背光设备及其制作方法技术

本发明专利技术涉及显示技术领域，并且特别地公开了一种背光设备及其制作方法。该背光设备包括背光源、导光板、反射层、光学胶层和出耦合结构。具体地，在上述背光设备中，反射层和导光板分别设置在背光源的相对两侧。特别地，导光板设置在背光源的出光侧。以类似方式，光学胶层和出耦合结构分别设置在导光板面向背光源和导光板远离背光源的表面上。此外，光学胶层还包括多个凹槽的阵列，其中每一个凹槽内提供有发光量子点材料。这样的发光量子点材料配置为接收来自背光源的光并且将其至少部分地转换为不同波长的光。进一步地，出耦合结构还包括多个子出耦合结构的阵列并且配置为准许光从导光板耦合出来。

【技术实现步骤摘要】
背光设备及其制作方法
本专利技术涉及显示
，并且具体地公开了一种背光设备以及用于制作这样的背光设备的方法。
技术介绍
在显示领域中，尤其是在液晶显示领域中，背光设备是用于提供背光以实现正常显示的重要部件之一。作为示例，凭借对背光的分区式控制（local-dimming）以及由此而增加的显示对比度，直下式（direct-lit）背光设备已经受到越来越多的关注。典型地，在直下式背光设备中，多个光源的阵列一般提供在整个背光设备的下方，并且进一步地还提供了若干个扩散板、扩散棱镜等，以便实现均匀背光光照。然而，由于多层叠置方式，以及实现背光均匀分布这一目的，光源往往需要提供为与上面各层间隔开。这将导致背光设备具有较大的厚度，并且不利于超薄器件的研发。另外，在采用发光二极管（LED）光源的常规背光设备中，由于LED光源发出的光的颜色有限，因而往往很难提供高色域背光。尽管已经有报道提出使用发光量子点材料来获得高色域背光，但是包含发光量子点材料的这些已有背光设备往往牵涉到较为繁琐的制作工艺，以及因而较高的制作成本。这些缺点都不利于高色域背光设备的大规模且经济高效的生产。
技术实现思路
鉴于以上所述，本专利技术的目的是提供一种背光设备以及用于制作这样的背光设备的方法，以便消除或者至少缓解以上指出的缺点或不足中的一个或多个。根据本专利技术的一方面，提供了一种背光设备。具体地，该背光设备包括：背光源、导光板、反射层、光学胶层和出耦合结构。另外，在上述背光设备中，反射层和导光板分别设置在背光源的相对两侧。特别地，导光板设置在背光源的出光侧。以类似方式，光学胶层和出耦合结构分别设置在导光板面向背光源和导光板远离背光源的表面上。而且，在本专利技术的实施例提供的背光设备中，光学胶层还包括多个凹槽的阵列，其中每一个凹槽内提供有发光量子点材料。这样的发光量子点材料配置为接收来自背光源的光并且将其至少部分地转换为不同波长的光。进一步地，出耦合结构还包括多个子出耦合结构的阵列并且配置为准许光从导光板耦合出来。换言之，出耦合结构破坏了光在导光板内的全内反射，由此导致至少部分的光能够从导光板中耦合出来。由此可见，在本专利技术的实施例提供的背光设备中，一方面借助于发光量子点的二次发光而实现了高色域背光光照；而同时在另一方面，通过发光量子点材料在另外的光学胶层中的单独提供，还有助于减少制作工艺，并且有利于获得更薄的背光设备。在根据本专利技术的实施例中，光学胶层设置在导光板远离背光源的表面上，并且同时，出耦合结构设置在导光板面向背光源的表面上。可替换地，根据另外的实施例，在本专利技术的实施例提供的背光设备中，光学胶层设置在导光板面向背光源的表面上，并且同时，出耦合结构设置在导光板远离背光源的表面上。由此可见，在以上提出的背光设备中，光学胶层和出耦合结构分别形成在导光板的相对两侧上，并且能够根据实际需要而选择以上两种设置中的一种或另一种。