一种灯板、背光模组和显示装置的制作方法

本发明涉及光电器件领域，尤其涉及一种灯板、背光模组和显示装置。

背景技术

mini-led(英文全称：mini-lightemittingdiode，中文：极致发光二极管)的芯片大小介于100-200μm之间，miniled用于直下式设计，可做成区域调光，将比一般侧光式背光模组具备更好的透光均匀度以及较高的对比度和更多明暗细节；miniled背光电视led间距小，混光均匀，可以去除厚重的传统电视背光膜片，降低混光距离，实现超薄模组设计，可以媲美oled的厚度。

采用led芯片的背光模组的灯板参照图1所示，一般采用如下结构：led芯片11阵列式分布在基板12上，然后在基板12上涂覆覆盖led芯片11的透明涂层13，并在透明涂层13上封装包含量子点材料(或者荧光粉)的发光层14。发光层14需要上下各贴附一层水氧阻隔膜将荧光粉(或量子点材料)保护起来，并且水氧阻隔层需要先贴附在pet(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸类塑料)基材上，约100μm，从而增加了发光元件以及背光的厚度。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种灯板、背光模组和显示装置，能够降低灯板的厚度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种发光元件，包括：

光源芯片，所述光源芯片以阵列方式设置于基板上，所述光源芯片用于发射第一波长的光线；

胶体层，所述胶体层覆盖所述光源芯片，用于保护所述光源芯片，并使光源芯片发出的光线透过；

发光层，所述发光层设置于所述胶体层远离所述光源芯片的一侧，所述发光层受所述光源芯片发出的光线的激发而产生激发光，所述激发光和所述光源芯片发出的光混合形成混合光；

水氧阻隔层，所述水氧阻隔层设置于所述发光层的出光侧；

封装结构，所述封装结构的内侧面与所述胶体层、所述发光层和水氧阻隔层外围的侧面接触，并且所述封装结构的底面与所述基板接触，所述封装结构包含水氧阻隔材料。

第二方面，提供一种背光模组，包括

背板；

灯板，所述灯板设置在所述背板上，所述灯板包括上述的灯板。

第三方面，提供一种显示装置，包括上述的背光模组。

上述方案中提供的灯板包含：光源芯片、胶体层、发光层、水氧阻隔层以及封装结构。光源芯片以阵列方式设置于基板上，光源芯片用于发射第一波长的光线；胶体层覆盖光源芯片，用于保护光源芯片，并使光源芯片发出的光透过；发光层设置于胶体层远离光源芯片的一侧，发光层受光源芯片发出的光线的激发而产生激发光，激发光和光源芯片发出的光混合形成混合光；水氧阻隔层设置于发光层的出光侧；封装结构的内侧面与所述胶体层、发光层和水氧阻隔层外围的侧面接触，并且封装结构的底面与基板接触，封装结构包含水氧阻隔材料。由于封装结构结合基板水氧阻隔层可以将光源、透明胶体层、发光层封装形成封装结构，实现了对发光层的水氧阻隔，相对于现有技术，无需单独为发光层在上下两个表面各设置一个水氧阻隔层，从而降低了灯板的厚度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种灯板的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种灯板的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的一种灯板的发光均匀性模拟图一；

图4为本发明的实施例提供的一种灯板的发光均匀性曲线图一；

图5为本发明的实施例提供的一种灯板的发光均匀性模拟图二；

图6为本发明的实施例提供的一种灯板的发光均匀性曲线图二；

图7为本发明的实施例提供的一种灯板的发光均匀性模拟图三；

图8为本发明的实施例提供的一种灯板的发光均匀性曲线图三；

图9为本发明的另一实施例提供的一种灯板的结构示意图；

图10为本发明的实施例提供的一种led芯片的结构示意图；

图11为本发明的实施例提供一种背光模组的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的实施例提供一种灯板，参照图2所示，包括：光源芯片21，光源芯片21以阵列方式设置于基板26上，光源芯片21用于发射第一波长的光线；

透明胶体层22，所述透明胶体层22覆盖光源芯片21，用于保护光源芯片21，并使光源芯片21发出的光线透过；

发光层23，发光层23设置于透明胶体层22远离光源芯片21的一侧发光层23受光源芯片21发出的光线的激发而产生激发光，激发光和光源芯片21发出的光混合形成混合光；

水氧阻隔层24，水氧阻隔层24设置于发光层23的出光侧；

封装结构25，封装结构25的内侧面与透明胶体层22、发光层23和水氧阻隔层24外围的侧面接触，并且封装结构25的底面与基板26接触，封装结构25包含水氧阻隔材料。

