CN110553160A - 发光光效的增强方法、发光模组及其显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED领域，特别地涉及一种发光光效的增强方法、发光模组及其显示装置。其中，发光光效的增强方法包括以下步骤：提供至少一发光芯片；在发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构；所述半透半反射结构中包括多个对预设波长的光线反射的光子晶体。所述发光模组，其包括至少一发光芯片及设置在所述发光芯片的出光方向之上的具有光子晶体的半透半反射结构。显示装置包括上述发光模组。在本发明中，通过在所述发光芯片之上设有半透半反射的结构，利用光子晶体的特性，在不增加荧光体数量或光改变材料层的厚度前提下，提高特定波长的荧光射出量，以提高发光芯片发出光线的射出效率。

Description

发光光效的增强方法、发光模组及其显示装置

【技术领域】

本发明涉及LED领域，特别地涉及一种发光光效的增强方法、发光模组及其显示装置。

【背景技术】

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有使用寿命长、功耗低、波长可调等优点，随着各种新型高功率高亮度LED的不断涌现，为了获得更优的发光光效，需要同时利用数量更多的发光芯片以获得目标的显示效果。然而，随着光源的强度及光源尺寸的逐渐增大，如何以低功率获得更优的发光效果，成为业界亟待解决的问题。

但是现有光源设计对如何提高发光效率考虑不足，为了达到所需的发光效果，往往需要消耗较大的能量，无法满足对低功率，高光效的技术需求。

【发明内容】

为克服目前LED光源发光效率不佳的技术问题，本发明提供一种发光光效的增强方法、发光模组及其显示装置。

本发明为解决上述技术问题，提供一技术方案如下：一种发光光效的增强方法，其包括以下步骤：提供至少一发光芯片；在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构；所述半透半反射结构中包括多个对预设波长的可见光全反射的光子晶体。

优选地，在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构包括以下步骤：在至少一发光芯片的出光方向之上设置光改变材料层；在光改变材料层的出光面之上设置或直接形成具有光子晶体的光子晶体层，其中，所述光子晶体对波长为380nm-520nm的光线全反射。

优选地，在光改变材料层的出光面之上直接形成具有光子晶体的光子晶体层包括：采用热蒸发、电子束、分子束外延、磁控溅射或等离子体化学气相沉积的方法在光改变材料层的出光面之上直接形成具有光子晶体的光子晶体层。

优选地，在光改变材料层的出光面之上设置具有光子晶体的光子晶体层包括以下步骤：预制获得具有光子晶体的光子晶体层；将具有光子晶体的光子晶体层通过热压或粘合方式固定在所述光改变材料层的出光面之上。

优选地，在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构还包括：将胶体、光子晶体，以及荧光颗粒和/或量子点材料颗粒以获得光转换层，并将其形成在所述发光芯片的出光面上成为所述半透半反射结构。

本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种发光模组，其包括至少一发光芯片及设置在所述发光芯片的出光方向之上的半透半反射结构，所述半透半反射结构中包括多个对预设波长的可见光全反射的光子晶体。

优选地，所述光子晶体对波长为380nm-520nm的光线全反射；所述光子晶体包括一维光子晶体、二维光子晶体或三维光子晶体中的一种或多种；多个所述光子晶体之间存在间隙。

优选地，所述半透半反射结构包括依次设置在所述发光芯片的出光方向之上的光改变材料层、光子晶体层，所述光子晶体层包括所述光子晶体。

优选地，所述半透半反射结构包括胶体及分布于所述胶体之内的光子晶体，以及荧光颗粒和/或量子点材料颗粒。

本发明为解决上述技术问题，提供又一技术方案如下：一种显示装置，其包括显示屏及如上所述发光模组，所述发光模组为所述显示屏提供背光源。

相对于现有技术，本发明所提供的发光模组、显示装置及电子设备具有如下的有益效果：

本发明所提供的发光光效的增强方法，在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构，利用半透半反射结构中光子晶体在光子禁带的频率范围内对预设波长的可见光不能透过而被反射的性质的原理，从而提高发光芯片发出光线的光转换效率。

