一种全彩化发光器件及显示模组的制作方法

本发明涉及led器件领域，具体涉及到一种全彩化发光器件及显示模组。

背景技术：

目前行业内有一种发光器件，该发光器件在单个发光器件内集成有三个以上的单色发光二极管，根据设计需求，发光二极管正上方设置有用于将单色光处理成三原色光的色彩处理部，常见的，色彩处理部可供入射光线直接透过或受激发产生特定颜色的光线，通过对发光器件内不同发光二极管的发光控制实现发光器件的全彩化显示。

针对于该发光器件，一方面，发光二极管具有一定的光线发射角度，发光二极管在一定角度范围的光线会落于对应的色彩处理部上，同时，大于一定角度的发光光线容易对其他非对应的色彩处理部进行激发，使led器件产生的色彩失真；另一方面，长波荧光材料会对短波荧光材料所激发的光线产生吸收，当其中一个色彩处理部受到光线激发时，激发所产生的特定色彩的光线有可能会被相邻的色彩处理部吸收并造成误激发，使led器件产生的色彩失真。

技术实现要素：

为了克服现有发光器件的不足，本发明提供了一种全彩化发光器件及显示模组，该全彩化发光器件中的光处理部不易被误激发，且光处理部中误激发的光线不易透出，使该全彩化发光器件的显色准确，显示效果良好，具有良好的实用性。

相应的，本发明提供了一种全彩化发光器件，所述全彩化发光器件包括发光层、折射层、间隔层和光处理层；

所述折射层设置在所述发光层上方，所述间隔层设置在所述折射层上方，所述光处理层设置在所述间隔层上方；

所述发光层包括第一发光部、第二发光部和第三发光部；所述光处理层包括出射光线为蓝光的第一光处理部、出射光线为绿光的第二光处理部和出射光线为红光的第三光处理部，所述第一光处理部、第二光处理部和第三光处理部中任意两个相邻的光处理部之间设置有挡墙；

所述第一光处理部设置位置与所述第一发光部相对应，所述第二光处理部设置位置与所述第二发光部相对应，所述第三光处理部设置位置与所述第三发光部相对应；

所述折射层的光折射率大于所述间隔层的光折射率。

可选的实施方式，所述间隔层为真空层，或所述间隔层中充满无色气体，或所述间隔层中填充有折射率小于所述折射层的材料。

可选的实施方式，所述折射层包括至少两层子折射层；所述至少两层子折射层中的任意两层相邻的子折射层折射率不相同，且位于最上方的子折射层的光折射率大于所述间隔层的光折射率。

可选的实施方式，在所述第一发光部、第二发光部和第三发光部中的任意两个相邻的发光部之间设置有光吸收材料。

可选的实施方式，所述挡墙朝所述发光层一侧延伸，伸入至所述间隔层中；

或所述挡墙朝所述发光层一侧延伸，穿过所述间隔层，所述间隔层被所述挡墙分隔为若干个间隔部；

或所述挡墙朝所述发光层一侧延伸，穿过所述间隔层并伸入至所述折射层中。

可选的实施方式，所述发光层还包括基板，所述第一发光部包括至少一个发光芯片；和/或所述第二发光部包括至少一个发光芯片；和/或所述第三发光部包括至少一个发光芯片，所述发光芯片设置在所述基板上。

可选的实施方式，所述发光层中的任一发光部的发射峰值波长为[350nm，480nm]；

所述第三光处理部的组成材料包括红色光转换材料，所述红色光转换材料为发射峰值波长在[600nm，700nm]区间的荧光材料或量子点材料；

所述第二光处理部的组成材料包括绿色光转换材料，所述绿色光转换材料为发射峰值波长在[500nm，550nm]区间的荧光材料或量子点材料；

在所述第一发光部的发射峰值波长为[430nm，480nm]时，所述第一光处理部由无色透明材料组成；

或在所述第一发光部的发射峰值波长为[350nm，430nm]时，所述第一光处理部的组成材料包括蓝色光转换材料，所述蓝色光转换材料为发射峰值波长在[430nm，480nm]区间的荧光材料或量子点材料。

