量子點發光裝置封裝件、背光模組及液晶顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供量子點發光裝置封裝件、背光模組及液晶顯示裝置，波長轉換層，形成在發光裝置的外圍，受所述發光裝置發射的激勵光可產生波長轉換光，擴散粒子層，形成在所述波長轉換層的內表面一側，密封部件，形成在所述波長轉換層的表面上，對所述波長轉換層進行密封，克服相關技術中量子點光源器件不同位置的出射光線顏色不一致問題。
【專利說明】
量子點發光裝置封裝件、背光模組及液晶顯示裝置
技術領域
[0001]本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種量子點發光裝置封裝件、背光模組及液晶顯示裝置。
【背景技術】
[0002]液晶顯示裝置是由液晶面板、機構框架、光學部件及一些電路板等組成。由于液晶本身不發光，需要配置一些背光源才能顯示出畫面。其中，背光模組用于為液晶顯示裝置提供亮度及分布均勻的背光源，使液晶顯示裝置能正常的顯示畫面。
[0003]為了實現高色域背光源，采用量子點技術可以實現100%及以上NTSC的高色域背光源。其中，量子點為1nm及更小的半導體納米晶體，可產生量子限制效應，量子點可較窄的波長范圍內發射出比焚光體發射更強的光，即使在相同材料下量子點情況下，量子點可根據粒子大小發射出不同波長的光，隨著量子點尺寸的減小，量子點可以發射出短波長光，從而可以通過調整量子點的粒子大小來獲得所需要的波長光。
[0004]在相關技術中采用藍色LED發光芯片發射藍色光激發量子點材料產生白方案，圖1為相關技術中包含藍色LED芯片與量子點材料封的量子點光源器件封裝結構示意圖，如圖1所示，藍色LED芯片130設置在PCB印制板上，封裝支架120通過粘接在PCB印制板上形成凹槽狀，其中，LED芯片位于凹槽底板的中心，封裝支架120底端設置量子點層110，且量子層110由兩層玻璃之間封裝量子點材料形成。為了防止量子點材料遇高溫(70度以上)失效，將量子點層110與藍色LED芯片之間設置隔熱層，如:隔熱材料層，或者保留一定距離的空氣層。
[0005]圖2為圖1相關技術中量子點光源器件的發光光線示意圖，如圖2所示，一方面，由于LED芯片的發光光線有一定發散角度，且光強呈朗伯分布，其中，發光角度越小光強越強，發光角度越大光強越弱，且LED發光芯片的出光面與呈平面狀的量子點層之間通常會設置一定距離空氣間隙層，這樣，量子點層中心位置單位時間通過的光子多，遠離中心位置邊緣通過光子少，因此，對于均勾分布量子點材料的量子點層來講，中心藍光成分偏多導致偏藍，邊緣位置藍光成分偏少導致偏黃，造成量子點光源器件不同位置的出射光線顏色不一致問題；另一方面，該量子點光源器件的出光面為平面結構，其出光面角度有限，極大限制了該量子點光源器件的出光角度問題。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種量子點光源器件、背光模組及液晶顯示裝置，以克服相關技術中量子點光源器件不同位置的出射光線顏色不一致以及出光角度小的問題。
[0007]第一方面，本發明提供一種量子點發光裝置封裝件，包括:
電路板，布設為所述量子點發光裝置封裝件提供電力的電路；
發光裝置，設置所述電路板上，以產生激勵光；
波長轉換層，形成在所述發光裝置的外圍，受所述發光裝置發射的所述激勵光可產生波長轉換光，其中，所述波長轉換層內外表面形成弧面，向外凸出的外表面為出光面，相對于所述外表面的內表面為凹面，所述內表面為入光面；
擴散粒子層，形成在所述波長轉換層的內表面一側；
密封部件，形成在所述波長轉換層的表面上，對所述波長轉換層進行密封。。
[0008]第二方面，本發明還提供一種直下式背光模組，包括:
固定部件，用于將所述直下式背光模組組裝在一起；
量子點光源器件，為上述所述量子點發光裝置封裝件，設置在所述固定部件上，位于所述直下式背光模組的正下方；
勻光光學部件，用于對所述量子點光源器件提供光源進行勻化處理。
[0009]第三方面，本發明再提供一種側入式背光模組，包括:
固定部件，用于將所述直下式背光模組組裝在一起；
量子點光源器件，為前述所述量子點發光裝置封裝件，設置在所述固定部件上，位于所述側入式背光模組的側部；
勻光光學部件，用于對所述量子點光源器件提供光源進行勻化處理。
[0010]第四方面，本發明又提供一種液晶顯示設備，包括:如第二方面或第三方面提供所述的背光模組和液晶顯示面板，其中，所述顯示面板設置于所述背光模組上方。
