CN109301056B - 一种led光源及其制备方法、背光源、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示技术领域，公开一种LED光源及其制备方法、背光源、显示装置，其中，LED光源包括：LED芯片；层叠于所述LED芯片出光面上的至少两层量子点激发层；其中，远离所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度大于靠近所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度。上述LED光源，可以防止量子点产生团簇失效问题，并且，能够最大限度减少LED芯片工作温度对量子点的影响，保持量子点的高效率，而且各激发层中的量子点都能够得以高效激发；因此，该LED光源中的量子点发光效率较高，从而可以提高LED光源的显色性和饱和性，拓宽色域，进而改善照明和显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种LED光源及其制备方法、背光源、显示装置。
背景技术
现有技术中，采用发光二极管(LED)作为背光时，可以与量子点(QD)配合使用以实现高色域，目前，LED结合QD配合使用具体有三种方案：1、QD On-surface，即量子点薄膜位于LED背光和液晶盒之间，通常又称作量子点增强发光膜；2、QD On-edge，即将量子点放在密封玻璃管内，置于侧光式背光屏幕边缘的LED灯条上方；3、QD On-Chip，即使用量子点发光材料直接封装在贴片LED芯片上，以形成量子点LED光源，再根据液晶背光模组的尺寸焊接制成LED背光灯条。其中，QD On chip方案由于具有大幅节省量子点材料的优点，被视为继On surface和On edge之后最有前途的高色域背光方案。
然而，由于QD On chip方案中，QD的分布面积和LED尺寸基本一致，因此往往需要更高的QD浓度，随之带来的团簇和湮灭问题较严重，同时，由于QD与LED非常近，LED高温对QD特性下降影响也很严重，这两个问题是目前QD On-Chip方案面临的主要问题，会直接导致量子点发光效率较低。
发明内容
本发明公开了一种LED光源及其制备方法、背光源、显示装置，目的是提供一种量子点发光效率较高的量子点LED光源。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种LED光源，包括：
LED芯片；
层叠于所述LED芯片出光面上的至少两层量子点激发层；其中，远离所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度大于靠近所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度。
上述LED光源，通过LED芯片的发射光，可以激发量子点激发层，使得其中量子点(QD)发生能级跃迁并发射波长较长的可见光，从而可以提高LED光源的显色性和饱和性，拓宽色域，进而改善照明和显示效果。具体的，在LED芯片的出光面上采用了多层QD激发层进行封装，即沿出光方向上QD激发层的总厚度较大，进而其中QD的浓度比较小，因此可以避免团簇失效问题；并且，沿出光方向上各激发层的QD浓度逐渐增大，即QD的浓度沿出光方向上呈梯度增加，越靠近LED芯片的激发层中QD浓度越小，进而，一方面能够最大限度减少LED芯片工作温度对QD的影响，保持QD的高效率，另一方面可以使各激发层中的QD都能够得以高效激发。因此，综上所述，上述LED光源中的QD发光效率较高。
可选的，每层量子点激发层的厚度为10-50um。
可选的，邻近所述LED芯片的一层量子点激发层中的量子点浓度小于5％，其它各层量子点激发层的量子点浓度为5％-10％。
可选的，所述的LED光源还包括位于所述至少两层量子点激发层与所述LED芯片之间的第一封装层。
可选的，所述的LED光源还包括位于所述至少两层量子点激发层之间的第二封装层。
可选的，所述量子点激发层为有机硅塑料和量子点材料组成的混合膜层。
可选的，所述LED芯片为蓝光LED芯片，所述量子点激发层包含红光量子点和绿光量子点。
一种背光源，包括上述任一技术方案中所述的LED光源。
一种显示装置，包括上述技术方案所述的背光源。
一种LED光源的制备方法，包括以下步骤：
将LED芯片设置于衬底基板上，且出光面一侧朝上；
在所述LED芯片上层叠至少两层量子点激发层；其中，远离所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度大于靠近所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度。
可选的，所述在LED芯片上层叠至少两层量子点激发层之前，还包括：
在所述LED芯片上层叠第一封装层。
可选的，所述在LED芯片出光面上层叠至少两层量子点激发层，包括：
在每层叠一层量子点激发层之后，在所述量子点激发层上形成一层封装层，然后再层叠下一层量子点激发层。
可选的，所述量子点激发层采用涂胶、量子点膜贴敷或者打印工艺制备。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种LED光源的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的一种LED光源的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种LED光源的制备方法流程图；
