CN113540318A - 一种波长转换器件及其制作方法、背光源 - Google Patents

一种波长转换器件及其制作方法、背光源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种波长转换器件及其制作方法、背光源，属于显示装置技术领域，能够解决现有LED显示屏的LED芯片之间由于需要设置挡光黑胶层而导致的LED发光的有效利用率较低，波长转换器件寿命较短的问题。所述波长转换器件包括金属网板；金属网板上阵列排布有多个通孔，通孔用于放置光源；通孔内还设置有波长转换层，波长转换层位于光源的出光侧；光源用于发射第一波段的光；波长转换层用于将第一波段的光转化为第二波段的光。本发明用于全彩化显示。

Description

一种波长转换器件及其制作方法、背光源
技术领域
本发明涉及一种波长转换器件及其制作方法、背光源，属于显示装置技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展，显示装置已经出现在人们生活的各个方面，人们对显示装置的显示效果也提出了越来越高的要求。近年来，LED全彩化显示技术由于具有高亮度、长寿命和大视角等优点而受到人们的广泛关注。
目前，mini-LED或者micro-LED要实现全彩化显示，常见的有两种技术方案，一种是采用RGB三基色LED芯片作为一个像素里的三个子像素点，另一种是采用三颗蓝色(B)LED芯片作为一个像素里的三个子像素点，然后通过色转换材料分别将其中的两个芯片所发之蓝光转换成绿光和红光，进而组成RGB三显示色的发光像素。第一种方法技术简单，但是成本高昂，严重阻碍mini-LED或micro-LED技术的产业化应用；第二种方法技术较为复杂，并且为了解决相邻LED芯片之间的光串扰，通常需要在LED芯片之间设置黑胶层进行阻挡，然而黑胶层吸光严重，这样会降低LED发光的有效利用率。另外，黑胶层导热性差，无法将量子点材料在工作中产生的热量及时导走，从而限制了量子点材料的工作寿命。
发明内容
本发明提供了一种波长转换器件及其制作方法、背光源，能够解决现有LED显示屏的LED芯片之间由于需要设置挡光黑胶层而导致的LED发光的有效利用率较低，波长转换器件寿命较短的问题。
本发明提供了一种波长转换器件，包括金属网板；所述金属网板上阵列排布有多个通孔，所述通孔用于放置光源；所述通孔内还设置有波长转换层，所述波长转换层位于所述光源的出光侧；所述光源用于发射第一波段的光；所述波长转换层用于将所述第一波段的光转化为第二波段的光。
可选的，所述第一波段的光包括蓝光；所述第二波段的光包括红光和/或绿光。
可选的，所述光源与所述波长转换层之间设置有第一封装胶层，所述波长转换层远离所述第一封装胶层的一侧设置有第二封装胶层；所述第一封装胶层和所述第二封装胶层用于封装所述波长转换层。
可选的，所述通孔包括相对设置的第一开口和第二开口；所述第一开口的尺寸小于所述第二开口的尺寸；所述光源置于所述通孔内靠近所述第一开口的位置。
可选的，所述光源位于所述通孔的中心轴上。
可选的，所述通孔的侧壁与所述金属网板上开设有所述第一开口的表面之间的夹角为100°～150°。
可选的，所述波长转换层的材料为量子点材料或荧光粉。
可选的，所述第二封装胶层远离所述光源的一端具有凸出于所述通孔的第二开口的外凸面，所述外凸面为凸透镜面。
另一方面，本发明实施例提供一种应用于上述任一种所述的波长转换器件的制作方法，所述方法包括：在金属板上制作出阵列排布的多个通孔，形成金属网板；所述金属网板上的多个通孔与基板上的多个光源一一对应；将设置有多个光源的基板与所述金属网板表面贴合，以使所述基板上的每个光源置于与其对应的通孔内；在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层。
可选的，在所述通孔内填注波长转换材料之前，所述方法还包括：在所述通孔内填注第一透明胶液，流平固化后形成第一封装胶层；所述第一封装胶层覆盖所述光源；所述在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层具体包括：在所述第一封装胶层上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层；
优选的，在所述通孔内填注波长转换材料之后，所述方法还包括：在所述波长转换层上填注第一透明胶液和/或第二透明胶液，固化后形成第二封装胶层。
