CN110212074B - 一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构 - Google Patents
一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110212074B CN110212074B CN201910478637.4A CN201910478637A CN110212074B CN 110212074 B CN110212074 B CN 110212074B CN 201910478637 A CN201910478637 A CN 201910478637A CN 110212074 B CN110212074 B CN 110212074B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- quantum dot
- light
- emitting diode
- package structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 230000006872 improvement Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 95
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 11
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009498 subcoating Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本申请提供了一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，本发明包括发光芯片以及设置在发光芯片外的量子点层，量子点层由基材与量子点材料混合而成，量子点材料用于将发光芯片发出的光转换为所需要波长的光，量子点由核‑壳结构构成，核部由如半导体材料构成，起到波长转换作用，壳部由低折射率擦材料构成，并包含光学改善结构，其可有效减少光在传播过程中的损耗，提高出光效率及光提取率。
Description
技术领域
本发明属于发光二极管(LED)领域，具体涉及一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构。
背景技术
发光二极管封装中多采用量子点层作为波长转换层，用以将发光二极管管芯发出的光转换为所需要的波长的光。以白光LED为例，可以选择发出蓝光的发光二极管管芯，采用黄色量子点材料封装，黄色量子点材料吸收管芯发出的蓝光，并将其转换为黄光，未被转换的蓝光与黄光混合形成白光。此外，还可以采用发出紫外光的发光二极管管芯，采用红色量子点材料、绿色量子点材料、蓝色量子点材料一起封装，经转换形成的红光、绿光、蓝光混合形成白光。
现有技术中通常采用基材与量子点混合形成封装层，在量子点吸收激发光形成出射光的过程中，出射光有一定概率在量子点与基材的界面处形成全反射，这部分光不能有效出射的光会降低发光二极管整体的光提取率下降。此外，当光不能有效的被提取时，容易造成热累积，过高的热量会对管芯、封装层、量子点本身带来裂化，使发光二极管的使用寿命下降。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提供了一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，方案如下：所述发光二极管封装结构包括基板，所述基板呈凹型，凹型底面具有导电层，所述基板设有贯通电极，所述导电层通过所述贯通电极与设置在基板下表面的焊盘电连接，发光二极管管芯设置在所述基板凹型腔内，所述管芯P、N两极分别与所述导电层电连接，凹型腔内填充封装层，封装层包覆所述管芯的上表面及侧面，在封装层上设置光导层，在所述光导层上设置量子点层，所述量子点层由基材及量子点构成，其特征在于，所述量子点由核-壳结构组成，其中所述核部为无机半导体量子点或有机量子点，在所述核部外侧设置光学改善层，所述光学改善层外表面具有图案化结构，在所述光学改善层外侧设置包覆层。
进一步的，所述基板为陶瓷材料或金属材料。
进一步的，所述发光二极管管芯为蓝光芯片或紫外芯片。
进一步的，所述光学改善层具有小于所述核部的折射率。
进一步的，所述光学改善层具有不小于所述包覆层的折射率。
进一步的，所述核部由多种不同的量子点材料构成，所述多种量子点由透光材料包裹形成所述核部。
进一步的，所述多种量子点材料可以为红色量子点材料，绿色量子点材料，蓝色量子点材料，黄色量子点材料中的一种或多种。
进一步的，所述包覆层可以由多个子包覆层叠加形成。
进一步的，所述多个子包覆层具有由核部向外方向依次递减的折射率。
进一步的，所述的包覆层可以为无机材料、有机材料或其二者的组合。
如上所述，本发明提供一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其有益效果包括：
(1)提高量子点出射光的光提取效率，进而提高整个发光二极管封装结构的光提取率；
(2)降低量子点层的热累积，减少热损害，提高使用寿命。
附图说明
图1为含有光学改善层量子点发光二极管封装结构。
图2为本发明第1实施例的量子点核-壳结构示意图。
图3为本发明第2实施例的量子点核-壳结构示意图。
图示说明：基板1，发光二极管管芯2，导电层3，贯通电极4，焊盘5，P、N两极6，封装层7，光导层8，量子点层9，基材10，量子点11，核部111，光学改善层112，包覆层113，图案化结构114，多种不同量子点材料115，透光材料116。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式进一步地详细描述。
