CN108279455A - 蓝光截止膜及蓝光显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓝光截止膜及蓝光显示装置。本发明的蓝光截止膜，由包括黄色染料的光刻胶材料形成，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色，且制作方法简单。本发明的蓝光显示装置，包括上述的蓝光截止膜，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种蓝光截止膜及蓝光显示装置。
背景技术
随着显示技术的不断发展，人们对显示装置的显示质量要求也越来越高。量子点材料(Quantum Dot，简称QD)是指粒径在1-100nm的半导体晶粒。由于QD的粒径较小，小于或者接近相应本体材料的激子波尔半径，产生量子限域效应，本体材料连续的能带结构会转变为分立的能级结构，在外部光源的激发下，电子会发生跃迁，发射荧光。
QD这种特殊的分立能级结构使其半波宽较窄，因而可发出较高纯度的单色光，相比于传统显示器具有更高的发光效率。同时，由于QD的能级带隙，受其尺寸影响较大，可以通过调控QD的尺寸或使用不同成分的QD来激发出不同波长的光。现有的技术主要集中于将发光波段在红(R)光、绿(G)光、及蓝(B)光的量子点混合封装于工程塑料薄膜中而制成量子点薄膜(QD film)、或混合封装于玻璃管中而制成量子点管(QD tube)，并将该结构置于背光与显示系统之间的位置，以传统白光背光激发，以达到丰富色域的目的，但无论是QDfilm还是QD tube结构，对于量子点材料的使用手段较为单一，同时也由于需要如光学优质的聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)膜及小孔径玻璃管的保护与封装，存在一定的成本过高以及材料信赖性问题。
近期关于量子点的应用，业内还有另一种方案，即将QD材料制备成量子点彩色滤光片(QD Color Filter，QDCF)以替代传统彩色滤光片的构想，业界已经取得了一些进展。目前，最常见的做法是，将QD材料掺杂在彩色滤光片的结构中，搭配蓝色背光使用，利用光致发光的特性，实现彩色显示。例如，现有的含有QDCF的液晶显示面板中，所述QDCF通常包括数个阵列排布的红色像素单元、绿色像素单元、及蓝色像素单元，其中，所述红色像素单元、绿色像素单元分别由红色量子点油墨材料、绿色量子点油墨材料经喷墨打印(InkjetPrinting)工艺形成，所述红色像素单元、绿色像素单元在蓝色背光的激发下分别发出红光和绿光，而所述蓝色像素单元则通过透明有机材料填充而形成，其发出的蓝光通过产生蓝色背光的背光模组提供。由于蓝色背光并不是100％都可以用于激发QDCF，没有被利用的蓝色背光也会透过红色像素单元、绿色像素单元，导致画面无法正常显示，而整体偏蓝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓝光截止膜，由包括黄色染料的光刻胶材料形成，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色，且制作方法简单。
本发明的目的还在于提供一种蓝光显示装置，包括上述的蓝光截止膜，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色。
本发明的目的又在于提供另一种蓝光显示装置，将上述的蓝光截止膜用于量子点彩色滤光片，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色，且节约一道制程，节约生产成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种蓝光截止膜，其由光刻胶材料形成，所述光刻胶材料包括树脂、及黄色染料。
可选地，所述黄色染料包括以吡啶酮为基体进行重氮化合成的染料，所述以吡啶酮为基体进行重氮化合成的染料的结构通式如式(I)所示：
以上式(I)中，R1为-H、或-(CH2)2OH；R2为-N+R3、-NO2、-CN、-COOH、-COOR、-C＝O、-OCH3、卤素基团、-OH、-C6H5、-CH＝CH2、-H、-CH3、或-CH2CH3；R2’和R2”为-H、或-C(CH3)3。
