CN106098906A - 量子点发光装置封装件、背光模组及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供量子点发光装置封装件、背光模组及液晶显示装置，波长转换层，形成在发光装置的外围，受所述发光装置发射的激励光可产生波长转换光，扩散粒子层，形成在所述波长转换层的内表面一侧，密封部件，形成在所述波长转换层的表面上，对所述波长转换层进行密封，克服相关技术中量子点光源器件不同位置的出射光线颜色不一致问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点发光装置封装件、背光模组及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置是由液晶面板、机构框架、光学部件及一些电路板等组成。由于液晶本身不发光，需要配置一些背光源才能显示出画面。其中，背光模组用于为液晶显示装置提供亮度及分布均匀的背光源，使液晶显示装置能正常的显示画面。
为了实现高色域背光源，采用量子点技术可以实现100%及以上NTSC的高色域背光源。其中，量子点为10nm及更小的半导体纳米晶体，可产生量子限制效应，量子点可较窄的波长范围内发射出比荧光体发射更强的光，即使在相同材料下量子点情况下，量子点可根据粒子大小发射出不同波长的光，随着量子点尺寸的减小，量子点可以发射出短波长光，从而可以通过调整量子点的粒子大小来获得所需要的波长光。
在相关技术中采用蓝色LED发光芯片发射蓝色光激发量子点材料产生白方案，图1为相关技术中包含蓝色LED芯片与量子点材料封的量子点光源器件封装结构示意图，如图1所示，蓝色LED芯片130设置在PCB印制板上，封装支架120通过粘接在PCB印制板上形成凹槽状，其中，LED芯片位于凹槽底板的中心，封装支架120底端设置量子点层110，且量子层110由两层玻璃之间封装量子点材料形成。为了防止量子点材料遇高温（70度以上）失效，将量子点层110与蓝色LED芯片之间设置隔热层，如：隔热材料层，或者保留一定距离的空气层。
图2为图1相关技术中量子点光源器件的发光光线示意图，如图2所示，一方面，由于LED芯片的发光光线有一定发散角度，且光强呈朗伯分布，其中，发光角度越小光强越强，发光角度越大光强越弱，且LED发光芯片的出光面与呈平面状的量子点层之间通常会设置一定距离空气间隙层，这样，量子点层中心位置单位时间通过的光子多，远离中心位置边缘通过光子少，因此，对于均匀分布量子点材料的量子点层来讲，中心蓝光成分偏多导致偏蓝，边缘位置蓝光成分偏少导致偏黄，造成量子点光源器件不同位置的出射光线颜色不一致问题；另一方面，该量子点光源器件的出光面为平面结构，其出光面角度有限，极大限制了该量子点光源器件的出光角度问题。
发明内容
本发明提供一种量子点光源器件、背光模组及液晶显示装置，以克服相关技术中量子点光源器件不同位置的出射光线颜色不一致以及出光角度小的问题。
第一方面，本发明提供一种量子点发光装置封装件，包括：
电路板，布设为所述量子点发光装置封装件提供电力的电路；
发光装置，设置所述电路板上，以产生激励光；
波长转换层，形成在所述发光装置的外围，受所述发光装置发射的所述激励光可产生波长转换光，其中，所述波长转换层内外表面形成弧面，向外凸出的外表面为出光面，相对于所述外表面的内表面为凹面，所述内表面为入光面；
扩散粒子层，形成在所述波长转换层的内表面一侧；
密封部件，形成在所述波长转换层的表面上，对所述波长转换层进行密封。。
第二方面，本发明还提供一种直下式背光模组，包括：
固定部件，用于将所述直下式背光模组组装在一起；
量子点光源器件，为上述所述量子点发光装置封装件，设置在所述固定部件上，位于所述直下式背光模组的正下方；
匀光光学部件，用于对所述量子点光源器件提供光源进行匀化处理。
第三方面，本发明再提供一种侧入式背光模组，包括：
固定部件，用于将所述直下式背光模组组装在一起；
量子点光源器件，为前述所述量子点发光装置封装件，设置在所述固定部件上，位于所述侧入式背光模组的侧部；
匀光光学部件，用于对所述量子点光源器件提供光源进行匀化处理。
第四方面，本发明又提供一种液晶显示设备，包括：如第二方面或第三方面提供所述的背光模组和液晶显示面板，其中，所述显示面板设置于所述背光模组上方。
