CN107565003B - 量子点led封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种量子点LED封装结构，包括非金属支架、LED芯片、第一阻隔层、量子点硅胶层、第二阻隔层以及未掺杂硅胶层，所述量子点硅胶层能够提升液晶显示器的色域与色彩饱和度，所述第一阻隔层能够对LED芯片进行散热并阻挡外界水氧对LED芯片的侵袭，所述第二阻隔层能够阻挡外界水氧对量子点硅胶层与LED芯片的侵袭并进一步起到散热效果，因此本发明的量子点LED封装结构为量子点提供了一个隔绝水氧且散热效果好的环境，有利于提高量子点的发光效率与使用寿命。与现有的量子点LED封装结构相比，本发明的量子点LED封装结构可靠性高，制作成本低，且易于实现液晶显示器的窄边框显示。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点LED封装结构。
背景技术
随着半导体照明技术的发展，发光二极管(LED)作为背光源已广泛应用于平板电脑、笔记本电脑、液晶显示器、大尺寸液晶电视及室内外照明等领域中。
目前液晶显示器件中，普遍采用白光LED作背光源，而最普遍的白光LED为蓝光发光芯片加黄色YAG荧光粉的结构，采用这种LED的液晶屏色彩饱和度较低(一般为72％NTSC色域)，颜色不够鲜艳，为了提高色彩饱和度，通常把黄色荧光粉更改为红色绿色(RG)荧光粉，但这种方式最多只能提高25％左右的色域(90％NTSC色域)，无法满足新的BT.2020色域标准(相当于134％NTSC色域)，目前可实现80％BT.2020色域以上的技术只有采用具有窄发光光谱的量子点材料最容易实现。
量子点(Quantum Dot)是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构，又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。
图1为红光量子点与绿光量子点的吸收光谱图，图2为红光量子点与绿光量子点的发射光谱图，图1与图2中，灰色线代表绿光量子点，黑色线代表红光量子点，从图2中可以看出，红光量子点与绿光量子点发光的半峰宽(FWHM)都很窄，因此在光源中添加量子点可大幅提高液晶显示器的色域，但是，若将量子点暴露在水氧环境下，其荧光效率会不可逆的迅速下降，所以量子点的封装需要很好的隔绝水氧，另外，量子点材料随温度的升高，发光效率会逐渐下降，发光波长也会红移，故量子点的封装需要隔绝高温或者有较好的散热环境。
目前在量子点的背光应用中，量子点主要的封装方式为封装在玻璃管中或封装在隔水隔氧PET薄膜中，但前者使用的玻璃易碎，光利用率较低，不易实现液晶显示器的窄边框显示，后者则容易产生背光边缘蓝色色偏并具有高成本的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子点LED封装结构，采用量子点提升液晶显示器的色域与色彩饱和度，同时为量子点提供一个隔绝水氧且散热效果较好的环境，有利于提高量子点的发光效率与使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供一种量子点LED封装结构，包括：
非金属支架，包括底板及连接于底板周围的侧壁；
LED芯片，固定于所述底板上，所述LED芯片的厚度小于所述侧壁的高度；
第一阻隔层，包覆于所述侧壁、LED芯片及底板表面，所述第一阻隔层表面对应于所述LED芯片处形成一凹槽；
量子点硅胶层，设于所述凹槽内；
第二阻隔层，包覆于所述第一阻隔层与量子点硅胶层表面；
以及未掺杂硅胶层，包覆于所述第二阻隔层表面。
所述非金属支架的材料包括聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧树脂注塑化合物、陶瓷、片状模塑料、及液晶聚合物中的一种或多种。
所述底板与侧壁一体成型。
所述第一阻隔层的材料包括二氧化硅、氮化铝、氮化铝氮化硅复合物、氧化铝、铝、银、铅、锡中的一种或多种。
所述量子点硅胶层包括硅胶及分散于硅胶中的红色量子点与绿色量子点。
所述LED芯片为蓝光LED芯片。
