，则每个涂层可以包围两个或更多个芯壳磷光体。
[0011]涂层可以包括二氧化硅、聚苯乙烯和氨基甲酸乙酯中的至少一种。
[0012]纳米磷光体片还可以包括:在基质层的两个表面中的至少一个表面上的基板部件，其中基板部件可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)和聚碳酸酯(PC)与聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)中的至少一种。
[0013]纳米磷光体片还可以包括:基板部件上的粗糙层，该粗糙层经历粗糙处理。
[0014]芯壳磷光体可以由CdSe/ZnS、InP/ZnS、ZnS:Mn/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS和CdTe/ZnS中的至少一种形成。[0015]基质层可以由硅树脂和聚氨酯树脂中的至少一种形成。
[0016]本发明的另一示例性实施例提供一种背光装置，该背光装置包括:发出光的光源；接收光并引导光的导光板；以及设置在导光板上并将光转变成白光的纳米磷光体片，其中，纳米磷光体片包括基质层和分散在基质层内的多个芯壳磷光体。
[0017]背光装置可以包括:每个均包围所述多个芯壳磷光体中的至少一个芯壳磷光体的多个涂层。
[0018]每个涂层可以包围所述多个芯壳磷光体中的两个或更多个芯壳磷光体的团。
[0019]涂层可以包括二氧化硅、聚苯乙烯和氨基甲酸乙酯中的至少一种。
[0020]纳米磷光体片还可以包括:在基质层的两个表面中的至少一个表面上的基板部件，其中基板部件可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)和聚碳酸酯(PC)与聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)中的至少一种。
[0021]纳米磷光体片还可以包括:基板部件上的粗糙层，该粗糙层经历粗糙处理。
[0022]背光装置还可以包括:位于基质层的两个表面上的阻挡层。
[0023]阻挡层可以由金属材料形成，该金属材料包括铝和银中的至少一种。
[0024]纳米磷光体片还可以包括:在基质层的两个表面中的至少一个表面上的基板部件，其中基板部件可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)和聚碳酸酯(PC)与聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)中的至少一种。
[0025]纳米磷光体片还可以包括:基板部件上的粗糙层，该粗糙层经历粗糙处理。
[0026]芯壳磷光体可以由CdSe/ZnS、InP/ZnS、ZnS:Mn/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS和CdTe/ZnS中的任意一种形成。
[0027]背光装置还可以包括:位于纳米磷光体片上的包括扩散片的光学膜。
[0028]基质层可以由硅树脂和聚氨酯树脂中的至少一种形成。
[0029]本发明的再一个示例性实施例提供一种背光装置，该背光装置包括:发出光的光源；接收光且引导光的导光板；以及设置来接收光且将光转变为白光的多个芯壳磷光体。
[0030]芯壳磷光体可以被包含在导光板内。
[0031]背光装置可以包括:每个均包围所述多个芯壳磷光体中的至少一个芯壳磷光体的多个涂层。
[0032]每个涂层可以包围所述多个芯壳磷光体中的两个或更多个芯壳磷光体的团。
[0033]涂层可以包括二氧化硅、聚苯乙烯和氨基甲酸乙酯中的至少一种。
[0034]芯壳磷光体可以由CdSe/ZnS、InP/ZnS、ZnS:Mn/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS和CdTe/ZnS中的任意一种形成。
[0035]本发明的再一个示例性实施例提供一种背光装置，该背光装置包括:产生光的多个光源；引导光的导光板；位于导光板和多个光源之间的光学混合部件；以及将光学混合部件与导光板进行粘合的粘合层，其中粘合层包括多个芯壳磷光体，且光源中产生的光通过粘合层被转变为白光。