实施例1
图1是本发明的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构示意图。如图1所示，发光二极管包括基板1，所述基板呈凹型，其中凹型腔可以为反射杯形状。凹型底面具有导电层3，导电层3可以通过蒸镀或刻蚀形成，其具有绝缘阻隔，可根据电路设计形成不同的连接，如串联或并联等方式。基板1可以为导热陶瓷，并且基板1设有贯通基板上下表面的贯通电极4，其可将设置在基板1上表面的导电层3与设置在基板1下表面的焊盘5连接起来。设置在基板1下表面的焊盘5用以将发光二极管封装结构与电路板焊接在一起，并为发光二极管提供电连接。发光二极管管芯2设置在基板1凹型腔内，管芯2可以为蓝光芯片，管芯2的P、N两极6分别与导电层3电连接。凹型腔内填充封装层7，封装层7包覆管芯2的上表面及侧面。在封装层7上设置光导层8，光导层8可以起到提高封装层7与量子点层9结合牢固性的作用。在光导层8上设置量子点层9，量子点层由基材10及量子点11构成，基材10可以为树脂材料或陶瓷材料，当基材10为树脂材料时，可以在封装过程中将量子点层涂覆在光导层8上，而后经过固化、干燥等过程。当基材10为陶瓷材料时，可预先烧结形成具有量子点的陶瓷片，进而将陶瓷片与光导层8贴合。
如图2所示，量子点核-壳结构示意图。其中量子点核部111可以为本领域常规量子点材料如InAs、GaAs、InGaN、InN、ZnTe、CdS、ZnO等。在核部111外侧包裹光学改善层112，通过粗化液作用，在光学改善层112的外侧表面上形成图案化结构114。由于图案化结构114造成的表面自由能提高，在制备过程中可能会造成量子点11在基材10中分布不均，为了避免上述问题，在光学改善层112外侧设置包覆层113。其中包覆层113可以由与基材10相同的材料构成，或折射率大于基材10的材料构成，此外，包覆层113可以有多个子包覆层构成，其具有由内向外降低的折射率。为了进一步降低界面全反射，光学改善层112可以具有大于核部111且小于包覆层113的折射率。
其为其特征在于，所述量子点由核-壳结构组成，其中所述核部为无机半导体量子点或有机量子点，在所述核部外侧设置光学改善层，所述光学改善层外表面具有图案化结构，在所述光学改善层外侧设置包覆层。
实施例2
图3为本发明第2实施例的含有光学改善层量子点结构示意图。如图3所示，实施例2中的核部111可以由多种不同量子点材料115于透光材料116构成。其中不同量子点材料115可以为红色量子点材料，绿色量子点材料，蓝色量子点材料，黄色量子点材料中的一种或多种。
综上所述，本发明的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，具有以下有益效果：通过设置光学改善层，有效避免量子点与基材界面处的全反射，通过核-壳结构量子点的设计，调整光学改善层、包覆层的折射率以提高出射光的光提取效率，降低热积累。根据本发明制作的发光二极管封装结构，具有亮度高，寿命长的特点。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者，在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，所述发光二极管包括基板，所述基板呈凹型，凹型底面具有导电层，所述基板设有贯通电极，所述导电层通过所述贯通电极与设置在基板下表面的焊盘电连接，发光二极管管芯设置在所述基板凹型腔内，所述管芯的P、N两极分别与所述导电层电连接，凹型腔内填充封装层，封装层包覆所述管芯的上表面及侧面，在封装层上设置光导层，在所述光导层上设置量子点层，所述量子点层由基材及量子点构成，其特征在于，所述量子点由核-壳结构组成，其中，核部为无机半导体量子点或有机量子点，在所述核部外侧设置光学改善层，所述光学改善层外表面具有图案化结构，在所述光学改善层外侧设置包覆层。
2.如权利要求1所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述基板为陶瓷材料或金属材料。
3.如权利要求1所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述发光二极管管芯为蓝光芯片或紫外芯片。
4.如权利要求1-3中任一项所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述光学改善层具有不小于所述核部的折射率。
5.如权利要求1-3中任一项所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述光学改善层具有小于所述包覆层的折射率。
6.如权利要求1所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述核部由透光材料包裹多种不同的量子点材料所形成。
7.如权利要求6所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述多种不同的量子点材料选自红色量子点材料，绿色量子点材料，蓝色量子点材料和黄色量子点材料。
8.如权利要求1所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述包覆层由多个子包覆层叠加形成。
9.如权利要求8所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述多个子包覆层具有由核部向外方向依次递减的折射率。
