量子点透镜及背光模组的制作方法

1.本技术涉及背光领域，具体涉及一种量子点透镜及背光模组。


背景技术：

2.通过背光设计实现显示器高色域的方法有很多种，基本原理是将背光频谱的半峰宽做窄，提升色纯度，进而提升色域。实现高色域的方案主要包括对led(light emitting diode)芯片，荧光粉或者是量子点(quantum dot，qd)与不同部材的集成等，这些部材包含例如量子点膜(qd film)，量子点管(qd tube)，量子点led(qd
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led)等，其中采用量子点膜是目前大部分高色域液晶显示器(liquid crystal display，lcd)的主要解决方案。
3.图1为现有技术中量子点膜用于直下式背光模组架构的示意图，所述直下式背光模组包括光学膜片10、量子点膜20、扩散板30、led灯条40和背板50，其中，led灯条40包括灯条基板42、led芯片41和光学透镜43。图2为现有技术中量子点膜20的膜层结构示意图，所述量子点膜20包括量子点层21以及分别设在所述量子点层21两侧的阻隔层22。
4.由于量子点材料自身特性以及膜片生产的特性，量子点膜20实现高色域lcd存在以下问题：
5.(1)量子点膜20的边缘在裁切不良、长时间使用后或者是高温高湿环境下会出现无效区，即量子点膜20的边缘由于阻隔层22不能有效的阻隔水氧而导致qd粒子失效，表现为边缘不再能通过蓝光激发红绿光，而是直接透过蓝光，形成一条蓝边，即边缘无效区；当其应用在窄边框产品时，无效区的存在会直接造成lcd显示画面不良，严重时观看者可以直接看到电视四边泛蓝的现象，影响画质效果；
6.(2)led光型为朗伯型，中间角度的光强较强，大角度的光较弱；如图3所示，z代表正视角度的光线，y代表大角度光线，d1代表正视角度的光线z经过所述量子点层21的光程，d2代表大角度光线y经过所述量子点层21的光程，其中d1长度短，激发少，而d2长度长，激发多，因此，光程的差异使得与所述大角度光线y对应的位置相较于与所述正视角度的光线z对应的位置会出现外围黄中间蓝的黄圈(yellow ring)现象，使得发光颜色不均匀；
7.(3)受限于量子点膜20的材料及生产方式，量子点材料做成膜后，相较于溶液状态的量子点材料，其发光效率会降低20％甚至更多，导致亮度损失，进而造成功耗的升高。


技术实现要素：

8.本技术实施例提供一种量子点透镜及背光模组，可以提高发光效率，提升能效。
9.本技术实施例提供一种量子点透镜，用于为光源配光，其包括：
10.透镜本体，具有入光面和出光面，所述出光面具有一凹槽；及
11.量子点均匀溶胶材料；
12.其中，所述量子点均匀溶胶材料填充在所述凹槽中。
13.可选的，在本技术一些实施例中，所述透镜本体具有一中心轴，所述凹槽与所述透镜本体共轴设置，所述凹槽的底壁沿着所述透镜本体的中心轴朝向所述入光面凹陷，所述
凹槽的深度从所述透镜本体的中心轴往外围径向递减。
14.可选的，在本技术一些实施例中，所述凹槽的底壁朝着背向所述出光面的中心的方向凹陷；
15.或者，所述凹槽的底壁朝向所述出光面的中心凸起；
16.或者，所述凹槽的底壁呈倒圆锥形或倒棱锥形。
17.可选的，在本技术一些实施例中，所述凹槽的开口所在的平面与所述透镜本体的中心轴互相垂直。
18.可选的，在本技术一些实施例中，所述光源的中心轴与所述透镜本体的中心轴重合。
19.可选的，在本技术一些实施例中，所述透镜本体呈圆台形。
20.可选的，在本技术一些实施例中，所述量子点透镜还包括盖体，并覆盖在所述凹槽的开口上。
21.可选的，在本技术一些实施例中，所述盖体与所述透镜本体密封连接。
22.可选的，在本技术一些实施例中，所述凹槽的内部呈真空状态。
23.相应的，本技术还提供了一种背光模组，其包括至少一如上任一所述的量子点透镜和至少一光源，其中每个所述光源配置一个所述量子点透镜，且所述量子点透镜的入光面朝向所述光源。