[0036]背光装置可以包括:每个均包围所述多个芯壳磷光体中的至少一个芯壳磷光体的多个涂层。
[0037]每个涂层可以包围所述多个芯壳磷光体中的两个或更多个芯壳磷光体的团。
[0038]涂层可以包括二氧化硅、聚苯乙烯和氨基甲酸乙酯中的至少一种。[0039]光学混合部件可以在面对光源的表面上形成为双凸透镜(lenticular)形状或棱镜形状。
[0040]本发明的再一个示例性实施例提供一种背光装置，该背光装置包括:位于基板上的多个光源；位于所述多个光源之上从而与所述多个光源间隔开的扩散片，其中扩散片包括多个芯壳磷光体，且光源中产生的光通过扩散片被转变为白光。
[0041]背光装置可以包括:每个均包围所述多个芯壳磷光体中的至少一个芯壳磷光体的多个涂层。
[0042]每个涂层可以包围所述多个芯壳磷光体中的两个或更多个芯壳磷光体的团。
[0043]涂层可以包括二氧化硅、聚苯乙烯和氨基甲酸乙酯中的至少一种。
[0044]芯壳磷光体可以由CdSe/ZnS、InP/ZnS、ZnS:Mn/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS和CdTe/ZnS中的任意一种形成。 [0045]根据本发明的示例性实施例，通过将纳米磷光体布置在远离光源的位置可以防止退化，并且通过对芯壳磷光体进行包覆可以确保芯壳磷光体的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的纳米磷光体片；
[0047]图2是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的芯壳磷光体结构；
[0048]图3是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的包括背光装置的显示装置；
[0049]图4是横截面视图，示出图3中根据本发明一示例性实施例的纳米磷光体片；
[0050]图5是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的包括背光装置的显示装置；
[0051]图6是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的包括背光装置的显示装置；
[0052]图7是布局图，示出图6中光源部分和导光板之间的构成元件；以及
[0053]图8是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的包括背光装置的显示装置。
[0054]附图标记说明
[0055]30涂层50基质层
[0056]60基板部件 70粗糙层
[0057]80粘合层90光学混合部件
[0058]120导光板 QD芯壳憐光体
【具体实施方式】
[0059]以下，将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的那样，可以以各种不同的方式来修改所述实施例，而皆不背离本发明的主旨和范围。相反，本文所介绍的示例性实施例被提供来使公开的内容全面且完整，并将本发明的主旨充分地传达给本领域技术人员。
[0060]附图中，为了清楚起见，层、膜、板、区域等的厚度被夸大。应理解，当某一层被称为在另一层或基板“上”时，它可以直接在该另一层或基板上，或者介于其间的层也可以存在。整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
[0061]图1是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的纳米磷光体片。
[0062]参见图1，在根据本发明该示例性实施例的纳米磷光体片QDS中，多个芯壳磷光体QD分散在基质层50内。芯壳磷光体(core-shell phosphor) QD是具有纳米尺寸的半导体晶体——一种与通常的荧光材料相比产生更强的窄波长范围内的荧光的量子点，且由位于其中心的芯10和包围芯10的壳20形成。芯壳磷光体QD可以是CdSe/ZnS、InP/ZnS、ZnS:Mn/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS 和 CdTe/ZnS 中的任意一种。
