专利名称：一种彩色滤色膜制程方法及彩色滤色膜、led液晶模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示领域，尤其是涉及一种可扩展LED液晶模组色域的彩色滤色 膜制程方法及其彩色滤色膜和具有该彩色滤色膜的LED液晶模组。
背景技术：
在液晶显示设备中，由于液晶本身并不发光，所以液晶显示设备的背光源扮演着 十分重要的角色。传统的CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光灯)背光源 虽然成本低、技术成熟，但也存在色彩还原性差，含有毒物质汞等缺点。由于LED背光源存 在环保，亮度均勻性好、色域宽、色彩还原性好、寿命长、无高压、安全可靠、抗震、环保性能 好等诸多优点，已经逐渐取代传统CCFL背光源成为液晶显示设备背光源的首选。采用LED作为背光源的液晶电视，其色彩再现性可以达到NTSC (National Television Standards Committee,(美国)国家电视标准委员会)标准的90%-120%， 而一般的CCFL背光源液晶电视色域仅能达到NTSC标准的72%左右。LED液晶模组还可以 通过进行动态控制来实现色域的提高。背光区域动态控制技术采用动态图像捕获技术根据 画面灰度分布动态控制区域LED光源的发光强度，并改变其相应液晶面板的图像信号与之 配合，形成高画质图像显示。如动态RGB LED背光源液晶电视色域可以达到NTSC的120% 以上。然而，白光LED背光源和静态RGB LED背光源构成的液晶模组色域要明显小于动 态LED背光源构成的液晶模组的色域。张克然，金波，严华锋等所著，发表于2008中国平板 显示学术会议论文一一 “直下式LED背光源液晶电视模组色域特性讨论”解释了白光LED 背光源和静态RGB LED背光源构成的液晶模组色域要明显小于动态LED背光源构成的液晶 模组色域的原因LED背光源在白平衡条件下与分别控制LED背光源RGB三色强度的条件 下没有发光主波长漂移。以静态RGB LED背光源为例，请参见图4，CF(Color Filter，彩色滤色膜)透过谱 与三基色LED光谱匹配情况，从图中可知，蓝色、绿色LED光谱分别与绿色、蓝色CF透过谱 存在交叠区域。三基色LED光谱与彩色滤色膜透过谱的交叠区域导致的白平衡下的蓝色、 绿色漏光成为限制静态LED背光源液晶模组NTSC色域的主要原因。而动态LED驱动控制因 不存在漏光问题，因此，可以达到较高的色域表现。但是该文仅仅得出只有动态LED背光源 技术才能真正发挥LED本身广色域的优势，而没有给出任何解决现有技术因三基色LED光 谱与彩色滤色膜透过谱的交叠区域导致的白平衡下的蓝色、绿色漏光从而限制了静态LED 背光源液晶模组NTSC色域的技术手段。因此，急需开发一种防止三基色LED光谱与彩色滤色膜透过谱的交叠区域导致的 白平衡下的蓝色、绿色漏光，从而提高静态LED背光源液晶模组的NTSC色域的技术。
发明内容
本发明为了解决现有技术三基色LED光谱与彩色滤色膜透过谱的交叠区域导致的白平衡下的蓝色、绿色漏光从而限制了静态LED背光源液晶模组NTSC色域的技术问题， 提供了一种彩色滤色膜制程方法及彩色滤色膜、LED液晶模组。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为设计一种彩色滤色膜的制程方 法，所述彩色滤色膜包括红色滤色膜、蓝色滤色膜和绿色滤色膜，所述方法包括在制作所述 彩色滤色膜的绿色滤色膜时加入可将蓝光转化为绿光的绿色荧光粉。所述绿色荧光粉掺入绿色滤色膜的颜料中或涂覆在绿色滤色膜的表面。