CN110797448A - 波长转换元件及其制备方法 - Google Patents
波长转换元件及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110797448A CN110797448A CN201810870639.3A CN201810870639A CN110797448A CN 110797448 A CN110797448 A CN 110797448A CN 201810870639 A CN201810870639 A CN 201810870639A CN 110797448 A CN110797448 A CN 110797448A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- wavelength converting
- substrate
- array
- transmitting substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 67
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 57
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 69
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 35
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 26
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 18
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 12
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 claims description 12
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 12
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Inorganic materials [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 8
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 210000003644 lens cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
本发明涉及波长转换元件及其制备方法。波长转换元件包括透光衬底、阻隔部和波长转换部。透光衬底包括阵列排布的具有凸起的第一光学单元。阻隔部包括阵列排布的具有凹槽的第二光学单元,其中,透光衬底布置在阻隔部上,使得第一光学单元的第一光学单元与阻隔部的第二光学单元一一对应,且彼此面对。波长转换部布置在透光衬底的第一光学单元的凸起的顶部以及阻隔部的第二光学单元的凹槽的底部,并介于阻隔部与所述透光衬底之间。
Description
技术领域
本发明涉及波长转换元件及其制备方法,并特别地涉及降低了像素化波长转换元件的制备难度的波长转换元件及其制备方法。
背景技术
在目前的显示领域中,显示方法主要利用DMD或LCD作为光调制器,以对照明光进行调制,从而得到图像光。然而,DMD技术掌握在美国企业手中,而LCD技术掌握在日本企业手中,形成技术垄断。新企业进入显示领域,无法绕开这些技术,从而不利于显示领域成本的降低。此外,以DMD或LCD为技术基础的显示设备,均有其效率方面的缺陷,严重制约了高亮度显示。
针对这一问题,本申请人曾经提出了一种荧光芯片结构的显示***,且还提出了适用于该显示***的像素化的波长转换元件的具体结构和制备方法。另外,欧司朗公司在公开号为WO2016087600、DE102013105533、CN105684171和CN106030836的专利申请中分别提出了适用于像素化发光装置的波长转换元件的结构及其制备方法。
图1示出了这种像素化波长转换元件100的示意图,其中,附图标记110表示波长转换材料,附图标记120表示光阻隔材料,且附图标记130表示基板。图1在上部示出了波长转换元件的平面图,且在下部示出了波长转换元件的纵向截面图。如图1所示,在基板130上,波长转换材料110形成为被光阻隔材料120彼此间隔开,从而形成像素点阵列,以将入射光转换为另一波长分布的光。光阻隔材料120不透射紫外或/和可见光,以防止不同像素间的光串扰。使用该结构的显示***可以有效的提高光的利用率,是未来显示***的一个发展方向。
