TW201730633A - 用於分配量子點材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一種分配含量子點材料至井的方法，方法包含利用噴墨，將量子點材料分配於井，其中噴墨係以約0.1至約1的歐氏（Oh）數和4至501.6×Oh0.4的韋伯數操作。其他方法包括分配量子點材料至井，方法包含利用噴墨以將量子點材料分配於井、利用乾燥或硬化來固定化分配量子點材料，重複該等步驟，計整數N次，直到獲得預定厚度。

Description

用於分配量子點材料的方法
本發明大體係關於密封裝置，且更特別係關於包含量子點材料的密封裝置及分配量子點材料的方法。
密封玻璃包裝和殼套越來越普遍應用到電子元件和其他裝置，以受益於供持續操作的氣密環境。受益於氣密包裝的示例性裝置包括電視、感測器、光學裝置、有機發光二極體（OLED）顯示器、3D噴墨印表機、雷射印表機、固態光源和光伏結構。例如，包含OLED或量子點（QD）的顯示器需要密封的氣密包裝，以免材料可能在大氣條件下分解。
包裝習知包括含色彩轉換材料的井或井板，例如量子點。傳統上，井及/或井板填充係藉由將材料如束流般經由注射針分配或利用氣動機械閥或使用壓電堆疊來沉積一些大液滴（例如約0.3微升（μL））而進行。利用這些方法分配會發生數個問題。首先，經由注射針分配時，待分配材料易停留於針尖，導致待分配材料總量隨留在針尖的量變化，此量可能佔總體分配材料很大部分（在前述實例中，通常佔總體3μL的約5%）。除此之外，此變異性由輸送泵提供。故需提供更有效率且有效的方法來將量子點材料分配於密封裝置用井或孔穴內。
在不同實施例中，本發明係關於分配含量子點材料至井的方法，方法包含利用噴墨，將量子點材料分配於井，其中噴墨係以約0.1至約1的歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的韋伯數操作。在一些實施例中，方法進一步包含利用乾燥或硬化來固定化分配量子點材料的步驟。在其他實施例中，量子點材料進一步包含複數個量子點包容在樹脂內。在一些實施例中，量子點材料包括選自由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe和上述組合物所組成群組的至少一量子點。在進一步實施例中，方法進一步包含對分配量子點材料的表面粗糙化或提供條紋的步驟。
在附加實施例中，提供分配含量子點材料至井的方法，方法包含利用噴墨以將量子點材料分配於井、利用乾燥或硬化來固定化分配量子點材料，重複該等步驟，計整數N次，直到獲得預定厚度。在一些實施例中，噴墨係以約0.1至約1的歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的韋伯數操作。整數N可大於1。在一些實施例中，量子點材料包括選自由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe和上述組合物所組成群組的至少一量子點。在進一步實施例中，方法進一步包含對分配量子點材料的表面粗糙化或提供條紋的步驟。
在進一步實施例中，提供製作密封裝置的方法，包含提供含井陣列的第一基板、將含量子點材料分配到陣列的一或更多井、氣密密封陣列的一或更多井，及從陣列分離一或更多井，以形成密封裝置。在一些實施例中，提供含井陣列的第一基板的步驟進一步包含蝕刻第一基板以形成井陣列的步驟。在其他實施例中，分配含量子點材料的步驟包含利用噴墨以將量子點材料分配於井、利用乾燥或硬化來固定化分配量子點材料，重複該等步驟，計整數N次（例如＞或等於1），直到獲得預定厚度。在進一步實施例中，噴墨係以約0.1至約1的歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的韋伯數操作。在一些實施例中，氣密密封步驟進一步包含使第二基板的第一表面接觸第一基板的第二表面，以形成密封界面，及將在預定波長下操作的雷射光束引導至密封界面，以在第一與第二基板間形成封件。在一些實施例中，量子點材料包括選自由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe和上述組合物所組成群組的至少一量子點。在一些實施例中，第一及/或第二基板包含選自鋁矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽和鹼鋁硼矽酸鹽玻璃的玻璃。在進一步實施例中，方法進一步包含把密封裝置放到第三基板上面，第三基板包含第三表面且具有至少一孔穴來容納至少一LED部件，及密封密封裝置與第三基板，以形成另一封件於至少一孔穴周圍延伸。在附加實施例中，方法包含提供一或更多膜來過濾預定光波長的步驟，一或更多膜包含交替的高折射率材料膜和低折射率材料膜。
本發明的附加特徵和優點將詳述於後，熟諳此技術者在參閱或實行所述方法後，包括以下詳細實施方式說明、申請專利範圍和附圖，在某種程度上將變得更清楚易懂。
應理解以上概要說明和下述詳細說明乃呈現本發明的不同實施例，及擬提供概觀或架構以對申請專利範圍的本質和特性有所瞭解。所含附圖提供對本發明的進一步瞭解，故當併入及構成說明書的一部分。圖式描繪本發明的不同實施例，並連同實施方式說明一起用於解釋本發明的原理和操作。
茲揭示密封裝置，包含選自玻璃、玻璃-陶瓷及/或陶瓷基板的至少二基板。示例性密封裝置例如包括包覆量子點、LED、雷射二極體（LD）和其他發光結構的密封裝置。在此亦揭示包含密封部件的顯示器和光學裝置。諸如電視、電腦、手持裝置、手錶等顯示器可包含包含量子點（QD）的背光做為色彩轉換器。示例性光學裝置包括但不限於感測器（包括生物感測器）、手錶和其他配置以包容所述實施例的裝置。在一些實施例中，QD例如可包裝於玻璃管、毛細管或片（例如量子點增強膜（QDEF））或包覆裝置內，例如小晶片。膜或裝置可填充量子點，例如綠色與紅色發光量子點，且可於兩端及/或圍繞膜或裝置周圍密封。由於QD的溫度易敏性，使用量子點材料的背光宜避免量子點材料與光源（例如LED）直接接觸。故如第 1 圖 所示，包含複數個QD或含QD材料105 的密封裝置101 通常併入背光堆疊做為分離部件，例如放置鄰接LED103 ，但保持足夠距離，以預防嚴酷條件（例如溫度高達約140℃，光通量高達約100瓦/平方公分（W/cm2 ））損壞QD或含QD材料105 。例如，密封裝置101 可放置鄰接包含一或更多孔穴109 的第一基板107 ，孔穴109 包含LED103 。在一些實施例中，密封裝置101 包括氣密密封至下基板的上基板，二基板構成含有QD或含QD材料105 的封閉區。包裝或小晶片接著密封至底下的第一基板107 。儘管未圖示，但此實施例亦可位於形成於第一基板107 的井壁，井含有LED103 。在附加實施例中，一或更多透鏡（未圖示）可提供於小晶片或密封裝置101 相對LED103 的一側。
以下概要說明擬提供示例性量子點裝置和製造方法綜述，全文將參照非限定實例來更具體論述不同實施例，該等實施例在本文中可互換。本文將提及「第一」基板、「玻璃」基板或「第一玻璃」基板，該等稱號可互換使用而指稱相同基板。同樣地，本文將提及「第二」基板、「無機」基板、「摻雜無機」基板或「第二無機玻璃」基板，該等稱號可互換使用而指稱相同基板。 裝置
