量子点封装体、照明装置、背光模组和显示装置的制造方法

量子点封装体、照明装置、背光模组和显示装置的制造方法
【专利摘要】一种量子点封装体，所述量子点封装体包括光学透明的第一封装介质和分散在所述第一封装介质中的至少两个量子点玻璃体，所述量子点玻璃体包括位于外层的玻璃、位于内层的光学透明的第二封装介质以及分散在所述第二封装介质中的至少一种量子点，所述第一封装介质由高分子材料组成。通过将封装体量子点封装在一定体积的玻璃体内，避免了玻璃管易碎的缺点，同时保持了较高的发光效率。本实用新型还揭示了一种发光装置、背光模组和显示装置。
【专利说明】
量子点封装体、照明装置、背光模组和显示装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种量子点封装体。本实用新型还设及利用上述量子点封装体制 备的照明装置、背光模组和显示装置。
【背景技术】
[0002] 量子点，是具有巧光的一系列纳米粒子。典型的量子点称作量子点，其通常为1-20 纳米的范围内、并具有晶体结构的材料。量子点具有尺寸可调的光学特性、高量子效率、相 对窄的半峰宽和抗光降解性。作为新一代发光材料，量子点正被应用于Lm)显示中。量子点 材料通过吸收部分波段的蓝光，激发出部分波段的绿光及红光，能够有效地提高背光模组 的色域，满足高色域液晶电视的需求。相比较现有的巧光粉而言，量子点有很多的优势，如 粒子大小可控、分散均匀、激发转化效率高、稳定且光效较高。
[0003] 由于量子点具有高比表面积，其极容易被氧化。即使存在一点点的氧气或者水汽， 量子点都会性能降低很多。为了使量子点能够稳定的应用于L邸显示装置或者照明装置中， 量子点都是结合到隔水隔氧的封装材料中。封装材料包括高分子材料或者玻璃。典型的高 分子材料包括娃树脂和丙締酸树脂。由于高分子材料对避免透过水汽或者氧气有一定的局 限性，在目前已使用的高分子封装材料中，量子点还是会受到影响。相较于高分子材料，玻 璃可W更好的隔断水汽或者氧气。目前利用玻璃作为封装材料时，玻璃一般被做成长管状， 设置于导光板的入光侧，然而较长的玻璃管易碎，使其在制备、储存、搬运、安装过程中很容 易损坏。此外，现有技术使用的玻璃管或者高分子封装材料中往往需要加入扩散剂，此易导 致量子点原有光学性能的降低。所W，量子点需要更好的封装技术，W满足当下的量子点应 用需求。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题为:提供一种量子点封装体，能够在保证量子点 封装体中量子点稳定性的同时，使量子点封装体的保持弹性，不易破碎。
[0005] 本实用新型提供了一种量子点封装体，所述量子点封装体包括光学透明的第一封 装介质和分散在所述第一封装介质中的至少两个量子点玻璃体，所述量子点玻璃体包括位 于外层的玻璃、位于内层的光学透明的第二封装介质W及分散在所述第二封装介质中的至 少一种量子点，所述第一封装介质由高分子材料组成。
[0006] 优选地，所述量子点玻璃体在Ξ维空间上，至少一个维度的长度不超过1mm。
[0007] 优选地，所述量子点玻璃体呈管状，管截面为圆形、楠圆形或者多边形。
[000引优选地，所述量子点玻璃体的管截面直径范围为O.lmm-lmm，管长范围为2mm- 50cm。
[0009] 优选地，所述量子点玻璃体在所述第一封装介质中并列排布形成面结构。
[0010] 优选地，所述量子点玻璃体在所述第一封装介质中交错排布，形成网状结构。
[0011] 优选地，所述量子点玻璃体呈片状、球状或者楠球状。
[0012] 优选地，所述第一封装介质为娃橡胶、AB胶、环氧胶或者无影胶。
[0013] 优选地，所述第二封装介质为无影胶，所述量子点的表面修饰有吐溫。
