本發明涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及一種量子點發光器件和背光模組以及液晶顯示裝置。

背景技術：

隨著消費者對畫質要求的提高，用于提高畫質的高色域背光技術正成為液晶顯示技術領域內的研究重點。目前通常采用藍光激發量子點材料產生高色域的白色背光源，以滿足消費者對畫面質量的需求。

參照圖1a所示，相關技術中量子點光源器件100包括封裝于兩層玻璃板103之間的量子點層102，及置于量子點層102下方并提供藍光的發光光源101，量子點層102中包括受藍光激發產生紅光與綠光的量子點材料，激發所得的紅光和綠光與透射出的藍光混合得到高色域的白色背光源。

本發明人在實施相關技術時發現：由于發光光源101所發射的光線呈中心集中且兩側稀疏分布，所以在中心范圍內的集中光線可形成光功率高且能量大的激發光束，參照圖1b所示，量子點層在中心范圍內所受光功率高且遠高于兩側范圍。由于量子點材料的熱穩定性差，當自身溫度過高時激發效率驟降甚至失效，當量子點材料受中心范圍內高光功率且能量大的光束激發時，自身溫度迅速上升，使得量子點材料激發效率降低甚至失效，量子點材料的工作可靠性降低，無法保證高色域的白色背光源穩定輸出。

技術實現要素：

為克服相關技術中存在的問題，本發明申請提供一種量子點發光器件和背光模組以及液晶顯示裝置，以解決量子點材料受由集中光線所形成的高光功率光束激發時，由于自身溫度升高而導致激發效率低甚至失效的問題。

第一方面，本發明申請實施中提供一種量子點發光器件，封裝有量子點層和置于所述量子點層下方且發射第一波長光線的發光光源，所述量子點層包括受第一波長光線激發后可發出第二波長光線的量子點材料，所述量子點發光器件還包括：設置在所述發光光源上方且用于承托所述量子點層和透射第一波長光線的基板，在所述基板靠近所述發光光源的表面上設置用于擴散第一波長光線的弧面。

進一步的，所述量子點發光器件還包括保護層，所述保護層包覆在所述量子點層的外表面并將所述量子點層封裝在所述基板上。

進一步的，所述量子點層和保護層呈平板狀或橢球狀設置在所述基板上，其中，所述橢球狀呈背離所述基板表面的方向往外凸起。

進一步的，所述第一波長光線為藍光且所述第二波長光線包括紅光和綠光，或者，所述第一波長光線為紫光且所述第二波長光線包括紅光、綠光和藍光。

進一步的，所述量子點層中還包括用于擴散所述第二波長和第一波長光線的擴散粒子。

進一步的，所述量子點發光器件還包括封裝在所述基板與所述量子點層之間的二向色層，所述二向色層用于透射第一波長光線并反射第二波長光線。

第二方面，本發明申請實施中提供一種背光模組，包括：第一方面所述的量子點發光器件作為背光模組的背光源。

第三方面，本發明申請實施中還提供一種液晶顯示裝置，包括顯示面板和第二方面所述的背光模組，所述顯示面板設置于所述背光模組的上方并由所述背光模組提供的背光完成畫面顯示。

與相關技術相比，本發明申請實施所提出的技術方案的有益效果包括：

本發明申請實施所提供的一種量子點發光器件包括設置在發光光源上方且用于承托量子點層和透射第一波長光線的基板，在基板靠近所述發光光源的表面上設置用于擴散第一波長光線的弧面。當中心范圍內集中的第一波長光線經過弧面時，發生光擴散，擴散后的光線所形成的光束具有較低的光功率和能量，從而降低量子點材料在中心范圍內所受光功率，防止量子點材料因受集中光線照射，自身溫度過高而導致的失效，提高量子點材料的工作可靠性，保證高色域白色背光源的穩定輸出。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例并與說明書一起用于解釋本發明的原理。