密封裝置200 的二非限定實施例截面視圖繪示於第 2A 圖 至第 2B 圖 。密封裝置200 包含第一玻璃基板201 和包含至少一孔穴209 的第二無機基板207 。至少一孔穴209 含有至少一量子點205 。至少一孔穴209 亦含有至少一LED部件203 。第一基板207 和第二基板201 由至少一封件211 接合在一起，封件在至少一孔穴209 周圍延伸。或者，封件可圍繞一個以上的孔穴延伸，例如二或更多組孔穴（未圖示）。在附加實施例中，一或更多透鏡（未圖示）可提供於第一玻璃基板201 相對LED203 的一側。LED203 可具任何直徑或長度，例如約100微米（μm）至約1毫米（mm）、約200 μm至約900 μm、約300 μm至約800 μm、約400 μm至約700 μm、約350 μm至約400 μm和其間任何子範圍。LED203 亦可提供高或低通量。例如就高通量用途而言，LED203 可發射20 W/cm2 或以上。就低通量用途而言，LED203 可發射小於20 W/cm2 。
在第 2A 圖 所示非限定實施例中，至少一LED部件203 直接接觸至少一量子點205 。在此所用「接觸」一詞擬指二所列元件直接物理接觸或交互作用，例如量子點和LED部件彼此能在孔穴內物理交互作用。在第 2B 圖 所示非限定實施例中，至少一LED部件203 和至少一量子點205 存於相同孔穴，但由如分離阻障層或膜213 分開。相較之下，分離密封毛細管或片中的量子點（例如第 1 圖 所示QDEF）不能直接與LED交互作用，且沒和LED一起位於孔穴。
在第 2C 圖 所示非限定實施例中，密封裝置200 包括至少一LED部件203 、第一基板201 、第二基板207 和第三基板215 。第一基板201 和第三基板215 構成氣密密封包裝或裝置216 ，從而形成含至少一量子點205 的封閉包覆區219 或孔穴。在一些實施例中，氣密密封包裝或裝置216 亦包括一或更多膜217a 、b ，例如但不限於做為高通濾光片的膜和做為低通濾光片的膜或提供以過濾預定光波長的膜。製作氣密密封包裝或裝置216 及在包覆區219 中分配含量子點材料205 的方法將進一步詳述於後。在一些實施例中，至少一LED部件203 與至少一量子點205 相隔預定距離「d」。在一些實施例中，預定距離為小於或等於約100 μm。在其他實施例中，預定距離為約50 μm至約2 mm、約75 μm至約500 μm、約90 μm至約300 μm和其間所有範圍與子範圍。在一些實施例中，預定距離係從LED部件203 的頂表面測量到含至少一量子點205 的封閉包覆區219 的中線。當然，預定距離亦可測量到含至少一量子點205 的封閉包覆區219 的任何部分，例如但不限於第三基板215 面向至少一量子點205 的上表面、第一基板201 面向至少一量子點205 的下表面或由任一膜或濾光片217a 、b 構成的表面，膜或濾光片可存於氣密密封包裝或裝置216 。在一些實施例中，示例性膜包括濾光片217a ，用以防止出自示例性LED部件203 的藍光朝某一方向洩出裝置216 ，及/或另一濾光片217b ，用以防止紅光（或激發量子點材料發射的另一光）朝第二方向洩出裝置216 。例如，在一些實施例中，裝置200 包含一或更多LED部件203 包容在井或由第二基板207 及/或其他基板形成的其他封閉區內。緊鄰（例如依上述預定距離）一或更多LED部件的氣密密封包裝或裝置216 可固定或密封至第二基板207 ，且可包含第一基板201 氣密密封至第三基板215 而形成含單一波長量子點材料205 的包覆區219 ，量子點材料受到一或更多LED部件203 發射的光激發時將發射紅外波長、近紅外波長或預定光譜（例如紅光）的光。量子點材料205 可與LED部件203 相隔預定距離。在此示例性實施例中，第一濾光片217a 提供於第一基板201 的底（或頂）表面，以過濾經由裝置200 的頂表面發射的藍光，第二濾光片217b 提供於第三基板215 的頂（或底）表面，以過濾出自量子點材料的激發光而離開第三基板215 的底表面。在附加實施例中，濾光片217c 提供於第二基板215 的底表面，以過濾藍光。在一些實施例中，濾光片217a 、217b 、217c 可單獨或結合包括就光學性質選定的複數個薄膜層。特別地，示例性濾光片217a 、217b 、217c 可設計成具高藍光波長穿透率，使藍色LED光從鄰接裝置200 的光導板射出。濾光片亦可具高紅與綠光波長反射率，以減少光從量子點材料205 背向反射回光導板。示例性低通濾光片217a 、217b 、217c 包括由多層高折射率與低折射率材料製成的薄膜堆疊。在一實施例中，示例性濾光片包含多個交替的適當高折射率材料和適當低折射率材料。示例性高折射率材料包括但不限於Nb2 O5 、Ta2 O5 、TiO2 和上述複合氧化物。示例性低折射率材料包括但不限於SiO2 、ZrO2 、HfO2 、 Bi2 O3 、La2 O3 、Al2 O3 和上述複合氧化物。
示例性濾光片實施例可用於側光或直接點亮光導板與鄰接QD材料之間，即在QD材料與光導板中間，或如以上第 2B 圖 及第 2C 圖 所述。例如，繼續參照第 2C 圖 ，示例性濾光片217c 可改善將光引導出包裝的效率。在其他實施例中，低通濾光片的另一位置可在覆蓋玻璃（例如第二基板215 ）上，如此UV吸收材料亦為干涉濾光片。特定言之，用作高折射率材料的材料吸收足夠UV，以進行所述雷射焊接製程。示例性材料層可以此領域已知任何數量的薄膜方法沉積，例如濺射、電漿加強化學氣相沉積等。膜或層可直接沉積至光導板或基板上，或為分離層，各層再以光學膠附接。茲發現所述具濾光片的實施例可(1)產生更多前向光輸出、提高裝置200 或光導板的整體亮度，(2)改善量子點轉換效率、使用較少量子點材料，及(3)倚仗習知薄膜處理技術而容易製造。
在一些實施例中，第一基板201 、第二基板207 及/或第三基板215 可選自玻璃基板，及包含此領域已知用於顯示器和其他電子裝置的任何玻璃。適合玻璃包括但不限於鋁矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼鋁硼矽酸鹽和其他適合玻璃。在不同實施例中，基板可經化學強化及/或熱回火。適合的非限定市售基板實例包括取自Corning公司的EAGLE XG® 、LotusTM 、IrisTM 、Willow® 和Gorilla® 玻璃等。根據一些非限定實施例，經離子交換化學強化的玻璃適合做為基板。
根據不同實施例，第一、第二及/或第三玻璃基板201 、207 、215 可具有大於約100兆帕（MPa）的壓縮應力和大於約10微米的壓縮應力層深度（DOL）。在進一步實施例中，第一、第二及/或第三玻璃基板具有大於約500兆帕（MPa）的壓縮應力和大於約20微米的壓縮層深度（DOL）或大於約700 MPa的壓縮應力和大於約40微米的DOL。在非限定實施例中，第一、第二及/或第三玻璃基板的厚度可小於或等於約3 mm，例如約0.1 mm至約2.5 mm、約0.3 mm至約2 mm、約0.5 mm至約1.5 mm或約0.7 mm至約1 mm，包括其間所有範圍與子範圍。
在不同實施例中，第一、第二及/或第三玻璃基板可為透明或實質透明。在此所用「透明」一詞擬指厚度約1 mm的基板在可見光譜範圍（400-700奈米（nm））的透光率為大於約80%。例如，示例性透明基板在可見光範圍的穿透率為大於約85%，例如大於約90%或大於約95%，包括其間所有範圍與子範圍。在某些實施例中，示例性玻璃基板在紫外光（UV）範圍（200-400奈米（nm））的穿透率為等於或大於約50%，例如穿透率等於或大於約55%、等於或大於約60%、等於或大於約65%、等於或大於約70%、等於或大於約75%、等於或大於約80%、等於或大於約85%、等於或大於約90%、等於或大於約95%、或等於或大於約99%，包括其間所有範圍與子範圍。