可选的实施方式，所述挡墙由光吸收材料和/或光反射材料制成；或所述挡墙的组成材料包括光吸收材料和/或光反射材料；或所述挡墙表面设置有光吸收材料和/或光反射材料。

可选的实施方式，所述全彩化发光器件还包括包围所述发光层、所述折射层、所述间隔层和所述光处理层的隔离层。

可选的实施方式，所述隔离层由光吸收材料和/或光反射材料制成；或所述隔离层的组成材料包括光吸收材料和/或光反射材料；或所述隔离层表面设置有光吸收材料和/或光反射材料。

可选的实施方式，在所述折射层紧贴设置在所述发光层上方，所述间隔层紧贴设置在所述折射层上方，所述光处理层紧贴设置在所述间隔层上方，且所述发光部与对应的光处理部同轴设置的条件下，所述折射层折射率n1和间隔层折射率n2满足以下约束条件：

其中，d3为所述发光部线径，d1为所述光处理部线径，d2为所述折射层厚度。

相应的，本发明还提供了一种显示模组，所述显示模组包括若干个以上任一项所述的全彩化led封装器件。

本发明提供了一种全彩化发光器件，通过折射层和间隔层的设置，使发光层中的大角度光线在折射层和间隔层的交界面上发生全反射，减少光处理层中的光处理部被误激发的几率，提高全彩化发光器件的显色准确性和显示效果；挡墙的设置，可防止相邻的光处理部之间发生串光，进一步增强全彩化发光器件的显色准确性和显示效果；隔离层的设置，可防止器件内部光线对其余器件造成影响，提高全彩化发光器件的分辨率。基于该全彩化发光器件制成的显示模组具有色彩显示准确，分辨率高，显示效果好等特点。

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它的附图。

图1示出了本发明实施例一的全彩化发光器件结构示意图；

图2示出了本发明实施例一的全彩化发光器件原理示意图；

图3示出了本发明实施例二的全彩化发光器件结构示意图；

图4示出了本发明实施例三的全彩化发光器件结构示意图。。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1示出了本发明实施例的全彩化发光器件结构示意图。本发明实施例提供了一种全彩化发光器件，所述全彩化发光器件包括发光层100、折射层200、间隔层300和光处理层400；

所述折射层200设置在所述发光层100上方，所述间隔层300设置在所述折射层200上方，所述光处理层400设置在所述间隔层300上方；可选的，为了减少全彩化发光器件的厚度以及降低全彩化发光器件的加工难度，每一层部件之间可紧贴设置。

具体的，发光层100至少具有三个可独立控制发光的发光部，相应的，光处理层400包括与所述发光部相对应的光处理部。一个全彩化发光器件中的所有发光部发出的光线通过相对应的光处理部透出后，至少可产生红光、绿光和蓝光三原色光，所述三原色光混合后，可实现发光器件的全彩化显示。

具体的，在本发明实施例中，所述发光层包括第一发光部101、第二发光部102和第三发光部103；所述光处理层包括出射光线为蓝光的第一光处理部401、出射光线为绿光的第二光处理部402和出射光线为红光的第三光处理部403；为了防止不同类型的光处理部之间的串光导致光处理部的误激发，所述第一光处理部401、第二光处理部402和第三光处理部403中任意两个相邻的光处理部之间设置有挡墙404。

可选的，所述挡墙404由光吸收材料和/或光反射材料制成；或所述挡墙404的组成材料包括光吸收材料和/或光反射材料；或所述挡墙404表面上设置有光吸收材料和/或光反射材料。

具体的，所述挡墙404可以由黑色吸光材料制成；或所述挡墙由掺杂有黑色吸光材料的高分子材料制成；或所述挡墙由透明材料形成，所述透明材料外壁设置有光反射层或光吸收层。

挡墙404的设置，主要用于防止相邻两个不同发光颜色的光处理部之间的串光，因此，挡墙404可基于光吸收材料对光线进行吸收或基于光反射材料对光线进行反射，防止光线在相邻两个光处理部之间传递。

此外，为了实现挡墙404的功能，挡墙404的设置高度需要大于或等于位于挡墙404两侧的光处理部的高度，具体实施中可根据需求进行设计。

在本发明实施例中，所述第一光处理部401设置位置与所述第一发光部101相对应，所述第二光处理部402设置位置与所述第二发光部102相对应，所述第三光处理部403设置位置与所述第三发光部103相对应。

可选的，所述发光层还包括基板，所述第一发光部101包括一个以上的发光芯片；和/或所述第二发光部102包括一个以上的发光芯片；和/或所述第三发光部103包括一个以上的发光芯片，所述发光芯片设置在所述基板上。