所述绿色荧光粉为可将470-500nm波长的蓝光转化成发射光波长主峰为 500-530nm绿光的荧光粉。所述绿色荧光粉为稀土钇铝石榴石荧光粉或Eu2+激活的碱土金属卤磷酸盐荧光 粉。本发明还提供了一种彩色滤色膜，包括玻璃基板和置于玻璃基板上的红色滤色 膜、蓝色滤色膜和绿色滤色膜，所述绿色滤色膜设置有可将蓝光转化为绿光的绿色荧光粉。所述绿色荧光粉掺入绿色滤色膜的颜料中或涂覆在绿色滤色膜的表面。所述绿色荧光粉为可将470-500nm波长的蓝光转化成发射光波长主峰为 500-530nm绿光的荧光粉。所述绿色荧光粉为稀土钇铝石榴石荧光粉或Eu2+激活的碱土金属卤磷酸盐荧光 粉。所述彩色滤色膜为LED液晶模组的彩色滤色膜。本发明还提供了一种具有上述彩色滤色膜的LED液晶模组。本发明通过在彩色滤色膜的绿色滤色膜中设置绿色荧光粉来吸收部分蓝色LED 发出的部分可透过现有技术绿色滤色膜的光，减少了蓝色LED发出的波长为470-500nm的 蓝光能同时透过蓝色滤色膜与绿色滤色膜而引起的漏光，从而增加静态LED背光源构成的 液晶模组色域。
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中图1是三基色LED光谱与彩色滤色膜透过谱的分析图；图2是本发明彩色滤色膜的结构图；图3A为玻璃基板上制作好黑矩阵后的结构图；图;3B为制作滤色膜过程中涂布红色色胶后的结构图；图3C为制作滤色膜过程中曝光时的结构图；图3D为制作滤色膜过程中显影后的结构图；图4为三基色LED光谱与彩色滤色膜透过谱图。
具体实施例方式由于CF(Color Filter，彩色滤色膜)是液晶模组的关键部件，不同的CF光谱特性 直接影响彩色的色域，决定了液晶模组彩色的再现性。彩色滤色膜包括红色滤色膜、绿色滤 色膜、和蓝色滤色膜，三种滤色膜有规律地制作在一块玻璃基板上，利用滤光的原理，产生 红(R)、绿(G)、蓝⑶三种颜色，根据驱动IC控制电压的不同，三种颜色依不同种类混合产生各式各样的色彩。请参见图1，图1为CF(Color Filter，彩色滤色膜)透过谱与三基色LED光谱匹 配情况，发明人研究该图后发现，蓝色LED发光光谱范围在420-500nm之间，其部分波长的 光既可以透过蓝色CF又可以透过绿色CF，蓝色LED、绿色LED光谱分别与绿色CF、蓝色CF 透过谱存在交叠区域，在交叠区域D的470-500nm波长范围内的蓝光既可以透过蓝色CF又 可以透过绿色CF。因此，在现有LED技术无法实现解决白光LED背光源和静态RGB LED背光源构成 的液晶模组色域较低的技术问题的情况下，本发明另辟蹊径，通过对LED液晶模组的彩色 滤色膜进行改进来提高白光LED背光源和静态RGB LED背光源构成的液晶模组的色域。本发明采用的技术方案为在彩色滤色膜的制程中，在制作绿色滤色膜时加入可将 位于图1中交叠区域D的波长范围内的蓝光转化为绿光射出的绿色荧光粉，所述绿色荧光 粉可掺入绿色滤色膜的颜料中或涂覆在绿色滤色膜的表面。在绿色滤色膜上加入绿色荧光 粉后，使既能透过蓝色滤色膜又能透过绿色滤色膜的蓝色LED发出的位于图1中交叠区域D 的470-500nm波长范围内的蓝光将被绿色荧光粉转化成波长主峰为500-530nm的绿光。采 用的绿色荧光粉为稀土钇铝石榴石荧光粉、Eu2+激活的碱土金属卤磷酸盐荧光粉等。发明人进一步分析后发现蓝色荧光粉只能用波长更低的光来激发，而可见光中 不存在可以激发蓝色荧光粉的光；同时由于绿色与红色LED光谱不存在交叠区，故只需要 在绿色滤色膜中掺入绿色荧光粉，而不用在其他滤色膜中掺入相应颜色的荧光粉。