一种彩色出光片及显示装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种彩色出光片及显示装置，属于显示技术领域。


背景技术：

2.在传统的液晶显示器中，通常以发光波长为450nm的蓝光led作为背光激发黄色荧光粉来实现全彩显示。然而450nm峰值的蓝光对人类的伤害非常大。除了会伤害眼睛之外，很多权威医学杂志报导短波长蓝光还可以大大增加患乳腺癌，肠癌，阿兹海默症等严重的疾病。所以如何减少显示器中的蓝光来降低对人类的伤害同时又不会影响显示器的色彩饱和度是传统显示器件需要解决的问题。与此同时，传统显示器还具有功率效率低下的问题。lcd模组中的背光源会先后通过包括两层偏光片，液晶显示模组，彩色滤光片等多层功能层。导致了最终到达人眼的有效光只有原来的5%左右，使得传统的液晶显示模组的功率效率非常低下。
3.现有技术如专利cn201821143594.1和cn201821143593.7在背光源模组中引入了发射波长峰值为460
‑
470nm的有机荧光材料作为背光光源成功的降低了蓝光对人类的危害。同时，有机荧光发光器件的效率也增加了30%。然而，以上专利中使用的有机荧光材料的热稳定性有待提高。因为led背光光源的初始亮度非常大，会产生比较高的温度，在高温环境下有机荧光材料与水氧的反应会被大大加速，最终导致材料的光转化率大大降低，减少了终端显示面板的使用寿命。
4.因此，现有技术仍需改善。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种彩色出光片及显示装置。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种彩色出光片，其依次包括基板（110）、缓冲层（120）、多个黑矩阵膜（130）、封装层（140）和导电层（150），还包括设在各个黑矩阵膜（130）之间的红色发光膜（161）和绿色发光膜（162）；
8.其中：
9.所述的基板（110）用于承载缓冲层（120）、黑矩阵膜（130）、红色发光膜（161）、绿色发光膜（162）、封装层（140）和导电层（150）；
10.所述的缓冲层（120）位于基板（110）之上，用于承载黑矩阵膜（130）、红色发光膜（161）、绿色发光膜（162）；
11.所述的黑矩阵膜（130）位于缓冲层（120）之上，用于分隔红、绿、蓝出光像素，避免串光；
12.所述的封装层（140）位于黑矩阵膜（130）、红色发光膜（161）和绿色发光膜（162）之上，用于阻隔水氧，保护红色发光膜（161）和绿色发光膜（162）；
13.所述的导电层（150）位于封装层（140）之上，用于导电；
14.所述的红色发光膜（161）为掺杂有红色荧光材料的树脂层，红色荧光材料的吸收峰包含460nm，发光峰值为615
‑
630nm；
15.所述的绿色发光膜（162）为掺杂有绿色荧光材料的树脂层，绿色荧光材料的吸收峰包含460nm，发光峰值为520
‑
530nm。
16.优选地，
17.本实用新型的彩色出光片中，所述的基板（110）材料选自玻璃或者塑料。
18.本实用新型的彩色出光片中，所述的缓冲层（120）材料选自b, mg, ba, sr, ca, si, al, zn, sn, in, ni, ge中任意一种或任意一种的氧化物。
19.本实用新型的彩色出光片中，所述的黑矩阵膜（130）材料选自掺杂有钛系黑色颜色或炭黑颜料的树脂。
20.本实用新型的彩色出光片中，所述的封装层（140）的水蒸汽透过率小于10
‑5g/m2/day，氧透过率小于10
‑4cm3/m2/day，封装层（140）为一层或多层无机层与有机层的叠层结构；如无机层—有机层—无机层的叠层结构；
21.所述的无机层材料选自氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锡、氧化镍、氧化钼的任意一种；