本发明所提供的发光模组中，由于半透半反射结构的设置，可使所述发光模组中发光芯片发出的光线可部分转换为预定波长长度的光线后射出，从而可提高所述发光模组的发光强度，提高所述发光模组的发光光效。

本发明所提供的显示装置，其包括所述发光模组为所述显示屏提供背光源，其可在不增加荧光颗粒量或光改变材料层厚度的基础上，提高发光芯片的光射出效率。

【附图说明】

图1是本发明第一实施例所提供的发光模组的结构示意图。

图2A是图1中所示发光模组的层结构示意图。

图2B是图2A中所示发光模组的另一实施方式的层结构示意图。

图3是图1中所示发光模组的光子晶体层的俯视图。

图4是图2A中所示发光模组的另一实施方式的层结构示意图。

图5是图4中所述发光模组的光传播路径示意图。

图6是图4中所示发光模组的另一实施方式的结构示意图。

图7是本发明的第二实施例提供的发光模组的层结构示意图。

图8是本发明的第三实施例提供的显示装置的结构示意图。

图9是本发明的第四实施例提供的照明装置的结构示意图。

图10是本发明的第五实施例提供的电子设备的结构示意图。

图11是本发明的第六实施例提供的发光光效的增强方法的流程示意图。

图12是图11中所示步骤S12的具体步骤的流程示意图。

附图标识说明：

10、发光模组；11、光改变材料层；12、发光芯片；13、载体；14、光子晶体层；141、光子晶体；111、胶体；112、荧光颗粒；141、光子晶体；20、发光模组；21、光转换层；211、胶体；30、显示装置；31、显示屏；311、显示屏31的入光面；40、照明装置；50、电子设备；

A1、光子晶体层与光改变材料层之间的间距；A2、光改变材料层与发光芯片的出光面之间的间距；L1、L2、L3及L4，表示四种不同光线的传播路径；M、发光芯片正投影区域。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，光子晶体(photonic crystal)是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学微结构材料，其最根本的特征是具有光子禁带，其具体是由具有不同介电常数的介质材料在空间呈周期性排布的结构。当光波在其中传播时，遵循折射、反射、透射远离，光子遭遇到折射率呈周期性变化的介质的布拉格散射而受到调制，从而形成光子能带结构。

发光光效，即指光源每W电功率产生发出的光能量(光通量)，可以理解为光通量与功率的比值。光效的单位为流明/瓦特。光源每W电功率产生的光通量越多，光效越高、亮度越高，节约电能越多。

请参阅图1，本发明的第一实施例提供一发光模组10，所述发光模组10包括光改变材料层11及至少一个发光芯片12，所述光改变材料层11设置在所述发光芯片的出光方向之上。所述发光芯片12设置在一载体13之上。

如图1及图2A中所示，在本实施例一些实施方式中，也即，所述光改变材料层11覆盖所述发光芯片12的出光面及载体13设置有所述发光芯片12的表面。所述光改变材料层11远离所述载体13及所述发光芯片12的一面为所述光改变材料层11的出光面。

需要特别说明的是，在本发明中“上”、“下”的描述为基于附图位置关系进行的说明，在此仅作为示例，不作为本发明的限定。

如图1中所示，在本发明中，所述发光模组10中还包括设置在所述发光芯片12的出光方向上的光子晶体层14，具体地，所述光改变材料层11与所述光子晶体层14沿着所述发光芯片12的出光方向依次设置。其中，所述光改变材料层11与所述光子晶体层14共同构成一半透半反射结构。

请进一步结合图1及图2A，在本发明一些具体的实施方式中，所述光子晶体层14可设置在所述光改变材料层11的出光面之上。所述光子晶体层14具体可通过压合、贴合的方式固定在所述光改变材料层11的出光面表面之上，也可直接形成在所述光改变材料层11的出光面表面之上。