再一方面，本发明实施例提供一种应用于上述任一种所述的波长转换器件的制作方法，所述方法包括：在模具板上制作出阵列排布的多个凹槽，所述凹槽的槽底为凹透镜面；所述模具板上的多个凹槽与基板上的多个光源一一对应；在金属板上制作出阵列排布的多个通孔，形成金属网板；所述金属网板上的多个通孔与所述模具板上的多个凹槽一一对应；设置有多个凹槽的模具板与所述金属网板的表面贴合，以使所述模具板上的每个凹槽与其对应的通孔位置相对；在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层；剥离所述模具板。
可选的，在所述通孔内填注波长转换材料之前，所述方法还包括：在所述通孔内填注第二透明胶液，流平固化后形成第二封装胶层；所述在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层具体包括：在所述第二封装胶层上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层；
优选的，在所述通孔内填注波长转换材料之后，所述方法还包括：在所述波长转换层上填注第一透明胶液，流平固化后形成第一封装胶层。
又一方面，本发明实施例提供一种背光源，包括设置有多个光源的基板和上述任一种所述的波长转换器件；所述金属网板上的多个通孔与基板上的多个光源一一对应；所述基板与所述金属网板的表面贴合，以使所述基板上的每个光源置于与其对应的通孔内。
本发明能产生的有益效果包括：
1)本发明实施例提供的波长转换器件，通过将设置有阵列排布的通孔的金属网板与带光源的基板相结合，金属网板上的通孔与基板上的光源(LED芯片)一一对应，通过在金属网板上的通孔内依次设置第一封装胶层、波长转换层和第二封装胶层，实现LED基板的全彩化显示。采用本结构可以提高波长转换器件的结构强度，提高波长转换层的材料的散热性能，提高LED芯片的出光效率，杜绝像素间的光串扰，确保LED显示屏具有良好的节能性和可靠性。
2)本发明实施例提供的波长转换器件，通过将金属网板上的通孔设置为一端开口较大，一端开口较小的具有倾斜侧壁的通孔，这样将金属网板上的通孔开口较小的一面与焊好蓝光mini-LED或micro-LED芯片阵列的LED基板嵌套在一起，LED芯片从侧面发出的光射到倾斜的通孔侧壁上之后，有较强的出光发射率，这样提高了LED发光的有效利用率，同时也解决了相邻LED芯片之间的光串扰问题。
3)本发明实施例提供的波长转换器件，由于波长转换器件中设置的金属网板的导热性比较好，金属网板通孔内填注的量子点材料或荧光粉等波长转换材料在发热之后，热量可以迅速传导到金属网板上，这样有利于降低波长转换材料的工作温度，从而延长波长转换材料的使用寿命。
4)本发明实施例提供的波长转换器件，由于金属网板的通孔开口较大的一面朝向显示屏的外部，通过在通孔开口处设置外凸的凸透镜面，形成微型透镜结构，这样可以增加LED像素点的发光角度，提高显示屏的显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的波长转换器件和LED基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的波长转换器件的制作过程示意图一；
图3为本发明实施例提供的波长转换器件的制作过程示意图二；
图4为本发明另一实施例提供的波长转换器件的制作过程示意图一；
图5为本发明另一实施例提供的波长转换器件的制作过程示意图二；
图6为本发明实施例提供的波长转换器件的制作方法流程图；
图7为本发明另一实施例提供的波长转换器件的制作方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明实施例提供了一种波长转换器件，参考图1至图5所示，包括金属网板11；金属网板11上阵列排布有多个通孔12，通孔12用于放置光源13；在通孔12内，沿光源13的出光方向，依次设置有第一封装胶层14、波长转换层15和第二封装胶层16；光源13用于发射第一波段的光，所述第一波段的光一般为蓝光；波长转换层15用于将第一波段的光转化为出第二波段的光，所述第二波段的光一般为红光和/或绿光。
其中，金属网板11是通过在金属板10上设置阵列排布的多个通孔12而制成。金属板10可以由铝或铜等强度高、导热性好的金属或合金材料制成，本发明实施例对于金属板10的具体材料不做限定。
本发明实施例对于通孔12的设置数量、形状、尺寸大小等均不做限定，在实际应用中，金属网板11上的多个通孔12与待贴合的基板17上的多个光源13一一对应。
光源13可以为mini-LED或micro-LED芯片；基板17可以为焊好蓝光mini/micro-LED芯片阵列的LED基板。第一封装胶层14为用于封装LED光源的LED封装胶层；波长转换层15为用于受蓝光激发而产生红光或绿光的量子点层或荧光粉层；第二封装胶层16为用于封装量子点层或荧光粉层的封装胶层。
