一种量子点封装结构、制备方法、显示面板及显示装置与流程

本发明涉及显示器相关技术领域，特别是指一种量子点封装结构、制备方法、显示面板及显示装置。

背景技术：

目前TFT-LCD显示装置已成为平板显示领域的主流，随着技术的进一步发展，量子点(Quantu Dot，QD)由于其本身具有发射光谱可调以及波谱较窄等优点也开始在实现高色域液晶显示器件方面崭露头角。量子点薄膜通常用来同背光搭配使用，能够增强LCD的色域，最终实现同OLED一样的广色域显示效果；但是量子点薄膜封装技术目前存在的问题包括增加显示器件整体厚度、价格昂贵，并且在使用过程中不可避免的会出现由于边缘薄膜封装不稳定导致边缘量子点失效，从而出现显示器边缘发蓝的问题；同时，还存在比较大的问题如图1示意，每个量子点在进行光致发光时所有的出射光线是散射的，无规则的经过上封装薄膜出射时只有一部分光能够射出，另一部分会在薄膜内来回全反射从而大大降低了量子点的出光效率。

因此，在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：当前的量子点封装结构不仅会使得器件整体厚度增加、成本提高，而且量子点的出光率较低，使得出现功耗大、亮度低等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种量子点封装结构、制备方法、显示面板及显示装置，能够提高量子点的出光效率进而提高显示亮度、降低功耗。

基于上述目的，在本申请的第一方面，提供了一种量子点封装结构，包括上封装薄膜、下封装薄膜、密封结构、量子点以及导光结构；其中，所述上封装薄膜、下封装薄膜以及密封结构相互配合形成一个密封的量子点盒，所述量子点盒用于容纳量子点；所述导光结构设置于所述量子点盒内，用于将所述量子点发出的光进行光学引导并穿过所述上封装薄膜射出。

可选的，所述导光结构包括基体和凸透镜折射体；所述基体设置于所述上封装薄膜靠近量子点的一侧，且所述基体靠近量子点的一侧设置有与所述凸透镜折射体的一侧相适配的凹槽结构，用于使得所述凸透镜折射体通过凹槽结构设置于所述基体上；

所述量子点发出的光通过所述凸透镜折射体的引导进入并穿过所述上封装薄膜射出。

可选的，所述基体的材料包括干燥剂。

可选的，所述导光结构包括第一导光体和第二导光体；所述第一导光体的上侧与上封装薄膜接触，所述第一导光体的下侧与下封装薄膜接触，所述第一导光体的左右两侧分别与第二导光体接触；所述量子点设置于所述第一导光体内，且所述第一导光体和第二导光体之间的接触面与所述上封装薄膜之间形成的夹角与第一导光体和第二导光体之间的临界角之和小于或等于90度；其中，所述第一导光体的折射率大于第二导光体的折射率；所述临界角为光从第一导光体进入第一导光体和第二导光体之间接触面并出现全反射对应的临界角。

可选的，所述第一导光体为倒梯形结构，所述第二导光体为三角形结构或者梯形结构；所述第一导光体与第二导光体相互交替设置。

可选的，所述第一导光体与所述上封装薄膜的折射率相同。

可选的，所述上封装薄膜、所述下封装薄膜的材料为玻璃材质或者聚酰亚胺材料。

在本申请的第二方面，还提供了一种量子点封装结构的制备方法，包括：

在下封装薄膜的固定位置制备量子点；

在所述量子点的上方制备导光结构，并且使得所述导光结构能够将所述量子点发出的光进行光学引导并穿过所述上封装薄膜射出；

将上封装薄膜与下封装薄膜通过密封结构进行对盒封装。

可选的，所述在所述量子点的上方制备导光结构的步骤包括：

在所述量子点上制备第一导光体，使得量子点设置于所述第一导光体内；

在所述第一导光体的两侧填充涂覆第二导光体，使得所述第一导光体和第二导光体之间的接触面与所述上封装薄膜之间形成的夹角与第一导光体和第二导光体之间的临界角之和小于或等于90度。