根據不同實施例，第二基板207 可選自無機基板，例如熱導率大於玻璃的無機基板。例如，適合無機基板可包括具較高熱導率者，例如等於或大於約2.5瓦/公尺-K（W/m-K）（例如等於或大於約2.6、3、5、7.5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90或100 W/m-K），例如約2.5 W/m-K至約100 W/m-K，包括其間所有範圍與子範圍。在一些實施例中，無機基板的熱導率為等於或大於100 W/m-K，例如約100 W/m-K至約300 W/m-K至（例如等於或大於約100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300 W/m-K），包括其間所有範圍與子範圍。
根據不同實施例，無機基板可包含陶瓷基板，陶瓷基板可包括陶瓷或玻璃-陶瓷基板。在非限定實施例中，第二基板207 可包含氮化鋁、氧化鋁、氧化鈹、氮化硼或碳化矽等。在某些實施例中，無機基板的厚度可為約0.1 mm至約3 mm，例如約0.2 mm至約2.5 mm、約0.3 mm至約2 mm、約0.4 mm至約1.5 mm、約0.5 mm至約1 mm、約0.6 mm至約0.9 mm或約0.7 mm至約0.8 mm，包括其間所有範圍與子範圍。在附加實施例中，無機基板在特定雷射操作波長下很少或不吸收，例如在UV波長（200-400 nm）或可見波長（400-700 nm）下。例如，第二無機基板在雷射操作波長下的吸收率小於約10%，例如吸收率等於或小於約5%、等於或小於約3%、等於或小於約2%、或等於或小於約1%，例如約1%至約4%。在一些實施例中，無機基板在可見波長下為透明或散射。
在進一步實施例中，任一或數個第一、第二和第三基板可摻雜能吸收預定光波長的至少一摻質，例如預定雷射操作波長。摻質例如包括ZnO、SnO、SnO2 、TiO2 等。在一些實施例中，摻質選自吸收UV波長（200-400 nm）的化合物。摻質可按足以引發無機基板吸收預定波長的量併入無機基板。例如，摻質可依等於或大於約0.05重量%（wt%）（百萬分之500（ppm））的濃度併入無機基板，例如約500 ppm至約106 ppm。在一些實施例中，摻質濃度為等於或大於約0.5重量%、等於或大於約1重量%、等於或大於約2重量%、等於或大於約3重量%、等於或大於約4重量%、等於或大於約5重量%、等於或大於約6重量%、等於或大於約7重量%、等於或大於約8重量%、等於或大於約9重量%、或等於或大於約10重量%，包括其間所有範圍與子範圍。根據附加實施例，摻質的濃度可大於約10重量%，例如約20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%或90重量%，包括其間所有範圍與子範圍。在進一步實施例中，摻雜無機基板包含約100%的摻質，例如在ZnO陶瓷基板例子中。
根據不同實施例，第一、第二及/或第三基板可選擇使基板的熱膨脹係數（CTE）實質類似。例如，第三或第二基板的CTE可為第一基板的CTE的約50%以內，例如第一基板的CTE的約40%以內、約30%以內、約20%以內、約15%以內、約10%以內或約5%以內。非限定舉例而言，第一玻璃基板的CTE（在約25-400℃下）可為約30×10-7 /℃至約90×10-7 /℃，例如約40×10-7 /℃至約80×10-7 /℃或約50×10-7 /℃至約60×10-7 /℃（例如約30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85或90×10-7 /℃），包括其間所有範圍與子範圍。根據非限定實施例，玻璃基板可為CTE範圍自約75至約85×10-7 /℃的Corning® Gorilla®玻璃或CTE範圍自約30至約50×10-7 /℃的Corning® EAGLE XG®、LotusTM 或Willow®玻璃。第二基板可包含無機，例如陶瓷或玻璃-陶瓷基板，且CTE範圍（在約25-400℃下）為約20至約100×10-7 /℃，例如約30×10-7 /℃至約80×10-7 /℃、約40×10-7 /℃至約70×10-7 /℃或約50×10-7 /℃至約60×10-7 /℃（例如約20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100×10-7 /℃），包括其間所有範圍與子範圍。
儘管第 1 圖 及第 2A 圖 至第 2C 圖 圖示至少一孔穴109 、209 具有梯形截面，應理解孔穴可依特定應用所期具有任何給定形狀或尺寸。例如，孔穴可具方形、圓柱形、矩形、半圓形或半橢圓形截面或不規則截面等。第一基板201 或第三基板215 的表面亦可包含至少一孔穴209 （例如參見第 2C 圖 ），或者第一或第三和第二基板均包含孔穴。或者或此外，第一或第二基板的孔穴可用能讓可見波長或LED操作波長穿透的材料填充。
再者，儘管第 2A 圖 至第 2B 圖 圖示密封裝置包含單一孔穴209 ，但包含複數個或孔穴陣列的密封裝置亦落在本發明範圍內。例如，密封裝置可包含任何數量的孔穴209 ，並以任何預定方式排列及/或相隔，包括規則和無規圖案。另外，儘管第 2A 圖 至第 2B 圖 的單一孔穴209 包含量子點與LED部件，應理解此並無限制。一或更多孔穴不包含量子點及/或LED部件的實施例亦可想見（例如參見第 2C 圖 ）。一或更多孔穴包含複數個LED部件及/或量子點的實施例亦可想見。再者，各孔穴不需包含相同數目或數量的量子點及/或LED部件，數量可視孔穴而異，且一些孔穴可不含量子點及/或LED部件。
至少一孔穴209 可具任何給定深度，此可就如待包覆於孔穴內的品項（例如QD、LED及/或LD）類型及/或形狀及/或數量適當選擇。在非限定實施例中，至少一孔穴209 可伸入第一及/或第二基板達等於或小於約1 mm的深度，例如等於或小於約0.5 mm、等於或小於約0.4 mm、等於或小於約0.3 mm、等於或小於約0.2 mm、等於或小於約0.1 mm、等於或小於約0.05 mm、等於或小於約0.02 mm、或等於或小於約0.01 mm，包括其間所有範圍與子範圍，例如約0.01 mm至約1 mm。亦可想像使用孔穴陣列，每一孔穴相較於陣列中的其他孔穴可具相同或不同深度、相同或不同形狀及/或相同或不同尺寸。繼續參照第 2C 圖 ，包覆區219 可具任何適當尺度（長度、寬度和高度）。例如，區219 或井可呈實質方形及含有任何寬度或長度，例如5 mm×5 mm（例如參見第 3 圖 ）、2 mm×2 mm、1 mm×1 mm、等於或小於0.5 mm×0.5 mm、或等於或大於5 mm×5 mm和其間所有子範圍。區219 亦可包括相異的長度與寬度，例如1 mm×5 mm、0.5 mm×1 mm等。示例性區219 或井高度包括等於或小於約0.1 mm、約0.1 mm至約0.2 mm、約0.1 mm至約0.5 mm、約0.2 mm至約0.3 mm、等於或大於約0.5 mm和其間所有子範圍。
量子點或含量子點材料可視預定發射光波長具有不同形狀及/或尺寸。例如，發射光頻率可隨量子點尺寸減小而增加，例如當量子點尺寸減小時，發射光顏色可從紅色平移到藍色。用藍光、UV或近UV光照射時，量子點可將光轉換成更長的紅、黃、綠或藍光波長。根據不同實施例，量子點可選自紅和綠色量子點，以用藍光、UV或近UV光照射時，發射紅和綠光波長。例如，LED部件可發射藍光（約450-490 nm）、UV光（約200-400 nm）或近UV光（約300-450 nm）。