本发明实施例提供的波长转换器件，通过将设置有阵列排布的通孔12的金属网板11与带光源13的基板17相结合，金属网板11上的通孔12与基板17上的光源13(LED芯片)一一对应，通过在金属网板11上的通孔12内依次设置第一封装胶层14、波长转换层15和第二封装胶层16，实现LED基板的全彩化显示。采用本结构可以提高波长转换器件的结构强度，提高波长转换层的材料的散热性能，提高LED芯片的出光效率，杜绝像素间的光串扰，确保LED显示屏具有良好的节能性和可靠性。
进一步的，参考图2所示，通孔12包括相对设置的第一开口和第二开口；第一开口的尺寸小于第二开口的尺寸；光源13置于通孔12内靠近第一开口的位置。通过将金属网板11上的通孔12设置为一端开口较大，一端开口较小的具有倾斜侧壁的通孔12，这样将金属网板11上的通孔12开口较小的一面与焊好蓝光mini-LED或micro-LED芯片阵列的LED基板嵌套在一起，LED芯片从侧面发出的光射到倾斜的通孔12侧壁上之后，有较强的出光发射率，这样提高了LED发光的有效利用率，同时也解决了相邻LED芯片之间的光串扰问题。
在实际应用中，光源13(即mini-LED或micro-LED芯片)可以位于通孔12的中心轴上；通孔12的侧壁与金属网板11上开设有第一开口的表面之间的夹角可以设置为100°～150°。
进一步的，参考图3所示，第二封装胶层16远离光源13的一端具有凸出于通孔12的第二开口的外凸面，所述外凸面为凸透镜面。由于金属网板11的通孔12开口较大的一面(即开设有第二开口的一面)朝向显示屏的外部，通过在通孔12的第二开口处设置外凸的凸透镜面，形成微型透镜结构，这样可以增加LED像素点的发光角度，提高显示屏的显示效果。
本发明另一实施例提供一种应用于上述任一种所述的波长转换器件的制作方法，所述方法包括：首先在金属板上制作出阵列排布的多个通孔，形成金属网板；金属网板上的多个通孔与基板上的多个光源一一对应；然后将设置有多个光源的基板与金属网板表面贴合，以使基板上的每个光源置于与其对应的通孔内；最后在通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层。
进一步的，在通孔内填注波长转换材料之前，所述方法还包括：在通孔内填注第一透明胶液，流平固化后形成第一封装胶层；第一封装胶层覆盖光源；在通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层具体包括：在第一封装胶层上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层。
优选的，在通孔内填注波长转换材料之后，所述方法还包括：在波长转换层上填注第一透明胶液和/或第二透明胶液，固化后形成第二封装胶层。
本发明另一具体实施例提供一种应用于上述任一种所述的波长转换器件的制作方法，参考图2、图3和图6所示，所述方法包括：
步骤601、在金属板10上制作出阵列排布的多个通孔12，形成金属网板11；金属网板11上的多个通孔12与基板17上的多个光源13一一对应；通孔12包括相对设置的第一开口和第二开口，第一开口的尺寸小于第二开口的尺寸。
具体的，可以选取厚度为200微米铝合金网板，其中，铝合金网板的厚度等于光源13(即LED芯片)的厚度+第一封装胶层14(即LED封装胶)的厚度+波长转换层15(即量子点)的厚度+第二封装胶层16(即量子点封装胶)的厚度。
在金属网板11上按mini/micro-LED芯片阵列的LED芯片的尺寸和分布，用激光切割的办法制作出通孔12，孔洞下开口小，上开口大，通孔12的数量、分布与LED芯片一一对应，通孔12开口较小的一侧尺寸大于LED芯片的尺寸，确保LED芯片可对位到通孔12的中心，通孔12的侧壁与金属网板11的表面的夹角范围为100-150度之间。
步骤602、将设置有多个光源13的基板17与金属网板11上设置有第一开口的表面贴合，以使基板17上的每个光源13置于与其对应的通孔12内。
具体的，将开孔的金属网板11与焊好蓝光mini/micro-LED芯片阵列的LED基板贴合在一起，其中通孔12开口较小的一侧与LED基板贴合，并且贴合后LED芯片处于通孔12的正中心。
步骤603、在通孔12内填注第一透明胶液，流平固化后形成第一封装胶层14；第一封装胶层14覆盖光源13。
具体的，在金属网板11的通孔12内用喷墨打印的方式填注LED封装胶，封装胶流平固化后上表面高于光源13(即LED芯片)上表面。