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a為相關技術中的量子點發光器件的結構示意圖；

圖1b為相關技術中的量子點層所受的藍光光功率的示意圖；

圖2a為本發明實施例一所提供的一種量子點發光器件的結構示意圖；

圖2b為本發明實施例一中基板的結構示意圖；

圖2c為本發明實施例一中量子點層所受的藍光光功率的示意圖；

圖2d為本發明實施例一所提供的一種量子點發光器件的結構示意圖；

圖2e為本發明實施例一中二向色層的結構示意圖

圖3a為本發明實施例一所提供的變形例的結構示意圖；

圖3b為本發明實施例一所提供的另一變形例的結構示意圖；

圖4為本發明實施例二中提供的一種量子點發光器件的結構示意圖；

圖5a為本發明實施例三所提供的一種背光模組的結構示意圖；

圖5b為本發明實施例三中提供的變形例的結構示意圖；

圖6為本發明實施例四中提供的一種液晶顯示裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語 “上”、“下”、 “豎直”、“水平”、 “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方法或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明或者隱含的包括一個或者更多個該技術特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

實施例一：

本發明的實施例一所提供的一種量子點發光器件200，其具體結構請參照圖2a所示，該量子點發光器件200包括：基板230、由保護層240包覆并封裝在基板230上的量子點層220，及置于基板230下方且用于發射第一波長光線的發光光源210。第一波長光線經基板230透射到量子點層220中并激發其內部的量子點材料221。

具體地，基板230的具體結構請參照圖2b，基板230包括頂面231和位于頂面231下方且平行設置的底面232，在底面232上沿貼近于頂面231的方向開設內凹的弧面232a，當發光光源210所發射的第一波長光線入射到底面232時，呈內凹狀的弧面232a可對從凹面入射的光線進行擴散，由擴散后的光線所形成的光束具有較低的光功率和能量。量子點層220所受擴散光線的光功率值請參照圖2c，從圖2c中可以看出，量子點層220在中心范圍內所受光功率均勻且較低，自身溫度不會大幅上升，防止量子點材料因所受光線集中、光功率較高而導致的高溫失效。

為使得弧面232a能夠對集中在中心范圍的光線進行有效擴散，所開設的弧面232a的面積不宜過小，至少使得在由發光光源210所發出在中心范圍內的集中光線能夠落入到其弧面232a中。優選地，至少保證與發射中心成20°以內的發射角度的第一波長光線能夠落入到弧面232a中。

需要指出的是，本實施例中的弧面232a的結構形式可為規則或不規則的弧面，由于弧面結構可對從凹面入射光的線進行擴散是現有技術，所以，本領域的普通技術人員在沒有作出創造性勞動下所給出的其他弧面結構均在本發明的保護范圍內。

基板230可為能透射第一波長光線且阻隔外界環境中水分和氧氣的玻璃材質，從底部保護量子點層220阻隔外界的水分和氧氣，與包覆在外表面上的保護層240一并實現對量子點層220的整體封裝，防止量子點材料221因遇水分和氧氣而導致失效，提高量子點工作的可靠性。

具體地，如圖2d所示，封裝有量子點材料221且呈平板狀的量子點層220可通過絲網印刷或噴涂的方式設置在基板頂面231上。其中，量子點材料221是直徑為1nm-10nm且能夠表現出量子點限制效應的半導體納米晶體，不同結構尺寸的量子點材料受激可發射出不同波長的光線。

示例的，當第一波長光線為藍光時，量子點層220中封裝有在藍光激發下可發射出第二波長光線為紅光和綠光的量子點材料221，由激發所得波長范圍為620nm-760nm的紅光和波長范圍為500nm-578nm的綠光，與透射過量子點層220的藍光混合得到白色背光源；或者，當第一波長光線為紫光時，量子點層220中包括在藍光激發下可發出第二波長光線為紅光、綠光和藍光的量子點材料221，由激發所得波長范圍為620nm-760nm的紅光、波長范圍為500nm-578nm的綠光以及波長范圍為446nm-464nm的藍光，三者共同混合得到白色背光源。

由于量子點材料221受高溫、氧氣或水分的影響會引發失效，通常需要將量子點材料221進行封裝。在本實施例中，完全包覆在量子點層220外表面上的保護層240的底端與基板頂面231相接，使得量子點層220封裝在由保護層240的內表面與基板頂面231所形成的封閉空間中，防止量子點材料221因遇外界環境中的氧氣或水分而發生失效。其中，保護層240可采用氧化鋁Al₂O₃或二氧化硅SiO₂作為其材質，在有效隔離外界水分和氧氣的同時，提高量子點發光器件200的透光性。