24.相比于现有技术常用的整张量子点膜，本技术实施例将量子点均匀溶胶材料填充在透镜本体的出光面的凹槽中，能够提高量子点材料的发光效率及能效，避免量子点材料因成膜工序而导致发光效率降低，并且能够减少量子点材料的用量，省去量子点膜的生产和组装工序。另外，本技术实施例通过使凹槽的底壁沿着透镜本体的中心轴朝向入光面凹陷且凹槽的深度从透镜本体的中心轴往外围径向递减，能够减小正视角度光线与大角度光线的光程差异，进而改善黄圈现象导致的发光颜色不均匀的问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
26.图1是现有技术中直下式背光模组的结构示意图；
27.图2是图1所示背光模组钟量子点膜的结构示意图；
28.图3是图1所示背光模组出现黄圈现象的原理示意图；
29.图4是图1所示背光模组出现黄圈现象的效果示意图；
30.图5是本技术实施例提供的量子点透镜一可选实施方式的结构示意图；
31.图6是图5所示凹槽的立体结构示意图；
32.图7是图5所示量子点透镜改善黄圈现象的原理示意图；
33.图8是本技术实施例提供的量子点透镜另一可选实施方式的结构示意图；
34.图9是图8所示量子点透镜的凹槽的立体结构示意图；
35.图10是本技术实施例提供的量子点透镜另一可选实施方式的结构示意图；
36.图11是图10所示量子点透镜的凹槽的立体结构示意图。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域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，都属于本技术保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
38.本技术实施例提供一种量子点透镜及背光模组。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
39.如图5至图11所示，本技术实施例提供了一种量子点透镜，用于为光源500配光，所述量子点透镜包括透镜本体100及量子点均匀溶胶材料200。所述量子点透镜能够增大光源500的发光视角，进而实现薄型化、减少所述光源500数量和降低成本。
40.所述透镜本体100具有入光面110和出光面120。如图5所示，所述出光面120定义为所述透镜本体100在出光一侧的端部所在的平面；所述入光面110定义为所述透镜本体100在入光侧的端部所在的平面。本技术实施例对所述透镜本体100的类型和材质不作限制，所述透镜本体100的类型例如为反射式透镜；所述透镜本体100的材质例如为光学级聚甲基丙烯酸甲酯(pmma，又称为亚克力)或玻璃等高透过率材料。在一些实施例中，所述透镜本体100的形状为面对称空间图形。在一些实施例中，所述透镜本体100呈圆台形。
41.所述出光面120设有一凹槽121，所述量子点均匀溶胶材料200填充在所述凹槽121中。所述量子点均匀溶胶材料200呈液态并包含量子点。所述量子点为半导体发光纳米晶，粒径一般介于1nm至20nm之间。受到外来能量(例如光、电)激发后，不同尺寸的量子点可以发出不同颜色的光，其发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区。所述量子点发光色纯度高，寿命长，稳定性好，并能够根据需求定制颜色。所述量子点受到光激发后转换成的高纯度的单色光，应用于面板显示技术可有效地提高面板的色域，即色彩再现能力。所述量子点例如为cdse、inp、钙钛矿量子点等。需要说明的是，所述量子点均匀溶胶材料200除了包含量子点以外，还可以根据具体需求包含其他成分，例如溶剂或其他功能性成分。在一些实施例中，所述量子点均匀溶胶材料200包括激发红光的量子点材料和激发绿光的量子点材料。红色量子点的激发光与绿色量子点的激发光可以混合为黄光。在一些实施例中，所述凹槽121的形状为面对称空间图形。