此外，至少一孔穴可包含相同或不同類型的量子點，例如發射不同波長的量子點。例如，在一些實施例中，孔穴可包含發射綠與紅光波長的量子點，而於孔穴內產生紅綠藍（RGB）光譜。然而根據其他實施例，個別孔穴可只包含發射相同波長的量子點，例如僅包含綠色量子點的孔穴或僅包含紅色量子點的孔穴。例如，密封裝置可包含孔穴陣列，其中約三分之一的孔穴填充綠色量子點，約三分之一的孔穴填充紅色量子點，約三分之一的孔穴則保持空的（以發射藍光）。利用此構造，整個陣列可產生RGB光譜，同時亦提供各個別顏色動態調光。
當應理解孔穴可依任何比例含有任何類型、顏色或數量的量子點且視為落在本發明範圍內。熟諳此技術者可選擇孔穴構造和置於各孔穴內的量子點類型與數量來達到預定效果。再者，儘管所述裝置係就紅色與綠色量子點用於顯示裝置論述，應理解任何類型的量子點皆可使用，量子點可發射任何光波長，包括但不限於紅、橙、黃、綠、藍或可見光譜（例如400-700 nm）中的任何其他顏色。
示例性量子點可具有各種形狀。量子點的形狀實例包括但不限於球狀、棒狀、盤狀、菱形塊、其他形狀及/或上述混合物。示例性量子點亦可包容在聚合物樹脂內，例如但不限於丙烯酸酯或另一適合聚合物或單體。示例性樹脂亦可包括適合散射顆粒，包括但不限於TiO2 等。
在某些實施例中，量子點包含無機半導體材料，此允許結合聚合物的可溶本質與加工性和無機半導體的高效率與穩定性。無機半導體量子點在存有水蒸汽和氧下通常比有機半導體配對物更穩定。如上所述，因量子侷限發射性質所致，無機半導體量子點發光極為窄頻，並產生高度飽和顏色發射，此特徵在於單一高斯光譜。由於奈米晶體直徑控制量子點光學帶隙，故吸收和發射波長微調可透過合成及結構改變來達成。
在某些實施例中，無機半導體奈米晶體量子點包含IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物或II-IV-V族化合物、上述合金及/或上述混合物，包括三元和四元合金及/或混合物。實例包括但不限於ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe、上述合金及/或上述混合物，包括三元和四元合金及/或混合物。
在某些實施例中，量子點可包括殼層覆蓋至少部分量子點表面。此結構稱作核殼結構。殼層可包含無機材料，更佳為無機半導體材料。無機殼層可鈍化表面電子狀態的程度遠大於有機封端基。用於殼層的無機半導體材料實例包括但不限於IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物或II-IV-V族化合物、上述合金及/或上述混合物，包括三元和四元合金及/或混合物。實例包括但不限於ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe、上述合金及/或上述混合物，包括三元和四元合金及/或混合物。
在一些實施例中，量子點材料包括II-VI半導體，包括CdSe、CdS和CdTe，及可製作成在整個可見光譜發射並具窄尺寸分佈和高發射量子效率。例如，直徑約2 nm的CdSe量子點在藍光波長發射，直徑8 nm的粒子在紅光波長發射。合成時代用具不同帶隙的其他半導體材料來改變量子點組成可改變電磁光譜區域，其中可調整量子點發射。在其他實施例中，量子點材料不含鎘。無鎘量子點材料實例包括InP和Inx Gax-1 P。在製備Inx Gax-1 P的方式實例中，InP可摻雜少量Ga，使帶隙平移到更高能，以接近略比黃/綠還藍的波長。在製備此三元材料的另一方式實例中，GaP可摻雜In，以接近比深藍光波長更紅的波長。InP的直接體帶隙為1.27電子伏特（eV），此可藉由Ga摻雜而調整超過2 eV。只包含InP的量子點材料可提供從黃/綠光波長到深紅光波長的可調發射；將少量Ga添加至InP有助於往下調整至深綠/海水綠光波長發射。包含Inx Gax-1 P（0＜x＜1）的量子點材料可提供光發射，此可在至少一大部分（若非全部）的可見波長光譜調整。InP/ZnSeS核殼量子點可從深紅光波長調整到黃光波長且效率高達70%。就形成高CRI白光QD-LED發射器而言，InP/ZnSeS可用於滿足可見波長光譜的紅光波長至黃/綠光波長部分，Inx Gax-1 P將提供深綠光波長至海水綠光波長發射。
在一些實施例中（例如參見第 1 圖 、第 2A 圖 、第 2B 圖 及/或第 2C 圖 ），量子點材料可於預定光譜提供可調發射。例如，示例性量子點材料可選擇使之僅於單一波長光譜發射，即單一波長量子點材料，例如但不限於紅光波長光譜，例如約620 nm至約750 nm。示例性單一波長量子點材料當可選擇以當受到附近光源激發時，例如至少一LED部件203 ，發射其他波長光譜（例如紫308-450 nm、藍450-495 nm、綠495-570 nm、黃570-590 nm和橙590-620 nm）。在其他實施例中，量子點材料可於另一波長光譜提供可調發射，例如但不限於紅外波長光譜（例如700 nm至1 mm）或紫外波長光譜（例如10 nm至380 nm）。
第一基板201 的第一表面和第二基板207 的第二表面可由封件或焊接件211 接合。封件211 可在至少一孔穴209 周圍延伸，從而把工件及/或量子點材料密封在孔穴內。例如，如第 2A 圖 至第 2B 圖 所示，封件可將至少一量子點205 和至少一LED部件203 包覆在相同孔穴內。同樣地，第一基板201 的第一表面和第三基板215 的第二表面可由封件或焊接件211 接合。封件211 可在至少一包覆區或井219 周圍延伸，從而把量子點材料密封在區219 內。例如，如第 2C 圖 所示，封件211 可將至少一量子點205 包覆在包覆區219 中。以多個孔穴為例，封件211 可圍繞單一孔穴延伸，例如分開各孔穴與陣列中的其他孔穴，以形成一或更多離散密封區或袋部，或者封件可圍繞一個以上的孔穴延伸延伸，例如二或更多組孔穴，例如三、四、五、十或更多孔穴等。密封裝置亦可依需求包含一或更多未密封孔穴，例如缺少LED及/或量子點的孔穴。故應理解不同孔穴可為空的或無量子點及/或LED，空的孔穴可適當或依需求密封或不密封。在一些實施例中，封件211 可包含玻璃對玻璃密封、玻璃對玻璃-陶瓷密封或玻璃對陶瓷密封，此描述於同在申請中的美國專利申請案第13/777,584號、第13/891,291號、第14/270,828號和第14/271,797號，以上申請案全文以引用方式併入本文中。
形成封件211 的材料例如可選自在預定雷射操作波長下吸收率大於約10%及/或具較低玻璃轉化溫度（Tg ）的玻璃組成。根據不同實施例，密封材料可選自硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、碲酸鹽玻璃和硫化玻璃，例如磷酸錫、氟磷酸錫和氟硼酸錫。
通常，適合密封材料可包括低Tg 玻璃和適當反應性銅或錫氧化物。非限定舉例而言，密封材料可包含Tg 低於或等於約400℃的玻璃，例如低於或等於約350℃、約300℃、約250℃或約200℃，包括其間所有範圍與子範圍，例如約200℃至約400℃。適合密封材料和方法例如揭示於美國專利申請案第13/777,584號、第13/891,291號、第14/270,828號和第14/271,797號，以上申請案全文以引用方式併入本文中。