可选的，所述在所述量子点的上方制备导光结构的步骤包括：

在上封装薄膜上制备得到一层基体；

通过构图、曝光以及刻蚀使得所述基体远离上封装薄膜的一侧设置有与凸透镜弧面配合凹槽结构；

在所述基体的凹槽结构内制备得到凸透镜折射体；

通过构图、曝光以及刻蚀使得所述凸透镜折射体远离基体的一侧形成凸透镜弧面，用于使得所述凸透镜折射体形成凸透镜结构。

在本申请的第三方面，还提供了一种显示面板，所述显示面板包括上述任一项所述的量子点封装结构。

可选的，所述量子点封装结构作为阵列基板，用于使得阵列基板中相关层级结构制备在上封装薄膜上；

或者，所述量子点封装结构作为彩膜基板，用于使得彩膜基板中相关层级结构制备在下封装薄膜上。

可选的，所述量子点封装结构的上封装薄膜作为彩膜基板，下封装薄膜作为阵列基板，用于使得量子点、导光结构以及液晶均设置于量子点盒内；所述量子点和导光结构设置于所述液晶与上封装薄膜之间。

可选的，若所述显示面板采用白色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色量子点、绿色量子点以及蓝色量子点；

若所述显示面板采用红色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色透射区、绿色量子点以及蓝色量子点；

若所述显示面板采用绿色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色量子点、绿色透射区以及蓝色量子点；

若所述显示面板采用蓝色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色量子点、绿色量子点以及蓝色透射区。

在本申请的第四方面，还提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述任一项所述的显示面板。

从上面所述可以看出，本发明提供的量子点封装结构、制备方法、显示面板及显示装置，通过在量子点盒内设置导光结构，使得量子点发出的光通过导光结构的引导，能够更加容易从上封装薄膜射出去，进而大大提高量子点的出光效率；此外，还通过使用玻璃材质制备上下封装薄膜，不仅能够降低成本，而且使得量子点盒具有较好的水氧隔绝性能；通过使用量子点封装结构替代阵列基板或者彩膜基板可以使得厚度减薄。因此，本申请所述量子点封装结构、制备方法、显示面板及显示装置不仅能够提高量子点的出光效率进而提高显示亮度、降低功耗，而且能够降低成本和器件整体厚度。

附图说明

图1为现有技术中量子点封装结构示意图；

图2为本发明提供的量子点封装结构第一个实施例的结构示意图；

图3为本发明提供的量子点封装结构第二个实施例的结构示意图；

图4为本发明提供的量子点封装结构第三个实施例的结构示意图；

图5为本发明提供的量子点封装结构的制备方法第一个实施例的流程图；

图6为本发明提供的量子点封装结构的制备方法第二个实施例的流程图；

图7为本发明提供的显示面板第一个实施例的结构示意图；

图8为本发明提供的显示面板第二个实施例的结构示意图；

图9为本发明提供的显示面板第三个实施例的结构示意图；

图10为本发明提供的显示面板第四个实施例的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”以及后续相关的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

参照图1所示，为现有技术中量子点封装结构示意图。由图可知，现有技术中量子点4薄膜光致发光散射后，都是无规则的经过上封装薄膜1，因此这些光出射时只有一部分光能够射出，另一部分会在上封装薄膜1、下封装薄膜2以及密封结构3形成的量子点盒内进行来回全反射，从而大大降低了量子点的出光效率。由此，本申请提出一种新型的量子点封装结构，能够改善量子点出光效率低下的问题。经过对现有技术问题的分析，发明人提出了在量子点封装结构内设置一个有效的导光结构，使得量子点发出的光能够经过规律的引导后射出去，这样可以简单有效的改善量子点出光效率低下的问题。

由此，在本申请的第一个实施例中，提出一种包含导光结构的量子点封装结构，所述量子点封装结构包括上封装薄膜、下封装薄膜、密封结构、量子点以及导光结构；其中，所述上封装薄膜、下封装薄膜以及密封结构相互配合形成一个密封的量子点盒，所述量子点盒用于容纳量子点；所述导光结构设置于所述量子点盒内，用于将所述量子点发出的光进行光学引导并穿过所述上封装薄膜射出。这样，通过导光结构的设计可以使得量子点发出的光经过导光结构有规律的引导，从而显著的提升量子点的出光效率。

