CN206906756U - 光可控型量子点背光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光可控型量子点背光源，包括依次层叠的蓝光光源组件和光学板，所述光学板的入光端面上设有量子点层，所述光学板的出光端面上设有微结构。本实用新型利用高精度喷墨打印技术，在光学板端面形成量子点凸透镜，提高了点光源光效及发散角度，增大了量子点材料的利用率；根据光源在出光面的光型，调整细微分区内像素点大小及密度，实现对背光板均匀性的控制；调整细微分区内红绿量子点墨水的浓度、红绿量子点的相对比例和分辨率分布，实现对出射光色度、色温和波长的精确控制；调整超精细微结构光学板表面结构的形状、大小和深度，结合高精度喷墨打印设计，提高光可控型量子点背光源的整体光效。

Description

光可控型量子点背光源

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别是涉及一种光可控型量子点背光源。

背景技术

随着国际IT行业迅速发展，使得相关LCD行业不断推陈出新，LCD产品尺寸朝多元化和轻便化方高发展。背光源(BackLight)是位于液晶显示(LCD背后的一种光源，是LCD产品的核心组件之一，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块LCM视觉效果。液晶显示器LCD本身并不发光，需要依靠背光源。目前市场上的背光源主要是通过蓝光LED去激发荧光粉层或者量子点层实现白光，由于蓝光LED激发荧光粉层获得的白光不够自然，色域窄，显色指数低等缺点，而量子点的发光峰窄，保证了光的纯度高；量子点的发光颜色可调，可实现更高的色域，并且发光效率更高，使用寿命更长。因此量子点背光源已经成为研究的热门。

由于量子点背光源的色度、色温和波长可以调整，量子点材料经过蓝光激发或者自身通过电流激发，能发出纯度很高的光色，因此，也逐渐的广泛应用于植物灯或照明灯等灯具领域。

量子点光致发光技术，目前的结构方式有两种：

量子点玻璃管方式，受制于玻璃管的厚度和低形变度，无法应用于曲面电视，也无法适应于显示屏越来越薄型化的要求。

量子点膜技术，采用涂布的方式生产，无法快速进行局部精细调节。同时量子点材料的利用率降低，使用成本较高。受制于光学阻隔膜的成本和良率，整个量子点膜的成本较高。

现有技术中量子点背光源的量子点多采用均匀分布，对不同强度的蓝光光源混光不均匀，造成出射光均匀性差；并且量子点在混光时会散发大量的热，而量子点的热稳定性较差，当温度过高时会造成量子点失效，引起直接透过量子点的蓝光成分增多，使背光源整体偏蓝。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种光可控型量子点背光源，采用喷墨打印技术和微结构光学板结合，改善量子点背光源的整体光效。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种光可控型量子点背光源，包括依次层叠的蓝光光源组件和光学板，所述光学板的入光端面上设有量子点层，所述光学板的出光端面上设有微结构。微结构进行初级混光，具有导光和聚光的作用，现有技术是将混合量子点均匀涂布在量子点膜内，整个量子点膜置于光学板出光端面。

本实用新型将量子点材料直接精细喷涂于微结构板入光面，减少了光经过的材料结构，使光传导的路径缩短，减小了光的损耗，提高了光的利用率，可以有效增大量子点材料光吸收效率。同时根据光型分布，进行局部精细化设计，可以最大化地增加量子点效率，从而降低使用成本。

微结构光学板，通过自身的光扩散效果，起到混光的作用。由于量子点直接设置于入光面上，微结构直接设置在出光面上，蓝光激发红绿量子点产生的光线直接经过微结构的混光，聚光，使其出光更加均匀，此外出光面光学微结构可以起到聚光增亮的效果，通过调整出光角度，在一定程度上扩大量子点背光源发光角度。