图4为本发明另一实施例提供的一种LED光源的制备方法流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种LED光源，包括：
LED芯片1；
层叠于LED芯片1出光面上的至少两层量子点激发层2；其中，远离LED芯片1的量子点激发层2中的量子点20浓度大于靠近LED芯片1的量子点激发层2中的量子点20浓度。
上述LED光源，通过LED芯片1的发射光，可以激发量子点激发层2，使得其中量子点(QD)20发生能级跃迁并发射波长较长的可见光，从而可以提高LED光源的显色性和饱和性，拓宽色域，进而改善照明和显示效果。具体的，在LED芯片1的出光面上采用了多层QD激发层2进行封装，即沿出光方向上QD激发层2的总厚度较大，进而其中QD20的浓度比较小，因此可以防止产生团簇失效问题；并且，沿出光方向上各激发层2的QD20浓度逐渐增大，即QD20的浓度沿出光方向上呈梯度增加，越靠近LED芯片1的激发层中QD20浓度越小，进而，一方面能够最大限度减少LED芯片1工作温度对QD20的影响，保持QD20的高效率，另一方面可以使各激发层2中的QD20都能够得以高效激发。因此，综上所述，上述LED光源中的QD发光效率较高。
一种具体的实施例中，每层量子点激发层2的厚度可以为10um-50um。
进一步的，离LED芯片1最近的一层量子点激发层2的量子点20浓度小于5％；其它各层量子点激发层2的量子点20浓度为5％-10％。
如图1和图2所示，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的LED光源还可以包括位于上述至少两层量子点激发层2与LED芯片1之间的第一封装层31；通过该第一封装层31，一方面可以对LED芯片1的出光面和侧面进行整体覆盖，以形成封装保护，另一方面可以避免激发层2与LED芯片1直接接触，可以产生隔热效果，从而尽可能减小LED工作温度对QD20的影响。
如图2所示，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的LED光源还可以包括位于至少两层量子点激发层2之间的第二封装层32。即，每一内层QD激发层2上都有封装层保护，进而即使外侧封装层损坏或失效，内层QD激发层2仍然具有封装层保护，进而不会造成整个器件的失效，从而可以提高整体器件的寿命。
如图1和图2所示，进一步的，本发明实施例提供的LED光源还包括位于所有量子点激发层2上的第三封装层33，该第三封装层33可以在整个LED光源外表面形成封装保护。
一种具体的实施例中，量子点激发层2可以采用量子点(QD)20与基质混合成膜；例如，可选的，量子点激发层2可以为有机硅塑料(Silicone)和量子点(QD)20材料组成的混合膜层。
一种具体的实施例，本发明实施例提供的LED光源中，LED芯片1为蓝光LED芯片，即发射蓝光；量子点激发层2包含红光QD和绿光QD，红光QD即通过光辐射可以激发出红光的QD，同理，绿光QD即通过光辐射可以激发出绿光的QD。
蓝光LED芯片1发射出的蓝光，可以激发各量子点激发层2中的QD20，使得QD 20发生能级跃迁从而发射绿光和红光中的一种或者组合，之后与透射的蓝光混合从而可以形成白光。通过QD20激发得到的绿光和红光的饱和度较高，与蓝光混合后可以在屏幕上显示色域更加宽广的颜色。
一种可选的实施例，量子点激发层2中还可以具有荧光粉，即可以采用QD20和荧光粉共同进行波长转换，以激发出更多种色彩，从而进一步提高LED光源的显色性，拓宽色域。
本发明实施例还提供了一种背光源，该背光源包括上述任一实施例中的LED光源。具体的，当该背光源为侧入式背光源时，可以利用多个LED光源制备成灯条，以用于放置在导光板的侧边缘；该背光源为直下式背光源时，则可以直接利用LED光源在扩散板下方形成发光阵列。
上述背光源中，LED光源采用LED芯片结合QD20发光，显色性和饱和性较高，色域宽广；且由于该背光源基于QD on-chip结构，因此，制作成本较低，适用范围较广，可以用在各种各样尺寸的面板上，并且不用大改液晶显示器生产线，可以大大降低研发和生产的成本。
本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述实施例中的背光源。具体的，该显示装置可以为液晶显示装置。
如图1至图3所示，本发明实施例还提供了一种LED光源的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤101，将LED芯片1设置于衬底基板4上，且出光面一侧朝上；
步骤102，在LED芯片1上层叠至少两层QD激发层2；其中，远离LED芯片1的QD激发层2中的QD20浓度大于靠近LED芯片1的QD激发层2中的QD20浓度。
具体的，通过该方法制备的LED光源，在LED芯片1的出光面上采用了多层QD激发层2进行封装，沿出光方向上QD激发层2的总厚度较大，其中QD20的浓度比较小，因此可以防止产生团簇失效问题；并且，沿出光方向上各激发层2的QD20浓度逐渐增大，即QD20浓度沿出光方向上呈梯度增加，越靠近LED芯片1的激发层中QD20浓度越小，进而，一方面能够最大限度减少LED芯片1工作温度对QD20的影响，保持QD20的高效率，另一方面可以使各激发层2中的QD20都能够得以高效激发。因此，综上所述，上述LED光源中的量子点发光效率较高。
一种具体的实施例，每层量子点激发层2的厚度可以为10um-50um。
