CN106384776B - 一种三明治型量子点led灯珠的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于LED背光加工领域，具体涉及一种三明治型量子点LED灯珠的封装方法。所述方法采用的量子点材料的半波宽较窄，能极大提升LED灯珠的色域值，所得LED灯珠色域值可达NTSC 94％以上；使用三次点胶的三明治结构来保护量子点荧光粉，减少了湿气、氧气对LED灯珠中量子点材料的侵蚀；同时避免量子点材料直接接触芯片，受芯片表面高温的影响，提高了灯珠的可靠性；采用量子点荧光粉获得白光LED灯珠，由于量子点荧光粉激发效率高，封装作业过程中荧光粉浓度较低，降低了封装作业的难度及产品不良率，适合大批量工业化生产；具有极大的市场前景和经济价值。
Description
技术领域
本发明属于LED背光加工领域，具体涉及一种三明治型量子点LED灯珠的封装方法。
背景技术
进入二十一世纪以来，背光源技术发展迅速，不断有新技术、新产品推出，LED背光已成为市场主流。与传统的CCFL背光源相比，LED背光具有高色域、高亮度、长寿命、节能环保、实时色彩可控等诸多优点，特别是高色域的LED背光源使应用其的电视、手机、平板电脑等电子产品屏幕具有更加鲜艳的颜色，色彩还原度更高。目前常用的LED背光源采用蓝光芯片激发YAG黄光荧光粉的形式，因背光源中缺少红光成分，色域值只能达到NTSC 65％～72％。为了进一步提高色域值，技术人员普遍采用了蓝光芯片同时激发红光荧光粉、绿光荧光粉的方式，但由于现用荧光粉的半波宽较宽，故即使采用这种方式，也只能将背光源的色域值提升至NTSC 80％左右。同时，现有荧光粉的激发效率低，为实现高色域白光需要大量荧光粉，导致LED封装过程中荧光粉的浓度(荧光粉占封装胶水的比例)很高，从而极大地增加了封装作业的难度以及产品的不良率。
近年来，量子点材料逐渐受到重视，特别是量子点荧光粉具有光谱随尺寸可调、发射峰半波宽窄、斯托克斯位移大、激发效率高等一系列独特的光学性能，受到LED背光行业的广泛关注。目前，量子点荧光粉实现高色域白光的方式主要有：(1)将量子点荧光粉制成光学膜材，填充于导光板或者贴于液晶屏幕内，通过蓝光或紫外光背光灯珠激发，获得高色域白光；(2)将量子点荧光粉制成玻璃管，置于屏幕侧面，通过蓝光或紫外光背光灯珠激发，获得高色域白光。这两种实现方式已有相关产品推出，例如TCL的量子点膜电视。但是，这两种实现方式的工艺复杂、光转化效率低、成本较高，很难实现大规模产业化。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术工艺复杂、光转化效率低、成本较高，很难实现大规模产业化的技术瓶颈，从而提出一种色域值高、避免量子点荧光粉的受外界湿气、氧气影响、良率高、可大批量工业化生产的三明治型三明治型量子点LED灯珠的封装方法。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种三明治型量子点LED灯珠的封装方法，所述封装方法的步骤如下：
1)第一次取封装胶水，滴入已经固定有紫外光或蓝光芯片的LED支架中，滴入的封装胶水占支架内部容积的5％-60％；
2)将步骤1)所得滴有封装胶水的LED支架烘烤处理，使封装胶水固化；
3)称取至少两种荧光粉混合作为发光材料，其中至少一种荧光粉为量子点荧光粉；
4)再称取封装胶水，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行搅拌处理，获得量子点荧光胶；所述发光材料和加入发光材料中的所述封装胶水的质量比为1：1-300；
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶滴入步骤2)所得的经过烘烤处理的LED支架中，将量子点荧光胶置于已经固化的封装胶水之上；
步骤1)中第一次滴入的封装胶水加上本步骤滴入的量子点荧光胶水的总体积占支架杯壳内部容积的10％-80％；
6)将步骤5)所得滴有量子点荧光胶的LED支架置于烘箱中，在烘烤处理，使量子点荧光胶固化；
7)第三次取封装胶水，滴入步骤6)所得已经出烤的LED杯壳中，封装胶水置于已经固化的量子点荧光胶之上，三次滴入胶水的总体积占支架内部容积的大于80％、小于等于100％；
8)将步骤7)所得滴有封装胶水的LED支架烘烤处理，使第三次滴入的封装胶水固化，得到量子点LED灯珠。
优选的，所述量子点荧光粉的组成为：BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbS、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中的至少一种。
优选的，所述发光材料除了量子点荧光粉以外的荧光粉为掺杂稀土元素的无机荧光粉；
所述无机荧光粉为硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、氮化物、氟化物荧光粉中的至少一种。
优选的，所述发光材料的发射光峰值波长为450-660nm。
优选的，所述封装胶水为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的至少一种。
优选的，所述紫外光芯片波长为230-400nm。
优选的，所述蓝光芯片波长为420-480nm。
优选的，所述步骤2)中，所述烘烤的温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
优选的，所述烘烤的温度为50-160℃，时间为0.5-8h。
更为优选的，所述步骤8)中，所述烘烤温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)与现有技术方案相比，量子点材料的半波宽较窄，能极大提升LED灯珠的色域值，本发明所得LED灯珠色域值可达NTSC 94％以上。
