CN107290896A - 利用量子点获得白光光谱的发光方法及其发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶显示技术领域，具体涉及一种利用量子点获得白光光谱的发光方法及其发光装置，包括以下步骤：蓝光LED发光灯（1）发出的蓝光（B）经过红光量子（2）点后发出红光（R），经过绿光量子（3）点发出绿光（G）；蓝光（B）经过黄色荧光粉（4）后发出第二混合黄光（Y2）；将红光（R）、绿光（G）和和蓝光（B）混合后得到第一混合白光（W1），将蓝光（B）和第二混合黄光（Y2）混合后得到第二混合白光（W2）；将第一混合白光（W1）和第二混合白光（W2）后得到稳定的白光光谱（W）。本发明将色域提高到110%，而且也弥补了量子点光源存在不稳定的因素。

Description

利用量子点获得白光光谱的发光方法及其发光装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体涉及一种利用量子点获得白光光谱的发光方法及其发光装置。
背景技术
量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在100纳米(nm)以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子限域效应(quantum confinement effect)特别显著。
液晶电视的色域取决于背光的光谱特性、以及光谱与液晶面板彩色滤光片(CF)的匹配程度。背光光源只要白光，白光再经过滤光片就可以得到任何想要的颜色，如果白光色域够高则得出的液晶电视色域也会高。目前行业普遍采用NTSC色域标准来衡量色彩显示效果，色域覆盖率（简称色域）越高，电视所呈现的颜色范围也就越丰富、越接近自然色。
传统的WLED电视大多采用“蓝光LED＋黄色荧光粉”的发光模式（通过蓝光LED发出的光激发黄色荧光粉产生黄光，剩余的蓝光与黄光混色而获得白光，其典型的光谱特性如图1所示，就RGB三基色而言，其色纯度很差），虽可让人感觉到白光，不过缺乏红光和绿光使得混色较为困难，是导致色域覆盖率偏低和背光转换效率不高的原因。一般色域覆盖率（简称色域）不超过72%，目前大多数液晶显示器（电视或者手机）都采用这种发光模式。
如图2所示，现有技术中，采用量子点发光的技术主流，主要是是利用蓝光LED发出的光激发两种量子点（红光量子点和绿光量子点）材料，分别发出红光和绿光，并同剩余的蓝光混色成为白光，这种白光就作为液晶电视的背光光源。这种白光出来的色域可以达到110%，量子点液晶显示的色域和能效更高，所以其画面色彩更自然亮丽，并且兼顾节能环保。
但是目前量子点的成本很高，而且量子点会因为温度高等环境因素存在一定不稳定性，稳定性差的缺点，表现最明显的是目前电子设备尤其手机等设备，在使用过程中可能存在一定的高温环境，这样量子点的发光光源则极不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用量子点获得白光光谱的发光方法及其发光装置，解决了现有的液晶显示发光模式使用“蓝光LED＋黄色荧光粉”的发光模式，色域不够宽，而采用量子点发光，又容易受使用环境的影响，尤其是温度的影响，导致光源不稳定，并且全部使用量子点成本很高的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种利用量子点获得白光光谱的发光方法，包括以下步骤：
蓝光LED发光灯发出的蓝光经过红光量子点后发出红光，经过绿光量子点发出绿光；
蓝光经过黄色荧光粉后发出第二混合黄光；
将红光、绿光和和蓝光混合后得到第一混合白光，将蓝光和第二混合黄光混合后得到第二混合白光；
将第一混合白光和第二混合白光后得到稳定的白光光谱。
进一步的，所述蓝光LED、红光量子点、绿光量子点和黄色荧光粉的比例分配是2:1:4，即蓝光 70%被红光量子点、绿光量子点吸收变成红光和绿光 ，被黄色荧光粉吸收转变为第二混合黄光Y2，30%蓝光分别与生成的红光和绿光混合得到第一混合白光，与第二混合黄光混合后得到第二混合白光，此比例标准生成的白光光谱色温为6500K。得到的白光光谱（W）达到100%以上，而且在高温环境下仍然表现稳定。
另一种优选比例为：红光量子点、绿光量子点和黄色荧光粉最优比例为：9:5:10，即76%的蓝光被红光量子点、绿光量子点吸收变成红光和绿光 ，被黄色荧光粉吸收转变为第二混合黄光Y2，24%的蓝光分别与生成的红光和绿光混合得到第一混合白光，与第二混合黄光混合后得到第二混合白光，此比例标准为最优标准生成的白光光谱色温为5700K。得到的白光光谱达到100%以上，而且在高温环境下仍然表现稳定。
进一步的，所述蓝光LED是氮化镓LED发光灯。
一种利用量子点获得白光光谱的发光装置，包括蓝光LED、红光量子点、绿光量子点和黄色荧光粉，所述蓝光LED所发的蓝光分别进入五个通道，所述五个通道中有三个通道分别是通向红光量子点、绿光量子点和黄色荧光粉，另外两个通道为蓝光直通道，红光量子点发出的红光、绿光量子点发出的部分绿光和一个蓝光直通道的蓝光混合成为第一混合白光进入第一白光通道，另一个蓝光直通道的蓝光和经过黄色荧光粉的第二混合黄光混合后得到的第二混合白光进入第二白光通道，第一白光通道的第一混合白光和第二白光通的第二混合白光相汇得到稳定白光光谱。
