波长转换元件、背光模组和显示装置的制造方法
【专利摘要】一种波长转换元件，包括主体材料、分散在所述主体材料中的量子点以及密封所述主体材料的隔氧隔水密封件，所述波长转换元件的出光侧设置有凸起的微透镜阵列。本发明的波长转换元件减小了出光侧的入射角，降低了转换光射出时的全反射效应，提高了波长转换元件的出光率。本发明还提出了一种背光模组和显示装置。
【专利说明】
波长转换元件、背光模组和显示装置
技术领域
[0001]本发明属于显示领域，具体涉及一种波长转换元件、背光模组和显示装置。
【背景技术】
[0002]由于量子点具有优异的光学性质，其在显示器件领域已经展示出较大的应用前景。目前，通过将量子点分散在高分子材料中形成量子点分散体，由此制备量子点膜片或者量子点玻璃管，是两种可产业化的实施方式。
[0003]然而，量子点分散体能受到全内反射效应和量子点自吸收问题的影响，导致出光率较低。如图1所示，由于量子点膜片导致量子点膜片中的光有相当一部分由于反射或者全反射无法进入到出光。另一方面，量子点膜片中的光也有一部分返回到导光板中。上述情况造成出光率降低的问题。此外，多次的反射或者全反射也会导致量子点膜片内部温度升高，对量子点寿命产生影响。
[0004]因此，针对上述技术问题，有必要进一步对量子点膜片的制备进行改进。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题为:提供一种波长转换元件，能够减少波长转换元件出光侧的全反射效应，产生较高的出光率。
[0006]本发明公开了一种波长转换兀件，包括主体材料和分散在所述主体材料中的量子点，其特征在于，所述波长转换元件的出光侧设置有凸起的微透镜阵列或者入光侧设置有凹形的微透镜阵列。
[0007]优选地，所述波长转换元件的出光侧设置有凸起的微透镜阵列，同时入光侧设置有凹形的微透镜阵列。
[0008]优选地，所述微透镜阵列的直径范围为I微米-2毫米。
[0009 ]优选地，所述微透镜阵列的直径范围为100微米-1毫米。
[0010]优选地，所述微透镜阵列的形状为六边形。
[0011]优选地，所述微透镜阵列的间距为-100微米-100微米。
[0012]优选地，所述波长转换元件还包括密封所述主体材料的隔氧隔水密封件，所述微透镜阵列设置在所述密封件表面。
[0013]优选地，所述密封件包括位于入光侧的第一阻隔膜和位于出光侧的第二阻隔膜。
[0014]优选地，所述波长转换元件还包括设置在所述密封件表面的透明基底材料，所述微透镜阵列设置在所述基底材料上
[0015]优选地，所述主体材料包括聚合物、单体、玻璃中的一种或者多种。
[0016]优选地所述密封件包括环氧树脂、聚硅氧烷、丙烯酸类聚合物、玻璃、碳酸脂类聚合物和上述材料的混合物组成的组中的至少一种。
[0017]本发明还公开了一种背光模组，包括具有入光面和出光面的导光板、邻近于所述入光面的发光元件和如上所述的波长转换元件，所述波长转换元件邻近于所述出光面。
[0018]本发明还公开了一种显示装置，包括液晶模块和如上所述的背光模组。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本发明的波长转换元件减小了出光侧的入射角，降低了转换光射出时的全反射效应，从而提高了波长转换元件的出光率。此外还能够减少波长转换元件发热，延长寿命。本发明的背光模组和显示装置的光利用效率更高，出光更亮且能耗降低。
【附图说明】
[0020]图1为现有技术中的波长转换元件出光侧的光路现象；
[0021 ]图2为本发明一个【具体实施方式】的背光模组的示意图；
[0022]图3为本发明一个【具体实施方式】的背光模组的示意图；
[0023]图4为本发明一个【具体实施方式】的背光模组的示意图；
[0024]图5为本发明一个【具体实施方式】的背光模组的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护范围。本发明的附图仅为示意说明本发明的实施方式，其具体尺寸比例以说明书内容或者技术领域公知常识为准。
