一种背光模组以及显示装置

摘要

本发明公开一种背光模组以及显示装置，所述背光模组包括PCB板、LED灯珠以及量子点封装结构；所述LED灯珠设于所述PCB板上，所述LED灯珠内封装有发光芯片；所述量子点封装结构设于所述LED灯珠远离所述PCB板的一侧，所述量子点封装结构包括量子点材料层以及包裹所述量子点材料层设置的封装体。本发明通过将量子点材料封装于封装体中形成量子点封装结构，然后将该量子点封装结构设于LED灯珠远离所述PCB板的一侧，使得量子点所处环境温度较低，可靠性好，且制作难度相对较低，有利于实现背光模组的量化生产。

说明书

技术领域

本发明涉及显示装置技术领域，具体涉及一种背光模组以及显示装置。

背景技术

显示装置，例如液晶电视，由于液晶电视中的液晶面板无法实现自发光，需要通过背光提供光源，经过液晶面板的红绿蓝子像素的开关最终实现全彩化的像素显示，故背光源的光谱决定了最终TV(电视机)的光学显示效果。高色域显示为当前TV的主要发展方向之一，高色域的实现方式主要是通过减窄蓝绿红频谱的半波宽实现的。

传统TV背光采用LED(发光二极管)蓝光芯片激发荧光粉的方式形成白光光谱，而荧光粉光谱由于激发光谱较宽，一般在50nm以上，导致传统液晶电视色域较低，量子点由于其具有激发光谱窄、激发光谱连续可调等诸多优点，目前广泛应用于电视背光中以增强电视显示效果。通常量子点的尺寸在纳米量级，其表面缺陷会导致对水氧侵蚀较为敏感，一般需要进行阻隔封装来隔绝水氧侵蚀，例如将量子点直接封装LED中，该种方式量子点的用量较少，但是由于LED中温度较高，不利于量子点的长期稳定使用，且LED尺寸小，较难对量子点进行水氧阻隔设计，故该种方式目前制作难度较大，可量产性较低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种背光模组以及显示装置，旨在提供一种量子点封装效果更为可靠且制作工艺难度较低的背光模组。

为实现上述目的，本发明提出一种背光模组，所述背光模组包括：

PCB板；

LED灯珠，所述LED灯珠设于所述PCB板上，所述LED灯珠内封装有发光芯片；以及，

量子点封装结构，所述量子点封装结构设于所述LED灯珠远离所述PCB板的一侧，所述量子点封装结构包括量子点材料层以及包裹所述量子点材料层设置的封装体。

可选地，所述封装体包括：

沿远离所述LED灯珠的方向依次层叠设置的第一阻隔层和第二阻隔层，所述量子点材料层设于所述第一阻隔层和第二阻隔层之间；

其中，所述第一阻隔层的材质为玻璃，所述第二阻隔层的材质为玻璃或高分子阻隔材料。

可选地，所述第一阻隔层的厚度为20～200μm，光学透过率不低于95％；和/或，

所述第二阻隔层的材质为玻璃，且所述第二阻隔层的厚度为20～200μm，光学透过率不低于95％。

可选地，所述量子点封装结构与所述PCB板连接，且围设于所述LED灯珠的外部并与所述LED灯珠间隔设置；或者，

所述量子点封装结构覆盖所述LED灯珠的表面。

可选地，所述发光芯片的类型包括蓝光芯片和绿光芯片；

所述量子点材料层包括红色量子微粒。

可选地，所述发光芯片的发光材料为GaN材料；和/或，

所述发光芯片为正装芯片。

可选地，所述蓝光芯片的发光波长为445～460nm；和/或，

所述绿光芯片的发光波长为520～540nm；和/或，

形成所述红色量子点微粒的材料包括CdSe、SrSe、ZnSe、CdTe、CaSe、ZnS、CaS、MgS、SrS、BaS、MgTe、ZnTe、SrTe、MgSe、CaTe、BaSe、BaTe、CdS、GaAs、GaP、InP、InN、GaN和InAs、CH

