CN205452347U - 一种支架型量子点led封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支架型量子点LED封装结构，包括：全陶瓷支架、所述支架上的芯片、注入所述支架腔体内并覆盖所述芯片的量子点材料和透明硅胶，以及覆盖所述支架和透明硅胶的隔离结构。本实用新型本专利所涉及到的封装无需使用金线，与相同性能的封装形式相比，成本节省了20％以上，使LED在各个领域的应用更加广泛，尤其是商业照明领域。采用量子点作为发光材料，在背光应用上色域可达到110％NTSC，比现有的LED提高近60％，色彩饱和度将大大增加，照明上对于色彩还原能力将极大的提升，使得更加接近于自然光。

Description

一种支架型量子点LED封装结构

技术领域

本发明涉及一种带支架结构的量子点LED封装结构，主要应用在背光、照明等产品上，属于半导体照明应用领域。

背景技术

当前白光LED，商业上普遍采用的技术方案是用蓝光芯片搭配发红色、绿色、黄色的荧光粉，但是这种通过蓝光芯片激发荧光粉混合形成白光的方式，由于受到稀土荧光粉材料本身能级结构的限制，导致其发射光谱范围较宽，单色性较差，色域只能达到72％NTSC，色彩的还原能力弱。因此要想获得较高的色域，必须采用发射光谱更窄的量子点材料，其半峰宽通常可以做到35nm以下。采用量子点材料的作为背光源的高色域LCD电视的色域值可以达到110％NTSC。目前国际上三大量子点材料生产商为美国的QDVision，英国的Nanoco和德国的Nanosys。当前量子点材料在大规模商业应用上主要的技术难点在于如何实现量子点材料的隔湿隔氧处理，当前主要的方法有三种，第一种是直接将量子点材料放在蓝色LED芯片上的“On-Chip”方式，第二种是将量子点密封在细玻璃管中并安装在背照灯导光板的LED光入射部的“On-Edge”方式，第三种是将薄膜之间夹有量子点的片状材料贴在背照灯与液晶面板之间的“On-Surface”方式。第一种方法最简单，但不容易实现，而第二种和第三种方案是当前三大生产商的主流方向。但是如果能简单的实现量子点的on-chip方式，那无疑将使得量子点材料的商业应用达到高峰。本专利就是在这样的背景下提出。

本专利提供了一种量子点LED的on-chip封装技术。传统的LED封装通常采用支架结构，支架种类繁多，从最初的PPA到后续的PCT、EMC、SMC等等。而量子点材料与荧光粉相比对氧和水汽更加的敏感。因此采用传统的封装支架不能有效解决量子点材料易于氧化的问题，本专利所涉及的封装方式是采用一种全新的全陶瓷支架与隔离结构搭配实现量子点的隔氧隔湿。

量子点(QuantumDot)是一种纳米材料，是由锌、镉、硒、硫等元素化合成的半导体材料制成的、直径2～10nm的纳米粒子。量子点具有非常明显的量子限域效应，它会将半导体中的载流子限定在一个非常微小的三维空间内。当受到光或电的刺激时，载流子会被激发跳跃到更高的能级，等到这些载流子回到原来较低的能级的时候就会发出固定波长的可见光。

相比传统的LED光源，量子点LED具有发光颜色纯、发光性能稳定、高效节能、颜色可调等优势，量子点LED将具有广阔的市场前景。

实用新型内容

本专利提供了一种带支架结构的量子点LED封装结构。具体地，本实用新型公开了一种支架型量子点LED封装结构，该结构包括：全陶瓷支架、所述支架上的芯片、注入所述支架腔体内并覆盖所述芯片的量子点材料和透明硅胶，以及覆盖所述支架和透明硅胶的隔离结构；其中，所述芯片采用倒装芯片。