进一步，所述量子点层包括若干个与所述蓝光光源组件不同亮度对应的细微分区，所述细微分区内的量子点通过喷墨打印形成，且所述细微分区内形成量子点的墨水浓度以及量子点的分辨率与所述细微分区对应的所述蓝光光源组件的亮度对应，且成正比。本实用新型中的量子点的分辨率指单位面积内量子点的数量。量子点材料经过蓝光激发或者自身通过电流激发，能发出纯度很高的光色。当细微分区对应的蓝光光源组件亮度较高时，墨水浓度、量子点材料的比例和分辨率可以适当加大，增加匀光效果；当亮度较低时，墨水浓度、量子点材料的比例和分辨率可适当减小，通过调整细微分区内红绿量子点墨水的浓度、不同颜色量子点材料的比例和分辨率分布，实现对出射光色度和波长的精确控制。

由于红绿量子点在将蓝光转化为白光的过程中会产生大量的热量，热辐射会给量子点带来发光猝灭现象，降低了量子点发光效率，同时受温度的影响还会带来颜色的漂移现象；因此，所述细微分区的边缘设有导热线路。

优选的，所述导热线路为石墨烯线、金、银、铜、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，能够导热的金属或高分子材料，并且可以制成墨水的材质，均可以作为导热线路。

具体的，所述量子点层包括红量子点和绿量子点。

具体的，所述微结构为凸透镜结构。本实用新型的微结构是利用带结构滚筒，在板材成型过程中压制于光学板表面，与板材的一体化结构。与置于LED发光芯片表面的透镜相比，本实用新型的结构更加精细，起到调整出光角度，聚集有效光强的作用。微结构凸透镜结构能够匀光效果更好。

优选的，所述光学板的厚度为0.3mm-3.0mm，采用具有扩散性能的PMMA、PS、PC或PP材料。

具体的，所述蓝光光源组件为直下式光源，包括背板以及安装在背板上的LED蓝光芯片。

具体的，所述蓝光光源组件为侧入式光源，包括导光板和侧向设置在导光板边缘的LED蓝光芯片。

进一步，所述量子点层表面还设有一层保护结构。由于量子点直接暴露在外很容易受到损坏，损坏后会影响整体光源的性能，保护结构可以采用阻隔膜将量子点层覆盖起来，既满足透光的要求，又起到保护的作用，或者其他可以满足透光率的结构。

本实用新型提供的一种光可控型量子点背光源具有以下有益效果：

(1)利用高精度喷墨打印技术，在光学板端面形成量子点凸透镜，提高了点光源光效及发散角度，增大了量子点材料的利用率；

(2)根据光源在出光面的光型，调整细微分区内像素点大小及密度，实现对背光板均匀性的控制；

(3)调整细微分区内红绿量子点墨水的浓度、不同颜色量子点材料的比例和分辨率分布，实现对出射光色度、色温和波长的精确控制；

(4)调整超精细微结构光学板表面结构的形状、大小和深度，结合高精度喷墨打印设计，提高量子点背光源的整体光效。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型量子点层细微分区的结构示意图。

图中：1、蓝光光源组件，11、背板，12、LED蓝光芯片，2、光学板，21、量子点层，211、导热线路，212、A细微分区，213、B细微分区，214、C细微分区，215、量子点，22、微结构。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-2所示，本实用新型的一种光可控型量子点背光源，包括依次层叠的蓝光光源组件1和光学板2，所述光学板2的入光端面上设有量子点层21，所述光学板2的出光端面上设有微结构22，所述微结构22为凸透镜结构。微结构22进行初级混光，具有导光和聚光的作用。所述蓝光光源组件1也有多种实现方式，本实施例中给出直下式和侧入式两种结构。所述蓝光光源组件1为直下式光源，包括背板11以及安装在背板11上的LED蓝光芯片12。所述蓝光光源组件1也可以为侧入式光源，包括导光板和侧向设置在导光板边缘的LED蓝光芯片12。所述光学板2的厚度为0.3mm-3.0mm，采用具有扩散性能的PMMA、PS、PC或PP材料。所述量子点层21表面还可以设有一层保护结构，本实施例中采用阻隔膜直接覆盖在量子点层21上进行保护。

