CN106597753A - 一种背光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其是一种背光模组，包括：从下至上设置的反射片、导光板和光学膜组；所述导光板和所述光学膜组之间还设置一量子点膜组；对应于所述导光板侧部设置的光源，所述光源包括：激发光源和补偿光源；所述激发光源用于提供激发光，使所述量子点膜组出射有激发红光和激发绿光进入所述光学膜组；所述补偿光源用于提供补偿蓝光，使所述量子点膜组出射有蓝光进入所述光学膜组。本发明能够提升量子点的激发效率，降低量子点的用量，降低Cd含量，提升光能利用率。
Description
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，具体地讲，涉及一种新型的背光模组。
背景技术
随着技术的不断进步和人们对生活要求不断提高，人们对液晶显示器的画面品质要求也越来越高。量子点具有发光光谱可调，半高宽(FWHM，full width athalfmaximum)窄，发光效率高等特点应用于LCD，可大幅提升LCD的显示色域。
对于量子点而言，可分为含镉材料的量子点和不含镉的量子点，含镉量子点由于比不含镉的量子点发光效率更高，且发光光谱FWHM更窄，故含镉量子点的显示器可以更好地具有节能效果和更鲜艳的颜色。但是，由于镉元素是全世界各国ROHS((RestrictionofHazardous Substances))标准中明确要求限制浓度的材料。故，在使用含镉量子点材料实现更鲜艳更节能的显示的同时，如何降低镉元素的含量，达成RoHS的规范，成为重要的研究方向。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种背光模，包括：从下至上设置的反射片、导光板和光学膜组；以及，
所述导光板和所述光学膜组之间还设置一量子点膜组；
对应于所述导光板侧部设置的光源，所述光源包括：激发光源和补偿光源；所述激发光源用于提供激发光，使所述量子点膜组出射有激发红光和激发绿光进入所述光学膜组；所述补偿光源用于提供补偿蓝光，使所述量子点膜组出射有蓝光进入所述光学膜组。
其中，所述激发光源为蓝光LED或近紫外光LED。
其中，所述激发光源的工作波长为350～430nm。
其中，所述补偿光源的工作波长为445～470nm。
其中，所述量子点膜组包括：
下基层；
通过一连接胶层连接于所述下基层表面的量子点层，所述量子点层包括红色量子点和/或绿色量子点；
通过一连接胶层连接于所述量子点层表面的选择透射层，所述选择透射层包括周期性交替层叠设置的第一折射层和第二折射层；所述第一折射层、第二折射层的参数满足：a(xHLxH)b(yHLyH)；
其中a、b分别表示第一折射层、第二折射层周期结构的整数数目，a、b取值范围均为大于5；x、y分别表示所述第一折射层、第二折射层折射率数值；x、y取值范围均为0.01～2之间，x>y；H＝1/4*λ/x，λ表示可见光波段的中心波长；L＝1/4*λ/y，λ表示可见光波段的中心波长；
上基层，所述上基层通过一连接胶层连接于所述选择透射层表面。
其中，所述量子点层的材质选自CdSe、CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnSe、CuInS、InS、CH3PbX3、CSPbX3中的至少一种，其中所述X代表Cl、Br或I。
其中，所述量子点层中还包括有荧光材料，所述荧光材料选自：
氟化物A2[MF6]:Mn4+，其中A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH4至少一种，M选自Ge、Si、Sn、Ti、Zr和Hf中的至少一种四价元素；
或者，A2A’M1-xF6:xMn4+，0<x≤0.3，其中x为掺杂Mn4+离子相对M所占的摩尔百分比系数；其中A为K、Rb、Cs中的至少一种；A’为Li、Na、K、Rb中的至少一种；M为Al、Sc、V、Ga、Y、In、Gd、Lu、Bi中的至少一种。
其中，所述第一折射层的材质选自聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述第二折射层的材质选自聚甲基丙烯酸甲酯、或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。
