專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種發(fā)光裝置，特別是關(guān)于一種使藍(lán)光通過熒光材料與綠色濾光片以產(chǎn)生綠光的濾光器以及采用此濾光器的平面顯示器。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT Liquid Crystal Display)已廣泛運(yùn)用于手持式裝置、筆記型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、以及平面電視機(jī)等，與傳統(tǒng)的陰極射線管相較，具有輕量、薄型化、及低耗能等優(yōu)點(diǎn)。
薄膜晶體管液晶顯示器主要包括背光模塊、第一偏光板、第一玻璃基板、液晶層、濾光層、第二玻璃基板、及第二偏光板，其中，液晶層位于第一玻璃基板與第二玻璃基板間，且第一偏光板與第二偏光板的偏振方向彼此相差90度。背光模塊中包括發(fā)光體與多片光學(xué)膜片，有些種類的背光模塊還包括導(dǎo)光板。發(fā)光體如冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)或發(fā)光二極管(Light Emitting Diode；LED)等。光學(xué)膜片如棱鏡片(PrismSheet)或擴(kuò)散板(Diffuser)等。背光模塊通常可以由冷陰極熒光燈管、藍(lán)色發(fā)光二極與釔鋁石榴石(YAG)熒光材料的組合、或由紅綠藍(lán)色發(fā)光二極管的組合提供白光予液晶層。
光線自背光模塊發(fā)出，穿過第一偏光板后，被調(diào)變?yōu)槠窆?，進(jìn)入液晶層。偏振光于液晶層中，會(huì)隨著呈扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的液晶分子扭轉(zhuǎn)，而逐漸改變至第二偏光板的偏振方向。然而，當(dāng)施加電場于液晶層時(shí)，液晶層中的液晶分子將解除扭轉(zhuǎn)而不會(huì)改變行經(jīng)其中的偏振光的偏振方向，因此，偏振光將無法通過第二偏光板。借由切換施加于液晶層的電場能夠改變液晶層中液晶分子的扭轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而能夠改變液晶顯示器的明暗。此外，背光模塊發(fā)出的光線，通常僅約半數(shù)可以通過第一偏光板。
偏振光射入第二偏光板前，會(huì)先通過一濾光層。濾光層中包括紅綠藍(lán)三色的像素(Pixel)，各個(gè)像素僅允許對(duì)應(yīng)的色光通過。亦即，紅色像素僅允許紅光通過，綠色像素僅允許綠光通過，藍(lán)色像素僅允許藍(lán)光通過。理論上，僅有1/3的光線可以通過濾光層，其余2/3的光線都將被濾除。因此，濾光層顯然是造成發(fā)光效率低落的原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)光裝置包括一發(fā)光組件，發(fā)出第一可見光與第三可見光，第一可見光的波長大體上不大于480nm，第三波長光的波長大體上不小于600nm、波長轉(zhuǎn)換材料，可經(jīng)第一可見光照射后產(chǎn)生第二可見光、第一過濾區(qū)，允許第二可見光通過、第二過濾區(qū)，允許第三可見光通過、第三過濾區(qū)，允許第一可見光通過、液晶層，其中發(fā)光組件位于液晶層的一側(cè)，第一過濾區(qū)、第二過濾區(qū)、第三過濾區(qū)、及波長轉(zhuǎn)換材料系位于液晶層的另一側(cè)、以及多個(gè)光學(xué)層，包括一偏光板(Polarizer)。


圖1顯示一依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖。
組件代表符號(hào)簡單說明10～發(fā)光裝置；11～發(fā)光組件；1101～紅光發(fā)光體；1102～藍(lán)光發(fā)光體；12～混合光；13～液晶層；1401～紅色濾光區(qū)；1402～藍(lán)色濾光區(qū)；1403～波長轉(zhuǎn)換材料；1404～綠色濾光區(qū)。
具體實(shí)施例方式
詳細(xì)說明圖1顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意圖。
