CN103117205B - 显示设备、背光模组及其场发射光源装置和制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示设备、背光模组及其场发射光源装置和制造方法。场发射光源装置包括相对设置的第一基板和第二基板；第一电极层形成于第一基板的内侧；第二电极层形成于第二基板的内侧；发光材料层设于第一电极层和第二电极层之间并形成于第一电极层上，发光材料层包括量子点材料；第二电极层用于发射带电粒子轰击发光材料层而发光，进而形成用于背光模组的背光源。本发明采用量子点材料有效地提高场发射光源装置的发光性能。

Description

显示设备、背光模组及其场发射光源装置和制造方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体是涉及一种场发射光源装置，还涉及一种该场发射光源装置的制造方法，另外还涉及一种采用该场发射光源装置的背光模组以及采用该背光模组的显示设备。
背景技术
液晶等显示设备，由于其画质清晰、轻薄便携、低功耗和长寿命等优点而成为显示器技术的主流。
通常情况下，液晶显示需要背光源，目前背光源主要采用CCFL(ColdCathodeFluorescentLamp，冷阴极荧光灯)和LED(LightEmittingDiode，发光二极管)。其中，CCFL是线光源，而LED是点光源，这两种背光源均需要用到导光板、反射片和扩散板等器材以将光线均匀分散处理，因此成本较高。
目前部分显示设备采用到场发射等照明装置，而现有的场发射照明装置一般是采用电子束轰击荧光粉进行发光，但是氧化物、氮化物和硅酸盐等系列的荧光粉导电性能欠佳，发光性能低下。另外，现有技术的荧光粉随着使用时间的增加，容易积累电荷而引起压降，进一步影响了发光性能。换而言之，由于荧光粉等性能不稳定，容易导致采用荧光粉的场发射照明装置制造的显示设备显示性能不稳定，无法满足显示设备的性能要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种显示设备、背光模组及其场发射光源装置和制造方法，能够有效地提高场发射光源装置的发光性能、提高显示设备的显示性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于背光模组的场发射光源装置，该场发射光源装置包括第一基板、第二基板、第一电极层、发光材料层和第二电极层。所述第二电极层包括形成于所述第二基板上的第二透明导电膜以及形成于所述第二透明导电膜上的带电粒子发射体，所述带电粒子发射体包括碳纳米管或者氧化锌纳米管、导电金属微粒、低熔点玻璃及有机载体，其中，各组分质量比例：碳纳米管或氧化锌纳米管为5～15％、导电金属微粒为10～20％、低熔点玻璃为5％及有机载体为60～80％；该第一基板和第二基板相对设置；该第一电极层形成于该第一基板的内侧；该第二电极层形成于该第二基板的内侧；该发光材料层设于该第一电极层和该第二电极层之间并形成于该第一电极层上，该发光材料层包括量子点材料。其中，该第二电极层用于发射带电粒子轰击该发光材料层而发光，进而形成用于背光模组的背光源。
其中，该第一电极层为第一透明导电膜，该发光材料层通过印刷或喷涂的方式形成于该第一透明导电膜上。
其中，该带电粒子发射体通过印刷或喷涂的方式形成于该第二透明导电膜上。
其中，该场发射光源装置还包括密封间隔层，该密封间隔层设于该第一基板和该第二基板之间使得该第一基板和该第二基板之间形成真空区域，该发光材料层和该带电粒子发射体部分或全部容置于该真空区域内。
其中，该第一基板和/或该第二基板为白玻璃，该密封间隔层的材料包括低熔点玻璃粉。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种背光模组，该背光模组包括上述的场发射光源装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种显示设备，该显示设备包括上述的背光模组。