如图2所示，所述量子点层21包括若干个与所述蓝光光源组件1不同亮度对应的细微分区，每个细微分区内包括若干个红量子点215和若干个绿量子点215，所述细微分区内的量子点215通过喷墨打印形成，且所述细微分区内形成量子点215的墨水浓度以及量子点215的分辨率与所述细微分区对应的所述蓝光光源组件1的亮度对应，且成正比。即当细微分区对应的蓝光光源组件1亮度较高时，墨水浓度和分辨率可以适当加大，当亮度较低时，墨水浓度和分辨率可适当减小，通过调整细微分区内红绿量子点215墨水的浓度、分辨率分布，实现对出射光色度的精确控制。如图2中所示，为量子点层21细微分区的结构示意图，图中四个角为A细微分区212、中间为C细微分区214、与C细微分区214紧邻的为B细微分区213，假设C细微分区214对应的蓝光光源组件1的亮度最大，向周边亮度减小，则三种细微分区内量子点215的分辨率由大到小顺序为C细微分区214、B细微分区213和A细微分区212。图2中的细微分区仅仅是示意图，并不代表实际的分区情况，实际细微分区的形状与大小由LED蓝光芯片12的数量以及分布决定。

由于红绿量子点215在将蓝光转化为白光的过程中会产生大量的热量，热辐射会给量子点215带来发光猝灭现象，降低了量子点215发光效率，同时受温度的影响还会带来颜色的漂移现象；因此，所述细微分区的边缘设有导热线路211。优选的，所述导热线路211为石墨烯线、金、银、铜、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，能够导热的金属或高分子材料，并且可以制成墨水的材质，均可以作为导热线路，本实施例中在细微分区的边缘印刷石墨烯导热线路211，用于量子点层21的散热。

工作原理的描述：

LED蓝光芯片12的发出的蓝光照射在光学板2的量子点层21上，量子点层21上的红绿量子点215受到激发，将蓝光转化为白光，直接经过光学板2的微结构22进行导光和初级混光，使出射光的色度更加均匀，进一步提高出射光的色度的均匀效果。

由于LED蓝光芯片12是点光源，因此发出的出射光线的亮度与LED蓝光芯片12的数量以及分布有关，而本实用新型中根据LED蓝光芯片12的数量以及分布提前计算出出射光到达光学板2入射端面上的光形以及光的分布，并根据其对量子点层21进行细微分区，从而获得形状大小不同的多个细微分区，然后通过喷墨打印将红绿量子点215墨水打印在各个分区内，并在细微分区的边缘设置导热线路211，进行散热。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种光可控型量子点背光源，其特征在于：包括依次层叠的蓝光光源组件（1）和光学板（2），所述光学板（2）的入光端面上设有量子点层（21），所述光学板（2）的出光端面上设有微结构（22）；

所述量子点层（21）包括若干个与所述蓝光光源组件（1）不同亮度对应的细微分区，所述细微分区内的量子点（215）通过喷墨打印形成，且所述细微分区内形成量子点（215）的墨水浓度以及量子点（215）的分辨率与所述细微分区对应的所述蓝光光源组件（1）的亮度呈正比。

2.如权利要求1所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述细微分区的边缘设有导热线路（211）。

3.如权利要求2所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述导热线路（211）为石墨烯、金、银、铜、聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。

4.如权利要求1所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述量子点层（21）包括红量子点（215）和绿量子点（215）。

5.如权利要求1所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述微结构（22）为凸透镜结构。

6.如权利要求1所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述光学板（2）的厚度为0.3mm-3.0mm，采用具有扩散性能的PMMA、PS、PC或PP材料。

7.如权利要求1所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述蓝光光源组件（1）为直下式光源，包括背板（11）以及安装在背板（11）上的LED蓝光芯片（12）。

8.如权利要求1所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述蓝光光源组件（1）为侧入式光源，包括导光板和侧向设置在导光板边缘的LED蓝光芯片（12）。

9.如权利要求1-8任一项所述的光可控型量子点背光源，其特征在于：所述量子点层（21）表面还设有一层保护结构。