專利名稱：使用量子點的用于背光單元的部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及一種用于背光單元的部件和一種制造該部件的方法，并且更加具體地涉及一種可以通過使用量子點而提高色彩再現(xiàn)范圍并且降低制造成本的用于背光單元的部件。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(IXD)在信息顯示技術(shù)中占據(jù)重要的位置。IXD通過向在其間具有液晶層的兩個基板施加電力而顯示圖像。因為LCD面板自身不能發(fā)出光，所以LCD需要借助于背光來產(chǎn)生光。背光與LCD面板的亮度和功耗直接地相關(guān)聯(lián)。此外，背光是顯示模塊的最昂貴的零部件之一。相應(yīng)地，有關(guān)背光成本的節(jié)約對于LCD的需求具有至關(guān)緊要的影響。作為用于背光單元的光源，已經(jīng)采用了 CCFL、EEFL, FFL或者LED。與CCFL光源相比，采用LED的光源由于具有快速響應(yīng)速度、良好色域和環(huán)性的優(yōu)點而得到普及。圖1是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的白色LED背光單元的截面圖。參考圖1，白色LED背光單元包括白色LED光源100、光導(dǎo)200、反射板300和擴散板400。具體地，從白色LED光源100發(fā)出的光被反射板300向上反射。然后，反射光通過光導(dǎo)200并且被擴散板400擴散，從而白光40被輻射。“白色LED”意思是發(fā)出白光的LED。作為實現(xiàn)白色LED的方法，有單芯片方法和多芯片方法。在單芯片方法中，將藍色或者紫色LED芯片與熒光體組合以生成白色LED。在多芯片方法中，其色彩具有互補關(guān)系的兩個LED或者不同色彩的LED芯片被組合以體現(xiàn)白色LED。也可以使用發(fā)出藍色光的藍色LED和熒光體來實現(xiàn)白色LED。圖2是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用熒光體的白色LED光源的截面圖。參考圖2，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用熒光體的白色LED光源100包括框架120和安裝在框架120中并且被埋置在高分子材料例如聚合樹脂中的藍色LED110。在高分子材料中包含熒光體10，例如輻射黃色光(其波長為大約560nm)的基于YAG的熒光體。作為結(jié)果，從為氮化物基半導(dǎo)體器件的藍色LEDllO發(fā)出的藍色光20部分地被基于YAG的熒光體10吸收，基于YAG的熒光體10繼而被激發(fā)以發(fā)出黃色光。藍色光和黃色光被混合以生成白光40。這種方法具有諸如低成本和簡單的電力電路的優(yōu)點，但是遭受低的發(fā)射效率。此外，藍色光20和黃色光20兩者均具有寬的波長間隔，并且這可以引起分色從而可能易于發(fā)生頻閃。因此，難以批量生產(chǎn)具有相同的色坐標(biāo)的白色LED。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的示例性實施例提供一種使用量子點的用于背光單元的部件以及一種制造該部件的方法，該部件可以生成具有高色域的清晰的色彩并且可以以低成本生產(chǎn)。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種使用量子點的用于背光單元的部件，該部件包括安裝藍色LED的框架，和透光層，透光層位于框架的上方，其中該透光層包括量子點。
根據(jù)一個實施例，量子點可以包括一個或者多個紅色量子點和綠色量子點，綠色量子點小于紅色量子點。 根據(jù)一個實施例,量子點的直徑可以從2nm到5nm變化。根據(jù)一個實施例，量子點可以包括圓形形狀、三角形形狀、矩形形狀，和橢圓形形狀中的一種或者多種。根據(jù)一個實施例，透光層可以在聚合樹脂中包括量子點，并且聚合樹脂可以包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂，和丙烯酸樹脂中的一種或者多種。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種制造使用量子點的用于背光單元的部件的方法，該方法包括步驟(a)混合聚合樹脂與量子點溶液，以使得量子點溶液分散在聚合樹脂中；步驟(b)在基板上壓印混合物以具有預(yù)定的厚度，和固化所壓印的混合物，將固化的混合物切割為預(yù)定的形狀；以及步驟(C)移除基板。根據(jù)一個實施例，在步驟(a)中，量子點可以包括一個或者多個紅色量子點和綠色量子點，綠色量子點小于紅色量子點。根據(jù)一個實施例,在步驟(a)中，量子點的直徑可以從2nm到5nm變化。根據(jù)一個實施例，在步驟(a)中，量子點可以包括圓形形狀、三角形形狀、矩形形狀和橢圓形形狀中的一種或者多種。根據(jù)一個實施例，在步驟(a)中，聚合樹脂可以包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂中的一種或者多種。根據(jù)一個實施例，在步驟(b)中，基板可以是玻璃基板。根據(jù)一個實施例,在步驟(b)中，混合物的厚度可以從Ium到Imm變化。 根據(jù)一個實施例，在步驟(c)中，固化所壓印的混合物可以在50°C到2000C的溫度下執(zhí)行I到24個小時。有益效果根據(jù)本發(fā)明的實施例，即使利用廉價的藍色LED也可以容易地實現(xiàn)白光，并且可以原樣地使用現(xiàn)有光導(dǎo)和藍色LED，從而有助于節(jié)約成本。而且，與現(xiàn)有的基于YAG的白色LED實現(xiàn)方式相比較，量子點的使用允許更加清晰的色彩和極佳的色域。