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种用于背光模组的场发射光源装置制造方法，该制造方法包括步骤：在第一基板的内侧形成第一电极层，并在该第一电极层上形成包括量子点材料的发光材料层，其中，第一电极层为第一透明导电膜；在与该第一基板相对设置的第二基板的内侧形成第二电极层，该第二电极层包括形成于该第二基板上的第二透明导电膜以及形成于该第二透明导电膜上的带电粒子发射体，所述带电粒子发射体包括碳纳米管或者氧化锌纳米管、导电金属微粒、低熔点玻璃及有机载体，其中，各组分质量比例：碳纳米管或氧化锌纳米管为5～15％、导电金属微粒为10～20％、低熔点玻璃为5％及有机载体为60～80％，该发光材料层设于该第一电极层和该第二电极层之间；在该第一基板和该第二基板之间形成密封间隔层；在形成该密封间隔层后进行封装处理，并通过该第一基板或该第二基板上预设置的安装孔进行抽真空处理，使得该第一基板和该第二基板之间形成真空区域，且该发光材料层和该带电粒子发射体部分或全部容置于该真空区域内；在完成抽真空处理后，密封该安装孔。
其中，该第一基板和/或该第二基板为白玻璃，该密封间隔层的材料包括低熔点玻璃粉。该并在该第一电极层上形成包括量子点材料的发光材料层的步骤具体包括：通过印刷或喷涂的方式将该发光材料层形成于该第一透明导电膜上。该在第二基板上形成第二电极层的步骤具体包括：在该第二基板上形成该第二透明导电膜，通过印刷或喷涂的方式将该带电粒子发射体形成于该第二透明导电膜上。该在形成该密封间隔层后进行封装处理的步骤具体包括：在形成该密封间隔层后，在300℃～600℃之间进行封装处理。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例的场发射光源装置采用量子点材料作为发光材料层，相对于现有技术采用荧光粉为材料而言，本发明充分利用量子点材料的良好导电性能，提高场发射光源装置的发光性能和得到广色域。且即使随着使用时间的增加，亦可将积累的电荷导出去，从而维持较高的发光性能。此外，本发明采用场发射光源装置作为背光源，可以减少导光板、反射片和扩散板等光学部材，因此有效地降低背光模组和显示设备的生产成本。
附图说明
图1是本发明场发射光源装置一实施例的结构示意图；
图2是图1所示场发射光源装置沿A-A’方向的剖视图；
图3是采用图1所示场发射光源装置的背光模组一实施例的结构示意图，其中，场发射光源装置为多个；以及
图4是本发明场发射光源装置制造方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，图1是本发明场发射光源装置一实施例的结构示意图，图2是图1所示场发射光源装置沿A-A’方向的剖视图。
在本实施例中，场发射光源装置可以用于背光模组或其他需要光源的设备中，在此不作限定。
场发射光源装置包括但不限于第一基板11、第二基板12、第二电极层22、发光材料层23和密封间隔层24等。
第一基板11可以采用普通玻璃、白玻璃、超白玻璃或者其他硬质材料制得，在本实施例中可以采用成本较低的白玻璃，本实施例采用白玻璃可以满足对可见光吸收较少、穿透率较高(可达到90％以上)的要求。当然，在其他实施例中，也可以采用成本较高的超白玻璃，其具体可以应用到对性能要求级别更高的场发射光源装置上。此外，第一基板11的厚度可以在5微米到15微米之间，其可以根据场发射光源装置的具体应用而进行设定，在此不作限定。
第二基板12与第一基板11相对设置，其中，第一基板11和第二基板12之间相邻靠近的一侧定义为内侧，而相对设置可以理解为平行间隔设置，也可以理解为呈一预定角度倾斜设置的方式。举例而言，如果在场发射光源装置内采用到反射片等器件，则第二基板12与第一基板11之间可以呈一预定角度倾斜设置，只需保证形成的背光源均匀即可，在此不作限定。同理，第二基板12也可以采用普通玻璃、白玻璃、超白玻璃或者其他透明材料制得，在本实施例中可以采用成本较低的白玻璃，本实施例采用白玻璃可以满足对可见光吸收较少、穿透率较高(可达到90％以上)的要求。当然，在其他实施例中，也可以采用成本较高的超白玻璃，其具体可以应用到对性能要求级别更高的场发射光源装置上。需要说明的是，第二基板12的厚度可以在5微米到15微米之间，其可以根据场发射光源装置的具体应用而进行设定(如需要较硬的结构，则对应增加厚度即可)。本实施例在第一基板11的一侧发光以向液晶面板等提供光源，在其他实施例中也可以在第二基板12的一侧发光，其只需对应增加反射片等即可，在此不作限定。
值得注意的是，本实施例可以在第一基板11和/或第二基板12的两个表面上形成扩散结构，通过扩散结构可进一步提高出射光的均匀性，其具体结构可以根据实际需要而进行设定，在本技术领域人员理解的范围内，不作细述。