(2)与现有封装方法相比，使用三次点胶的三明治结构来保护量子点荧光粉，减少了湿气、氧气对LED灯珠中量子点材料的侵蚀；同时避免量子点材料直接接触芯片，受芯片表面高温的影响，提高了灯珠的可靠性。
(3)与现有封装工艺相比，本发明采用量子点荧光粉获得白光LED灯珠，由于量子点荧光粉激发效率高，封装作业过程中荧光粉浓度较低，降低了封装作业的难度及产品不良率，适合大批量工业化生产。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为实施例1中未涂覆封装胶A的LED灯珠示意图；
图2为实施例2中涂覆封装胶A后的LED灯珠示意图；
图3为实施例3中涂敷量子点荧光胶B的LED灯珠示意图；
图4为实施例1中量子点荧光胶B上再加封封装胶C的LED灯珠示意图；
图5为实施例4所得量子点LED灯珠的发射光谱。
图中附图标记表示为：1-支架；2-金属镀层；3-芯片；4-键合线；5-封装胶水A；6-发光材料A；7-发光材料B；8封装胶水B；9-封装胶水C。
具体实施方式
实施例
实施例1：
1)取一定量的环氧类封装胶水A，滴入已经固定有蓝光芯片(芯片发射光波长为420nm)的LED支架中，控制滴入的封装胶水A占支架杯壳内部容积的60％。
2)将步骤1)所得滴有封装胶水A的LED支架置于烘箱中，在180℃下烘烤0.5h，使封装胶水A固化。
3)称取0.55g发射光波长为632nm的氟化物红光荧光粉，称取0.03g发射光波长为538nm的NaCl、Fe2O3绿光量子点荧光粉，共同置于容器中。
4)称取1.35g的硅胶类封装胶水B，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行真空脱泡搅拌，获得量子点荧光胶B。
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶B滴入步骤2)所得的已经出烤的LED杯壳中，控制第一次滴入的封装胶水A加上此次滴入的量子点荧光胶水B的总体积占支架杯壳内部容积的75％。
6)将步骤5)所得滴有量子点荧光胶的LED支架置于烘箱中，在160℃下烘烤0.5h，使量子点荧光胶B固化。
7)再取一定量的硅胶类封装胶水C，滴入步骤6)所得LED灯珠中，封装胶水C置于已经固化的量子点荧光胶B之上，三次滴入胶水总体积占支架杯壳内部容积的100％。
8)将步骤7)所得滴有封装胶水C的LED支架置于烘箱中，在180℃下烘烤0.5h，使第三次滴入的封装胶水C固化，即得到量子点LED灯珠，灯珠的色域值高，可靠性好。
实施例2：
1)取一定量的环氧类封装胶水A，滴入已经固定有蓝光芯片(芯片发射光波长为480nm)的LED支架中，控制滴入的封装胶水A占支架杯壳内部容积的10％。
2)将步骤1)所得滴有封装胶水A的LED支架置于烘箱中，在80℃下烘烤12h，使封装胶水A固化。
3)称取0.04g发射光波长为660nm的PbTe红光量子点荧光粉，称取0.02g发射光波长为540nm的Cd(SxSe1-x)绿光量子点荧光粉，共同置于容器中。
4)称取3.20g的环氧类封装胶水B，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行真空脱泡搅拌，获得量子点荧光胶B。
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶B滴入步骤2)所得的已经出烤的LED杯壳中，控制第一次滴入的封装胶水A加上此次滴入的量子点荧光胶水B的总体积占支架杯壳内部容积的80％。
6)将步骤5)所得滴有量子点荧光胶的LED支架置于烘箱中，在50℃下烘烤8h，使量子点荧光胶B固化。
7)再取一定量的硅胶类封装胶水C，滴入步骤6)所得LED灯珠中，封装胶水C置于已经固化的量子点荧光胶B之上，三次滴入胶水总体积占支架杯壳内部容积的95％。
8)将步骤7)所得滴有封装胶水C的LED支架置于烘箱中，在120℃下烘烤4h，使第三次滴入的封装胶水C固化，即得到量子点LED灯珠，灯珠的色域值高，可靠性好。
实施例3：
1)取一定量的硅胶类封装胶水A，滴入已经固定有紫外光芯片(芯片发射光波长为360nm)的LED支架中，控制滴入的封装胶水A占支架杯壳内部容积的35％。
2)将步骤1)所得滴有封装胶水A的LED支架置于烘箱中，在100℃下烘烤7h，使封装胶水A固化。
3)称取0.85g发射光波长为625nm的硅酸盐红光荧光粉，0.34g发射光波长为530nm的铝酸盐绿光荧光粉，以及0.02g发射光波长为473nm的In2O3蓝光量子点荧光粉，共同置于容器中。
4)称取2.33g的硅胶类封装胶水B，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行真空脱泡搅拌，获得量子点荧光胶B。
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶B滴入步骤2)所得的已经出烤的LED杯壳中，控制第一次滴入的封装胶水A加上此次滴入的量子点荧光胶水B的总体积占支架杯壳内部容积的65％。
6)将步骤5)所得滴有量子点荧光胶的LED支架置于烘箱中，在75℃下烘烤6h，使量子点荧光胶B固化。
7)再取一定量的硅胶类封装胶水C，滴入步骤6)所得LED灯珠中，封装胶水C置于已经固化的量子点荧光胶B之上，三次滴入胶水总体积占支架杯壳内部容积的80％。
8)将步骤7)所得滴有封装胶水C的LED支架置于烘箱中，在135℃下烘烤2h，使第三次滴入的封装胶水C固化，即得到量子点LED灯珠，灯珠的色域值高，可靠性好。
实施例4：
1)取一定量的硅胶类封装胶水A，滴入已经固定有蓝光芯片(芯片发射光波长为447nm)的LED支架中，控制滴入的封装胶水A占支架杯壳内部容积的15％。
2)将步骤1)所得滴有封装胶水A的LED支架置于烘箱中，在100℃下烘烤9h，使封装胶水A固化。
