TW202035157A - 量子點發光裝置和量子點背光單元 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種量子點發光裝置，能夠以簡單的結構提高成品率，容易組裝，減少製造步驟，幾乎不使量子點層劣化，並且可以大大延長產品壽命。
發光元件被包含量子點的第一樹脂組合物覆蓋，該第一樹脂組合物包括透光、防潮且耐熱的密封層覆蓋該發光元件、覆蓋該密封層和用量子點調節該發光元件的照射光的波長的該量子點層，以及覆蓋該量子點層並具有透光性、耐濕性和耐熱性的保護層。
Description
本發明係涉及一種量子點發光裝置和量子點背光單元。
作為液晶顯示裝置的背光源單元，主要使用了發光二極管（LED）的白色面光源裝置。近年來，已經開發了量子點發光裝置，其中將發出藍光的藍色LED和包含由半導體微粒製成的量子點（Quantum Dots）的量子點層組合在一起。
量子點發光裝置有關的技術包括，例如，基板，佈置在基板的一個表面上的發光元件，覆蓋該發光元件的光波長轉換構件，該光波長轉換構件包括量子點和黏結劑樹脂，透光塗層，覆蓋該光波長轉換構件的表面；（參見專利文獻1）。
〔先行技術文獻〕
＜專利文獻＞
＜專利文獻1＞日本特開2018-160646號公報。
〔發明解決的課題〕
順便提及，該量子點容易被水分、氧氣或熱劣化，並且當該量子點劣化時，發光效率降低。即，其中發光元件被量子點層覆蓋的量子點發光裝置具有以下問題：該量子點層在高濕度環境中或在加熱條件下易於隨時間變質，並且成品良率差。
在專利文獻1的發光裝置中，由於包括該量子點和該黏結劑樹脂的該光波長轉換構件的表面被該透光塗層覆蓋，因此可以通過該透光塗層保護該量子點免受水分和氧的影響。但是，專利文獻1的發光裝置由於包含該量子點和該黏結劑樹脂的該光波長轉換構件覆蓋該發光元件，因此具有使該光波長轉換構件（量子點層）與該發光元件直接接觸的結構。因此，存在該發光元件（LED）的發熱容易使該光波長轉換構件（量子點層）劣化，縮短該量子點發光裝置的產品壽命的問題。
鑑於上述情況，本發明的目的是提供一種量子點發光裝置和量子點背光單元，其具有簡單的結構，其中量子點層幾乎不劣化，並且可以大大延長產品壽命。
〔解決問題的手段〕
為了實現上述目的，根據本發明的一個實施方式的量子點發光裝置，其中發光元件覆蓋有包含量子點的第一樹脂組合物；該第一樹脂組合物包括：覆蓋該發光元件的具有透光性、耐濕性和耐熱性的密封層；覆蓋該密封層並通過該量子點轉換該發光元件的照射光的波長的量子點層；以及，覆蓋該量子點層並具有透光性、耐濕性和耐熱性的保護層。
在上述量子點發光裝置的構造中，該密封層和該保護層由第二樹脂組合物製成，該第二樹脂組合物包含基礎樹脂及耐熱粉末，並以熱可塑性樹脂作為基礎樹脂，該第二樹脂組合物中的該基礎樹脂和該耐熱粉末的合計含量優選為99.5重量％以上；另外，該第二樹脂組合物優選含有1重量％以上且5重量％以下的該耐熱粉末。
上述耐熱粉末優選具有180℃以上的耐熱性和80％以上的透光率。
上述量子點層由包含基礎樹脂、該量子點和黏合劑的第三樹脂組合物製成，並以熱可塑性樹脂作為該基礎樹脂，並且該第三樹脂組合物中，該基礎樹脂、該量子點和該黏合劑的含量為99.5％以上。且在該第三樹脂組合物中，該量子點的含量優選為0.01重量％以上且2重量％以下。
上述量子點，優選地包括比例為1：1的紅色量子點和綠色量子點。
根據本發明另一方面的量子點背光單元是一種量子點背光單元，其中多個發光元件覆蓋有包含量子點的第一樹脂組合物，並且該第一樹脂組合物具有：覆蓋該發光元件的具有透光性、防潮性和耐熱性的密封層；覆蓋該密封層的量子點層，用該量子點調節該發光元件的照射光的波長；以及，覆蓋該量子點層的具有透光性、防潮性和耐熱性的保護層。
在上述量子點背光單元的構造中，優選的是，該發光元件以矩陣佈置，並且每個發光元件單獨地覆蓋有該第一樹脂組合物。