封件211 的厚度可視應用而異，在某些實施例中為約0.1微米至約10微米，例如等於或小於約5微米、等於或小於約3微米、等於或小於約2微米、等於或小於約1微米、等於或小於約0.5微米、或等於或小於約0.2微米，包括其間所有範圍與子範圍。在不同實施例中，封件211 在雷射操作波長下（在室溫下）的吸收率為等於或大於約10%、等於或大於約15%、等於或大於約20%、等於或大於約25%、等於或大於約30%、等於或大於約35%、等於或大於約40%、等於或大於約45%、或等於或大於約50%，包括其間所有範圍與子範圍，例如約10%至約50%。例如，密封材料可在UV波長下（200-400 nm）吸收，例如吸收率大於10%。在一些實施例中，密封材料可讓可見光穿透或實質穿透，例如在光譜可見區（例如400-700 nm）的穿透率等於或大於約80%。
在一些實施例中，封件211 在第一、第二及/或第三基板201 、207 、215 間包含連續片或層。例如，密封材料可覆疊於各基板的第一表面或第二表面，使密封層覆蓋至少一孔穴及/或包覆區。在此實施例中，封件211 在可見波長下為實質透明且在UV波長下吸收（或任何其他預定雷射操作波長）。或者，密封材料可提供使之在孔穴及/或包覆區周圍形成框架。密封材料可以任何預定形狀或圖案施用於第一基板201 、第二基板207 或第三基板215 。在此實施例中，封件211 在可見波長下為實質透明或吸收及/或在UV波長下為實質透明或吸收（或任何其他預定雷射操作波長）。例如，雷射可選擇以任何波長操作，密封層可吸收該波長，且第一玻璃基板不吸收。封件當可就特定應用視如基板及/或孔穴形狀需求呈任何形狀。
可利用在給定波長下操作的雷射光束並引導至密封材料（或密封界面），以於二基板間形成封件或焊接件而在第 2A 圖 至第 2C 圖 所示第一、第二及/或第三基板間形成封件211 。不期侷限於理論，咸信密封材料對雷射光束的光吸收及第一、第二及/或第三基板引發的瞬態吸收可造成局部加熱（例如達接近第一基板的玻璃轉化溫度Tg 的溫度）及熔化密封材料及/或玻璃基板，以於二基板間形成鍵結。根據不同實施例，封件或焊接件211 的寬度可為約10微米至約300微米，例如約25微米至約250微米、約50微米至約200微米或約100微米至約150微米，包括其間所有範圍與子範圍。
在不同實施例中，所述第一、第二及/或第三基板可密封在一起，以於至少一孔穴及/或包覆區周圍製造封件或焊接件。在某些實施例中，封件或焊接件為氣密封件，例如在裝置中形成一或更多氣密及/或防水袋部。例如，至少一孔穴可氣密密封，使水、濕氣、空氣及/或其他污染物不能滲透或實質不能滲透孔穴或區。非限定舉例而言，氣密封件可配置以限制氧蒸散（擴散）小於約10-2 立方公分（cm3 ）/平方公尺（m2 ）/天（例如小於約10-3 cm3 /m2 /天），及限制水蒸散為約10-2 克（g）/m2 /天（例如小於約10-3 、10-4 、10-5 或10-6 g/m2 /天）。在不同實施例中，氣密封件可實質防止水、濕氣及/或空氣接觸受氣密密封件保護的部件或量子點材料。
根據某些態樣，密封裝置的總厚度為等於或小於約6 mm，例如等於或小於約5 mm、等於或小於約4 mm、等於或小於約3 mm、等於或小於約2 mm、等於或小於約1.5 mm、等於或小於約1 mm、或等於或小於約0.5 mm，包括其間所有範圍與子範圍。例如，密封裝置的厚度可為約0.3 mm至約3 mm，例如約0.5 mm至約2.5 mm或約1 mm至約2 mm，包括其間所有範圍與子範圍。
所述密封裝置可用於各種顯示裝置或顯示部件，包括但不限於背光或背景光顯示器，例如電視、電腦螢幕、手持裝置等，並可包含各種附加部件。所述密封裝置亦可用作照明裝置，例如照明器具和固態照光應用。例如，包含量子點接觸至少一LED晶粒的密封裝置可用於一般照明，例如模擬太陽寬帶輸出。照光裝置可包含如各種尺寸的量子點並發射不同波長，例如波長400-700 nm。 方法
本文亦揭示製作含量子點材料的密封裝置的方法。
參照第 1 圖 、第 2C 圖 及第 3 圖 ，包覆區或井219 可依二維陣列250 排列在玻璃板上，此一般稱作井板260 。在一些實施例中，井219 可利用機械加工或其他適合機械製程形成。在進一步實施例中，製造井219 的示例性方法包括將井陣列化學蝕刻至板260 內。一旦將特定量的液體或含量子點材料215 分配於陣列的各井，便可硬化材料215 ，例如UV硬化，及配搭平蓋玻璃（例如第一基板201 ）。在密封製程後（例如雷射密封），井219 經分離或切割處理。故各井219 中的材料應完全包覆，使得分離係在各背緣221中心發生。
在一些實施例中，閥用於分配單一液滴，例如點膠閥。在該等實施例中，量子點材料可在輸送系統中加壓，其中在輸送系統的出口有被柱塞塞住的孔口，柱塞利用壓電機構移除。量子點材料是以從輸送系統射出並撞擊井底。依此方式輸送的量子點材料量取決於開閥壓力和時間及待分配材料黏度。藉由調整各注射體積和每井注射數量，可分配預定量子點材料量。採用此方法時，應注意使含量子點材料保持在井中，及減少材料在井邊緣上面蠕動而至背緣。為確保各井底完全弄濕，需依特定圖案注射，此可藉由沿著井底依螺旋圖案均勻分配液滴達成。在此製程中，液滴不宜太靠近井壁，以免量子點材料在背緣上蠕動，一些液滴需靠近底面中心，以確保整個底面係濕的。若在製程期間，關閥時，待注射射出的小（隨體）液滴造成量子點材料出現於背緣而不遵循注射主體軌跡，或注射一擊中井表面便飛濺，則可增加量子點材料的黏度（若可）或調節輸送管線的壓力和閥中柱塞移動進出孔的細節來校正。
在該等實施例中，另一困難在於量子點材料或膜夠厚而足以在幾秒內移動，並採取流體靜力形狀，且膜固定於壁緣，其中井交切板背緣。由於井僅部分填充，空的部分佔整體井體積的主要部分，故量子點材料的頂界面變成很凹，其中靠近壁的膜非常厚，中心則非常薄。在此情況下，單一噴射閥需要數秒來將適量的量子點材料分配於每一井，以此方式填充100 mm2 的井板及UV硬化需耗時近一小時。飛濺和液滴產生會限制注射分配速度，故在一些實施例中，利用閥分配法擴大容量的工業方法需要複數個閥和相關工具。
在較佳實施例中，含量子點材料可經噴墨至井內。就能以噴墨法適當分配的含量子點材料而言，應確定達成若干條件。第 4圖 係用於示例性噴墨製程的操作訊窗映圖。參照第 4 圖 ，軸代表兩個無因次數，即歐氏（Oh）和韋伯（We）。Oh數和We數由下式提供的物理與幾何性質定義：，且(1) 其中μ、ρ、σ分別代表液體的黏度、密度和界面張力，a係特徵長度（取液滴直徑），V代表液滴的速度。就第 4 圖 斜線訊窗(shaded window)外的點而言，會產生某些缺陷。例如，在訊窗左邊，對液滴噴射或形狀並未控制，因為無黏滯阻尼作用。在訊窗下方，液滴不會噴出噴嘴，因為表面張力太大。在訊窗右邊，液滴不會噴出，因為黏度太高。在訊窗上方，液滴易分裂及飛濺，因為表面張力太低。故所述示例性實施例提供用於分配含量子的基質樹脂至井的製程，以解決以下問題：(1)分配於各井的總體積需精確控制，(2)除了井，沒有液體沉積在板上，(3)井中的層厚度需為均勻或帶有條紋圖案化或特定粗糙度，(4)藉由同時操作四個不同油墨，以即時改變顏色設定點，及(5)每天填充井的數量應為工業級（例如＞100萬/天）。故發現示例性分配製程（例如噴墨等）可以約0.1至約1的歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的韋伯數操作。