22.所述的有机层材料选自聚乙二醇丙烯酸酯及其衍生物，三乙二醇二丙烯酸酯及其衍生物，三乙二醇丙烯酸酯及其衍生物，二乙二醇二丙烯酸酯及其衍生物，二乙二醇丙烯酸酯及其衍生物，甲基丙烯酸烷基酯及其衍生物中的任意一种。如全氟十二烷基三氯硅烷。
23.本实用新型的彩色出光片中，所述的导电层（150）材料选自ito、izo、纳米银、石墨烯中的任意一种。
24.本实用新型的彩色出光片中，所述的绿色荧光材料选自(e)
‑4‑
((氰基苯亚甲基)氨基)苯甲酸、2,7
‑
二 (4
‑
吡啶基)
‑9‑
芴酮、4,7
‑
二(3,5
‑
二叔丁基苯基)
‑
2,1,3
‑
苯并噻二唑、n,n'
‑
二甲基
‑
喹吖 啶酮、2,3,6,7
‑
四氢
‑
1,1,7,7
‑
四甲基
‑
1h,5h,11h
‑
10
‑
(2
‑
苯并噻唑基)
‑
喹嗪并[9,9a, 1gh]香豆素中的任意一种。
[0025]
所述的绿色发光膜中还包括树脂载体，所述的树脂载体可以是uv固化型的树脂，也可以是热固化型的树脂。如聚酯，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚氨酯，聚醚。优选的，为了减少发光材料浓度过大后的淬灭现象，所述的绿色荧光材料相对于树脂的质量比的范围为1/10000
‑
1/1000。
[0026]
所述的绿色荧光材料均匀掺杂在树脂载体中，所述的树脂载体除了具有承载绿色荧光材料的作用，另外一个核心作用使发光材料被很好地分散开了，降低了绿色荧光材料的浓度，从而有效地减少了浓度淬灭，提高了光转化效率。
[0027]
本实用新型的彩色出光片中，所述的红色荧光材料选自红荧烯、4
‑
二氰甲烯基
‑2‑
叔丁基
‑6‑
(1,1,7,7
‑ꢀ
四甲基久洛尼定
‑4‑
乙烯基)
‑
4h
‑
吡喃、[(2,4,6
‑
三甲基苯基)
‑
吡啶
‑2‑
亚甲基胺]hgcl2、 [(2
‑
甲基苯基)
‑
吡啶
‑2‑
亚甲基胺]hgcl2中的任意一种。
[0028]
所述的红色发光膜中还包括树脂载体，所述的树脂载体可以是uv固化型的树脂，也可以是热固化型的树脂。如聚酯，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚氨酯，聚醚。优选的，为了减少发光材料浓度过大后的淬灭现象，所述的红色荧光材料相对于树脂的质量比的范围为1/100000
‑
1/10000。
[0029]
所述的红色荧光材料均匀掺杂在树脂载体中，所述的树脂载体除了具有承载红色
荧光材料的作用，另外一个核心作用使发光材料被很好地分散开了，降低了红色荧光材料的浓度，从而有效地减少了浓度淬灭，提高了光转化效率。
[0030]
本实用新型还提供了一种显示模组，具有上述的彩色出光片，并利用发射峰波长为460nm
‑
470nm的蓝光led作为背光光源。
[0031]
本实用新型的作用机理如下：利用发射峰波长为460nm
‑
470nm的蓝光led作为背光光源，当蓝光到达红色发光膜（161），会被红色发光膜（161）里面的红色荧光材料吸收并转化为长波长的红光；当蓝光达到绿色发光膜（162），会被绿色发光膜（162）里面的绿色荧光材料吸收并转化为长波长的绿光，而当蓝光到达蓝色像素的时候则可以顺利通过发射蓝光，从而最终实现全彩发光。如图1所示，蓝色像素位于蓝色入射光（170）和蓝色出射光（183）之间，此位置没有传统的彩色滤光片，也不需要光转化材料，因此可以发生蓝光。
[0032]
本实用新型的技术效果主要有以下三点：
[0033]
1）显示模组的使用寿命更长：有机荧光材料和led芯片没有直接接触，这就保证了有机材料不会收到高温的伤害而加速裂解。更长寿命的荧光材料保证了更长寿命的显示模组。
[0034]
2）显示模组的发光效率更高：发光器件中的红光和绿光直接由有机荧光材料发射出来，相比传统液晶显示器红光和绿光会少经过至少一层偏光层和tft模组层，从而大大增加了显示模组的发光效率。
[0035]
3）不需要额外的滤光材料，大大减少了工艺的复杂程度，降低了成本。
附图说明
[0036]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明。