可选地，所述黄色染料包括吡咯并吡咯二酮的衍生物类染料，所述吡咯并吡咯二酮的衍生物类染料的结构式包括式(II)和式(III)中的至少一种：
可选地，所述光刻胶材料还包括黄色颜料。
所述光刻胶材料中，所述黄色颜料为偶氮类、色酚类、苯并咪唑酮类、蒽醌类、或偶氮缩合类的黄色颜料。
所述黄色颜料为偶氮类、色酚类、苯并咪唑酮类、蒽醌类、或偶氮缩合类的黄色颜料；
所述光刻胶材料中，所述黄色染料的重量占黄色染料与黄色颜料的总重量的比例为0-30％。
该蓝光截止膜的黄色光刻胶在标准C光源下在CIE1931色度体系中的色度坐标(x，y)在0.410≤x≤0.450和0.485≤y≤0.550的范围内。
本发明还提供一种蓝光显示装置，包括蓝光光源、设于所述蓝光光源上方的光致发光彩色滤光片、及设于所述光致发光彩色滤光片上方的如上所述的蓝光截止膜。
所述光致发光彩色滤光片包括数个阵列排布的红色像素单元、绿色像素单元、及蓝色像素单元；
所述蓝光截止膜对应蓝色像素单元设有开口。
所述光致发光彩色滤光片为量子点彩色滤光片、或荧光染料彩色滤光片。
本发明还提供另一种蓝光显示装置，包括蓝光光源、设于所述蓝光光源上方的光致发光彩色滤光片；
其中，所述光致发光彩色滤光片包括数个阵列排布的红色像素单元、绿色像素单元、及蓝色像素单元
所述红色像素单元、绿色像素单元分别由红色发光材料、绿色发光材料加入如上所述的蓝光截止膜中制作而成。
所述红色发光材料为红色量子点材料、或红色荧光材料；
所述绿色发光材料为绿色量子点材料、或绿色荧光材料。
本发明的有益效果：本发明的蓝光截止膜，由包括黄色染料的光刻胶材料形成，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色，且制作方法简单。本发明的蓝光显示装置，包括上述的蓝光截止膜，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的一种蓝光显示装置的结构示意图；
图2为图1的蓝光显示装置使用蓝光截止膜前后的频谱对比图；
图3为本发明的另一种蓝光显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明首先提供一种蓝光截止膜，其由光刻胶材料形成，所述光刻胶材料树脂、反应单体、光引发剂、溶剂、添加剂，可以为纯染料体系的(all dye)彩色光刻胶,还可以是颜料(pigment)和染料(dye)的混合体系的(hybrid)彩色光刻胶。
具体地，所述黄色染料可以为以吡啶酮为基体进行重氮化合成的染料，也可以为吡咯并吡咯二酮(DPP)的衍生物类染料。
具体地，所述以吡啶酮为基体进行重氮化合成的染料的结构通式如式(I)所示，
以上式(I)中，R1可以为-H、或-(CH2)2OH等基团；R2可以为吸电子取代基，也可以为给电子取代基，其中，吸电子取代基可以是-N+R3、-NO2、-CN、-COOH、-COOR、-C＝O、-OCH3、或卤素等基团，其中R3和R不做限定；给电子基团可以是-OH、-C6H5、-CH＝CH2、-H、-CH3、或-CH2CH3等基团；R2’和R2”可以为-H、或-C(CH3)3等基团。
在实际应用中，可以对式(I)所示的黄色染料结构通式中的R2取代基进行选择性地修饰给电子基团或者吸电子基团，使其吸收峰蓝移或者红移，如果对R2取代基修饰的是给电子基团，如-H、-CH3、-OH等基团，该黄色染料的吸收峰会蓝移，其吸收峰在405～409nm的波长范围内；如果对R2取代基修饰的是吸电子基团，如-COOCH3，该黄色染料的吸收峰会红移，其吸收峰在432～436nm的波长范围内。
具体地，所述吡咯并吡咯二酮(DPP)的衍生物类染料的结构式如以下式(II)或式(III)所示，
具体地，所述光刻胶材料中，所述黄色颜料可以为偶氮类(如汉沙黄10G、联苯胺黄)、色酚类(如永固黄)、苯并咪唑酮类(如C.I.颜料黄154)、蒽醌类(如PY24P、Y147、Y177)、或偶氮缩合类(如固美脱黄3G)的黄色颜料。
具体地，所述光刻胶材料中，所述树脂为是碱可溶的甲基丙烯酸系树脂、或环氧系树脂，即所述光刻胶材料为通过在甲基丙烯酸系树脂、或环氧系树脂中添加黄色染料、黄色颜料、反应单体、光引发剂、溶剂、添加剂等所形成的材料。
具体地，为提升体系的稳定性(如耐热性/耐化性)，可以选择含有-OH、-C＝C、-COOH、-N+R3、-CN等分子基团的黄色染料，其与光刻胶材料中的丙烯酸树脂或环氧树脂中的-COOH、-OH、-C＝C反应，可以将黄色染料连接到树脂中，从而提升黄色染料的稳定性。