[0063]在示例性实施例中，基质层50可以由硅树脂和聚氨酯树脂中的任一种形成。
[0064]在示例性实施例中，可以以涂层30来镀覆芯壳磷光体QD，涂层30包括二氧化硅、聚苯乙烯、氨基甲酸乙酯或类似物。涂层30可以为芯壳磷光体QD (其自身不耐热和潮湿)提供屏障性能，从而提高可靠性。
[0065]基板部件60设置在基质层50的两个表面上。基板部件60可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)和聚碳酸酯(PC)与聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)中的至少一种形成。基板部件60用作用于形成基质层50的支承基板。图1中，基板部件60形成在基质层50的两个表面上，然而基板部件60可以仅形成在其任意一个表面上。
[0066]经历粗糙处理的粗糙层(matte layer) 70位于基板部件60的两个表面上。粗糙层70用于防止根据示例性实施例的纳米磷光体片与纳米磷光体片设置于其上的部件之间的摩擦，且防止诸如波纹图案的润湿现象(wet-out phenomenon)的发生。粗糙层70可以在其表面中的一个或更多个表面上包括纹理，例如凸起和凹陷。由于表面纹理常常改变入射光传播的方向，所以优选的是将凸起和凹陷的数量减至最小。
[0067]图2是横截面视图，示出根据本发明示例性实施例的芯壳磷光体结构。
[0068]参见图2，图1的示例性实施例在本示例性实施例中被更改，一个涂层30包围多个芯壳磷光体QD。与如图1的示例性实施例的单个芯壳磷光体QD的涂层相比，如本示例性实施例的多个芯壳磷光体QD的涂层可以提高涂覆效率。
[0069]图3是横截面视图，示出根据本发明示例性实施例的包括背光装置的显示装置。
[0070]参见图3，根据本发明示例性实施例的显示装置可以包括:实现图像的显示面板164 ;向显示面板164提供光的背光装置150 ;以及用于容放显示面板164和背光装置150的上盖180和下盖100。
[0071]上盖180被弯折以围绕显示面板164的非显示区和下盖100的侧面。用于支承其它组成元件的模框170形成在上盖180和下盖100之间。
[0072]显示面板164通过根据图像信号调整来自背光装置150的光的透射率来显示图像，根据示例性实施例的显示装置可以是液晶显示器，且在液晶显示器的情形下，显示面板164可以包括形成在下基板160和上基板162之间的液晶层(未示出)以及维持下基板160和上基板162之间的基本恒定的间隔距离的隔离物(未示出)。
[0073]上基板162包括滤光片、黑矩阵、公共电极等。
[0074]下基板160可以包括薄膜晶体管和与薄膜晶体管连接的像素电极。这里，被构建在上基板162上的公共电极根据液晶的类型，可以被形成在下基板160上，且形成在上基板162上的滤色片或黑矩阵可以形成在下基板160上以提高开口率。[0075]背光装置150包括:导光板120，其将发射自光源LS的光变成平面光源，以向上部的显不面板164提供面光源；扩散片142,其位于导光板120的上部，以散射发射自导光板120的光，从而发射均勻的光；反射片110,其位于导光板120的下部，以反射朝显不面板164的相反侧泄漏的光，因而将光传输至导光板120 ;以及棱镜片144,其位于扩散片142上，以聚集扩散片142中扩散的光。
[0076]在此示例性实施例中，纳米磷光体片QDS形成在导光板120上。纳米磷光体片QDS可以是图1中示出的纳米磷光体片QDS。此外，如图2所示，涂层30可以形成来包围多个芯壳磷光体。在此情形下，光源LS产生的光在穿过导光板120传播之后抵达纳米磷光体片QDS，此光在穿过纳米磷光体片QDS的同时可以被转变为白光。光源LS可以发射蓝光。在此情形下，可以控制纳米磷光体的颗粒尺寸和浓度，以通过将纳米磷光体片QDS与蓝光混合来实现所需的颜色和颜色坐标。
[0077]可以针对白光来优化设计扩散片142和棱镜片144，并且如果显示非白光的颜色的光被用作光源LS，则鉴于光均匀性的维持，优选的是，根据示例性实施例的纳米磷光体片QDS被直接安置在导光板120上。
