面光源的制作方法

本发明涉及光源领域，尤其涉及一种面光源。

背景技术：

现如今人们对于面光源模组的要求越来越高，一是要求其发光均匀，色域水平好；二是要求其足够轻薄。目前常用的办法是将led组成的点阵放在模组外框的底面，其发光面正对着一张扩散板，扩散板对光线进行扩散，进而使led点光源变成比较均匀的面光源。但是要想获得均匀的视觉效果就需要增加led点阵的密度或者增加扩散板与led之间的间距，如此一来，面光源模组的厚度也会增加，不利于显示屏的薄型化。而且通过上述结构得到的面光源其色域水平不理想、仍有待提高。

技术实现要素：

本发明针对上述面光源色域水平不理想等技术问题，提出了一种面光源。

具体地，本发明实施例提出的一种面光源，包括光学板，所述光学板具有入光面和出光面，所述入光面和所述出光面位于所述光学板相邻的两侧；且在所述光学板的所述入光面的一侧间隔设置有凹槽；反射层，设置在所述光学板的所述凹槽内；量子层，设置在所述光学板的所述凹槽内、位于所述反射层远离所述入光面的一侧，且所述量子层与所述凹槽侧壁有间隙；其中，所述量子层包括胶体和多个量子点纳米结构，所述多个量子点纳米结构分散在所述胶体中；所述量子点纳米结构包括内核、配体层、疏水层、封装层以及阻隔层；所述配体层包覆所述内核；所述疏水层设置在所述配体层远离所述内核的一侧；所述封装层设置在所述疏水层远离所述配体层的一侧；以及所述阻隔层包括多个堆叠的微型球结构，设置在所述封装层远离所述疏水层的一侧；发光单元，所述发光单元包括光源，所述光源设置在所述凹槽内，所述光源的出光面靠近所述量子层，使得所述光源的至少部分出射光线能投射到所述量子层。

另外，本发明实施例提出的一种面光源，包括发光单元和光学板，所述光学板具有入光面和出光面，所述入光面和所述出光面位于所述光学板相邻的两侧；且在所述光学板的所述入光面的一侧间隔设置有凹槽；所述凹槽内设置有量子层，所述量子层包括胶体和多个量子点纳米结构，且所述多个量子点纳米结构分散在所述胶体中；其中所述量子点纳米结构包括内核、配体层、疏水层、封装层以及阻隔层；所述配体层包覆所述内核；所述疏水层设置在所述配体层远离所述内核的一侧；所述封装层设置在所述疏水层远离所述配体层的一侧；以及所述阻隔层设置在所述封装层远离所述疏水层的一侧；所述发光单元包括光源，所述光源设置在所述凹槽内，所述光源的出光面靠近所述量子层，使得所述光源的至少部分出射光线能投射到所述量子层。

在本发明的一个实施例中，所述面光源还包括反射层，设置在所述凹槽内；所述量子层设置在所述凹槽内且位于所述反射层远离所述入光面的一侧。

在本发明的一个实施例中，所述量子层与所述凹槽两端侧壁之间有间隙。

在本发明的一个实施例中，所述光源为发光二极管。

在本发明的一个实施例中，所述胶体的材料为环氧树脂、硅氧树脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

在本发明的一个实施例中，所述间隙宽度为5-15微米。

在本发明的一个实施例中，所述阻隔层为多层结构，且各层结构的材料不同。

在本发明的一个实施例中，所述阻隔层包括多个堆叠的微型球结构，且相邻的所述微型球结构之间存在间隙，所述间隙构成所述阻隔层的盲孔。

在本发明的一个实施例中，所述阻隔层的材料为硅或者金属氧化物中的任意一种；其中所述金属氧化物为氧化铝、氧化钛、钛酸锶或钛酸钡中的一种。

在本发明的一个实施例中，所述内核的材料为ii-vi族量子点、iii-v族量子点、具有壳-核结构的ii-vi族量子点、具有壳-核结构的iii-v族量子点、具有合金结构的非球形ii-vi量子点、上述任意两项的组合或上述任意两项以上的组合。

本发明上述技术方案可以有如下的一个或者多个有益效果：一方面通过在光学板中设置有量子层，量子层中的量子点纳米结构在发光单元照射下能够发出特定波长的光，从而能够提高光学模组的色域水平，改善显示面板的色彩表现力；另一方面量子层位于光学板的凹槽内，不会增加光学板的厚度和体积，有利于光学板的薄形化和小型化设计；再一方面由于量子层与凹槽侧壁存在间隙，可以提升量子点纳米结构与光学板本体之间的光耦合效果，从而可以使从光学板出射的光线的色域水平得到明显的改善；再一方面在凹槽内设置反射层且量子层设置在反射层上，可以使得出射的光更加均匀；再一方面由于阻隔层由多个微型球结构堆叠而成，且阻隔层内部存在盲孔，通过此方式可以改善发光均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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1a为本发明实施例提供的一种面光源的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的一种面光源的结构示意图中b-b剖面结构示意图；

