一种高色域液晶显示背光模组及其制备方法与流程

本发明涉及高色域液晶显示背光技术，具体涉及一种高色域液晶显示背光模组及其制备方法。

背景技术：

目前主流平板显示器应用的液晶模组采用的是薄膜晶体管（tft）技术，tft属于非主动式发光显示，需要由白光背光模组提供均匀的系统亮度，再透过彩色滤光片实现多样的色彩显示，而白光led是tft使用最广泛的背光源。白光led主要通过gan基蓝光芯片激发黄色yag:ce荧光粉发出黄光与剩余蓝光复合得到白光，因具有寿命长、使用电压低、尺寸小、集成度高、响应时间短（最低可达到1飞秒）、性能稳定可靠、无汞低碳环保等一系列优点，已代替冷阴极荧光灯（ccfl）成为tft-lcd面板中的主流背光源。但是这种荧光转换的白光led背光模组存在显色指数低、色域范围小的问题，其显示画面质量不佳。目前，高色域显示已经成为lcd面板发展的重要方向之一。

基于led高光效、低碳环保、节能的特点，目前市面上大部分lcd电视、手机已采用led作为背光源。同时，为了满足led背光光源高色域的需求，主要有两种实现方式：（1）多个单基色led芯片组合在一起形成白光led;（2）蓝光芯片激发绿色荧光粉和氟化物红色荧光粉形成白光led；（3）蓝光芯片激发红、绿光量子点形成三基色白光led。方式一可以实现高色域的白光led背光源，但是这种方式存在红绿蓝三基色混光不均匀以及红光芯片稳定性不足等问题限制了它的应用；方式二由于目前使用的绿色荧光粉半高宽较大（一般50nm以上）其色域只能达到86%ntsc以及氟化物红色荧光粉存在稳定性不足等特点；方式三现今主要以量子点薄膜的方式运用于液晶背光模组中，虽然色域可以实现100%ntsc以上，但是其成本却非常昂贵。因此，寻找一种低成本、高色域液晶显示背光技术受到产业界和研究院所的广泛关注。

针对上述两种背光方式存在的不足，为此，提出一种高色域液晶显示背光模组，即先将蓝、绿光芯片进行固晶、焊线、点胶等封装工艺制备蓝绿光双基色led，然后将封装好的蓝绿光双基色led通过回流焊安装在led背光模组的基板上形成led灯条，并将制备好的led灯条安装在侧入式（或直下式）液晶背光模组内，随后将红色荧光粉制备的红色荧光薄膜植入到导光板和增亮膜（或扩散板和增亮膜）之间，从而实现一种高色域液晶显示背光模组。

技术实现要素：

有鉴于此，为解决上述现有技术中的问题，本发明提出了一种高色域液晶显示背光模组及其制备方法，即利用高色域液晶显示背光模组中高色纯度的蓝、绿光芯片搭配发光峰很窄的红色荧光粉制备的红色荧光薄膜，将封装好的蓝绿光双基色led通过回流焊安装在led背光模组的基板上形成led灯条，并将制备好的led灯条安装在侧入式（或直下式）液晶背光模组内，随后将红色荧光粉制备的红色荧光薄膜植入到导光板和增亮膜（或扩散板和增亮膜）之间，形成高色域液晶显示背光方案，利用蓝绿光芯片激发红色荧光薄膜发射红光与部分未吸收的蓝绿光形成红、绿、蓝三基色白光led。该方法制备的高色域液晶显示背光模组具有高色域、稳定性好、制作简单、成本低的优势。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高色域液晶显示背光模组及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将蓝光芯片与绿光芯片在led支架上进行固晶操作，将固晶好的蓝光芯片和绿光芯片串联焊线制备蓝绿双基色led，并在led支架内点环氧树脂胶水进行固化封装保护，然后将封装好的蓝绿双基色led通过回流焊接安装在led铝基板上形成led灯条。

步骤2、在pet薄膜表面制作二氧化硅阻隔层，两层薄膜阻隔层之间均匀涂布发光峰很窄的红色荧光粉材料的聚合物胶，然后光固化或热固化形成三明治复合结构的红色荧光薄膜。

步骤3、将步骤1中的封装好的led灯条安装在液晶背光模组内的背光源位置。

步骤4、将步骤2中制备的红色荧光薄膜植入到液晶背光模组的导光板和增亮膜之间，形成高色域液晶显示背光模组。

进一步地，所述步骤1中的蓝光芯片的发光峰为440~460nm，半高宽为15nm，所述绿光芯片的发光峰为520~540nm，半高宽为30nm，且蓝光芯片与绿光芯片串联连接。

进一步地，所述步骤2中的发光峰很窄的红色荧光粉材料为高色纯度的红色荧光材料a2bf6:mn⁴⁺（a=nh4，na，k，rb，cs；b=si，ge，ti，zr）、h3xf6:mn⁴⁺（h=li，na，k；x=al，ga）和红光量子点材料。

进一步地，所述步骤3中的液晶背光模组为侧入式液晶背光模组式或直下式液晶背光模组，当采用侧入式液晶背光模组时，所述红色荧光薄膜植入到液晶背光模组中的导光板和增亮膜之间，当采用直下式液晶背光模组时，所述红色荧光薄膜植入到液晶背光模组中的扩散板和增亮膜之间。

进一步地，当采用直下式液晶背光模组时，所述步骤1中，将封装好的蓝绿双基色led通过回流焊接安装在led铝基板上，并在每个蓝绿双基色led上安装tv透镜，再形成led灯条。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和技术效果：