[0026]如图2所示，本发明公开了一种背光模组100，包括发光元件102、导光板104和波长转换元件106。导光板104具有入光面108和出光面110。发光元件102邻近于入光面108，波长转换元件106邻近于出光面110。发光元件102包括基板和安装在基板上的多个发光器件芯片。本发明的波长转换元件106包括主体材料114和均匀分散在主体材料114中的量子点116。优选地，主体材料114中还包括扩散粒子。主体材料的优选厚度范围为I微米-1000微米。主体材料的更优选的厚度范围为50微米-200微米。
[0027]在一个优选的实施方式中，背光模组100还包括位于波长转换元件106附近的光学膜片，如增亮片和扩散片。在一个优选的实施方式中，背光模组100还包括位于导光板104背面的反射元件(图中未示出)。
[0028]在一个优选实施方式中，波长转换元件106的出光侧设置有凸起的微透镜阵列112。优选地，主体材料112的出光侧通过压印产生凸起的微透镜阵列112。
[0029]波长转换元件106中，量子点116收到入射光激发后产生的是以量子点112为中心的点光源，向四面发射转换光。通过在出光侧设置凸起的微透镜阵列112，可以总体上减小转换光从光密的主体材料向光疏的出光侧外部射出时的入射角，从而可以总体上降低转换光的全反射效应，使更多的转换光射出波长转换元件106，提高出光率。
[0030]在一个优选实施方式中，如图3所示，为避免被空气或者水汽的侵蚀导致量子点116寿命降低，波长转换元件106还包括设置在主体材料112表面的隔氧隔水的密封件118，凸起的微透镜阵列112设置在密封件118的外表面。在一个优选的实施方式中，波长转换元件106四周边缘位置的主体材料114与密封件118之间设置有反光件，防止转换光从四周边缘位置射出。
[0031]在一个具体实施例中，密封件118包括第一阻隔膜119和第二阻隔膜121，主体材料位于第一阻隔膜119和第二阻隔膜121之间，第一阻隔膜119和第二阻隔膜121的边缘通过加热并热粘结或者密封胶粘结，凸起的微透镜阵列112设置在第一阻隔膜119或者第二阻隔膜121的外表面上。
[0032]凸起的微透镜阵列112的直径范围可以为纳米级、微米级或者毫米级。在一个优选的实施方式中，凸起的微透镜阵列112的直径范围在I微米-2毫米。优选地，凸起的微透镜阵列112的直径范围在100微米-1毫米。优选地，凸起的微透镜阵列112间距范围为-10微米-100微米。优选地，凸起的微透镜阵列112的填充因子为100%。
[0033]在一个优选实施方式中，如图5所示，波长转换元件106还包括设置在出光侧表面的透明基底材料120。凸起的微透镜阵列112设置在基底材料120上。基地材料120包括但不限于高分子材料。基地材料120与在一个具体实施例中，基底材料120设置在出光侧的密封件118表面。
[0034]在一个优选实施方式中，本发明的波长转换元件106的入光侧设置有凹形的微透镜阵列122。通过在入光侧设置凹形的微透镜阵列122，可以总体上增大转换光从光密的主体材料向光疏的入光侧外部射出时的入射角，从而可以总体上增多转换光的全反射效应，使更少的转换光射出波长转换元件106返回到导光板104，从而提高波长转换元件106的出光效率。
[0035]在一个优选实施方式中，凹形的微透镜阵列122设置在密封件118的外表面。在一个具体实施例中，密封件118包括第一阻隔膜119和第二阻隔膜121，凹形的微透镜阵列122设置第一阻隔膜119表面。
[0036]在一个优选实施方式中，波长转换元件106的入光侧设置有透明的基底材料120，凹形的微透镜阵列122设置在基底材料120上。基地材料120包括但不限于高分子材料。在一个具体实施例中，基底材料120设置在入光侧的密封件118表面。
[0037]凹形的微透镜阵列122的直径范围可以为纳米级、微米级或者毫米级。在一个优选的实施方式中，凹形的微透镜阵列122的直径范围在I微米-2毫米。优选地，凹形的微透镜阵列122的直径范围在100微米-1毫米。优选地，凹形的微透镜阵列12 2间距范围为-10微米-100微米。优选地，凹形的微透镜阵列122的填充因子为100%。
[0038]在一个优选实施方式中，如图4所示，本发明的波长转换元件106的出光侧设置有凸起的微透镜阵列112，同时入光侧也设置有凹形的微透镜阵列122。