如图2A中所示，所述光子晶体层14包括多个光子晶体141，所述光子晶体141包括一维光子晶体、二维光子晶体或三维光子晶体中一种或多种。所述光子晶体的粒径大小为1nm-10μm。

在本发明中，所述光子晶体141可对预定波长的可见光进行反射。在本发明一些较优的实施例中，所述光子晶体141可进一步对波长为440nm±(60-80)nm的光线全反射，也即，所述光子晶体141可对波长为380nm-520nm的光线全反射。多个所述光子晶体141之间存在间隙。在本实施例中，利用光子晶体141在光子禁带的频率范围内光不能透过而被反射的性质以及部分荧光共振能量转移的原理，用以提高发光芯片12发出光线的光转换效率。

在本发明一些特殊的实施方式中，如图2B中所示，所述光子晶体层14与所述光改变材料层11平行且间隔设置，且所述光子晶体层14与所述光改变材料层11之间间距A1为1μm-100μm，具体地，所述光子晶体层14与所述光改变材料层11之间间距A1还可为1μm-10μm、15μm-30μm、25μm-50μm、45μm-70μm、60μm-90μm或50μm-100μm。

继续如图2B中所示，在本发明另外的一些特殊的实施例中，所述光改变材料层11与所述发光芯片12的出光面之间的间距A2可为1μm-100μm，具体地，所述光改变材料层11与所述发光芯片12的出光面之间的间距A2还可为1μm-10μm、15μm-30μm、25μm-50μm、45μm-70μm、60μm-90μm或50μm-100μm。

请继续参阅图2A及图2B，所述光改变材料层11中包括胶体111及分散在胶体111之内的荧光颗粒112和/或量子点(quantum dots，QDs)材料颗粒(图未示)。

其中，所述量子点材料颗粒与所述荧光颗粒112均可以将高能量光(例如蓝光或近紫外光)转化成其他波长(例如较低能量的绿色和红色波长)，以产生更好的色域。

具体地，在本实施例中，以所述光改变材料层11包括胶体及荧光颗粒112为例，所述荧光颗粒112的质量占所述光改变材料层11的总质量的1％-60％。所述荧光颗粒112的粒径大小为10nm-100μm。所述光改变材料层11的厚度为100nm-200μm。

具体地，所述荧光颗粒112可包括但不受限于：红光荧光粉：氮氧化物、氟化物、氮化物等之一种或多种；绿光荧光粉：塞隆、硅酸盐等之一种或多种；黄粉：钇铝石榴石、硅酸盐等之一种或多种；蓝粉：铝酸钡、铝酸盐等之一种或多种。

进一步地，所述光改变材料层11中的荧光颗粒112可由如下质量比为(1-4)：(0.5-2)：(0.5-2)的红光荧光粉、绿光荧光粉及黄光荧光粉的物质组成。

更进一步地，所述光改变材料层11中的荧光颗粒112中红光荧光粉、绿光荧光粉及黄光荧光粉的质量比为(1～3)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)。

所述胶体111的材质可包括但不受限于：有机硅胶和无机硅胶，其中，有机硅胶包括：硅橡胶、硅树脂及硅油中的一种或几种的混合物，无机硅胶包括B型硅胶、粗孔硅胶及细孔硅胶中的一种或几种的混合物。

在本实施例中，所述光改变材料层11的其他组成方式同样也满足上述有关荧光颗粒112与量子点材料颗粒的相关限定。

进一步地，在本发明一些另外的实施例中，所述光改变材料层11还可进一步包括扩散粒子(图未示)。所述扩散粒子为二氧化硅类、有机硅类、丙烯酸类或碳酸钙类中的一种或几种的组合，其中，所述扩散粒子的粒径为7-20μm。所述扩散粒子的粒径及其数量，会提高光源的偏转及扩散效果，同时能提高光洁度及其透光率。更优地，为了获得更优的混光效果，所述扩散粒子可选用至少两种光折射率不同的粒子进行组合。