具体地，所述蓝光截止膜的黄色光刻胶在标准C光源下在CIE1931色度体系中的色度坐标(x，y)在0.410≤x≤0.450和0.485≤y≤0.550的范围内。
本发明的蓝光截止膜，由包括黄色染料的光刻胶材料形成，其可以应用于一切通过蓝光过渡到其他颜色光而进行彩色显示的蓝光显示装置中，例如通过蓝光过渡到其他颜色光而进行彩色显示的液晶显示装置、微发光二极管(Micro LED)显示装置、及有机发光二极管显示装置(OLED)等，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色，且制作方法简单。
请参阅图1，基于上述的蓝光截止膜，本发明还提供一种蓝光显示装置，包括蓝光光源10、设于所述蓝光光源10上方的光致发光彩色滤光片20、及设于所述光致发光彩色滤光片20上方的如上述的蓝光截止膜30。
具体地，所述光致发光彩色滤光片20包括数个阵列排布的红色像素单元21、绿色像素单元22、及蓝色像素单元23；所述蓝光截止膜30对应蓝色像素单元23设有开口31。
具体地，所述光致发光彩色滤光片20可以为量子点彩色滤光片，也可以为由荧光染料掺杂而形成的荧光染料彩色滤光片、或其他光致发光的彩色滤光片。
具体地，所述蓝光截止膜30经图案化工艺形成，用于去除所述蓝光光源10发出的穿过所述红色像素单元21及绿色像素单元22后未转化的蓝色荧光光线。
具体地，所述蓝光截止膜30的制作方法可由所述光刻胶材料经涂布、曝光、显影、蚀刻等图案化工艺步骤制作形成。
优选地，所述光刻胶材料中，所述黄色染料为以吡啶酮为基体进行重氮化合成的的染料，其结构通式如式(I)所示，
以上式(I)中，R1可以为-H、或-(CH2)2OH等基团；R2可以为吸电子取代基，也可以为给电子取代基，其中，吸电子取代基可以是-N+R3、-NO2、-CN、-COOH、-COOR、-C＝O、-OCH3、或卤素等基团，其中R3和R不做限定；给电子基团可以是-OH、-C6H5、-CH＝CH2、-H、-CH3、或-CH2CH3等基团；R2’和R2”可以为-H、或-C(CH3)3等基团。
从而在实际应用中，可以根据蓝光光源10发出的蓝色背光的波峰位置，对式(I)所示的黄色染料结构通式中的R2取代基进行选择性地修饰给电子基团或者吸电子基团，使其吸收峰蓝移或者红移，如果对R2取代基修饰的是给电子基团，如-H、-CH3、-OH等基团，该黄色染料的吸收峰会蓝移，其吸收峰在405～409nm的波长范围内；如果对R2取代基修饰的是吸电子基团，如-COOCH3，该黄色染料的吸收峰会红移，其吸收峰在432～436nm的波长范围内。
具体地，本发明的蓝光显示装置可以为任意一种通过蓝光过渡到其他颜色光而进行彩色显示的显示装置，例如通过蓝光过渡到其他颜色光而进行彩色显示的液晶显示装置、微发光二极管显示装置、及有机发光二极管显示装置等，其通过采用蓝光截止膜30，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色。
具体地，在本发明的蓝光显示装置一优选实施例中，所述光致发光彩色滤光片20为量子点彩色滤光片，所述光致发光彩色滤光片20还包括黑色像素间隔层24，所述黑色像素间隔层24将所述红色像素单元21、绿色像素单元22、及蓝色像素单元23间隔开；所述红色像素单元21、绿色像素单元22分别由红色量子点油墨材料、绿色量子点油墨材料优选采用喷墨打印工艺形成，但对具体制作工艺不做限定，所述蓝色像素单元23的材料为透明有机材料。所述蓝光显示装置为液晶显示装置，还包括上下相对设置的彩膜基板40与阵列基板(未图示)、及设于彩膜基板40与阵列基板之间的液晶层(未图示)，所述蓝光截止膜30、光致发光彩色滤光片20依次设于所述彩膜基板40靠近液晶层的一侧，所述蓝光光源10作为背光光源，设于所述阵列基板的下方，为所述蓝光显示装置提供蓝色背光。图2为蓝光显示装置使用蓝光截止膜30前后的的频谱对比，所述蓝光光源10发出蓝色背光，所述蓝色背光穿过阵列基板与液晶层而照射在光致发光彩色滤光片20上，在蓝色背光的激发下，所述光致发光彩色滤光片20中，红色像素单元21内的红色量子点会发出半高宽很窄的红光，与未被吸收的蓝色背光形成混合光，该混合光随后经过蓝光截止膜30后，其中的蓝色背光被吸收，从而被滤成高纯度的红色单色光而显红色；同理，蓝色背光经绿色像素单元22及蓝光截止膜30后发出绿色单色光而显绿色；而对应蓝色像素单元23的位置由于采用透明有机材料制作且没有蓝光截止膜30的覆盖而直接透过蓝色背光而显蓝色；最终提供了彩色显示所需的红、绿、蓝三原色，实现了彩色显示，并能够有效提高显示色域指数。