步骤604、将金属网板11按区域划分为多个像素单元，每个像素单元中包含三个通孔12，三个通孔12分别对应红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，在红色子像素和绿色子像素对应的通孔12内的第一封装胶层14上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层15。
具体的，通过喷墨打印的方式在第一封装胶层14(即LED封装胶)上方填注量子点溶液(在红色子像素点对应LED芯片的上方填注红色量子点溶液，在绿色子像素点对应LED芯片的上方填注绿色量子点溶液，在蓝色子像素点对应LED芯片的上方不填充量子点或者只填充透明胶液)。
步骤605、在红色子像素和绿色子像素对应的通孔12内的波长转换层15上填注第二透明胶液，在蓝色子像素对应的通孔12内的第一封装胶层14上填注第一透明胶液和/或第二透明胶液，固化后形成第二封装胶层16；第二封装胶层16远离光源13的一端具有凸出于通孔12的第二开口的外凸面，外凸面为凸透镜面。
具体的，在波长转换层15上方用喷墨打印方式填注量子点封装胶，封装胶的液面稍高于金属网板11的上表面，利用液体表面张力特性，在封装胶固化后，形成一个外凸的透镜结构。
本发明又一实施例提供一种应用于上述任一种所述的波长转换器件的制作方法，所述方法包括：首先在模具板上制作出阵列排布的多个凹槽，凹槽的槽底为凹透镜面；模具板上的多个凹槽与基板上的多个光源一一对应；然后在金属板上制作出阵列排布的多个通孔，形成金属网板；金属网板上的多个通孔与模具板上的多个凹槽一一对应；接着将设置有多个凹槽的模具板与金属网板的表面贴合，以使模具板上的每个凹槽与其对应的通孔位置相对；然后在通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层；最后剥离模具板。
进一步的，在通孔内填注波长转换材料之前，所述方法还包括：在通孔内填注第二透明胶液，流平固化后形成第二封装胶层；在通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层具体包括：在第二封装胶层上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层。
优选的，在通孔内填注波长转换材料之后，所述方法还包括：在波长转换层上填注第一透明胶液，流平固化后形成第一封装胶层。
本发明又一具体实施例提供一种应用于上述任一种所述的波长转换器件的制作方法，参考图4、图5和图7所示，所述方法包括：
步骤701、在模具板18上制作出阵列排布的多个凹槽19，凹槽19的槽底为凹透镜面；模具板18上的多个凹槽19与基板17上的多个光源13一一对应。
具体的，参考图4所示，先制作一个带有微型凹槽19结构的模具板，微型凹槽19与目标波长转换器件上的外凸微透镜结构一一对应，并且形状匹配。
步骤702、在金属板10上制作出阵列排布的多个通孔12，形成金属网板11；金属网板11上的多个通孔12与模具板18上的多个凹槽19一一对应；通孔12包括相对设置的第一开口和第二开口，第一开口的尺寸小于第二开口的尺寸。
步骤703、将设置有多个凹槽19的模具板18与金属网板11上设置有第二开口的表面贴合，以使模具板18上的每个凹槽19与其对应的通孔12位置相对。
具体的，将开好通孔12的金属网板11与模具板18贴合在一起，其通孔12开口大的一侧与模具板18贴合，并且通孔12中心与模具板18上的微型凹槽19相对应。
步骤704、在通孔12内填注第二透明胶液，流平固化后形成第二封装胶层16。具体的，在通孔12内填注量子点封装胶并固化，形成第二封装胶层16。
步骤705、将金属网板11按区域划分为多个像素单元，每个像素单元中包含三个通孔12，三个通孔12分别对应红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，在红色子像素和绿色子像素对应的通孔12内的第二封装胶层16上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层15。
具体的，在通孔12内量子点封装胶上方填注相应的量子点材料或荧光粉材料。
步骤706、在红色子像素和绿色子像素对应的通孔12内的波长转换层15上填注第一透明胶液，在蓝色子像素对应的通孔12内的第二封装胶层16上填注第二透明胶液和/或第一透明胶液；设置有多个光源13的基板17可与金属网板11上设置有第一开口的表面贴合，以使基板17上的每个光源13置于与其对应的通孔12内。
具体的，在量子点材料上方填注LED封装胶，然后将焊接好mini/micro-LED芯片阵列的LED基板倒扣到带量子点的金属网板11上，LED基板与带量子点的金属网板11封装贴合成一个整体。