在本发明一些具体的实施例中，所述发光芯片12可为蓝光芯片或近紫外光芯片。其中，蓝光芯片的光波长范围一般为450nm-480nm，近紫外光芯片的光波长范围为355nm-405nm。

如图2A中所示，所述发光芯片12发出的光线直接进入所述光改变材料层11中。当光线在所述光改变材料层11中传播并射入所述光改变材料层11中的荧光颗粒112。

请进一步结合图2A及图2B、图3中所示，在本发明一些具体实施方式中，所述光子晶体141可均匀分布于所述光改变材料层11出光面之上，以形成所述光子晶体层14。

请参阅图4，在本发明另一些具体实施方式中，提供一与发光芯片对应的区域，该区域为如图4中所示发光芯片正投影区域M，所述发光芯片正投影区域M是指以发光芯片202的中心为圆心且其区域为所述出光面2021面积的1-1.5倍范围的同心圆区域。

所述光子晶体141在发光芯片正投影区域M的分布密度与在非发光芯片正投影区域M的分布密度不同。具体地，所述光子晶体141在发光芯片正投影区域M的分布密度大于非发光芯片正投影区域M的分布密度。具体地，所述光子晶体141在发光芯片正投影区域M的分布密度是非发光芯片正投影区域的分布密度的1.2-2倍。

当所述光子晶体为颗粒状时，则在所述发光芯片正投影区域M中分布有5-20颗所述光子晶体141。在另外的实施方式中，所述光子晶体141在所述发光芯片正投影区域M中分布有7-12颗所述光子晶体141。

颗粒状的所述光子晶体141组成光子晶体层14，如图4中所示，所述光子晶体层14的厚度h为10nm-1μm。具体地，所述光子晶体层14的厚度h还可为10nm-30nm、20nm-50nm、50nm-120nm、200nm-350nm、400nm-650nm、600nm-800nm或750nm-1000nm。

需要说明的是，所述半透半反射结构中光子晶体分布规律、光改变材料层的形貌及粒径均会对所述发光模组的发光光效造成影响。进一步结合图2A-图2B和图5，在所述发光模组10中，所述发光芯片12发出的光线依次经过所述光改变材料层11、光子晶体层14后射出。如图5中所示，所述发光模组10中所述光子晶体层14远离所述光改变材料层11的一面为所述发光模组10的出光面101。所述发光芯片12发出的光线具有如下几种光路：

第一种光传播路径L1：发光芯片12发出的光线直接经过光改变材料层11、光子晶体层14，未经过所述光改变材料层11中荧光颗粒112以及所述光子晶体层14中的光子晶体141，即由所述发光模组10的出光面射出，此时，射出的光L3为发光芯片12本身的颜色，如可为蓝光或近紫光。

第二种光传播路径L2：发光芯片12发光的光线激发荧光颗粒112发出光线，发出的光线包括红光、绿光或者黄光。光可直接经由所述光改变材料层11远离所述发光芯片12的表面射出，光可经过光子晶体层14的光子晶体141后由所述发光模组10的出光面射出，此时射出的光线为经所述荧光颗粒112激发后的红光、绿光或者黄光。

第三光传播路径L3：发光芯片12发出的光线在光改变材料层11中的激发荧光颗粒112发出光线，光经过光子晶体层14的光子晶体141之间间隙通过，由所述发光模组10的出光面射出，此时，射出的光线为经所述荧光颗粒112激发后的红光、绿光或者黄光。

第四光传播路径L4：发光芯片12发出的光线直接由所述胶体111中射出，并经由所述光子晶体141反射回所述光改变材料层11中，反射回光改变材料层的光可激发所述荧光颗粒112发出红光、绿光或黄光，并由所述发光模组10的出光面射出。可见，由所述光子晶体层14中光子晶体141发射回光改变材料层11的光可经过改变其出射角度或经过荧光颗粒112激发，由高能量光(如蓝光或近紫外光)转换为低能量光(如红光、绿光或黄光)。