[0011]本發明實施例中提供的量子點光源器件、背光模組及液晶顯示裝置中，由于波長轉換層的內外表面形成弧面，且在波長轉換層的內表面一側形成擴散粒子層，其中，從發光裝置發出的激勵光線，經擴散粒子層中擴散粒子的擴散作用，擴大了激勵光線的發散角度，然后，經過入光面和出光面均為弧面的波長轉換層，激發產生的轉換光的出光角度大，且出光面強度均勻，進而避免由于激發光線光強過度集中而造成局部偏色問題。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為相關技術中包含藍色LED芯片與量子點材料封的量子點光源器件封裝結構示意圖；
圖2為圖1相關技術中量子點光源器件的發光光線示意圖；
圖3為本發明實施一提供一種量子點發光裝置封裝件結構示意圖；
圖4為本發明實施例二提供又一種量子點發光裝置封裝件的結構示意圖；
圖5為本實施例三中一種直下式背光模組的結構示意圖；
圖6為本實施例四中一種側入式背光模組的結構示意圖；
圖7為本實施例五提供一種液晶顯示設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0015]為了解決相關技術量子點光源器件的發光能量集中在發光面上中心區域，導致發光不均勻而偏色以及能量集中而導致量子點材料失效，進一步提高該量子點光源器件發光角度，本發明中采用量子點發光裝置封裝件中，將量子點材料封裝成凸面型出光面，且在靠近發光裝置一側的內表面上設置有擴散粒子層，其中，擴散粒子層中擴散粒子會對發光裝置的光線進行光擴散，使進入透鏡中量子點材料層光線更均勻，減輕光線過于集中中心區域，且由于凸面型出光面的出光角度更大。
[0016]實施例一:
圖3為本發明實施例一提供一種量子點發光裝置封裝件結構示意圖，如圖3所示，一種量子點發光裝置封裝件500，可用作為光源，用于背光模組中的背光源，可以單獨用作為一種照明光源使用，包括:
電路板51，布設為量子點發光裝置封裝件500提供電力電路。
[0017]發光裝置52，設置電路板51上，以產生激勵光。其中，發光裝置52可以為發光二極管(LED)芯片，如:應用發射藍光的基于GaN的LED芯片。且在發光裝置52的外圍封裝波長轉換層54和擴散粒子層53。
[0018]波長轉換層54，形成在發光裝置52的外圍，且波長轉換層54與發光裝置52之間最短距離大于3mm，波長轉換層54受發光裝置52發射的激勵光可產生波長轉換光，波長轉換層54的內外表面形成弧面，向外凸出的外表面為出光面，相對于外表面的內表面為凹面，內表面為入光面。
[0019I通過大量實驗表明，當距離大于3mm時，發光裝置52的平均熱量不會造成量子點粒子失效。優選的，發光裝置52與波長轉化層54之間的最小距離為大于3mm且小于10mm，這樣有利量子點發光裝置封裝件小型化設計。
[0020]其中，波長轉換層54中采用硅膠與量子點粒子混合而成，量子點可以是直徑為Inm至I Onm的半導體納米晶體，可表現出量子限制效應，如:基于S i的納米晶體、I1-VI族化合物半導體納米晶體、II1-V族化合物半導體納米晶體，以及IV-VI族化合物半導體納米晶體等納米晶體，本實施例中可單獨或組合使用前述的量子點。
[0021]硅膠材料可以選用具有苯醚撐等結構的硅膠，由于其具有良好的光高透過率、耐高溫性、防潮性、和較低的導熱系數，可以有效保護量子點粒子免受高溫高濕影響，以避免量子點受潮和受熱失效。
[0022]優選的，硅膠為硅樹脂，即含有硅氧烷基團的高度交聯有機網絡，兼具了有機材料的可塑性和無機材料的耐候性穩定性。示例的，以α，ω -二羥基聚二甲基硅氧烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷等任一組合為基體，填充補強填料，交聯劑及其他助劑等制備而成。其中，填料為二甲基硅油、六甲基二硅氮烷、白炭黑、甲基三乙酰氧基硅烷二正丁基二醋酸烯等任一組合。
[0023]擴散粒子層53，形成在波長轉換層54的內表面一側，其中，包含擴散粒子對光線有擴散作用。
[0024]本實施例中，波長轉換層54的內外表面形成弧面，且在波長轉換層54的內表面一側形成擴散粒子層53，其中，從發光裝置52發出的激勵光線，經擴散粒子層53中擴散粒子的擴散作用，擴大了激勵光線的發散角度，然后，經過入光面和出光面均為弧面的波長轉換層54，激發產生的轉換光的出光角度大，且出光面強度均勻，進而避免由于激發光線光強過度集中而造成局部偏色問題。