进一步地，透明硅胶可由保护气体、硅胶或可用于保护量子点材料的其他物质所替代。

进一步地，所述隔离结构使用玻璃、陶瓷、Al₂O₃、SiO₂、聚对二甲苯。

本实用新型的有益效果在于：

本专利所涉及到的封装无需使用金线，与相同性能的封装形式相比，成本节省了20％以上，使LED在各个领域的应用更加广泛，尤其是商业照明领域。

采用量子点作为发光材料，在背光应用上色域可达到110％NTSC，比现有的LED提高近60％，色彩饱和度将大大增加，照明上对于色彩还原能力将极大的提升，使得更加接近于自然光。

采用全陶瓷支架结构，散热性能极佳，延长了使用寿命。

光的色空间分布均匀，发光均匀，出光效率高。提高了LED的光学性能、提升了应用端的产品品味。

采用该封装方法将使得量子点材料在LED上的广泛应用变成可能。

本封装方式基本沿用传统LED制备的方式及流程进行，设备无需进行特殊改进或重新开发，能简单高效的实现量子点的商业化应用，同时提高LED的色彩还原能力，使得在背光领域可以达到110％NTSC。

附图说明

图1-3为量子点LED结构图。

图4为量子点LED封装工艺简图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的一种带支架结构的量子点LED封装结构的具体实施方式做详细说明。

本专利涉及到的量子点LED封装，采用全陶瓷支架结合隔离结构进行封装，工艺也区别于传统LED封装的工艺流程。其主要技术思路是充分利用陶瓷与隔离结构的密封性解决量子点易于氧化的问题，采用玻隔离结构及陶瓷支架可以起到隔绝氧气和水汽的作用。具体封装结构如图1-3所示，量子点LED封装结构包括：全陶瓷支架1、所述支架上的芯片5(优先采用倒装芯片但不限于倒装芯片)、注入所述支架1腔体内并覆盖所述芯片5的量子点材料2和透明硅胶(或保护气体、硅胶、惰性气体或可用于保护量子点材料的其他物质)4，以及覆盖所述支架1和透明硅胶(或保护气体)4的隔离结构3。其中，所述隔离结构3包括但不限于使用玻璃、陶瓷、Al₂O₃、SiO₂、Parylene(para-xylylene)等材料。

量子点LED封装工艺流程如图4所示，可以分为以下几个主要步骤：

1)固晶：在支架1内完成固晶工作；

2)注入量子点2：将量子点2和透明硅胶或保护气体4注入支架1腔体内，采用的是点胶、喷涂、印刷、3D打印等方式；

3)隔离结构3密封：分为化学方式和物理方式两种；

方法一(化学方式)：首先将材料电极面贴上保护膜进行电极保护,然后利用气相沉积技术在表面包覆一层隔离材料3(图1)，如Al₂O₃、SiO₂、Parylene(para-xylylene)等等；

方法二(物理方式)：首先将结构片3利用锡膏(Solder)或者玻璃熔块(glassfrit)等无机物粘着剂6粘合在支架1表面(图2)，然后使粘着剂6反应固化，该结构片3可采用玻璃、Al₂O₃、陶瓷等等；

4)单颗落料；

5)测试；

6)包装。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，在上述说明书的描述中提到的数值及数值范围并不用于限制本实用新型，只是为本实用新型提供优选的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种支架型量子点LED封装结构，该结构包括：全陶瓷支架(1)、所述支架上的芯片(5)、注入所述支架(1)腔体内并覆盖所述芯片(5)的量子点材料(2)和透明硅胶(4)，以及覆盖所述支架(1)和透明硅胶(4)的隔离结构(3)；其中，所述芯片(5)采用倒装芯片。

2.根据权利要求1所述的支架型量子点LED封装结构，其特征在于，透明硅胶(4)可由保护气体、硅胶或可用于保护量子点材料的其他物质所替代。

3.根据权利要求1所述的支架型量子点LED封装结构，其特征在于，其中，所述隔离结构(3)使用玻璃、陶瓷、Al₂O₃、SiO₂、聚对二甲苯。