改善量子点背光lcd四周发蓝的方法研究

品尺寸进行制作尧裁剪遥基于目前裁剪方式的工量子点通常是指尺寸小于100nm的纳米粒艺袁裁剪出来的量子点膜边缘往往会出现边缘量子袁并由IIB-遇A渊如院CdSe冤或IIIA-VA渊如院InAs冤子点受损袁其吸光能力不同于量子点膜中间区域元素组成袁可吸收某波段的光并被激发放射出其的量子点遥这将导致其不能很好吸收蓝光袁使受激它波段的光

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遥量子点由于其特有的量子效应特

发发射出的红光和绿光比例降低袁而蓝光比例相性袁被广泛用于生物检测荧光标记[3]尧太阳能电池对较高袁使得三颜色组合比例失调袁组合后的白光研究[4]尧半导体器件研究[5]等遥

偏蓝袁并最终导致液晶显示屏在128灰阶画面下袁基于微纳加工和显示技术的发展袁显示屏经显示屏边缘明显发蓝袁如图1所示遥

历由较早的阴极射线管显示屏渊CathodeRayTube袁CRT冤过渡到薄膜晶体管液晶显示屏渊ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay,TFT-LCD冤袁并逐渐向量子点显示屏(QuantumDots袁QDs)尧有机发光二极管显示屏渊OrganicLight-EmittingDiode袁OLED冤和微尺寸二极管显示屏

渊Micro-LED冤发展遥随着量子点技术的发展袁量子点越来越多被用于显示屏的背光组件中遥目前袁量

子点背光组件主要是利用发射蓝光的LED[6-7]渊Light-EmittingDiode冤芯片作为初始光源袁发射的蓝光通过导光板扩散开并激发其上层的量子点膜袁量子点膜中不同大小的量子点受蓝光激发后发出红光和绿光遥以上三颜色的光袁经过组合调配袁即可得到发出白光的量子背光组件遥

基于显示屏的各种尺寸袁量子点背光组件的尺寸也随之调整遥这里就需要对量子点膜袁按照产

图1量子点背光液晶显示屏

59创新性研究改善边缘发蓝的设计方案

液晶显示屏模组通常由背光尧下偏光片尧TFT基板尧彩膜基板尧上偏光片以及夹在TFT基板和彩膜基板中的液晶盒组成袁并分为上下左右四边框和显示区域遥显示区域包含主体显示区域和边缘显示区域遥显示区域的像素单元由红尧绿尧蓝三颜色色阻组成袁它们位于彩膜基板中曰与之相对应的TFT基板则设计有TFT开关袁用于控制盒内液晶分子的偏转袁以实现光的偏转遥显示的过程是量子点背光发出白光并通过下偏光片尧TFT基板和液晶盒后到达彩膜基板中的红绿蓝色阻袁由于色阻具备滤光功能袁这将使得通过蓝色色阻的光呈现蓝色袁同理红色色阻呈现红光袁绿色色阻呈现绿

光遥为此袁相比于主体显示区域来说袁量子点背光边缘发出的白光偏蓝将使得透过边缘显示区域的蓝光偏多袁导致显示屏边缘128灰阶画面下出现偏蓝现象遥然而袁色阻是存在一定的透过率的袁当光通过色阻时袁不同于色阻颜色的光首先会被过滤袁而与色阻颜色相同的光也会有一定程度的损失遥为此袁本文提出了通过调整边缘显示区域色阻厚度来解决显示屏边缘发蓝的问题袁如图2和图3所示遥其中袁图2是对边缘显示区域中每个像素单元中的蓝色色阻的厚度进行调整袁使其厚度大于位主体显示区域的该颜色色阻的厚度曰图3是将边缘区域的各颜色色阻厚度进行调整袁即院对红尧绿尧蓝色阻的厚度进行变更袁使其不同于主体显示区域的各色阻厚度遥