进一步的，离LED芯片1最近的一层量子点激发层2的量子点20浓度小于5％；其它各层量子点激发层2的量子点20浓度为5％-10％。
一种具体的实施例中，量子点激发层2可以采用量子点(QD)20与基质混合成膜；例如，可选的，量子点激发层2可以为有机硅塑料(Silicone)和量子点(QD)20材料组成的混合膜层。
进一步的，QD激发层2可以采用涂胶、量子点膜贴敷或者喷墨打印(Inkprint)工艺制备。
一种具体的实施例，在步骤102之前，即在LED芯片1上层叠至少两层QD激发层2之前，还可以包括：
在LED芯片1上层叠第一封装层31。
通过该第一封装层31，一方面可以对LED芯片1的出光面和侧面进行整体覆盖，以形成封装保护，另一方面可以避免激发层2与LED芯片1直接接触，可以产生隔热效果，以尽可能减小LED工作温度对QD20的影响。
一种具体的实施例，步骤102的具体流程可以包括：
在每层叠一层QD激发层2之后，在该QD激发层2上形成一层封装层(第二封装层32)，然后再层叠下一层QD激发层2。即，每一内层QD激发层2上都有封装层保护，进而即使外侧封装层损坏或失效，内层QD激发层2仍然具有封装层保护，进而不会造成整体器件的失效，从而可以提高整体器件的寿命。
进一步的，步骤102之后，还包括：
在至少两层QD激发层2上层叠第三封装层33。
接下来，以LED光源包括两层QD激发层2为例，对LED光源的制备过程进行举例说明；如图2和图4所示，具体的，LED光源的制备过程可以包括以下步骤：
步骤201，将LED芯片1出光面朝上，并按所需要的尺寸排列在衬底基板4上；
步骤202，使用具有水氧阻隔性的封装材料将LED芯片1整体进行封装，即形成第一封装层31；该第一封装层31厚度大LED芯片1的厚度，以将LED芯片1出光面覆盖；
步骤203，采用涂胶、量子点膜贴敷、Ink print方式中的任一种进行第一QD激发层2的制作；
步骤204，使用具有水氧阻隔性的封装材料进行第二层封装，即制备第二封装层32；
步骤205，采用涂胶、量子点膜贴敷、Ink print方式中的任一种进行第二QD激发层2的制作；该第二QD激发层2中的QD20浓度大于第一QD激发层2的浓度；
步骤206，使用具有水氧阻隔性的封装材料进行最终封装层制作，即制作第三封装层33；此处有两种方案，一种是先进行切割以将排列在衬底基板4上的多个LED进行分离，然后将每个LED背面的衬底基板4除去，再将LED进行整体封装，该方案的优点是可以对QD激发层2的侧面进行封装；另一种方案是先直接在衬底基板4上进行LED表面封装，切割分离后再进行LED背面的封装。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种LED光源，其特征在于，包括：
LED芯片；
层叠于所述LED芯片出光面上的至少两层量子点激发层；其中，远离所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度大于靠近所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度；
每层量子点激发层的厚度为10-50um；
邻近所述LED芯片的一层量子点激发层中的量子点浓度小于5％，其它各层量子点激发层的量子点浓度为5％-10％；
位于所述至少两层量子点激发层之间的第二封装层。
2.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，还包括位于所述至少两层量子点激发层与所述LED芯片之间的第一封装层。
3.如权利要求1所述的LED光源，其特征在于，所述量子点激发层为有机硅塑料和量子点材料组成的混合膜层。
4.如权利要求1-3任一项所述的LED光源，其特征在于，所述LED芯片为蓝光LED芯片，所述量子点激发层包含红光量子点和绿光量子点。
5.一种背光源，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的LED光源。
6.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求5所述的背光源。
7.一种LED光源的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将LED芯片设置于衬底基板上，且出光面一侧朝上；
在所述LED芯片上层叠至少两层量子点激发层；其中，远离所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度大于靠近所述LED芯片的量子点激发层中的量子点浓度。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在LED芯片上层叠至少两层量子点激发层之前，还包括：
在所述LED芯片上层叠第一封装层。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在LED芯片出光面上层叠至少两层量子点激发层，包括：
在每层叠一层量子点激发层之后，在所述量子点激发层上形成一层封装层，然后再层叠下一层量子点激发层。
10.如权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述量子点激发层采用涂胶、量子点膜贴敷或者打印工艺制备。
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