请参见图2，本发明一优选实施例的彩色滤色膜的结构图。彩色滤色膜包括玻璃基 板1、黑矩阵2、红色滤色膜31、绿色滤色膜32、蓝色滤色膜33、保护膜4和ITO Qndium-Tin Oxide，氧化铟锡)导电膜。其中，黑矩阵2、红色滤色膜31、绿色滤色膜32、蓝色滤色膜33 均制作在玻璃基板1上，且红色滤色膜31、绿色滤色膜32和蓝色滤色膜33交错有规律的 排列。在绿色滤色膜32中掺入有绿色荧光粉321，如稀土钇铝石榴石荧光粉、Eu2+激活的碱 土金属卤磷酸盐荧光粉等，其用于将交叠区域D的470-500nm波长范围内的蓝光被绿色荧 光粉转化成波长主峰为500-530nm的绿光，从而防止了因交叠导致的蓝、绿漏光。为防止三 基色互相干扰(串色)，红色滤色膜31、绿色滤色膜32和蓝色滤色膜33之间用黑矩阵2隔 开。在制作彩色滤色膜时，首先在玻璃基板上做好黑矩阵，然后在黑矩阵的网格内，依次做 成红色滤色膜31、绿色滤色膜32、蓝色滤色膜33。最后再在红色滤色膜31、绿色滤色膜32、 蓝色滤色膜33表面涂上保护膜4和ITOandium-Tin Oxide，氧化铟锡)导电膜。保护膜用 于保护彩色滤色膜不受磨损，提高彩色滤色膜的耐热性，并使彩色滤色膜的表面平坦化，保 护膜可以为如环氧树脂类耐高温的树脂。当然，所述绿色荧光粉也可以不掺入绿色滤色膜的颜料中，而是涂覆在绿色滤色 膜的表面。彩色滤色膜的制作方法主要有5种，即颜料分散法、染色法、印刷发、电沉积法及 喷墨法，最常用的是颜料分散法。下面以颜料分散法为例，详细介绍彩色滤色膜制程流程1)在制作红、绿、蓝三色滤色膜前先在玻璃基板1上做好黑矩阵2，如图3A所示。2)涂胶在制作好黑矩阵2的玻璃基板1表面覆盖一层光刻胶81。其中，色胶中掺入有颜 料。着色剂采用的颜料采用特殊的研磨和分散技术磨细，并将颜料分散在光刻胶上，形成稳定的分散体系，如图3B所示。在图;3B中，颜料为制作红色滤色膜的红色颜料。3)前烘除掉胶剂中的溶剂。4)曝光用高压汞灯产生的紫外光透过掩膜82照射玻璃基板1的色胶81，使受照射部分的 光刻胶81发生化学反应，以便经显影后获得与掩膜相同的光刻图形，如图3C所示。5)显影把经过曝光的玻璃基板1置于特定的显影液中显现图形，对负性光刻胶而言，就 是将未曝光的部分溶解；曝光的部分因光刻胶发生交联反应，不能被显影液溶解，从而形成 了与掩膜一样的图形即红色滤光膜31，如图3D所示。6)后烘将显影及漂洗后的基片在较高的温度下)进行固化处理。可去除所有残存 的溶剂，使胶膜更致密坚硬，进一步提高胶膜与基片的附着力。从而完成了红色滤光膜的制作。重复步骤2-6，分别完成绿色滤光膜和蓝色滤光膜 的制作。在制作绿色滤色膜时，在涂胶过程中，将绿色荧光粉掺入磨细后的绿色颜料中并分 散在光刻胶中。最后再涂保护膜和ITOandium-Tin Oxide，氧化铟锡)导电膜。NTSC色域计算方式如下在CIE XH颜色空间中，已知三基色LED光谱，可以通过下面的公式确定透过液晶 面板后RGB三原色的坐标值X = kx ^{λ)Τ{λ)χ λY^kx jS(A)T(A)ydA(1)
Z = kx ^{λ)Τ{λ)ζ λ其中，X，Y和Z表示三基色值，S(A)表示以波长为函数的背光源光谱；Τ(λ)表 示包括液晶材料、彩膜、偏光板、玻璃基板和配向层的综合透过率函数i、；^和^表示分别 对应三基色值X、Y和Z的颜色匹配函数，相应(x，y)平面的色度坐标可以用下面的公式得 到