為增大激發所得第二波長光線的出光角度并提高出光效率，優選地，在量子點層220內可均勻地封裝擴散粒子。其中，擴散粒子可以為SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、CaCO₃、BaSO₄、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS、烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚氨酯PU、有機硅聚合物中的一種或多種。擴散粒子可對量子點材料221受激發出的第二波長光線進行均勻擴散，增大第二波長光線的出光角度，提高出光效率和混光效果，同時，還可對入射到量子點層220內的第一波長光線進行擴散，防止因光線過于密集而導致局部的量子點材料221高溫失效。

為降低光線損失并提高光線利用率，優選地，在量子點層220和基板頂面231之間封裝有呈平板狀的二向色層250，具體結構請參照圖2e所示，該二向色層250可透射第一波長光線且對第二波長光線進行反射。由于量子點材料221受激所發射的第二波長光線為任意方向，其中部分光線未從量子點層220直接透射出去而是朝基板頂面向后散射，而向后散射的光線無法正常出射并造成光線額外損失。所設置的二向色層250可對向后散射的光線進行反射，使得該部分光線能夠從量子點層220直接透射出去，降低光線損失。

示例的，若第一波長光線為藍光，藍光經二向色層250透射入到量子點層220內以激發量子點材料221，激發所得到的第二波長光線包括紅光和綠光，當向后散射的紅光和綠光經置于基板頂面231上的二向色層250時發生反射，反射后的紅光和綠光從量子點層220的外表面射出，提高光線利用率。

具體地，如圖2a所示，位于基板230的下方的發光光源210可設置在電路板上，由電路板提供發光光源210工作所需的電力。示例的，當發光光源210所發射的第一波長光線具體為波長范圍為446nm-464nm的藍光時，發光光源210可選用藍色發光二極管（LED）芯片；或者，當發光光源210所發射的第一波長光線具體為波長范圍為400nm-446nm的紫光時，發光光源210可選用紫色發光二極管（LED）芯片。

作為本實施例的一種變形例，量子點層220可為橢球狀，該變形例的具體結構請參照圖3a所示，橢球狀的量子點層220沿背離基板頂面231的方向往外凸起，量子點層220的整個橢球外表面都作為出光面向外發射光線，而平板狀的量子點層的出光面為頂面且其面積小于橢球外表面的出光面積，因此，橢球狀的量子點層可增大光線的出光面積和出射角度，利于光線的擴散和均勻化。

作為本實施例的另一種變形例，在量子點層220的上方可設置用于擴散所得白色光源的透鏡260，該變形例的具體結構請參照圖3b所示，其中，透鏡260包括與頂面231固接的底面262和向外凸起的弧形外表面261，開設在底面262上的弧形凹槽263與頂面231之間形成用于放置量子點發光器件200的空腔，透鏡260可對由量子點層220發出的混合白色背光源進行均勻擴散，提高白色背光源的輸出質量。

本實施例中所提供的一種量子點發光器件結構簡單，在用于透射第一波長光線的基板底面上所開設用于擴散光線的弧面，當中心范圍內集中的激發光線經過弧面時發生光擴散，擴散后的光線所形成的光束具有較低的光功率和能量，從而降低量子點材料在中心范圍內所受光功率，防止量子點材料受集中光線照射時，由于自身溫度過高而導致的失效，同時包覆在量子點層外表面上的保護層可有效阻隔外界環境中的水分和氧氣，所以，本實施例所提供的量子點發光器件可提高量子點的工作可靠性和穩定性，保證高色域白色背光源的穩定輸出。

實施例二

圖4為本發明實施例二所提供的另一種量子點發光器件200的結構示意圖，本實施例目的在于提出具有另一種封裝結構的量子點發光器件，參照圖4所示，該量子點發光器件200包括：發光光源210、量子點層220、基板230、保護層240和封裝件270。