需要说明的是，光源芯片21可以为led芯片，例如miniled芯片，其额定电压为3v左右，工作电流20-50ma；miniled芯片的尺寸一般控制在100-200μm，一个典型的miniled芯片的尺寸为长(200μm)*宽(100μm)*高(80μm)；基板26可以采用水氧阻隔性能较好的材料，例如铝基板；发光层23包含量子点材料或荧光材料。采用蓝光或紫光led芯片，例如光源产生蓝光，发光层23包含的量子点材料为红绿量子点混合材料，示例性的，led芯片发出蓝光时，蓝光的峰值波长在440nm～470nm范围；蓝光激发红色量子点材料发出峰值波长在610nm～650nm范围的红色光线；蓝光激发绿色量子点材料发出峰值波长在520nm～550nm范围的红色光线；这样通过红绿蓝三原色混色形成混合光，例如：白光；或者，光源产生紫外光，发光层23包含的量子点材料为红绿蓝量子点混合材料，其量子点材料混合在胶体(如环氧树脂)中，涂布在透明胶体层22的出光侧。透明胶体层22作用为保护光源21，其一般采用透光性较好可固化的材质，如环氧树脂等；水氧阻隔层24从顶部保护发光层23，可以采用蒸镀或者溅射方式沉积二氧化硅或者三氧化二铝形成。此外水氧阻隔层24外侧还可以设置有环氧树脂或者硅胶形成的保护层27，封装结构25为具有较高水氧阻隔层特性的胶体，其分子链间的间隙较小，内部混合有具有水氧阻隔作用的粒子，如二氧化硅，并且混合有与氧气反应的金属粒子，如铝。

上述方案中提供的灯板包含：光源芯片、胶体层、发光层、水氧阻隔层以及封装结构。光源芯片以阵列方式设置于基板上，光源芯片用于发射第一波长的光线；胶体层覆盖光源芯片，用于保护光源芯片，并使光源芯片发出的光线透过；发光层设置于胶体层远离光源芯片的一侧，发光层受光源芯片发出的光线的激发而产生激发光，激发光和光源芯片发出的光混合形成混合光；水氧阻隔层设置于发光层的出光侧；封装结构的内侧面与所述胶体层、发光层和水氧阻隔层外围的侧面接触，并且封装结构的底面与基板接触，封装结构包含水氧阻隔材料。由于封装结构结合基板水氧阻隔层可以将光源、透明胶体层、发光层封装形成封装结构，实现了对发光层的水氧阻隔，相对于现有技术，无需单独为发光层在上下两个表面各设置一个水氧阻隔层，从而降低了灯板的厚度。

当水氧阻隔层上的设置有保护层27时，其中封装结构25的内侧面与保护层27的外围侧面接触。封装结构的高度h1，与基板与光源接触的表面到发光层与水氧阻隔层接触的表面之间的厚度h2满足如下条件：h1≥h2。这样保证了，发光层23处于被水氧阻隔层、封装结构以及基板密封的水氧阻隔的环境中。

此外，由于miniled芯片的光强分布呈朗伯分布，出光角度越小，单位面积的光功率也就越高，即在miniled芯片正上方的量子点材料更容易受到高强度蓝光的照射，而位于出光角度较大位置的量子点材料受到照射的蓝光功率较低，因此发光层接收的光线也随每个miniled芯片的光强的朗伯分布呈现不均匀性，进而造成激发光的不均匀性。在本方案中，可以通过设置相邻的miniled芯片的距离以及miniled芯片与发光层的距离之比β，实现相邻miniled芯片的光强在发光层进行叠加，例如，在将相邻的miniled芯片设置的较近、并且的miniled芯片与发光层的距离较小的情况下可以实现，相邻的miniled芯片的光强在分布呈朗伯分布的边缘具有较大的重叠区域，在将相邻的miniled芯片设置的较远、并且的miniled芯片与发光层的距离较大的情况下可以实现，相邻的miniled芯片的光强在分布呈朗伯分布的边缘具有较小的重叠区域，这样在重叠区域补充了光强，提高激发光的均匀性。示例性的，基板与光源芯片接触的表面到发光层与透明胶体层接触的表面之间的距离h3，以及在同一行或者同一列相邻的两个光源芯片之间的距离p，其中，参照图2所示，两个光源芯片之间的距离p可以参考垂直于光源的中线之间的距离。h3满足如下条件：120μm≤h3≤6mm；p满足如下条件：200μm≤p≤10mm。其中，由于miniled芯片的发光功率较小(额定电压为3v左右，工作电流20-50ma)，其温度较低，对发光层的量子点材料的热稳定性影响不大，所以其可选择较小的数值，例如h3的最小值可以取120μm。