在相关技术的像素化波长转换元件的制备方法中,通常,在阻隔材料上形成凹坑阵列,并然后填入波长转换材料。或者,在波长转换材料上形成凹坑阵列,并然后填入阻隔材料。
具体地,图2示出了现有技术中通常采用的像素化波长转换元件的这种制备方法。
如图2的(a)所示,第一种制备方法对波长转换材料110进行直接图案化或间接图案化。直接图案化例如为机械加工或激光刻蚀等方式,而间接图案化例如利用光刻胶作为模板进行图案化。在通过上述图案化在波长转换材料中形成凹坑阵列111之后,使用阻隔材料120填充凹坑阵列111,从而得到像素化波长转换元件。
如图2的(b)所示,第二种制备方法首先对阻隔材料120进行类似的直接图案化或间接图案化。在通过上述图案化在阻隔材料120中形成凹坑阵列121之后,使用波长转换材料110填充凹坑阵列121,从而得到像素化波长转换元件。诸如,在图2的(b)中可以省略基板130。
在这两种制备方法中,由于要求单个凹坑尺寸为几十到几百微米,所以在这类制备方法中,波长转换材料或阻隔材料的直接或间接图案化通常需要使用精密机械加工或激光刻蚀、光刻等方法来加工出凹坑阵列。由此,这些制备过程复杂,对设备要求较高。
发明内容
本发明是鉴于以上问题提出的,且旨在提供如下的像素化波长转换元件及其制备方法,该像素化波长转换元件的结构包括诸如透镜阵列或棱镜阵列等透光衬底,该衬底在制备过程中起到模具作用。具有该结构的像素化波长转换利用透镜阵列或棱镜阵列作为模具,极大地降低了像素化波长转换元件的制备难度。
另外,可以控制工艺参数、材料参数等使得在透镜阵列或棱镜阵列的表面处产生空气隙,从而发挥本身的光整形作用,对波长转换材料发出的光进行光整形,并得到特定角分布的像素化出射光。
根据本发明的一个方面,提出了一种波长转换元件,该波长转换元件可以包括:透光衬底,所述透光衬底包括阵列排布的具有凸起的第一光学单元;阻隔部,所述阻隔部包括阵列排布的具有凹槽的第二光学单元,所述透光衬底布置在所述阻隔部上,使得所述透光衬底的所述第一光学单元与所述阻隔部的所述第二光学单元一一对应,且彼此面对;及波长转换部,所述波长转换部布置在所述透光衬底的所述第一光学单元的所述凸起的顶部以及所述阻隔部的所述第二光学单元的所述凹槽的底部,并介于所述阻隔部与所述透光衬底之间。
另外,所述透光衬底可以是透镜阵列,所述透镜阵列包括作为所述第一光学单元的半球形透镜单元。或者,所述透光衬底可以是棱镜阵列,所述棱镜阵列包括作为所述第一光学单元的棱柱形棱镜单元。
另外,在所述透光衬底和所述阻隔部之间并且/或者在所述透光衬底和所述波长转换部之间可以形成有空气隙。
另外,所述阻隔部可以是通过将散射颗粒分散到硅胶、光固化胶或玻璃中并进行固化形成的。
另外,所述散射颗粒可以为TiO2、Al2O3、MgO、BaSO4中的一种或多种。
另外,所述波长转换部可以是通过将发光材料分散到硅胶、光固化胶或玻璃中并进行固化形成的。
另外,所述发光材料可以为稀土荧光粉或量子点。
根据本发明的另一方面,提出了一种用于制备波长转换元件的方法,该方法包括:在第一步骤中,将发光材料浆料涂覆在平板衬底上,以形成发光材料浆料层;在第二步骤中,将包括阵列排布的具有凸起的第一光学单元的透光衬底覆盖在所述发光材料浆料层上,使得在所述光学单元的所述凸起的顶部处粘附有所述发光材料浆料;在第三步骤中,移开粘附有所述发光材料浆料的所述透光衬底,并将粘附的所述发光材料浆料预固化,以形成预固化的波长转换部;及在第四步骤中,在第三步骤中获得结构上形成包括阵列排布的具有凹槽的第二光学单元的阻隔部。第四步骤通过如下方式中的一者来进行:(a)翻转在第三步骤中获得的结构,将散射颗粒浆料涂覆在所述透光衬底的凸起侧以形成散射颗粒浆料层,并将此时获得的结构固化,从而获得包括所述透光衬底、所述阻隔部和波长转换部的所述波长转换元件;和(b)将散射颗粒浆料涂覆在另一平板衬底上以形成散射颗粒浆料层,将第三步骤中获得的结构覆盖在所述散射颗粒浆料层上,将此时获得的结构固化,并移除所述另一平板衬底,从而获得包括所述透光衬底、所述阻隔部和所述波长转换部的所述波长转换元件。
另外,所述透光衬底可以是透镜阵列,所述透镜阵列包括作为所述第一光学单元的半球形透镜单元。或者,所述透光衬底可以是棱镜阵列,所述棱镜阵列包括作为所述第一光学单元的棱柱形棱镜单元。
另外,可以重复执行第二步骤至第三步骤两次以上,使得所述波长转换部具有预定厚度。
另外,所述透光衬底的材料的膨胀或收缩率可以不同于所述发光材料浆料和/或所述散射颗粒浆料的膨胀或收缩率,使得在第四步骤中的固化中,在所述透光衬底和所述阻隔部之间并且/或者在所述透光衬底和所述波长转换部之间形成有空气隙。
另外,所述散射颗粒浆料层可以是通过将散射颗粒分散到硅胶、光固化胶或玻璃中形成的。
另外,所述散射颗粒可以为TiO2、Al2O3、MgO、BaSO4中的一种或多种。
另外,所述发光材料浆料层可以是通过将发光材料分散到硅胶、光固化胶或玻璃中形成的。
另外,所述发光材料可以为稀土荧光粉或量子点。