[0078]在示例性实施例中，光源LS被安装在印刷电路板PCB130上。光源LS可以通过印刷电路板PCB130获取电源和电信号，可以在邻近导光板120的一侧的边缘的位置沿着所述导光板120的一侧的边缘布置包括光源LS和印刷电路板130的光源部分LSP。这里，光源LS可以是发光二极管(LED)。图3示出光源部分LSP具有侧视型结构，然而光源部分LSP可以以顶视型的形式发射光。
[0079]下盖100在其边缘包括具有“[”形状的侧面盖101，侧面盖101通过覆盖除光源LS的面对导光板120的表面外的表面，可以防止光泄漏。
[0080]图4是横截面视图，示出图3中根据本发明另一示例性实施例的纳米磷光体片。
[0081]如上所述，在纳米磷光体片QDS中，芯壳磷光体可以通过被覆涂层30获得屏障性能，而不依靠另外的阻挡层。然而，在图4的变形实施例中，阻挡层550可以形成在基质层500的两个表面上，而没有涂层30。阻挡层550可以由包括铝和银的至少一种的金属材料形成。在图4的实施例中，硅树脂或聚氨酯树脂可以填充芯壳磷光体QD之间的空间。
[0082]图5是横截面视图，示出根据本发明一示例性实施例的包括背光装置的显示装置。
[0083]图5中示出的示例性实施例具有与图3中示出的示例性实施例的构造大部分相同的构造。以下的说明将集中在图3的实施例与图5的实施例之间的区别上，以避免对基本上相同的元件的重复说明。
[0084]参见图5,导光板120包括多个芯壳磷光体QD,且多个芯壳磷光体QD可以通过在注射和模塑导光板120时被分散在注射模塑物质内来形成。在不例性实施例中，芯壳磷光体QD可以被包覆以涂层30，涂层30可以包括二氧化硅、聚苯乙烯、氨基甲酸乙酯或类似物。在此情形下，涂层30可以被形成为包围多个芯壳磷光体QD中的至少一个芯壳磷光体QD。
[0085]在本示例性实施例中，由于芯壳磷光体QD被分散在导光板120内，所以不象图3的示例性实施例中那样形成单独的纳米磷光体片。此外，光源LS可以发射蓝光而非白光，且光源LS中产生的光可以在经过导光板120的同时被转变为白光。该白光可以经由扩散片142和棱镜片144抵达显示面板164。[0086]图6是横截面视图，示出根据本发明示例性实施例的包括背光装置的显示装置；图7是布局图，示出图6中光源部分和导光板之间的组成元件。
[0087]图6和图7中示出的示例性实施例具有与图5中示出的示例性实施例的构造大部分相同的构造。以下的说明将集中在图6和图7的实施例与图5的实施例之间的区别上。
[0088]参见图6和图7，光学混合部件90被安置在多个光源部分LSP和导光板120之间。光学混合部件90可以在光源LS发射蓝光时用于进行光学混合以将蓝光转变为白光，且可以用于防止亮斑(hot spot)。通过控制光源部分LSP中包括的光源LS间的距离，从而通过借助光学混合部件90的形状(例如棱镜形状)使光转向来减小亮部与暗部之间的光强度差，亮斑的产生得以避免。
[0089]光学混合部件90可以被粘合层80粘贴到导光板120的侧面上。在此情形下，在示例性实施例中，粘合层80包括多个芯壳磷光体QD，且包括多个芯壳磷光体QD的粘合层80可以通过混合形成粘合层80的粘合材料和芯壳磷光体QD来形成。在示例性实施例中，芯壳磷光体QD被包覆以涂层30，涂层30可以包括二氧化硅、聚苯乙烯、氨基甲酸乙酯或类似物。在此情形下，涂层30可以被形成为包围多个芯壳磷光体QD中的至少一个芯壳磷光体QD。
[0090]在示例性实施例中，由于芯壳磷光体QD被分散在粘合层80中，所以不象图3的示例性实施例中那样形成单独的纳米磷光体片。此外，光源LS可以发射蓝光而非白光，且光源LS产生的光可以通过粘合层80被转变成白光。被转变成白光的光可以经由导光板120抵达显示面板164。
[0091]在示例性实施例中，光学混合部件90在面对光源LS的表面上被形成为双凸透镜(lenticular)形状或棱镜形状。此处，形状不限于双凸透镜形状或棱镜形状，且变形是可行的，只要该形状能散射光源LS中产生的光即可。
[0092]图8是横截面视图，示出根据本发明示例性实施例的包括背光装置的显示装置。
[0093]参见图8，该装置包括下盖300、反射片310、包括光源LS的基板320、包括扩散片330和棱镜片340的光学膜、显示面板350、以及上盖360。此处，基板320可以是电路板，该电路板可以向光源LS传输电力和电信号。