具体的，在本申请一个可选的实施例中，参照图2所示，为本发明提供的量子点封装结构第一个实施例的结构示意图。所述导光结构包括基体51和凸透镜折射体52；所述基体51设置于所述上封装薄膜1靠近量子点4的一侧，且所述基体51靠近量子点的一侧设置有与所述凸透镜折射体52的一侧相适配的凹槽结构，用于使得所述凸透镜折射体52通过凹槽结构设置于所述基体51上；所述量子点4发出的光通过所述凸透镜折射体52的引导进入并穿过所述上封装薄膜1射出。这样，利用所述凸透镜折射体52的光学准直性可以大大减小散射光在封装层内的全反射消耗，提高了量子点出光效率。

进一步优选的，所述基体的材料包括干燥剂，例如CaO、CaCl2等。通过干燥剂能够吸收量子点和内的水分，进而保证量子点的有效工作。

在本申请另一个可选的实施例中，参照图3所示，为本发明提供的量子点封装结构第二个实施例的结构示意图。由图可知，所述导光结构包括第一导光体53和第二导光体54；所述第一导光体53的上侧与上封装薄膜1接触，所述第一导光体53的下侧与下封装薄膜2接触，所述第一导光体53的左右两侧分别与第二导光体54接触；所述量子点4设置于所述第一导光体53内，且所述第一导光体53和第二导光体54之间的接触面55与所述上封装薄膜1之间形成的夹角α与第一导光体53和第二导光体54之间的临界角之和小于或等于90度；其中，所述第一导光体53的折射率大于第二导光体54的折射率，这样使得量子点发出的光从光密介质进入到光疏介质之间的截面会可能发生全发射；所述临界角为光从第一导光体53进入第一导光体53和第二导光体54之间接触面55并出现全反射对应的临界角，也即刚好出现全发射时的入射角。这样，通过上述两种不同导光体结构以及相应角度设计，使得量子点沿两侧的光线均会由于全发射而从上封装薄膜1射出去，进而可以降低光线由于反复的反射、折射导致的损耗，也即能够提高量子点的出光效率。

在本申请一些可选的实施例中，所述第一导光体53为倒梯形结构，所述第二导光体54为三角形结构或者梯形结构；所述第一导光体53与第二导光体54相互交替设置。这样，使得所述第一导光体53和所述第二导光体54既融资制备，由能够与整个两只带你封装结构实现和好的契合，进而使得所述第一导光体53和所述第二导光体54将量子点盒完全填充，排除空气带来的漏光等问题。

在本申请一些可选的实施例中，所述第一导光体与所述上封装薄膜的折射率相同。其中，折射率相同既可以选择完全相同的材料，也可以选择材料不同但是折射率相同的材料，具体可以根据实际加工生产的需求相应调整设计。通过使得第一导光体与所述上封装薄膜的折射率相同，可以使得从第一导光体射入到上封装薄膜的光能够沿直线传播而不会出现反射等现象。进而也能够提高量子点的出光效率。

在本申请一些可选的实施例中，所述上封装薄膜、所述下封装薄膜的材料为玻璃材质或者聚酰亚胺材料。例如：具体材料可以为SiNx或者SiO2。这样，一方面，玻璃材质具有良好的水氧隔绝特点，因此可以保证量子点不会被污染，另一方面，玻璃材质成本低廉，能够有效降低成本。

进一步，为了清楚的说明本申请方案中全反射的原理，提供了一个更具体的实施例。参照图3所示，图中列出一种极限情况下量子点发出的光的传播路径示意。首先，根据全反射原理，以第一导光体采用玻璃材质，第二导光体采用低密度树脂材料为例，从玻璃能射出的临界入射角sin90°＝nsinθ，通常玻璃的折射率为1.5，由此可以得出临界角θ＝42°，也就是当入射角大于或等于42°时会在玻璃内部发生全反射，入射角小于42°时则会出现折射现象；如图3所示，量子点激发出的光散射各个方向，其中极限情况下为平行于玻璃方向的光，以此束光为例分析，该束光到达梯形玻璃材质与低密度树脂的三角型结构之间的接触面时，由于低密度树脂材料的折射率接近空气，也即折射率近似等于1，为了使这束光发生全反射，则有sin90°＝1.5*sinθ，即临界角也是θ＝42°；又由图中几何关系θ+α＝90°，可以得出梯形底角α＝48°；只要保证第一导光体和第二导光体之间的接触面与所述上封装薄膜之间形成的夹角与第一导光体和第二导光体之间的临界角之和小于或等于90度；就可以使得量子点发出的光到第一导光体和第二导光体之间的接触面的入射角均大于或者等于临界角，也即使得这些光全部发生全发射，然后束光在发生全反射后径直从上封装薄膜射出，到达上封装薄膜上表面的最大入射角可以计算得到为90°-2*42°＝6°＜42°；即，束光可以从上封装薄膜射出；由于极限情况下量子点发出的光可以从玻璃完全射出，同理可以得到当其他方向入射到梯形和三角形表面的光亦可以射出；因此该量子点封装结构可以大大提高量子点出射光效率；