根据本发明,棱镜阵列起到模具作用,从而在波长转换元件的制备过程中极大地简化了像素化波长转换元件的制备难度。
另外,根据本发明,通过控制工艺参数、材料参数等使得在透光衬底的表面处形成有空气隙,能够发挥透光衬底本身的光整形作用,对波长转换材料发出的光进行光整形,以得到特定角分布的像素化出射光。
下面结合附图和具体实施例,对本发明的技术方案进行详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,以下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而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1示出根据相关技术的像素化波长转换元件的构造。
图2示出根据相关技术的像素化波长转换元件的准备方法。
图3是示出根据本发明的第一实施例的波长转换元件的具体构造的横截面图。
图4是示出了根据本发明的第一实施例的波长转换元件的制备方法的横截面图。
图5是示出根据本发明的第二实施例的波长转换元件的具体构造的横截面图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
注意,附图是示意性的,且不是基于实际比例绘制的。附图中图示的部件的相对尺度和比例在尺寸方面被放大或缩小,且任何尺度仅是示例性的且不具有限制性。附图中的相同的结构、元件或部件由相同的附图标记表示。
第一实施例
<波长转换元件的构造>
图3是示出根据本发明的第一实施例的波长转换元件的具体构造的横截面图。
如图3所示,根据本发明的第一实施例的波长转换元件包括波长转换部11、用于对波长转换部11进行光隔离和/或光散射的阻隔部12以及作为透光衬底的透镜阵列13。具体地,透镜阵列13设置在阻隔部12上,且波长转换部11介于阻隔部12和透镜阵列13之间。
这里,透光衬底的形成材料是透光材料,也就是说其允许待被波长转换元件转换的激发光透过,同时也允许转换后的光透过;该透光材料对光的透过率大于30%以上。因此,作为透光衬底的透镜阵列13对入射的激发光进行光整形,并将其引导至波长转换部11。同时,由波长转换部11转换的光可以经由透镜阵列13出射到外部。
在本实施例中,透镜阵列13的透镜单元具有半球形凸起。然而,本发明不限于此。在本发明中,根据实际需要,透镜阵列13的透镜单元的形状可以具有任意的凸起形状。
透镜单元的凸起能够在波长转换元件的制备过程中起到模具作用和定位作用,从而极大地简化了像素化波长转换元件的制备难度。
例如,在平面布置中,透镜阵列13中的多个透镜单元的排布可以是但不限于类似于图1所示的矩阵阵列,并例如也可以是其它阵列。例如,透镜阵列13中的透镜单元可以排布成复眼结构。
阻隔部12和透镜阵列13之间的彼此面对的表面具有基本上匹配的形状。具体地,如图3所示,透镜阵列13的面对阻隔部12的表面形成有具有凸起的透镜单元,且同时阻隔部12的面对透镜阵列13的表面上形成有与各个透镜单元的凸起相对应或相匹配的凹槽。由此,阻隔部12上形成有光隔离和/或光散射单元。阻隔部12上的光隔离和/或光散射单元与透镜阵列13的透镜单元一一对应。光隔离和/或光散射单元能够用于避免相邻的波长转换部之间的光串扰,且还能够通过自身的漫反射特性使更多的光从透镜阵列13的上表面出射。
阻隔部12的形成材料是通过将用于散射激发光的散射颗粒分散于硅胶、光固化胶或玻璃中形成的,使得阻隔部12具有光隔离和/或漫反射特性。这里,例如,散射颗粒可以为TiO2、Al2O3、MgO、BaSO4等白色颗粒中的一种或多种。
阻隔部12可避免相邻的波长转换部11之间的光串扰,同时,阻隔部12的漫反射特性也使得更多的光从透镜阵列13的上表面出射。
波长转换部11可以设置成与透镜阵列13中的各个透镜单元和阻隔部12的光隔离和/或光散射单元一一对应,并因此具有与透镜阵列13中的透镜单元和阻隔部12的光隔离和/或光散射单元的数量对应的数量。具体地,每个波长转换部11可以设置在相应透镜单元的凸起顶部和阻隔部12上的光隔离和/或光散射单元的凹槽底部处,并因而介于阻隔部12和透镜阵列13之间。
波长转换部11的形成材料是通过将发光材料分散在硅胶、光固化胶或玻璃中形成的。这里,例如,发光材料可以为常用的稀土荧光粉或量子点等,优选为稀土荧光粉。
波长转换元件可接收从其上方(图3中的上侧)入射的可调制激发光。这里,例如,可以选择蓝激光作为激发光,优选的蓝激光可以是波长为473nm,例如从半导体激光器获得的激光。
具体地,激发光经由透镜阵列13的上表面入射,并穿过透镜阵列13,从而到达波长转换部11。波长转换部11对入射的激发光执行波长转换,以将其转换为特定波长分布的光。
波长转换部11和透镜阵列13之间和/或阻隔部12与透镜阵列13之间可以为光学接触或非光学接触,且优选为非光学接触。
在光学接触的情况下,透镜阵列13只起到支承和模板作用。