[0014 ]优选地，所述量子点在所述量子点封装体中所占的质量分数范围为0.01 % -10 %。
[0015] 本实用新型还提出一种照明装置，包括发光元件和如上所述的量子点封装体，所 述量子点封装体设置在所述发光元件表面。
[0016] 本实用新型还提出一种背光模组，包括光源、导光板和如上所述的量子点封装体， 所述导光板包括入光面和出光面，所述量子点封装体设置于所述导光板的入光面或者出光 面。
[0017] 本实用新型还提出一种显示装置，包括显示面板和如上所述的背光模组。
[0018] 本实用新型具有W下有益效果:本实用新型的量子点封装体，通过玻璃封装量子 点，具有较好的隔水隔氧性能，使量子点更加稳定，保持有更长的寿命；由于在量子点封装 体中设置了多个量子点玻璃体，即使在个别量子点玻璃体损坏后不会影响其它量子点玻璃 体的光学性能，进一步增加量子点的寿命;将量子点玻璃体包裹在高分子材料中，使量子点 封装体具有比玻璃好很多的弹性，便于量子点封装体的制备、储存、安装和运输，避免了现 有量子点玻璃管易损坏的缺点;进一步的，本实用新型的量子点封装体中，大量的量子点玻 璃体与高分子材料相互交错，构成了不同折射率的介质，可产生较好的扩散作用，而无需再 添加扩散剂。利用本实用新型的量子点封装体制备的发光装置、背光模组和显示装置具有 更长的寿命和更好的性能。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型中量子点封装体一种实施方式的示意图；
[0020] 图2为本实用新型中量子点玻璃体一种实施方式的示意图；
[0021] 图3为本实用新型中量子点玻璃体管口密封的一种实施方式的示意图；
[0022] 图4为本实用新型中量子点玻璃体管口密封的另一种实施方式的示意图；
[0023] 图5为本实用新型中量子点玻璃体管口密封的第另一种实施方式的示意图；
[0024] 图6为本实用新型中量子点封装体的另一种实施方式的示意图；
[0025] 图7为本实用新型中量子点封装体的另一种实施方式的示意图；
[0026] 图8为本实用新型中量子点封装体的另一种实施方式的示意图；
[0027] 图9为本实用新型中背光模组的一种实施方式的示意图；
[0028] 图10为本实用新型中背光模组的另一种实施方式的示意图；
[0029] 图11为本实用新型中照明装置的一种实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型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实用新型一部分实施方式，而不是全部实施方式。 基于本实用新型中的实施方式，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，都属于本实用新型保护范围。
[0031] 如图1和图2所示，本实用新型掲示了一种量子点封装体1，包括光学透明的第一封 装介质2和分散在第一封装介质中的至少两个量子点玻璃体3,所述量子点玻璃体3包括位 于外层的玻璃4、位于内层的光学透明的第二封装介质5W及分散在第二封装介质中的至 少一种量子点6,第一封装介质2由高分子材料组成。
[0032] 本实用新型中，通过第一封装介质2、玻璃4、第二封装介质5Ξ层保护层更好地隔 水隔氧。此外，通过最外层第一封装介质2的保护，本实用新型的量子点封装体1具有一定的 弹性，不易损坏，在制备、保存、运输、组装其它相关组件时更加方便。