基于上述的原理，本发明的实施例对h3/p的三个典型的取值进行了均匀性模拟。如图3、4提供了，h3/p＝0.4时，灯板的均匀性的模拟图，其中图3示出了灯板单位面积的功率分布，横轴x(单位mm)，纵轴z(单位mm)，功率分布单位为w/㎡；图4示出了灯板水平和垂直方向的功率曲线，其中横轴为水平或垂直坐标(单位mm)，纵轴为功率(单位w)。

如图5、6提供了，h3/p＝0.6时，灯板的均匀性的模拟图，其中图5示出了灯板单位面积的功率分布，横轴x(单位mm)，纵轴z(单位mm)，功率分布单位为w/㎡；图6示出了灯板水平和垂直方向的功率曲线，其中横轴为水平或垂直坐标(单位mm)，纵轴为功率(单位w)。

如图7、8提供了，h3/p＝0.8时，灯板的均匀性的模拟图，其中图7示出了灯板单位面积的功率分布，横轴x(单位mm)，纵轴z(单位mm)，功率分布单位为w/㎡；图8示出了灯板水平和垂直方向的功率曲线，其中横轴为水平或垂直坐标(单位mm)，纵轴为功率(单位w)。

参照图3、4所示，当h3/p＝0.4时，相当于h3取值较小，而p取值较大，此时由于相邻的光源芯片距离较远，在发光层相邻的光源芯片的光强分布的边缘交叠区域较小，如图4所示，由灯板上经过光源芯片中心的垂直及水平截面上的光照度分布可以看出，在0mm、10mm、20mm、30mm处存在明显的光照度波峰，在5mm、15mm、25mm、35mm处存在明显的光照度波谷。其中，波峰和波谷的差距较大(差距接近3000w/㎡)，激发光的不均匀性严重。参照图5、6所示，当h3/p＝0.6时，相当于h3取值变大和/或p取值变小，此时在发光层相邻的光源芯片的光强分布的边缘交叠区域变大，由于功率叠加的范围变大，如图6所示，在0mm、10mm、20mm、30mm处的光照度波峰与在5mm、15mm、25mm、35mm的光照度波谷差距变小，激发光的不均匀程度减小(差距接近2000w/㎡)。参照图7、8所示，当h3/p＝0.8时，相当于h3取值进一步变大和/或p取值进一步变小，此时在发光层相邻的光源芯片的光强分布的边缘交叠区域进一步变大，由于功率叠加的范围继续变大，如图8所示，在0mm、10mm、20mm、30mm处存的光照度波峰与在5mm、15mm、25mm、35mm的光照度波谷差距进一步变小(差距接近1500w/㎡)，激发光的不均匀程度进一步减小，在0-30mm的区域可以等同于均匀分布。其中，h3/p＝0.6时，接收面的光照度已经较为均匀，最小值/最大值＝7000/9200≈76％＞75％(一般接收面均匀性大于75％，经过发光层(可以包含量子点qd(quantumdots)材料)或者扩散层后显示更加均匀，人眼基本可以接受)。因此取h3与p满足如下条件：h3/p≥0.6。

参照图9所示，本发明的实施例提供的方案中，还包括：设置于透明胶体层22和发光层23之间的光扩散层28，其中光扩散层28用于将所述光源21发出的光线扩散至发光层23。

光扩散层28采用混合有散射粒子的透明材料，透明材料包括以下任一：环氧树脂、硅胶胶体；散射粒子包括以下任一：二氧化钛、二氧化硅。

其中，基板26与光源21接触的表面到光扩散层28与透明胶体层22接触的表面之间的距离h4，以及在同一行或者同一列相邻的两个光源之间的距离p满足如下条件：h4/p≥0.6。

其中，图10示出了光源采用led芯片时一种光源的结构，参照图10所示，自上至下led芯片的层叠结构依次包括：衬底31、外延发光层32、n电极33和p电极34，其中为了避免后向散射的光线损失，还可以在led芯片的层叠结构上设置dbr反光层35，其中dbr(distributedbraggreflection，分布式布拉格反光层)反光层可以设置在外延发光层32下方，具体位置还有其他可选位置，本发明不做限定。此外，衬底31的出光侧还可以设置具有增透作用的光学出光膜系36。

参照图11所示，本发明的实施例提供一种背光模组，包括：背板111；

背光光源112，所述背光光源112设置在所述背板111上，所述背光光源112包括上述的发光元件。

本发明的实施例提供一种显示装置，包括上述的背光模组。其中背光模组的出光侧设置有液晶显示面板。该显示装置可以为电子纸、手机、电视、数码相框等等显示设备。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。