[0025]進一步實驗表明，雖然距離大于3mm時，發光裝置的平均熱量不會造成量子點粒子失效，但是，若光源發出的光線過于集中，局部能量太大可使局部量子點造成損傷而導致的失效問題，因此，本發明在波長轉換層54靠近于發光裝置52—側表面上設置擴散粒子層53，包含擴散粒子對光線有擴散作用，將集中的光線均勻擴散，使光的能量不會過于集中于局部，以防止局部量子點過熱而損傷失效。
[0026]本實施例中，一方面，控制波長轉換層54與發光裝置52之間最短距離大于3mm，在避免由于發光裝置52熱量導致波長轉換層54中量子點高溫失效，保證發光裝置52與波長轉換層54之間最小距離，另一方面，為了量子點發光裝置封裝件500的小型化設計，控制波長轉換層54與發光裝置52之間最短距離小于10mm。進一步，在控制量子點發光裝置封裝件500的最佳小型化的基礎，為了避免局部熱量過大而導致局部量子點的高溫失效問題，在波長轉換層54的內表面一側設置有擴散粒子層53，將發光裝置52的光線進行散射，可以使發光裝置52的熱量更大面積均勻散熱，也可以擴大量子點發光裝置封裝件500的發光角度。
[0027]本實施例中，通過大量實驗得出，在實現了量子點發光裝置封裝件500的小型化設計基礎上，又設置擴散粒子層53，也避免由于小型化局部散熱而導致量子點高溫失效問題。
[0028]密封部件55，密封部件55形成在波長轉換層54的表面上，以對波長轉換層54進行密封。
[0029]具體的，密封部件55形成在波長轉換層54的外表面上，在本發明一些實施方式中，使用化學液相沉積法或者等離子增強化學氣相沉積法，在波長轉換層54的外表面沉積形成密封部件55，其中，密封部件55為一層水氧阻隔層，該水氧阻隔層可以是Si02薄膜、Si3N4薄膜或者S1N薄膜，也可以通過物理氣相沉積法或原子層沉積法制備A1203或V205等薄層作為水氧阻隔層。
[0030]優選的，Si02層作為水氧阻隔層，其制備工藝步驟如下:
將制備的混合有量子點的波長轉換層54表面超聲清洗后，經過稀酸或稀堿(0.005mol/L)進行表面刻蝕處理，制備微結構的同時打開硅羥基；
將波長轉換層54放入Μ0Π反應室的襯底上加熱至80°C-120°C，將反應室抽真空至50Pa以下，在空氣或氮氣作為稀釋和載體氣體的環境下，通入TEOS，反應室壁和電極夾層通水冷卻；
沉積功率為130W-200W，沉積速率0.090mg/cm2/h，沉積厚度速率在lnm/s以下，沉積20-50nm厚度的Si02層多層至Ιμπι，滿足水氧阻隔要求。
[0031]實施例二:
圖4為本發明實施例二中又提供一種量子點發光裝置封裝件結構示意圖，如圖4所示，一種量子點發光裝置封裝件600，可用作為光源，用于背光模組中的背光源，可以單獨用作為一種照明光源使用。
[0032]本實施例二中提供量子點發光裝置封裝件600中，包括:電路板61、發光裝置62與實施例一中相同，在此不再贅述。
[0033]量子點發光裝置封裝件600，還包括:
密封部件65，為內外表面形成弧面的透鏡，向外凸出的外表面為出光面，相對于外表面的內表面為凹面，內表面為入光面，在內表面與外表面之間形成空腔。
[0034]波長轉換層64，形成密封部件65的空腔內，且在發光裝置62的外圍，以及波長轉換層64與發光裝置62之間最短距離大于3mm，波長轉換層64受發光裝置62發射的激勵光可產生波長轉換光，波長轉換層64的內外表面形成弧面，向外凸出的外表面為出光面，相對于外表面的內表面為凹面，內表面為入光面。密封部件55在波長轉換層54的外表面上，形成水氧阻隔層。
[0035]波長轉換層64與實施例一中波長轉換層54相同，在此不再贅述。
[0036]擴散粒子層63，形成在波長轉換層64的內表面一側，且設置在密封部件65的內表面上。其中，包含擴散粒子對光線有擴散作用與實施例一相同，在此不再贅述。
[0037]實施例三:
本實施例三提供一種直下式背光模組，該直下式背光模組采用量子點光源器件提供光源。
[0038]圖5為本實施例三中一種直下式背光模組的結構不意圖，如圖5所不，直下式背光模組10，包括:
固定部件12，用于將直下式背光模組10組裝在一起，如背板和膠框等連接部件。
[0039]量子點光源器件11，設置在固定部件12上，位于直下式背光模組10的正下方，量子點光源器件11為實施例一中量子點發光裝置封裝件500或實施例二中量子點發光裝置封裝件600 0