需要注意的是，本发明的蓝光截止膜30具备在红色波段和绿色波段无吸收或者吸光度很低的性质，否则会导致红色和绿色子像素的透过率大幅度降低，从而影响到LCD的白平衡以及整体的舒适感。
请参阅图3，基于上述的蓝光截止膜，本发明还提供第二种蓝光显示装置，包括蓝光光源10、设于所述蓝光光源10上方的光致发光彩色滤光片20；
其中，所述光致发光彩色滤光片20包括数个阵列排布的红色像素单元21、绿色像素单元22、及蓝色像素单元23；
所述红色像素单元21、绿色像素单元22分别由红色发光材料、绿色发光材料加入如权利要求1所述的蓝光截止膜30中制作而成，所述蓝色像素单元23为空白层、或透明光刻胶层。
具体地，所述红色发光材料为红色量子点材料、或红色荧光材料。
具体地，所述绿色发光材料为绿色量子点材料、或绿色荧光材料。
本发明的第二种蓝光显示装置，相对于上述第一种蓝光显示装置，光致发光彩色滤光片20可以直接过滤掉不需要的蓝光，节省一道制程，节约生产成本。
综上所述，本发明的蓝光截止膜，由包括黄色染料的光刻胶材料所形成，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色，且制作方法简单。本发明的蓝光显示装置，包括上述的蓝光截止膜，能够有效吸收蓝光显示装置中多余的蓝光而避免其整体显示效果偏蓝色。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种蓝光截止膜，其特征在于，其由光刻胶材料形成，所述光刻胶材料包括树脂、及黄色染料。
2.如权利要求1所述的蓝光截止膜，其特征在于，所述黄色染料包括以吡啶酮为基体进行重氮化合成的染料，所述以吡啶酮为基体进行重氮化合成的染料的结构通式如式(I)所示：
以上式(I)中，R1为-H、或-(CH2)2OH；R2为-N+R3、-NO2、-CN、-COOH、-COOR、-C＝O、-OCH3、卤素基团、-OH、-C6H5、-CH＝CH2、-H、-CH3、或-CH2CH3；R2’和R2”为-H、或-C(CH3)3。
3.如权利要求1所述的蓝光截止膜，其特征在于，所述黄色染料包括吡咯并吡咯二酮的衍生物类染料，所述吡咯并吡咯二酮的衍生物类染料的结构式包括式(II)和式(III)中的至少一种：
4.如权利要求1所述的蓝光截止膜，其特征在于，所述光刻胶材料还包括黄色颜料；
所述黄色颜料为偶氮类、色酚类、苯并咪唑酮类、蒽醌类、或偶氮缩合类的黄色颜料；
所述光刻胶材料中，所述黄色染料的重量占黄色染料与黄色颜料的总重量的比例为0-30％。
5.如权利要求4所述的蓝光截止膜，其特征在于，该蓝光截止膜的黄色光刻胶在标准C光源下在CIE1931色度体系中的色度坐标(x，y)在0.410≤x≤0.450和0.485≤y≤0.550的范围内。
6.一种蓝光显示装置，其特征在于，包括蓝光光源(10)、设于所述蓝光光源(10)上方的光致发光彩色滤光片(20)、及设于所述光致发光彩色滤光片(20)上方的如权利要求1所述的蓝光截止膜(30)。
7.如权利要求6所述的蓝光显示装置，其特征在于，所述光致发光彩色滤光片(20)包括数个阵列排布的红色像素单元(21)、绿色像素单元(22)、及蓝色像素单元(23)；
所述蓝光截止膜(30)对应蓝色像素单元(23)设有开口(31)。
8.如权利要求6所述的蓝光显示装置，其特征在于，所述光致发光彩色滤光片(20)为量子点彩色滤光片、或荧光染料彩色滤光片。
9.一种蓝光显示装置，其特征在于，包括蓝光光源(10)、设于所述蓝光光源(10)上方的光致发光彩色滤光片(20)；
其中，所述光致发光彩色滤光片(20)包括数个阵列排布的红色像素单元(21)、绿色像素单元(22)、及蓝色像素单元(23)；
所述红色像素单元(21)、绿色像素单元(22)分别由红色发光材料、绿色发光材料加入如权利要求1所述的蓝光截止膜(30)中制作而成。
10.如权利要求9所述的蓝光显示装置，其特征在于，所述红色发光材料为红色量子点材料、或红色荧光材料；
所述绿色发光材料为绿色量子点材料、或绿色荧光材料。
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