第一电极层21形成于第一基板11的内侧(即上述第一基板11和第二基板12之间相邻靠近的一侧，下同)。具体而言，第一电极层21可以为采用PVD(物理气相沉积工艺)形成的第一透明导电膜，该第一透明导电膜具体可以为ITO(IndiumTinOxide，氧化铟锡)涂层。当然，为了实现通电进行工作，还需要对应设置金属导线(图未示)等，在此不作细述。
第二电极层22相应形成于第二基板12的内侧。第二电极层22具体可以包括形成于第二基板12上的第二透明导电膜222以及形成于第二透明导电膜222上的带电粒子发射体221。带电粒子发射体221的材料可以包括碳纳米管或氧化锌纳米管，也可以为碳纳米管和氧化锌纳米管按一定比例的组合。在制造的过程中，带电粒子发射体221可以通过黏贴、印刷或喷涂的方式形成于第二透明导电膜222上。
在其他实施例中，带电粒子发射体221除了碳纳米管和/或氧化锌纳米管等，还可以包括导电金属微粒(如氧化铟锡或银)、低熔点玻璃及有机载体(松油醇、邻位苯二甲酸二丁酯和乙基纤维素)等，其具体的比例可以根据实际需要而进行配备。譬如，5～15％的碳纳米管(或氧化锌纳米管)、10～20％的导电金属微粒、5％的低熔点玻璃及60～80％的有机载体，其中，本发明实施例中的各组分的百分比为质量百分比。通过这种方式制得的带电粒子发射体221能够更加均匀地分散在第二透明导电膜222上，进而得到更加均匀的发光。
发光材料层23与第二电极层22相对设置即发光材料层23设于第一电极层21和第二电极层22之间并形成于第一电极层21上，具体而言，发光材料层23可以通过印刷或喷涂等方式形成于该第一透明导电膜上。在本实施例中，发光材料层23包括量子点材料，本实施例利用量子点材料的良好导电性能，可以有效地提高场发射光源装置的发光性能。同时，量子点材料具有更窄的发射峰，因此采用量子点材料作为发光材料层23能得到广色域的效果。此外，即使随着使用时间的增加，亦可将积累的电荷导出去，从而利于场发射光源装置维持较高的发光性能。
在具体的应用中，本发明可以通过调节量子点材料中的红绿蓝黄等量子点的比例，可以得到相对光谱功率分布不同的丰富频谱，接着可以与显示设备的彩色滤光片相结合使用，可以得到更高NTSC(全国电视系统委员会)制式/Adobe的显示画面。
如图2所示，在制造的过程中，需要进行封装处理，因此可以在第一基板11或第二基板12上预设置安装孔110，通过安装孔110进行抽真空处理，密封间隔层24设于第一基板11和第二基板12之间使得第一基板11和第二基板12之间形成真空区域240，接着再密封安装孔110。其中，密封间隔层24可以为环状设置，当然也可以为圆环状、三角形状或其他不规则状设置，在此不作限定。进一步而言，发光材料层23可以部分或全部容置于真空区域240内，而带电粒子发射体221也可以部分或全部容置于真空区域240内。需要说明的是，密封间隔层24的材料可以包括低熔点玻璃粉和强度较高的材料(如金属或者陶瓷)等，其主要起到同时支撑第一基板11和第二基板12的作用，换而言之，在确保支撑结构强度的条件下，可以采用金属、陶瓷等制成，在此不作限定。
本实施例的场发射光源装置在工作的过程中，通过第一电极层21和第二电极层22进行通电，接着第二电极层22发射带电粒子轰击发光材料层23而发光，进而形成用于背光模组的背光源。
本发明实施例的场发射光源装置采用量子点材料作为发光材料层23，相对于现有技术采用荧光粉为材料而言，本发明充分利用量子点材料的良好导电性能，提高场发射光源装置的发光性能和得到广色域。且即使随着使用时间的增加，亦可将积累的电荷导出去，从而维持较高的发光性能。此外，本发明采用场发射光源装置作为背光源，可以减少导光板、反射片和扩散板等光学部材，因此有效地降低使用该场发射光源装置的背光模组和显示设备的生产成本。
请参阅图3，本发明实施例还提供一种背光模组，其可以采用前面实施例所述的场发射光源装置。
需要说明的是，在本实施例中，需要用到多个场发射光源装置31、32、33、34、35、36等等，并对应设置有用于进行通电导电的导线300、301等，其具体的数目需要根据显示设备的分辨率或显示面积的大小而决定。具体而言，其可以按一定的密度成阵列或不规则的方式进行设置，譬如在显示设备的中间位置设置密度密集一点，而在边缘位置疏离一点等，为了达到更好的显示效果，如均匀性等，其可以适当增加密度，而如果分布密度过高则可能导致最终的均匀性降低，因此只要最终的出射光均匀性满足要求即可，在此不作细述。