[0033] 第一封装介质2和第二封装介质5包括但不限于聚合物、树脂。第一封装介质2和第 二封装介质5选自无影胶、AB胶、环氧胶、娃橡胶中的一种。第一封装介质优选为娃橡胶。在 一个具体实施例中，第一封装介质2和第二封装介质5都为固化的无影胶。第二封装介质5优 选为丙締酸树脂类无影胶，包括环氧丙締酸醋、聚氨醋丙締酸醋、聚酸丙締酸醋、聚醋丙締 酸醋、丙締酸树脂、聚甲基丙締酸树脂中的一种或多种。第一封装介质2和第二封装介质5均 呈光学透明状，W不影响量子点封装体的光学性能。光学透明指对预定波长的光是至少 80 %光学透明的。
[0034] 量子点玻璃体3均匀的分散在第一封装介质2中，量子点玻璃体3体积越小，第一封 装介质2中所能包括的量子点玻璃体3数量则越多。
[0035] 量子点玻璃体3中，外层的玻璃紧紧包裹在内层的第二封装介质5。量子点玻璃体3 中不含有或者几乎不含有水和氧。量子点6均匀分散在第二封装介质5中，且具有良好的单 分散效果，从而产生较高的量子效率。第二封装介质5中的量子点6可W是一种或者多种，W 产生所需颜色的光。多种量子点6指可W发出不同波长巧光的量子点6,具体的，指不同组成 或者不同粒径的量子点6。根据所需发射光的颜色，选择不同组合的量子点种类。
[0036] 在一个【具体实施方式】中，单个量子点玻璃体3包括两种量子点6,分别发出红光和 绿光，单个量子点玻璃体3中的两种量子点的量比可W根据需要进行调整。在另一个优选的 实施方式中，单个量子点玻璃体3包括一种量子点，在第一封装介质中，一部分量子点玻璃 体3包括发出红光的量子点，称为红光量子点玻璃体;另一部分量子点玻璃体3包括发出绿 光的量子点，称为绿光量子点玻璃体。红色量子点玻璃体和绿色量子点玻璃体之间的数量 比或者质量比可W根据需要进行调整。
[0037] 本实用新型的量子点6的优选粒径范围为2-10皿。本实用新型的量子点6由锋、儒、 铜、铅、铜、儀、侣中的至少一种元素与硫、砸、憐、蹄中的至少一种元素组成。具体的，本实用 新型的的量子点6包括但不限于砸化儒、蹄化儒、憐化铜、硫化儒、硫化锋中的一种或者多 种。优选地，量子点6的至少一部分包括含有第一半导体材料的核和布置在核外表面的至少 一部分上的壳，壳包含第二半导体材料。在一个优选实施例中，本实用新型的量子点6为砸 化锋包覆的砸化儒、硫化锋包覆的砸化儒或者硫化锋包覆的憐化铜。
[0038] 量子点6表面具有配体，不同的配体与不同的高分子材料之间相溶性是不同的。在 一个优选的实施方式中，量子点表面的配体为吐溫，第二封装介质为无影胶。通过吐溫上的 多个聚乙二醇链段与无影胶中大量径基之间的相互作用，可W使量子点与第二封装介质混 合均匀，具有较好的单分散效果，且长时间保持不团聚。
[0039] 本实用新型的量子点玻璃体3的体积越小越稳定而不易碎裂，且更能够发挥光扩 散效果。本实用新型的量子点玻璃体3在Ξ维空间上至少有一个维度的长度不超过1mm。通 过对量子点玻璃体3的尺寸上的限制，从而使量子点玻璃体3处在一个比较合适的大小，不 易碎裂的同时达到更好的密封效果。量子点玻璃体3包括有机玻璃体和无机玻璃体，优选 的量子点玻璃体3为无机玻璃体。无机玻璃体具有更好的阻隔水汽或者氧气的功能。量子点 玻璃体3的形状并没有特别的限定，如管状、球状、立方体状或者其它不规则形状，都在本实 用新型的保护范围之内。
[0040] 在一个【具体实施方式】中，量子点玻璃体3呈片状。玻璃片的厚度范围优选为0.1mm- Ιγπγπ ο
[0041] 在一个【具体实施方式】中，量子点玻璃体3呈管状，如图1和图2所示。管截面的形状 包括但不限于圆形、楠圆形、多边形。优选地，管截面为圆形或者楠圆形。其管截面直径范围 为0 . Imm-lmm，管长范围为2mm-2m。优选地，量子点玻璃体3的管长范围为2mm-50cm，管截面 直径范围为O.lmm-lcm。由于管截面有可能不是圆形，其直径的定义为管截面周长上的最远 的两个点之间的距离。优选地，量子点玻璃体3的管长范围为0.5cm-2cm，量子点玻璃体3的 管截面直径范围为。