根据本专利技术的实施例，在上述背光设备中，可选地，每一个凹槽内还提供有反射金属层，其中该反射金属层比发光量子点材料更靠近背光设备的出光侧。借助于这样的反射金属层，特别是其靠近背光设备出光侧的部署方式，有效地避免了来自发光量子点材料的二次发光直接投射到背光设备外部，并且最终有助于改善整个设备的背光均匀性。根据上述背光设备的具体实施例，在光学胶层的每一个凹槽内，发光量子点材料与凹槽的周壁直接接触。可替换地，在其它另外的实施例中，在每一个凹槽内的发光量子点材料与该凹槽的周壁之间还存在空气间隙。作为示例，当在发光量子点材料与凹槽的周壁之间形成空气间隙时，来自发光量子点材料的光将通过这一空气间隙以更高的耦合效率耦合至周围的光学胶材料以及进一步地导光板中。这有助于改进整个设备中由发光量子点材料发出的二次光的高效利用。进一步地，作为可选示例，在本专利技术的实施例提供的背光设备中，出耦合结构包括形成在导光板上的突起或凹陷。当然，本领域技术人员应当理解的是，以上列出的突起或凹陷形式仅用于表示出耦合结构的具体示例，并且本专利技术绝不应当仅限于此。事实上，如上文已经阐述到的，在本专利技术的实施例中，可以采用任何适当形式的出耦合结构，只要能够打破光在导光板内的全内反射并且由此允许光从导光板中输出即可。同样可选地，根据本专利技术的其它实施例，在上述背光设备中，量子点材料还混合有基体材料、配体材料和散射颗粒中的一个或多个。作为示例，基体材料包括聚醋亚胺（PEI）、过硫酸铵（APS）等；配体材料包括环氧树脂等；并且散射颗粒包括二氧化硅（SiO2）颗粒等。所有这些材料都有助于保护发光量子点材料以防受到高温、高强度光、外部气体、水分和其它有害环境因素的影响，因而保证了从发光量子点材料发出的二次光的效率和质量。需要指出的是，本领域技术人员应当领会到，此处列出的这些材料仅仅是示例性代表材料，并且绝不应当解释为对本专利技术的限制。事实上，在获益于本专利技术的教导的情况下，本领域技术人员能够根据需要选择任何适当的基体材料、配体材料、散射颗粒等等。进一步可选地，根据其它实例，在本专利技术的实施例提供的背光设备中，背光源包括形成在衬底基板上的发光二极管（LED）的阵列。在这样的情况下，反射层设置在衬底基板的、与发光二极管（LED）的阵列相对的表面上。当然，本领域技术人员应当清楚的是，此处列出的由LED阵列形成背光源的具体方式仅仅用于说明本专利技术的原理，并且不应当解读为对本专利技术的任何限制。在获益于本专利技术的教导的情况下，本领域技术人员能够根据实际需要而选择任何适当构造的背光源，并且本专利技术应当涵盖所有这样的可行替换。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于制作背光设备的方法。具体地，该制作方法包括以下步骤：提供背光源；在背光源的出光侧提供导光板；在背光源的、与导光板相对的一侧形成反射层；在导光板面向背光源或者导光板远离背光源的表面上形成光学胶层；以及在导光板的、与光学胶层相对的表面上形成出耦合结构。进一步地，在以上用于背光设备的制作方法中，光学胶层还形成为包括多个凹槽的阵列，其中每一个凹槽内提供有发光量子点材料。这样的发光量子点材料配置为接收来自背光源的光并且将其至少部分地转换为不同波长的光。此外，在实施例中，通过以上过程形成的出耦合结构还包括多个子出耦合结构的阵列并且配置为准许光从导光板耦合出来。通过以上可见，在本专利技术的实施例提供的用于制作背光设备的方法中，仅仅采用了较为简单的处理工艺，诸如沉积、刻蚀、填充等等，而并不涉及对导光板的任何复杂处理，诸如打孔等，因而促进了生产成本的显著降低和产品质量的明显提升。