另一方面,在非光学接触的情况下,在波长转换部11和/或阻隔部12与透镜阵列13之间形成有引起非光学接触的空气隙,使得各个透镜单元可独自地发挥作用,对各个波长转换部11(即,像素)发出的光进行光整形,从而得到特定角分布的像素化出射光。
<波长转换元件的制备方法>
图4是示出了根据本发明的第一实施例的波长转换元件的制备方法的横截面图。
如图4的(a)所示,首先,将预先制备的发光材料浆料涂覆在平板衬底上,以形成包含发光材料的浆料层。例如,发光材料浆料是通过将发光材料分散在硅胶、光固化胶或玻璃粉中制备的混合浆料。
然后,如图4的(b)所示,将透镜阵列13覆盖在发光材料浆料层上,使得透镜阵列13中的透镜单元的顶部粘附一定量的发光材料浆料。
然后,如图4的(c)所示,将粘附有发光材料浆料的透镜阵列13从发光材料浆料层上移开,并对粘附的发光材料浆料进行加热或光照射,从而将粘附在透镜单元上的波长转换材料预固化,以得到在透镜阵列13上形成波长转换部11的结构。
通过控制发光材料浆料层的厚度、在将透镜阵列覆盖在发光材料浆料层上时施加在透镜阵列上的作用力等参数,能够控制粘附在透镜阵列13的单个透镜单元上的波长转换部11的尺寸。
为得到预定厚度的波长转换部11,可重复执行图4的(b)至图4的(c)的过程两次以上。
然后,在图4的(c)所示的结构上形成阻隔部12。例如,可以采用两种不同的制备方法来形成阻隔部12。
如图4的(d1)所示,在第一种制备方法中,将在图4(c)所示的过程中得到的结构翻转,并利用刮涂等方法在透镜阵列13的凸起侧涂覆预先制备的散射颗粒浆料,以形成包含散射颗粒的浆料层。例如,散射颗粒浆料使通过将散射颗粒分散在硅胶、光固化胶或玻璃粉中制备的混合浆料。
最后,例如通过加热或光照射对此时获得的结构进行固化以形成阻隔部12,从而得到如图4的(e)所示的像素化波长转换元件。
另一方面,在第二种制备方法中,首先将散射颗粒浆料涂覆在平板衬底上,以形成包含散射颗粒的浆料层。然后,如图4的(d2)所示,以使透镜阵列13的凸起侧面对散射颗粒浆料层的方式,将图4的(c)所示的结构覆盖在散射颗粒浆料层上。
通过控制散射颗粒浆料层的厚度、施加在透镜阵列13上的作用力等参数,可以使散射颗粒浆料全部填充或部分填充透镜阵列的相邻透镜单元之间的间隙。
最后,例如通过加热或光照射对此时获得结构进行固化以形成阻隔部12,并移除平板衬底,从而得到如图4的(e)所示的像素化波长转换元件。
不论采用图4的(d1)所示的第一种制备方法还是采用图4的(d2)所示的第二种制备方法,在获得的遮光部12的面对透镜阵列13的表面上形成了与透镜阵列13的透镜单元一一对应的光隔离和/或光散射单元。而且,光隔离和/或光散射单元具有基本上对应于或匹配于透镜单元的凸起形状的凹槽形状。
波长转换部11和/或阻隔部12在图4的(e)所示的热固化或光固化过程中会发生体积收缩。优选地,对透镜阵列13的材料与波长转换部11和/或阻隔部12的材料进行选择,使得透镜阵列13的材料的膨胀或收缩率不同于波长转换部11和/或阻隔部12的材料的膨胀或收缩率。在这种情况下,在固化之后,波长转换部11和/或阻隔部12与透镜阵列13之间形成引起非光学接触的空气隙,使得各个透镜单元可独自地发挥作用,对波长转换部11发出的光进行光整形,从而得到特定角分布的像素化出射光。
根据第一实施例,在波长转换元件的制备过程中,透镜阵列起到模具作用,从而极大地简化了像素化波长转换元件的制备难度。
另外,根据第一实施例,在波长转换元件的制备过程中,通过控制工艺参数、材料参数使得透镜阵列的表面处有空气隙,能够发挥透镜阵列本身的光整形作用,对波长转换材料发出的光进行光整形,以得到特定角分布的像素化出射光。
第二实施例
<波长转换元件的构造>
图5是示出根据本发明的第二实施例的波长转换元件的具体构造的横截面图。
与第一实施例的波长转换元件相比,根据本实施例的波长转换元件的区别在于,对于透光衬底,使用棱镜阵列23代替透镜阵列13。棱镜阵列23包括多个具有棱柱形凸起的棱镜单元。棱镜阵列23可直接使用成熟的棱镜膜(BEF)制备工艺得到。除此之外,根据第二实施例的波长转换元件的其它构造与根据第一实施例的波长转换元件相同。
具体地,根据第二实施例的波长转换元件包括波长转换部21、用于对波长转换部21进行光隔离和/或光散射的阻隔部22以及作为透光衬底的透镜阵列23。类似于第一实施例,棱镜阵列23设置在阻隔部22上,且波长转换部21介于阻隔部22和棱镜阵列23之间。
类似于第一实施例,在本实施例中,棱镜阵列23的棱镜单元具有棱柱凸起。然而,本发明不限于此。在本发明中,根据实际需要,棱镜阵列23的棱镜单元的形状可以具有任意的凸起形状。棱镜单元的凸起能够在波长转换元件的制备过程中起到模具作用和定位作用,从而极大地简化了像素化波长转换元件的制备难度。