42.本技术实施例通过将所述量子点均匀溶胶材料200填充在所述透镜本体100的凹槽121中以替代现有技术常用的整张量子点膜，能够避免量子点材料因成膜工序导致发光效率降低，进而提高量子点材料的发光效率及能效；另外，以32寸的背光为例，现有技术采用的整张量子点膜的尺寸需要与背光模组的尺寸相同，即整张量子点膜的尺寸大约32寸，而32寸的背光模组大约需要十几个led芯片，本技术实施例只需要在每个透镜本体100的出光面120的凹槽121中填充量子点均匀溶胶材料200，这样能够显著减少量子点材料的用量，并且量子点膜的制程需要多个工序，例如，将所述量子点与胶水混合，涂布到阻隔层的基材
(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，polyethylene glycol terephthalate，pet)上，将两张基材贴合在一起，再进行固化、收卷、裁切和组装，本技术实施例只需要将所述量子点均匀溶胶材料200封装到各个透镜本体100的凹槽121中，这样能够省去整个量子点膜的生产和组装的多个工序。
43.在一些实施例中，所述透镜本体100具有一中心轴xx’，所述凹槽121与所述透镜本体100共轴设置(也可以理解为：所述凹槽121同样具有一中心轴，并与所述透镜本体100的中心轴xx’重合)，所述凹槽121的底壁沿着所述透镜本体100的中心轴xx’朝向所述入光面110凹陷，所述凹槽121的深度从所述透镜本体100的中心轴xx’往外围径向递减。所述凹槽121的开口所在的平面与所述中心轴xx’互相垂直。
44.在一些实施例中，所述光源500的中心轴与所述透镜本体100的中心轴xx’重合。以使所述光源500发出的正视角度的光线e能够通过所述凹槽121的深度最大的位置。
45.本技术实施例采用所述凹槽121的底壁沿着所述透镜本体100的中心轴xx’朝向所述入光面110凹陷，并使所述凹槽121的深度从所述透镜本体100的中心轴xx’往外围径向递减，能够减小所述光源500发出的正视角度光线e和大角度光线l之间的光程差异(d1
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d2)，改善黄圈现象，并且通过调整所述凹槽121的底壁的形状和曲率能够控制各个角度光线之间的光程差异，例如如图5所示的正视角度光线e和大角度光线l之间的光程差异，进而控制发光颜色的均匀化程度。
46.在一些实施例中，如图5和图6所示，所述凹槽121的底壁朝着背向所述出光面120的中心o(即所述透镜本体100的中心轴xx’与所述出光面120的交点)的方向凹陷。所述凹槽121的底壁的曲率可以根据实际要求进行调整。
47.如图7所示，图7中e代表正视角度的光线，l代表大角度光线，d1代表正视角度的光线e通过所述量子点均匀溶胶材料200的光程，d2代表大角度光线l通过所述量子点均匀溶胶材料200的光程，其中，所述量子点膜20的厚度与正视角度的光线e通过所述量子点均匀溶胶材料200的光程相等。如图7所示，大角度光线l通过量子点膜20的光程d3大于本技术实施例中大角度光线l通过所述量子点均匀溶胶材料200的光程d2，因此，将所述凹槽121的底壁沿着所述透镜本体100的中心轴xx’朝向所述入光面110凹陷，例如如图7所示的所述凹槽121的底壁朝着背向所述出光面120的中心o的方向凹陷，并使所述凹槽121的深度从所述透镜本体100的中心轴xx’往外围径向递减，可以减小大角度光线l的光程，减小量约图7中d4所示的长度，进而减小了正视角度的光线e与大角度光线l之间的光程差异，能够在一定程度上改善黄圈现象，使得发光颜色更均匀，另外，还可以调整所述凹槽121的曲率使所述光源500发射的各角度光线通过所述量子点均匀溶胶材料200的光程趋于一致，以使光源500在背光膜片600上呈现的光的颜色更均匀。
48.在一些实施例中，如图8和图9所示，所述凹槽121的底壁呈倒圆锥形。在另一些实施例中，所述凹槽121的底壁呈倒棱锥形。可以理解的是，所述凹槽121呈倒圆锥形或倒棱锥形的底壁既不向所述出光面120的中心o凸起，也不朝着背向所述出光面120的中心o的方向凹陷。所述倒棱锥形例如为倒三棱锥形、倒四棱锥形、倒五棱锥形等。可以理解的是，本实施例改善黄圈现象的原理与前述实施例的原理相同，此处不作赘述；所述凹槽121的底壁的倾斜角度可以根据需求进行调整。