發(fā)光裝置10包括一發(fā)光組件11及一液晶層13。發(fā)光組件11于液晶顯示器中稱為背光模塊。背光模塊通常可以區(qū)分為直下型與側(cè)光型。直下型背光模塊將光源設(shè)置于液晶層下方，并使用多片光學(xué)膜片，如擴(kuò)散板及/或棱鏡片等，分散來自于光源的光線。此多片光學(xué)膜片通常平行于液晶層。側(cè)光型背光模塊除光源與光學(xué)膜片外，還包括一導(dǎo)光板，光源設(shè)置于導(dǎo)光板的端部，導(dǎo)光板可以將光線自光源導(dǎo)引至液晶層13。
本發(fā)明的光源包括紅光發(fā)光體1101與藍(lán)光發(fā)光體1102。紅光發(fā)光體1101與藍(lán)光發(fā)光體1102可以設(shè)置于液晶層13的下方、導(dǎo)光板的端部、或其它可以借由一光導(dǎo)管(Light Pipe)將光線導(dǎo)引至液晶層13的位置。紅光發(fā)光體1101發(fā)出紅光的波長不小于600nm，優(yōu)選地介于610nm～710nm。藍(lán)光發(fā)光體1102發(fā)出藍(lán)光的波長不大于480nm，優(yōu)選地介于440nm～470nm。發(fā)光體1101、1102如發(fā)光二極管、白熾燈泡、與熒光燈管等。紅光發(fā)光體1101與藍(lán)光發(fā)光體1102的數(shù)量取決于個(gè)別發(fā)光體的效能與發(fā)光裝置10所需的光學(xué)特性。發(fā)光體的排列方式可以為直線式、曲線式或叢聚式。直線式指發(fā)光體呈直線狀排列，曲線式指發(fā)光體呈曲線狀排列，叢聚式指發(fā)光體排列為放射狀、圓形、星形、或方形等。
紅光發(fā)光體1101與藍(lán)光發(fā)光體1102所發(fā)出的光線于發(fā)光組件11中形成混合光12，接著經(jīng)第一偏光板(未顯示)使其偏振化后，射向液晶層13。光線通過液晶層13與否取決于液晶層13中液晶分子的扭轉(zhuǎn)角度，而液晶分子的扭轉(zhuǎn)角度可以利用施加于液晶層13的電場加以控制。
通過液晶層的部分光線射向紅色濾光區(qū)1401與藍(lán)色濾光區(qū)1402，另一部份光線通過波長轉(zhuǎn)換材料1403與綠色濾光區(qū)1404。紅色濾光區(qū)1401允許紅光發(fā)光體1101發(fā)出的紅光通過，并將藍(lán)光濾除。藍(lán)色濾光區(qū)1402允許藍(lán)光發(fā)光體1102所發(fā)出的藍(lán)光通過，并將紅光濾除。波長轉(zhuǎn)換材料1403則被藍(lán)光激發(fā)而產(chǎn)生綠光。綠色濾光區(qū)1404允許波長轉(zhuǎn)換材料1403所產(chǎn)生的綠光通過，并濾除非綠色光，特別為通過波長轉(zhuǎn)換材料1403的非綠色光。借由波長轉(zhuǎn)換材料1403與綠色濾光區(qū)1404的組合可以產(chǎn)生較純的綠光。理論上，使用上述設(shè)計(jì)，紅光發(fā)光體1101與藍(lán)光發(fā)光體1102所產(chǎn)生的光線有約5/9可以被利用，而有約4/9的光線會(huì)被濾除或吸收。因此，依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置10的光使用效率優(yōu)于傳統(tǒng)的液晶顯示器的光使用效率。
紅色濾光區(qū)1401與藍(lán)色濾光區(qū)1402可以分別為濾光層中的紅色像素與藍(lán)色像素。濾光層中的綠色像素可以包括波長轉(zhuǎn)換材料1403與綠色濾光區(qū)1404。
波長轉(zhuǎn)換材料1403可與樹脂材料混合后，再設(shè)置于所需的位置，或沉積至所需的位置。波長轉(zhuǎn)換材料1403可以為一熒光體，其材料如(Sr，Ba)2SiO4:Eu2+、SrGa2S4:Eu2+、Y2SiO5:Tb、CeMgAl11O19:Tb、Zn2SiO4:Mn、LaPo4:Ce，Tb、Y3Al5O12:Tb、Y2O2S:Tb，Dy、BaMgAl11O17:Eu，Mn、GdMgZnB5O10:Ce，Tb、Gd2O2S:Tb，Dy等。商業(yè)化產(chǎn)品系如美商Intematix公司所生產(chǎn)的G450系列熒光粉。
紅光布拉格反射層(DBR)可以設(shè)置于發(fā)光組件11及藍(lán)色濾光區(qū)1402與/或波長轉(zhuǎn)換材料1403之間，用以反射紅光；藍(lán)光布拉格反射層(DBR)可以設(shè)置于發(fā)光組件11及紅色濾光區(qū)1401之間，用以反射藍(lán)光。借由布拉格反射層的設(shè)置，可以避免藍(lán)色濾光區(qū)1402與波長轉(zhuǎn)換材料1403吸收或?yàn)V除紅光，并避免紅色濾光區(qū)1401吸收或?yàn)V除藍(lán)光。因而能夠更有效地利用發(fā)光體1101、1102所產(chǎn)生的光線。