基于本发明第一实施例所提供的发光模组10的结构，可见，基于所述光子晶体层14中光子晶体141的分布规律及密度，可对所述发光模组10射出的光线的波长及其转化率进行调整。而由发光芯片12发出的光线将有20％-80％的高能量光，可转换为低能量的红光、绿光或黄光射出。

请参阅图6，在本实施例一些特殊的实施例中，所述发光模组10中可包括一颗发光芯片12、两颗发光芯片12、三颗发光芯片12….N颗发光芯片12。其中，发光芯片12的分布密度及数量可依据实际产品的需求，并结合光改变材料层11、光子晶体层14的结构特点做相应的调整。

在本实施例中，多个所述发光芯片12设置在一载体13之上，所述载体13的材质可为铜、铝等金属及其合金载体，具体如不锈钢、黄铜等；也可以是柔性塑料载体，如环氧玻纤板、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚萘二甲酸乙二醇酯及其任意组合的复合物等材料。

在本发明一些特殊的实施方式中，所述载体13可为FPC板。

请参阅图7，在本发明的第二实施例中提供一发光模组20，其包括至少一发光芯片12及设置在所述发光芯片12的出光方向的光转换层21。所述光转换层21即为在所述发光芯片12之上设置的半透半反射结构，其可对发光芯片12发出的光线实现选择性的反射。

所述光转换层21包括胶体211及分散于所述胶体211之内的光子晶体141及荧光颗粒112。其中，所述光转换层21中，所述胶体211、所述光子晶体141及所述荧光颗粒112之间的体积比为(1-10):(0.1-5):(0.1-5)。

在本实施例一些特殊的实施方式中，所述光转换层21中还可包括量子点材料(图未示)或使用量子点材料替换所述荧光颗粒112。

在本实施例中，所述量子点材料颗粒与所述荧光颗粒均可以将高能量光(例如蓝光或近紫外光)转化成其他波长(例如较低能量的绿色和红色波长)，以产生更好的色域。本实施例中，所述光转换层21与所述发光芯片12相对应的区域是指所述发光芯片12发出的光线射入所述光转换层21的区域。

具体地，在所述光转换层21与所述发光芯片12对应的区域中，所述光子晶体141与所述荧光颗粒112的分布密度与在非发光芯片12对应区域的分布密度均不同；具体的，在所述光转换层21与所述发光芯片12相对应的区域中，所述光子晶体141与所述荧光颗粒112的分布密度均大于在非发光芯片12对应区域的分布密度。其具体分布密度可依据所述发光模组20的发光需求而决定。

所述光转换层21的厚度可为100nm-300μm。

在所述光转换层21中，所述光子晶体141包括一维光子晶体、二维光子晶体或三维光子晶体之一种或者多种。所述光子晶体的粒径大小为1nm-10μm。在本发明中，所述光子晶体141可对预定波长的光进行反射。具体地，所述光子晶体141可对波长为440nm±(60-80)nm的光线全反射。所述荧光颗粒112的粒径大小为10nm-100μm。

继续如图7中所示，所述光转换层21直接设置在所述发光芯片12之上。相邻设置的所述发光芯片12之间存在间隙或所述光转换层21可填充在相邻设置的所述发光芯片12之间。在本实施例另外的实施方式中，所述光转换层21也可与所述发光芯片12间隔设置，也即，所述光转换层21与所述发光芯片12之间存在间距，该间距为1μm-100μm，具体地，所述间距还可为1μm-10μm、15μm-30μm、25μm-50μm、45μm-70μm、60μm-90μm或50μm-100μm。

