CN109037271A - 光学器件及其制造方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学器件及其制造方法、显示装置，该光学器件包括：芯片基板，芯片基板的第一面上阵列分布有多个发光芯片；量子点膜，设置于芯片基板的第一面所在一侧，量子点膜包括：量子点功能层、设置于量子点功能层的远离芯片基板一侧的第一封装基底、及设置于量子点功能层的靠近芯片基板一侧的第二封装基底；量子点膜还包括：棱镜结构，棱镜结构以第一封装基底作为衬底基板，集成于第一封装基底的第一侧表面上；和/或，匀光扩散膜层，匀光扩散膜层以第二封装基底作为衬底基板，集成于第二封装基底的第三侧表面上。本发明的光学器件及其制造方法、显示装置，可以简化光学器件的结构，减小整个光学器件结构厚度。

Description

光学器件及其制造方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光学器件及其制造方法、显示装置。
背景技术
Mini LED是基于微小的LED晶体颗粒作为像素发光点，其作为显示装置的面光源，能够实现高对比度、高亮度、高色域，通过对面光源分区能够实现HDR(High-DynamicRange，高动态范围图像)效果。
以Mini LED作为显示装置的面光源，通常是采用直下式的架构，Mini LED面光源的芯片基板上方设置QD(Quantum dot，量子点)膜，Mini LED面光源其混光原理是Mini LED芯片发出蓝光，通过QD膜激发出红、绿光，搭配原有蓝光混成白光。QD膜主要包括量子点功能层，其需要较高的水氧隔离，由上、下两层封装层进行密封。
传统的QD膜上层需单独搭配棱镜片，实现光线聚集，下层还需单独搭配扩散膜片，来提升Mini LED面光源的亮度均一性，这样，导致整个光学器件的整体模组结构较为繁琐，厚度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学器件及其制造方法、显示装置，可以简化光学器件的结构，减小整个光学器件结构厚度。
本发明所提供的技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种光学器件，包括：
芯片基板，所述芯片基板的第一面上阵列分布有用于发出蓝光的多个发光芯片；
以及，用于将所述发光芯片所发出的蓝光转化为多种不同颜色的单色光的量子点膜，所述多种不同颜色的单色光能够混光为白光，所述量子点膜设置于所述芯片基板的第一面所在一侧，所述量子点膜包括：量子点功能层、设置于所述量子点功能层的远离所述芯片基板一侧的第一封装基底、及设置于所述量子点功能层的靠近所述芯片基板一侧的第二封装基底；
所述量子点膜还包括：
棱镜结构，所述第一封装基底包括远离所述量子点功能层的第一侧表面及与所述第一侧表面相背设置的第二侧表面，所述棱镜结构以所述第一封装基底作为衬底基板，集成于所述第一封装基底的所述第一侧表面上；
和/或，匀光扩散膜层，所述第二封装基底包括远离所述量子点功能层的第三侧表面及与所述第三侧表面相背设置的第四侧表面，所述匀光扩散膜层以所述第二封装基底作为衬底基板，集成于所述第二封装基底的所述第三侧表面上。
示例性的，所述量子点功能层还包括：
第一隔离保护层，设置于所述第一封装基底的所述第二侧表面上；
第二隔离保护层，设置于所述第二封装基底的所述第四侧表面上。
示例性的，所述匀光扩散膜层包括半透半反膜，所述半透半反膜包括用于对蓝光进行反射的多个反射区域、及用于使蓝光透射通过的透射区域，其中，多个所述反射区域呈阵列分布于所述第二封装基底上，且每一所述反射区域正对一所述发光芯片设置。
示例性的，在所述芯片基板的第一面上，未设置所述发光芯片的区域设有高反射层。
示例性的，所述高反射层为对白光反射率超过预设值的高反白光层，所述高反白光层包括五氧化二钽膜层与二氧化硅膜层的复合膜层、或者镀银膜层、或者镀铝膜层。
另一方面，本发明实施例提供一种光学器件的制造方法，所述方法包括：
提供第一封装基底和第二封装基底，所述第一封装基底包括相背设置的第一侧表面和第二侧表面，所述第二封装基底包括相背设置的第三侧表面和第四侧表面，其中，以所述第一封装基底作为衬底基板、在所述第一封装基底的所述第一侧表面形成棱镜结构，和/或，以所述第二封装基底作为衬底基板、在所述第二封装基底的所述第三侧表面形成匀光扩散膜层；
将所述第一封装基底的所述第二侧表面与所述第二封装基底的所述第四侧表面相对进行复合，并在所述第一封装基底与所述第二封装基底之间涂覆量子点功能层，进行固化处理，形成所述量子点膜；
形成一芯片基板；