步骤707、剥离模具板18。
本发明再一实施例提供一种背光源，包括设置有多个光源13的基板17和上述任一种所述的波长转换器件；金属网板11上的多个通孔12与基板17上的多个光源13一一对应；基板17与金属网板11的表面贴合，以使基板17上的每个光源13置于与其对应的通孔12内。
本发明实施例提供的背光源，由于其中的波长转换器件采用了强度较高、导热较好的金属网板11，这样不仅解决了像素间的光串扰问题，而且提高了波长转换层材料的散热性能，提高了LED芯片的出光效率，确保了背光源具有良好的节能性和可靠性。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种波长转换器件，其特征在于，包括金属网板；
所述金属网板上阵列排布有多个通孔，所述通孔用于放置光源；
所述通孔内还设置有波长转换层，所述波长转换层位于所述光源的出光侧；
所述光源用于发射第一波段的光；
所述波长转换层用于将所述第一波段的光转化为第二波段的光。
2.根据权利要求1所述的波长转换器件，其特征在于，
所述第一波段的光包括蓝光；所述第二波段的光包括红光和/或绿光。
3.根据权利要求1或2所述的波长转换器件，其特征在于，所述光源与所述波长转换层之间设置有第一封装胶层，所述波长转换层远离所述第一封装胶层的一侧设置有第二封装胶层；
所述第一封装胶层和所述第二封装胶层用于封装所述波长转换层。
4.根据权利要求3所述的波长转换器件，其特征在于，所述通孔包括相对设置的第一开口和第二开口；所述第一开口的尺寸小于所述第二开口的尺寸；所述光源置于所述通孔内靠近所述第一开口的位置。
5.根据权利要求4所述的波长转换器件，其特征在于，所述第二封装胶层远离所述光源的一端具有凸出于所述通孔的第二开口的外凸面，所述外凸面为凸透镜面。
6.一种应用于权利要求1至5中任一项所述的波长转换器件的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
在金属板上制作出阵列排布的多个通孔，形成金属网板；所述金属网板上的多个通孔与基板上的多个光源一一对应；
将设置有多个光源的基板与所述金属网板表面贴合，以使所述基板上的每个光源置于与其对应的通孔内；
在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述通孔内填注波长转换材料之前，所述方法还包括：
在所述通孔内填注第一透明胶液，流平固化后形成第一封装胶层；所述第一封装胶层覆盖所述光源；
所述在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层具体包括：
在所述第一封装胶层上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层；
优选的，在所述通孔内填注波长转换材料之后，所述方法还包括：
在所述波长转换层上填注第一透明胶液和/或第二透明胶液，固化后形成第二封装胶层。
8.一种应用于权利要求1至5中任一项所述的波长转换器件的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
在模具板上制作出阵列排布的多个凹槽，所述凹槽的槽底为凹透镜面；所述模具板上的多个凹槽与基板上的多个光源一一对应；
在金属板上制作出阵列排布的多个通孔，形成金属网板；所述金属网板上的多个通孔与所述模具板上的多个凹槽一一对应；
将设置有多个凹槽的模具板与所述金属网板的表面贴合，以使所述模具板上的每个凹槽与其对应的通孔位置相对；
在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层；
剥离所述模具板。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，在所述通孔内填注波长转换材料之前，所述方法还包括：
在所述通孔内填注第二透明胶液，流平固化后形成第二封装胶层；
所述在所述通孔内填注波长转换材料，固化后形成波长转换层具体包括：
在所述第二封装胶层上填注波长转换材料，固化后形成波长转换层；
优选的，在所述通孔内填注波长转换材料之后，所述方法还包括：
在所述波长转换层上填注第一透明胶液，流平固化后形成第一封装胶层。
10.一种背光源，其特征在于，包括设置有多个光源的基板和权利要求1至5中任一项所述的波长转换器件；所述金属网板上的多个通孔与基板上的多个光源一一对应；
所述基板与所述金属网板的表面贴合，以使所述基板上的每个光源置于与其对应的通孔内。
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