CN106383420A - 一种量子点发光器件及背光模组 - Google Patents

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Abstract

一种量子点发光器件及背光模组，背光模组包括依次层叠的背板和扩散板，背板朝向扩散板的表面设有多个量子点发光器件。量子点发光器件包括LED发光芯片、支架结构和透镜集成结构，所述透镜集成结构包括透镜本体、量子点层和第一水氧阻隔层，其中，所述透镜本体设有凹部，该凹部由底端向开口的方向依次设有量子点层和第一水氧阻隔层，所述第一水氧阻隔层覆盖于所述透镜本体的凹部开口处，所述的透镜集成结构与所述的支架胶粘固定。本发明极大程度的降低了量子点激发的失效率和制造成本。

Description

一种量子点发光器件及背光模组
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，具体涉及一种量子点发光器件及背光模组。
背景技术
液晶显示设备包括用于显示图像内容的LCD液晶面板和向LCD液晶面板提供白色光源的背光模组。背光模组的白色光源色域范围决定了液晶显示器呈现图像内容的色域范围。为了提高白色光源的色域范围，采用蓝光LED芯片激发量子点发出绿光和红光，该绿光、红光及未激发蓝光混合成白色光源。
量子点(Quantum Dot)是准零维的纳米晶体，由少量的原子构成，形态上一般为球形或类球形，是由半导体材料(通常由IIB～ⅥB或IIIB～VB元素组成)制成的、稳定直径在2～20nm的纳米粒子。这些纳米粒子能在特定波长光线照射下激发出更高波长的光，量子点膜(Quantum Dot Enhancement Film,QDEF)由于嵌入了发绿光和红光的量子点，可在蓝光LED背光的照射下激发绿光和红光，激发的绿光和红光与透过薄膜的蓝光一起混合成白光，从而提升了LCD背光的发光效果。
量子点的发光特性主要由量子尺寸效应和介电限域效应所决定，当一束光照射到量子点上，其价带上的电子吸收一定能量的光子跃迁到导带，导带上的电子再跃迁回到价带，以辐射出光子的形式释放出多余的能量，即产生了荧光。
由于量子点的热稳定性较差，温度高于120℃时激发效率急速下降甚至失效，因此，为了避免LED发光芯片工作温度升高致使量子点材料失效,必须将该量子点材料放置在远离LED发光芯片的地方，以保持适当隔热间隙。因此，目前行业内比较成熟的做法：(1)在直下式背光模组方案中，将量子点材料封装在光学膜片中形成量子点膜，为了组装方便，将该量子点膜作为光学膜片组的一个组件放置在扩散板与LCD液晶面板之间。图1为现有技术直下式背光模组的一种典型组装结构，如图1所示，设置在印制电路上的LED发光芯片10固定在背板11上，量子点膜8设置在扩散板9的出光面和其他光学膜片7之间。采用图1结构的直下式背光模组，偶有发现量子点材料的激发性能失效，引起直接透过量子点膜8的蓝光成分增多，相应的，激发产生的红光和绿光变少，导致背光模组整体主观发蓝，量子点膜8的造价成本也很高，且在长期的使用环境中边缘容易失效。(2)在侧入式背光模组方案中，将量子点材料封装在玻璃管中形成量子点管，通过固定支架将该量子点管设置在LED发光芯片的出光侧且与LED发光芯片保持一定隔热间隙，该方式的缺点是因需要设置支架而造成安装不便。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种量子点发光器件及背光模组，以解决量子点膜中量子点材料激发性能失效的问题，且能够有效降低成本。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种量子点发光器件，包括LED发光芯片、支架结构和透镜集成结构，所述透镜集成结构包括透镜本体、量子点层和第一水氧阻隔层，其中，所述透镜本体设有凹部，该凹部由底端向开口的方向依次设有量子点层和第一水氧阻隔层，所述第一水氧阻隔层覆盖于所述透镜本体的凹部开口处，所述的透镜集成结构与所述的支架胶粘固定。
优选的技术方案为：所述支架结构包括中空结构，底部和侧壁，所述底部设有开孔，开孔处容置所述的LED发光芯片。
优选的技术方案为：所述第一水氧阻隔层采用水汽阻隔性能大于或等于10-1cc/m2.day的玻璃或者水汽阻隔膜材料制作而成。
优选的技术方案为：所述透镜集成结构还包括第二水氧阻隔层，所述的第二水氧阻隔层处于所述的透镜本体和量子点层之间。
优选的技术方案为：所述第二水氧阻隔层采用水汽阻隔性能大于或等于10-1cc/m2.day的玻璃或者水汽阻隔膜材料制作而成。
优选的技术方案为：所述透镜本体的外表面设有减反射层，用于反射从量子点层射出的光线。
优选的技术方案为：所述底部的内表面和侧壁的内表面的漫反射率大于或等于90％。
优选的技术方案为：所述底部的内表面和侧壁的内表面涂覆有高漫反射的涂层。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种背光模组，包括依次层叠的背板和扩散板，所述背板朝向扩散板的表面设有多个量子点发光器件。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
本发明将量子点层、透镜本体与LED发光芯片集成封装为一体，极大程度地降低了制造成本。另外透镜本体外表面的减反射层，可以将短波段蓝光反射回量子点层进行二次激发，从而减少了短波段蓝光的出射，在提升色域的同时达到了消除蓝光护眼的功能。同时由于采用下层或上下层水汽阻隔的保护，极大程度的降低了量子点激发性能失效。