χX = X/X + Y + ZY=Y/X + Y + ZZ=Z/X + Y + Z已知RGB三原色的CIE1931色度坐标，NTSC色域可以由下面的公式计算得到Gamut = 316. 1* | (Rx-Bx) * (Gy-By) - (Gx-Bx) * (Ry-By) | (3)利用公式(1)、⑵、(3)，可以计算得到LED背光源的色域范围。本发明利用在彩色滤色膜的绿色滤色膜中设置绿色荧光粉来吸收部分蓝色LED 发出的部分可透过现有技术绿色滤色膜的光，减少了蓝色LED发出的波长为470-500nm的 蓝光能同时透过蓝色滤色膜与绿色滤色膜而引起的漏光，从而增加LED背光源液晶模组的 色域。与现有LED背光源液晶模组相比，色域明显提高，色彩再现性得到改善。现有技术白光LED背光源的色域范围在NTSC 70%~90%,理论上，通过这种方法，色域可以提高到NTSC 97. 5%。 本发明彩色滤色膜可用于制作LED液晶模组，所述彩色滤色膜包括红色滤色膜、 蓝色滤色膜和绿色滤色膜，所述绿色滤色膜设置有可将蓝光转化为绿光的绿色荧光粉，特 别是加入可将470-500nm波长的蓝光转化成发射波长主峰为500-530nm绿光的绿色荧光 粉。所述绿色荧光粉掺入绿色滤色膜的颜料中或涂覆在绿色滤色膜的表面。所述绿色荧光 粉可为稀土钇铝石榴石荧光粉、Eu2+激活的碱土金属卤磷酸盐荧光粉等。
权利要求
1.一种彩色滤色膜的制程方法，所述彩色滤色膜包括红色滤色膜、蓝色滤色膜和绿色 滤色膜，其特征在于所述方法包括在制作所述彩色滤色膜的绿色滤色膜时加入可将蓝光 转化为绿光的绿色荧光粉。
2.根据权利要求1所述的彩色滤色膜的制程方法，其特征在于所述绿色荧光粉掺入 绿色滤色膜的颜料中或涂覆在绿色滤色膜的表面。
3.根据权利要求1所述的彩色滤色膜的制程方法，其特征在于所述绿色荧光粉为可 将470-500nm波长的蓝光转化成发射光波长主峰为500-530nm绿光的荧光粉。
4.根据权利要求1所述的彩色滤色膜的制程方法，其特征在于所述绿色荧光粉为稀 土钇铝石榴石荧光粉或Eu2+激活的碱土金属卤磷酸盐荧光粉。
5.一种彩色滤色膜，包括玻璃基板和置于玻璃基板上的红色滤色膜、蓝色滤色膜和绿 色滤色膜，其特征在于所述绿色滤色膜设置有可将蓝光转化为绿光的绿色荧光粉。
6.根据权利要求5所述的彩色滤色膜，其特征在于所述绿色荧光粉掺入绿色滤色膜 的颜料中或涂覆在绿色滤色膜的表面。
7.根据权利要求5所述的彩色滤色膜，其特征在于所述绿色荧光粉为可将470-500nm 波长的蓝光转化成发射光波长主峰为500-530nm绿光的荧光粉。
8.根据权利要求5所述的彩色滤色膜，其特征在于所述绿色荧光粉为稀土钇铝石榴 石荧光粉或Eu2+激活的碱土金属卤磷酸盐荧光粉。
9.根据权利要求5所述的彩色滤色膜，其特征在于所述彩色滤色膜为LED液晶模组 的彩色滤色膜。
10.一种具有权利要求5至8任一项所述彩色滤色膜的LED液晶模组。
全文摘要
本发明公开了一种彩色滤色膜的制程方法，旨在提供一种增加静态LED背光源构成的液晶模组色域的彩色滤色膜的制程方法，所述彩色滤色膜包括红色滤色膜、蓝色滤色膜和绿色滤色膜，所述方法包括在制作所述彩色滤色膜的绿色滤色膜时加入可将470-500nm波长的蓝光转化成发射波长为500-580nm绿光的绿色荧光粉。本发明还公开了一种利用上述制程方法制作的彩色滤色膜和具有该彩色滤色膜的LED液晶模组。本发明可用于各种液晶模组的彩色滤色膜的制作和制作各种LED液晶模组等。
文档编号G02F1/1335GK102062889SQ201010543218
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者卜庆风, 张克然 申请人:佛山市南海平板显示技术中心, 创维液晶器件(深圳)有限公司