另外，該發光元件可以以矩陣佈置，並且多個該發光元件可以以平面形狀被該第一樹脂組合物覆蓋。
上述量子點背光單元中，透光性板狀部件優選的配置在該第一樹脂組合物上。
上述發光元件可以安裝在可撓性基板上。
進一步，上述發光元件排成一排，並且導光板用於將來自上述發光元件的光引入並發射到光出射面側，並且該發光元件和該導光板的至少面對該光出射面的表面被一反射膜覆蓋。
根據本發明，可以提供一種量子點發光裝置和量子點背光單元，其結構簡單，量子點層不易劣化，並且可以大大延長產品壽命。
在下文中，將參考圖式描述根據本發明實施例的量子點發光裝置和量子點背光單元。但是，在圖式中，相同或相似的構件或部分由相同或相似的符號表示。另外，圖式被示意性地示出，並且並不總是對應於實際尺寸和比例。此外，可能存在包括圖式之間的尺寸關係和比例不同的部分的情況。
首先，將參考圖1至圖4描述根據第一實施例的量子點發光裝置的配置。圖1是根據第一實施例的量子點發光裝置的示意圖。圖2是示出根據第一實施例的發光元件的結構的示意圖。圖3是示出第一實施例中的密封層和保護層的第二樹脂組合物的製備的示意圖。圖4是說明第一實施例中用於量子點層的第三樹脂組合物的製備的示意圖。
如圖1所示，根據第一實施例的量子點發光裝置100是發光元件10被包含量子點（圖未繪示）的第一樹脂組合物50覆蓋的發光裝置。
首先，將描述該發光元件10。該發光元件10的示例，包括發光二極管（LED）和半導體激光器。在本實施例中，如圖2所示，晶圓級晶片尺寸封裝（Wafer-Level Chip Size Package，以下稱為“ WL-CSP”）型LED晶片被用作該發光元件10，由於WL-CSP不需要樹脂、導線和引線框架，並且通常由半導體晶片構成，因此安裝面積可以基本上等於半導體晶片的安裝面積， LED晶片（WL-CSP）作為該發光元件10時，該發光元件10具有裸芯片11、P型電極21、N型電極22以及導電散熱層31、32。該發光元件10在切出晶片之前，在用於形成LED元件的晶片上堆疊該P型電極21、該N型電極22以及該導電散熱層31、32，然後切出晶片。通過切塊將其切出並形成單個晶片。
該裸芯片11是LED元件的主體，例如，藍寶石層等的晶體層12，P-GaN層等的P型半導體層13，InGaN等的發光層14以及N-GaN層等的N型半導體層15，ITO（In2
O3
-SnO2
）等的透明電極層16和反射層17。該裸芯片11的每一層的構成材料不限於示例的材料組成。
該P型電極21和該N型電極22的構成材料，包括例如具有良好導電性的金、銀、銅及其合金，但不限於示例性材料。在本實施例中，該P型電極21連接到該P型半導體層13，並且該N型電極22經由該透明電極層16連接到該N型半導體層15。當向該P型電極21和該N型電極22施加電壓時，該P型半導體層13中的空穴與該N型半導體層15中的電子重新結合，從而該發光層14發光。本實施例的該發光元件10，例如發出藍光。
該導電散熱層31、32堆疊在該P型電極21和該N型電極22的安裝側（基板側）上。該導電散熱層31、32優選地由例如具有優異的導電性和散熱性的金、銀、銅、鋁或它們的合金形成。每個導電散熱層31、32分別具有比該P型電極21和該N型電極22更大的面積。
在配線基板1上，層疊有配線電極41、42。該導電散熱層31和該配線電極41以及該導電散熱層32和該配線電極42通過由金、焊料等製成的凸塊45回流安裝。
在本實施例中，該發光元件10以WL-CSP型LED晶片為例，但是該發光元件10不限於倒裝晶片型LED，亦可以採用具有另一種結構的LED，例如引線鍵合（Wire Bonding）LED或半導體激光裸芯片等。
接下來，再次參照圖1描述根據第一實施例的該第一樹脂組合物50，該第一樹脂組合物50包括密封層51、量子點層52和保護層53。
該密封層51是覆蓋該發光元件10的樹脂層，具有透光性、耐濕性和耐熱性。該密封層51具有密封該發光元件10的功能和遮斷該發光元件10的熱量的功能，以防止該量子點層52中包含的該量子點的劣化。
