CN110568659A - 一种量子点像素光致发光液晶显示模组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种量子点像素光致发光液晶显示模组及其制造方法，包括去除彩色滤光层的液晶屏、单面印刷量子点材料的玻璃基板和背光模组；所述去除彩色滤光层的液晶屏包括上玻璃基板和下玻璃基板，所述单面印刷量子点材料的玻璃基板印刷量子点材料的一面朝向所述上玻璃基板并通过密封框与上玻璃基板贴合；背光模组置于所述去除彩色滤光层的液晶屏的下玻璃基板一侧，用于提供光源，光源经去除彩色滤光层的液晶屏内的液晶分子控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。本发明与现有技术液晶显示模组相比，简化了液晶屏的结构及生产工艺、色域广、色彩更纯、对比度高、使用寿命长。

Description

一种量子点像素光致发光液晶显示模组及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示技术，尤其涉及一种量子点像素光致发光液晶显示模组及其制造方法。
背景技术
传统的LCD(Liquid Crystal Display，即液晶显示器)包括一组背光源（Backlight Unit）和液晶面板（Liquid-Crystal Module）。液晶面板由许多像素点组成，其构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，在下基板玻璃上设置薄膜晶体管(TFT)，即液晶像素电极层，在上基板玻璃上设置彩色滤光片。如图6现有技术的普通液晶屏结构图所示，普通液晶屏的基本结构包括两片平行的上玻璃基板101a和下玻璃基板101b，上玻璃基板101a与下玻璃基板101b之间通过密封胶框102粘合在一起，上、下玻璃基板的对向表面分别设置彩色滤光层106和液晶像素电极层103，其中，彩色滤光层106由红、绿、蓝（107a、107b、107c）三种颜色排列组成，用于显示颜色，液晶像素电极层103上的信号与电压可改变用来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否，背光模组110射出的偏振光再经由彩色滤光层106出射而达到显示目的。
目前背光源通常是采用白光LED（WLED），背光源“照亮”像素点，液晶就像窗帘一样，控制像素点透光的程度，最后彩色滤光片将白光过滤出红绿蓝中的一种颜色。通过控制一系列这些像素点，可以混合出各种各样的颜色。因此，液晶面板的色彩表现主要和两个因素相关：一个是彩色滤光片的滤光的有效性，另一个是背光源白色的纯净度。滤光片方面，要求精准得到将颜色过滤的颜色，即过滤出红（R）绿（G）蓝（B）。比如红色滤光片不仅要过滤掉白光里面的绿色和蓝色，而且只允许特定波长的红色通过，得到纯净的红色。目前高级的滤光片可以很精准地过滤出颜色，但是加工精度要求高，工艺复杂，非常昂贵，由于彩色滤光片是利用颜色光阻过滤产生纯净颜色，因而还会导致明显的衰减和亮度的损失（颜色光阻透过率只有 1/3 左右）。 背光源方面，则要求提供非常“白”的光源。我们知道白光实际上是以红、蓝、绿三色混合起来的，但是现在使用的WLED（白光LED）光源无法提供非常纯净的白色光源，表现在红绿蓝的配比不平均。目前白光LED （WLED）的缺陷简单来说就是蓝色多了，而且产生了额外的黄色，因此，最终也限制了液晶显示屏的颜色表现。为了克服白光LED （WLED）的缺点，现在有直接用红绿蓝LED（RGBLED）背光驱动的面板，但是价格非常昂贵，而且难以塞进小型的移动设备。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明为解决现有技术采用彩色滤光片的液晶屏加工工艺复杂、色域不够广、色彩表现力受限、色彩不够纯，对比度不够高等缺陷和不足，提出了一种量子点像素光致发光液晶显示屏，能够实现极大简化液晶屏的结构及生产工艺，且相比现有技术采用彩色滤光片的液晶屏，具有色域广、色彩表现力好、色彩更纯、对比度高和使用寿命长的优点。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种量子点像素光致发光液晶显示模组，包括去除彩色滤光层的液晶屏、单面印刷量子点材料的玻璃基板和背光模组；所述去除彩色滤光层的液晶屏包括上玻璃基板和下玻璃基板；所述单面印刷量子点材料的玻璃基板包括玻璃基板和设置在所述玻璃基板一面的若干像素槽，所述若干像素槽由光刻胶涂布在所述玻璃基板的其中一面形成，其中若干像素槽中各槽体内间隔放置有量子点材料和扩散粒子，若干像素槽的横截面为梯形，所述单面印刷量子点材料的玻璃基板印刷量子点材料的一面朝向所述上玻璃基板并通过密封框与上玻璃基板贴合；背光模组，置于所述去除彩色滤光层的液晶屏的下玻璃基板一侧，用于提供光源，光源经去除彩色滤光层的液晶屏内的液晶分子控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