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參考以下詳細說明，本發(fā)明的實施例將變得顯而易見，其中圖1是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的白色LED背光單元的截面圖。圖2是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用熒光體的白色LED光源的截面圖。圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的已組裝的使用量子點的用于背光單元的部件的視圖。圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用量子點的用于背光單元的部件的截面圖。圖5是圖示使用YAG的傳統(tǒng)示例和根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用量子點以實現(xiàn)用于背光單元的部件的示例之間的色域比較的曲線圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例涉及在LED背光單元中使用量子點替代熒光體的技術(shù)以及制造量子點聞分子材料的方法。本發(fā)明的實施例提供一種使用量子點的用于背光單元的部件，該部件包括在其中安裝藍色LED的框架和在框架上形成并且包括量子點的透光層。本發(fā)明的一個實施例提供一種制造用于背光單元的部件的方法，該方法包括混合聚合樹脂與量子點溶液以使得量子點溶液分散在聚合樹脂中；在基板上壓印分散的混合物以具有預(yù)定厚度；固化所壓印的混合物，將固化的混合物切割為預(yù)定形狀；以及移除基板。在下文中，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例，其中貫穿附圖和說明書，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同或者基本相同的元件。圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的已組裝的使用量子點的用于背光單元的部件的視圖。參考圖3,用于背光單兀的部件包括光源500,光源500布置在IXD面板的下方的一側(cè)處；和透光層600，透光層600將從光源500發(fā)出的光透射到光導(dǎo)200。透光層600包括量子點。光源500包括框架120和安裝在框架120中的藍色LEDl 10。透光層600以條的形狀形成并且面對光源500的框架120。作為直徑為I納米的納米顆粒材料的研究結(jié)果所獲得的量子點作為新的納米材料近來吸引了大量的關(guān)注。量子點包括具有大約2到IOnm的大小的中央本體和利用高分子材料，例如聚合樹脂涂覆的ZnS外殼。由于該涂層，量子點的大小通常接近10到15nm。中央本體主要地由CdSe、CdTe或者CdS形成。量子點具有其它材料所不具有的各種特性。例如，量子點可以在窄波長范圍中引起強的熒光。當(dāng)不穩(wěn)定(懸浮)電子從傳導(dǎo)帶降到價帶時，量子點產(chǎn)生光。隨著量子點的大小減小，產(chǎn)生短波長的光，并且隨著大小增大，產(chǎn)生長波長的光。因此，可以通過調(diào)節(jié)量子點的大小而獲得所期望波長的可見光。在其中量子點具有各種大小的情形下，可以通過使得光具有單一波長而立即產(chǎn)生各種色彩的光。圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用量子點的用于背光單元的部件的截面圖。參考圖4，用于背光單元的部件包括光源500和條形透光層600，條形透光層600在框架120上形成并且將從光源500發(fā)出的藍色光轉(zhuǎn)換成白光40。具體地，將光LEDllO安裝在框架120中。根據(jù)一個實施例，框架120可以具有凹形部分，如在圖4中所示將藍色LEDllO安裝在該凹形部分。透光層600與框架120接觸以防止從藍色LEDllO發(fā)出的光漏到側(cè)表面。透光層600包括高分子材料70，例如聚合樹脂，和在高分子材料70中埋置的量子點60。量子點60包括紅色量子點60a或/和綠色量子點60b中的任一種或者兩者。根據(jù)一個實施例,量子點60的大小可以從2nm到5nm變化。隨著量子點顆粒減小，輻射短波長的光，并且隨著量子點顆粒增大，輻射長波長的光。根據(jù)一個實施例，可以使得綠色量子點60b的大小小于紅色量子點60a的大小。雖然已經(jīng)在圖4中圖不了量子點60具有圓形和三角形形狀，但是本發(fā)明的實施例不限于此。根據(jù)實施例，量子點60可以被成形為矩形或者橢圓形。根據(jù)實施例，高分子材料70可以由硅樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂單獨地形成或者以其組合形成。制造透光層600的方法包括以下步驟混合量子點溶液與聚合樹脂，以使得量子點溶液可以被分散到聚合樹脂中(SI);在玻璃基板上壓印混合物以具有預(yù)定的厚度(S2)；并且固化所壓印的混合物，將固化的混合物切割為預(yù)定的形狀，以及移除玻璃基板(S3)。具體地,在步驟SI中，每個具有2nm到5nm的直徑的紅色量子點或者小于紅色量子點的綠色量子點可以被用作量子點60。硅樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂中的一種或者多種可以被用作聚合樹脂。在步驟S2中，在玻璃基板上可以壓印量子點和聚合樹脂的混合物以具有Ium到Imm的厚度。在步驟S3中，所壓印的混合物在200°C下固化I到23個小時，并且固化的混合物被切割為所期望的形狀。然后，移除玻璃基板，從而完成用于背光單元的量子基板。圖5是圖示在使用YAG的傳統(tǒng)示例和根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用量子點以實現(xiàn)用于背光單元的部件的一個示例之間的色域比較的曲線圖。