該量子點層52是覆蓋該密封層51，並通過該量子點轉換該發光元件10的照射光的波長的樹脂層。該量子點是奈米尺寸的半導體顆粒，由核、圍繞該核的殼和從該殼延伸的配體組成。該量子點具有量子密閉效應（quantum confinement effect）。該量子點的粒徑和平均粒徑例如為1nm以上且20nm以下。當該量子點吸收來自激發源的光並達到能量激發狀態時，該量子點會發射與該量子點的能帶隙相對應的能量。因此，可以通過調節該量子點的粒徑或物質的組成來調節該量子點的能帶隙。該量子點在狹窄的波段內發出強光。
具體而言，隨著該量子點的粒徑的減小，該量子點的能帶隙增大；即，隨著晶體尺寸減小，該量子點的發射移向藍光側（高能量側）；因此，通過改變該量子點的粒徑，可以在紫外光區域、可見光區域和紅外光區域的光譜波長全域調節發光波長。
例如，當該量子點由CdSe / ZnS構成時，當該量子點的粒徑為2.0nm以上且4.0nm以下時，該量子點發出藍光。當該量子點的粒徑為3.0nm以上且6.0nm以下時，該量子點發出綠光。此外，當該量子點的粒徑為4.5nm以上且10.0nm以下時，該量子點發出紅光。“藍光”是具有380nm以上且小於480nm的波長範圍的光。“綠光”是具有480nm以上且小於590nm的波長範圍的光。此外，“紅光”是具有590nm至750nm的波長範圍的光。
發出藍光的該量子點的粒徑範圍和發出綠光的該量子點的粒徑部分重疊。另外，發出綠光的該量子點的粒徑範圍和發出紅光的該量子點的粒徑範圍部分重疊。但是，即使在該量子點具有相同的粒徑的情況下，根據該量子點的核的大小，發光顏色也可能不同。
構成該核的第一半導體化合物的實例包括，例如，MgS、MgSe、MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe和例如HgTe 的II-VI族半導體化合物、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaAs、GaP、GaN、GaSb、InN、InAs、InP、InSb、TiN、TiP、TiAs和例如TiSb的III-V族半導體化合物。可以使用包含半導體化合物或半導體結晶，例如Si、Ge和Pb之類的IV族半導體結晶。可替代地，可以使用包括三個或更多元素的半導體化合物的半導體結晶，例如InGaP。特別地，從容易製造，控制能夠在可見光區域中發光的粒徑等的觀點出發，優選為CdS、CdSe、CdTe、InP和InGaP等半導體結晶。
作為形成該殼的第二半導體化合物，優選使用帶隙比形成該核的第一半導體化合物高的半導體化合物，以使激子被限制在該核中。通過使用帶隙比第一半導體化合物高的半導體化合物作為第二半導體化合物，可以提高該量子點的發光效率。構成該殼的第二半導體化合物的實例包括ZnS、ZnSe、CdS、GaN、CdSSe、ZnSeTe、AlP、ZnSTe、ZnSSe等。
作為由該核和該殼組成的核-殼結構（核/殼）的具體組合，例如CdSe / ZnS、CdSe / ZnSe、CdSe / CdS、CdTe / CdS、InP / ZnS、Gap / ZnS、Si / ZnS、InN / GaN、InP / CdSSe、InP / ZnSeTe、InGaP / ZnSe、InGaP / ZnS、Si / AlP、InP / ZnSTe、InP / ZnSSe、InGaP / ZnSTe、InGaP /ZnSSe等。
該配體具有穩定不穩定的該量子點的功能。該配體的實例，包括硫化合物如硫醇，磷化合物如膦化合物或氧化膦，氮化合物如胺和羧酸等。
在該量子點層52中的該量子點的含量，優選為0.01重量％以上且2重量％以下，更優選為0.03重量％以上且1重量％以下。當該量子點的含量為0.01重量％以上時，可以獲得足夠的發光強度。此外，當該量子點的含量為2重量％以下時，可以充分獲得激發光的透射光強度。