作为进一步的改进技术方案，所述若干像素槽中各槽体间隔放置的量子点材料和扩散粒子分别间隔放置绿色量子点材料、红色量子点材料、扩散粒子。
作为进一步的改进技术方案，所述若干像素槽中各槽体间隔放置的量子点材料和扩散粒子分别间隔放置红色量子点材料、绿色量子点材料、扩散粒子。
作为进一步的改进技术方案，所述若干像素槽中各槽体的宽度比红色量子点材料：绿色量子点材料：扩散粒子为2.92：2.74：0.7。
作为进一步的改进技术方案，所述单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料为硒化镉量子点材料或钙钛矿量子点材料。
作为进一步的改进技术方案，所述背光模组使用蓝光LED，蓝光LED经过液晶分子的控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
本发明还提供一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法，用于制造上述的量子点像素光致发光液晶显示模组，包括如下方法步骤：
在玻璃基板上单面涂布光刻胶形成间隔设置的若干像素槽；
在所述若干像素槽中间隔设置量子点材料和扩散粒子；
将设置量子点材料和扩散粒子的玻璃基板通过密封胶框贴合到去除彩色滤光层的液晶屏的上玻璃基板，其涂布若干像素槽的一面朝向上玻璃基板；
将背光模组设置在去除滤光层的液晶屏的下玻璃基板一侧，其光源经过去除彩色滤光层的液晶屏内的液晶分子控制发出后，激发设置量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
作为进一步的改进技术方案，所述在玻璃基板上单面涂布光刻胶形成间隔设置的若干像素槽具体步骤为：将光刻胶涂布在玻璃基板上，经过烘烤、曝光、显影、烘烤的步骤实现间隔设置的像素槽。
作为进一步的改进技术方案，在所述若干像素槽中间隔设置量子点材料和扩散粒子具体步骤为：在所述若干像素槽中各槽体间隔通过喷墨打印红色量子点材料、绿色量子点材料、扩散粒子，或者各槽体间隔通过喷墨打印绿色量子点材料、红色量子点材料、扩散粒子。
作为进一步的改进技术方案，所述若干像素槽中各槽体的截面为梯形，槽体的宽度比红色量子点材料：绿色量子点材料：扩散粒子为2.92：2.74：0.7。
作为进一步的改进技术方案，所述背光模组使用蓝光LED，蓝光LED经过液晶分子的控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
基于上述内容，由于本发明量子点像素光致发光液晶显示屏，通过使用量子点材料和扩散粒子取代现有技术液晶显示屏中的彩色滤光片，使用蓝光LED光源取代现有技术液晶显示器中的白光LED （WLED）白色光源。由于量子点拥有90%左右的光转换效率，激发的光拥有很窄的光谱，颜色很“准确”，且蓝光LED光谱纯净，因此很好地解决了原有技术背光源不纯净、滤光片颜色过滤不精准和亮度损失大的问题。与现有技术比，本发明使加工工艺简化、液晶显示屏色域广、色彩表现力好，色彩更纯，对比度高，使用寿命长。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，其中：
图1是本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例结构图。
图2是本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例中去除彩色滤光层的LCD液晶屏结构图。
图3是本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例的单面印刷量子点材料的玻璃基板纵向剖视结构图。
图4是本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例之单面印刷量子点材料的玻璃基板的立体图（显示单面印刷量子点材料的像素槽结构）。
图5是本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例之单面印刷量子点材料的玻璃基板像素槽局部剖面结构图。
图6是现有技术普通液晶显示屏结构图。
图7是本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法优选实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。