进一步的，所述蓝光LED是氮化镓LED发光灯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：相对传统的WLED发光光源极大的提高了色域达到110%，而且也弥补了量子点光源存在不稳定的因素；解决了单纯使用量子点输出白光的不稳定性造成其色稳定性较差、成本较高的缺点；以及单蓝光光源加荧光粉合成白光光源，白光显色域偏低等问题，以及全量子点修整的高成本问题。
附图说明
图1为现有的一种荧光粉发光方法的光线转变示意图。
图2为现有的一种量子点发光方法的光线转变示意图。
图3为本发明利用量子点获得白光光谱的发光方法的光线转变示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图3示出了本发明利用量子点获得白光光谱的发光方法的一个实施例：一种利用量子点获得白光光谱的发光方法，包括以下步骤：
蓝光LED发光灯1发出的蓝光B经过红光量子2点后发出红光R，经过绿光量子3点发出绿光G；
蓝光B经过黄色荧光粉4后发出第二混合黄光Y2；
将红光R、绿光G和和蓝光B混合后得到第一混合白光W1，将蓝光B和第二混合黄光Y2混合后得到第二混合白光W2；
将第一混合白光W1和第二混合白光W2后得到稳定的白光光谱W。
根据本发明利用量子点获得白光光谱的发光方法的另一个实施例，所述蓝光LED1、红光量子点2、绿光量子点3和黄色荧光粉4的比例分配是2:1:4。70%的即蓝光B被红光量子点2、绿光量子点3吸收变成红光和绿光 ，被黄色荧光粉吸收转变为第二混合黄光Y2，30%的蓝光B分别与生成的红光和绿光混合得到第一混合白光W1，与第二混合黄光Y2混合后得到第二混合白光W2，此比例标准生成的白光光谱W色温为6500K。得到的白光光谱W达到100%以上，而且在高温环境下仍然表现稳定。
另一种优选比例为：红光量子点2、绿光量子点3和黄色荧光粉4最优比例为：9:5:10，即76%的蓝光B被红光量子点2、绿光量子点3吸收变成红光和绿光 ，被黄色荧光粉吸收转变为第二混合黄光Y2，24%蓝光B分别与生成的红光和绿光混合得到第一混合白光W1，与第二混合黄光Y2混合后得到第二混合白光W2，此比例标准为最优标准生成的白光光谱W色温为5700K。得到的白光光谱W达到100%以上，而且在高温环境下仍然表现稳定。
根据本发明利用量子点获得白光光谱的发光方法的另一个实施例，所述蓝光LED1是氮化镓LED发光灯。
本发明还示出了利用量子点获得白光光谱的发光装置的一个实施例：一种利用量子点获得白光光谱的发光装置，包括蓝光LED1、红光量子点2、绿光量子点3和黄色荧光粉4，所述蓝光LED1所发的蓝光分别进入五个通道，所述五个通道中有三个通道分别是通向红光量子点2、绿光量子点3和黄色荧光粉4，另外两个通道为蓝光直通道，红光量子点2发出的红光R、绿光量子点3发出的部分绿光G和一个蓝光直通道的蓝光B混合成为第一混合白光W1进入第一白光通道，另一个蓝光直通道的蓝光B和经过黄色荧光粉4的第二混合黄光Y2混合后得到的第二混合白光W2进入第二白光通道，第一白光通道的第一混合白光W1和第二白光通的第二混合白光W2相汇得到稳定白光光谱W。
根据本发明利用量子点获得白光光谱的发光装置的另一个实施例，所述蓝光LED1是氮化镓LED发光灯。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种利用量子点获得白光光谱的发光方法，其特征在于包括以下步骤：
蓝光LED发光灯（1）发出的蓝光（B）经过红光量子（2）点后发出红光（R），经过绿光量子（3）点发出绿光（G）；
蓝光（B）经过黄色荧光粉（4）后发出第二混合黄光（Y2）；
将红光（R）、绿光（G）和和蓝光（B）混合后得到第一混合白光（W1），将蓝光（B）和第二混合黄光（Y2）混合后得到第二混合白光（W2）；
将第一混合白光（W1）和第二混合白光（W2）后得到稳定的白光光谱（W）。
2.根据权利要求1所述的利用量子点获得白光光谱的发光方法，其特征在于：所述蓝光LED（1）、红光量子点（2）、绿光量子点（3）和黄色荧光粉（4）的比例分配是2:1:4或9:5:10。
3.根据权利要求1所述的利用量子点获得白光光谱的发光方法，其特征在于：所述蓝光LED（1）是氮化镓LED发光灯。
4.一种利用量子点获得白光光谱的发光装置，其特征在于：包括蓝光LED（1）、红光量子点（2）、绿光量子点（3）和黄色荧光粉（4），所述蓝光LED（1）所发的蓝光分别进入五个通道，所述五个通道中有三个通道分别是通向红光量子点（2）、绿光量子点（3）和黄色荧光粉（4），另外两个通道为蓝光直通道，红光量子点（2）发出的红光（R）、绿光量子点（3）发出的部分绿光（G）和一个蓝光直通道的蓝光（B）混合成为第一混合白光（W1）进入第一白光通道，另一个蓝光直通道的蓝光（B）和经过黄色荧光粉（4）的第二混合黄光（Y2）混合后得到的第二混合白光（W2）进入第二白光通道，第一白光通道的第一混合白光（W1）和第二白光通的第二混合白光（W2）相汇得到稳定白光光谱（W）。
5.根据权利要求1所述的利用量子点获得白光光谱的发光装置，其特征在于：所述蓝光LED（1）是氮化镓LED发光灯。
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