該量子點的顆粒形狀、可以是例如球形、棒形、圓盤形或其他形狀，沒有特別限制。該量子點的粒徑、平均粒徑、形狀、分散狀態等，可以通過透射型電子顯微鏡或掃描透射型電子顯微鏡觀察。此外，通過X射線晶體折射可以知道該量子點的晶體結構和結晶尺寸。此外，可以從紫外-可見（UV-Vis）吸收光譜獲得該量子點的粒徑等。
該保護層53是覆蓋該量子點層52，並且具有透光性、耐濕性和耐熱性的樹脂層。該保護層53具有覆蓋該量子點層52，並防止該量子點層52中包含的該量子點因外部環境中的水分、氧氣和熱而劣化的功能。
該密封層51和該保護層53，由包含基礎樹脂及耐熱粉末的第二樹脂組合物製成，並使用熱可塑性樹脂作為該基礎樹脂。該第二樹脂組合物中，該基礎樹脂和該耐熱粉末的總含量為99.5重量％，並且該第二樹脂組合物包含1重量％以上至5重量％以下的該耐熱粉末。該第二樹脂組合物中的該基礎樹脂和該耐熱粉末的合計含量為99.5重量％以上，這是因為在製造該第二樹脂組合物時，在上述成分以外不可避免的混入其他不純物成分（餘量）。
該熱可塑性樹脂優選是無色透明的。透明的該熱可塑性樹脂的例示包括聚醯亞胺樹脂（PI）、聚碳酸酯樹脂（PC）、甲基丙烯酸樹脂（PMMA）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、丙烯腈-苯乙烯（AS）樹脂和聚丙烯樹脂（PP）。但是不限於上述所例示的樹脂。
作為該耐熱粉末，例如，優選採用耐熱性為180℃以上的顆粒狀材料。另外，由於從該發光元件10發出的光被透射，因此該發光元件10所發出的光透射該耐熱粉末的透光率優選為80％以上。該耐熱粉末的含量為1重量％以上的理由是，如果該第二樹脂組合物中的該耐熱粉末的含量為1重量％以上，則可以得到期望的該第二樹脂組合物的耐熱性。將該耐熱粉末的含量設定為5重量％以下的原因是，當該第二樹脂組合物中的該耐熱粉末的含量超過5重量％時，固化前的樹脂的流動性變差。另外，該耐熱粉末的粒徑優選為0.1μm以下。
圖3是說明第一實施例中用於該密封層51和該保護層53的該第二樹脂組合物的製備的示意圖。如圖3所示，將熱可塑性樹脂92和耐熱粉末93裝入混合容器91中，並用攪拌裝置94攪拌混合物，同時加熱至例如100°C至150°C，以調製用於形成該密封層51和該保護層53的該第二樹脂組合物。加熱溫度不限於上述溫度範圍，根據所使用的該熱可塑性樹脂92而變化。為了在該密封層51和該保護層53中維持該耐熱粉末93的粉末狀態，該耐熱粉末93優選選擇耐熱溫度超過所使用的該熱可塑性樹脂92的熔點的材料。
該量子點層52由包含基礎樹脂、該量子點和黏合劑的第三樹脂組合物製成，且使用熱可塑性樹脂作為該基礎樹脂，並且該第三樹脂組合物中，該基礎樹脂、該量子點和該黏合劑的總含量為99.5重量％。並且，所述第三樹脂組合物包含0.01重量％以上且2重量％以下的該量子點。該第三樹脂組合物中，該基礎樹脂、該量子點和該黏合劑的合計含量設定為99.5重量％以上，這是因為在製造該第三樹脂組合物時，除上述組分以外的其他組分（其餘）。這是因為不可避免地混入了不純物成分。
作為該熱可塑性樹脂，與構成該密封層51和該保護層53的樹脂相同，如聚醯亞胺樹脂（PI）、聚碳酸酯樹脂（PC）、甲基丙烯酸樹脂（PMMA）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、丙烯腈-苯乙烯（AS）樹脂、聚丙烯樹脂（PP）等，但不限於示例的樹脂。
該量子點，優選使用紅色量子點和綠色量子點以1：1的比例混合在該第三樹脂組合物中。
該黏合劑的實例包括熱固性化合物，如矽樹脂和環氧化合物的固化產物，但不限於示例性材料。