可选地，所述红色量子点微粒为CdSe；

所述红色量子点微粒的粒径为3～9nm；

所述红色量子点微粒激发出的红光峰值波长为620～650nm。

可选地，所述LED灯珠还包括：

支架，所述支架设于所述PCB板上，所述支架具有腔体，所述腔体的开口朝向远离所述PCB板的一侧；

其中，所述发光芯片设于所述腔体的底壁，所述腔体内还填充有覆盖所述发光芯片的封装胶。

本发明还提出一种显示装置，包括：

如上所述的背光模组；以及，

显示面板，所述显示面板设置于所述背光模组的出光侧。

本发明提供的技术方案中，背光模组包括PCB板、LED灯珠以及量子点封装结构，LED灯珠设于PCB板上，量子点封装结构设于LED灯珠远离所述PCB板的一侧，量子点封装结构包括封装体以及包裹于封装体内部的量子点材料层。通过将量子点材料封装于封装体中形成量子点封装结构，然后将该量子点封装结构设于LED灯珠远离所述PCB板的一侧，如此，相比于将量子点直接封装于LED内的方式而言，本发明方案中的量子点所处环境温度较低，可靠性好，且制作难度相对较低，有利于实现背光模组的量化生产。

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为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相关的附图。

图1为本发明提供的背光模组的一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本发明提供的背光模组的另一实施例的结构示意图；

图4为图3中B处的放大示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

量子点由于其具有激发光谱窄、激发光谱连续可调等诸多优点，目前广泛应用于显示设备，例如应用于电视的背光中，以增强电视显示效果。通常量子点的尺寸在纳米量级，其表面缺陷会导致对水氧侵蚀较为敏感，一般需要进行阻隔封装来隔绝水氧侵蚀，例如将量子点直接封装LED中，该种方式量子点的用量较少，但是由于LED中温度较高，不利于量子点的长期稳定使用，且LED尺寸小，较难对量子点进行水氧阻隔设计，故该种方式目前制作难度较大，可量产性较低。

鉴于此，本发明提出一种显示装置，所述显示装置例如可以是液晶电视、手机或电脑等的液晶显示器，所述液晶显示装置包括背光模组以及显示面板，所述显示面板位于所述背光模组的出光侧，所述背光模组优选为直下式背光模组，可以是曲面或平面背光模组，由于本发明的主要改进点在于所述背光模组的设计，因此下文主要针对所述背光模组的结构加以说明。图1至图4为本发明提供的背光模组的具体实施例。参阅图1和图2所示，在本发明提供的背光模组的一实施例中，所述背光模组100包括PCB板10(印刷电路板)、LED灯珠20以及量子点封装结构30，所述LED灯珠20设于所述PCB板10上，所述LED灯珠20内封装有发光芯片；所述量子点封装结构30设于所述LED灯珠20远离所述PCB板10的一侧，所述量子点封装结构30包括量子点材料层31以及包裹所述量子点材料层31设置的封装体。其中，所述量子点材料层31用以与所述发光芯片配合发出白光。

本发明提供的技术方案中，所述背光模组100包括PCB板10、LED灯珠20以及量子点封装结构30，所述LED灯珠20设于所述PCB板10上，所述量子点封装结构30设于所述LED灯珠20远离所述PCB板10的一侧，所述量子点封装结构30包括封装体以及包裹于所述封装体内部的量子点材料层31。通过将量子点材料封装于所述封装体中形成所述量子点封装结构30，然后将该量子点封装结构30设于所述LED灯珠远离所述PCB板10的一侧，如此，相比于将量子点直接封装于LED内的方式而言，本发明方案中的量子点所处环境温度较低，可靠性好，且制作难度相对较低，有利于实现背光模组的量化生产，相比于采用量子点膜的方案，由于只对应每颗灯珠设置一个所述量子点封装结构30，节省了量子点材料层31的用量，降低了背光模组的原料成本。

由于量子点容易受水氧侵蚀，通常对量子点进行封装的方式为将量子点设置于上下两层高分子阻隔膜之间，制成量子点膜片，而阻隔膜的成本通常较高，因此导致量子点膜片的应用成本较高，不利于量子点液晶显示设备的推广和销售。在本发明提供的技术方案中，采用玻璃片对量子点进行封装，所形成的封装体的具体结构参阅图1和图2所示，所述封装体包括沿远离所述LED灯珠20的方向依次层叠设置的第一阻隔层32和第二阻隔层33，所述量子点材料层31设于所述第一阻隔层32和第二阻隔层33之间，其中，所述第一阻隔层32的材质为玻璃，所述第二阻隔层33的材质为玻璃或高分子阻隔材料。以玻璃片作为所述第一阻隔层32，将所述量子点材料层31设置于所述第一阻隔层32上，然后再在所述量子点材料层31上设置另一玻璃片或者高分子阻隔材料作为第二阻隔层33，如此，相比于两层阻隔层均为高分子阻隔材料的方案而言，选用玻璃制作阻隔层不仅阻隔水氧的能力更强且原料成本更低，有利于提高所述背光模组的信赖性，扩大量子点液晶显示设备的推广和销售。