參考圖5，‘I’代表根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用基于YAG的熒光體和藍色LED實現(xiàn)用于背光單元的部件的情形中的色域，并且‘2’代表根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用量子點實現(xiàn)用于背光單元的部件的情形中的色域。如在圖5中所示，在‘I’的情形中峰值色域出現(xiàn)在對應(yīng)于藍色光的波長范圍的大約450nm的波長處。然而，藍色光主要地依賴于藍色LED而非基于YAG的熒光體，并且因此，很難過早得出結(jié)論以上結(jié)果源自YAG特性。而且，從大約555nm到560nm的非常寬的波長范圍存在另一個色域峰值。因此，難以清晰地再現(xiàn)紅色或者綠色色彩。相反，在情形‘2’，即根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用量子點的用于背光單元的部件的情形中，可以如上所述由藍色LED實現(xiàn)藍色光。即使在大約550nm到大約560nm的波長范圍，即對于綠色光的波長范圍和在大約620nm到大約630nm的波長范圍，即對于紅色光的波長范圍下也分別地出現(xiàn)峰值。根據(jù)以上結(jié)果，能夠看到本發(fā)明實施例可以示出更加清晰的色域?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)綠色量子點和紅色量子點的使用而進一步提高峰值。以上已經(jīng)參考示例性實施例解釋了本發(fā)明。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯然，在不偏離本發(fā)明的更寬的精神和范圍的情況下可以對此進行各種修改。此外，雖然在其實現(xiàn)的上下文中已經(jīng)在特定的環(huán)境并且對于特定應(yīng)用描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認識至IJ，本發(fā)明的有用性不限于此并且本發(fā)明能夠有益地在任何數(shù)目的環(huán)境和實現(xiàn)中利用。因此，應(yīng)當(dāng)以示意性的而非限制性的意義看待前面的說明和附圖。
權(quán)利要求
1.一種使用量子點的用于背光單元的部件，包括 安裝藍色LED的框架；以及 透光層，所述透光層位于所述框架的上方，其中所述透光層包括量子點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于背光單元的部件，其中所述量子點包括一個或者多個紅色量子點和綠色量子點，所述綠色量子點小于所述紅色量子點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的用于背光單元的部件，其中所述量子點的直徑從2nm到5nm變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的用于背光單元的部件，其中所述量子點具有圓形形狀、三角形形狀、矩形形狀，和橢圓形形狀之一，或者包含具有圓形形狀、三角形形狀、矩形形狀，和橢圓形形狀之中的兩種或者兩種以上形狀的量子點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的用于背光單元的部件，其中所述透光層在聚合樹脂中包括量子點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于背光單元的部件，其中所述聚合樹脂包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂，和丙烯酸樹脂中的一種或者多種。
7.—種制造使用量子點的用于背光單元的部件的方法，所述方法包括 混合聚合樹脂與量子點溶液，以使得所述量子點溶液分散在所述聚合樹脂中； 在基板上壓印所述混合物以具有預(yù)定的厚度；以及 固化所壓印的混合物、將所壓印的混合物切割為預(yù)定的形狀，以及移除所述基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述量子點包括一個或者多個紅色量子點和綠色量子點，所述綠色量子點小于所述紅色量子點。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的方法，其中所述量子點的直徑從2nm到5nm變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的方法，其中所述量子點具有圓形形狀、三角形形狀、矩形形狀，和橢圓形形狀之一，或者包含具有圓形形狀、三角形形狀、矩形形狀，和橢圓形形狀之中的兩種或者兩種以上形狀的量子點。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述聚合樹脂包括硅樹脂、環(huán)氧樹脂，和丙烯酸樹脂中的一種或者多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述基板是玻璃基板。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述基板上分布的混合量子點溶液的聚合樹脂的厚度從Ium到Imm變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中固化所壓印的混合物在50°C到200°C的溫度下執(zhí)行I到24個小時。
全文摘要
提供一種使用量子點的用于背光單元的部件，該部件包括安裝藍色LED的框架，和位于框架上方的透光層，其中透光層包括量子點。
文檔編號G02F1/13357GK103069331SQ201180039591
公開日2013年4月24日 申請日期2011年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者姜文淑 申請人:Lg伊諾特有限公司