类似于第一实施例,在本实施例中,波长转换部21和棱镜镜阵列23之间和/或阻隔部22与棱镜镜阵列23之间可以为光学接触或非光学接触。在光学接触的情况下,棱镜镜阵列23只起到支承和模板作用。另一方面,在非光学接触的情况下,棱镜镜阵列还可以同时起到对波长转换部21发出的光进行光整形的作用。优选地,波长转换部21和棱镜镜阵列23之间和/或阻隔部22与棱镜镜阵列23之间为非光学接触。
当棱镜镜阵列23与波长转换部21、阻隔材料22之间为非光学接触时,在波长转换部21和/或阻隔部22与透镜阵列23之间形成有引起非光学接触的空气隙,使得各个棱镜单元可独自地发挥作用,对波长转换部21发出的光进行光整形,从而得到特定角分布的像素化出射光。
<波长转换元件的制备方法>
根据第二实施例的波长转换材料的制备方法类似于根据第一实施例的波长转换元件的制备方法。它们之间的唯一不同点在于在根据第二实施例的制备过程中使用了棱镜阵列23以取代透镜阵列13。
类似于第一实施例,根据第二实施例,在波长转换元件的制备过程中,棱镜阵列起到模具作用和定位作用,从而极大地简化了像素化波长转换元件的制备难度。
另外,类似于第一实施例,根据第二实施例,在波长转换元件的制备过程中,通过控制工艺参数、材料参数使得棱镜阵列的表面处有空气隙,能够发挥棱镜阵列本身的光整形作用,对波长转换材料发出的光进行光整形,以得到特定角分布的像素化出射光。
虽然在本发明的第一实施例和第二实施例中利用透镜阵列13和棱镜阵列23说明了透光衬底,然而本发明的透光衬底还可以使用包括具有其它凸起的光学单元的透光衬底。透明衬底的光学单元的凸起能够在波长转换元件的制备过程中起到模具作用和定位作用,从而极大地简化了像素化波长转换元件的制备难度。
尽管在上面已经参照附图说明了本发明的实施例,但是本发明不限于此,且本领域技术人员应理解,在不偏离本发明随附权利要求书限定的精神或范围的情况下,可以做出各种改变、组合、次组合以及变型。
Claims (15)
1.一种波长转换元件,其包括:
透光衬底,所述透光衬底包括阵列排布的具有凸起的第一光学单元;
阻隔部,所述阻隔部包括阵列排布的具有凹槽的第二光学单元,所述透光衬底布置在所述阻隔部上,使得所述透光衬底的所述第一光学单元与所述阻隔部的所述第二光学单元一一对应,且彼此面对;及
波长转换部,所述波长转换部布置在所述透光衬底的所述第一光学单元的所述凸起的顶部以及所述阻隔部的所述第二光学单元的所述凹槽的底部,并介于所述阻隔部与所述透光衬底之间。
2.根据权利要求1所述的波长转换元件,其中,
所述透光衬底是透镜阵列,所述透镜阵列包括作为所述第一光学单元的半球形透镜单元,或者
所述透光衬底是棱镜阵列,所述棱镜阵列包括作为所述第一光学单元的棱柱形棱镜单元。
3.根据权利要求1或2所述的波长转换元件,其中,在所述透光衬底和所述阻隔部之间并且/或者在所述透光衬底和所述波长转换部之间形成有空气隙。
4.根据权利要求1或2所述的波长转换元件,其中,所述阻隔部是通过将散射颗粒分散到硅胶、光固化胶或玻璃中并进行固化形成的。
5.根据权利要求4所述的波长转换元件,其中,所述散射颗粒为TiO2、Al2O3、MgO、BaSO4中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的波长转换元件,其中,所述波长转换部是通过将发光材料分散到硅胶、光固化胶或玻璃中并进行固化形成的。
7.根据权利要求6所述的波长转换元件,其中,所述发光材料为稀土荧光粉或量子点。
8.一种用于制备波长转换元件的方法,其包括:
在第一步骤中,将发光材料浆料涂覆在平板衬底上,以形成发光材料浆料层;
在第二步骤中,将包括阵列排布的具有凸起的第一光学单元的透光衬底覆盖在所述发光材料浆料层上,使得在所述光学单元的所述凸起的顶部处粘附有所述发光材料浆料;
在第三步骤中,移开粘附有所述发光材料浆料的所述透光衬底,并将粘附的所述发光材料浆料预固化,以形成预固化的波长转换部;及
在第四步骤中,在第三步骤中获得结构上形成包括阵列排布的具有凹槽的第二光学单元的阻隔部,
其中,第四步骤通过如下方式中的一者来进行:
(a)翻转在第三步骤中获得的结构,将散射颗粒浆料涂覆在所述透光衬底的凸起侧以形成散射颗粒浆料层,并将此时获得的结构固化,从而获得包括所述透光衬底、所述阻隔部和波长转换部的所述波长转换元件;和
(b)将散射颗粒浆料涂覆在另一平板衬底上以形成散射颗粒浆料层,将第三步骤中获得的结构覆盖在所述散射颗粒浆料层上,将此时获得的结构固化,并移除所述另一平板衬底,从而获得包括所述透光衬底、所述阻隔部和所述波长转换部的所述波长转换元件。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,
所述透光衬底是透镜阵列,所述透镜阵列包括作为所述第一光学单元的半球形透镜单元,或者
所述透光衬底是棱镜阵列,所述棱镜阵列包括作为所述第一光学单元的棱柱形棱镜单元。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其中,重复执行第二步骤至第三步骤两次以上,使得所述波长转换部具有预定厚度。