将所述量子点膜设置于所述芯片基板的第一面所在一侧，以得到所述光学器件。
示例性的，所述以所述第一封装基底作为衬底基板、在所述第一封装基底的所述第一侧表面形成棱镜结构，具体包括：
以所述第一封装基底作为衬底基板，采用滚压法在所述第一封装基底的所述第一侧表面上形成所述棱镜结构。
示例性的，所述方法中，所述以所述第二封装基底作为衬底基板、在所述第二封装基底的所述第三侧表面形成匀光扩散膜层，具体包括：
采用离子束溅射镀膜方式，在所述第二封装基底的所述第三侧表面上、与所述半透半反膜的所述反射区域所对应位置处镀反射膜，以形成所述半透半反膜。
示例性的，所述将所述第一封装基底的所述第二侧表面与所述第二封装基底的所述第四侧表面相对进行复合之前，所述方法还包括：
采用离子束溅射镀膜方式，在所述第一封装基底的所述第二侧表面上形成第一隔离保护层；
采用离子束溅射镀膜方式，在所述第二封装基底的所述第四侧表面上形成第二隔离保护层。
示例性的，所述方法中，所述形成一芯片基板，具体包括：
采用离子束溅射镀膜方式，在所述芯片基板的第一面上，未设置所述发光芯片的区域形成高反白光层。
另一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括如上所述的光学器件。
本发明所带来的有益效果如下：
上述方案中，量子点膜的第一封装基底作为棱镜结构的衬底基板，在其一侧表面上可直接制作棱镜结构，实现棱镜结构与量子点膜集成，和/或，将量子点膜的第二封装基底作为匀光扩散膜层的衬底基板，在其一侧表面上直接制作匀光扩散膜层，实现匀光扩散膜层集成；这样，第一封装基底和第二封装基底对量子点功能层封装后，可实现棱镜结构和匀光扩散膜层中的至少一个与量子点膜的集成，与现有技术中棱镜膜片和扩散片分别单独设置于量子点膜的上、下层的技术方案相比，可以简化光学器件的结构，减小光学器件的模组厚度。
附图说明
图1表示本发明一种实施例中提供的光学器件的断面结构示意图；
图2表示本发明一种实施例中提供的光学器件中芯片基板的第一面的俯视图。
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的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中Mini LED面光源的光学器件整体模组结构繁琐，模组厚度较大的技术问题，本发明实施例中提供了一种光学器件及其制造方法、显示装置，可以简化光学器件的结构，减小整个光学器件结构厚度。
如图1和图2所示，本发明实施例所提供的光学器件包括：
芯片基板100，所述芯片基板100的第一面上阵列分布有用于发出蓝光的多个发光芯片200；
以及，用于将所述发光芯片200所发出的蓝光转化为多种不同颜色的单色光的量子点膜300，所述多种不同颜色的单色光能够混光为白光，所述量子点膜300设置于所述芯片基板100的第一面所在一侧，所述量子点膜300包括：量子点功能层310、设置于所述量子点功能层310的远离所述芯片基板100一侧的第一封装基底320、及设置于所述量子点功能层310的靠近所述芯片基板100一侧的第二封装基底330；
所述量子点膜300还包括：
棱镜结构340，所述第一封装基底320包括远离所述量子点功能层310的第一侧表面及与所述第一侧表面相背设置的第二侧表面，所述棱镜结构340以所述第一封装基底320作为衬底基板，集成于所述第一封装基底320的所述第一侧表面上；
和/或，匀光扩散膜层350，所述第二封装基底330包括远离所述量子点功能层310的第三侧表面及与所述第三侧表面相背设置的第四侧表面，所述匀光扩散膜层350以所述第二封装基底330作为衬底基板，集成于所述第二封装基底330的所述第三侧表面上。
上述方案中，所述量子点膜300的第一封装基底320作为棱镜结构340的衬底基板，在其一侧表面上直接制作棱镜结构340，可实现棱镜结构340与量子点膜300集成；和/或，所述量子点膜300的第二封装基底330作为匀光扩散膜层350的衬底基板，在其一侧表面上直接制作匀光扩散膜层350，实现匀光扩散膜层350集成；这样，第一封装基底320和第二封装基底330对量子点功能层310封装后，可实现棱镜结构340和匀光扩散膜层350中的至少一个与量子点膜300的集成，与现有技术中棱镜膜片和扩散片分别单独设置于量子点膜300的上、下层的技术方案相比，现有技术中棱镜膜片和扩散片均需要单独的衬底基板，再加上量子膜上的两层封装基底，结构繁琐，模组厚度大，而本发明实施例中提供的光学器件则可以省去棱镜膜片与扩散片中至少一个的衬底基板，从而简化光学器件的结构，减小光学器件的模组厚度。
