CN104075190B - 一种基于量子点导光板的背光模组 - Google Patents
一种基于量子点导光板的背光模组 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于量子点导光板的背光模组，包括光源、导光板以及设于导光板上方的光学模组和设于导光板下方的反射片，所述导光板厚度为0.1~6mm，所述导光板下表面分布有导光网点，所述导光网点为量子点和扩散粒子的复合材料，所述量子点被光源激发后发出的光与光源发出的光复合形成白光。本发明通过在导光网点中加入量子点材料，实现了将单色光转换为白光，该背光模组具有散热好，色域广，光效高等优点。且制备过程只改变丝网印刷的浆料，不改变制作背光模组的传统工艺。
Description
技术领域
本发明属于背光模组制备领域，具体涉及一种基于量子点导光板的背光模组。
背景技术
液晶显示器已成为现如今显示领域的主流产品。由于液晶面板本身不发光，所以需要背光模组提供光源。目前应用于背光模组上的白光LED主要有三种，一是LED单元通过三原色LED光源混合形成白光，该方式成本高，难控制；二是通过蓝光LED激发黄色荧光粉混合成白光，该方式通常把芯片与荧光粉层封装在一起，存在散热问题，光效低下等问题；三是通过蓝光LED激发发红光和绿光的量子点，三色光混合成白光。
量子点是具有几到几十纳米的直径的纳米晶体，是半导体材料组成，并引起量子限制效应。相较于典型的荧光粒子，量子点纳米材料有很多明显优势，如量子点在较窄的波长带产生更密集的光且具有高稳定性，具有特殊而优良的可见光区荧光发射性质，且激发谱连续分布、荧光峰位置可随其物理尺寸进行调控。然而量子点的价格昂贵是限制其被广泛应用的原因之一。
目前通过激发量子点混合成白光的方法主要有两种：一是通过封装胶体将发光二极管芯片与多个量子点封装于同一封装结构中，然后除了再制作过程中要求高精度外，当发光二极管发出光线通过量子点时，被激发的量子点会产生大量热量，而量子点所产生的大量热能在封装结构中不易导出，导致发光二极管芯片使用寿命减少或亮度下降。此外将发光二极管芯片与量子点封装于同一封装结构，经常会产生发光角度均匀度不佳的情况。二是将量子点分散到膜片上，封装于背光模组内，如CN 103499054 A披露一种通过在导光板上涂覆量子点薄膜的方法实现白色光源的获得。量子点薄膜离LED远，温度低，然而此种方法量子点用量大，成本高。光线在导光板的路径越长，透光率越低，效率越低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种散热好，色域广，光效高的基于量子点导光板的背光模组。该背光模组量子点用量小，成本低；且本发明只改变丝网印刷的浆料，不改变制作背光模组的传统工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于量子点导光板的背光模组，包括光源、导光板以及设于导光板上方的光学模组和设于导光板下方的反射片，所述导光板厚度为0.1~6mm，所述导光板下表面分布有导光网点，所述导光网点为量子点和扩散粒子的复合材料，所述量子点被光源激发后发出的光与光源发出的光复合形成白光。
导光网点采用丝网印刷、喷涂或3D打印方式置于导光板上。
导光网点在导光板下表面的不同区域具有不同的分布密度或不同区域网点自身直径大小不同，采用光模拟软件对导光网点分布进行调控，根据导光板与背光源入射光源的相对位置关系，在距离入射光源越近的区域，导光网点分布越稀疏，相反，则越稠密，保证通过导光板出光面的平面光均匀。
导光网点的分布密度为2.5%~76%。
导光网点的形状为圆形、长方形、正多边形中的一种或多种混合；所述圆形导光网点的直径为0.02mm-1mm，所述正多边形导光网点外接圆的直径为0.02mm-1mm；导光网点的高度为0.01~0.5mm，相邻导光网点的距离为0.01~0.5mm。
光源为蓝光或紫光发光二极管；光源位于导光板侧面、底面、或两者之间的任意位置。
与蓝光发光二极管配合的量子点为激发后发红光和激发后发绿光量子点。
与紫光发光二极管配合的量子点为激发后发蓝光或激发后发黄光量子点，或激发后发蓝光、激发后发红光与激发后发绿光的混合量子点。
导光网点为复合量子点和扩散粒子的混合材料，其中量子点占总混合材料的40%~90%；或不同量子点和扩散粒子分布在不同导光网点上。
所述量子点直径为几纳米到几十纳米，量子点材料包括第Ⅱ主族与第Ⅵ主族中的元素形成的第一化合物中的任意一种、第Ⅲ主族与第Ⅴ主族中的元素形成的第二化合物中的任意一种、 第一化合物和/或第二化合物中的多种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶。第一化合物包括 CdSe、CdTe、MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、 BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe和CdS，第二化合物包括 GaN、GaP、GaAs、InN、InP 和InAs。
所述扩散粒子的直径为0.1um-20um。所述扩散粒子可以为SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、BaSO4、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA、聚苯乙烯 PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ABS、聚氨酯PU、有机硅聚合物中的一种或多种。
本发明的显著优点在于：背光模组中通过在导光网点中加入量子点材料，一部分LED蓝光激发红色和绿色两种量子点，一部分蓝光照射到扩散粒子上产生散射，三色光混合形成白光，实现了将单色光转换为白光。与传统方法相比，本发明具有散热好，色域广，光效高、成本低等优势。
附图说明
图1本发明提供的背光模组第一实施例结构示意图；
图2本发明提供的导光板第一实施例结构示意图；
图3本发明提供的背光模组第二实施例结构示意图；
图4本发明提供的导光板第二实施例结构示意图；
图5本发明提供的导光网点示意图。
具体实施方式