圖4是説明在第一實施例中的該量子點層52的該第三樹脂組合物的製備的示意圖。如圖4所示，將該熱可塑性樹脂92、黏合劑95和由該量子點與溶劑混合而得的量子點膠水96放入混合容器91中，並在加熱至例如100℃至150℃的同時，通過攪拌裝置94攪拌混合物。調合用於該量子點層52的該第三樹脂組合物。加熱溫度不限於上述溫度範圍，並且根據所使用的該熱可塑性樹脂92而變化。該量子點膠水96是該量子點與諸如甲苯的該溶劑混合的液體，並且紅色量子點膠水和綠色量子點膠水以1：1的比例投入。
接下來，將參照圖1描述根據第一實施例的該量子點發光裝置100的操作。如圖1所示，在根據第一實施例的該量子點發光裝置100中，該發光元件10被包含該量子點的該第一樹脂組合物50覆蓋。該第一樹脂組合物50包括該密封層51、該量子點層52和該保護層53等三層結構。
該量子點層52具有使用該量子點轉換該發光元件10的照射光的波長的功能。在本實施例中，倒裝晶片型藍色LED用作該發光元件10。此外，在形成該量子點層52的該第三樹脂組合物中，紅色量子點和綠色量子點以1：1的比例混合。因此，當藍色LED的照射光穿過該量子點層52時，其波長被轉換並發出白光。
該量子點層52被夾在該密封層51和該保護層53之間。該密封層51是覆蓋該發光元件10的樹脂層，具有透光性、耐濕性和耐熱性。由於使用透明的熱可塑性樹脂作為構成該密封層51的基礎樹脂，因此從該發光元件10發出的光透射。此外，由於該密封層51是該第二樹脂組合物製成，因此具有保護該量子點層52不受濕氣和氧氣影響的功能。另外，由於該第二樹脂組合物中包含耐熱粉末，所以該密封層51具有保護該量子點層52免受該發光元件10的發熱的作用。
該保護層53是具有透光性、耐濕性和耐熱性的樹脂層，並且具有與本實施例中的該密封層51相同的組成。由於採用透明的熱可塑性樹脂作為構成該保護層53的基礎樹脂，因此在該量子點層52中，波長被轉換的白光可穿透該保護層53。且，由於該保護層53是該第二樹脂組合物製成，因此具有保護該量子點層52免受外部環境中的水分和氧的作用的功能。此外，由於該第二樹脂組合物中包含耐熱粉末，因此具有保護該量子點層52不受外部環境產生的熱量的作用。
如上所述，在根據第一實施例的該量子點發光裝置100中，該量子點層52被夾在具有透光性、耐濕性和耐熱性的該密封層51及具有透光性、耐濕性和耐熱性的該保護層53之間。因此，根據第一實施例的該量子點發光裝置100，能夠以簡單的結構實現幾乎不使該量子點層52劣化的量子點發光裝置，並且能夠大大延長產品壽命。
此外，在根據第一實施例的該量子點發光裝置100中，該密封層51和該保護層53由包含使用熱可塑性樹脂作為基礎樹脂及耐熱粉末的該第二樹脂組合物製成。該基礎樹脂和該耐熱粉末的總含量為99.5重量％以上，並且該第二樹脂組合物包含1重量％至5重量％的該耐熱粉末。在該密封層51和該保護層53的組成中，該基礎樹脂可以保護該量子點層52不受濕氣和氧氣的影響。另外，由於該第二樹脂組合物中的該耐熱粉末的含量為1重量％以上且5重量％以下，因此對該密封層51和該保護層53賦予良好的耐熱性，並且保護該量子點層52不受熱。
此外，該耐熱粉末具有180℃以上的耐熱性和80％以上的透射率，使得該密封層51和該保護層53在確保80％以上的透光率的同時具有180℃以上的耐熱性。
另外，在根據第一實施例的該量子點發光裝置100中，該量子點層52由使用熱可塑性樹脂作為基礎樹脂、量子點和黏合劑的該第三樹脂組合物製成。該第三樹脂組合物中，由
該基礎樹脂、該量子點和該黏合劑的合計含量為99.5重量％以上，並且在該第三樹脂組合物中含有0.01重量％以上且2重量％以下的該量子點。在該量子點層52的組成中，該基礎樹脂可以保護該量子點不受濕氣和氧氣的影響。此外，由於該第三樹脂組合物中包含的該量子點的量為0.01重量％以上且2重量％以下，因此該發光元件10的照射光的波長被轉換。
此外，由於該第三樹脂組合物中的該量子點是紅色量子點和綠色量子點以1：1的比率的混合物，因此可以轉換藍色LED的照射光的波長以白色光發射。