需要说明的是，在上述方案中，所述发光芯片200可以为Mini LED(迷你有机发光二极管)芯片，还可以是Micro LED(微型有机发光二极管)芯片等，所述光学器件可以作为显示装置的面光源。
此外，在本发明所提供的光学器件的一种实施例中，如图1所示，所述量子点功能层310还包括：
第一隔离保护层360，设置于所述第一封装基底320的所述第二侧表面上；
第二隔离保护层370，设置于所述第二封装基底330的所述第四侧表面上。
采用上述方案，可以在所述第一封装基底320的第二侧表面上设置第一隔离保护层360，即，在所述第一封装基底320与量子点功能层310之间设置第一隔离保护层360，实现对量子点功能层310的隔离；可以在所述第二封装基底330的第四侧表面上设置第二隔离保护层370，即，在所述第二封装基底330与量子点功能层310之间设置第二隔离保护层370，实现对量子点功能层310的隔离。
需要说明的是，上述方案中，所述第一封装基底320和所述第二封装基底330均可以采用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基底，所述第一隔离保护层360和所述第二隔离保护层370可以采用SiO2(二氧化硅)层，但是并不以此为限。
其中，以所述第一封装基底320作为衬底基板、在所述第一封装基底320的所述第一侧表面形成棱镜结构340，具体可以采用滚压法在所述第一封装基底320的所述第一侧表面上形成所述棱镜结构340；采用离子束溅射镀膜方式，在所述第一封装基底320的所述第二侧表面上形成第一隔离保护层360；采用离子束溅射镀膜方式，在所述第二封装基底330的所述第四侧表面上形成第二隔离保护层370。
此外，在本发明所提供的一种示例性的实施例中，如图1所示，所述匀光扩散膜层350包括半透半反膜，所述半透半反膜包括用于对蓝光进行反射的多个反射区域351、及用于使蓝光透射通过的透射区域352，其中，多个所述反射区域351呈阵列分布于所述第二封装基底330上，且每一所述反射区域351正对一所述发光芯片200设置。
如图2所示，由于多个所述发光芯片200呈阵列分布于所述芯片基板100上，所述发光芯片200正上方区域的光线亮度会比所述发光芯片200的周边区域光线亮度大，这样会造成光线不均一的问题，而采用上述方案，采用半透半反膜来作为匀光扩散膜，正对发光芯片200的区域为反射区域351，而对应发光区域的周边区域的区域为透射区域352，这样，使得所述发光芯片200的正上方蓝光反射，而所述发光芯片200的周边区域蓝光透过，相比现有技术中所采用的扩散膜具有更好的匀光性，且能有效遮住所述发光芯片200中心点较大的亮度，实现匀光效果，且不增加厚度。
需要说明的是，所述半透半反膜可以是采用离子束溅射镀膜方式，在所述第二封装基底330的所述第三侧表面上、与所述半透半反膜的所述反射区域351所对应位置处镀反射膜，以形成所述半透半反膜。其中所述反射区域351对应位置处所镀的反射膜可以是镀银膜或者镀铝膜等。
当然可以理解的是，在实际应用中，所述匀光扩散膜层350也可以利用其他匀光扩散的光学结构膜层来实现，例如，所述匀光扩散膜层350可以包括一透光膜层，在该透光膜层内掺杂扩散粒子，以实现匀光扩散效果；对此并不进行限定。
此外，如图1和图2所示，在本发明所提供的一示例性的实施例中，在所述芯片基板100的第一面上，未设置所述发光芯片200的区域设有高反射层。优选的，所述高反射层为对白光反射率超过预设值(例如，对白光反射率超过95％)的高反白光层110。
在现有技术中，Mini LED面光源的芯片基板上涂覆油墨反射层，对蓝光的反射率不高，仅对蓝光有75％左右的反射率，光线利用率不高，极大的降低了量子点膜300的激发效率，且产生较高的功耗；而采用上述方案，芯片基板100上发光芯片200以外的区域镀高反白光层110，实现对量子点膜300激发折返光线的反射，提高光线利用率，减少光损失，相比传统油墨反射层，对蓝光的反射率可提升25％-30％，光效提升约60％-70％，实现白光反射率95％以上，且所述高反白光层110搭配所述半透半反膜，根据实测结果，光效可提升1.5倍。
其中，所述高反白光层110可以采用五氧化二钽膜层采用(Ta2O5)膜与二氧化硅(SiO2)膜层的多层复合膜层，膜厚优选为5～6微米；或者，所述高反白光层110还可以采用镀银膜层、或者镀铝膜层，膜厚优选为0.2～0.3微米。工艺上可采用离子束溅射镀膜形成所述高反白光层110。当然可以理解的是，在实际应用中，所述高反白光层110也可以采用其他对白光反射率超过预设值的其他反射膜层。
此外，另一方面，本发明实施例提供一种光学器件的制造方法，用于制造本发明实施例所提供的光学器件，所述方法包括：
