[发明专利]一种用于直下式背光源的封装结构及其制作方法

说明书

本发明提供一种直下式量子点背光源的封装结构及其制作方法，该封装结构为叠层式结构，包含阻隔层、量子点微结构阵列调光层、封装层以及反射层。这种封装结构采用全喷墨打印型制作工艺流程制作，具体是：对基板进行预处理形成阻隔层；把混合均匀的量子点浆料通过扫描型喷墨打印的方法印刷在基板的下表面并固化形成调光层；再在附有量子点网点的基板上通过点对点喷墨打印一层透明阻隔材料并固化形成封装层，再以喷涂、蒸镀等方式在外延附以高反射率材料形成反射层。本发明解决直下式量子点微结构阵列离散式分布的封装问题，与其他封装形式相比，具有功能完整、结构简化、工艺简单和降低成本的优势，可进一步推广应用于其他照明领域。

技术领域

本发明涉及一种用于直下式量子点背光源的封装结构及其制作方法，属于量子点器件化技术领域。

技术背景

近年来，随着科研工作的进行，量子点半导体材料及其产品逐渐进入人们的视野。量子点又称为半导体纳米晶，尺寸一般在1-10nm之间，具有激发光谱宽、发射波谱对称分布且宽度窄、颜色可调、光化学稳定性高等光谱特征。利用蓝光发光二极管激发红绿量子点混合体可产生白光，量子点在电致发光器件、光致发光器件、显示器、固态照明、生物医学等领域有着广泛应用。由于量子点具有强烈的尺寸依赖性，所以，随着量子点尺寸的减小，颗粒的吸收和荧光光谱会发生相应的蓝移。量子点具有较高的比表面积，对其颗粒结构和光学性质有明显的影响，因此，许多量子点荧光体的化学稳定性低，尤其是-、III-V半导体量子点等，在水及氧存在的条件下使用，会引起发光效率低的问题。因此，要将量子点应用于上述领域，首先要将量子点器件化，其中量子点背光模组就是在液晶显示领域一种有效的手段。

目前量子点器件化的示例有：一、将量子点包含在LED芯片上；二、将量子点涂在导光板边缘；三、将量子点做成“量子点增强膜”放在导光板上表面。前两种方法中的量子点将在高温下工作并暴露于强烈的光激发下，这显著降低量子点的量子效率和寿命，因此，必须先解决封装问题和材料可靠性。第三种虽然把量子点用膜封装起来，但是其采用低透水的高分子薄膜对量子点进行封装，且这种使用高分子薄膜对量子点进行封装的技术仍存在边缘水和/或氧气渗入的问题。为了解决这一问题，有必要提出一种结构功能完整、工艺易于实现、成本低廉的量子点网点结构。在CN105068314 A中研究者提出了一种直下式背光模组，将量子点制作成量子点膜，但其没有考虑到量子点膜材质对空气中的水和/或氧气的阻隔能力而影响量子点发光效率的问题，即没有考虑量子点的封装材料问题，在长时间的暴露在空气中和光刺激下量子点的发光性能将会下降。因此，针对直下式背光结构，有必要提供一种用于量子点导光板的表面微结构阵列的叠层式封装结构及其工艺流程。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于直下式量子点背光源的封装结构及其制作方法，用于提高量子点的隔水隔氧能力。该结构不会降低量子点的发光性能，其加工工艺易于实现。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种用于直下式量子点背光源的封装结构：叠层式封装结构，在基板出光面相对一侧表面由内至外依次附有阻隔层、量子点微结构阵列调光层以及封装层，该叠层式封装结构的各层自导光板内侧向外组成内大外小的倒立结构，该结构除了外侧底面，侧壁斜面外延均附以高反射率材料，光源以接触式或非接触式形式置于底面外侧，光源发光面小于倒立结构下端面，保证光能量能够完全耦合。其中，基板由高光线透过率的材料构成，其功能是起到导光的作用；阻隔层和封装层主要由透明阻隔材料构成，其主要功能是隔离空气中的水和/或氧气通过基板层进入量子点层而影响量子点的发光效率和寿命；量子点微结构阵列调光层主要有离散调光微结构按照一定的图案阵列分布组成，当直下式光源激发量子点微结构阵列调光层，光线会进入调光微结构并产生散射和颜色转换，并最终经过侧壁斜面的多次反射出光，最终使整个出光面形成均匀准直的面光源；封装层与阻隔层紧密封接，使量子点层被封装于其中，主要功能是隔离空气中的水和/或氧气进入量子点层而影响量子点的发光效率；由于微结构在斜面外延都附以高反射率属性的材料，光线将在倒棱台或倒圆台结构中传播并由向上方出光面以小角度光出射。