CN110137166A - 一种基于喷墨技术的led滤光层构成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED封装技术领域，更具体的说是涉及一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法。LED的封装结构包含有基板，基板上设有若干像素单元，每个像素单元设有发光点，发光点包括芯片、阻热层、量子点层、滤光层，其中，滤光层的制备方法包括以下步骤：将单色滤光材料按1％—20％的质量分数分散于第一有机溶剂中，再将配置好的溶液与第二有机溶剂以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；采用喷墨打印的方式将不同颜色的滤光墨水分别覆盖在对应颜色的量子点层上；对喷墨打印层进行加热或紫外固化，并封装保护形成滤光层。利用本方法制作的滤光层，能有效过滤未被吸收的背光，从而提升LED本身的色纯度。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，更具体的说是涉及一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法。
背景技术
随着LED显示技术的发展，LED显示技术有了更多的高端应用场景，市场的不断拓宽对LED封装产品的性能提出了更高的要求，亮度和色域度是决定显示质量的两个关键技术指标。量子点(Quantum dots，简称QDs)，具有发光光谱可调、半峰宽窄、发光效率高等特点，现在量子点技术在显示领域的应用主要是作为液晶显示的背光光源。将量子点技术与LED显示技术结合可以同时拓宽量子点和LED显示应用领域，通过控制量子点颗粒大小和空间分布，改变光波长，呈现出更为丰富的显示色彩，提高现有LED产品的色域。
芯片提供的背光入射量子点层时，量子点层在背光的激发下发出对应颜色的光，但是量子点对背光的吸收并不充裕；滤光层的加入能有效过滤未被吸收的背光。
发明内容
本发明为解决上述存在的技术缺陷，提供一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，利用本方法制作的滤光层，能有效过滤未被吸收的背光，从而提升LED本身的色纯度。
本发明的技术方案是：
一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，LED的封装结构包含有基板，所述基板上设有若干像素单元，每个所述像素单元包括红、绿、蓝三种颜色的发光点，每个所述发光点包括芯片、阻热层、量子点层、滤光层，所述芯片固定在所述基板上，所述阻热层覆盖在所述芯片外侧，所述量子点层覆盖在所述阻热层外侧，所述滤光层覆盖在所述量子点层的外侧，不同颜色的发光点对应具有不同颜色的量子点层，其中，所述滤光层的制备方法包括以下步骤：
步骤1：配置具有能过滤除量子点层发射波段外其他所有光波的滤光墨水；
先将单色滤光材料按1％—15％的质量分数分散于第一有机溶剂中，再将配置好的溶液与第二有机溶剂以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；根据不同颜色的单色滤光材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
步骤2：采用喷墨打印的方式将不同颜色的滤光墨水分别覆盖在对应颜色的量子点层上；
步骤3：对喷墨打印层进行加热或紫外固化，并封装保护形成滤光层。
进一步，所述单色滤光材料按1％—10％的质量分数分散于第一有机溶剂中。
进一步，所述单色滤光材料按5％—10％的质量分数分散于第一有机溶剂中。
进一步，所述单色滤光材料按10％的质量分数分散于第一有机溶剂中。
进一步，所述第一有机溶剂包括三氯甲烷溶剂或甲苯溶剂。
进一步，所述第二有机溶剂包括聚硫醇。
进一步，所述单色滤光材料包括量子点材料、单色颜料或其它带有滤光效果的材料。
进一步，所述量子点材料包括红、绿、蓝三种颜色的钙钛矿体系量子点材料。
进一步，所述单色颜料包括红、绿、蓝三种颜色的普通颜料。
进一步，所述滤光墨水的粒径小于12μm，更好地细化进行均匀喷涂，使其滤光效果更好。
阻热层的材质为环氧树脂、有机硅树脂等的一种或其组合。
阻热层、量子点层都可以采用点胶或者喷涂的方式构成。
滤光层厚度可以根据增加或减少喷墨量来实现。
墨水在打印完成后能通过UV固化或热固化的方式迅速完成定型。
墨水只喷涂对应的各像素单元之上。
本发明的有益效果为：
本发明通过单色滤光材料配合溶剂和按照一定的比例配置滤光墨水，利用喷墨打印的方式在量子点层上增设一个滤光层，通过该滤光层可以更好地对量子点层中的背光进行吸收过滤，可以获得具有高色纯度的LED显示器件，可以极大提升LED显示性能，拓宽LED显示器件的应用领域。
附图说明
图1是本发明的封装结构示意图；