步骤S1、提供第一封装基底320和第二封装基底330，所述第一封装基底320包括相背设置的第一侧表面和第二侧表面，所述第二封装基底330包括相背设置的第三侧表面和第四侧表面，其中，以所述第一封装基底320作为衬底基板、在所述第一封装基底320的所述第一侧表面形成棱镜结构340，和/或，以所述第二封装基底330作为衬底基板、在所述第二封装基底330的所述第三侧表面形成匀光扩散膜层350；
步骤S2、将所述第一封装基底320的所述第二侧表面与所述第二封装基底330的所述第四侧表面相对进行复合，并在所述第一封装基底320与所述第二封装基底330之间涂覆量子点功能层310，进行固化处理，形成所述量子点膜300；
步骤S3、形成一芯片基板100；
步骤S4、将所述量子点膜300设置于所述芯片基板100的第一面所在一侧，以得到所述光学器件。
上述方案中，量子点膜300的第一封装基底320作为棱镜结构340的衬底基板，在其一侧表面上直接制作棱镜结构340，实现棱镜结构340与量子点膜300集成；和/或，量子点膜300的第二封装基底330作为匀光扩散膜层350的衬底基板，在其一侧表面上直接制作匀光扩散膜层350，实现匀光扩散膜层350集成；这样，第一封装基底320和第二封装基底330对量子点功能层310封装后，可实现棱镜结构340和匀光扩散膜层350中的至少一个与量子点膜300的集成，与现有技术中棱镜膜片和扩散片分别单独设置于量子点膜300的上、下层的技术方案相比，现有技术中棱镜膜片和扩散片均需要单独的衬底基板，再加上量子膜上的两层封装基底，结构繁琐，模组厚度大，而本发明实施例中提供的方法所得到的光学器件，可以省去棱镜膜片与扩散片中至少一个的衬底基板，从而简化光学器件的结构，减小光学器件的模组厚度。
上述步骤S1中，以所述第一封装基底320作为衬底基板、在所述第一封装基底320的所述第一侧表面形成棱镜结构340，具体包括：
以所述第一封装基底320作为衬底基板，采用滚压法在所述第一封装基底320的所述第一侧表面上形成所述棱镜结构340。
上述步骤S1中，以所述第二封装基底330作为衬底基板、在所述第二封装基底330的所述第三侧表面形成匀光扩散膜层350，具体包括：
采用离子束溅射镀膜方式，在所述第二封装基底330的所述第三侧表面上、与所述半透半反膜的所述反射区域351所对应位置处镀反射膜，以形成所述半透半反膜。
此外，优选的，步骤S2之前，所述方法还包括：
在所述第一封装基底320的所述第二侧表面上形成第一隔离保护层360；
在所述第二封装基底330的所述第四侧表面上形成第二隔离保护层370。
其中，所述第一隔离保护层360和所述第二隔离保护层370均可以采用离子束溅射镀膜方式形成，所述第一隔离保护层360和所述第二隔离保护层370的膜厚可根据量子点功能层310的厚度进行合理设计。
上述方案，首先，在所述第一封装基底320的第一侧表面上形成所述棱镜结构340，实现棱镜结构340与所述第一封装基底320的集成，提升光效，在所述第二侧表面上形成第一隔离保护层360，实现对量子点功能层310的隔离和保护；在所述第二封装基底330的第三侧表面上形成所述半透半反膜，实现所述第二封装基底330上集成半透半反膜的目的，在所述第四侧表面上设置第二隔离保护层370，实现对量子点功能层310的隔离和保护；然后，将第一封装基底320与第二封装基底330复合，两者中间涂敷量子点功能层310，其中涂敷物含胶，需进行固化，形成量子点膜300。
此外，示例性的，所述方法中，所述步骤S3具体包括：
在所述芯片基板100的第一面上，未设置所述发光芯片200的区域形成高反白光层110。
其中，所述高反白光层110可采用离子束溅射镀膜方式形成于所述芯片基板100上。
其中，所述高反白光层110可以采用五氧化二钽(Ta2O5)膜层膜与二氧化硅(SiO2)膜层的多层复合膜层，膜厚优选为5～6微米；或者，所述高反白光层110还可以采用镀银膜层、或者镀铝膜层，膜厚优选为0.2～0.3微米。工艺上可采用离子束溅射镀膜形成所述高反白光层110。当然可以理解的是，在实际应用中，所述高反白光层110也可以采用其他对白光反射率超过预设值的其他反射层。
此外，另一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括本发明实施例所提供的光学器件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种光学器件，包括：
芯片基板，所述芯片基板的第一面上阵列分布有用于发出蓝光的多个发光芯片；