可选的，所述发光层中的任一发光部的发射峰值波长为[350nm，480nm]；具体的，所述发光芯片的发射峰值波长为[350nm，480nm]，所述发光芯片为蓝光芯片或紫外光芯片。

所述第三光处理部403的组成材料包括红色光转换材料，所述红色光转换材料为发射峰值波长在[600nm，700nm]区间的荧光材料或量子点材料；

所述第二光处理部402的组成材料包括绿色光转换材料，所述绿色光转换材料为发射峰值波长在[500nm，550nm]区间的荧光材料或量子点材料；

在所述第一发光部101的发射峰值波长为[430nm，480nm]时，所述第一光处理部401由无色透明材料组成；

或在所述第一发光部的发射峰值波长为[350nm，430nm]时，所述第一光处理部401的组成材料包括蓝色光转换材料，所述蓝色光转换材料为发射峰值波长在[430nm，480nm]区间的荧光材料或量子点材料。

通过发光层100和光处理层400的配合设置，可实现发光器件的全彩化发光。

当采用非特殊结构的发光芯片时，光线从发光部顶面起往光处理层呈扇形扩散，有可能会导致相邻光处理部的误激发，导致发光器件发光颜色失真。在本发明实施例中，通过设置折射层200和间隔层300来降低非对应光处理部被误激发的概率。

具体的，由光在不同介质中的传播原理可知，光在一种介质中传递至另一种介质时，根据入射角度以及介质折射率差异性会发生反射和折射。相邻的两种介质，折射率较大的介质称为光密介质，折射率较小的介质为光疏介质，光从光疏介质进入光密介质时，当入射角度与法线具有夹角时，光会发生折射，其中，入射角大于折射角；根据光路可逆原理，光从光密介质进入光疏介质时，入射角小于折射角。

因此，光从发光层100发出后进入折射层200时，光会产生折射，折射角会小于入射角，因此，折射层200对发光层100的光具有一定的聚焦作用，使光线聚拢。

此外，光线会在两种介质的交界面处产生反射，如果光线从光密介质进入至光疏介质，光线的入射角大于临界角时，光线会发生全反射。

因此，在本发明实施例中，所述折射层200的光折射率大于所述间隔层300的光折射率，从而使光线从折射层200进入至间隔层300时，大于临界角的光线会发生全反射，不会误激发非对应的光处理部。

具体实施中，由于实施情况多样，本发明实施例以其中一种典型结构进行说明。

图2示出了本发明实施例的全彩化发光器件原理示意图，本发明实施例以第一发光部101和第一光处理部401为例对折射层200和间隔层300的作用原理进行说明。为了让光线不进入相邻的光处理部(第二光处理部)中，第一发光部101的大角度光线需要在脱离第一光处理部401的覆盖范围后发生全反射。在本发明实施例中，第一发光部101和第一光处理部401正对且同轴设置，第一光处理部401的覆盖范围在图2中以粗实线进行标识。

在本发明实施例中，第一发光部101线径为d3，第一光处理部401线径为d1，折射层200厚度为d2，折射层200的折射率为n1，间隔层300的折射率为n2，则最大临界角cmax的计算公式为：

折射层200与间隔层300发光光线全反射的临界角c计算公式为：

因此，为了使第一发光部101光线在发出后，大角度的光线在超出第一光处理部401覆盖范围后能发生全反射，折射层200和间隔层300应满足的折射率条件为：

具体实施中，可选的，折射层下表面可与发光部中的发光芯片接触，或所述折射层下表面不与所述发光部中的发光芯片接触；以上公式仅适用于折射层下表面与发光芯片接触的全彩化发光器件结构。

可选的，所述折射层200包括至少两层子折射层；所述子折射层中的任意两层相邻的子折射层折射率不相同，且位于最上方的子折射层的光折射率大于所述间隔层的光折射率。通过不同子折射层之间的折射率设计，光经过每一层子折射层时，发光部发出的光线能被聚集或其中一部分大角度光线会被全反射掉，使大角度光线的数量减少。

可选的，通过间隔层和折射层的折射率限制条件可知，为了使全反射更容易，临界角更小，所述间隔层300可以为真空层，真空环境的光折射率为1；或所述间隔层300中充满无色气体，或所述间隔层300中填充有折射率小于所述折射层200折射率的材料。