附图说明
图1为现有技术直下式背光模组示意图。
图2为量子点发光器件实施方式一示意图。
图3为量子点发光器件实施方式二示意图。
图4为背光模组示意图。
图5为本发明的LED光强分布图.
以上附图中，1、支架结构；2、透镜本体；3、量子点层；4、第一水氧阻隔层；5、第二水氧阻隔层；7、光学膜片；8、量子点膜；9、扩散板；10、LED发光芯片；11、背板；12、量子点发光器件；13、底部；14、侧壁；15、减反射层；16、底部的内表面；17、侧壁的内表面；18透镜集成结构；19中空结构。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图2至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图2所示，一种量子点光源封装器件，一种量子点发光器件，包括LED发光芯片10、支架结构1和透镜集成结构18，所述透镜集成结构18包括透镜本体2、量子点层3和第一水氧阻隔层4，其中，所述透镜本体2设有凹部，该凹部由底端向开口的方向依次设有量子点层3和第一水氧阻隔层4，所述第一水氧阻隔层4覆盖于所述透镜本体2的凹部开口处，所述的透镜集成结构18与所述的支架结构1胶粘固定。
优选的实施方式为：所述支架结构1包括中空结构19，底部13和侧壁14，所述的底部13设有开孔，开孔处容置所述的LED发光芯片10。
如图3所示，优选的实施方式为：所述透镜集成结构18还包括第二水氧阻隔层5，所述的第二水氧阻隔层5处于所述的透镜本体2和量子点层3之间。所述第一水氧阻隔层4和第二水氧阻隔层5均采用水汽阻隔性能大于或等于10-1cc/m2.day的材料制作而成。所述第一水氧阻隔层4和第二水氧阻隔层5的材质为玻璃或者水汽阻隔膜。由于水汽阻隔膜易于形变，所以最佳方案是第一水氧阻隔层4采用水汽阻隔膜，第二水氧阻隔层5既可选择玻璃，也可选择水汽阻隔膜。
优选的实施方式为：所述底部的内表面16和侧壁的内表面17的反射率大于或等于90％。可使用反射率较高的材质制作支架结构1，或在用其他材料制作支架结构1时，在底部的内表面16和侧壁的内表面17涂覆高漫反射的涂层。
优选的实施方式为：所述LED发光芯片10为蓝光LED发光芯片，主波长范围为380～470nm。
优选的实施方式为：所述透镜本体的外表面设有减反射层15，用于反射从量子点层3射出的光线。
如图3所示，一种背光模组，包括依次层叠的背板11、扩散板9和光学膜片7，所述背板11朝向扩散板9的表面设有多个量子点光源封装器件12。将透镜本体、LED发光芯片与量子点集成封装为一体，极大程度地降低了制造成本。另外透镜本体2外表面的减反射层，可以将短波段蓝光反射回量子点层3进行二次激发，从而减少了短波段蓝光的出射，在提升色域的同时达到了消除蓝光护眼的功能。由于上下层水氧阻隔的保护，极大程度的降低了量子点激发的失效率。另外透镜本体2外表面的减反射层，可以将短波段蓝光反射回量子点层进行二次激发，从而减少了短波段蓝光的出射，在提升色域的同时达到了消除蓝光护眼的功能。由于上下层水汽阻隔的保护，极大程度的降低了量子点激发的失效率。
蓝光LED各个角度的光强分布如图5所示，角度为量子点膜所在平面的法线与蓝光LED出射光线的夹角，图5中X轴代表辐射角度，Y轴代表相对光强。采用本专利设计方案，使LED光型分布在偏离法线方向0°的大角度60°-80°时的光强度，依然能够与法线方向的光强度相当，即可以消除灯影不均问题。该光型分布，可以达到理想的A(angle)/P(pitch)比值，合理排布直下式LED的分布，减少LED的使用数量，消除LED灯组之间的明暗差现象，改善背光模组的光学画面品味。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种量子点发光器件，其特征在于：包括LED发光芯片、支架结构和透镜集成结构，所述透镜集成结构包括透镜本体、量子点层和第一水氧阻隔层，其中，所述透镜本体设有凹部，该凹部由底端向开口的方向依次设有量子点层和第一水氧阻隔层，所述第一水氧阻隔层覆盖于所述透镜本体的凹部开口处，所述的透镜集成结构与所述的支架胶粘固定。
2.根据权利要求1所述的量子点发光器件，其特征在于：所述支架结构包括中空结构，底部和侧壁，所述底部设有开孔，开孔处容置所述的LED发光芯片。
3.根据权利要求1或是所述的量子点发光器件，其特征在于：所述第一水氧阻隔层采用水汽阻隔性能大于或等于10-1cc/m2.day的玻璃或者水汽阻隔膜材料制作而成。
4.根据权利要求1所述的量子点发光器件，其特征在于：所述透镜集成结构还包括第二水氧阻隔层，所述的第二水氧阻隔层处于所述的透镜本体和量子点层之间。
5.根据权利要求4所述的量子点发光器件，其特征在于：所述第二水氧阻隔层采用水汽阻隔性能大于或等于10-1cc/m2.day的玻璃或者水汽阻隔膜材料制作而成。
6.根据权利要求1所述的量子点发光器件，其特征在于：所述透镜本体的外表面设有减反射层，用于反射从量子点层射出的光线。
7.根据权利要求2所述的量子点发光器件，其特征在于：所述底部的内表面和侧壁的内表面的漫反射率大于或等于90％。
8.根据权利要求7所述的量子点发光器件，其特征在于：所述底部的内表面和侧壁的内表面涂覆有高漫反射的涂层。
9.一种背光模组，其特征在于：包括依次层叠的背板和扩散板，所述背板朝向扩散板的表面设有多个权利要求1-8中任一项所述的量子点发光器件。
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