CN112130379B - 量子点膜片、背光模组和显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种量子点膜片、背光模组和显示器，其中，量子点膜片包括依次设置红光量子层组、选择性透光层组、以及绿光量子层组，所述红光量子层组内具有红色量子点，所述绿光量子层组内设具有绿色量子点，所述选择性透光层组用以分隔所述红光量子层组和所述绿光量子层组，所述选择性透光层组可供蓝光和红光透过，并将经过所述绿光量子层组激发出的绿光反射。本发明技术方案旨在提高量子点材料光转换效率，从而提高量子点膜片发光效率，以实现高亮度、高色域的显示效果。

Description

量子点膜片、背光模组和显示器

技术领域

本发明涉及量子技术领域，特别涉及一种量子点膜片、背光模组以及显示器。

背景技术

量子点电视采用量子点技术的液晶显示，具有高的色彩还原能力。高色域是量子点电视的特色之一，随着液晶显示的大尺寸化、高分辨率、高动态对比度等技术的发展，需要量子点电视往高亮度、高色域发展。目前的量子点膜片通常是由红色量子点和绿色量子点混合成一体的设计方案，由于量子点材料具有宽吸收波段特性，因此存在红色量子点材料吸收绿色量子点材料发出的绿光，导致能量损失，从而导致显示效果的亮度下降。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种量子点膜片，旨在提高量子点材料光转换效率，从而提高量子点膜片发光效率，以实现高亮度、高色域的显示效果。

为实现上述目的，本发明提出的量子点膜片，包括依次设置红光量子层组，选择性透光层组以及绿光量子层组，所述红光量子层组内具有红色量子点，所述绿光量子层组内设具有绿色量子点，所述选择性透光层组用以分隔所述红光量子层组和所述绿光量子层组，所述选择性透光层组可供蓝光和红光透过，并将经过所述绿光量子层组激发出的绿光反射。

在本申请的一实施例中，所述选择性透光层组包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层堆叠设置，所述第一膜层朝向所述红光量子层组设置，所述第二膜层朝向所述绿光量子层组设置，所述第一膜层与所述第二膜层的材质不同且所述第二膜层的光密介质大于所述第一膜层的光密介质。

在本申请的一实施例中，所述第一膜层和所述第二膜层的均为多层结构，多个所述第一膜层和多个所述第二膜层依次交叠设置，所述第一膜层和所述第二膜层的层数数量均为S；

所述第一膜层的折射率为N1，所述第二膜层的折射率为N2，所述选择性透光层组的反射率为R，则

在本申请的一实施例中，定义所述绿光的波长为λ，所述第一膜层或所述第二膜层的厚度值为D，满足：D＝λ/4。

在本申请的一实施例中，所述选择性透光层组的厚度值L1小于所述红光量子层组的厚度值L2和所述绿光量子层组的厚度值L3。

在本申请的一实施例中，所述红光量子层组的厚度值L2满足：20um≤L2≤40um；

且/或，所述绿光量子层组的厚度值L3满足：60um≤L3≤120um；

且/或，所述绿光的波长λ的取值范围500nm≤λ≤600nm。

在本申请的一实施例中，所述绿色量子点在所述绿光量子层组的质量占有量为0.3％至6％；

且/或，所述红色量子点在所述红光量子层组的质量占有量为0.1％至2％。

在本申请的一实施例中，所述量子点膜片还包括第一阻隔层和第二阻隔层，所述第一阻隔层连接于所述红光量子层组背离所述选择性透光层组的一侧，所述第二阻隔层连接于所述绿光量子层组背离所述选择性透光层组的一侧。

本发明还提出一种背光模组，所述背光模组包括量子点膜片，所述量子点膜片包括依次设置红光量子层组，选择性透光层组以及绿光量子层组，所述红光量子层组内具有红色量子点，所述绿光量子层组内设具有绿色量子点，所述选择性透光层组用以分隔所述红光量子层组和所述绿光量子层组，并将经过所述绿光量子层组反射出的绿光与所述红光量子层组隔开。