在本实施例中，有关光子晶体141、荧光颗粒112及胶体211、载体13的其他相关限定，与上述第一实施例中一致，在此不再赘述。

请参阅图8，本发明第三实施例提供一显示装置30，其包括显示屏31及至少一如上述第一实施例中所提供的发光模组10或一如上述第二实施例中所提供的发光模组20。在此以上述第一实施例中所提供的发光模组10为例，所述发光模组10为所述显示屏31提供背光源。所述发光模组10中所述光子晶体层14远离所述光改变材料层11的一面为所述发光模组10的出光面101，所述显示屏31朝向所述发光芯片12的一面为所述显示屏31的入光面311。

通过对所述发光芯片12、光改变材料层11中荧光颗粒112以及光子晶体层14中光子晶体141各自分布规律的调控，可使所述发光模组10获得最优的发光效果。此外，基于所述光子晶体层14的设置，可使所述发光模组10中发光芯片12发出的高能量光线可部分转换为低能量光线后射出，从而可提高所述发光模组10的发光强度。

进一步地，还可通过设置具有特定波长选择的所述光子晶体层14，可进一步对以所述发光模组10作为背光源的显示装置30的显示色域的可控性更强，以获得显示效果及低功率的显示装置30。

在本发明一些特殊的实施例中，所述显示装置30柔性可折叠或柔性可卷曲，且多个发光芯片12之间可为同步驱动。

在本实施例中有关发光模组10的其他限定与上述第一实施例中所限定的内容，在此不再赘述。

请参阅图9，本发明的第四实施例提供一照明装置40，所述照明装置包括支架401以及设置支架之内的发光模组10，所述照明装置包括汽车照明用灯、工况用灯或者隧道用灯。

请参阅图10，本发明的第五实施例提供一电子设备50，所述电子设备50中可包括如上述第三实施例中所提供的显示装置30。所述电子设备50可包括但不受限于：智能手表、智能手机、平板、智能家居、智能电池、室内外大尺寸显示屏等领域。

为了方便使用，所述电子设备50还可卷曲或折叠以便于使用者随身携带。

请继续参阅图11，本发明第六实施例提供一发光光效的增强方法S10，其包括以下步骤：

步骤S11，提供至少一发光芯片；及

步骤S12，在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构。

所述半透半反射结构中包括多个对预设波长的可见光反射的光子晶体，所述光子晶体对波长为380nm-520nm的光线全反射。

在本实施例中，利用光子晶体在光子禁带的频率范围内光不能透过而被反射的性质以及部分荧光共振能量转移的原理，用以提高发光芯片发出光线的光转换效率。

具体地，如图12中所示，所述步骤S12包括所述半透半反射结构的设置包括如下步骤：

步骤S121，在至少一发光芯片的出光方向之上设置光改变材料层；及

步骤S122，在光改变材料层的出光面之上设置或直接形成具有光子晶体的光子晶体层。

在本发明一些具体的实施方式中，上述步骤S121具体可包括：

将胶体与荧光颗粒混合形成混合胶体后，直接涂覆于发光芯片的出光面上形成光改变材料层。或

胶体与荧光颗粒混合形成混合胶体后，先在一基材层之上形成光改变材料层，再将所述光改变材料层设于所述发光芯片的出光方向之上，且所述光改变材料层与所述发光芯片的出光面之间具有一定距离。

其中，有关光改变材料层中荧光颗粒以及光子晶体层中光子晶体对光线的影响的相关限定内容与上述第一实施例中相同，在此不再赘述。

其中，所述光改变材料层包括胶体及分散中胶体之内的荧光颗粒和/或量子点材料颗粒。

在本实施例中，以所述光改变材料层中包括胶体与荧光颗粒为例，所述荧光颗粒的质量占所述荧光胶组合物与所述胶体总质量的1％-60％。

在本实施例中，所述胶体的材质、所述荧光颗粒的材质及其质量比或体积比的相关限定与上述第一实施例及第二实施例中所述相同，在此不再赘述。

在本发明另一些具体的实施方式中，上述步骤S122可包括采用热蒸发、电子束、分子束外延、磁控溅射、等离子体化学气相沉积等方法，在所述光改变材料层的出光面的表面形成具有光子晶体的光子晶体层。