本发明实施例中提供的量子点光源器件、背光模组及液晶显示装置中，由于波长转换层的内外表面形成弧面，且在波长转换层的内表面一侧形成扩散粒子层，其中，从发光装置发出的激励光线，经扩散粒子层中扩散粒子的扩散作用，扩大了激励光线的发散角度，然后，经过入光面和出光面均为弧面的波长转换层，激发产生的转换光的出光角度大，且出光面强度均匀，进而避免由于激发光线光强过度集中而造成局部偏色问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为相关技术中包含蓝色LED芯片与量子点材料封的量子点光源器件封装结构示意图；
图2为图1相关技术中量子点光源器件的发光光线示意图；
图3为本发明实施一提供一种量子点发光装置封装件结构示意图；
图4为本发明实施例二提供又一种量子点发光装置封装件的结构示意图；
图5为本实施例三中一种直下式背光模组的结构示意图；
图6为本实施例四中一种侧入式背光模组的结构示意图；
图7为本实施例五提供一种液晶显示设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决相关技术量子点光源器件的发光能量集中在发光面上中心区域，导致发光不均匀而偏色以及能量集中而导致量子点材料失效，进一步提高该量子点光源器件发光角度，本发明中采用量子点发光装置封装件中，将量子点材料封装成凸面型出光面，且在靠近发光装置一侧的内表面上设置有扩散粒子层，其中，扩散粒子层中扩散粒子会对发光装置的光线进行光扩散，使进入透镜中量子点材料层光线更均匀，减轻光线过于集中中心区域，且由于凸面型出光面的出光角度更大。
实施例一：
图3为本发明实施例一提供一种量子点发光装置封装件结构示意图，如图3所示，一种量子点发光装置封装件500，可用作为光源，用于背光模组中的背光源，可以单独用作为一种照明光源使用，包括：
电路板51，布设为量子点发光装置封装件500提供电力电路。
发光装置52，设置电路板51上，以产生激励光。其中，发光装置52可以为发光二极管（LED）芯片，如：应用发射蓝光的基于GaN的LED芯片。且在发光装置52的外围封装波长转换层54和扩散粒子层53。
波长转换层54，形成在发光装置52的外围，且波长转换层54与发光装置52之间最短距离大于3mm，波长转换层54受发光装置52发射的激励光可产生波长转换光，波长转换层54的内外表面形成弧面，向外凸出的外表面为出光面，相对于外表面的内表面为凹面，内表面为入光面。
通过大量实验表明，当距离大于3mm时，发光装置52的平均热量不会造成量子点粒子失效。优选的，发光装置52与波长转化层54之间的最小距离为大于3mm且小于10mm，这样有利量子点发光装置封装件小型化设计。
其中，波长转换层54中采用硅胶与量子点粒子混合而成，量子点可以是直径为1nm至10nm的半导体纳米晶体，可表现出量子限制效应，如：基于Si的纳米晶体、II-Ⅵ族化合物半导体纳米晶体、III-Ⅴ族化合物半导体纳米晶体,以及Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体纳米晶体等纳米晶体，本实施例中可单独或组合使用前述的量子点。
硅胶材料可以选用具有苯醚撑等结构的硅胶，由于其具有良好的光高透过率、耐高温性、防潮性、和较低的导热系数，可以有效保护量子点粒子免受高温高湿影响，以避免量子点受潮和受热失效。
优选的，硅胶为硅树脂，即含有硅氧烷基团的高度交联有机网络，兼具了有机材料的可塑性和无机材料的耐候性稳定性。示例的，以α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、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组合为基体，填充补强填料，交联剂及其他助剂等制备而成。其中，填料为二甲基硅油、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组合。
扩散粒子层53，形成在波长转换层54的内表面一侧，其中，包含扩散粒子对光线有扩散作用。
本实施例中，波长转换层54的内外表面形成弧面，且在波长转换层54的内表面一侧形成扩散粒子层53，其中，从发光装置52发出的激励光线，经扩散粒子层53中扩散粒子的扩散作用，扩大了激励光线的发散角度，然后，经过入光面和出光面均为弧面的波长转换层54，激发产生的转换光的出光角度大，且出光面强度均匀，进而避免由于激发光线光强过度集中而造成局部偏色问题。
