一种显示用宽色域背光源制造技术

本发明专利技术涉及背光源技术领域，具体公开了一种显示用宽色域背光源，所述背光源包括蓝光LED芯片和复合荧光材料；所述复合荧光材料包括钙钛矿量子点微晶玻璃和红色荧光薄膜，所述钙钛矿量子点微晶玻璃材料中核心材料为CsPbBr

A wide color gamut backlight for display

【技术实现步骤摘要】
一种显示用宽色域背光源
本专利技术涉及背光源
，特别是涉及一种显示用宽色域背光源。
技术介绍
LED是一种新型绿色光源，因体积小、节能、环保、寿命长、响应快、安全环保等优点，已经在液晶显示器、背光源、普通照明等诸多领域得到广泛应用。色域覆盖率的定义是显示设备显示的RGB三原色坐标点所围成的三角形的面积占整个CIE色度空间面积的百分比。行业中一般以NTSC(美国国家电视标准委员会)标准来表示，NTSC色域值越高，显示设备能够显示物体的颜色就越鲜艳，越接近真实物体的颜色。因此，开发出色纯度高的荧光材料在制备宽色域背光源中就显得格外重要。目前显示用宽色域背光源技术还存在以下优缺点：1、主流的白光LED光源是由蓝光LED芯片搭配YAG:Ce3+黄色荧光粉构成，但是由于红光和绿光成分不足，造成显色性偏低，色域偏低，只达到NTSC的72％。且近程封装容易造成有机物的黄花老化等严重问题；2、蓝光、紫外和近紫外LED耦合商用红色和绿色荧光粉技术：传统的Eu3+掺杂的氧化物Y2O3和硫氧化物Y2O2S中存在吸收截面小，在紫外或者近紫外激发下量子效率低的问题；近些年开发的Eu2+掺杂的氮化物CaAlSiN3和M2Si5N8(M＝Ca，Sr，Ba)发射光谱过宽，色纯度不高，不适合应用在显示领域；K2SiF6：Mn4+(KSF:Mn4+)是最近窄带红色荧光粉研究的热点，通过包覆等手段有效的解决了其耐候性问题，可以极大地提升液晶显示的色域覆盖率。主要的商用绿色荧光粉有：Ce3+掺杂的Lu3Al5O12(LuAG)、Eu2+掺杂的Sr2SiO4以及β-sialon，但这些绿色荧光粉也存在光谱过宽等问题。利用上述红色荧光粉和绿色荧光粉结合LED芯片得到的色域只有80％NTSC。同样，采用近程的涂覆封装也存在着封装材料易老化的问题；3、蓝光LED耦合CdSe/ZnS等II-VI族或者InP/ZnS等III-V族核壳结构量子点：得益于量子点优异的色纯度，这种技术方案获得的产品达到NTSC标准的105％，但是光效差、制备工艺及流程复杂，环境稳定性较差，需进行防湿防氧化处理，使用寿命比较短；4、全无机卤化物钙钛矿CsPbX3(X＝Cl，Br，I)量子点材料由于优异的发光特性，例如发光效率高、色纯度高、窄带发射等优点逐渐成为显示领域的研究热点，但是唯一的缺点就是对环境不友好。为提高量子点的稳定性，研究者们采用介孔材料包覆、高分子材料包裹等方法致力于将量子点与外界进行隔离以提升其稳定性。然而，这些方法不能从根本上提高CsPbX3量子点的稳定性；量子点荧光微晶玻璃由于具有优异的色彩稳定性和长期材料损伤的耐抗性，在高通量激光照射和热冲击下能够保证良好的发光性能，所以应该微晶玻璃在功率型白光LED领域以及高端显示领域中具有极大的应用前景，因此荧光微晶玻璃转换体的研究成为了热点，国内外许多知名机构均在此从事这方面的研究。量子点玻璃中绿色材料是发光性能最优异的存在，而显示中缺少的红光成分选择可以被蓝光有效激发的KSF:Mn4+则最佳，这样的耦合方式可以达到NTSC标准的129％。同样重要的一点，选择将荧光复合材料以远程封装方式构建背光源，可以有效降低蓝光波长对有机物材料的影响；5、目前，电致发光量子点二极管(QLED)和电致发光有机二极管(OLED)技术是量子点玻璃LED背光技术的竞争者，但本技术相对于以上两种显示技术来说有着明显的优势：相比于QLED技术，本专利技术提出的钙钛矿量子点复合荧光材料作为LED背光源技术与现有的液晶显示技术兼容性最好，工艺、成本、稳定性和使用寿命方面有着巨大的优势；相比于OLED技术，本专利技术提出的技术思路简单，发光效率高、成本低、性能稳定、使用寿命长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种显示用宽色域背光源，利用CsPbBr3钙钛矿量子点微晶玻璃及KSF荧光薄膜制备的复合荧光材料搭配蓝光LED作为显示用背光源，从而有效提高了器件整体的发光效率、环境稳定性、增加了使用寿命、降低了使用成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种显示用宽色域背光源，所述背光源包括蓝光LED芯片和复合荧光材料；所述复合荧光材料包括钙钛矿量子点微晶玻璃和红色荧光薄膜，所述钙钛矿量子点微晶玻璃材料中核心材料为CsPbBr3量子点，用于产生显示用的窄带绿色光谱；所述红色荧光薄膜的核心成分为K2SiF6:Mn4+，用于产生窄带红色光谱；所述显示用宽色域背光源中红绿蓝三基色光谱成分中，所述蓝光LED芯片产生蓝光成分，且所述蓝光LED激发CsPbBr3量子点微晶玻璃产生窄带绿光成分，蓝光LED激发红色荧光薄膜产生窄带红光成分。