[0039]在一个优选实施方式中，本发明的主体材料114包括但不限于聚合物、单体和玻璃中的一种或者多种。优选地，主体材料114为丙烯酸类UV胶。本发明的密封件118包括但不限于环氧树脂、聚硅氧烷、丙烯酸类聚合物、玻璃、碳酸脂类聚合物和上述材料的混合物组成的组中的至少一种。
[0040]本发明中凸起的微透镜阵列112或者凹形的微透镜阵列122的制备方法，包括但不限于压印法。在一个具体实施例中，通过液态单体或者聚合物的固化成型产生微透镜阵列。
[0041]本发明中凸起的微透镜阵列112的凸起高度大于、等于或者小于第二阻隔膜121的厚度，凹形的微透镜阵列122的凹深的尺寸大于、等于或者小于第一阻隔膜119的厚度。优选地，凸起的微透镜阵列112的凸起高度和凹形的微透镜阵列122的凹深范围为I微米-1毫米。
[0042]本发明还公开了一种显示装置，包括液晶显示模块和背光模组100。
[0043]实施例1
[0044]如图3所示，一种背光模组100，包括发光元件102、导光板104和波长转换元件106。导光板104具有入光面108和出光面110。发光元件102邻近于入光面108，波长转换元件106邻近于110。波长转换元件106包括主体材料114、均匀分散在主体材料114中的量子点116以及密封主体材料114的密封件118。密封件118包括位于入光侧的第一阻隔膜119和位于出光侧的第二阻隔膜121。第二阻隔膜121的外表面压印有凸起的微透镜阵列112。微透镜战列112的直径为200微米，间距50微米，形状为正六边形。
[0045]实施例2
[0046]如图4所示，与实施例1不同的是，第一阻隔膜119的外表面压印有凹形的微透镜阵列122，其它同实施例1。
[0047]实施例3
[0048]如图5所示，与实施例1不同的是，第二阻隔膜121的外表面经涂覆液态聚合物材料并固化形成基底材料120，压印基底材料120产生凸起的微透镜阵列112。其它同实施例1。
[0049]尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。
【主权项】
1.一种波长转换元件，包括主体材料和分散在所述主体材料中的量子点，其特征在于，所述波长转换元件的出光侧设置有凸起的微透镜阵列或者入光侧设置有凹形的微透镜阵列。2.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于:所述波长转换元件的出光侧设置有凸起的微透镜阵列，同时入光侧设置有凹形的微透镜阵列。3.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于:所述微透镜阵列的直径范围为I微米-2毫米。4.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于:所述波长转换元件还包括密封所述主体材料的隔氧隔水密封件，所述微透镜阵列设置在所述密封件表面。5.根据权利要求4所述的波长转换元件，其特征在于:所述密封件包括位于入光侧的第一阻隔膜和位于出光侧的第二阻隔膜。6.根据权利要求4所述的波长转换元件，其特征在于:所述波长转换元件还包括设置在所述密封件表面的透明基底材料，所述微透镜阵列设置在所述基底材料上。7.根据权利要求4所述的波长转换元件，其特征在于:所述密封件包括环氧树脂、聚硅氧烷、丙烯酸类聚合物、玻璃、碳酸脂类聚合物和上述材料的混合物组成的组中的至少一种。8.根据权利要求1所述的波长转换元件，其特征在于:所述主体材料包括聚合物、单体、玻璃中的一种或者多种。9.一种背光模组，其特征在于，包括具有入光面和出光面的导光板、邻近于所述入光面的发光元件和如权利要求1-8中任一所述的波长转换元件，所述波长转换元件邻近于所述出光面。10.—种显示装置，其特征在于，包括液晶模块和如权利要求9所述的背光模组。
【文档编号】F21V5/04GK105867019SQ201610194396
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】王允军, 李大飞
【申请人】苏州星烁纳米科技有限公司