进一步地，在本实施例中，所述第一阻隔层32的厚度为20～200μm，光学透过率不低于95％，如此，所述第一阻隔层32既能够起到有效阻隔水氧的作用，也能够避免对LED灯珠20的透光率造成影响。

所述第二阻隔层33的材质可以是玻璃，也可以是高分子阻隔材料，当所述第二阻隔层33的材质为高分子阻隔材料时，既可以选择高分子阻隔膜，以贴设的方式形成，也可以选择阻隔剂，以涂覆的方式形成阻隔剂层，所述阻隔剂优选为耐高温的改性有机硅材料，也可为SiC或SiO

所述量子点封装结构30可以安装于所述PCB板10上，也可以安装于所述LED灯珠20的表面，在本实施例中，参阅图1和图2所示，所述封装体与所述PCB板10连接，且围设于所述LED灯珠20的外部并与所述LED灯珠20间隔设置。此种方式中，所述第一阻隔层32呈半球状并且与所述LED灯珠20分离置于所述LED灯珠20的外部，此方式对材质为玻璃的所述第一阻隔层32和第二阻隔层33的工艺制程要求较高，对安装方式也有一定要求，但所述量子点材料层31远离热源，有利于提高量子点材料层31的使用可靠性，具体地，所述第一阻隔层32和第二阻隔层33的底部可以通过UV胶(紫外光固化胶)与所述PCB板10连接。

在本发明提供的另一实施例中，参阅图3和图4所示，所述量子点封装结构30覆盖所述LED灯珠20的表面。此种方式中，直接将所述量子点封装结构30粘接于所述LED灯珠20的表面即可，所述量子点封装结构30的整体尺寸较小，量子点材料的使用量也相对较少，且此方式对材质为玻璃的所述第一阻隔层32和第二阻隔层33的制作工艺要求较低，但此方式中所述量子点材料层31距离热源更近，对所述量子点材料的要求更高，因此，所述封装体在实际制作过程中可以综合考虑制作工艺难度、量子点材料的成本及性能等因素，来选择合适的设置方式。

所述PCB板10有多种选择，可以选择本领域常用的纸基、玻璃纤维布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基(陶瓷、金属芯基等)，优选为铝基板材、FR4板材(玻璃纤维环氧树脂覆铜板)或BT板材(双马来酰亚胺改性三嗪树脂覆铜板)，具有原料来源广泛、性能好、易加工的优点。进一步地，所述PCB板10的厚度优选设置为0.5～1mm。此外，所述PCB板10的安装侧还设有反射层，所述反射层可以在所述PCB板10的安装侧涂覆白色反射油墨或者贴设反射片，更优选为先在所述PCB板10的安装侧涂覆白色反射油墨以减少照到所述PCB板10上的光损失，然后再在该反射油墨涂层上贴设发射片(附图未示出)，进一步减少照射到所述PCB板10上的光损失。

在本发明提供的技术方案中，所述量子点材料层31和所述发光芯片配合发出白光的实现方式有多种，可以是所述发光芯片为蓝光芯片211、所述量子点材料层31包括红光量子点材料和绿光量子点材料的组合，或者所述发光芯片为蓝光芯片211和红光芯片、所述量子点材料层31包括绿光量子点材料，或者所述发光芯片为蓝光芯片211和绿光芯片212、所述量子点材料层31包括红光量子点材料，还可以是所述发光芯片为紫光芯片、所述量子点材料层31包括绿光量子点材料，只要能够满足所述发光芯片与所述量子点材料层31配合发出白光，均属于本发明的保护范围。