11.根据权利要求8或9所述的方法,其中,所述透光衬底的材料的膨胀或收缩率不同于所述发光材料浆料和/或所述散射颗粒浆料的膨胀或收缩率,使得在第四步骤中的固化中,在所述透光衬底和所述阻隔部之间并且/或者在所述透光衬底和所述波长转换部之间形成有空气隙。
12.根据权利要求8或9所述的方法,其中,所述散射颗粒浆料层是通过将散射颗粒分散到硅胶、光固化胶或玻璃中形成的。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述散射颗粒为TiO2、Al2O3、MgO、BaSO4中的一种或多种。
14.根据权利要求8或9所述的方法,其中,所述发光材料浆料层是通过将发光材料分散到硅胶、光固化胶或玻璃中形成的。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述发光材料为稀土荧光粉或量子点。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810870639.3A CN110797448B (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 波长转换元件及其制备方法 |
PCT/CN2019/076649 WO2020024583A1 (zh) | 2018-08-02 | 2019-03-01 | 波长转换元件及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810870639.3A CN110797448B (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 波长转换元件及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110797448A true CN110797448A (zh) | 2020-02-14 |
CN110797448B CN110797448B (zh) | 2021-09-21 |
Family
ID=69230572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810870639.3A Active CN110797448B (zh) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | 波长转换元件及其制备方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110797448B (zh) |
WO (1) | WO2020024583A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN210241214U (zh) | 2016-11-25 | 2020-04-03 | 昕诺飞控股有限公司 | 固态照明灯和灯具 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007311445A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置及びその製造方法 |
CN101160670A (zh) * | 2005-03-29 | 2008-04-09 | 飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司 | 有利于背后照明的led广角发射透镜 |
CN101436582A (zh) * | 2007-11-14 | 2009-05-20 | 精碟科技股份有限公司 | 分离式波长转换单元的发光二极管光源装置及其波长转换单元 |
WO2011016650A2 (ko) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 주식회사 동진쎄미켐 | 광학소자의 투광부 패키지 방법 및 장치 |
CN102918667A (zh) * | 2010-12-28 | 2013-02-06 | Lg电子株式会社 | 光学器件以及使用其的发光二极管封装,以及背光装置 |
US20140168988A1 (en) * | 2011-05-24 | 2014-06-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optical element, optoelectronic component and method for the production thereof |
CN104006334A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种背光模组及显示装置 |