其中，所述下基层、所述上基层的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯。
有益效果：
(1)本发明提供的背光模组，通过两种工作波长的光源和多层有机膜的量子点膜组配合，一方面量子点膜组透射长波蓝光，另一方面，量子点膜组受到短波蓝光的激发，发射红光和绿光，从而获得能混为白光的三色光。本发明能够提升量子点的激发效率，降低量子点的用量，降低Cd含量，提升光能利用率。
(2)具有多层有机膜的量子点膜组中，由于量子点层处于上基层、下基层之间，能够达到隔水隔氧的效果，量子点层的质量和稳定性得到很好的信赖。
(3)此外，选择透射层为采用高低折射率有机材料，使背光膜组无需准直光处理即可实现对短波蓝光和近紫外光很高的透过率(超过95％)，对长波蓝光、绿光和红光具有很高的反射率(超过95％)，进一步可以大幅提升光能利用率和节省成本。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是本发明实施例背光模组的结构示意图。
图2是图1中圆环内区域的结构放大图。
图3是本发明实施例背光模组的工作原理示意图。
图4是现有技术中量子点对红色光、绿色光的吸收频谱图(a)和发光频谱图(b)。
图5是本发明实施例量子点膜组在入射角为0°时的反射频谱图。
图6是本发明实施例量子点膜组在入射角为40°时的反射频谱图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
结合图1所示，本发明提供的背光模组，包括：从下至上设置的反射片10、导光板20、量子点膜组30和光学膜组40；对应于所述导光板20侧部设置的光源50。
本实施例的至少包括两种光源，激发光源51和补偿光源52。所述激发光源51用于提供激发光，使所述量子点膜组30出射有激发红光和激发绿光进入所述光学膜组40；所述补偿光源52用于提供补偿蓝光，使所述量子点膜组30出射有蓝光进入所述光学膜组40。补偿光源52、激发光源51分设于导光板20的左右两侧，对应于所述导光板20；当然，补偿光源52、激发光源51的位置也可以对调，或者其他能满足本发明目的的摆放方式。
其中，激发光源51的工作波长均落入短波蓝光、近紫外光的波段范围，实际上所述激发光源优选为蓝光LED或近紫外光LED，工作波长可为350～470nm，优选为350～430nm。所述补偿光源的工作波长为可以穿透量子点膜组30的长波蓝光，优选为445～470nm。实际上，补偿光源的工作波长也可以往短波蓝光偏移，即补偿光源的工作波长横跨两个波段，这样可以提供补偿蓝光之余，还可以利用部分的短波蓝光对量子点膜组进行再次激发。
另外，两种光源的强度和比例是根据最后搭配液晶面板的出屏色度再决定的，比如要求出屏后白点色度为x＝0.28±0.030，y＝0.29±0.030；LED的色度需要满足x＝0.26±0.015，y＝0.23±0.015；只需要调配两种光源的强度和红色、绿色荧光粉的比例，达到要求的LED色度范围即可。
结合图2所示，本实施例的量子点膜组30是由多层有机材料层叠而成，量子点膜组30从下至上包括4个功能层：下基层31、量子点层32、选择透射层33、上基层34；在每个功能层之间通过一连接胶层35相连。
具体地，位于最下层的下基层31与所述导光板20直接接触，采用具有防水隔氧作用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材质制备而成；类似地，位于最上层的上基层34与光学膜组40直接接触，也采用具有防水隔氧作用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材质制备而成。
在现有的研究可发现：由于量子点的吸收特性(如图4的(a)(b)所示)表明，对于红色光R和绿色光G的吸收和发光性能比较，量子点对波长较短的绿色光G的吸收特性更佳，且能发出高强度的红色光R和绿色光G，这种特性更有利于提升光能利用率和降低含镉量子点含量。