49.在一些实施例中，如图10和图11所示，所述凹槽121的底壁朝向所述出光面120的
中心o(即所述透镜本体100的中心轴xx’与所述出光面120的交点)凸起。可以理解的是，本实施例改善黄圈现象的原理与前述实施例的原理相同，此处不作赘述；所述凹槽121的底壁的曲率可以根据需求进行调整。
50.在一些实施例中，所述光源500为朗伯光源。所述光源500例如为具有朗伯光型的led芯片。可以根据朗伯光源的特性调整所述凹槽121的底壁形状和曲率，以使朗伯光源发射的各角度光线通过所述量子点均匀溶胶材料200的光程趋于一致，进而使得朗伯光源在背光膜片600上呈现的光的颜色更均匀。
51.如图5、图8和图10所示，在一些实施例中，所述量子点透镜还包括盖体300，并覆盖在所述凹槽121的开口上。在一些实施例中，所述盖体300呈平面状，并与所述出光面120共面。所述盖体300用于隔绝所述凹槽121外部的水氧，防止量子点接触水氧而失效，延长所述量子点均匀溶胶材料200的使用寿命。
52.在一些实施例中，所述盖体300与所述透镜本体100密封连接。进一步加强隔绝所述凹槽121外部的水氧的效果，进一步延长量子点均匀溶胶材料200的使用寿命。
53.在另一些实施例中，所述盖体300与所述透镜本体100一体成型，所述盖体300上设有注液口。所述注液口用于向所述凹槽121中注入所述量子点均匀溶胶材料200，在注入所述量子点均匀溶胶材料200后将所述注液口密封，以隔绝所述凹槽121外部的水氧。例如，所述盖体300与所述透镜本体100通过注塑的方式一体成型，并在盖体300上预留注液口，在注入所述量子点均匀溶胶材料200后，将所述注液口通过诸如点胶或热熔等方式进行密封。
54.在一些实施例中，所述凹槽121的内部呈真空状态。所述真空状态可以通过对所述凹槽121内部抽真空实现。采用真空环境既能够有效隔绝所述凹槽121外部的水氧，还能防止所述凹槽121内部存在水氧影响所述量子点均匀溶胶材料200的性能，有效防止量子点失效，进一步延长了量子点均匀溶胶材料200的使用寿命。
55.如图5、图8和图10所示，在一些实施例中，所述量子点透镜还包括底座400，所述底座400设有可容纳所述光源500的空腔410。在一些实施例中，所述空腔410的中心轴与所述透镜本体100的中心轴xx’重合。这样可以将所述光源500设在所述空腔410的中心，方便使所述光源500的中心轴与所述透镜本体100的中心轴xx’对准重合，进而使得所述光源500发射的正视角度的光能够从所述凹槽121深度最大的位置通过。
56.本技术实施例还提供了一种背光模组，所述背光模组包括至少一上述任一所述的量子点透镜和至少一光源500，其中每个所述光源500配置一个所述量子点透镜，所述量子点透镜的入光面110朝向所述光源500。所述光源500例如为led芯片。
57.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
58.综上所述，相比于现有技术常用的整张量子点膜，本技术实施例将量子点均匀溶胶材料200填充在所述透镜本体100的出光面120的凹槽121中，能够提高量子点材料的发光效率及能效，避免量子点材料因成膜工序而导致发光效率降低，并且能够减少量子点材料的用量，省去量子点膜的生产和组装工序。另外，通过控制所述凹槽121的底壁的形状使所述凹槽121的深度从所述透镜本体100的中心轴xx’往外围径向递减，能够减小正视角度光线e与大角度光线l的光程差异，进而改善黄圈现象导致的发光颜色不均匀的问题。
59.以上对本技术实施例所提供的一种量子点透镜及背光模组进行了详细介绍，本文
中应用了具体个例对本技术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技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，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技术的限制。