在本发明另一些具体的实施方式中，上述步骤S122还可包括以下步骤：

步骤S121a，预制获得具有光子晶体的光子晶体层；及

步骤S122b，将具有光子晶体的光子晶体层通过热压或粘合方式固定在所述光改变材料层的出光面之上。

在本发明另一些具体的实施方式中，所述步骤S12还可包括：

将胶体、光子晶体，以及荧光颗粒和/或量子点材料颗粒混合以获得光转换层，并将其形成在所述发光芯片的出光面上成为所述半透半反射结构。

其中，所述光转换层可直接形成在所述发光芯片的出光面之上。或可先预制所述光转换层之后，再通过压合或贴合于所述发光芯片的出光面之上。

在一些特殊的实施方式中，所述光转换层与所述发光芯片的出光面之间具有一定间距。

在本发明中，采用上述发光光效的增强方法，只需要在发光芯片的出光方向之上依次设置所述光改变材料层、所述光子晶体层；或只需要在所述LED芯片的出光方向之上设置混合有光子晶体，以及荧光颗粒和/或量子点材料颗粒的光转换层。

即可提高发光模组整体的发光性能，其制备工序简单且不会对所述光学模组的整体厚度造成较大的影响，因此可广泛应用于各种需要设置发光模组的显示装置及其电子设备中。

其中，有关显示装置与电子设备的限定如上述第三实施例及第四实施例中所示，在此也不再赘述。

与现有技术相比，本发明所提供的发光模组、显示装置及其具有如下的有益效果：

本发明所提供的发光光效的增强方法，在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构，利用半透半反射结构中光子晶体在光子禁带的频率范围内对预设波长的可见光不能透过而被反射的性质的原理，从而提高发光芯片发出光线的光转换效率。进一步地，所述发光光效的增强方法中，在不增加荧光体数量或光改变材料层的厚度前提下，提高荧光射出量。同时，由于荧光光程的减少，也可提高发光芯片发出光线的射出效率。

进一步地，在本发明中，光子晶体可对波长为380nm-520nm的光线全反射，而对其他波长无反射能力，因此，可将特定波长范围内的光线反射回光改变材料层中。所述光子晶体的设置，可使所述发光模组中发光芯片发出的高能量光线可部分转换为低能量光线后射出，从而可提高所述发光模组的发光强度，提高所述发光模组的发光光效。

基于所述半透半反射结构不同的成型方法及结构，可提高多种可适用于不同产品结构的发光光效增强方法，从而可提高所述发光光效的增强方法的适用性。

在本发明所提供的发光模组中，通过在所述发光芯片之上设有半透半反射的结构，所述半透半反射结构中包括光子晶体。利用光子晶体的特性，在不增加荧光体数量或光改变材料层的厚度前提下，提高荧光射出量(一般为红光或绿光)。同时，由于荧光光程的减少，也可提高发光芯片发出光线的射出效率。

可见，由于半透半反射结构的设置，可使所述发光模组中发光芯片发出的光线可部分转换为预定波长长度的光线后射出，从而可提高所述发光模组的发光强度，提高所述发光模组的发光光效。

进一步地，基于与发光芯片对应区域的不同分布密度的光子晶体的设置，可进一步提高所述发光模组的发光均匀度及光效。

在本发明中，所述光子晶体包括一维光子晶体、二维光子晶体或三维光子晶体中一种或多种；多个所述光子晶体之间存在间隙。由所述发光芯片发出的光线可从所述光子晶体之间的间隙直接射出，从而可保留部分发光芯片的原始颜色，以使所述发光模组的发光的色彩饱和度更高。

在本发明中，所述半透半反射结构包括依次设置在所述发光芯片的出光方向之上的光改变材料层、光子晶体层，所述光子晶体层包括所述光子晶体。所述光子晶体层直接固定或形成在所述光改变材料层远离所述发光芯片的一面之上；或所述光子晶体层与所述光改变材料层平行且间隔设置。光改变材料层与光子晶体层的分开设置，可提高所述发光模组中光线传播路径的多样性，从而可满足不同发光光型的产品设计要求，使所述发光模组具有更广泛的适用性。