CN107272317A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-10-20 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | 荧光芯片及其波长转换装置的制备方法以及显示*** |
CN107482104A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-15 | 武汉纺织大学 | 量子点aao曲面薄膜、量子点薄膜透镜、制备方法及量子点转换白光led、封装方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010225791A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
US8771577B2 (en) * | 2010-02-16 | 2014-07-08 | Koninklijke Philips N.V. | Light emitting device with molded wavelength converting layer |
JP6345266B2 (ja) * | 2014-03-10 | 2018-06-20 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | 波長変換素子、波長変換素子を含む発光半導体コンポーネント、波長変換素子の製造方法、および波長変換素子を含む発光半導体コンポーネントの製造方法 |
CN106098906B (zh) * | 2016-06-13 | 2019-08-16 | 青岛海信电器股份有限公司 | 量子点发光装置封装件、背光模组及液晶显示装置 |
-
2018
- 2018-08-02 CN CN201810870639.3A patent/CN110797448B/zh active Active
-
2019
- 2019-03-01 WO PCT/CN2019/076649 patent/WO2020024583A1/zh active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101160670A (zh) * | 2005-03-29 | 2008-04-09 | 飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司 | 有利于背后照明的led广角发射透镜 |
JP2007311445A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置及びその製造方法 |
CN101436582A (zh) * | 2007-11-14 | 2009-05-20 | 精碟科技股份有限公司 | 分离式波长转换单元的发光二极管光源装置及其波长转换单元 |
WO2011016650A2 (ko) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 주식회사 동진쎄미켐 | 광학소자의 투광부 패키지 방법 및 장치 |
CN102918667A (zh) * | 2010-12-28 | 2013-02-06 | Lg电子株式会社 | 光学器件以及使用其的发光二极管封装,以及背光装置 |
US20140168988A1 (en) * | 2011-05-24 | 2014-06-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optical element, optoelectronic component and method for the production thereof |
CN104006334A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-27 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种背光模组及显示装置 |
CN107272317A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-10-20 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | 荧光芯片及其波长转换装置的制备方法以及显示*** |
CN107482104A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-15 | 武汉纺织大学 | 量子点aao曲面薄膜、量子点薄膜透镜、制备方法及量子点转换白光led、封装方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110797448B (zh) | 2021-09-21 |