雖然本發(fā)明已借各實(shí)施例說明如上，然其并非用以限制本發(fā)明的范圍。對(duì)于本發(fā)明所作的各種修飾與變更，皆不脫本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括一波長轉(zhuǎn)換材料，可以被一第一可見光激發(fā)以產(chǎn)生一第二可見光，該第一可見光不同于該第二可見光；以及第一過濾區(qū)，允許該波長轉(zhuǎn)換材料所產(chǎn)生的該第二可見光通過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包括一發(fā)光組件，能夠發(fā)出該第一可見光與一第三可見光，該第一可見光的波長大體上不大于480nm，該第三可見光的波長大體上不小于600nm；以及一第二過濾區(qū)，允許該第三可見光通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該第一可見光發(fā)射自一藍(lán)光半導(dǎo)體組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該波長轉(zhuǎn)換材料鄰接至該第一過濾區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該波長轉(zhuǎn)換材料為一熒光體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾光器，其特征在于，其中該波長轉(zhuǎn)換材料為硅酸鹽類熒光體、硼酸鹽類熒光體、或氧化物熒光體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該波長轉(zhuǎn)換材料包括(Sr，Ba)2SiO4:Eu2+、SrGa2S4:Eu2+、Y2SiO5:Tb、CeMgAl11O19:Tb、Zn2SiO4:Mn、LaPo4:Ce，Tb、Y3Al5O12:Tb、Y2O2S:Tb，Dy、BaMgAl11O17:Eu，Mn、GdMgZnB5O10:Ce，Tb、或Gd2O2S:Tb，Dy。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包括一第三過濾區(qū)，允許該第一可見光通過。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該第一過濾區(qū)、該第二過濾區(qū)、與該第三過濾區(qū)分別允許綠色光、紅色光、與藍(lán)色光通過。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該發(fā)光組件包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該第三可見光發(fā)射自一紅光半導(dǎo)體組件。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包括一布拉格反射層，設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換材料、該第一過濾區(qū)、該第二過濾區(qū)、或該第三過濾區(qū)與該發(fā)光組件之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，其中該發(fā)光組件包括多個(gè)發(fā)光體，該些發(fā)光體的排列方式為叢聚式、曲線式或直線式。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包括一液晶層，其中該發(fā)光組件位于該液晶層的一側(cè)，該第一過濾區(qū)、該第二過濾區(qū)、該第三過濾區(qū)、與該波長轉(zhuǎn)換材料位于該液晶層的另一側(cè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包括多光學(xué)層，包括一偏光板，大體上平行于該液晶層。
全文摘要
本發(fā)明公開一種發(fā)光裝置，包括一發(fā)光組件，發(fā)出第一可見光與第三可見光，第一可見光的波長大體上不大于480nm，第三可見光的波長大體上不小于600nm、波長轉(zhuǎn)換材料，可經(jīng)第一可見光照射后產(chǎn)生第二可見光、第一過濾區(qū)，允許第二可見光通過、第二過濾區(qū)，允許第三可見光通過、以及第三過濾區(qū)，允許第一可見光通過。
文檔編號(hào)G02B5/23GK1959497SQ20051011933
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者謝明勛, 王健源 申請人:晶元光電股份有限公司