3)称取0.07g发射光波长为631nm的CdS红光量子点荧光粉，称取0.05g发射光波长为535nm的GaS绿光量子点荧光粉，共同置于容器中。
4)称取2.21g的环氧类封装胶水B，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行真空脱泡搅拌，获得量子点荧光胶B。
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶B滴入步骤2)所得的已经出烤的LED杯壳中，控制第一次滴入的封装胶水A加上此次滴入的量子点荧光胶水B的总体积占支架杯壳内部容积的75％。
6)将步骤5)所得滴有量子点荧光胶的LED支架置于烘箱中，在90℃下烘烤7h，使量子点荧光胶B固化。
7)再取一定量的硅胶类封装胶水C，滴入步骤6)所得LED灯珠中，封装胶水C置于已经固化的量子点荧光胶B之上，三次滴入胶水总体积占支架杯壳内部容积的90％。
8)将步骤7)所得滴有封装胶水C的LED支架置于烘箱中，在110℃下烘烤2h，使第三次滴入的封装胶水C固化，即得到量子点LED灯珠，灯珠的色域值高，可靠性好。
实验例
测试实施例1-4所述的量子点LED灯珠的色坐标和色域值，结果如表1所示。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 色坐标 | (0.30,0.31) | (0.29,0.28) | (0.33,0.31) | (0.30,0.28) |
| NTSC色域值 | 94.8％ | 98.4％ | 97.3％ | 96.1％ |
上述结果显示，采用实施例1-4的方法得到的量子点LED灯珠的光色都在白光区，且具有高色域值，色域值均可达94％以上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种三明治型量子点LED灯珠的封装方法，其特征在于，所述封装方法的步骤如下：
1)第一次取封装胶水，滴入已经固定有紫外光或蓝光芯片的LED支架中，滴入的封装胶水占支架内部容积的5％-60％；
2)将步骤1)所得滴有封装胶水的LED支架烘烤处理，使封装胶水固化；
3)称取至少两种荧光粉混合作为发光材料，其中至少一种荧光粉为量子点荧光粉；
4)再称取封装胶水，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行搅拌处理，获得量子点荧光胶；所述发光材料和加入发光材料中的所述封装胶水的质量比为1：1-300；
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶滴入步骤2)所得的经过烘烤处理的LED支架中，将量子点荧光胶置于已经固化的封装胶水之上；
步骤1)中第一次滴入的封装胶水加上本步骤滴入的量子点荧光胶水的总体积占支架杯壳内部容积的10％-80％；
6)将步骤5)所得滴有量子点荧光胶的LED支架置于烘箱中，在烘烤处理，使量子点荧光胶固化；
7)第三次取封装胶水，滴入步骤6)所得已经出烤的LED杯壳中，封装胶水置于已经固化的量子点荧光胶之上，三次滴入胶水的总体积占支架内部容积的大于80％、小于等于100％；
8)将步骤7)所得滴有封装胶水的LED支架烘烤处理，使第三次滴入的封装胶水固化，得到量子点LED灯珠。
2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述量子点荧光粉的组成为：BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbS、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中的至少一种。
3.如权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述发光材料除了量子点荧光粉以外的荧光粉为掺杂稀土元素的无机荧光粉；
所述无机荧光粉为硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、氮化物、氟化物荧光粉中的至少一种。
4.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述发光材料的发射光峰值波长为450-660nm。
5.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述封装胶水为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的至少一种。
6.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述紫外光芯片波长为230-400nm。
7.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述蓝光芯片波长为420-480nm。
8.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述烘烤的温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
9.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述步骤6)中，所述烘烤的温度为50-160℃，时间为0.5-8h。
10.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述步骤8)中，所述烘烤温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
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