进一步实验表明，虽然距离大于3mm时，发光装置的平均热量不会造成量子点粒子失效，但是，若光源发出的光线过于集中，局部能量太大可使局部量子点造成损伤而导致的失效问题，因此，本发明在波长转换层54靠近于发光装置52一侧表面上设置扩散粒子层53，包含扩散粒子对光线有扩散作用，将集中的光线均匀扩散，使光的能量不会过于集中于局部，以防止局部量子点过热而损伤失效。
本实施例中，一方面，控制波长转换层54与发光装置52之间最短距离大于3mm，在避免由于发光装置52热量导致波长转换层54中量子点高温失效，保证发光装置52与波长转换层54之间最小距离，另一方面，为了量子点发光装置封装件500的小型化设计，控制波长转换层54与发光装置52之间最短距离小于10mm。进一步，在控制量子点发光装置封装件500的最佳小型化的基础，为了避免局部热量过大而导致局部量子点的高温失效问题，在波长转换层54的内表面一侧设置有扩散粒子层53，将发光装置52的光线进行散射，可以使发光装置52的热量更大面积均匀散热，也可以扩大量子点发光装置封装件500的发光角度。
本实施例中，通过大量实验得出，在实现了量子点发光装置封装件500的小型化设计基础上，又设置扩散粒子层53，也避免由于小型化局部散热而导致量子点高温失效问题。
密封部件55，密封部件55形成在波长转换层54的表面上，以对波长转换层54进行密封。
具体的，密封部件55形成在波长转换层54的外表面上，在本发明一些实施方式中，使用化学液相沉积法或者等离子增强化学气相沉积法，在波长转换层54的外表面沉积形成密封部件55，其中，密封部件55为一层水氧阻隔层，该水氧阻隔层可以是SiO2薄膜、Si3N4薄膜或者SiON薄膜，也可以通过物理气相沉积法或原子层沉积法制备Al2O3或V2O5等薄层作为水氧阻隔层。
优选的，SiO2层作为水氧阻隔层，其制备工艺步骤如下：
将制备的混合有量子点的波长转换层54表面超声清洗后，经过稀酸或稀碱（0.005mol/L）进行表面刻蚀处理，制备微结构的同时打开硅羟基；
将波长转换层54放入MOⅡ反应室的衬底上加热至80℃-120℃，将反应室抽真空至50Pa以下，在空气或氮气作为稀释和载体气体的环境下，通入TEOS，反应室壁和电极夹层通水冷却；
沉积功率为130W-200W，沉积速率0.090mg/cm2/h，沉积厚度速率在1nm/s以下，沉积20-50nm厚度的SiO2层多层至1μm，满足水氧阻隔要求。
实施例二：
图4为本发明实施例二中又提供一种量子点发光装置封装件结构示意图，如图4所示，一种量子点发光装置封装件600，可用作为光源，用于背光模组中的背光源，可以单独用作为一种照明光源使用。
本实施例二中提供量子点发光装置封装件600中，包括：电路板61、发光装置62与实施例一中相同，在此不再赘述。
量子点发光装置封装件600，还包括：
密封部件65，为内外表面形成弧面的透镜，向外凸出的外表面为出光面，相对于外表面的内表面为凹面，内表面为入光面，在内表面与外表面之间形成空腔。
波长转换层64，形成密封部件65的空腔内，且在发光装置62的外围，以及波长转换层64与发光装置62之间最短距离大于3mm，波长转换层64受发光装置62发射的激励光可产生波长转换光，波长转换层64的内外表面形成弧面，向外凸出的外表面为出光面，相对于外表面的内表面为凹面，内表面为入光面。密封部件55在波长转换层54的外表面上，形成水氧阻隔层。
波长转换层64与实施例一中波长转换层54相同，在此不再赘述。
扩散粒子层63，形成在波长转换层64的内表面一侧，且设置在密封部件65的内表面上。其中，包含扩散粒子对光线有扩散作用与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例三：
本实施例三提供一种直下式背光模组，该直下式背光模组采用量子点光源器件提供光源。
图5为本实施例三中一种直下式背光模组的结构示意图，如图5所示，直下式背光模组10，包括：
固定部件12，用于将直下式背光模组10组装在一起，如背板和胶框等连接部件。
量子点光源器件11，设置在固定部件12上，位于直下式背光模组10的正下方，量子点光源器件11为实施例一中量子点发光装置封装件500或实施例二中量子点发光装置封装件600。
匀光光学部件13，用于对量子点光源器件11提供光源进行匀化处理。
实施例四：
本实施例四提供一种侧入式背光模组，该侧入式背光模组采用量子点光源器件提供光源。