10.如权利要求1所述的含有光学改善层量子点发光二极管封装结构，其特征在于，所述包覆层为无机材料、有机材料或其二者的组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910478637.4A CN110212074B (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910478637.4A CN110212074B (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110212074A CN110212074A (zh) | 2019-09-06 |
| CN110212074B true CN110212074B (zh) | 2020-04-28 |
Family
ID=67790493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910478637.4A Expired - Fee Related CN110212074B (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110212074B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102255034B (zh) * | 2011-07-15 | 2013-05-08 | 中国科学院半导体研究所 | 发光二极管封装结构 |
| KR102098245B1 (ko) * | 2014-02-11 | 2020-04-07 | 삼성전자 주식회사 | 광원 패키지 및 그를 포함하는 표시 장치 |
| CN111883635B (zh) * | 2015-12-30 | 2023-06-30 | 晶元光电股份有限公司 | 发光装置以及其制造方法 |
| CN106129228A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-16 | 苏州星烁纳米科技有限公司 | 量子点封装体及其制备方法、发光装置和显示装置 |
| TWI601307B (zh) * | 2016-10-21 | 2017-10-01 | 清颺科技有限公司 | 量子點發光體 |
| CN106981562B (zh) * | 2017-03-30 | 2019-04-02 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 量子点led封装结构 |
-
2019
- 2019-06-03 CN CN201910478637.4A patent/CN110212074B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110212074A (zh) | 2019-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10892386B2 (en) | Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same | |
| US9515240B2 (en) | Optical designs for high-efficacy white-light emitting diodes | |
| US11598509B2 (en) | Backlight unit | |
| JP5788991B2 (ja) | 発光ダイオードチップ及びそれを製造する方法 | |
| KR101362081B1 (ko) | 발광 소자 | |
| JP2011119739A (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
| CN102870214A (zh) | 光电子器件和用于制造光电子器件的方法 | |
| JP6964345B2 (ja) | 発光素子パッケージ及び光源装置 | |
| CN102593330A (zh) | 发光装置封装件 | |
| KR102632553B1 (ko) | 백라이트 유닛 | |
| KR102667726B1 (ko) | 백라이트 유닛 | |
| US11994269B2 (en) | Backlight unit | |
| CN110710004A (zh) | 封装主体及使用该封装主体的发光器件 | |
| KR101729266B1 (ko) | 발광소자 패키지 | |
| JP6680302B2 (ja) | 発光装置 | |
| KR20120011172A (ko) | 분포 브래그 반사기를 갖는 발광 다이오드 | |
| CN110212074B (zh) | 一种含有光学改善层量子点发光二极管封装结构 | |
| KR20140004351A (ko) | 발광 다이오드 패키지 | |
| KR102673667B1 (ko) | 발광 다이오드 칩 | |
| CN211045432U (zh) | 一种led封装体 | |
| US20240186468A1 (en) | Light emitting diode package | |
| KR20240016397A (ko) | 백라이트 유닛 | |
| JP2020102646A (ja) | 発光装置 | |
| CN116979009A (zh) | 一种led发光装置 | |
| KR20130051095A (ko) | 리드 프레임, 그 제조방법 및 이를 이용한 발광 다이오드 패키지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200428 Termination date: 20210603 |