[0037]
图1为彩色出光片的结构示意图。其中110为基板，120为缓冲层，130为黑矩阵膜，140为封装层，150为导电层，161为红色发光膜，162为绿色发光膜，170为蓝色入射光，181为红色出射光，182为绿色出射光，183为蓝色出射光。
[0038]
图2为彩色出光片的蓝光入射光170的光谱图。
[0039]
图3为彩色出光片的红色出射光181的光谱图。
[0040]
图4为彩色出光片的绿色出射光182的光谱图。
[0041]
图5为彩色出光片的蓝色出射光183的光谱图。
[0042]
图6为显示模组的结构示意图，其中210为反射层，220为导光层，230为扩散层，240为第一偏光层，250为tft模组层，260为彩色出光层，270为第二偏光层，280为触控层，290为盖板。
具体实施方式
[0043]
实施例1
[0044]
如图1所示，实施例1的彩色出光片，依次包括基板（110）、缓冲层（120）、多个黑矩阵膜（130）、封装层（140）和导电层（150），还包括设在各个黑矩阵膜（130）之间的红色发光膜（161）和绿色发光膜（162）；
[0045]
其中，
[0046]
基板（110）用于承载缓冲层（120）、黑矩阵膜（130）、红色发光膜（161）、绿色发光膜
（162）、封装层（140）和导电层（150）；
[0047]
缓冲层（120）位于基板（110）之上，用于承载黑矩阵膜（130）、红色发光膜（161）、绿色发光膜（162）；
[0048]
黑矩阵膜（130）位于缓冲层（120）之上，用于分隔红、绿、蓝出光像素，避免串光；
[0049]
封装层（140）位于黑矩阵膜（130）、红色发光膜（161）和绿色发光膜（162）之上，用于阻隔水氧，保护红色发光膜（161）和绿色发光膜（162）；
[0050]
导电层（150）位于封装层（140）之上，用于导电；
[0051]
各个部分材料均采用现有已知材料，分别如下：
[0052]
基板（110）为玻璃；
[0053]
缓冲层（120）为sio2；
[0054]
黑矩阵膜（130）为掺杂有炭黑颜料的树脂，采购自安徽黑钰颜料新材料有限公司，型号为powcarbon c；
[0055]
红色发光膜（161）：使用市售的掺杂有红色荧光材料的树脂材料采用喷墨打印法制成，材料采购自深圳市欧弗德光电科技有限公司，型号为ofr081。
[0056]
绿色发光膜（162）：使用市售的掺杂有绿色荧光材料的树脂材料采用喷墨打印法制成，材料采购自深圳市欧弗德光电科技有限公司，型号为ofg0032a。
[0057]
封装层（140）采用无机层—有机层—无机层的叠层结构，无机层材料为氧化铝，有机层材料为全氟十二烷基三氯硅烷。该结构为现有技术，具体可参考专利cn201820895089.6。
[0058]
导电层（150）为ito。
[0059]
本实施例的彩色出光片的各部分加工方法均是本领域的通用方法，如喷墨打印法、封装层的原子层沉积法等，具体可参考专利cn202010021001.x和cn200710042461.5。
[0060]
采用光谱仪测试本实施例的彩色出光片，所述的光谱仪的型号为日立oe750。
[0061]
本实施例的蓝光入射光170的光谱如图2所示，红色出射光181的光谱如图3所示，绿色出射光182的光谱如图4所述，蓝色出射光183的光谱如图5所示。
[0062]
从图3
‑
5可以看出，本实施例成功地实现了红绿蓝三基色的发光。
[0063]
实施例2
[0064]
本实施例提供了一种显示模组，如图6所示，显示模组依次包括反射层210，导光层220，扩散层230，第一偏光层240，tft模组层250，彩色出光层260，第二偏光层270，触控层280和盖板290。
[0065]
本实用新型的显示模组中，彩色出光层260使用实施例1中的彩色出光片，其它组件均与传统液晶显示模组通用。
[0066]
采用ivl测试设备测试色域，所述ivl测试设备买自弗士达。
[0067]
本实施例成功实现了ntsc较高色域效果，对比数据如表1所示。
[0068]