[发明专利]波长转换元件及其制备方法

说明书

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。

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系统，且还提出了适用于该显示系统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。使用该结构的显示系统可以有效的提高光的利用率，是未来显示系统的一个发展方向。

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。