WO2020024583A1 (zh) | 2020-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3252525B1 (en) | Display device and method for manufacturing the same | |
US20180284534A1 (en) | Quantum dot color filter, liquid crystal panel and liquid crystal display device thereof | |
US6930816B2 (en) | Spatial light modulator, spatial light modulator array, image forming device and flat panel display | |
US7737636B2 (en) | LED assembly with an LED and adjacent lens and method of making same | |
US11335874B2 (en) | Quantum dot color filter substrate, fabricating method thereof, and display panel | |
KR101969462B1 (ko) | 광발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법 | |
WO2019080536A1 (zh) | 背光模组、显示屏及终端 | |
JP5078265B2 (ja) | 対向基板、液晶表示素子及び液晶プロジェクタ | |
CN110690243B (zh) | 一种显示面板及显示面板的制备方法 | |
CN112133811B (zh) | 显示面板、显示装置及显示面板的制备方法 | |
US20120140148A1 (en) | Liquid crystal display panel, method for manufacturing liquid crystal display panel, and liquid crystal display device | |
TW200405060A (en) | Microlens array substrate and fabrication method thereof, and projection-type liquid crystal display device using same | |
US10823897B2 (en) | Light guide plate and manufacturing method thereof, backlight module and display device | |
JP6753457B2 (ja) | 発光モジュール | |
CN107450218B (zh) | 光致发光显示装置及其制造方法 | |
KR102344911B1 (ko) | 광루미네선스 장치, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치 | |
CN110161746A (zh) | 显示装置和制造显示装置的方法 | |
CN110797448B (zh) | 波长转换元件及其制备方法 | |
KR20190006137A (ko) | 광학 부재, 이를 포함하는 표시 장치 및 광학 부재의 제조 방법 | |
US20110140130A1 (en) | Method for Forming a Thin-film Structure of a Light-Emitting Device via Nanoimprint | |
CN109599037B (zh) | 显示面板及其制备方法 | |
KR102236357B1 (ko) | 색변환 기능을 갖는 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법 | |
Kim et al. | Integration of prism sheet on quantum dot film with bridge patterns to enhance luminance of LED backlight unit | |
CN114420803A (zh) | 一种Micro-LED显示模组的制备方法、显示模组及显示装置 | |
CN113346000A (zh) | 量子点色转换层的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |