为了提高宽色域液晶显示器的光效率,本文提出了一种反射式彩色滤光片。首先计算了反射式彩色滤光片的光效率增强效果,然后设计了基于低中高折射率介质的多层堆叠结构([ABCCBA]8)的彩色滤光片,在使用带有黄色荧光粉的白光二极管(YAG-LED)和量子点(QD)背光单元时,光效率分别从17.4%提升到32.9%,从18.5%提高到58.9%,同时该结构的色域提高到了120.7% NTSC和131.2% NTSC。考虑背光模组中散射膜的作用,计算了入射光角度在20°以内时,带有YAG-LED和QD背光的LCD光效率依然分别大于32%和56%,色域基本不变。这些结果在宽色域液晶显示器中具有重要的潜在应用前景。
液晶显示 光效率 宽色域 反射 liquid crystal display light efficiency wide color gamut reflection
江西理工大学能源与机械工程学院,南昌 330001
摘要:在背光源液晶显示(LCD)领域,窄带绿光发射荧光粉对于扩宽显示色域、提高发光强度、优化显色性能等具有重要的作用。近年来,针对LCD用窄带绿光发射荧光粉有着广泛的研究,也取得良好的进展,然而对此类荧光粉的系统性总结却鲜有报道。本文综述了近年来绿色窄带发射荧光粉的研究进展,通过对不同的激活离子进行了分类,重点介绍了以Eu2+、Mn2+做激活离子为代表的荧光粉,归纳分析了荧光粉结构和发光性能的关系,并阐述了各自的优缺点,同时对其未来发展前景进行了展望。
背光源显示 液晶显示 窄带发射 绿色荧光粉 backlight display liquid crystal display narrow-band emitting green phosphors
1 新疆师范大学物理与电子工程学院新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830054
2 新疆师范大学物理与电子工程学院新疆矿物发光材料及其微结构实验室,新疆 乌鲁木齐 830054
3 新疆师范大学化学化工学院,新疆 乌鲁木齐 830054
采用高温固相法,通过阳离子替代的实验策略,制备出系列窄带发射且颜色可由深黄色调至绿色的K2-xNaxZn0.94SiO4∶0.06Mn2+ (0≤x≤2)荧光粉。用X射线粉末衍射仪对样品的物相进行表征,通过扫描电子显微镜和能量色散谱测试对样品的形貌和元素分布进行分析。结果表明,成功地合成了纯相且元素分布均匀的K2-xNaxZn0.94SiO4∶0.06Mn2+ (0≤x≤2)荧光粉。在蓝光激发下,随着Na+离子逐渐代替K+离子,K2-xNaxZn0.94SiO4∶0.06Mn2+ (0≤x≤2)荧光粉的发光强度逐渐增强,原荧光粉的发光强度得到有效提高的同时发光颜色由深黄色调至绿色。在427 nm激光的激发下:当x=0.8时,K1.2Na0.8Zn0.94SiO4∶0.06Mn2+荧光粉发光最强;当x=2.0时,即K+完全被Na+替代,Na2Zn0.94SiO4∶0.06Mn2+荧光粉发射出中心波长为517 nm、半峰全宽为32 nm的绿光,相较于商用β-SiAlON∶Eu2+绿色荧光粉,其半峰全宽更窄。
材料 过渡金属掺杂材料 K2-xNaxZn0.94SiO4∶Mn2+(0≤x≤2) 窄带绿光发射 颜色调控 液晶显示背光源 光学学报
2023, 43(11): 1116001
1 福州大学 物理与信息工程学院 平板显示技术国家地方联合工程实验室,福建 福州 350108
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室),福建 福州 350108
3 TCL电子有限公司 研发中心,广东 深圳 518000
4 福州大学 至诚学院,福建 福州 350002
扩散板作为液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)背光中不可或缺的重要部件,可起到雾化光线的作用。常见的扩散板主要有表面微结构型与粒子散射型两种,主要性能参数是雾度及透光性,加入量子点的扩散板还具备色转换和改善色彩呈现能力的特性。相较于量子点色彩增强膜,量子点扩散板具有制备工艺更简单、成本更低、雾化能力更高等优势,非常适合于Mini-LED背光源。本文对液晶显示用扩散板的研究进展做了简要概述,并着重介绍了多层结构的量子点扩散板的制备工艺及性能。在稳定性方面,所制备量子点扩散板在高温高湿(60 ℃/90%RH)环境下可长时间储存,在蓝光照射条件下(中心波长450 nm,45 ℃/85%RH)的T95寿命超过了1 000 h。同时,该量子点扩散板在450 nm蓝光Mini-LED背光照射下的亮度均匀性高于80%,蓝、绿、红光的半峰宽分别小于20 nm、25 nm、25 nm,色域覆盖率达到了DCI-P3标准的99.58%。总之,该量子点扩散板兼具优异的色转换与匀光的功能,且寿命稳定,有望在大中型尺寸液晶显示器中得到大规模应用。
量子点 扩散板 背光 液晶显示 Mini-LED quantum dots diffuser plate backlight LCD Mini-LED
1 北京理工大学 材料学院,北京 100081
2 TCL电子有限公司 研发中心,广东 深圳 518000
液晶显示是目前广泛应用的显示技术,然而常用的LED背光荧光粉的宽光谱特点限制了其色彩显示能力和总流明效率的进一步提升。量子点具有窄发射光谱和高荧光效率等优势,为提高液晶显示色彩品质和感知亮度提供了新技术路线。本文介绍了量子点液晶显示(QD-LCD)应用的结构设计和材料体系,探讨了量子点应用存在的材料稳定性、背光设计难度和制备成本等问题。针对液晶显示应用的低成本、低毒性和易集成需求,讨论了钙钛矿量子点的应用前景,特别是进一步扩展量子点适用性的解决方案,如彩膜透过率光谱交叉、偏振片的能量损失等问题。
液晶显示 背光 量子点 钙钛矿量子点 彩膜 LCD backlights quantum dots perovskite quantum dots color filter
1 东华大学 信息科学与技术学院,上海 201620
2 香港科技大学 先进显示与光电技术国家重点实验室,香港 999077
光驱动液晶显示(optically driving liquid crystal display,ODLCD)通过偏振光控制液晶分子的取向来实现显示功能,它已经被广泛应用在各种光电器件中。然而,由于ODLCD较大的擦写时间和响应时间,它在实际应用中仍然受到了一定的限制。本文在ODLCD的光取向层azo dye(SD1)中掺杂了氧化镍(NiO)纳米粒子,并探究了NiO纳米粒子对ODLCD的擦写时间和响应时间的影响。同时,利用扫描电镜、透射电镜和原子力显微镜研究了NiO在SD1取向层的分布和微观形貌。实验结果表明,随着NiO浓度增加,NiO在SD1薄膜的粒径逐渐变大。在不同质量比(1∶0到1∶0.1)的SD1-NiO中,质量比为1∶0.08的SD1-NiO制备的ODLCD具有最小为6.8 s的擦写时间。此外,对于传统的电驱动液晶显示(liquid crystal display,LCD)应用中,掺杂比为1∶0.02的SD1-NiO所制备的ODLCD的响应时间被降低5 ms。
光驱动液晶显示 光控取向 氧化镍 擦写时间 响应时间 optically driving liquid crystal display photo-alignment nickel oxide rewriting time response time
1 北京工业大学材料与制造学部,北京 100124
2 平板显示玻璃工艺技术国家工程研究中心,咸阳 712000
结合我国薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)产业发展,按照时间顺序和产业参与主体回顾了我国LCD基板玻璃产业发展历史。在国家政策支持和企业努力下,整个LCD基板玻璃产业经历三十余年的探索与磨砺,终于在“十三五”期间突破了基板玻璃G8.5系列的技术壁垒,实现了高世代、大尺寸LCD面板用基板玻璃国产化配套。LCD基板玻璃产业做大做强还需政产学研用多方共同努力补链和强链,才能尽早实现我国LCD基板玻璃产业的自主可控。
薄膜晶体管液晶显示 基板玻璃 产业发展 自主可控 thin-film transistor liquid crystal display substrate glass development history independence and controllability