[0042] 管状的量子点玻璃体3的制备过程中，主要包括向玻璃管中注入、灌入或者吸入分 散有量子点的聚合前的第二封装介质，通过紫外照射、加热或者其它手段使聚合前的第二 封装介质发生聚合固化，对玻璃管进行封口。封口的方式包括使用密封胶或者玻璃烧结。密 封胶优选使用娃橡胶。在一个具体实施例方式中，密封胶一部分在玻璃管内，从而将玻璃管 口堵住，如图3所示。在一个具体实施例方式中，密封胶将玻璃管口全部包裹，如图4所示。在 一个具体实施例方式中，通过烧结的方式使玻璃管口的玻璃软化并重新成型，形成封闭结 构，如图5所示。当然，由于本实用新型还使用了第一封装介质，所W管状的量子点玻璃体3 也可W无需封口，直接分布在第一封装介质中，也可具有较好的隔氧隔水效果。
[0043] 量子点玻璃体3在第一封装介质2中的分布对量子点封装体1的发光性能有很大影 响。优选地，量子点玻璃体3在第一封装介质2中并列排布形成面结构。优选地，量子点玻璃 体3在第一封装介质2中交错排布，形成网状结构。
[0044] 在一个【具体实施方式】中，量子点玻璃体3为玻璃管，管截面为圆形，管长2cm-2m，管 截面直径为0. lmm-0.5mm。量子点封装体1包括多根基本平行并列分布的玻璃管，玻璃管分 布于无影胶中，如图6所示。
[0045] 在一个【具体实施方式】中，量子点玻璃体3呈球状或者类球状，如图7所示，其粒径范 围为0.1 mm-lcm。在一个【具体实施方式】中，量子点玻璃体3呈楠球形，如图8所示。
[0046] 量子点玻璃体3包括连接玻璃体内部空间与玻璃体外部的至少一个开口（图中未 示出）。开口内设置有密封胶，对开口进行密封。开口的作用为将分散有量子点6的液态高分 子材料注入到量子点玻璃体3内。注入后，通过密封胶对开口进行密封。密封胶优选无影胶 或者娃树脂。优选地，开口的直径范围为0. 当然，如果玻璃体不设置开口，则量子 点玻璃体3也可W通过原位合成的方式在包覆分散有量子点6的高分子材料表面生成玻璃 包覆层。
[0047] 本实用新型的量子点封装体1由于包含有至少两个内部分散有量子点6的量子点 玻璃体3。光在经过量子点封装体1时会不断的在折射率相异的玻璃介质和聚合物介质中穿 过，与此同时光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便造成了光学扩散的效果。 大量的量子点玻璃体3分散在聚合物材料中，可W使光扩散，达到雾化光源的效果。利用本 实用新型的量子点封装体1可W省去背光模组中的扩散元件，却具有同样的或者相差不大 的效果，由此可W降低背光模组的成本。量子点玻璃体体积越小，第一封装介质中所能包 括的量子点玻璃体数量则越多，其所产生的扩散效果就越好。
[004引优选地，本实用新型的量子点封装体中包括至少两组量子点玻璃体3,其中至少一 组量子点玻璃体3中包括的量子点6发射第一波长的巧光，至少另一组量子点玻璃体3中包 括的量子点6发射第二波长的巧光。在一个优选的实施例中，本实用新型的量子点封装体1 包括第一组量子点玻璃体3和第二组量子点玻璃体3。第一组量子点玻璃体3中包括可发射 红光的第一量子点，第二组量子点玻璃体3中包括可发射绿光的第二量子点。可根据需要调 配第一组量子点玻璃体3和第二组量子点玻璃体3的玻璃体数量或者质量比。
[0049] 通过本实用新型的量子点封装体1，由于第一封装介质2中包括多个量子点玻璃体 3,可W增加发光元件所发出的光透过量子点封装体1的几率。如果只是用UV胶封装的量子 点封装体1，相对而言发光元件所发出的光较难透过。本实用新型的量子点封装体1可W制 备成多种形状，与所需要的设备进行匹配。例如，在一个【具体实施方式】中，量子点封装体1制 成与Lm)灯条上的单个Lm)灯相匹配的形状，覆盖在单个Lm)灯表面。如此在Lm)灯条上的间 隔处，省去多余的量子点封装体1，提高发光的纯度。