本发明还提出一种显示器，所述显示器包括背光模组，所述背光模组包括上述的量子点膜片。

本发明技术方案的量子点膜片包括依次设置红光量子层组，选择性透光层组以及绿光量子层组，红光量子层组内具有红色量子点，绿光量子层组内设具有绿色量子点。如此通过将红色量子点和绿色量子点分层设置，从而当光线经过绿色量子点发出的绿光后，以防止该绿光不会被同一层中的红色量子点所吸收，从而可以有效避免光的能量损失的情况发生。同时红光量子层组和绿光量子层组之间再由选择性透光层组进行隔断，该选择性透光层组可有效地将经过绿光量子层组反射出的绿光与红光量子层组隔开，同时该选择性透光层组不仅可以使蓝光和红光正常穿过，还可以将经过绿光量子层组激发出的绿光反射，以减少发生绿光量子层组反射出的绿光进入到红光量子层组内的情况，如此进一步避免光线能量损失的现象，从而有效地提高量子点膜片的发光效率，进而保证光源经过量子点膜片之后的亮度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明量子点膜片一实施例的结构示意图；

图2为本发明量子点膜片的选择性透光层组的结构示意图；

图3为本发明量子点膜片的反射率R与层数数量S的关系示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	量子点膜片	30	绿光量子层组
10	红光量子层组	31	绿色量子点
				11	红色量子点	40	第一阻隔层
20	选择性透光层组	50	第二阻隔层
				21	第一膜层	60	出光面
22	第二膜层	70	入光面

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1，本发明提出一种量子点膜片100。

在本发明实施例中，该量子点膜片100包括依次设置红光量子层组10，选择性透光层组20以及绿光量子层组30，所述红光量子层组10内具有红色量子点11，所述绿光量子层组30内设具有绿色量子点31，所述选择性透光层组20用以分隔所述红光量子层组10和所述绿光量子层组30，所述选择性透光层组20可供蓝光和红光透过，并将经过所述绿光量子层组30激发出的绿光反射。

其中，量子点(Quantum Dots，简称QD)是肉眼看不到的，极其微小的无机纳米晶体。每当受到光的刺激，量子点便会发出非常纯净的有色光线。使用量子点材料的背光源是色彩最纯净的背光源。量子点电视使用色彩最纯净的量子点光源作为背光源，革命性的实现全色域显示，最真实还原图像色彩。量子点有一个与众不同的特性：每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，一般颗粒若越大，会吸收长波，颗粒越小，会吸收短波。8纳米大小的量子点，可吸收长波的红色，显示出蓝色，2纳米大小的量子点，可吸收短波的蓝色，呈现出红色。这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。而本申请的光源可以为蓝光LED，而光源的进光方向沿红光量子层组10进入，并依次经过选择性透光层组20以及绿光量子层组30，再从绿光量子层组30分别射出绿光，蓝光以及红光的三原色光。而红色量子点11和绿光量子点的材料可以包括但不限于CdSe、InP、钙钛矿等材料。红光量子层组10和绿光量子层组30的制备可通过红色量子点11和绿色量子点31可以分别与UV胶水或热固化胶水混合，制备出红色量子点11胶水和绿色量子点31胶水再进行分层涂布。

本发明技术方案的量子点膜片100包括依次设置红光量子层组10，选择性透光层组20以及绿光量子层组30，红光量子层组10内具有红色量子点11，绿光量子层组30内设具有绿色量子点31。如此通过将红色量子点11和绿色量子点31分层设置，从而当光线经过绿色量子点31发出的绿光后，以防止该绿光不会被同一层中的红色量子点11所吸收，从而可以有效避免光的能量损失的情况发生。同时红光量子层组10和绿光量子层组30之间再由选择性透光层组20进行隔断，该选择性透光层组20可有效地将经过绿光量子层组30反射出的绿光与红光量子层组10隔开，同时该选择性透光层组20不仅可以使蓝光和红光正常穿过，还可以将经过绿光量子层组30激发出的绿光反射，以减少发生绿光量子层组30反射出的绿光进入到红光量子层组10内的情况，如此进一步避免光线能量损失的现象，从而有效地提高量子点膜片100的发光效率，进而保证光源经过量子点膜片100之后的亮度。

在本申请的一实施例中，参照图1和图2，所述选择性透光层组20包括第一膜层21和第二膜层22，所述第一膜层21和所述第二膜层22堆叠设置，所述第一膜层21朝向所述红光量子层组10设置，所述第二膜层22朝向所述绿光量子层组30设置；所述第一膜层21与所述第二膜层22的材质不同且所述第二膜层22的光密介质大于所述第一膜层21的光密介质，所述第一膜层21的折射率为N1，所述第二膜层22的折射率为N2，满足N2＞N1。具体地，由于第一膜层21和第二膜层22的材质不同且第二膜层22的光密介质大于第一膜层21的光密介质，进而当光线经过绿色量子点31发出的绿光后，该绿光当接触并进入选择性透光层组20后会先在第二膜层22处先发生折射，而之后部分折射后的绿光会再进入第一膜层21并再次发生折射，其中，第一膜层21的折射率为N1，第二膜层22的折射率为N2，由于材质不同且第二膜层22的光密介质较大，如此第二膜层22的折射率N2大于第一膜层21的折射率N1，进而使大量绿光进入第一膜层21和第二膜层22后被反射出，从而依次经过第一膜层21和第二膜层22会进一步逐渐减少进入红光量子层组10的绿光，以进一步避免光线能量损失的现象，从而有效地提高量子点膜片100的发光效率，进而保证光源经过量子点膜片100之后的亮度。此外，该选第一膜层21的材质具体可以为PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)，而第二膜层22的材质具体为PEN(Polyethylene naphthalat，聚萘二甲酸乙二醇酯)，从而以使第一膜层21和第二膜层22的材质不同且第二膜层22的光密介质大于第一膜层21的光密介质。

进一步地，结合参照图3，所述第一膜层21和所述第二膜层22的均为多层结构，多个所述第一膜层21和多个所述第二膜层22依次交叠设置，所述第一膜层21和所述第二膜层22的层数数量均为S；所述第一膜层21的折射率为N1，所述第二膜层22的折射率为N2，所述选择性透光层组20的反射率为R，则

一般地，N1和N2的取值范围在1.3～1.9之间，且满足N2>N1；同时该第一膜层21和第二膜层22的层数数量S与N1和N2的折射率差相关；在本申请的一实施例中，当N2＝1.88，N1＝1.64，从而在第一膜层21和第二膜层22的层数数量S为40时，反射率可达99％。在本申请的一实施例中，而当N2＝1.59，N1＝1.49，当第一膜层21和第二膜层22的层数数量S为40时，反射率可达97.6％。因此，为了达到较高的反射率，本发明提出的第一膜层21和第二膜层22的层数S至少大于40层。

可选地，定义所述绿光的波长为λ，所述第一膜层21或所述第二膜层22的厚度值为D，满足：D＝λ/4。具体地，由于不同波长光波的反射率是不同的，而通过控制第一膜层21或第二膜层22的厚度值可实现提高对指定波段的光波反射率，因此通过使第一膜层21或第二膜层22的厚度值D满足D＝λ/4，可选地，所述绿光的波长λ的取值范围500nm≤λ≤600nm。其中当绿光的波长λ的取值在500nm至600nm之间时，绿光的反射率在90％以上，在380nm至500nm的蓝光波长和580nm至780nm的红光波长这两个波段的透过率在90％以上。如此以实现该选择性透光层组20可有效地将经过绿光量子层组3030反射出的绿光与红光量子层组10隔开的效果。

进一步地，所述选择性透光层组20的厚度值L1小于所述红光量子层组10的厚度值L2和所述绿光量子层组30的厚度值L3。具体地，通过使选择性透光层组20的厚度值L1小于红光量子层组10的厚度值L2和绿光量子层组30的厚度值L3，以避免当蓝光和红光经过该选择性透光层组20时光线的能量消耗过大，进一步提高量子点膜片100的发光效率，进而保证光源经过量子点膜片100之后的亮度，同时适当缩小选择性透光层组20的厚度值L1可有效降低量子点膜片100整体的厚度，以更方便安装。

更进一步地，所述红光量子层组10的厚度值L2满足：20um≤L2≤40um。其中，当L2＜20um时，从而当蓝光穿过红光量子层组10时会导致红光的出光率太低，进而影响出光效果，而当L2＞40um时，当蓝光穿过红光量子层组10时会导致蓝光的能量损耗过大且转换为红光的转换率过高。如此为了防止红光量子层组10的厚度值过厚而导致光线经过红光量子层组10的能量损耗过大，且避免由于红光量子层组10的厚度值过低而导致红光的出光率太低。从而将该红光量子层组10的厚度值L2范围设置在20um至40um之间，如此以使得当蓝光进入到红光量子层组10时，即可以保证蓝光和红光的透光率，且避免过多的能量损耗。

可选地，所述绿光量子层组30的厚度值L3满足：60um≤L3≤120um。其中，当L3＜60um时，当蓝光穿过绿光量子层组30时会导致绿光的出光率太低，进而影响出光效果，而当L2＞120um时，从而当蓝光穿过绿光量子层组30时会导致光线经过红光量子层组10的能量损耗过大且转换为绿光的转换率太高，如此为了防止绿光量子层组30的厚度值过厚而导致光线经过红光量子层组10的能量损耗过大，且避免由于绿光量子层组30的厚度值过低而导致绿光的出光率太低。从而将该绿光量子层组30的厚度值L2范围设置在60um至120um之间，如此以使得当蓝光进入到绿光量子层组30时，可以保证绿光、蓝光以及红光的透光率，且避免过多的能量损耗。

参照图1，在本申请的一实施例中，所述绿色量子点31在所述绿光量子层组30的质量占有量为0.3％至6％；具体地，当绿色量子点31在绿光量子层组30的质量占有量小于0.3％时，会使得绿光量子层组30内绿色量子点31含量较少，导致绿色量子点31分布较为稀疏，从而影响绿光的出光效果。而当绿色量子点31在绿光量子层组30的质量占有量大于6％时，绿色量子点31分布较为密集，进而使蓝光穿过时导致绿光的转换率过高，从而为了保证出光效果将绿色量子点31在绿光量子层组30的质量占有量设为0.3％至6％，不仅该绿色量子点31可在绿光量子层组30内分散排布，以达到透光的效果较为均衡，同时可以提供绿光稳定的光学性能和色彩精确度，此外还可以防止量子点膜片100成本过高，保证生产需求。

可选地，所述红色量子点11在所述红光量子层组10的质量占有量为0.1％至2％。具体地，当红色量子点11在红光量子层组10的质量占有量小于0.1％，会使得红光量子层组10内红色量子点11含量较少，导致红色量子点11分布较为稀疏，从而影响红光的出光效果。当红色量子点11在红光量子层组10的质量占有量大于2％，红色量子点11分布较为密集，进而使蓝光穿过时导致红光的转换率过高，从而为了保证出光效果将红色量子点11在绿光量子层组30的质量占有量设为0.1％至2％，不仅该红色量子点11可在红光量子层组10内分散排布，以达到透光的效果较为均衡，以达到透光的效果较为均衡，同时该红色量子点11在红光量子层组10的占有量为0.3％至6％，不仅可以提供红光稳定的光学性能和色彩精确度，同时还可以防止量子点膜片100成本过高，保证生产需求。

参照图1，在本申请的一实施例中，所述量子点膜片100还包括第一阻隔层40和第二阻隔层50，所述第一阻隔层40连接于所述红光量子层组10背离所述选择性透光层组20的一侧，所述第二阻隔层50连接于所述绿光量子层组30背离所述选择性透光层组20的一侧。具体地，通过设置第一阻隔层40和第二阻隔层50以对红光量子层组10、选择性透光层组20以及绿光量子层组30进行保护，以提高量子点膜片100整体的使用寿命，需要说明的是，该第一阻隔层40和第二阻隔层50在对红光量子层组10、选择性透光层组20以及绿光量子层组30进行防护的同时不会对光线的射入和射出造成过大的影响，从而保证量子点膜片100的正常使用。

进一步地，所述第一阻隔层40和所述第二阻隔层50为水氧阻隔膜。具体地，该第一阻隔层40和第二阻隔层50均为水氧阻隔膜，不仅可以便于生产，同时该水氧阻隔膜由无机材料构成，无机材料通过在原子级别的致密排列达到有效阻挡水气和氧气的效果。

如此，该背光光源为蓝光LED时，蓝光进入量子点膜片100从第二阻隔层50的入光面70进入后，再进入红光量子层组10，一部分蓝光被红色量子点11吸收后，转换为红光。未被红色量子点11吸收的蓝光，和红色量子点11材料转换后的红光，穿透过选择性透光层组20后，部分蓝光被绿色量子点31吸收后转换为绿光，剩下的未被吸收的蓝光，以及绿光和红光经过第一阻隔层40后，混合成白光。其中部分蓝光、绿光和红光往光源方向返回传输过程中，由于选择性透光层组20的设置，而使得蓝光波段和红光波段的穿透选择性透光层组20，再经过红光量子层组10内，其中部分蓝光被红色量子点11吸收后转换为红光。而绿光被选择性透光层组20反射往出光面60传输，无法进入红光量子层组10，可以避免绿光被红色量子点11吸收后，造成二次转换所带来的量子效率的损失。光源在双组份量子点膜片100的传输光路，此方案可以极大地减少量子点材料相互吸收而带来的能量损失，可以实现高亮度的量子点背光方案。

本发明还提出一种背光模组，该背光模组包括量子点膜片100，该量子点膜片100的具体结构参照上述实施例，由于本背光模组采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种显示器，该显示器包括背光模组，该背光模组包括量子点膜片100，该量子点膜片100的具体结构参照上述实施例，由于本显示器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种量子点膜片，其特征在于，包括依次设置红光量子层组、选择性透光层组、以及绿光量子层组，所述红光量子层组内具有红色量子点，所述绿光量子层组内设具有绿色量子点，所述选择性透光层组用以分隔所述红光量子层组和所述绿光量子层组，所述选择性透光层组可供蓝光和红光透过，并将经过所述绿光量子层组激发出的绿光反射；

所述选择性透光层组包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层堆叠设置，所述第一膜层朝向所述红光量子层组设置，所述第二膜层朝向所述绿光量子层组设置，所述第一膜层与所述第二膜层的材质不同且所述第二膜层的光密介质大于所述第一膜层的光密介质；

所述第一膜层和所述第二膜层的均为多层结构，多个所述第一膜层和多个所述第二膜层依次交叠设置，所述第一膜层和所述第二膜层的层数数量均为S；

所述第一膜层的折射率为N1，所述第二膜层的折射率为N2，N1和N2的取值范围为1.3～1.9，且N2大于N1，所述选择性透光层组的反射率为R，则

其中，S大于40层。

2.如权利要求1所述的量子点膜片，其特征在于，定义所述绿光的波长为λ，所述第一膜层或所述第二膜层的厚度值为D，满足：D＝λ/4。

3.如权利要求2所述的量子点膜片，其特征在于，所述选择性透光层组的厚度值L1小于所述红光量子层组的厚度值L2和所述绿光量子层组的厚度值L3。

4.如权利要求3所述的量子点膜片，其特征在于，所述红光量子层组的厚度值L2满足：20um≤L2≤40um；

且/或，所述绿光量子层组的厚度值L3满足：60um≤L3≤120um；

且/或，所述绿光的波长λ的取值范围500nm≤λ≤600nm。

5.如权利要求1所述的量子点膜片，其特征在于，所述绿色量子点在所述绿光量子层组的质量占有量为0.3％至6％；

且/或，所述红色量子点在所述红光量子层组的质量占有量为0.1％至2％。

6.如权利要求1至5任意一项所述的量子点膜片，其特征在于，所述量子点膜片还包括第一阻隔层和第二阻隔层，所述第一阻隔层连接于所述红光量子层组背离所述选择性透光层组的一侧，所述第二阻隔层连接于所述绿光量子层组背离所述选择性透光层组的一侧。

7.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的量子点膜片。

8.一种显示器，其特征在于，包括如权利要求7所述的背光模组。

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