此外，本发明实施例还提供一种显示设备，该显示设备可以包括显示面板和前面实施例所述的背光模组、场发射光源装置等。其中，该显示设备为液晶显示方式，且需要说明的是，为了达到更好的显示效果，可以在显示面板和背光模组之间添加保护膜或增透膜等，在此不作限定。
请参阅图4，本发明实施例还提供一种用于背光模组的场发射光源装置制造方法，该制造方法包括但不限于以下步骤。
步骤S400，在第一基板的内侧形成第一电极层，并在第一电极层上形成包括量子点材料的发光材料层，其中，第一电极层为第一透明导电膜。
在步骤S400中，第一电极层可以为采用PVD(物理气相沉积工艺)形成的第一透明导电膜，该第一透明导电膜具体可以为ITO(IndiumTinOxide，氧化铟锡)涂层。当然，为了实现通电进行工作，还需要对应设置金属导线等，在此不作细述。本实施例可以通过印刷或喷涂的方式将发光材料层形成于第一透明导电膜上。在本实施例中，发光材料层包括量子点材料，本实施例利用量子点材料的良好导电性能，可以有效地提高场发射光源装置的发光性能。同时，量子点材料具有更窄的发射峰，因此采用量子点材料作为发光材料层能得到广色域的效果。此外，即使随着使用时间的增加，亦可将积累的电荷导出去，从而利于场发射光源装置维持较高的发光性能。在具体的应用中，本发明可以通过调节量子点材料中的红绿蓝黄等量子点的比例，可以得到相对光谱功率分布不同的丰富频谱，接着可以与显示设备的彩色滤光片相结合使用，可以得到更高NTSC(全国电视系统委员会)制式/Adobe的显示画面。
步骤S401，在与第一基板相对设置的第二基板的内侧形成第二电极层，第二电极层包括形成于第二基板上的第二透明导电膜以及形成于第二透明导电膜上的带电粒子发射体，发光材料层设于第一电极层和第二电极层之间。
在步骤S401中，具体可以通过印刷或喷涂的方式将带电粒子发射体形成于第二透明导电膜上。
步骤S402，在第一基板和第二基板之间形成密封间隔层。
步骤S403，在形成间隔层后进行封装处理，并通过第一基板或第二基板上预设置的安装孔进行抽真空处理，使得第一基板和第二基板之间形成真空区域，且发光材料层和带电粒子发射体部分或全部容置于真空区域内。
在步骤S403中，在形成间隔层后可以在300℃～600℃之间进行封装处理，进一步而言，可以在400℃～500℃之间进行封装，在本技术领域人员理解的范围内，不作限定。本实施例采用300℃～600℃的环境问题条件下进行封装，可以得到均匀性、发光性能更好的场发射光源装置。
步骤S404，在完成抽真空处理后，密封安装孔。
需要说明的是，在本实施例中，第一基板可以采用普通玻璃、白玻璃、超白玻璃或者其他硬质材料制得，在本实施例中可以采用成本较低的白玻璃，本实施例采用白玻璃可以满足对可见光吸收较少、穿透率较高(可达到90％以上)的要求。当然，在其他实施例中，也可以采用成本较高的超白玻璃，其具体可以应用到对性能要求级别更高的场发射光源装置上。此外，第一基板的厚度可以在5微米到15微米之间，其可以根据场发射光源装置的具体应用而进行设定，在此不作限定。
而第二基板与第一基板相对设置，其中，相对设置可以理解为平行间隔设置，也可以理解为呈一预定角度倾斜设置的方式。举例而言，如果在场发射光源装置内采用到反射片等器件，则第二基板与第一基板之间可以呈一预定角度倾斜设置，只需保证形成的背光源均匀即可，在此不作限定。同理，第二基板也可以采用普通玻璃、白玻璃、超白玻璃或者其他透明材料制得，在本实施例中可以采用成本较低的白玻璃，本实施例采用白玻璃可以满足对可见光吸收较少、穿透率较高(可达到90％以上)的要求。当然，在其他实施例中，也可以采用成本较高的超白玻璃，其具体可以应用到对性能要求级别更高的场发射光源装置上。需要说明的是，第二基板的厚度可以在5微米到15微米之间，其可以根据场发射光源装置的具体应用而进行设定(如需要较硬的结构，则对应增加厚度即可)。本实施例在第一基板的一侧发光以向液晶面板等提供光源，在其他实施例中也可以在第二基板的一侧发光，其只需对应增加反射片等即可，在此不作限定。
带电粒子发射体可以包括碳纳米管或氧化锌纳米管、或碳纳米管和氧化锌纳米管按比例的组合等，而密封间隔层的材料可以包括低熔点玻璃粉。
值得注意的是，本实施例还可以在第一基板和/或第二基板的两个表面上形成扩散结构，通过扩散结构可进一步提高出射光的均匀性，其具体结构可以根据实际需要而进行设定，在本技术领域人员理解的范围内，不作细述。
本发明实施例制得的场发射光源装置的其他结构成分组成等方式可以参阅前面一个或多个实施例的相关描述，在本技术领域人员理解的范围内，不再赘述。