图2改善方案结构设计一

图3改善方案结构设计二

光学模拟仿真

首先袁利用光学仪器对现有技术产出的液晶显示屏进行测试袁即对图1中的主体显示区域的光学参数的白点坐标渊x袁y冤和穿透率进行测试袁可以得到其白点坐标值为渊0.290袁0303冤袁对应的穿透率为5.11%曰同理袁对边缘显示区域的白点坐标渊x袁y冤和穿透率进行测试袁可以得到其白点坐标值为渊0.285袁0.295冤袁对应的穿透率为5.09%遥从数据中袁可以看出边缘显示区域白点坐标值皆偏小袁根据

色坐标系CIE1931,其显示效果偏蓝袁而透过率相当遥进一步袁对改善方案结构设计一袁进行光学模拟仿真得到不同蓝色色阻厚度的频谱及其厚度与色坐标尧穿透率的关系遥如图4所示袁可以看出色坐标值随蓝色色阻厚度的增加而增加遥当蓝色色阻厚度为3.0um时袁白点坐标较接近主体显示区域的色坐标值遥这说明在其它颜色色阻厚度不变的前提下袁将蓝色色阻厚度增加到3.0um,边缘显示区域显示偏蓝的问题将得到解决遥图5和表1

60创新性研究分别是不同蓝色色阻厚度的频谱图和对应穿透率关系遥从中可以看出袁随着蓝色色阻厚度的增加袁将降低至4.93%袁这将使得在解决边缘显示区域显示偏蓝问题的同时袁却会出现边缘显示区域变暗其透过率会略微降低袁即厚度为3.0um时袁穿透率

的问题遥

图4色坐标与蓝色色阻厚度的关系图

图5不同蓝色色阻厚度的频谱图表1不同蓝色色阻厚度对应穿透率

61创新性研究对改善方案结构设计二进行模拟仿真袁其结果如表2袁可以得出袁在对边缘显示区域处各颜色色阻的厚度进行调整后袁其白点坐标值接近主显示区域的值袁并且透过率基本不会降低袁如设置院

表2各色阻厚度对应穿透率

R尧G尧B厚度分别为2.0尧2.0尧2.8um遥为此袁对比上述两种改善方案袁设计方案二明显优于设计方案一袁可更好解决现有问题袁而不引入其他问题遥

结论

通过模拟仿真袁对比了两种改善方案结构设计袁得到如下结论院对边缘显示区域的蓝色色阻厚度进行适当调整袁可避免边缘显示区域出现色偏问题袁但会引入边缘亮度变暗的问题曰对边缘显示区域的各色色阻的厚度进行适当调整袁既保证了边缘显示区域不会出现色偏问题袁又能够保证整体显示屏的亮度均一性袁提升了显示性能袁即改善方案结构设计二袁更具优越性遥

（作者单位：1厦门产业技术研究院2厦门天马微电子有限公司）

[7]刘行仁,郭光华,林秀华.InGaN蓝光LED的发射光谱、色品质与正向电流的关系[J].照明工程学报.2004,15(1):14-18

参考文献

[1]唐爱伟,滕枫,王元敏,周庆成,王永生.II-VI族半导体量

子点的发光特性及其应用研究进展[J].液晶与显示.2005,20(4):302-308

[2]关柏鸥,张桂兰,汤国庆,韩关云.半导体纳米材料的光学

·激光.1998,9(3):260-263性能及研究进展[J].光电子

[3]杨冬芝,徐淑坤,陈启凡.量子点的荧光特性在生物探针

方面的应用[J].光谱学与光谱分析.2007,27(9):1807-1810

[4]程玉梅,谷雷,刘洋,戴银,李林.GaAs基量子点太阳能电

池的制备与特性分析[J].长春理工大学学报.2014,37(04):40-43

[5]李桂琴.硼-碳和硼-氮量子点器件的输运特性研究

[J].物理学报.2010,59(7):4985-4988

[6]宋鹏程,文尚胜,尚俊,史晨阳,陈颖聪.基于PWM的三基

色LED的调光调色方法[J].光学器件.2015,35(2):293-300

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