接下來，將描述根據第二實施例的量子點背光單元200的配置。圖5是根據第二實施例的該量子點背光單元200的結構圖。在圖5中，將用相同的符號描述與第一實施例相同的部件。
如圖5所示，根據第二實施例的該量子點背光單元200是含有多個發光元件10被包含量子點的第一樹脂組合物50覆蓋的背光單元。如在第一實施例中，該第一樹脂組合物50包括三層：密封層51，量子點層52和保護層53。該密封層51是覆蓋該發光元件10的樹脂層，具有透光性、耐濕性和耐熱性。該量子點層52是覆蓋該密封層51並使用該量子點調節該發光元件10的照射光的波長的樹脂層。該保護層53是覆蓋該量子點層52並且具有透光性、耐濕性和耐熱性的樹脂層。即，該第一樹脂組合物50具有與第一實施方式相同的結構，組成和功能。
第二實施例的該發光元件10，以矩陣形式佈置在配線基板1上，並且每個發光元件10分別被該第一樹脂組合物50覆蓋。即，例如通過將該密封層51、該量子點層52和該保護層53浸漬( DIP)在這三個步驟中，以圓頂形狀形成該第一樹脂組合物50。具體地，通過重複該密封層51的浸漬和乾燥、該量子點層52的浸漬和乾燥以及該保護層53的浸漬和乾燥來形成圓頂形狀的該第一樹脂組合物50。該第一樹脂組合物50可以通過例如噴墨印刷法浸漬。
在根據第二實施例的該量子點背光單元200中，該發光元件10以矩陣形式佈置在該佈線基板1上。這裡，“矩陣形式佈置”不僅包括垂直佈置和水平佈置，而且包括分散佈置的概念。每個該發光元件10分別覆蓋有具有與第一實施例相同的結構、組成和功能的該第一樹脂組合物50。因此，根據第二實施例的該量子點背光源單元200，能夠實現白色面光源。另外，由於該第一樹脂組合物50具有圓頂形狀，因此該第一樹脂組合物50具有透鏡功能並且可以增加具有方向性的倒裝晶片LED的發光角度。
圖6是根據第二實施例的該量子點背光單元200的變形結構的結構圖。在圖6中，將用相同的符號描述與第一實施例中相同的部件。
如圖6所示，在根據第二實施例的該量子點背光單元200的變形結構中，透光的板狀部件60代替保護層53以覆蓋形式設置在量子點層52上。該板狀部件60和配線基板1的周圍被密封壁61密封。該板狀部件60的實施型態包括可選擇將阻氣層施加到該板狀部件60下表面，該板狀部件60之材質可為玻璃板、聚醯亞胺（PI）樹脂板和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）樹脂板，但是不限於上述材料。
根據第二實施例的該量子點背光單元200的變形結構，透光的該板狀部件60設置在該量子點層52上而不是該保護層53上，因此所述變形結構與第二實施例的原型結構相比，減少了用於層疊該保護層53的步驟的數量，並且具有可以降低製造成本的有利效果。
接下來，將描述根據第三實施例的量子點背光單元300的配置。圖7是根據第三實施例的該量子點背光單元300的結構圖。
根據第三實施例的該量子點背光單元300，發光元件10以矩陣形式佈置在佈線基板1上，並且多個該發光元件10以平面方式被第一樹脂組合物50覆蓋。這與根據第二實施例的該量子點背光單元200不同。即，密封層51、量子點層52和保護層53的三層以平面方式堆疊在多個該發光元件10上。具體地，通過重複該密封層51的層壓和乾燥，該量子點層52的層壓和乾燥以及該保護層53的層壓和乾燥，該第一樹脂組合物50形成為平面形狀。該第一樹脂組合物50可以通過例如塗佈或噴墨印刷以平面方式層壓。
根據第三實施例的該量子點背光單元300，具有與根據第二實施例的該量子點背光單元200基本相同的操作和效果。特別地，根據第三實施例的該量子點背光單元300，被該第一樹脂組合物50平面地覆蓋多個該發光元件10的整體，使得該量子點背光單元300，具有比第二實施例，可以容易地製造背光單元，可以減少製造程序，並且可以顯著降低製造成本。
另外，圖8是根據第三實施例的該量子點背光單元300的變形結構的結構圖。在圖8中，將用相同的符號描述與第一實施例相同的部件。
