CN109004071A - 一种量子点led发光器件的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种量子点LED发光器件的封装结构，包括倒装的LED芯片，设置在所述LED芯片发光量子点膜，以及包覆在所述量子点膜和LED芯片外表面但除量子点膜上表面和LED芯片下表面处的且对水氧具有阻隔作用的阻隔材料层；所述量子点膜包括对所述LED芯片具有散热作用的第一保护材料层和第二保护材料层，以及设置在所述第一保护材料层和第二保护材料层之间的量子点薄膜层。本发明的量子点LED发光器件通过将量子点膜的制备和LED芯片的封装过程相结合，不仅增强了量子点LED发光器件隔热、隔氧及隔湿能力，保证了量子点材料的稳定性，而且提高了量子点材料的发光效率，以及量子点LED发光器件的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于半导体照明和显示技术领域。更具体地，涉及一种量子点LED发光器件的封装结构。
背景技术
LED是一种能发光的固态半导体电子元件，透过三价与五价元素组成的复合光源，核心部件是P型半导体和N型半导体组成的芯片。由于LED具有发光效率高、体积小、反应时间快以及使用寿命长等优点，被广泛应用于建筑物、景观、室内、标识与指示性照明等诸多领域。目前，特别是在背光显示领域，由于LED背光源具有绿色环保、低碳节能、尺寸轻薄、色彩还原性好等优点，被广泛应用。
随着技术发展越来越迅速，电子产品更新迭代速度越来越快，人们对高质量的液晶显示需求也越来越迫切，所以，亟待一种新的技术方法来满足人们需求，现有荧光粉LED背光源由于受材料性能的限制，对于提升色域较难。量子点作为一种新型半导体纳米材料(通常由IIIB-VB或IIB-VIB元素组成)，具有发光效率高、半波宽窄等优良特性，理论上可以代替荧光粉材料，实现更好的显示效果，但由于量子点材料易受水、氧、热等因素的影响，导致并不能达到预期目标，所以针对量子点LED封装结构的优化就显得尤为重要。
目前关于量子点LED封装方法主要是：采用硅胶及环氧树脂塑料将量子点材料封装在LED支架中，这种结构并不能有效隔绝水、氧对量子点材料的影响，水氧的浸入会导致量子点材料性能大幅下降，进而也就不能提升液晶显示器的显示效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于提供一种量子点LED发光器件的封装结构。
本发明的第二个目的在于提供一种量子点LED发光器件的封装结构的制备方法。该方法通过将量子点膜的制备和LED芯片的封装过程相结合，同时对量子点膜和LED芯片进行水氧阻隔处理，从而实现了对量子点材料进行芯片级的封装。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种量子点LED发光器件的封装结构，包括倒装的LED芯片，设置在所述LED芯片发光面的量子点膜，以及包覆在所述量子点膜和LED芯片外表面但除量子点膜上表面和LED芯片下表面处的且对水氧具有阻隔作用的阻隔材料层；所述量子点膜包括对所述LED芯片具有散热作用的第一保护材料层和第二保护材料层，以及设置在所述第一保护材料层和第二保护材料层之间的量子点薄膜层。
优选地，所述量子点LED发光器件的封装结构还包括具有良好透光性、粘附性和散热性的粘胶层；所述LED芯片与所述第二保护材料层通过所述粘胶层粘结。
优选地，所述量子点薄膜层置于所述第一保护材料层和第二保护材料层形成的密闭腔体内。
优选地，所述第一保护材料层和第二保护材料层的厚度均小于200um。所述第一保护材料层和第二保护材料层要尽量薄，有利于所述LED芯片散热。
优选地，所述量子点薄膜层材料为一种量子点材料或者其与荧光粉形成的混合物、多种量子点材料或其与荧光粉形成的混合物；量子点薄膜层材料的聚集状态为粉末、膜片、油墨或溶液。
一种LED封装结构的制备方法，包括如下步骤：
1)取小于200um厚度的两片保护材料层，将量子点薄膜层材料涂覆在两层保护材料层形成的密闭空间内，形成具有三明治结构的量子点膜；所述量子点膜包括第一保护材料层、第二保护材料层和量子点薄膜层；
2)将硅胶材料均匀涂覆在所述第二层保护材料层的下表面，形成粘胶层；然后将所述倒装LED芯片的发光面通过所述粘胶层的硅胶材料粘结在所述第二层保护材料层的下方，并通过烤箱或其他加热方式将所述粘胶层进行固化；