液晶显示器，简称为LCD （Liquid Crystal Display），是属于平面显示器的一种。液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，是一种有机化合物, 在常温条件下，呈现出既有液体的流动性，又有晶体的光学各向异性。液晶的另一个特殊性质在于，如果给液晶施加一个电场，其分子容易发生再排列，使液晶的各种光学性质随之发生变化，即当对液晶通电时，液晶排列变的有秩序，使光线容易通过，不通电时液晶排列混乱，阻止光线通过。正是利用这一液晶的物理基础，即液晶的“电－光效应”,实现光被电信号调制，从而制成液晶显示器件。在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源开/关下产生明暗的区别，依此照原理控制每个像素，便构成所需图像。
因利用液晶分子扭转原理的不同，液晶显示器主要又被分为扭转式向列型TN（Twisted Nematic，属被动矩阵型技术）、超扭转式向列型STN（Super Twisted Nematic，属被动矩阵型技术）及薄膜式晶体管型TFT（Thin Film Transistor，属主动式矩阵驱动技术），它们在视角、彩色、对比及动画显示品质上也因其工作原来不同而有高低程次之差别。目前市场上作为显示器及电视机面板，都以薄膜式晶体管型（TFT）为主流。
目前，主流的液晶显示器采用的都是薄膜式晶体管型（TFT），TFT LCD技术能够显示更加清晰、明亮的图像。其结构如图6现有技术普通液晶显示屏结构图所示，其包括：上玻璃基板101a、下玻璃基板101b、液晶像素电极层103、密封胶框102、由红色滤光单元107a、绿色滤光单元107b、蓝色滤光单元107c组成的彩色滤光层106和背光模组110构成。其中背光模组110所采用的背光源通常是白光LED（WLED）。基本工作流程为：背光模组110的背光源“照亮”像素点，液晶像素电极层103上的薄膜式晶体管（TFT）控制像素点透光的程度，彩色滤光片（即彩色滤光层106）将像素点透来的白光过滤出红绿蓝其中的一种颜色。通过控制一系列这些像素点，混合出各种各样的颜色。由此可以看出液晶显示屏的色彩表现主要和两个因素相关：一个是滤光片的滤光的有效性，另一个是背光源白色的纯净度。
滤光片方面，要求精准得到过滤后的颜色：红色、绿色或蓝色。目前高级的滤光片可以很精准地过滤出颜色，但特别昂贵，且由于同时会使透光率下降，导致明显的衰减和亮度的损失，降低了LCD的效能指标。
背光源方面，要求提供非常纯净的白光源。但是现在使用的白光LED（WLED）光源红绿蓝的配比不平均，简单来说就是蓝色多了，而且产生了额外的黄色，限制了液晶面板颜色的表现。
基于以上所述的普通液晶显示屏存在的缺点，本发明利用量子点材料受到光电刺激时会根据晶粒直径的大小不同而激发出不同颜色的单色光、所激发的单色光拥有很窄的光谱（即纯净度非常高）、且拥有90%左右的光转换效率的特点，展示了一种量子点像素光致发光液晶显示屏，其结构如图1本发明一种量子点像素光致发光液晶显示屏优选实施例结构图所示，包括去除彩色滤光层的液晶屏200、单面印刷量子点材料的玻璃基板210和背光模组220；所述去除彩色滤光层的液晶屏200包括上玻璃基板201a和下玻璃基板201b，上玻璃基板201a和下玻璃基板201b两者间通过密封胶框204a粘合，所述单面印刷量子点材料的玻璃基板210的玻璃基板211印刷量子点材料的一面212朝向所述上玻璃基板201a并通过密封胶框204b与上玻璃基板201a贴合；所述单面印刷量子点材料的玻璃基板210包括玻璃基板211和设置在所述玻璃基板一面的若干像素槽，所述若干像素槽由光刻胶涂布在所述玻璃基板的其中一面形成，其中若干像素槽中各槽体内间隔放置有量子点材料213和扩散粒子214，若干像素槽的横截面为梯形。背光模组220，置于所述去除彩色滤光层的液晶屏200的下玻璃基板201b一侧，用于提供光源，光源经去除彩色滤光层的液晶屏200内的液晶分子层202控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板210的玻璃基板211表面的量子点材料213和扩散粒子214，实现量子点像素光致发光。
其中，去除彩色滤光层的LCD液晶屏200的结构如图2所示，图2所示是本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例的去除彩色滤光层的LCD液晶屏结构图，其为图1中的去除彩色滤光层的LCD液晶屏200部分，包括：上玻璃基板201a、下玻璃基板201b、液晶像素电极层202、上偏光片203a（图1中未标示）、下偏光片203b（图1中未标示）、密封框胶204a和液晶分子205。上玻璃基板201a通过密封框胶204a粘合形成中空结构，中空结构内置液晶分子205，相比图6现有技术普通液晶屏结构，本发明中上玻璃基板201a朝向中空结构的一面去除了彩色滤光层，上玻璃基板201a和下玻璃基板201b朝外一面分别设置有上偏光片203a和下偏光片203b，下玻璃基板201b朝向中空结构的一面设置有液晶像素电极层202，形成了本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组的去除彩色滤光层的LCD液晶屏，其工作原理与普通液晶显示屏相比，只是缺少了彩色滤光片滤色功能，其他部分完全一样。