本发明的一种高色域液晶显示背光模组及其制备方法将发光峰很窄的氟化物红色荧光粉或红光量子点封装成红色荧光薄膜置于液晶背光模组中导光板和增亮膜（或扩散板和增亮膜）之间，相对于蓝光芯片激发绿色和氟化物红色荧光粉的方法，能提升绿光的色纯度实现更高的色域，同时改善氟化物红色荧光粉的发光特性稳定性。

同时在制备过程中，先将高色纯度的蓝、绿光芯片固晶、焊线、点胶等封装工艺形成蓝绿光双基色led，然后将封装好的蓝绿光双基色led通过回流焊安装在led背光模组的基板上形成led灯条，并将制备好的led灯条安装在侧入式（或直下式）液晶背光模组内，随后将红色荧光粉制备的红色荧光薄膜植入到导光板和增亮膜（或扩散板和增亮膜）之间，形成高色域液晶显示背光模组，相对于量子点薄膜方法，该方法既可实现高色域而且制作简单、成本低。

附图说明

图1为实施例一的一种高色域侧入式液晶显示背光模组封装结构截面图。

图2为实施例二的一种高色域直下式液晶显示背光模组封装结构截面图。

图3为两个实施例所制备的液晶显示背光模组的色域覆盖图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例对本发明的具体实施作进一步说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

如图1和图2所示，在led铝基板10上的单个蓝绿光双基色led中，蓝光芯片8和绿光芯片9通过固晶操作安装在led支架1底部，并将已经固晶好的蓝光芯片8和绿光芯片9串联焊线制成蓝绿光双基色led，然后在蓝绿光双基色led支架内点环氧树脂胶水2进行固化封装保护，最后将封装好的蓝绿光双基色led通过回流焊安装在led铝基板10上形成led灯条4。

其中，选用的蓝光芯片8的发光峰为440~460nm，半高宽为15nm，绿光芯片9的发光峰为520~540nm，半高宽为30nm；蓝光芯片8和绿光芯片9是串联焊接在led支架1底部。

选用的红色荧光薄膜6为三明治薄膜结构，在pet薄膜表面制作阻隔层，两层薄膜阻隔层之间涂布具有发光峰很窄的红色荧光粉材料的聚合物胶，然后热固化或光固化形成三明治复合结构的红色荧光薄膜6。

其中，发光峰很窄的红色荧光粉材料为高色纯度的红色荧光材料a2bf6:mn⁴⁺（a=nh4，na，k，rb，cs；b=si，ge，ti，zr）、h3xf6:mn⁴⁺（h=li，na，k；x=al，ga）或红光量子点材料。

实施例一

如图1所示，步骤1、将蓝、绿光芯片在led支架上进行固晶操作，然后，将已经固晶好的蓝绿光芯片串联焊线制备蓝绿双基色led，并在蓝绿光双基色led支架内点环氧树脂胶水进行固化封装保护，然后将封装好的蓝绿光双基色led通过回流焊安装在led铝基板上形成led灯条；

步骤2、在pet薄膜表面制作二氧化硅阻隔层，两层薄膜阻隔层之间均匀涂布k2sif6:mn⁴⁺红色荧光粉材料的聚合物胶，然后光固化形成三明治复合结构的红色荧光薄膜；

步骤3、将步骤一中封装好的led灯条安装在侧入式液晶背光模组内的背光源位置；

步骤4、将步骤二中制备的红色荧光薄膜植入到导光板和增亮膜之间，形成高色域液晶显示背光模组。

实施例二

如图2所示，步骤1、将蓝、绿光芯片在led支架上进行固晶操作，然后，将已经固晶好的蓝绿光芯片串联焊线制备蓝绿双基色led，并在蓝绿光双基色led支架内点环氧树脂胶水进行固化封装保护，然后将封装好的蓝绿光双基色led通过回流焊安装在led铝基板上，并在每个led上面安装一个匀光扩束的tv透镜,形成led背光灯条；

步骤2、在pet薄膜表面制作二氧化硅阻隔层，两层薄膜阻隔层之间均匀涂布红光量子点材料的聚合物胶，然后光固化形成三明治复合结构的红色荧光薄膜；

步骤3、将步骤一中封装好的led灯条安装在直下式液晶背光模组内的背光源位置；

步骤4、将步骤二中制备的红色荧光薄膜植入到扩散板和增亮膜之间，形成高色域液晶显示背光模组。

图1表示本发明实施例一的高色域侧入式液晶显示背光模组结构示意图；在实施例一中的高色域侧入式液晶显示背光模组中，led灯条发出的蓝、绿光经过导光板和反射膜（增亮膜）的协同作用形成了均匀的蓝、绿光面光源，其中的蓝光面光源再激发光学膜中的红色荧光材料发出红光，进而混合形成白光背光源。在这种结构中，红色发光材料受到来自led芯片的热辐射影响大幅降低，加上导光板对led芯片出射光的均匀分布作用，大大提高了红色荧光粉的稳定性。

如图3所示，为两种实施例的白光led背光模组的色域覆盖图，可以看出实施例一侧入式的液晶显示背光模组的色域覆盖率可以达到106%ntsc，而实施例二匹配合适发光波长的高色纯的红光量子点薄膜直下式式的液晶显示背光模组的色域覆盖率可以达到120%ntsc，而传统的白光led液晶背光模组只有72%ntsc，大大提高了液晶显示器的色彩饱和度。

综上所述，本发明以蓝绿光双基色led激发红色荧光薄膜进行混合形成白光，采用发光峰较窄的蓝、绿光芯片，再搭配高色纯度的红色荧光薄膜，解决了红色荧光粉热稳定性差的问题，从而实现高色域、高稳定性、低成本的液晶显示背光技术。