进一步地，在本发明中，只需要在所述光改变材料层之上设置一光子晶体层，即可提高发光模组整体的发光性能，其制备工序简单且不会对所述光学模组的整体厚度造成较大的影响。

在本发明中，所述光改变材料层中包括胶体及分散在胶体中的荧光颗粒和/或量子点材料颗粒，所述荧光颗粒和/或量子点材料颗粒的质量占所述光改变材料层的总质量的1％-60％。

在本发明中，所述发光模组中，所述半透半反射结构包括胶体及分布于所述胶体之内的光子晶体以及荧光颗粒。通过将光子晶体与荧光颗粒(量子点材料颗粒)混合设置，可减少所述发光模组的整体厚度。进一步地，所述胶体、所述光子晶体与所述荧光颗粒(量子点材料颗粒)之间的体积比为(1-10):(0.1-5):(0.1-5)，通过对光子晶体、荧光颗粒(量子点材料颗粒)之间体积比的调控，可精准对所述发光模组的发光效果及其光型进行有效的控制，提高所述发光模组的发光光效。

本发明所提供的显示装置，其包括所述发光模组为所述显示屏提供背光源，其可在不增加荧光颗粒量或光改变材料层厚度的基础上，提高发光芯片的光射出效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光光效的增强方法，其特征在于：其包括以下步骤：提供至少一发光芯片；在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构；所述半透半反射结构中包括多个对预设波长的可见光反射的光子晶体。

2.如权利要求1中所述发光光效的增强方法，其特征在于：在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构包括以下步骤：在至少一发光芯片的出光方向之上设置光改变材料层；在光改变材料层的出光面之上设置或直接形成具有光子晶体的光子晶体层，其中，所述光子晶体对波长为380nm-520nm的光线全反射。

3.如权利要求2中所述发光光效的增强方法，其特征在于：在光改变材料层的出光面之上直接形成具有光子晶体的光子晶体层包括：采用热蒸发、电子束、分子束外延、磁控溅射或等离子体化学气相沉积的方法在光改变材料层的出光面之上直接形成具有光子晶体的光子晶体层。

4.如权利要求2中所述发光光效的增强方法，其特征在于：在光改变材料层的出光面之上设置具有光子晶体的光子晶体层包括以下步骤：预制获得具有光子晶体的光子晶体层及将具有光子晶体的光子晶体层通过热压或粘合方式固定在所述光改变材料层的出光面之上。

5.如权利要求1中所述发光光效的增强方法，其特征在于：在所述发光芯片的出光方向之上设置半透半反射结构还包括：将胶体、光子晶体，以及荧光颗粒和/或量子点材料颗粒混合以获得光转换层，并将其形成在所述发光芯片的出光面上成为所述半透半反射结构。

6.一种发光模组，其特征在于：其包括至少一发光芯片及设置在所述发光芯片的出光方向之上的半透半反射结构，所述半透半反射结构中包括多个对预设波长的可见光全反射的光子晶体。

7.如权利要求6中所述发光模组，其特征在于：所述光子晶体对波长为380nm-520nm的光线全反射；所述光子晶体包括一维光子晶体、二维光子晶体或三维光子晶体中的一种或多种；多个所述光子晶体之间存在间隙。

8.如权利要求6中所述发光模组，其特征在于：所述半透半反射结构包括依次设置在所述发光芯片的出光方向之上的光改变材料层、光子晶体层，所述光子晶体层包括所述光子晶体。

9.如权利要求6中所述发光模组，其特征在于：所述半透半反射结构包括胶体及分布于所述胶体之内的光子晶体，以及荧光颗粒和/或量子点材料颗粒。

10.一种显示装置，其特征在于：其包括显示屏及如权利要求6-9中任一项所述发光模组，所述发光模组为所述显示屏提供背光源。