单面印刷量子点材料的玻璃基板210的结构如图3、图4和图5所示，图3所示为本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例的印刷有量子点材料的玻璃基板纵向剖视结构图，图4所示为本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例之印刷有量子点材料的玻璃基板的立体图（显示单面印刷量子点材料的像素槽结构）,图5所示为本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例之印刷有量子点材料的玻璃基板的局部剖视结构图。该单面印刷量子点材料的玻璃基板210是由玻璃基板211和若干像素槽212构成，其中若干像素槽212利用光刻胶（一般为黑色树脂）涂布在玻璃基板211的一面，经过烘烤、曝光、显影、烘烤的步骤制作完成。如图3和图5所示，若干像素槽212中放置有量子点材料213a、213b和扩散粒子214；量子点材料是一种非常微小的半导体纳米晶体，是粒子直径2~10nm的颗粒，当受到光或电的刺激，会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定,本发明选取的是能激发出红色光和绿色光的量子点材料， 扩散粒子214则用于光的扩散。像素槽212中放置的量子点材料213a、213b和扩散粒子214的放置次序为：激发出红颜色的量子点材料213a、激发出绿颜色的量子点材料213b、扩散粒子214，或者是：激发出绿颜色的量子点材料213b、激发出红颜色的量子点材料213a、扩散粒子214。优选而言，单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料为硒化镉量子点材料或钙钛矿量子点材料。像素槽212中的量子点材料213a、213b和扩散粒子214通过喷墨打印方式打印到像素槽中形成QD量子点像素层。如图5所示，所述若干像素槽212中各槽体的横截面为梯形，槽体的宽度比，即放置红色量子点材料213a、绿色量子点材料213b和扩散粒子214的槽体之间的宽度之比为红色量子点材料：绿色量子点：扩散粒子为2.92：2.74：0.7，或者是放置绿色量子点材料213a、红色量子点材料213b和扩散粒子214的槽体之间的宽度之比为绿色量子点材料：红色量子点材料：扩散粒子为2.92：2.74：0.7。
如图1本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例结构图所示，单面印刷量子点材料的玻璃基板210，放置有量子点材料213和扩散粒子214的一面朝向上玻璃基板201a，单面印刷量子点材料的玻璃基板210与上玻璃基板201a之间通过密封框胶204b粘合，使得放置有量子点材料和扩散粒子的像素槽212被密封在密闭空间中，这样的结构有利于保护量子点材料。
在本发明量子点像素光致发光液晶显示模组优选实施例中，背光模组220使用的背光源采用蓝光LED光源。蓝光LED光源，纯度高，蓝光LED光源发出蓝光后通过液晶分子控制发出后激发红色和绿色光的量子点材料实现彩色显示，扩散粒子则用于光的扩散，节约成本。
本发明还提供一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法，用于制造上述的量子点像素光致发光液晶屏，如图7本发明一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法优选实施例的流程图所示，该方法包括如下方法步骤：
步骤S100，在玻璃基板上单面涂布光刻胶形成间隔设置的若干像素槽。
具体而言，将光刻胶涂布在玻璃基板上，经过烘烤、曝光、显影、烘烤的步骤实现间隔设置的像素槽。
步骤S200，在所述若干像素槽中间隔设置量子点材料和扩散粒子。
具体而言，在所述若干像素槽中各槽体间隔通过喷墨打印红色量子点材料、绿色量子点材料、扩散粒子。或者，在所述若干像素槽中间隔设置量子点材料和扩散粒子具体步骤为：在所述若干像素槽中各槽体间隔通过喷墨打印绿色量子点材料、红色量子点材料、扩散粒子。所述若干像素槽中各槽体的截面为梯形，槽体的宽度比红色量子点材料：绿色量子点材料：扩散粒子为2.92：2.74：0.7。
步骤S300，将设置量子点材料和扩散粒子的玻璃基板通过密封胶框贴合到去除彩色滤光层的液晶屏的上玻璃基板，其涂布若干像素槽的一面朝向上玻璃基板。
步骤S400，将背光模组设置在去除滤光层的液晶屏的下玻璃基板一侧，其光源经过去除彩色滤光层的液晶屏内的液晶分子控制发出后，激发设置量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