采用本发明实施例制得的场发射光源装置由于使用量子点材料作为发光材料层，相对于现有技术采用荧光粉为材料而言，能充分利用量子点材料的良好导电性能，提高场发射光源装置的发光性能和得到广色域。且即使随着使用时间的增加，亦可将积累的电荷导出去，从而维持较高的发光性能。此外，采用本发明实施例制得的场发射光源装置作为背光源，可以减少导光板、反射片和扩散板等光学部材，因此有效地降低使用该场发射光源装置的背光模组和显示设备的生产成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于背光模组的场发射光源装置，其特征在于，所述场发射光源装置包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
第一电极层，形成于所述第一基板的内侧；
第二电极层，形成于所述第二基板的内侧；所述第二电极层包括形成于所述第二基板上的第二透明导电膜以及形成于所述第二透明导电膜上的带电粒子发射体，所述带电粒子发射体通过印刷或喷涂的方式形成于所述第二透明导电膜上，所述带电粒子发射体包括碳纳米管或者氧化锌纳米管、导电金属微粒、低熔点玻璃及有机载体，其中，各组分的质量比例：碳纳米管或氧化锌纳米管为5～15％、导电金属微粒为10～20％、低熔点玻璃为5％及有机载体为60～80％，所述有机载体包括：松油醇、邻位苯二甲酸二丁酯和乙基纤维素，所述第一基板和/或所述第二基板为白玻璃，所述第一基板和所述第二基板的厚度均在5微米到15微米之间；
发光材料层，设于所述第一电极层和所述第二电极层之间并形成于所述第一电极层上，所述发光材料层包括量子点材料，所述第一电极层为采用物理气相沉积工艺形成的第一透明导电膜；所述发光材料层通过印刷或喷涂的方式形成于所述第一透明导电膜上；
密封间隔层，所述密封间隔层设于所述第一基板和所述第二基板之间使得所述第一基板和所述第二基板之间形成真空区域，所述发光材料层和所述带电粒子发射体部分或全部容置于所述真空区域内，所述密封间隔层的材料包括低熔点玻璃粉和陶瓷，所述密封间隔层为环状设置；
其中，所述第二电极层用于发射带电粒子轰击所述发光材料层而发光，进而形成用于背光模组的背光源。
2.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括权利要求1所述的场发射光源装置。
3.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括权利要求2所述的背光模组。
4.一种用于背光模组的场发射光源装置制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
在第一基板的内侧形成第一电极层，并在所述第一电极层上形成包括量子点材料的发光材料层，其中，所述第一电极层为第一透明导电膜；其具体步骤为：通过印刷或喷涂的方式将所述发光材料层形成于所述第一透明导电膜上，所述第一电极层为采用物理气相沉积工艺形成的第一透明导电膜；
在与所述第一基板相对设置的第二基板的内侧形成第二电极层，其步骤具体包括：
在所述第二基板上形成第二透明导电膜，通过印刷或喷涂的方式将带电粒子发射体形成于所述第二透明导电膜上；
所述带电粒子发射体包括碳纳米管或者氧化锌纳米管、导电金属微粒、低熔点玻璃及有机载体，其中，各组分质量比例：碳纳米管或氧化锌纳米管为5～15％、导电金属微粒为10～20％、低熔点玻璃为5％及有机载体为60～80％，所述有机载体包括：松油醇、邻位苯二甲酸二丁酯和乙基纤维素，所述第一基板和/或所述第二基板为白玻璃，所述第一基板和所述第二基板的厚度均在5微米到15微米之间，所述发光材料层设于所述第一电极层和所述第二电极层之间；
在所述第一基板和所述第二基板之间形成密封间隔层，所述密封间隔层的材料包括低熔点玻璃粉和陶瓷；
在形成所述密封间隔层后进行封装处理，并通过所述第一基板或所述第二基板上预设置的安装孔进行抽真空处理，使得所述第一基板和所述第二基板之间形成真空区域，且所述发光材料层和所述带电粒子发射体部分或全部容置于所述真空区域内；
在形成所述密封间隔层后进行封装处理的步骤具体包括：在形成所述密封间隔层后，在300℃～600℃之间进行封装处理，其中，所述密封间隔层为环状设置；
在完成抽真空处理后，密封所述安装孔。
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