参照图4所示，为本发明提供的量子点封装结构第三个实施例的结构示意图。由图可知，所述第一导光体53和第二导光体54能够在量子点盒内形成多个容纳量子点的空间，进而使得量子点盒内能够设置不同的量子点，以实现更加丰富的显示。

需要说明的是，本申请所述的封装结构4既可以采用与现有技术相同的含有环氧树脂的封框胶，也可以直接采用第二导光体作为封装结构或者其他形式的封装结构，本申请对此不作限制。

进一步，本申请还提供了上述量子点封装结构的制备方法。参照图5所示，为本发明提供的量子点封装结构的制备方法第一个实施例的流程图。所述制备方法包括：

步骤S1，在下封装薄膜的固定位置制备量子点；具体的可以采用旋转涂覆或者蒸镀等工艺实现上述制备过程。

步骤S2，在所述量子点的上方制备导光结构，并且使得所述导光结构能够将所述量子点发出的光进行光学引导并穿过所述上封装薄膜射出；

步骤S3，将上封装薄膜与下封装薄膜通过密封结构进行对盒封装。

更具体的，所述在所述量子点的上方制备导光结构的步骤S2包括：

步骤S21，在所述量子点上制备第一导光体，使得量子点设置于所述第一导光体内；

步骤S22，在所述第一导光体的两侧填充涂覆第二导光体，使得所述第一导光体和第二导光体之间的接触面与所述上封装薄膜之间形成的夹角与第一导光体和第二导光体之间的临界角之和小于或等于90度。

可选的，还可以先制备第二导光体，然后制备第一导光体，本申请对上述步骤的顺序不作具体限制，只要形成本申请所述的量子点封装结构即可。

参照图6所示，为本发明提供的量子点封装结构的制备方法第二个实施例的流程图，所述在所述量子点的上方制备导光结构的步骤S2包括：

步骤S23，在上封装薄膜上制备得到一层基体；其中，基体可选为干燥剂，进而可以吸收量子点盒内的水分；

步骤S24，通过构图、曝光以及刻蚀使得所述基体远离上封装薄膜的一侧设置有与凸透镜弧面配合凹槽结构；

步骤S25，在所述基体的凹槽结构内制备得到凸透镜折射体；

步骤S26，通过构图、曝光以及刻蚀使得所述凸透镜折射体远离基体的一侧形成凸透镜弧面，用于使得所述凸透镜折射体形成凸透镜结构。

需要说明的是，本申请并不限定具体制备的工艺手段，也即可以采用其他方式实现上述基体和凸透镜折射体的制备。例如：可以通过光刻进行构图，通过灰度掩膜版来曝光，并利用离子束刻蚀工艺形成不同深度的刻蚀，从而在基体上形成需要的凹坑，然后在基体凹陷上方以同样工艺涂覆形成光学折射体凸透镜形状，为实现这种封装结构，还需要采用含有环氧树脂的封框胶，通过点胶机沿盖板四周涂覆，最后上下基本真空対盒后，封框胶用紫外光或热处理进行固化，最终得到图2所示量子点封装结构。

基于上述实施例中的量子点封装结构，本申请还公开了一种显示面板，所述显示面板包括上述任一项所述的量子点封装结构。这样，可以得到具有本申请所述量子点封装结构的显示面板。