[0094]下盖300可以以具有敞开的上表面的盒子的形式来容放光源。上盖360可以被组装至下盖300且固定于其上，以围绕包括扩散片330和棱镜片340的光学膜的边缘。
[0095]扩散片330可以散射自光源LS发出的光，以使光在整个面板上均匀，且棱镜片340可以聚集被扩散片330散射的光以提高亮度。虽然图中没有示出，但是可以在棱镜片340上进一步形成用于保护棱镜片340的保护片。
[0096]在不例性实施例中，扩散片330包括多个芯壳磷光体，且包括多个芯壳磷光体的扩散片330可以通过混合形成扩散片330的扩散片材料和芯壳磷光体QD来形成。
[0097]在示例性实施例中，芯壳磷光体被包覆以涂层30，涂层30可以包括二氧化硅、聚苯乙烯、氨基甲酸乙酯或类似物。在此情形下，涂层可以被形成来包围多个芯壳磷光体中的至少一个芯壳磷光体。
[0098]光源LS可以发射蓝光而非白光,且光源LS中产生的光可以通过扩散片330被转变为白光。被转变为白光的光可以经由如下所述的棱镜片340抵达显示面板350。
[0099]可以进一步在包括扩散片330和棱镜片340的光学膜与上盖360之间设置显示面板350,显不面板350可以是液晶面板。液晶面板350可以包括彼此面对的一对下基板(未示出)和上基板(未示出)，液晶层被置于下基板和上基板之间。
[0100]上基板包括滤色片、黑矩阵、公共电极等。
[0101]下基板可以包括薄膜晶体管和与薄膜晶体管连接的像素电极。此处，根据液晶的模式，构造在上基板上的公共电极可以被形成在下基板上；上基板上形成的滤色片或黑矩阵可以被形成在下基板上以提高开口率。
[0102]虽然已经结合当前被认为是可行的示例性实施例的实施例说明了本发明，但是应当被理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明是要覆盖所附权利要求的主旨和范围内包括的各种变形和等同布置。
【权利要求】
1.一种纳米憐光体片，包括:基质层;分散在所述基质层内的芯壳磷光体；以及包围所述芯壳磷光体的涂层。
2.如权利要求1所述的纳米磷光体片，其中有多个芯壳磷光体分散在所述基质层内并且有多个涂层，其中:每个涂层包围两个或更多个所述芯壳磷光体。
3.如权利要求2所述的纳米磷光体片，其中:所述涂层包括二氧化硅、聚苯乙烯和氨基甲酸乙酯中的至少一种。
4.如权利要求3所述的纳米磷光体片，还包括:在所述基质层的两个表面中的至少一个表面上的基板部件，其中，所述基板部件包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和聚碳酸酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物中的至少一种。
5.如权利要求4所述的纳米磷光体片，还包括:在所述基板部件上的经历粗糙处理的粗糙层。
6.如权利要求1所述的纳米磷光体片，其中:所述芯壳磷光体由 CdSe/ZnS、InP/ZnS、ZnS:Mn/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS 和CdTe/ZnS中的至少一种形成。
7.如权利要求1所述的纳米磷光体片，其中:所述基质层由硅树脂和聚氨酯树脂中的至少一种形成。
8.一种背光装置，包括:发出光的光源；接收所述光并引导所述光的导光板；以及设置在所述导光板上并将所述光转变成白光的纳米磷光体片，其中，所述纳米磷光体片包括:基质层，以及分散在所述基质层内的多个芯壳磷光体。
9.如权利要求8所述的背光装置，还包括:每个均包围所述多个芯壳磷光体中的至少一个芯壳磷光体的涂层。
10.如权利要求9所述的背光装置，其中:所述涂层的每一个包围所述多个芯壳磷光体中的两个或更多个芯壳磷光体的团。
【文档编号】F21S8/00GK103629627SQ201310124226
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年4月11日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】金东勋, 宋贤华, 郑承焕, 崔永峻, 杨秉春, 车韩茂 申请人:三星显示有限公司