3)将水氧阻隔材料搅拌均匀后通过点胶或喷涂的方式涂覆在所述量子点膜以及LED芯片的外表面但除量子点膜上表面和LED芯片下表面处，然后采用烘烤或其他固化方式使所述水氧阻隔材料固化，从而实现量子点LED发光器件的封装。
优选地，步骤1)中，所述量子点薄膜层材料是通过播撒、喷涂或丝网印刷的方式均匀涂覆在两层保护材料层形成的密闭空间内，且量子点薄膜层材料与两层保护材料层的内侧抵接。
优选地，步骤3)中，根据水氧阻隔材料的性能特点，所述固化可以在保护气的作用下进行。
优选地，步骤3)中，所述固化的温度为150‐200℃。
优选地，所述方法还包括步骤4)，将LED结构通入一定大小的电流，使得所述LED芯片发出的光线透过粘胶层和第二层保护材料层激发量子点薄膜层发出特定波长的光，形成混色光，所述混色光透过第一层保护材料层发射出去形成需要的光色
本发明的有益效果如下：
1、本发明的量子点LED发光器件通过将量子点膜的制备和LED芯片的封装过程相结合，实现了量子点膜芯片级的封装；不仅增强了量子点LED发光器件隔热、隔氧及隔湿能力，保证了量子点材料的稳定性，而且提高了量量子点材料的发光效率，提高了量子点LED发光器件的可靠性。
2、本发明通过在量子点膜和LED芯片的周围涂覆阻隔材料层，改善了LED发光器件出光一致性的问题，避免量子点材料受水、氧和热的影响，提高了量子点材料的使用效率。
3、本发明通过增加保护材料层，一方面保护量子点材料，另一方面改善量子点LED发光器件的散热性，提高LED发光器件的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明量子点LED发光器件的结构示意图。
图2示出了本发明量子点LED发光器件制备的工艺示意图。
图3示出了本发明量子点LED发光器件的发射光谱图。
其中，1、第一保护材料层，2、量子点薄膜层，3、第二保护材料层，4、粘胶层，5、LED芯片，6、阻隔材料层。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在本发明的一种实施方式中，如图1所示，提供一种量子点LED发光器件的封装结构，包括倒装的LED芯片5，设置在LED芯片5发光量子点膜，以及包覆在量子点膜和LED芯片外表面但除量子点膜上表面和LED芯片下表面处的且对水氧具有阻隔作用的阻隔材料层6。量子点膜包括第一保护材料层1、第二保护材料层3和量子点薄膜层2；第一保护材料层1和第二保护材料层3能够将LED芯片5所产生的热量迅速散出，减少了热量对量子点薄膜层材料内部结构的破坏，保证了量子点薄膜层材料的发光效率，实现了LED发光器件可靠性的提升。
在本实施方式中，量子点LED发光器件的封装结构还包括具有良好透光性、粘附性和散热性的粘胶层4；LED芯片5的发光面与第二保护材料层3通过粘胶层4的硅胶材料粘结。
在本实施方式中，为了保护量子点薄膜层材料，防止其受氧气、湿气和热的影响，提高其稳定性，降低光效的损失；将量子点薄膜层2置于第一保护材料层1和第二保护材料层3形成的密闭腔体内。采用厚度小于200um的保护材料层，能够加快LED芯片5的散热。
在本实施方式中，量子点薄膜层2是指将特定波长的一种或几种量子点材料按合适比例均匀混合后通过播撒、喷涂或丝网印刷的方式均匀涂覆在第一保护材料层1和第二保护材料层3之间形成的薄膜层。量子点薄膜层材料具有较好的光致发光特性，发射特定波长，单色性较好，其聚集状态可以为粉末、膜片、油墨或溶液。
在本实施方式中，阻隔材料层6的材料不仅具有较强的反光特性，保证了出光方向的稳定性，而且能够阻隔外界的水氧，防止量子点薄膜层2受水氧侵害。
在本发明的另一种实施方式中，如图2所示，提供一种量子点LED发光器件的封装结构的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、制备量子点膜：选择厚度适中，均匀性较好的两片保护材料层，将量子点薄膜层材料播撒、喷涂或丝网印刷的方式均匀涂覆在两层保护材料层形成的密闭空间内，使量子点薄膜层材料与两层保护材料层的内侧相抵接，形成量子点膜；
步骤二、制备粘胶层：将硅胶材料通过点胶或喷涂的方式均匀涂覆在第二层保护材料层的下表面，形成粘胶层；然后将倒装的LED芯片的发光面通过粘胶层的硅胶材料粘结在第二保护材料层的下方，并通过烤箱、热台等其他加热方式将其固化；