另外，根据这样的制作方法提供的背光设备还具有较小的总厚度，因而有利于超薄、高色域背光设备的生产。根据具体实施例，在以上描述的用于制作背光设备的方法中，形成光学胶层的步骤包括：在导光板面向背光源或者导光板远离背光源的表面上涂敷光学胶膜；刻蚀该光学胶膜以形成多个凹槽的阵列；以及在每一个凹槽内提供发光量子点材料。可替换地，根据其它可选的实施例，在以上所述制作方法中，形成光学胶层的步骤包括：在导光板面向背光源或者导光板远离背光源的表面上上形成多个凹槽周壁（特别地，由发光量子点材料形成这样的周壁），其中每一个凹槽周壁围合而形成一个凹槽；在每一个凹槽内提供发光量子点材料；以及利用光学胶材料完全覆盖多个凹槽以及相邻凹槽之间的区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背光设备，其特征在于，所述背光设备包括：背光源；导光板，设置在所述背光源的出光侧；反射层，设置在所述背光源的、与所述导光板相对的一侧；以及光学胶层和出耦合结构，分别设置在所述导光板面向所述背光源和所述导光板远离所述背光源的表面上，其中所述光学胶层还包括多个凹槽的阵列，其中每一个凹槽内提供有发光量子点材料，所述发光量子点材料配置为接收来自所述背光源的光并且将其至少部分地转换为不同波长的光，以及所述出耦合结构包括多个子出耦合结构的阵列并且配置为准许光从所述导光板耦合出来。

【技术特征摘要】
1.一种背光设备，其特征在于，所述背光设备包括：背光源；导光板，设置在所述背光源的出光侧；反射层，设置在所述背光源的、与所述导光板相对的一侧；以及光学胶层和出耦合结构，分别设置在所述导光板面向所述背光源和所述导光板远离所述背光源的表面上，其中所述光学胶层还包括多个凹槽的阵列，其中每一个凹槽内提供有发光量子点材料，所述发光量子点材料配置为接收来自所述背光源的光并且将其至少部分地转换为不同波长的光，以及所述出耦合结构包括多个子出耦合结构的阵列并且配置为准许光从所述导光板耦合出来。2.根据权利要求1所述的背光设备，其特征在于，所述光学胶层设置在所述导光板远离所述背光源的表面上，并且所述出耦合结构设置在所述导光板面向所述背光源的表面上。3.根据权利要求1所述的背光设备，其特征在于，所述光学胶层设置在所述导光板面向所述背光源的表面上，并且所述出耦合结构设置在所述导光板远离所述背光源的表面上。4.根据权利要求1-3中任一项所述的背光设备，其特征在于，每一个凹槽内还提供有反射金属层，其中所述反射金属层比所述发光量子点材料更靠近所述背光设备的出光侧。5.根据权利要求1-3中任一项所述的背光设备，其特征在于，所述发光量子点材料与所述凹槽的周壁直接接触。6.根据权利要求1-3中任一项所述的背光设备，其特征在于，所述发光量子点材料与所述凹槽的周壁之间存在空气间隙。7.根据权利要求1-3中任一项所述的背光设备，其特征在于，所述出耦合结构包括形成在所述导光板上的突起或凹陷。8.根据权利要求1-3中任一项所述的背光设备，其特征在于，所述量子点材料还混合有基体材料、配体材料和散射颗粒中的一个或多个。9.根据权利要求1-3中任一项所述的背光设备，其特征在于，所述背光源包括形成在衬底基板上的发光二极管（LED）阵列，并且所述反射层设置在所述衬底基板的、与所述发光二极管（LED...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧娟，田允允，杨泽洲，齐永莲，赵德江，陈敏琪，刘韬，舒适，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11