图1c为本发明实施例提供的一种面光源的结构示意图中a-a剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种量子点纳米结构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种量子点纳米结构的结构示意图。

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的一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1a为本发明实施例提供的一种面光源10的结构示意图。图1b和图1c分别对应图1a中b-b和a-a的剖面结构示意图。

具体地，如图1a、图1b和图1c所示，面光源10包括发光单元11和光学板12。其中光学板12具有入光面121和出光面122，入光面121和出光面122位于光学板12相邻的两侧；且在光学板12的入光面121的一侧间隔设置有凹槽123。凹槽123内设置有量子层124，量子层124包括胶体1241和多个量子点纳米结构1242，且多个量子点纳米结构1242分散在胶体1241中。发光单元11包括光源111，光源111设置在凹槽123内，光源111的出光面1111靠近量子层124，使得光源111的至少部分出射光线能投射到量子层124。

另外，值得一提的是，上述面光源10的结构中还可以包括反射层125，反射层125设置在凹槽123内。量子层124设置在凹槽123内位于反射层125远离入光面122的一侧。上述的量子层124与凹槽123的两端侧壁存在间隙126。间隙126的宽度一般在5-15微米。

其中光学板12采用具有扩散性能的玻璃或塑料材料制成，例如是聚甲基丙烯酸酯(pmma)、聚苯乙烯系塑料(ps)、,聚碳酸酯(pc)或聚丙烯(pp)材料中的任意一种，且厚度通常是0.3-3mm。本实施例中的凹槽123为长方体，但本发明并不限制凹槽的形状，例如是圆柱体、圆锥体或圆台体中的一种。胶体1241的材料例如是环氧树脂、硅氧树脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。反射层125的材料例如是含有一个或一个以上的光渗透环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺树脂、脲醛树脂或丙烯酸树脂。且厚度通常为100-300um。光源111例如是发光二极管。可以是蓝光二极管或紫蓝光二极管中的一种。

量子层124中的多个量子点纳米结构1242的结构例如可以是如图2所示的量子点纳米结构1242a。具体地，量子点纳米结构1242a，包括内核20、配体层21、疏水层22、封装层23以及阻隔层24。其中配体层21包覆内核20。疏水层22设置在配体层21远离内核20的一侧。封装层23设置在疏水层22远离配体层21的一侧。以及阻隔层24设置在封装层23远离疏水层22的一侧。

量子点纳米结构1242a中的内核20是由半导体材料制成的量子点，例如是ii-vi族量子点、iii-v族量子点、具有壳-核结构的ii-vi族量子点、具有壳-核结构的iii-v族量子点、具有合金结构的非球形ii-vi量子点、上述任意两者的组合或任意两组以上的组合。ii-vi族量子点例如是cdse或cds。iii-v族量子点例如是(al，in，ga)p、(al，in，ga)as或(al，in，ga)n。具有壳-核结构的ii-vi族量子点例如是cdse或zns。具有壳-核结构的iii-v族量子点例如是inp或zns。具有合金结构的非球形ii-vi量子点例如是zncdses。需要说明的是，上述材料并非用于限制内核20的种类。如熟悉量子点发光结构合成设计与制造的工程师所熟知的，根据量子点尺寸的不同，量子点受到短波长色光(例如是蓝光)的激发可以放射出特定颜色的光。所以本发明并不限制内核20的尺寸必须落在特定的尺寸范围内。工程师们可以决定内核20被激发所放射出的光色，从而挑选半导体材料决定内核20适合的尺寸。例如，内核20被激发光的光色为蓝绿光内核尺寸在2-7nm、光色为绿光时内核尺寸在3-10纳米、光色为黄光时内核尺寸在4-12纳米、光色为橘光时内核尺寸在4-14纳米和当光色为红光时内核尺寸在5-20纳米。配体层21包覆内核20，起到对内核20的表面进行修饰以及粒径调控的作用。常用的配体层21的材料例如是烷基膦(alkylphosphines)、氧化膦(phosphineoxides)、膦酸(phosphonicacids)或羧酸中的任意一种。烷基膦例如是三辛基膦，氧化膦例如是三辛基氧化膦，膦酸例如是十八烷基膦酸以及羧酸例如是油酸、二氢硫辛酸、硫辛酸或醋酸。由于配体层21的材料具有亲水性，会导致氧气和水分侵蚀量子点，所以需要通过配体交换法将至少一种疏水性材料连接到配体层21上，从而使得疏水层22覆盖在配体层21的表面上。疏水层22的材料为硅基单体，例如是3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-mercaptopropyltrimethoxysilane，3-mps)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane，aptms)或3-丙基三甲氧基硅烷(3-propylmethacrylate，tmopma)中的一种。封装层23作为屏障可以提供量子点的稳定性同时也可以防止量子点的光致氧化。封装层23的材料例如是正硅酸乙酯(tetracthoxysilane，teos)或正硅酸甲酯(tetramethylorthosilicate，tmos)中的一种。因为设置封装层23使得量子点被激射出光的强度下降，更重要的是由于设置的封装层23是由teos或者tmos制备的，会导致量子点纳米结构1242a在固化高分子材料之中的分散性表现不佳。所以在封装层23表面涂覆阻隔层24，而且阻隔层24为多层结构，其材料为硅或金属氧化物，金属氧化物例如是氧化铝、氧化钛、钛酸锶(srtio3)或钛酸钡(batio3)中的一种。阻隔层24的多层结构可以是不同的材料，也可以是由单一材料重复多次堆叠而成。如图2所示，阻隔层24由两层结构组成，包括第一阻隔层241和第二阻隔层242。第一阻隔层241的材料可以是硅，第二阻隔层的材料可以是金属氧化物，例如是氧化铝、氧化钛、钛酸锶(srtio3)或钛酸钡(batio3)中的一种。当然，第一阻隔层241与第二阻隔层242也可以由相同材料构成。该量子点纳米结构1242a光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、使用寿命长同时通过设置阻隔层24可以增强量子点纳米结构1242在胶体1241中的分散性，从而提高面光源10的发光强度。

