掺杂金属的量子点及LED器件和背光模组制造技术

本发明专利技术涉及一种掺杂金属的量子点，通过在本征量子点中掺杂金属元素，使得量子点在高温下荧光稳定不被猝灭。同时，本发明专利技术利用掺杂金属的量子点制备红绿蓝三种颜色的量子点介质层，并将这些量子点介质层封装在LED器件中，最终通过对红绿蓝三种光的得到混合白光。此外，本发明专利技术利用上述LED器件可以制得结构简单的LED灯条，适用于侧入式背光模组，有利于超薄和窄边框产品设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子点及背光
，具体是一种掺杂金属的量子点及使用该量子点制备的LED器件和背光模组。
技术介绍
作为液晶显示器的重要组成部件，背光模组为液晶显示器提供光源，同时其发光效果也决定着显示器上的色彩呈现。目前市面上的背光模组内的光源主要分为两种，一种是冷阴极灯管(cold cathodefluorescent lamp, CCFL)和发光二极管(light emittingd1de, LED)，其中LED在节能环保、材料体积和使用寿命等方面具有更明显的优势，因此逐渐取代CCFL成为液晶显示器的背光光源。但是对于普通的白光LED而言，其色域水平仅在72%左右，甚至更低，这对于液晶显示器的色彩表现非常不利。为了提高色域，量子点(quantum dot)背光源技术应运而生。采用量子点技术时，通常的做法是利用量子点的光致发光技术，即使用普通白光LED(此光源发出的光线以蓝光为主)，通过激发红色和绿色两种量子点荧光粉，将三种颜色的光混合形成白光，从而使显示器的色域提高至100%。该做法中的关键之处在于量子点的光转化效率，它直接影响着量子点的用量，间接影响显示器的经济成本。专利CN 103487857 A公开了一种量子点薄膜及背光模组，其量子点薄膜中的量子点层包括基质和均匀分散在基质中的量子点以及扩散粒子，通过光线照射扩散粒子形成散射，以增加光线通过量子点层的光程，借此提高量子点利用率，提高光转化效率。专利CN 103852817 A公开了一种应用于背光模组的量子点膜，该量子点膜包括量子点层，在量子点层上下表面分别设置有上阻水层和下阻水层，量子点层包括胶黏剂、表面具有微孔结构的硅胶微粒、扩散粒子和量子点。主要通过光线在硅胶微粒的微孔中的折射提尚量子点利用率。专利CN 204062680 U公开了一种装有量子点封装管的背光模组及其显示装置，该背光模组包括LED灯条、量子点封装管、量子点封装管夹持装置、导光板。该专利技术利用量子点封装管加持装置将量子点封装管稳定且牢固的固定在背光模组光源不，将所有蓝光转化为白光，以提高光利用效率和防止漏蓝光。专利CN 104566015 A公开了一种量子点背光模组，包括发光二级管、反射片、导光板、多个网点以及量子点，通过间隔设置网店且将量子点材料封装在网点中，从而在实现高色域光源的同时，减少量子点材料的使用量，降低成本。专利CN204300782 U公开了一种侧入式LED背光源，包括下盖、反射膜、导光板、第一扩散膜、第一增光膜、第二扩散膜、第二增光膜、中框、散热铝座以及发光条，该发光条包括有基板、蓝色LED芯片及LED透镜，通过采用蓝色LED芯片，并配合滤光膜、量子点荧光粉层和调光层，将蓝光变为白光，提高显色效果、降低光损耗。虽然上述专利技术中已公开多种量子点薄膜或利用量子点技术制成的背光模组，但是由于主要是利用蓝光或蓝绿光LED芯片(GaN或InAs)激发不同尺寸量子点的封装膜或管，因此仍然存在一些问题:1、当背光模组采用量子点封装管时，会使得LED蓝光光源距离导光板的距离增加，而且量子点条的尺度加大，不利于窄边框设计；此外，导光板对光源的耦合角度不够，使得导光板的萃取效率下降。2、当背光模组采用量子点薄膜时，为了提高光利用效率，通常会在薄膜中加入较多的扩散粒子，通过增加光的散射来增加光线通过量子点的光程。但正因为散射较多，会直接增加光损，这不利于薄型化设计。此外，量子点的水氧敏感的问题使得膜片必须有水氧隔绝层及密封的边缘封装(边缘无效区)，这不利于窄边框设计。基于上述分析可知，量子点的最佳封装手段是直接封装于LED中，但是，由于目前量子点的热稳定性差，光致发光热衰严重，阻碍其封装于LED中的应用，因此有必要对现有的量子点及其背光技术进行改进以提高量子点出光效率及热稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种掺杂金属的量子点及使用该量子点制备的LED器件和背光模组，从而解决现有技术中的量子点热稳定性差、光致发光效率低而导致其不适宜封装在LED芯片中的问题。具体地，本专利技术包括四个方面。【主题:量子点】第一个方面，本专利技术提供一种掺杂金属的量子点，包括本征量子点和掺杂金属，所述本征量子点由I B族元素、II B族元素、III A族元素、V A族元素或VIA族元素中的任意两种或几种组成，所述掺杂金属为I B族元素、VID族元素或VIB族元素中的一种或几种。【量子点-具体组成元素】进一步地，所述本征量子点为CdSe、ZnS、ZnSe或CuInS化合物中的一种或几种，所述掺杂金属为Ag、Cr、Ni或Cu中的一种或几种。例如，所述本征量子点为ZnSe，在所述ZnSe量子点中掺杂有金属Cu ;或者所述本征量子点为CdSe，在所述CdSe量子点中掺杂有金属Ag ;又或者，所述本征量子点为CuInS，在所述CuInS量子点中掺杂有金属Cr。【量子点-掺杂金属含量】进一步地，在所述掺杂金属的量子点中，所述掺杂金属的含量为2-8 %，该含量范围包括了其中的任何具体数值，例如3%、4%、5%、6%、7%或8%，优选地，所述掺杂金属的含量为5%。【主题-制备方法】第二个方面，本专利技术还提供一种上述掺杂金属的量子点的制备方法，所述制备方法包括以下步骤:准备本征M子点和待惨杂金属；在加热回流、搅拌条件下，将所述掺杂金属注入到所述本征量子点中，形成所述掺杂金属的量子点。【加热温度】进一步地，所述加热回流温度为140_180°C，该温度范围包括了其中的任何具体数值，例如140°C、150°C、160 °C、170°C或180 °C，优选地，所述加热回流温度为160。。。【搅拌时间】进一步地，所述搅拌时间为5?10h。该时间范围包括了其中的任一点值，例如5h、6h、7h、8h、9h或10h，优选地，所述搅拌时间为7.5h。【主题:LED器件】第三个方面，本专利技术提供一种LED器件，所述LED器件包括正电极、负电极以及设置在所述正电极和所述负电极之间的量子点介质层，所述量子点介质层由所述掺杂金属的量子点组成。【介质层种类】进一步地，所述量子点介质层包括蓝光量子点介质层、绿光量子点介质层和红光量子点介质层。【各颜色层-顺序】进一步地，从所述负电极到所述正电极之间，依次设置所述蓝光量子点介质层、所述绿光量子点介质层和所述红光量子点介质层，使所述蓝光量子点介质层两侧分别接触所述负电极和所述绿光量子点介质层，所述红光量子点介质层两侧分别接触所述正电极和所述绿光量子点介质层。【各颜色层-厚度】进一步地，所述蓝光量子点介质层的厚度为1_5μπι，该厚度范围包括了其中的任何具体数值或数值范围，例如I ym、2 μηι、2.5 μηι、3 μηι、4 μπι或5 μπι，优选地，所述蓝光量子点介质层的厚度为3 μ m ;所述绿光量子点介质层的厚度为1-5 μ m，该厚度范围包括了其中的任何具体数值，例如I μπι、2μπι、2.5μπι、3μπι、4μπι或5μπι，优选地，所述绿光量子点介质层的厚度为2 μπι;所述红光量子点介质层的厚度为1-5 μ m，该厚度范围包括了其中的任何具体数值，例如I μπκ?.5 μηι、2 μηι、2.5 μηι、3 μηι、4 μ??或5 μ??，优选地，所述蓝光量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂金属的量子点，其特征在于：包括本征量子点和掺杂金属，所述本征量子点由ⅠB族元素、ⅡB族元素、ⅢA族元素、ⅤA族元素或ⅥA族元素中的任意两种或几种组成，所述掺杂金属为ⅠB族元素、Ⅷ族元素或ⅥB族元素中的一种或几种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程艳，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，武汉华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44