作为优选方案，所述钙钛矿量子点微晶玻璃的发射光谱半高宽窄为20nm-40nm；且所述钙钛矿量子点微晶玻璃的发光量子效率为50％-95％。作为优选方案，所述复合荧光材料封装在LED芯片上。作为优选方案，所述钙钛矿量子点微晶玻璃的玻璃组成材料为硅酸盐、硼硅酸盐、硅铝酸盐、铝硼硅酸盐、磷酸盐、磷硅酸盐、锗酸盐、硅锗酸盐、碲酸盐和铋酸盐中的至少一种。作为优选方案，所述钙钛矿量子点微晶玻璃的发光量子效率可达85％；所述红色荧光薄膜的发光效率可达95％。作为优选方案，所述复合荧光材料采用远程封装方式。作为优选方案，所述荧光复合材料中红色荧光玻璃一面正对LED蓝光芯片。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的蓝光LED用钙钛矿量子点微晶玻璃复合荧光材料的显示用宽色域背光源，与现有LED背光源技术兼容，性能有着显著提升；在钙钛矿量子点玻璃上旋涂红色荧光薄膜形成的复合荧光材料，在实际背光源系统中采用远程封装，有效降低了有机物老化问题。2、本专利技术提供的蓝光LED用钙钛矿量子点微晶玻璃复合荧光材料的显示用宽色域背光源，其中涉及的钙钛矿量子荧光玻璃能有效吸收紫外、近紫外和蓝光并能发出高效绿光，其光致发光光谱窄且高度对称，色纯度高，红色荧光薄膜对于近紫外和蓝光也有高效的吸收，且发射窄带红光，色纯度高，通过调整红色荧光薄和量子点微晶玻璃的厚度可以得到多色荧光复合材料，与LED激发光源结合起来，非常适合显示用宽色域背光源。3、本专利技术提供的蓝光LED用钙钛矿量子点微晶玻璃复合荧光材料的显示用宽色域背光源，所涉及的钙钛矿量子点微晶玻璃具有很高的发光量子效率为85％，色纯度高，半峰宽为16nm；所涉及的红色荧光薄膜有很高的发光量子效率为95％，色纯度非常高，半峰宽为8nm。4、本专利技术提供的蓝光LED用钙钛矿量子点微晶玻璃复合荧光材料的显示用宽色域背光源，所涉及钙钛矿量子点微晶玻璃采用的高温固相法，量子点纳米晶均匀镶嵌在玻璃基质中，适合做成多种形状，工艺简单、制备成本低；复合荧光材料中红色荧光薄膜采用的是旋涂法，工艺简单、制备成本低。5、本专利技术提供的蓝光LED用钙钛矿量子点微晶玻璃复合荧光材料的显示用宽色域背光源，所涉及钙钛矿量子点由于镶嵌在玻璃基体中，不易受到外界环境的影响，故环境稳定性好，不在需要采用核壳或者包覆手段来提升量子点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示用宽色域背光源，用于显示器的背光源，其特征在于：所述背光源包括蓝光LED芯片和复合荧光材料；/n所述复合荧光材料包括钙钛矿量子点微晶玻璃和红色荧光薄膜，所述钙钛矿量子点微晶玻璃材料中核心材料为CsPbBr

【技术特征摘要】
1.一种显示用宽色域背光源，用于显示器的背光源，其特征在于：所述背光源包括蓝光LED芯片和复合荧光材料；
所述复合荧光材料包括钙钛矿量子点微晶玻璃和红色荧光薄膜，所述钙钛矿量子点微晶玻璃材料中核心材料为CsPbBr3量子点，用于产生显示用的窄带绿色光谱；所述红色荧光薄膜的核心成分为K2SiF6:Mn4+，用于产生窄带红色光谱；
所述显示用宽色域背光源中红绿蓝三基色光谱成分中，所述蓝光LED芯片产生蓝光成分，且所述蓝光LED激发CsPbBr3量子点微晶玻璃产生窄带绿光成分，蓝光LED激发红色荧光薄膜产生窄带红光成分。


2.如权利要求1所述的显示用宽色域背光源的制备方法，其特征在于：所述钙钛矿量子点微晶玻璃的发射光谱半高宽窄为20nm-40nm；且所述钙钛矿量子点微晶玻璃的发光量子效率为50％-95％。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志远，吕康明，王洪伟，刘伟杰，王波，曾庆光，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东;44