所述第二阻隔层的材料包括无机非金属材料、金属氧化物及金属氮化物中的一种或多种。
所述第二阻隔层的材料包括二氧化硅、氮化铝、氮化铝氮化硅复合物、及氧化铝中的一种或多种。
所述未掺杂硅胶层的折射率小于所述第二阻隔层的折射率。
所述量子点LED封装结构还包括穿过所述底板与所述LED芯片的底部相连接的金属支架。
本发明的有益效果：本发明提供的一种量子点LED封装结构，包括非金属支架、LED芯片、第一阻隔层、量子点硅胶层、第二阻隔层以及未掺杂硅胶层，所述量子点硅胶层能够提升液晶显示器的色域与色彩饱和度，所述第一阻隔层能够对LED芯片进行散热并阻挡外界水氧对LED芯片的侵袭，所述第二阻隔层能够阻挡外界水氧对量子点硅胶层与LED芯片的侵袭并进一步起到散热效果，因此本发明的量子点LED封装结构为量子点提供了一个隔绝水氧且散热效果好的环境，有利于提高量子点的发光效率与使用寿命。与现有的量子点LED封装结构相比，本发明的量子点LED封装结构可靠性高，制作成本低，且易于实现液晶显示器的窄边框显示。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为红光量子点与绿光量子点的吸收光谱图；
图2为红光量子点与绿光量子点的发射光谱图；
图3为本发明的量子点LED封装结构的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3，本发明提供一种量子点LED封装结构，包括：
非金属支架10，包括底板11及连接于底板11周围的侧壁12；
LED芯片20，固定于所述底板11上，所述LED芯片20的厚度小于所述侧壁12的高度；
第一阻隔层30，包覆于所述侧壁12、LED芯片20及底板11表面，所述第一阻隔层30表面对应于所述LED芯片20处形成一凹槽35；
量子点硅胶层40，设于所述凹槽35内；
第二阻隔层50，包覆于所述第一阻隔层30与量子点硅胶层40表面；
以及未掺杂硅胶层60，包覆于所述第二阻隔层50表面。
所述非金属支架10的作用在于承载所述LED芯片20，并且对所述LED芯片20发出的光起到反射作用，使光线沿同一方向出射，提高出光效率。
具体的，所述非金属支架10的材料包括聚邻苯二甲酰胺(PPA，Polyphthalamide)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT，poly(1,4-cyclohexylene dimethyleneterephthalate))、环氧树脂注塑化合物(EMC，Epoxy Molding Compond)、陶瓷、片状模塑料(SMC，Sheet Molding Compound)、及液晶聚合物(LCP，Liquid Crystal Polymer)中的一种或多种。
优选的，所述底板11与侧壁12一体成型。
具体的，所述第一阻隔层30能够阻挡外界水氧对LED芯片20的侵袭并且对LED芯片20起到散热效果。
具体的，所述第一阻隔层30的材料包括二氧化硅(SiO2)、氮化铝(AIN)、氮化铝氮化硅复合物(SiAlN)、氧化铝(Al2O3)、铝(Al)、银(Ag)、铅(Pb)、锡(Sn)中的一种或多种，以上材料均为低透水透氧率材料。
具体的，所述第一阻隔层30采用低温溅射、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)或热蒸发的方式形成，制备方法简单，制备成本低。
具体的，所述量子点硅胶层40包括硅胶及分散于硅胶中的红色量子点与绿色量子点；所述LED芯片20为蓝光LED芯片；所述LED芯片20接通电源后发出蓝光，所述蓝光射入所述量子点硅胶层40后激发所述量子点硅胶层40中的红色量子点与绿色量子点发出红光与绿光，所述量子点硅胶层40发出的红光和绿光与所述LED芯片20发出的蓝光混合后形成白光射出。
具体的，所述量子点硅胶层40中的硅胶可填充第一阻隔层30在沉积过程中形成的表面缺陷，防止LED芯片20在使用过程中造成环境温度湿度急剧变化导致第一阻隔层30出现薄膜龟裂。
具体的，所述第二阻隔层50能够阻挡外界水氧对量子点硅胶层40与LED芯片20的侵袭同时起到散热效果。