[0040]勻光光學部件13，用于對量子點光源器件11提供光源進行勻化處理。
[0041 ] 實施例四:
本實施例四提供一種側入式背光模組，該側入式背光模組采用量子點光源器件提供光源。
[0042]圖6為本實施例四中一種側入式背光模組的結構示意圖，如圖6所示，側入式背光模組20，包括:
固定部件22，用于將直下式背光模組20組裝在一起，如背板和膠框等連接部件。
[0043]量子點光源器件21，設置在固定部件22上，位于側入式背光模組20的側部，量子點光源器件21為實施例一中量子點發光裝置封裝件500或實施例二中量子點發光裝置封裝件600。
[0044]勻光光學部件23，用于對量子點光源器件21提供光源進行勻化處理。
[0045]實施例五:
本發明實施例五還提供一種液晶顯示設備，包括:
如上述實施例三直下式背光模組或者實施例四中側入式背光模組、和液晶顯示面板；其中，顯示面板設置于背光模組上方，背光模組為顯示面板提供顯示光線，以使液晶顯示設備顯示畫面。
[0046]圖7為本實施例五提供一種液晶顯不設備的結構不意圖，如圖7所不，本實施例的液晶顯示設備500包括:包括外殼501、液晶顯示面板502和背光模組503，其中，背光模組503可以采用圖6和圖7任一背光模組實施例的結構，此處不再贅述。其中，外殼501可以包括前殼和后殼。
[0047]在一些其他可能實現方式中，外殼501可以省略，外殼501的外觀功能集成在背光模組503上。
[0048I 在實際應用中，液晶顯示面板可以為薄膜晶體管液晶顯示器件(Liquid CrystalDisplay，簡稱LCD)。
[0049]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種量子點發光裝置封裝件，其特征在于，包括: 電路板，布設為所述量子點發光裝置封裝件提供電力的電路； 發光裝置，設置所述電路板上，以產生激勵光； 波長轉換層，形成在所述發光裝置的外圍，受所述發光裝置發射的所述激勵光可產生波長轉換光，其中，所述波長轉換層內外表面形成弧面，向外凸出的外表面為出光面，相對于所述外表面的內表面為凹面，所述內表面為入光面； 擴散粒子層，形成在所述波長轉換層的內表面一側； 密封部件，形成在所述波長轉換層的表面上，對所述波長轉換層進行密封。2.根據權利要求1所述的量子點發光裝置封裝件，其特征在于，所述波長轉換層與所述發光裝置之間最短距離大于3mm。3.根據權利要求2所述的量子點發光裝置封裝件，其特征在于，所述波長轉換層與所述發光裝置之間最短距離小于10mm。4.根據權利要求1-3任一所述的量子點發光裝置封裝件，其特征在于，所述密封部件，為內外表面形成弧面的透鏡，向外凸出的外表面為出光面，相對于所述外表面的內表面為凹面，所述內表面為入光面，在所述內表面與所述外表面之間形成空腔。5.根據權利要求4所述的背光模組，其特征在于，所述波長轉換層形成所述密封部件的空腔內。6.根據權利要求4所述的背光模組，其特征在于，所述擴散粒子層設置在所述密封部件的內表面上。7.一種直下式背光模組，其特征在于，包括: 固定部件，用于將所述直下式背光模組組裝在一起； 量子點光源器件，為權利要求1-6任一所述量子點發光裝置封裝件，設置在所述固定部件上，位于所述直下式背光模組的正下方； 勻光光學部件，用于對所述量子點光源器件提供光源進行勻化處理。8.一種側入式背光模組，其特征在于，包括: 固定部件，用于將所述直下式背光模組組裝在一起； 量子點光源器件，為權利要求1-6任一所述量子點發光裝置封裝件，設置在所述固定部件上，位于所述側入式背光模組的側部； 勻光光學部件，用于對所述量子點光源器件提供光源進行勻化處理。9.一種液晶顯示設備，其特征在于，包括: 如權利要求7或8所述的背光模組和液晶顯示面板，其中，所述顯示面板設置于所述背光模組上方。
【文檔編號】H01L33/50GK106098906SQ201610412428
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月13日 公開號201610412428.6, CN 106098906 A, CN 106098906A, CN 201610412428, CN-A-106098906, CN106098906 A, CN106098906A, CN201610412428, CN201610412428.6
【發明人】邱婧雯, 劉振國, 高上
【申請人】青島海信電器股份有限公司