本实施例量子点层32通过一连接胶层35连接于所述下基层31的表面，正是利用其对光选择性吸收的特性、并与上述光源相配合工作而达到发明目的的。本实施例量子点层32的作用反射近紫外光、短波蓝光或部分的长波蓝光，同时被反射近紫外光、短波蓝光或部分的长波蓝光激发量子点层中的红色量子点、绿色量子点，提升红光、绿光的透过率。根据该作用设置，所述量子点层包括能够被激发的红色量子点和/或绿色量子点(图中未示出)；所述量子点层的材质可选自CdSe、CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnSe、CuInS、InS、CH3PbX3、CSPbX3中的至少一种，其中所述X代表Cl、Br或I。
为了增强所述量子点层的激发效率，其中还包括有荧光材料，所述荧光材料可选自：
氟化物A2[MF6]:Mn4+，其中A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH4至少一种，M选自Ge、Si、Sn、Ti、Zr和Hf中的至少一种四价元素；
或者，A2A’M1-xF6:xMn4+，0<x≤0.3，其中x为掺杂Mn4+离子相对M所占的摩尔百分比系数；其中A为K、Rb、Cs中的至少一种；A’为Li、Na、K、Rb中的至少一种；M为Al、Sc、V、Ga、Y、In、Gd、Lu、Bi中的至少一种。
具有了量子点层相当具有了“子弹”，还需要准备“枪”。选择透射层33通过一连接胶层连接于所述量子点层32表面，它能够对光进行准确筛选，反射短波蓝光、紫外光，只有长波蓝光、红光和绿光才可以透射出来。所述选择透射层33包括周期性交替层叠设置的第一折射层和第二折射层。
选择透射层33采用高低折射率有机材料交替层叠形成。例如，所述第一折射层为高折射率材料，可选自聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；所述第二折射层采用低折射率材料，可选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或者由乙二醇、萘二甲酸以及酞酸盐之类的物质共聚而成共聚物(coPEN)。
进一步地，第一折射层和第二折射层满足参数：a(xHLxH)b(yHLyH)；
其中a、b分别表示第一折射层、第二折射层周期结构的整数数目，a、b取值范围均为大于5；
x、y分别表示所述第一折射层、第二折射层折射率数值；x、y取值范围均为0.01～2之间，x>y；
H、L表示该材料层的光学厚度，H＝1/4*λ/x，λ表示可见光波段的中心波长；L＝1/4*λ/y，λ表示可见光波段的中心波长。一般地，λ的取值范围为500～550nm，目的是为了让尽可能多的可见光从选择透射层中透过。
下面结合图3介绍本发明背光模组的工作原理；
结合图2、图3所示，激发光源51提供短波蓝光B1(例如峰值波长350～430nm)进入导光板20中，短波蓝光B1经过反射板10反射后在导光板20表面出射、并到达量子点膜组30，短波蓝光B1不能穿透量子点膜组30而被反射回来，在量子点层32中激发量子点材料或其他颜色荧光粉发出激发红光R和激发绿光G，这些激发红光R和激发绿光G成为能够透射出选择透射层33进入光学膜组40的红光、绿光的来源。进一步地，一部分反射回到导光板20的短波蓝光B1经过反射板10反射继续之前的路线，由于始终不能穿过选择透射层33，而再次反射到量子点层32对量子点材料和荧光粉再次进行激发，直到这一束短波蓝光B1的能量被消耗殆尽。
另一方面，补偿光源52提供长波蓝光B2(例如，峰值波长445～470nm)，一部分的长波蓝光B2能够透过选择透射层33进入光学膜组40中成为蓝光来源，从而实现与之前的激发红光R、激发绿光G混成白光；一部分长波蓝光B2也可激发小部分的量子点和荧光粉同样发出激发红光R、激发绿光G进一步增强红光、绿光的强度。
例如，在本实施例中：
预设激发光源的工作波长为短波蓝光，具体为380nm；补偿光源的工作波长为长波蓝光，具体为455nm；第一折射层材料为PEN，折射率为0.32；第二折射层材料为PMMA，折射率为0.25；第一折射层、第二折射层周期性交替层叠，优选交替20次，最远离于所述量子点层32的一般设置为低折射率的材料层，如此形成的高低折射率的周期的结构为：20(0.32HL0.32H)20(0.25HL0.25H)，最终形成厚度约为10微米的选择透射层33。