在一些實施例中，示例性製程包括利用噴墨印刷頭，施用含量子點材料的樹脂，此係在示例性噴墨操作訊窗（參見第 4 圖 ）及滑台操作，並精確控制只將液滴分配於井，藉以快速、但分數次掃程分配樹脂。在一些實施例中，在選定掃程間UV硬化沉積樹脂（例如含量子點材料），以減少樹脂流出。本發明標的實施例可利用裝設在準確定位台的噴墨印刷頭，使印刷頭朝下面向真空平台，井板裝設在真空平台上，以就體積與位置方面快速精確分配油墨。在此實施例中，視覺系統可用於準確定位井板，還可用於確定板的位置及將井定位於此，其中液體將利用噴墨印刷法分配。
一些示例性方法採用具適合平移機構或運送機構的定位台，以朝第一線性方向（即垂直各印刷頭的噴嘴孔列的方向）及朝垂直第一線性方向的第二方向移動基板或井板。適合印刷頭可為市售印刷頭，較佳和井板尺度一樣長或更長，在一些實施例中為壓電致動印刷頭。在其他實施例中，印刷頭為小型印刷頭組並覆蓋整個井板的寬度。此類示例性印刷頭可用於在單一掃程操作中沉積一或更多顏色的量子點材料，或如分成兩組印刷頭同時沉積，每組一種顏色。印刷頭在井板上面移動及發射各量子點材料液滴可利用電腦或處理器控制。輸送系統可用於供應含量子點材料至印刷頭，且維持在足以確保適當發射噴流的壓力下。在某些實施例中，量子點材料的屬性（例如黏度、量子點尺寸、濺射材料尺寸等）可控制以確保材料在噴墨製程操作訊窗內有適當分配功能（參見第 4 圖 ）。在井板比印刷頭（或印刷頭組）寬的實施例中，定位平台需朝垂直第一與第二方向的第三方向移動。
在進一步實施例中，沉積或分配量子點材料可用紅外燈乾燥或用UV燈硬化等而固化。
如上所述，所述標的實施例和功能操作可實行於數位電子電路、或電腦軟體、韌體或硬體，包括本說明書所述結構和結構均等物或上述一或更多組合物。所述標的實施例可實施成一或更多電腦程式產品，即編碼於實體程式載體的一或更多電腦程式指令，以供資料處理設備執行或控制操作。實體程式載體可為電腦可讀取媒體。電腦可讀取媒體可為機器可讀取儲存裝置、機器可讀取儲存基板、記憶裝置或上述一或更多組合物。
「處理器」或「控制器」一詞可涵蓋用於處理資料的所有設備、裝置和機器，例如包括可程式處理器、電腦、或多個處理器或電腦。除了硬體，處理器還可包括為論述中電腦程序創建執行環境的編碼，例如構成處理器韌體、協定堆疊、資料庫管理系統、操作系統的編碼或上述一或更多組合物。
電腦程式（亦稱作程式、軟體、軟體應用、指令碼或編碼）可以任何包括編譯或解譯語言的程式語言編寫，電腦程式並可部署成任何形式，包括獨立程式或模組、部件、副程式或其他適合運算環境的單元。電腦程式不一定要對應檔案系統的一個檔案。程式可儲存在含有其他程式或資料的部分檔案（例如儲存於標示語言文件的一或更多指令碼）、提問程式專用的單一檔案或多重座標檔案（例如儲存一或更多模組、副程式或部分編碼的檔案）。電腦程式可配置供單一電腦或多個電腦執行，電腦位於一網點或分散遍及多個網點且由通信網路相連。
所述製程和邏輯流程可由一或更多可程式處理器進行，處理器執行一或更多電腦程式，以藉由操作輸入資料及產生輸出而發揮功能。製程和邏輯流程亦可由特定用途的邏輯電路進行，且設備亦可實施做為特定用途的邏輯電路，例如FPGA（現場可程式閘陣列）或ASIC（特定功能積體電路）。
適於執行電腦程式的處理器例如包括通用與特定用途的微處理器和任何數位電腦類型的任一或多個處理器。通常，處理器將接收來自唯讀記憶體或隨機存取記憶體或二者的指令和資料。電腦的主要元件為執行指令的處理器和一或更多儲存指令與資料的記憶裝置。通常，電腦還包括或操作耦接以接收及/或傳送資料進出一或更多儲存資料用的大容量儲存裝置，例如磁碟、磁光碟或光碟。然電腦不一定要有此裝置。
適於儲存電腦程式指令與資料的電腦可讀取媒體包括所有類型的資料記憶體，包括非揮發性記憶體、媒體和記憶裝置，例如包括半導體記憶裝置（例如EPROM（可拭除可程式唯讀記憶體）、EEPROM（電子抹除式可編程唯讀記憶體）和快閃記憶體）、磁碟（例如內裝硬碟或可拆式磁碟）、磁光碟和CD-ROM（唯讀光碟）與DVD-ROM（數位影音光碟）。處理器和記憶體可由特定功能邏輯電路輔助或與之合併。
為與使用者互動，所述標的實施例可實行於具有顯示裝置的電腦，例如LCD（液晶顯示器），以向使用者顯示資訊，及具有鍵盤和定點裝置，例如滑鼠或追蹤球，以供使用者輸入電腦。其他類型的裝置亦可用來與使用者互動；例如，可以任何形式接收使用者輸入，包括聲音、語音或觸碰輸入。
所述標的實施例可實行於運算系統，系統包括如做為資料伺服器的後段部件，或包括中波部件，例如應用伺服器，或包括前段部件，例如具有圖形使用者介面或網頁瀏覽器的客戶端電腦，由此使用者可與所述標的實施方式互動，或包括一或更多後段、中波或前段部件的任何組合物。系統的部件可由任何數位資料通信類型或媒體相連，例如通信網路。通信網路實例包括區域網路（LAN）和廣域網路（WAN），例如網際網路。運算系統可包括客戶端和伺服器。客戶端和伺服器通常彼此遠離且一般透過通信網路互動。客戶端與伺服器的關係由各電腦運行的電腦程式產生且彼此具主從關係。
利用上述製程進行實驗。在一些實驗中，使用Konica-Minolta KM1024，以就6皮升（pL）/30千赫、14 pL/12.8千赫和42 pL/7.6千赫的液滴體積/最大頻率組合提供360 dpi（每吋光點數）。各噴嘴的最大流率qn 可以下列關係式表示： qn =vf       (2)， 其中v代表液滴體積，f代表噴射頻率。至於KM1024印刷頭系列，最高流率係以42皮升/7.6千赫組合達成。例如，單一掃程可以λ=1/360光點數/吋（dpi）（=70.6 μm）的間隔在二正交方向上放置提供42皮升（pL）的液滴層。當單層液滴聚結時，平均厚度可以液滴體積除以分配給二維陣列的各個面積表示。故一旦聚結，液滴層的平均厚度δ可以下列關係式表示： δ=v/λ2 (3)， 在此非限定實驗中，δ測定為8.4 μm。例如，一些實施例需分配平均d=120 μm薄的層時，可採行d/δ=14.3次掃程，即15次掃程。故上述關係式可用於提供量子點材料層至具任何適合厚度的井，包括約0.1 μm至約220 μm、約1 μm至約200 μm、約10 μm至約150 μm、約50 μm至約100 μm和其間所有範圍與子範圍。
在噴嘴列長度小於各井板工作區寬度的實施例中，印刷頭可逐行掃描，以增加分配時間。例如，若井板具有工作長度L和寬度W，則填充井達預定厚度所費時間將取決於層的平均預定厚度和印刷頭的噴嘴列長度。若長度等於或大於井板寬度，則可同時填充板中所有的井。假設井中的液體總平均厚度d=120 μm，則各噴嘴需填充寬λ、長L與高d的條帶。故例如，假設長度L=100 mm，則各孔需噴出的液滴數量N可表示成： N=λLδ/v       (4)。
在以上實驗中，孔噴出液滴數量為約20200。輸送所有液滴所費最小時間T取決於頻率f且關係如下： T=N/f       (5)， 其在非限定實驗中總計為2.7秒。印刷頭需平移的速度S取決於液滴間距λ和頻率f且關係如下： S=λf        (6)， 依此計算出0.53公尺/秒的速度。
在附加實施例中，含量子點材料或油墨的物性亦需定義在第 4 圖 的限制內。例如，成功噴墨印刷實驗的液滴速度據察為6至8公尺/秒。假設液體密度接近水（1克/毫升）且一般採用溶劑特有表面張力（24達因/公分），發現若V=7公尺/秒，a=43 μm（42皮升球體的直徑），則We=88，此在操作訊窗內。接著確保歐氏數為適當，以選擇含量子點材料或油墨的黏度。例如，若Oh約莫等於0.3，則就給定數而言，黏度目標值應為約9.6厘泊（cP）。應注意該等實例和實驗並不限制後附申請專利範圍的範圍，因為含量子點材料或油墨的物性可在任何數值範圍內，只要製程訊窗符合第 4 圖 的限制，例如製程操作具有0.1至1的歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的韋伯數。故所述實施例提供量子點材料用噴墨製程，藉由UV硬化井中的薄沉積材料層，以減少液滴飛濺到背緣、減少隨體液滴形成、減少井中的材料蠕動，及提供有效控制的可重複分配製程，從而準確沉積總體積至井陣列的各井。