具體地，第一柱體271和第二柱體272相接且貫通于封裝體270的內部，第一柱體271位于第二柱體272的上方且其橫截面積大于第二柱體272的橫截面積，發光光源210設置在第一柱體271的中心處并向上方的量子點層220發射第一波長光線，基板底面232固接在第一柱體271與第二柱體272間所形成的臺階面上，在基板底面232上開設用于擴散第一波長光線的弧面，包覆在量子點層220外表面上的保護層240將量子點層220封裝在基板頂面231上，由封裝體270實現對量子點發光器件200的整體封裝。

需要說明的是，橫截面積是指與封裝體270中軸線相垂直的平面所截得平面的面積，再者，第一柱體271和第二柱體272的截面形狀可為矩形或圓形，在此不做限定。

本實施例目的在于提出另一種量子點發光器件的封裝結構，將基板和量子點層固定在封裝體內，將由封裝體實現對量子點發光器件的整體封裝，本實施例中量子點發光器件的其他結構和功能與實施例一中所提供的量子點發光器件的結構和功能相同，在此不再進行贅述。

實施例三

本發明實施例三提供一種采用直下式結構的背光模組300，參照圖5a所示，背光模組300包括上述實施例一或實施例二中所提供的量子點發光器件200，還包括呈凹槽狀的背板301，及位于量子點發光器件200上方且依次層疊設置的擴散板302和膜片303。其中，量子點發光器件200固定在背板301凹槽底部，擴散板302和膜片303由背板邊框限制在背板301內。量子點發光器件200向外發射的白色光源經擴散板302得到均勻擴散并從膜片303的表面射出，膜片303對白色光源進行彩色濾光，提高背光模組300白色光源的輸出質量。

作為本實施例的一種變形例，背光模組300還可采用側入式結構，參照圖5b所示，背光模組包括300包括上述實施例一或實施例二中所提供的量子點發光器件200，還包括呈凹槽狀的背板301，及置于背板301凹槽底板且依次層疊設置的導光板304和膜片303。其中，量子點發光器件200固定在背板301的側邊框且與導光板304的入光面相對。由量子點發光器件200向外發射的白色光源經導光板304從膜片303的表面射出。

實施例四

圖6為本實施例四中所提供的液晶顯示裝置，參照圖6所示，該液晶顯示裝置包括顯示面板501和實施例三中所提供的背光模組300，顯示面板501相對設置在背光模組400的上方并由背光模組400所提供的白色背光源完成畫面顯示。

其中，本實施例中的顯示面板501可以是TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶體管液晶顯示面板）和AMOLED（Active Matrix Organic Light Emitting Diode，有源矩陣有機發光二極管面板）等顯示面板，顯示面板501用于對影像畫面進行顯示。

綜上所述，本發明申請實施所提供的一種量子點發光器件和背光模組以及液晶顯示裝置，所提供的量子點發光器件包括設置在發光光源上方且用于承托量子點層和透射第一波長光線的基板，在基板靠近發光光源的表面上設置用于擴散第一波長光線的弧面。當中心范圍內集中的第一波長光線經過弧面時，發生光擴散，擴散后的光線所形成的光束具有較低的光功率和能量，從而降低量子點材料在中心范圍內所受光功率，防止量子點材料因受集中光線照射，自身溫度過高而導致的失效，提高量子點材料的工作可靠性，保證高色域白色背光源的穩定輸出。

盡管已經相對于一個或多個實現方式示出并描述了本發明，但是本領域技術人員基于對本說明書和附圖的閱讀和理解將會想到等價變型和修改。本發明包括所有這樣的修改和變型，并且僅由所附權利要求的范圍限制。特別地關于由上述組件執行的各種功能，用于描述這樣的組件的術語旨在對應于執行所述組件的指定功能(例如其在功能上是等價的)的任意組件(除非另外指示)，即使在結構上與執行本文所示的本說明書的示范性實現方式中的功能的公開結構不等同。此外，盡管本說明書的特定特征已經相對于若干實現方式中的僅一個被公開，但是這種特征可以與如可以對給定或特定應用而言是期望和有利的其他實現方式的一個或多個其他特征組合。而且，就術語“包括”、“具有”、“含有”或其變形被用在具體實施方式或權利要求中而言，這樣的術語旨在以與術語“包含”相似的方式包括。

以上僅是本發明的具體實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。