本发明提供一种背光模组，包括光源，导光板以及设于所述导光板上方的光学模组和设于导光板下方的反射片，所述导光板下表面分布有导光网点。本发明背光模组中通过在导光网点中加入量子点材料，实现了将单色光转换为白光。与传统方法相比，本发明具有散热好，色域广，光效高、成本低等优势。
实施例一
参照图1，为本发明提供的背光模组的第一实施例示意图。所述背光模组包括蓝光光源01、导光板04以及设于导光板04下方的反射片02和设于导光板04上方的光学模组05。蓝光光源01位于导光板04的侧边。
导光板04上有一上表面041和一下表面042，下表面042上分布有导光网点03。所述导光网点03统一为圆形，其直径在0.02mm-1mm之间，导光网点03在导光板下表面042的由密到疏分布，其分布密度在2.5%~76%之间。采用光模拟软件对导光网点分布进行调控，根据导光板与背光源入射光源的相对位置关系，在距离入射光源越近的区域，导光网点分布的越稀疏，相反，则越稠密，保证通过导光板出光面的平面光均匀。
所述导光网点03采用丝网印刷方式置于所述导光板上。
所述导光网点03材料为量子点与扩散粒子的复合材料，所述发光量子点被激发后发出的光与所述光源发出的光复合形成白光。与所述蓝光发光二极管配合的所述发光量子点为激发后发红光量子点031和激发后发绿光量子点033的混合发光量子点。
所述激发后发红光量子点031为粒子直径为10nm的CdSe，所述激发后发绿光量子点033为粒子直径为5nm的CdSe，所述扩散粒子为SiO2、TiO2颗粒。
所述扩散粒子032的直径为0.1um-20um。所述扩散粒子032可以为SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、 BaSO4、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA、聚苯乙烯 PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氨酯 PU、有机硅聚合物中的一种或多种。
实施案例二
参照图3，为本发明提供的背光模组的第二实施例示意图。所述背光模组包括蓝光光源阵列11、导光板14以及设于导光板14下方的反射片12和设于导光板14上方的光学模组15。蓝光光源阵列11位于导光板14的下面。
导光板14上有一上表面141和一下表面142，下表面142上分布有导光网点13。所述导光网点13统一为圆形，其直径在0.02mm-1mm之间，导光网点13在导光板下表面142的由阵列式密到疏分布，其分布密度在2.5%~76%之间。采用光模拟软件对导光网点分布进行调控，根据导光板与背光源入射光源的相对位置关系，在距离入射光源越近的区域，导光网点分布的越稀疏，相反，则越稠密，保证通过导光板出光面的平面光均匀。
所述导光网点13采用丝网印刷方式置于所述导光板上。
所述导光网点13材料为量子点与扩散粒子的复合材料，所述发光量子点被激发后发出的光与所述光源发出的光复合形成白光。与所述蓝光发光二极管配合的所述发光量子点为激发后发红光量子点031和激发后发绿光量子点033的混合发光量子点。
所述激发后发红光量子点031为粒子直径为10nm的CdSe，所述激发后发绿光量子点033为粒子直径为5nm的CdSe，所述扩散粒子为SiO2、TiO2颗粒。
所述扩散粒子032的直径为0.1um-20um。所述扩散粒子032可以为SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、 BaSO4、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA、聚苯乙烯 PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氨酯 PU、有机硅聚合物中的一种或多种。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种基于量子点导光板的背光模组，包括光源、导光板以及设于导光板上方的光学模组和设于导光板下方的反射片，所述导光板厚度为0.1~6mm，所述导光板下表面分布有导光网点，其特征在于：所述导光网点为量子点和扩散粒子的复合材料，其中量子点占总混合材料的40%~90%；所述量子点被光源激发后发出的光与光源发出的光复合形成白光；所述扩散粒子为SiO2、TiO2、Al2O3、CaCO3、BaSO4、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氨酯、有机硅聚合物中的一种或多种；所述扩散粒子的直径为0.1um-20um；所述量子点的直径为几纳米到几十纳米；导光网点采用3D打印方式置于导光板上。
2.根据权利要求1所述的基于量子点导光板的背光模组，其特征在于：导光网点在导光板下表面的不同区域具有不同的分布密度或不同区域网点自身直径大小不同，采用光模拟软件对导光网点分布进行调控，根据导光板与背光源入射光源的相对位置关系，在距离入射光源越近的区域，导光网点分布越稀疏，相反，则越稠密，保证通过导光板出光面的平面光均匀。
3.根据权利要求2所述的基于量子点导光板的背光模组，其特征在于：导光网点的分布密度为2.5%~76%。
4.根据权利要求1所述的基于量子点导光板的背光模组，其特征在于：导光网点的形状为圆形、长方形、正多边形中的一种或多种混合；所述圆形导光网点的直径为0.02mm-1mm，所述正多边形导光网点外接圆的直径为0.02mm-1mm；导光网点的高度为0.01~0.5mm，相邻导光网点的距离为0.01~0.5mm。
5.根据权利要求1所述的基于量子点导光板的背光模组，其特征在于：光源为蓝光或紫光发光二极管；光源位于导光板侧面、底面、或两者之间的任意位置。
6.根据权利要求5所述的基于量子点导光板的背光模组，其特征在于：与蓝光发光二极管配合的量子点为激发后发红光和激发后发绿光量子点。
7.根据权利要求5所述的基于量子点导光板的背光模组，其特征在于：与紫光发光二极管配合的量子点为激发后发蓝光或激发后发黄光量子点，或激发后发蓝光、激发后发红光与激发后发绿光的混合量子点。
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