除了將含量子點材料分配於井，還需利用乾燥或硬化來固定化層。在一些實施例中，在一或數次掃程後即硬化薄層係有益的。此步驟可進行整數N次。在一些實施例中，N=1。在其他實施例中，N大於1。此能夠單側硬化，其中UV光僅穿透需硬化的液膜厚度。當沿壁吸液時，此示例性製程可減少膜流動而變得不均勻（例如從上方看來呈凹狀）。在進一步實施例中，若合宜，可於沉積材料表面產生不同粗糙度或甚至條紋（例如參見第 5 圖 ，第 5 圖 提供在井中分配量子點材料上的圖案影像）。第 6 圖 係橫越三個井的UV硬化樹脂厚度輪廓，各井經歷不同沉積及硬化處理。參照第 6 圖 ，對三個不同的井進行輪廓儀掃描。各井的沉積及UV硬化程序不同。例如，在右手邊輪廓儀掃描表示的井中，將液體分配於帶及UV硬化非常薄的層，不會使噴墨帶聚結。在中央輪廓儀掃描表示的井中，當只在流動完全停止後進行硬化時，顯示流體靜力輪廓。最後，在左手邊輪廓儀掃描表示的井中，膜係利用數個沉積及UV硬化循環施用，且在沉積與硬化之間的時間，讓分配量子點材料上的任何表面特徵結構變平整。此達成方式為印刷隔離線或容許在井中聚結的個別液滴或液滴團，隨後馬上或瞬間UV硬化之。
示例性實施例和製程能分配多達四個不同材料，以「即時」改變量子點樹脂材料的顏色設定點，各材料富含量子點樹脂材料的成分之一（例如紅色量子點、綠色量子點、散射劑、基質樹脂和上述組合物）。
根據不同實施例，密封前，密封層可選擇性施用於至少部分玻璃基板或至少部分無機基板。如上所述，第一、第二及/或第三基板可包含至少一孔穴或包覆區。孔穴可藉由如加壓、蝕刻、模製、切割或任何其他適合方法提供於第一、第二或第三基板。若有，則密封層可施用於任何孔穴上面或框住孔穴周圍。在一些實施例中，至少一量子點及/或至少一LED部件置於孔穴內。在替代實施例中，至少一雷射二極體置於孔穴內。在進一步實施例中，工件置於孔穴內。
根據不同實施例，基板可為摻雜無機基板。摻雜例如可在無機基板形成期間施行，例如將至少一摻質或摻質前驅物加至用於形成無機基板的批料。適合摻質例如包括ZnO、SnO、SnO2 、TiO2 等。示例性摻質濃度包括如等於或大於約0.05重量%（例如大於約1、2、3、4、5、6、7、8、9或10重量%等）。
接著使第一表面和第二表面選擇性接觸設置其間的密封層，以形成密封界面。如此接觸的基板可如圍繞至少一孔穴密封。根據不同非限定實施例，密封可利用雷射焊接施行。例如，雷射可引導至密封界面或上，使密封層吸收雷射能及加熱界面達接近玻璃基板的Tg 的溫度。密封層及/或玻璃基板熔化可在第一與第二基板間形成鍵結。或者，可不存有密封層，第二無機基板經摻雜使之吸收雷射能及加熱界面達接近玻璃基板的Tg 的溫度。在不同實施例中，雷射密封可在室溫或近室溫的溫度下施行，例如約25℃至約50℃或約30℃至約40℃，包括其間所有範圍與子範圍。儘管加熱密封界面會造成溫度升高超過該等溫度，但此類加熱係侷限在密封區，故可降低損壞待包覆於裝置的任何熱敏工件的風險。
雷射可選自玻璃基板焊接領域已知的任何適合雷射。例如，雷射可在UV（約200至約400 nm）、可見（約400至約700 nm）或紅外（約700至約1600 nm）波長發射光。根據不同實施例，雷射可在約300至約1600 nm的預定波長下操作，例如約350 nm至約1400 nm、約400 nm至約1000 nm、約450 nm至約750 nm、約500 nm至約700 nm或約600 nm至約650 nm，包括其間所有範圍與子範圍。在某些實施例中，雷射係在約355 nm下操作的UV雷射、在約532 nm下操作的可見光雷射或在約810 nm或任何其他適合NIR波長下操作的近紅外雷射。根據附加實施例，雷射操作波長可選擇任何波長，第一玻璃基板在此波長下為實質透明，密封層及/或無機基板為吸收。示例性雷射包括IR雷射、氬離子束雷射、氦-鎘雷射和三次諧波產生雷射等。
在某些實施例中，雷射光束的平均功率為約0.2瓦（W）至約50 W，例如約0.5 W至約40W、約1 W至約30W、約2 W至約25 W、約3 W至約20W、約4 W至約15 W、約5 W至約12 W、約6 W至約10 W或約7 W至約8 W，包括其間所有範圍與子範圍。雷射可以任何頻率操作，在某些實施例中係以脈衝、調變（半連續）或連續方式操作。在一些實施例中，雷射係以叢發模式操作，每一叢發脈衝串包含複數個個別脈衝。在一些非限定實施例中，雷射的重複率為約1千赫至約1兆赫，例如約5千赫至約900千赫、約10千赫至約800千赫、約20千赫至約700千赫、約30千赫至約600千赫、約40千赫至約500千赫、約50千赫至約400千赫、約60千赫至約300千赫、約70千赫至約200千赫或約80千赫至約100千赫，包括其間所有範圍與子範圍。
根據不同實施例，光束可引導或聚焦於密封界面上、密封界面下方或密封界面上方。在一些非限定實施例中，界面上的光束點徑為小於約1 mm。例如，光束點徑可小於約500微米，例如等於或小於約400微米、等於或小於約300微米、等於或小於約200微米、等於或小於約100微米、等於或小於50微米、或等於或小於20微米，包括其間所有範圍與子範圍。在一些實施例中，光束點徑為約10微米至約500微米，例如約50微米至約250微米、約75微米至約200微米或約100微米至約150微米，包括其間所有範圍與子範圍。
根據不同實施例，密封基板可包含利用任何預定路徑，沿著基板掃描或平移雷射光束（或者基板可相對雷射平移），以產生任何圖案，例如方形、矩形、圓形、橢圓形或任何其他適合圖案或形狀，以如氣密密封裝置的至少一孔穴。雷射光束（或基板）沿界面移動的平移速度視應用而異，及取決於如第一與第二基板的組成及/或焦點配置及/或雷射功率、頻率及/或波長。在某些實施例中，雷射的平移速度為約1毫米/秒至約1000毫米/秒，例如約5毫米/秒至約750毫米/秒、約10毫米/秒至約500毫米/秒或約50毫米/秒至約250毫米/秒，例如等於或大於約100毫米/秒、等於或大於約200毫米/秒、等於或大於約300毫米/秒、等於或大於約400毫米/秒、等於或大於約500毫米/秒、或等於或大於約600毫米/秒，包括其間所有範圍與子範圍。
根據所述不同實施例，雷射波長、脈寬、重複率、平均功率、聚焦條件和其他相關參數可改變以產生足夠能量而利用密封層將第一與第二基板焊接在一起。熟諳此技術者可依預定應用需求改變參數。在不同實施例中，雷射注量（或強度）小於第一及/或第二基板的損壞閥值，例如雷射在強度足以將基板焊接在一起、又不會太強而損壞基板的條件下操作。在某些實施例中，雷射光束操作的平移速度為小於或等於密封界面的雷射光束直徑與雷射光束重複率的乘積。
應理解所述不同實施例可能涉及特定實施例描述的相關特定特徵結構、元件或步驟。亦應理解特定特徵結構、元件或步驟儘管描述於特定實施例，但當可以各種未示結合或變更方式互換或結合替代實施例。
亦應理解除非清楚指明，否則在此所用「該」或「一」等用語意指「至少一個」且不應限於「只有一個」。故例如，除非內文清楚指出，否則指稱「一孔穴」包括具一此「孔穴」或二或更多此「孔穴」的實例。同樣地，「複數個」或「陣列」擬指二或更多個，故「孔穴陣列」或「複數個孔穴」表示二或更多此孔穴。