[0050] 本实用新型的量子点封装体1中还可W包括一种或者多种添加剂。添加剂包括着 色剂、散射体、粘合剂、表面活性剂、紫外线吸收剂中的一种或多种。添加剂位于第一封装介 质2中，或者第二封装介质5,或者第一封装介质2和第二封装介质5中均包括添加剂。
[0051] 通过控制量子点的浓度，调节量子点封装体1的光学性能。本实用新型的量子点封 装体1中，量子点6在量子点封装体1中所占的质量分数范围为0.01%-10%，在此范围内量 子点封装体1具有较好的光学性能。
[0052] 如图9所示，本实用新型还提出了一种背光模组，包括如上所述的量子点封装体1、 光源7和导光板8。量子点封装体1设置的导光板8与光源7之间。当然，量子点封装体1也可W 设置在导光板8的出光面上。光源7优选Lm)蓝光。发光元件7发出的蓝光经导光板8和量子点 封装体1后，形成白光或者其它颜色的光。在一个优选实施例中，背光模组包括多个光源7， 每个光源7的表面设置有一个量子点封装体1，如图10所示。优选地，本实用新型的背光模组 还包括反光元件（图中为示出），W防止漏光，增强背光模组的发光强度。
[0053] 本实用新型还提出了一种显示装置，包括如上所述的背光模组和显示面板。利用 本实用新型的量子点分散体制备的背光模组，显示装置的发光性能更好更稳定，且成本更 低。
[0054] 如图11所示，本实用新型还提出了一种照明装置，包括发光元件9、如上所述的量 子点封装体1和壳体10。优选地，照明装置还包括反光元件（图中未示出）。
[0化5] 实施例1
[0056]将油相制备的量子点与无影胶混合，旋转蒸发掉溶剂，形成量子点分散液;取10个 管截面外径为0.5mm、内径为0.3mm、长度为20cm的玻璃管，分别向其中注入量子点分散液。 注入方法为:将量子点分散液置于橡胶塞密封的充满氣气的栋色瓶中，玻璃管插入液面W 下，通过向栋色瓶内通入氣气加压，使栋色瓶内外形成压差，使量子点分散液吸入玻璃管 中。待毛细管中充满量子点分散液，将玻璃管置于紫外灯下固化。固化后的毛细管两端在氣 气氛围下用密封胶封端。将固化后的玻璃管平行分散在液态无影胶中，并经紫外光固化，形 成长度20cm、截面直径为2mm的量子点封装体A1，其中量子点在A1中所占的质量比为1 %。 [0化7]实施例2
[0058]将油相制备的量子点与无影胶混合，旋转蒸发掉溶剂，形成量子点分散液;取10个 管截面外径为0.5mm、内径为0.3mm、长度为20cm的玻璃管，分别向其中注入量子点分散液， 并经紫外光固化。注入方法同实施例1。通过激光切割将上述玻璃光切割成长度为1cm的玻 璃小管。将装有红光量子点的玻璃小管和绿光量子点的玻璃小馆按照1:2的数量比平行排 列，且红绿相间，并加入无影胶经紫外光固化，形成多个长度1cm、宽为3mm，高为0.5mm的量 子点封装体A2。
[0化9]实施例3
[0060] 将实施例2制备的A2分别与两个蓝光L邸灯条、导光板结合制成背光模组，蓝光LED 灯条分别位于导光板平行的两侧，A2置于L邸灯与导光板之间，。
[0061] 对比例1
[0062] 将油相制备的量子点与无影胶混合，旋转蒸发掉溶剂，形成量子点分散液，量子点 分散在无影胶中，经紫外光固化，形成长度20cm、截面直径为2mm的量子点封装体D1，其中量 子点在D1中所占的质量比为1 %。
[0063] 对比例2
[0064] 将油相制备的蹄化儒量子点与无影胶混合，旋转蒸发掉溶剂，形成量子点分散液， 量子点分散在无影胶中；将其灌入长度20cm、截面直径为2mm的玻璃管中，经紫外光固化，形 成长度20cm的量子点封装体D2,其中量子点在D2中所占的质量比为1%。