在本申请一些可选的实施例中，所述量子点封装结构作为阵列基板，用于使得阵列基板中相关层级结构制备在上封装薄膜上；

或者，所述量子点封装结构还可以作为彩膜基板，用于使得彩膜基板中相关层级结构制备在下封装薄膜上。

参照图7所示，为本发明提供的显示面板第一个实施例的结构示意图。由图可知，将具有凸透镜折射体的量子点封装结构作为阵列基板，最底层可选为LED背光源6，然后是量子点封装结构，该量子点封装结构作为TFT基板，直接在该量子点封装结构上表面，也即上封装薄膜上进行薄膜晶体管以及TFT侧内置偏光片等结构的制备，使得液晶8处于上封装薄膜与彩膜基板7之间，后续工艺流程同常规液晶显示器相同，通过TFT基板和CF基板7对盒后形成液晶盒，再贴附上偏光片，最后形成显示面板；当背光经过量子点盒时，由于量子点可以实现窄的发射光谱，因而可以形成绿色和红色的窄带光，此时的光再经过彩膜时会使色彩更加鲜艳丰富，色域实现NTSC120％以上，又由于凸透镜折射体的设计使得量子点盒的出光效率大大提高。综上所述，所述量子点封装结构在保证高色域色彩显示的稳定性以及不会失效的同时提高了整体显示器的亮度，降低了背光功耗。

参照图8所示，为本发明提供的显示面板第二个实施例的结构示意图；将具有第一导光体和第二导光体的量子点封装结构作为阵列基板。基于该结构其余部分与图7所示的结构原理基板相同，此处不再重复描述。

参照图9所示，为本发明提供的显示面板第三个实施例的结构示意图。由图可知，还可以将具有第一导光体和第二导光体的量子点封装结构作为彩膜基板。也即使得液晶8处于下封装薄膜和阵列基板9之间，使得光先通过液晶然后通过量子点封装结构。

参照图10所示，为本发明提供的显示面板第四个实施例的结构示意图。所述量子点封装结构的上封装薄膜1作为彩膜基板，下封装薄膜2作为阵列基板，用于使得量子点、导光结构以及液晶8均设置于量子点盒内；所述量子点和导光结构设置于所述液晶与上封装薄膜之间。这样，可以使得量子点盒与液晶盒融合到一起，使得显示面板在增加量子点封装结构的基础上不会过多的增加厚度，实现显示面板的轻薄化设计。此外，上述结构由于将上封装薄膜1作为彩膜基板，下封装薄膜2作为阵列基板，既可以减少相应的工序流程，进而提高加工效率，而且能够直接降低显示面板的制备成本。

进一步，本申请中所述量子点封装结构能够基于不同的需求相应的与背光源配合实现更为丰富的设计，具体的，若所述显示面板采用白色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色量子点、绿色量子点以及蓝色量子点；

若所述显示面板采用红色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色透射区、绿色量子点以及蓝色量子点；

若所述显示面板采用绿色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色量子点、绿色透射区以及蓝色量子点；

若所述显示面板采用蓝色背光源，则所述量子点封装结构内依次设置有阵列布置的红色量子点、绿色量子点以及蓝色透射区。例如：参照图10所示，当最底层为蓝光LED背光源时，上层量子点彩膜基板包括红色量子点531和绿色量子点532以及蓝色投透光区533，其中，量子点被梯形第一导光体包覆，三角形第二导光体设置于黑矩阵上，该结构可以使入射到量子点彩膜上的光全部出射，大大增强了量子点彩膜的出光效率，在增强色域的同时增加了透光率。其余背光源的原理相同，此处不再重复赘述。

此外，在本申请另一些可选的实施例中，还公开了一种显示装置，所述显示装置包括上述任一项所述的显示面板。基于所述显示装置同样包括本申请所述量子点封装结构，因此具有与量子点封装结构同样的技术效果。也即本申请所述量子点封装结构、显示面板或者显示装置至少包括以下有益效果：1、通过将封装薄膜设置为玻璃，而玻璃是最佳隔绝水氧的材料，能够提高水氧隔绝能力；2、玻璃成本低廉，降低了使用量子点增强色域的成本；3、通过导光结构设计，能够使量子点出射的光能尽量不被耗损的出射，从而提高量子点封装结构的出光效率，增强亮度，降低功耗；4、通过上述结构设计，使得增加量子点只增加了两道镀膜工艺，制作工艺简单；而且制作完成的量子点盒可以替代TFT基板或CF基板，不增加整体显示装置厚度，实现高色域、轻薄显示。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。