通常而言，量子点的发光波长与其尺寸相关，绿光量子点的尺寸比红光量子点尺寸更小，导致绿光量子点的稳定性和可靠性更差，而红光量子点产品则更为成熟，成本相对较低，稳定性和可靠性也更好。因此，作为本发明提供的一优选实施方式，所述发光芯片的类型包括蓝光芯片211和绿光芯片212，所述量子点材料层31包括红色量子微粒。如此，采用蓝绿芯片搭配红光量子点的方式，色域高，且量子点材料仅选用产品更为成熟的红色量子点微粒，不仅能够降低所述背光模组的原料成本，还有利于保证所述量子点材料层31的使用稳定性和可靠性。

参阅图1和图2所示，在本实施例中，所述LED灯珠20还包括支架22，设于所述PCB板10上，所述支架22具有腔体，所述腔体的开口朝向远离所述PCB板10的一侧，其中，所述发光芯片设于所述腔体的底壁，所述腔体内还填充有覆盖所述发光芯片设置的封装胶23。此时，当所述量子点封装结构30贴设于所述LED灯珠20的表面时，可以通过胶水粘贴于所述支架22上，也可以直接粘接于所述封装胶23上。更具体地，所述支架22呈碗杯状，且所述发光芯片发出的光往上方发出。

所述封装胶23的作用是保护所述发光芯片，可以选用本领域常用的胶水，在本实施例中具体可选用硅胶或环氧树脂胶，优选为硅胶。此外，所述支架22的材质也不做限定，可以选用本领域常用的支架22材料，在本实施例中具体可选用EMC(Epoxy MoldingCompound，环氧树脂模塑料或环氧塑封料，指由环氧树脂为基体树脂，以高性能酚醛树脂为固化剂，加入硅微粉等填料、以及添加多种助剂混配而成的粉状模塑料)、PCT(聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)或PPA(聚邻苯二甲酰胺)，优选为EMC。另外，所述支架22的外形尺寸优选为3030(3mm*3mm*0.65mm)。

所述发光芯片是所述LED灯珠20的核心组件，其主要功能是把电能转化为光能，而所发出的光的波长，也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的，在本发明实施例中，所述发光芯片的发光材料为GaN材料，以对应发出蓝光和绿光，发光效率高。进一步地，所述发光芯片可以是正装芯片，此时芯片通过固晶胶与所述支架22进行固定和导热，通过金线(附图未示出)与所述支架22的底部进行电气连接；所述发光芯片也可以是倒装芯片，此时芯片通过锡膏与所述支架22进行粘接和电气连接。在本实施例中，优选为所述发光芯片为正装芯片，成本较低且结构可靠性高。

进一步地，所述蓝光芯片211的主波长优选为445～460nm；和/或，所述绿光芯片212的主波长优选为520～540nm。此外，所述量子点材料层31优选为由红色量子点微粒与胶水的混合物所形成，所述胶水可以选用UV胶。形成所述红色量子点微粒的材料包括CdSe、SrSe、ZnSe、CdTe、CaSe、ZnS、CaS、MgS、SrS、BaS、MgTe、ZnTe、SrTe、MgSe、CaTe、BaSe、BaTe、CdS、GaAs、GaP、InP、InN、GaN和InAs、CH

更进一步地，在本实施例中，所述红色量子点微粒优选为CdSe，所述红色量子点微粒的粒径为3～9nm，所述红色量子点微粒激发出的红光峰值波长为620～650nm。如此，所述红色量子点的原料成本较低，且稳定性和可靠性更高。

此外，参阅图1或3所示，所述背光模组100还包括透镜40，所述透镜40与所述PCB板10连接且罩设于所述LED灯珠20及所述量子点封装结构30的外部，所述透镜40的主要作用是对所述LED灯珠20进行二次光学分布，材质优选为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，透光率高，其外形尺寸可以根据所述液晶显示装置的具体背光方案和要求进行设计，在某些多灯背光方案中，也可以省去所述透镜40。进一步地，所述背光模组100还包括扩散板50，所述扩散板50位于所述LED灯珠20及所述透镜40的上方，主要起到光学雾化和扩散的作用，优选为PS(聚苯乙烯)材质，厚度在0.5～2mm之间。

更进一步地，所述背光模组100还包括光学膜片60，所述光学膜片60设于所述扩散板50背离所述LED灯珠20的一侧，所述光学膜片60包括扩散膜、增亮膜、Micro lens膜片、反射偏光增亮膜中的至少一种，优选为所述光学膜片60为由扩散膜、增亮膜、Micro lens膜片、反射偏光增亮膜复合而成的复合膜，且与所述扩散板50贴合在一起。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。