图中：1-基板、2-紫外光芯片、3-阻热层、41-红光量子点层、42-绿光量子点层、43-蓝光量子点层、5-滤光层。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1所示，LED的封装结构包含有基板，所述基板1上设有若干像素单元，每个所述像素单元包括红、绿、蓝三种颜色的发光点，每个所述发光点包括芯片、阻热层3、量子点层、滤光层5，所述芯片固定在所述基板1上，所述阻热层3覆盖在所述芯片外侧，所述量子点层覆盖在所述阻热层3外侧，所述滤光层5覆盖在所述量子点层的外侧，不同颜色的发光点对应具有不同颜色的量子点层。
其中，制作封装过程如下：
首先准备一块平面型的基板1，在其上通过固晶焊线等工艺使紫外光芯片2固定于基板1上并实现电导通；
接着使用点胶的方式在芯片上制备一层阻热层3，接着放置在烤箱中在80℃烘烤1h进行预固化；
然后在不同发光点的阻热层3外部喷涂不同颜色的量子点树脂分别形成红光量子点层41、绿光量子点层42和蓝光量子点层43，再放入烤箱中在80℃烘烤1h进行预固化；
之后在量子点层外部喷涂制备好的滤光层5；
最后使用整体模造的方式在基板上模造一层封装胶保护层，接着放置在烤箱中在80℃烘烤1h进行预固化。
本发明中单色滤光材料的选择、单色滤光材料的质量比例以及滤光层的厚度随着量子点层发光光谱的变化而适当调整，下面通过用不同的单色滤光材料和单色滤光材料的质量比例来制备滤光层5。
实施例1：
单色滤光材料采用红、绿、蓝三种颜色的钙钛矿体系量子点材料，该量子点材料按1％的质量分数分散于第一有机溶剂中，第一有机溶剂采用三氯甲烷溶剂，第二有机溶剂采用聚硫醇；
量子点层外部制备滤光层层，包含有下述3个步骤：
a.将红绿蓝钙钛矿体系的量子点材料以质量分数1％的比例分散于三氯甲烷溶剂中；
b.将配置好的溶液与聚硫醇以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；
安照上述方式，根据不同颜色的量子点材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
c.将配置好的不同颜色的滤光墨水打印到对应颜色的量子点层上，静置10分钟，然后100℃加热以挥发溶液中的有机溶剂和固化滤光层。
实施例2：
单色滤光材料采用红、绿、蓝三种颜色的钙钛矿体系量子点材料，该量子点材料按5％的质量分数分散于第一有机溶剂中，第一有机溶剂采用三氯甲烷溶剂，第二有机溶剂采用聚硫醇；
量子点层外部制备滤光层层，包含有下述3个步骤：
a.将红绿蓝钙钛矿体系的量子点材料以质量分数5％的比例分散于三氯甲烷溶剂中；
b.将配置好的溶液与聚硫醇以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；
安照上述方式，根据不同颜色的量子点材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
c.将配置好的不同颜色的滤光墨水打印到对应颜色的量子点层上，静置10分钟，然后100℃加热以挥发溶液中的有机溶剂和固化滤光层。
实施例3：
单色滤光材料采用红、绿、蓝三种颜色的普通无机颜料，该普通无机颜料按10％的质量分数分散于第一有机溶剂中，第一有机溶剂采用甲苯溶剂，第二有机溶剂采用聚硫醇；
量子点层外部制备滤光层层，包含有下述3个步骤：
a.将红绿蓝普通无机颜料以质量分数10％的比例分散于甲苯溶剂中；
b.将配置好的溶液与聚硫醇以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；
安照上述方式，根据不同颜色的量子点材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
c.将配置好的不同颜色的滤光墨水打印到对应颜色的量子点层上，静置10分钟，然后100℃加热以挥发溶液中的有机溶剂和固化滤光层。
实施例4：
单色滤光材料采用红、绿、蓝三种颜色的普通无机颜料，该普通无机颜料按15％的质量分数分散于第一有机溶剂中，第一有机溶剂采用甲苯溶剂，第二有机溶剂采用聚硫醇；
量子点层外部制备滤光层层，包含有下述3个步骤：
a.将红绿蓝普通无机颜料以质量分数15％的比例分散于甲苯溶剂中；
b.将配置好的溶液与聚硫醇以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；
安照上述方式，根据不同颜色的量子点材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
c.将配置好的不同颜色的滤光墨水打印到对应颜色的量子点层上，静置10分钟，然后100℃加热以挥发溶液中的有机溶剂和固化滤光层。
对比例1：
单色滤光材料采用红、绿、蓝三种颜色的钙钛矿体系量子点材料，该量子点材料按0.5％的质量分数分散于第一有机溶剂中，第一有机溶剂采用三氯甲烷溶剂，第二有机溶剂采用聚硫醇；
量子点层外部制备滤光层层，包含有下述3个步骤：
a.将红绿蓝钙钛矿体系的量子点材料以质量分数0.5％的比例分散于三氯甲烷溶剂中；
b.将配置好的溶液与聚硫醇以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；
安照上述方式，根据不同颜色的量子点材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