图6为本实施例四中一种侧入式背光模组的结构示意图，如图6所示，侧入式背光模组20，包括：
固定部件22，用于将直下式背光模组20组装在一起，如背板和胶框等连接部件。
量子点光源器件21，设置在固定部件22上，位于侧入式背光模组20的侧部，量子点光源器件21为实施例一中量子点发光装置封装件500或实施例二中量子点发光装置封装件600。
匀光光学部件23，用于对量子点光源器件21提供光源进行匀化处理。
实施例五：
本发明实施例五还提供一种液晶显示设备，包括：
如上述实施例三直下式背光模组或者实施例四中侧入式背光模组、和液晶显示面板；其中，显示面板设置于背光模组上方，背光模组为显示面板提供显示光线，以使液晶显示设备显示画面。
图7为本实施例五提供一种液晶显示设备的结构示意图，如图7所示，本实施例的液晶显示设备500包括：包括外壳501、液晶显示面板502和背光模组503，其中，背光模组503可以采用图6和图7任一背光模组实施例的结构，此处不再赘述。其中，外壳501可以包括前壳和后壳。
在一些其他可能实现方式中，外壳501可以省略，外壳501的外观功能集成在背光模组503上。
在实际应用中，液晶显示面板可以为薄膜晶体管液晶显示器件（Liquid CrystalDisplay，简称LCD）。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种量子点发光装置封装件，其特征在于，包括：
电路板，布设为所述量子点发光装置封装件提供电力的电路；
发光装置，设置所述电路板上，以产生激励光；
波长转换层，形成在所述发光装置的外围，受所述发光装置发射的所述激励光可产生波长转换光，其中，所述波长转换层内外表面形成弧面，向外凸出的外表面为出光面，相对于所述外表面的内表面为凹面，所述内表面为入光面；
扩散粒子层，形成在所述波长转换层的内表面一侧；
密封部件，形成在所述波长转换层的表面上，对所述波长转换层进行密封。
2.根据权利要求1所述的量子点发光装置封装件，其特征在于，所述波长转换层与所述发光装置之间最短距离大于3mm。
3.根据权利要求2所述的量子点发光装置封装件，其特征在于，所述波长转换层与所述发光装置之间最短距离小于10mm。
4.根据权利要求1-3任一所述的量子点发光装置封装件，其特征在于，所述密封部件，为内外表面形成弧面的透镜，向外凸出的外表面为出光面，相对于所述外表面的内表面为凹面，所述内表面为入光面，在所述内表面与所述外表面之间形成空腔。
5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述波长转换层形成所述密封部件的空腔内。
6.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述扩散粒子层设置在所述密封部件的内表面上。
7.一种直下式背光模组，其特征在于，包括：
固定部件，用于将所述直下式背光模组组装在一起；
量子点光源器件，为权利要求1-6任一所述量子点发光装置封装件，设置在所述固定部件上，位于所述直下式背光模组的正下方；
匀光光学部件，用于对所述量子点光源器件提供光源进行匀化处理。
8.一种侧入式背光模组，其特征在于，包括：
固定部件，用于将所述直下式背光模组组装在一起；
量子点光源器件，为权利要求1-6任一所述量子点发光装置封装件，设置在所述固定部件上，位于所述侧入式背光模组的侧部；
匀光光学部件，用于对所述量子点光源器件提供光源进行匀化处理。
9.一种液晶显示设备，其特征在于，包括：
如权利要求7或8所述的背光模组和液晶显示面板，其中，所述显示面板设置于所述背光模组上方。
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Address after: 266100 Zhuzhou Road, Laoshan District, Shandong, No. 151, No. Patentee after: Hisense Video Technology Co., Ltd Address before: 266100 Zhuzhou Road, Laoshan District, Shandong, No. 151, No. Patentee before: HISENSE ELECTRIC Co.,Ltd. |
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