具体的，所述第二阻隔层50的材料包括无机非金属材料、金属氧化物及金属氮化物中的一种或多种，优选的，包括二氧化硅(SiO2)、氮化铝(AIN)、氮化铝氮化硅复合物(SiAlN)、及氧化铝(Al2O3)中的一种或多种，以上材料均为低透水透氧率材料。
具体的，所述未掺杂硅胶层60可填充第二阻隔层50在沉积过程中形成的表面缺陷，防止LED芯片20在使用过程中造成环境温度湿度急剧变化导致第二阻隔层50出现薄膜龟裂，同时具有阻隔外界水氧的作用。
具体的，所述未掺杂硅胶层60的折射率小于所述第二阻隔层50的折射率，从而有利于光线射出，提高出光效率。
具体的，所述量子点LED封装结构还包括穿过所述底板11与所述LED芯片20的底部相连接的金属支架70，所述金属支架70用于实现所述LED芯片20与外界电源的连接。
值得一提的是，本文中所提到的硅胶均为硅橡胶，即聚硅氧烷。
综上所述，本发明提供一种量子点LED封装结构，包括非金属支架、LED芯片、第一阻隔层、量子点硅胶层、第二阻隔层以及未掺杂硅胶层，所述量子点硅胶层能够提升液晶显示器的色域与色彩饱和度，所述第一阻隔层能够对LED芯片进行散热并阻挡外界水氧对LED芯片的侵袭，所述第二阻隔层能够阻挡外界水氧对量子点硅胶层与LED芯片的侵袭并进一步起到散热效果，因此本发明的量子点LED封装结构为量子点提供了一个隔绝水氧且散热效果好的环境，有利于提高量子点的发光效率与使用寿命。与现有的量子点LED封装结构相比，本发明的量子点LED封装结构可靠性高，制作成本低，且易于实现液晶显示器的窄边框显示。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种量子点LED封装结构，其特征在于，包括：
非金属支架(10)，包括底板(11)及连接于底板(11)周围的侧壁(12)；
LED芯片(20)，固定于所述底板(11)上，所述LED芯片(20)的厚度小于所述侧壁(12)的高度；
第一阻隔层(30)，包覆于所述侧壁(12)、LED芯片(20)及底板(11)表面，所述第一阻隔层(30)表面对应于所述LED芯片(20)处形成一凹槽(35)；
量子点硅胶层(40)，设于所述凹槽(35)内；
第二阻隔层(50)，包覆于所述第一阻隔层(30)与量子点硅胶层(40)表面；
以及未掺杂硅胶层(60)，包覆于所述第二阻隔层(50)表面；
所述第一阻隔层(30)的材料包括二氧化硅、氮化铝、氮化铝氮化硅复合物、氧化铝、铝、银、铅、锡中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的量子点LED封装结构，其特征在于，所述非金属支架(10)的材料包括聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯、环氧树脂注塑化合物、陶瓷、片状模塑料、及液晶聚合物中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的量子点LED封装结构，其特征在于，所述底板(11)与侧壁(12)一体成型。
4.如权利要求1所述的量子点LED封装结构，其特征在于，所述量子点硅胶层(40)包括硅胶及分散于硅胶中的红色量子点与绿色量子点。
5.如权利要求1所述的量子点LED封装结构，其特征在于，所述LED芯片(20)为蓝光LED芯片。
6.如权利要求1所述的量子点LED封装结构，其特征在于，所述第二阻隔层(50)的材料包括无机非金属材料、金属氧化物及金属氮化物中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的量子点LED封装结构，其特征在于，所述第二阻隔层(50)的材料包括二氧化硅、氮化铝、氮化铝氮化硅复合物、及氧化铝中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的量子点LED封装结构，其特征在于，所述未掺杂硅胶层(60)的折射率小于所述第二阻隔层(50)的折射率。
9.如权利要求1所述的量子点LED封装结构，其特征在于，还包括穿过所述底板(11)与所述LED芯片(20)的底部相连接的金属支架(70)。
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