c.将配置好的不同颜色的滤光墨水打印到对应颜色的量子点层上，静置10分钟，然后100℃加热以挥发溶液中的有机溶剂和固化滤光层。
对比例2：
单色滤光材料采用红、绿、蓝三种颜色的钙钛矿体系量子点材料，该量子点材料按25％的质量分数分散于第一有机溶剂中，第一有机溶剂采用三氯甲烷溶剂，第二有机溶剂采用聚硫醇；
量子点层外部制备滤光层层，包含有下述3个步骤：
a.将红绿蓝钙钛矿体系的量子点材料以质量分数25％的比例分散于三氯甲烷溶剂中；
b.将配置好的溶液与聚硫醇以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；
安照上述方式，根据不同颜色的量子点材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
c.将配置好的不同颜色的滤光墨水打印到对应颜色的量子点层上，静置10分钟，然后100℃加热以挥发溶液中的有机溶剂和固化滤光层。
对不具备滤光层的现有LED封装结构进行测试、对上述的实施例1—4和对比例1—2得到的滤光层的LED封装结构进行测试，测试方式为采用远方光电的光学测试系统进行测试显示的色纯度，结果如下表：
表1：三种颜色色纯度的测试结果
由表1可知，本发明各实施例制备得到的滤光层具有较好的色纯度，相比没有滤光层的封装结构，明显色纯度有所提高；相比对比例1，由于对比例1加入的单色滤光材料为0.5％，低于1％，所以滤光效果不明显，提纯效果不好，同时，相比对比例2，由于对比例2加入的单色滤光材料为25％，高于20％，所无法均匀分散，表面有颗粒感，形成不了滤光层，无法体现色纯度。由此可知，单色滤光材料的质量分数过少或过多都会造成滤光层的色纯度过低或无法成型。由表1可知，本发明中的实施例1-4中所配备的单色滤光材料质量分数均能较为明显地提高LED显示的色纯度，可以更好地对量子点层中的背光进行吸收过滤，可以获得具有高色纯度的LED显示器件，可以极大提升LED显示性能，拓宽LED显示器件的应用领域。
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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，LED的封装结构包含有基板，所述基板上设有若干像素单元，每个所述像素单元包括红、绿、蓝三种颜色的发光点，每个所述发光点包括芯片、阻热层、量子点层、滤光层，所述芯片固定在所述基板上，所述阻热层覆盖在所述芯片外侧，所述量子点层覆盖在所述阻热层外侧，所述滤光层覆盖在所述量子点层的外侧，不同颜色的发光点对应具有不同颜色的量子点层，其中，所述滤光层的制备方法包括以下步骤：
步骤1：配置具有能过滤除量子点层发射波段外其他所有光波的滤光墨水；
先将单色滤光材料按1％—15％的质量分数分散于第一有机溶剂中，再将配置好的溶液与第二有机溶剂以质量比1:100的质量比配置成滤光墨水；根据不同颜色的单色滤光材料分别配置红色滤光墨水、绿色滤光墨水和蓝色滤光墨水；
步骤2：采用喷墨打印的方式将不同颜色的滤光墨水分别覆盖在对应颜色的量子点层上；
步骤3：对喷墨打印层进行加热或紫外固化，并封装保护形成滤光层。
2.根据权利要求1所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述单色滤光材料按1％—10％的质量分数分散于第一有机溶剂中。
3.根据权利要求2所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述单色滤光材料按5％—10％的质量分数分散于第一有机溶剂中。
4.根据权利要求3所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述单色滤光材料按10％的质量分数分散于第一有机溶剂中。
5.根据权利要求1所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述第一有机溶剂包括三氯甲烷溶剂或甲苯溶剂。
6.根据权利要求1所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述第二有机溶剂包括聚硫醇。
7.根据权利要求1所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述单色滤光材料包括量子点材料或单色颜料。
8.根据权利要求4所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述量子点材料包括红、绿、蓝三种颜色的钙钛矿体系量子点材料。
9.根据权利要求4所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述单色颜料包括红、绿、蓝三种颜色的颜料。
10.根据权利要求1所述的一种基于喷墨技术的LED滤光层构成方法，其特征在于，所述滤光墨水的粒径小于12μm。
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