结合图5可看出，当入射角为0度时，本实施例的量子点膜组对于长波蓝光和红绿光(波长大于440nm)波段内具有很好的透射特性，平均透射率大于95％，而在短波蓝光(波长360nm～430nm)波段具有大于95％的反射率。
此外，本实施例的选择透射层对于大角度入射的光线仍然具有很好的蓝光透过性和红绿光反射特性。如图6所示，当入射光为40°时的反特性，看出本实施例的量子点膜组在长波蓝光和红绿光(波长大于440nm)波段内具有很好的透射特性，其平均透射率大于95％，而在短波蓝光(波长380nm)的波段具有大于95％的反射率。由此说明，本实施例的量子点膜组结合两种波长的工作光源的技术方案，可以使背光无需准直光处理即可实现对短波蓝光很高的透过率，对长波蓝光、绿光和红光具有很高的反射率，从而可以大幅提升光能利用率和节省成本。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。
Claims (9)
1.一种背光模组，包括：从下至上设置的反射片、导光板和光学膜组，其特征在于，
所述导光板和所述光学膜组之间还设置一量子点膜组；以及，
对应于所述导光板侧部设置的光源，所述光源包括：激发光源和补偿光源；所述激发光源用于提供激发光，使所述量子点膜组出射有激发红光和激发绿光进入所述光学膜组；所述补偿光源用于提供补偿蓝光，使所述量子点膜组出射有蓝光进入所述光学膜组。
2.根据权利要求1所述背光模组，其特征在于，所述激发光源为蓝光LED或近紫外光LED。
3.根据权利要求1或2所述背光模组，其特征在于，所述激发光源的工作波长为350～430nm。
4.根据权利要求1所述背光模组，其特征在于，所述补偿光源的工作波长为445～470nm。
5.根据权利要求1所述背光模组，其特征在于，所述量子点膜组包括：
下基层；
通过一连接胶层连接于所述下基层表面的量子点层，所述量子点层包括红色量子点和/或绿色量子点；
通过一连接胶层连接于所述量子点层表面的选择透射层，所述选择透射层包括周期性交替层叠设置的第一折射层和第二折射层；所述第一折射层、第二折射层的参数满足：a(xHLxH)b(yHLyH)；
其中a、b分别表示第一折射层、第二折射层周期结构的整数数目，a、b取值范围均为大于5；x、y分别表示所述第一折射层、第二折射层折射率数值；x、y取值范围均为0.01～2之间，x>y；H＝1/4*λ/x，λ表示可见光波段的中心波长；L＝1/4*λ/y，λ表示可见光波段的中心波长；
上基层，所述上基层通过一连接胶层连接于所述选择透射层表面。
6.根据权利要求5所述背光模组，其特征在于，所述量子点层的材质选自CdSe、CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnSe、CuInS、InS、CH3PbX3、CSPbX3中的至少一种，其中所述X代表Cl、Br或I。
7.根据权利要求5或6所述背光模组，其特征在于，所述量子点层中还包括有荧光材料，所述荧光材料选自：
氟化物A2[MF6]:Mn4+，其中A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH4至少一种，M选自Ge、Si、Sn、Ti、Zr和Hf中的至少一种四价元素；
或者，A2A’M1-xF6:xMn4+，0<x≤0.3，其中x为掺杂Mn4+离子相对M所占的摩尔百分比系数；其中A为K、Rb、Cs中的至少一种；A’为Li、Na、K、Rb中的至少一种；M为Al、Sc、V、Ga、Y、In、Gd、Lu、Bi中的至少一种。
8.根据权利要求5所述背光模组，其特征在于，所述第一折射层的材质选自聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述第二折射层的材质选自聚甲基丙烯酸甲酯、或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。
9.根据权利要求5所述背光模组，其特征在于，所述下基层、所述上基层的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯。
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