以及，用于将所述发光芯片所发出的蓝光转化为多种不同颜色的单色光的量子点膜，所述多种不同颜色的单色光能够混光为白光，所述量子点膜设置于所述芯片基板的第一面所在一侧，所述量子点膜包括：量子点功能层、设置于所述量子点功能层的远离所述芯片基板一侧的第一封装基底、及设置于所述量子点功能层的靠近所述芯片基板一侧的第二封装基底；
其特征在于，所述量子点膜还包括：
棱镜结构，所述第一封装基底包括远离所述量子点功能层的第一侧表面及与所述第一侧表面相背设置的第二侧表面，所述棱镜结构以所述第一封装基底作为衬底基板，集成于所述第一封装基底的所述第一侧表面上；
和/或，匀光扩散膜层，所述第二封装基底包括远离所述量子点功能层的第三侧表面及与所述第三侧表面相背设置的第四侧表面，所述匀光扩散膜层以所述第二封装基底作为衬底基板，集成于所述第二封装基底的所述第三侧表面上。
2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，
所述量子点功能层还包括：
第一隔离保护层，设置于所述第一封装基底的所述第二侧表面上；
第二隔离保护层，设置于所述第二封装基底的所述第四侧表面上。
3.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，
所述匀光扩散膜层包括半透半反膜，所述半透半反膜包括用于对蓝光进行反射的多个反射区域、及用于使蓝光透射通过的透射区域，其中，多个所述反射区域呈阵列分布于所述第二封装基底上，且每一所述反射区域正对一所述发光芯片设置。
4.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，
在所述芯片基板的第一面上，未设置所述发光芯片的区域设有高反射层。
5.根据权利要求4所述的光学器件，其特征在于，
所述高反射层为对白光反射率超过预设值的高反白光层，所述高反白光层包括五氧化二钽膜层与二氧化硅膜层的复合膜层、或者镀银膜层、或者镀铝膜层。
6.一种光学器件的制造方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的光学器件，所述方法包括：
提供第一封装基底和第二封装基底，所述第一封装基底包括相背设置的第一侧表面和第二侧表面，所述第二封装基底包括相背设置的第三侧表面和第四侧表面，其中，以所述第一封装基底作为衬底基板、在所述第一封装基底的所述第一侧表面形成棱镜结构，和/或，以所述第二封装基底作为衬底基板、在所述第二封装基底的所述第三侧表面形成匀光扩散膜层；
将所述第一封装基底的所述第二侧表面与所述第二封装基底的所述第四侧表面相对进行复合，并在所述第一封装基底与所述第二封装基底之间涂覆量子点功能层，进行固化处理，形成所述量子点膜；
形成一芯片基板；
将所述量子点膜设置于所述芯片基板的第一面所在一侧，以得到所述光学器件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述以所述第一封装基底作为衬底基板、在所述第一封装基底的所述第一侧表面形成棱镜结构，具体包括：
以所述第一封装基底作为衬底基板，采用滚压法在所述第一封装基底的所述第一侧表面上形成所述棱镜结构。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法中，所述以所述第二封装基底作为衬底基板、在所述第二封装基底的所述第三侧表面形成匀光扩散膜层，具体包括：
采用离子束溅射镀膜方式，在所述第二封装基底的所述第三侧表面上、与所述半透半反膜的所述反射区域所对应位置处镀反射膜，以形成所述半透半反膜。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，应用于如权利要求2所述的光学器件，将所述第一封装基底的所述第二侧表面与所述第二封装基底的所述第四侧表面相对进行复合之前，所述方法还包括：
采用离子束溅射镀膜方式，在所述第一封装基底的所述第二侧表面上形成第一隔离保护层；
采用离子束溅射镀膜方式，在所述第二封装基底的所述第四侧表面上形成第二隔离保护层。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，应用于如权利要求5所述的光学器件，所述方法中，所述形成一芯片基板，具体包括：
采用离子束溅射镀膜方式，在所述芯片基板的第一面上，未设置所述发光芯片的区域形成高反白光层。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的光学器件。
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