在本发明实施例中，通过折射层和间隔层的设置，可降低大角度光线进入非对应光处理部导致光处理部被误激发的问题。

此外，为了避免发生全反射的光线会再次进入至折射层中，可选的，在所述第一发光部、第二发光部和第三发光部中的任意两个相邻的发光部之间设置有光吸收材料，具体的，所述光吸收材料设置在任意两个相邻的发光部之间的基板上形成光吸收材料层，或所述光吸收材料可以填充在任意两个相邻的发光部之间，或在所述折射层位于相邻发光部之间处的下表面设置光吸收材料形成光吸收材料层，通过光吸收材料吸收在折射层和间隔层上发生全反射的光线。

此外，考虑到全彩化发光器件需要应用至发光模组中，为了避免相邻的全彩化发光器件之间发生串光，本发明实施例的全彩化发光器件设置有包围所述发光层100、所述折射层200、所述间隔层300和所述光处理层400的隔离层500。

可选的，所述隔离层500由光吸收材料和/或光反射材料制成；或所述隔离层500的组成材料包括光吸收材料和/或光反射材料；或所述隔离层500表面设置有光吸收材料和/或光反射材料。

具体的，所述隔离层500由黑色吸光材料制成；或所述隔离层500由掺杂有黑色吸光材料的高分子材料制成；或所述隔离层500由透明材料形成，所述透明材料外壁设置有光反射层。

实施例二

图3示出了本发明实施例的全彩化发光器件结构示意图。在实施例一的基础上，所述挡墙404朝所述发光层一侧延伸，伸入至所述间隔层300中；或所述挡墙朝所述发光层一侧延伸，穿过所述间隔层300。

通过以上实施方式，间隔层300被分隔成多个与光处理部相对应的间隔部，如与第一光处理部401相对的第一间隔部301。这样设置的好处在于加工较为便利，可通过在一片由光吸收材料制成的膜片上加工出若干个通孔，保留的膜片材料形成所需的挡墙，然后在通孔中对应填入与光处理部相对应的光处理材料；光处理材料不需要完全填充小孔，使小孔上部留空形成所需的间隔部。在使用时，将膜片倒置设置，即可实现本发明实施例所述的间隔层和光处理层。

实施例三

图4示出了本发明实施例的全彩化发光器件结构示意图。当膜片采用亲水性材料制成时(即挡墙采用亲水性材料制成时)，光处理材料在填充至膜片上的小孔上时，光处理材料在固化前在小孔壁上会产生润湿现象，在光处理材料固化成型形成所需的光处理部后，顶面为凹面，相应的，间隔部与光处理部的接触面为凸面，如附图图4中的第一光处理部401和第一间隔部301所示，当一些大角度光线从第一间隔部301入射至第一光处理部401时，即光线从光疏介质进入至光密介质，光线的出射角度会小于入射角度，有利于聚拢光线，使进入第一光处理部401的光线能够更多的从第一光处理部401透出，而不会被挡墙或隔离层吸收，增强显示效果。

实施例四

光线从发光部发出后，随着光线的发散，光处理部距离对应的发光部越远，光处理部所接收的光线数量就越少，因此，为了增加光处理对光线的接收量，可选的，所述挡墙朝所述发光层一侧延伸，穿过所述间隔层并伸入至所述折射层中。由于挡墙内壁具有光反射材料，光线可通过挡墙不断反射，从而进入至对应的光处理部中；同时，由于挡墙与发光部的距离缩小，发光部的光线射向非对应光处理部的数量减少，可进一步提高光处理部被误激发的概率，具有良好的实用性。

相应的，本发明实施例提供了一种显示模组，所述显示模组包括若干个以上任一项所述的全彩化led封装器件。

本发明实施例提供了一种全彩化发光器件，通过折射层和间隔层的设置，使发光层中的大角度光线在折射层和间隔层的交界面上发生全反射，减少发光层中的发光部被误激发的几率，提高全彩化发光器件的显色准确性和显示效果；挡墙的设置，可防止相邻的光处理部之间发生串光，进一步增强全彩化发光器件的显色准确性和显示效果；隔离层的设置，可防止器件内部光线对其余器件造成影响，提高全彩化发光器件的分辨率。基于该全彩化发光器件制成的显示模组具有色彩显示准确，分辨率高，显示效果好等特点。

以上对本发明实施例所提供的一种全彩化发光器件及显示模组进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。