步骤三、制备阻隔材料层：将阻隔材料层的材料搅拌均匀，然后在保护气的作用下通过点胶或喷涂的方式涂覆在量子点膜以及LED芯片的外表面但不包括量子点膜上表面和LED芯片的下表面处；然后采用烘烤或其他固化方式使水氧阻隔材料在50℃左右固化约两个小时，视水氧阻隔材料情况而定，从而实现量子点LED发光器件的封装；
步骤四、线路连接：将封装好的量子点LED发光器件接入电路中，形成闭合回路，并提供相应大小的电流，使得LED芯片发出的光线透过粘胶层和第二保护材料层后激发量子点薄膜层的量子点发出特定波长的光，形成混色光，混色光透过第一层保护材料层形成高色域、高亮度的光束；最终获得高可靠性、高稳定性的量子点LED发光器件；量子点LED发光器件的发射光谱如图3所示。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种量子点LED发光器件的封装结构，其特征在于，包括倒装的LED芯片，设置在所述LED芯片发光面的量子点膜，以及包覆在所述量子点膜和LED芯片外表面但除量子点膜上表面和LED芯片下表面处的且对水氧具有阻隔作用的阻隔材料层；所述量子点膜包括对所述LED芯片具有散热作用的第一保护材料层和第二保护材料层，以及设置在所述第一保护材料层和第二保护材料层之间的量子点薄膜层。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括具有良好透光性、粘附性和散热性的粘胶层；所述LED芯片与所述第二保护材料层通过所述粘胶层粘结。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述量子点薄膜层置于所述第一保护材料层和第二保护材料层形成的密闭腔体内。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一保护材料层和第二保护材料层的厚度均小于200um。
5.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述量子点薄膜层材料为一种量子点材料或者其与荧光粉形成的混合物、多种量子点材料或其与荧光粉形成的混合物；量子点薄膜层材料的聚集状态为粉末、膜片、油墨或溶液。
6.一种如权利要求1至5任一所述封装结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)取小于200um厚度的两片保护材料层，将量子点薄膜层材料涂覆在两层保护材料层形成的密闭空间内，形成具有三明治结构的量子点膜；所述量子点膜包括第一保护材料层、第二保护材料层和量子点薄膜层；
2)将硅胶材料均匀涂覆在所述第二层保护材料层的下表面，形成粘胶层；然后将所述倒装LED芯片的发光面通过所述粘胶层的硅胶材料粘结在所述第二层保护材料层的下方，并通过烤箱或其他加热方式将所述粘胶层进行固化；
3)将水氧阻隔材料搅拌均匀后通过点胶或喷涂的方式涂覆在所述量子点膜以及LED芯片的外表面但除量子点膜上表面和LED芯片下表面处，然后采用烘烤或其他固化方式使所述水氧阻隔材料固化，从而实现量子点LED发光器件的封装。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述量子点薄膜层材料是通过播撒、喷涂或丝网印刷的方式均匀涂覆在两层保护材料层形成的密闭空间内，且量子点薄膜层材料与两层保护材料层的内侧抵接。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤3)中，根据水氧阻隔材料的性能特点，所述固化可以在保护气的作用下进行。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述固化的温度为150‐200℃。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括步骤4)，将LED结构通入一定大小的电流，使得所述LED芯片发出的光线透过粘胶层和第二层保护材料层激发量子点薄膜层发出特定波长的光，形成混色光，所述混色光透过第一层保护材料层发射出去形成需要的光色。
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