範圍在此表示成從「約」一特定值及/或到「約」另一特定值。依此表示範圍時，實例將包括從一特定值及/或到另一特定值。同樣地，數值以先行詞「約」表示成近似值時，當理解特定值會構成另一態樣。更應理解各範圍的終點相對另一終點係有意義的，並且獨立於另一終點。
除非另行指明，否則無論是否述及，本文所示所有數值皆解釋成包括「約」。然更應理解不管是否表示為「約」該值，亦可精確思量所述各數值。故「尺度小於10 mm」和「尺度小於約10 mm」均包括「尺度小於約10 mm」和「尺度小於10 mm」的實施例。
除非明確指出，否則在此提及的任何方法不擬解釋成需按特定順序進行方法步驟。是以當方法請求項未實際敘述步驟依循順序，或者申請專利範圍和實施方式未具體指出步驟限於特定順序時，不擬推斷任何特定順序。
儘管特定實施例的各種特徵結構、元件或步驟係以轉承用語「包含」來描述，應理解包括以「由…組成」或「本質由…組成」等轉承用語描述的替代實施例亦涵蓋在內。例如，包含A+B+C的替代方法實施例暗指包括方法由A+B+C組成的實施例和方法本質由A+B+C組成的實施例。
熟諳此技術者將明白，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可對本發明作各種更動與潤飾。因熟諳此技術者可併入本發明的精神與本質而獲得所述實施例的修改例、組合例、子組合例和變化例，故本發明應解釋成包括落在後附申請專利範圍內的一切事物與均等物。
101‧‧‧密封裝置
103‧‧‧LED
105‧‧‧QD材料
107‧‧‧基板
109‧‧‧孔穴
200‧‧‧密封裝置
201、207、215‧‧‧基板
203‧‧‧LED部件
205‧‧‧量子點
209‧‧‧孔穴
211‧‧‧封件
213‧‧‧膜
216‧‧‧氣密密封裝置
217a-c‧‧‧膜/濾光片
219‧‧‧包覆區
221‧‧‧背緣
250‧‧‧陣列
260‧‧‧井板
d‧‧‧距離
以下詳細說明在配合附圖後將變得更清楚易懂，其中儘可能以相同的元件符號表示相仿的元件，其中：
第1圖圖示設置鄰接孔穴的量子點膜截面視圖，孔穴包含發光二極體（LED）；
第2A圖至第2C圖圖示根據本發明某些實施例的密封裝置截面視圖；
第3圖係一些實施例示意圖；
第4圖係用於示例性噴墨製程的操作訊窗(operating window)映圖；
第5圖係分配於井的圖案影像；及
第6圖係橫越三個井的UV硬化樹脂厚度輪廓，各井經歷不同沉積及硬化處理。
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200‧‧‧密封裝置
201、207、215‧‧‧基板
203‧‧‧LED部件
205‧‧‧量子點
209‧‧‧孔穴
211‧‧‧封件
216‧‧‧氣密密封裝置
217a、217b‧‧‧膜/濾光片
219‧‧‧包覆區
d‧‧‧距離

Claims (22)

  1. 一種分配含量子點材料至井的方法，該方法包含下列步驟： 利用一噴墨，將一量子點材料分配於一井，其中該噴墨係以約0.1至約1的一歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的一韋伯數操作。
  2. 如請求項1所述之方法，進一步包含利用乾燥或硬化來固定化該分配量子點材料的步驟。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該量子點材料進一步包含複數個量子點包容在一樹脂內。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該量子點材料包括選自由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe和上述組合物所組成群組的至少一量子點。
  5. 如請求項1所述之方法，進一步包含對該分配量子點材料的一表面粗糙化或提供多個條紋的步驟。
  6. 一種分配含量子點材料至井的方法，該方法包含下列步驟： (a) 利用一噴墨，將一量子點材料分配於一井；(b) 藉由乾燥或硬化該分配量子點材料，以固定化該分配量子點材料；及(c) 重複該等步驟(a)與(b)，計一整數N次，直到獲得一預定厚度的該量子點材料。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該噴墨係以約0.1至約1的一歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的一韋伯數操作。
  8. 如請求項6所述之方法，其中該N為大於1。
  9. 如請求項6所述之方法，其中該量子點材料進一步包含複數個量子點包容在一樹脂內。
  10. 如請求項6所述之方法，其中該量子點材料包括選自由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe和上述組合物所組成群組的至少一量子點。
  11. 如請求項1所述之方法，進一步包含對該分配量子點材料的一表面粗糙化或提供多個條紋的步驟。
  12. 一種製作密封裝置的方法，該方法包含下列步驟： 提供一第一基板，該第一基板含有一井陣列；將一含量子點材料分配到該井陣列的一或更多井；氣密密封該井陣列的一或更多井；及從該井陣列分離一或更多井，以形成一密封裝置。
  13. 如請求項12所述之方法，其中提供含一井陣列的一第一基板的該步驟進一步包含蝕刻該第一基板以形成該井陣列的步驟。
  14. 如請求項12所述之方法，其中分配一含量子點材料的該步驟進一步包含： (a) 利用一噴墨，將一量子點材料分配於一井；(b) 藉由乾燥或硬化該分配量子點材料，以固定化該分配量子點材料；及(c) 重複該等步驟(a)與(b)，計一整數N次，直到獲得一預定厚度。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該噴墨係以約0.1至約1的一歐氏（Oh）數和4至501.6 ×Oh0.4 的一韋伯數操作。
  16. 如請求項14所述之方法，其中該N為大於1。
  17. 如請求項12所述之方法，其中該氣密密封步驟進一步包含： 使一第二基板的一第一表面接觸該第一基板的一第二表面，以形成一密封界面；及將在一預定波長下操作的一雷射光束引導至該密封界面，以在該第一基板與該第二基板間形成一封件。
  18. 如請求項12所述之方法，其中該量子點材料進一步包含複數個量子點包容在一樹脂內。
  19. 如請求項12所述之方法，其中該量子點材料包括選自由ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbO、PbS、PbSe、PbTe和上述組合物所組成群組的至少一量子點。
  20. 如請求項17所述之方法，其中該第一基板及/或該第二基板包含選自鋁矽酸鹽玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鹼硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃和鹼鋁硼矽酸鹽玻璃的一玻璃。
  21. 如請求項12所述之方法，進一步包含下列步驟： 把該密封裝置放到一第三基板上面，該第三基板包含一第三表面且具有至少一孔穴來容納至少一LED部件；及密封該密封裝置與該第三基板，以形成另一封件於該至少一孔穴周圍延伸。
  22. 如請求項21所述之方法，進一步包含提供一或更多膜來過濾預定光波長的步驟，該一或更多膜包含交替的高折射率材料膜和低折射率材料膜。
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