上述量子点纳米结构1242a的制作方法如下，具体包括：

(1)将5毫克的量子点分散在3毫升的非极性溶液(例如是甲苯)之中，其中每一个量子点包括内核20和配体层21；

(2)加入0.3毫升的3-巯丙基三甲氧基硅烷溶液和0.1毫升的四甲基氢氧化铵(tmah)到非极性溶液中，在室温下均匀搅拌5分钟即可制备出表面有硅烷化的量子点；

(3)加入0.1毫升的正硅酸乙酯(teos)和20毫升的甲醇到步骤(2)得到的溶液中，并透过稀释该溶液浓度的方式，控制封装层23包装结构的紧密程度；

(4)重复上述步骤(3)共3-5次；

(5)加入0.1毫升的四异丙酮钛(titaniumisopropoxide，ttpi)和20毫升的丙醇到前述步骤(4)获得的溶液中，并透过稀释该溶液浓度的方式，控制阻隔层24包覆结构的紧密程度；

(6)重复上述步骤(5)共3-5次。

此外，如图3所示，本实施例还提供了上述量子点纳米结构1242的另一种结构1242b。值得一提的是，本发明的量子点纳米结构1242并不限制于这两种结构方式1242a和1242b，其他适用的结构均可。

具体地，如图3所示，量子点纳米结构1242b包括内核30、配体层31、疏水层32、封装层33以及阻隔层34。其中配体层31包覆内核30。疏水层32设置在配体层31远离内核30的一侧。封装层33设置在疏水层32远离配体层31的一侧。以及阻隔层34设置在封装层33远离疏水层32的一侧。量子点纳米结构1242b中的内核30、配体层31、疏水层32以及封装层33的材料与上述量子点纳米结构1242a中的内核20、配体层21、疏水层22以及封装层23的相同，在此不再重述。量子点纳米结构1242b中的阻隔层34包括多个堆叠的微型球结构341，当然不限于如图3所示的3层微型球结构堆叠。且相邻的微型球结构之间存在间隙342，间隙342构成阻隔层34内的盲孔。该阻隔层34中的微型球结构341的材料可以相同，例如均是硅或金属氧化物，其中金属氧化物例如是氧化铝、氧化钛、钛酸锶(srtio3)或钛酸钡(batio3)中的一种。当然该阻隔层34中的微型球结构341的材料也可以不同，例如分别为硅或金属氧化物，其中金属氧化物例如是氧化铝、氧化钛、钛酸锶(srtio3)或钛酸钡(batio3)中的一种。本实施例提出的量子点纳米结构1242b的制造方法可参考上述量子点纳米结构1242a的制造方法，在此不再重述。量子点纳米结构1242b通过在阻隔层34中设置盲孔，改善了出光的均匀性。

综上所述，本实施例提供的面光源10，一方面通过在光学板12设置凹槽123、在凹槽123内设置有量子层124，使得量子层124中的量子点纳米结构1242在光源照射下能够发出特定波长的光，从而能够提高面光源10的色域水平、改善显示面板的色彩表现力。另一方面量子层124位于光学板12的凹槽123内，不会增加光学板12的厚度和体积，有利于光学板12的薄形化和小型化设计。再一方面由于量子层124与凹槽123两端侧壁存在间隙，即量子层124与光学板12之间存在有气体界面，因此，可以提升量子层124与光学板12之间的光耦合效果，从而，可以使从光学板12出射的光线的色域水平得到明显的改善。再一方面在凹槽123内设置反射层125且量子层124设置在反射层125上以及在量子点纳米结构的阻隔层中设置盲孔，可以使得出射的光更加均匀。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。