[0065] 将实施例1、对比例1和对比例2所得的量子点封装体进行隔氧隔水实验，具体实验 过程为:将量子点封装体置于空气中，放置在80°C的烘箱中。不同时间后，取出测试量子点 封装体中量子点的量子效率变化。量子效率保持率为量子效率与刚制备好的量子点封装体 的量子效率的比值。
[0066] 隔氧隔水实验结果如下表所示。由下表可W看出，A1具有较好的隔氧隔水性能。
[0067]
[0068] 实施例1或者实施例2所制备的量子点封装体还具有更好的弹性，由于玻璃体被封 装在高分子材料中，不易损坏，有利于量子点封装体的制备、储存、安装和运输。
[0069] 此外，经过测试，实施例3制备的背光模组能够从导光板中发出均匀的白光。
[0070] 综上，通过本实用新型的制备的量子点封装体解决了玻璃管封装量子产生的易碎 易损坏的问题，同时保持了更好的隔氧隔水性能，使量子点保持稳定，延长了寿命。进一步 的，通过多个量子点玻璃体的封装，使得在无需添加光扩散剂的情况下仍能够得到均匀的 光线。
[0071]尽管发明人已经对本实用新型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，都不能脱离本实用新型精神的实质，本实用新型中出现的术语用于对本实用新型 技术方案的阐述和理解，并不能构成对本实用新型的限制。
【主权项】
1. 一种量子点封装体，其特征在于，所述量子点封装体包括光学透明的第一封装介质 和分散在所述第一封装介质中的至少两个量子点玻璃体，所述量子点玻璃体包括位于外层 的玻璃、位于内层的光学透明的第二封装介质以及分散在所述第二封装介质中的至少一种 量子点，所述第一封装介质由高分子材料组成。2. 根据权利要求1所述的量子点封装体，其特征在于：所述量子点玻璃体在三维空间 上，至少一个维度的长度不超过1mm。3. 根据权利要求2所述的量子点封装体，其特征在于:所述量子点玻璃体呈管状，管截 面为圆形、椭圆形或者多边形。4. 根据权利要求3所述的量子点封装体，其特征在于:所述量子点玻璃体的管截面直径 范围为0 · 1mm- 1mm，管长范围为2mm_ 50cm。5. 根据权利要求3所述的量子点封装体，其特征在于:所述量子点玻璃体在所述第一封 装介质中并列排布形成面结构。6. 根据权利要求3所述的量子点封装体，其特征在于:所述量子点玻璃体在所述第一封 装介质中交错排布，形成网状结构。7. 根据权利要求2所述的量子点封装体，其特征在于:所述量子点玻璃体呈片状、球状 或者椭球状。8. 根据权利要求1所述的量子点封装体，其特征在于:所述第一封装介质为硅橡胶、AB 胶、环氧胶或者无影胶。9. 根据权利要求1所述的量子点封装体，其特征在于:所述第二封装介质为无影胶，所 述量子点的表面修饰有吐温。10. 根据权利要求1所述的量子点封装体，其特征在于:所述量子点在所述量子点封装 体中所占的质量分数范围为〇.〇1 %-10%。11. 一种照明装置，其特征在于，包括发光元件和如权利要求1-10中任一所述的量子点 封装体，所述量子点封装体设置在所述发光元件表面。12. -种背光模组，其特征在于，包括光源、导光板和如权利要求1 -10中任一所述的量 子点封装体，所述导光板包括入光面和出光面，所述量子点封装体设置于所述导光板的入 光面或者出光面。13. -种显示装置，其特征在于，包括显示面板和权利要求12所述的背光模组。
【文档编号】B82Y30/00GK205575624SQ201520981840
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月1日
【发明人】王允军, 席玉坤
【申请人】苏州星烁纳米科技有限公司