具体而言，所述背光模组使用蓝光LED，蓝光LED经过液晶分子的控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种量子点像素光致发光液晶显示模组，其特征在于，包括去除彩色滤光层的液晶屏、单面印刷量子点材料的玻璃基板和背光模组；所述去除彩色滤光层的液晶屏包括上玻璃基板和下玻璃基板；所述单面印刷量子点材料的玻璃基板包括玻璃基板和设置在所述玻璃基板一面的若干像素槽，所述若干像素槽由光刻胶涂布在所述玻璃基板的其中一面形成，其中若干像素槽中各槽体内间隔放置有量子点材料和扩散粒子，若干像素槽的横截面为梯形，所述单面印刷量子点材料的玻璃基板印刷量子点材料的一面朝向所述上玻璃基板并通过密封框与上玻璃基板贴合；背光模组，置于所述去除彩色滤光层的液晶屏的下玻璃基板一侧，用于提供光源，光源经去除彩色滤光层的液晶屏内的液晶分子控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
2.根据权利要求1所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组，其特征在于，所述若干像素槽中各槽体间隔放置的量子点材料和扩散粒子分别间隔放置绿色量子点材料、红色量子点材料、扩散粒子。
3.根据权利要求1所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组，其特征在于，所述若干像素槽中各槽体间隔放置的量子点材料和扩散粒子分别间隔放置红色量子点材料、绿色量子点材料、扩散粒子。
4.根据权利要求2或3所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组，其特征在于，所述若干像素槽中各槽体的宽度比红色量子点材料：绿色量子点材料：扩散粒子为2.92：2.74：0.7。
5.根据权利要求4所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组，其特征在于，所述单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料为硒化镉量子点材料或钙钛矿量子点材料。
6.根据权利要求5所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组，其特征在于，所述背光模组使用蓝光LED，蓝光LED经过液晶分子的控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
7.一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法，用于制造如权利要求6所述的量子点像素光致发光液晶显示模组，其特征在于，包括如下方法步骤：
在玻璃基板上单面涂布光刻胶形成间隔设置的若干像素槽；
在所述若干像素槽中间隔设置量子点材料和扩散粒子；
将设置量子点材料和扩散粒子的玻璃基板通过密封胶框贴合到去除彩色滤光层的液晶屏的上玻璃基板，其涂布若干像素槽的一面朝向上玻璃基板；
将背光模组设置在去除滤光层的液晶屏的下玻璃基板一侧，其光源经过去除彩色滤光层的液晶屏内的液晶分子控制发出后，激发设置量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
8.根据权利要求7所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法，其特征在于，所述在玻璃基板上单面涂布光刻胶形成间隔设置的若干像素槽具体步骤为：将光刻胶涂布在玻璃基板上，经过烘烤、曝光、显影、烘烤的步骤实现间隔设置的像素槽。
9.根据权利要求7所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法，其特征在于，在所述若干像素槽中间隔设置量子点材料和扩散粒子具体步骤为：在所述若干像素槽中各槽体间隔通过喷墨打印红色量子点材料、绿色量子点材料、扩散粒子，或者各槽体间隔通过喷墨打印绿色量子点材料、红色量子点材料、扩散粒子。
10.根据权利要求8所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法，其特征在于，所述若干像素槽中各槽体的截面为梯形，槽体的宽度比红色量子点材料：绿色量子点材料：扩散粒子为2.92：2.74：0.7。
11.根据权利要求7至10任一项权利要求所述的一种量子点像素光致发光液晶显示模组的制造方法，其特征在于：所述背光模组使用蓝光LED，蓝光LED经过液晶分子的控制发出后，激发单面印刷量子点材料的玻璃基板表面的量子点材料，实现量子点像素光致发光。
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