如圖8所示，在根據第三實施例的該量子點背光單元300的變形結構中，在量子點層52上代替保護層53而設置有透光性的板狀部件60。該板狀部件60和配線基板1的周圍被密封壁61密封。該板狀部件60的實施型態包括可選擇將阻氣層施加到該板狀部件60下表面，該板狀部件60之材質可為玻璃板、聚醯亞胺（PI）樹脂板和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）樹脂板，但是不限於上述材料。
根據第三實施例的該量子點背光單元300的變形結構中，在該量子點層52上代替保護層53而設置有透光的該板狀部件60。與第三實施例的原型結構相比，減少了用於層疊該保護層53的步驟的數量，並且獲得了可以降低製造成本的有益效果。
接下來，將描述根據第四實施例的量子點背光單元400的配置。圖9是根據第四實施例的量子點背光單元400的平面結構圖。圖10是沿圖9中的斷面截取線XI-XI截取的斷面構造圖。
如圖9和圖10所示，在根據第四實施例的量子點背光單元400中，發光元件10排成一行。本實施例的該發光元件10以矩形形狀佈置在矩形的配線基板1的四個側面上。該發光元件10的佈置不限於矩形，並且可以在一側成一排，在相反側成一排或在兩個相鄰側成L形。
佈置有該發光元件10的該配線基板1，面對導光板70的至少一個側面。該配線基板1與該導光板70分開設置。多個該發光元件10安裝在該配線基板1的與該導光板70側相對的面上的配線圖案上。
該導光板70將來自該發光元件10的光導入並向光出射面72側射出。該導光板70整體上具有扁平的長方體（扁平）形狀。該導光板70優選由例如甲基丙烯酸樹脂（PMMA）、環烯烴聚合物樹脂（COP）或聚碳酸酯樹脂（PC）之類的透明熱可塑性樹脂製成。該導光板70不限於示例性的熱可塑性樹脂，而是可以採用諸如玻璃材料的另一透明構件。該導光板70優選為無色透明體，但也可以為與通過後述的量子點層52發出的光具有相同顏色的有色透明體。在該導光板70中，面對該發光元件10的側面是光入射部分。該導光板70的面對該發光元件10的表面是光入射面71。
該導光板70的至少面對該光出射面72的表面及該發光元件10被一反射膜75覆蓋，該反射膜75被設置為至少覆蓋該發光元件10的表面及相對於該光出射面72的該導光板70的表面，該反射膜75覆蓋該發光元件10的表面形成反射面73。本實施例設置的該反射膜75，露出該導光板70的該光出射面72並覆蓋該反射面73。
該反射膜75的實例包括合成樹脂膜，例如聚丙烯樹脂（PP）或聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂（PET），其中充填有諸如氧化鈦或硫酸鋇的填充物和氣泡。不限於示例性樹脂材料。從該發光元件10引入到該導光板70的一側表面上的光入射面71的光穿過該導光板70，或者被覆蓋有該反射膜75的該反射面73等反射。光從該光出射面72射出。
該發光元件10被該第一樹脂組合物50覆蓋。如同第一實施例和第二實施例中那樣，該第一樹脂組合物50包括密封層51、量子點層52和保護層53的三層構成。該密封層51是覆蓋該發光元件10的樹脂層，具有透光性、耐濕性和耐熱性。該量子點層52是覆蓋該密封層51，並使用量子點調節該發光元件10的照射光的波長的樹脂層。該保護層53是覆蓋該量子點層52，並且具有透光性、耐濕性和耐熱性的樹脂層。即，該第一樹脂組合物50具有與第一實施例相同的結構、組成和功能。
在該第一樹脂組合物50和該導光板70之間插入有稜鏡片80。即，通常在該導光板70的該光入射面71上設置該稜鏡片80。該稜鏡片80是在一個表面上形成有微米級的稜鏡圖案的合成樹脂片。該稜鏡片80具有與該配線基板1相同的帶狀或短柵狀。該稜鏡片80具有聚光性能和通過稜鏡圖案的透鏡效應改變入射光的方向的光學性能。用於製造該稜鏡片80的合成樹脂材料的實例，包括聚對苯二甲酸乙二酯樹脂（PET）、甲基丙烯酸樹脂（PMMA）和聚碳酸酯樹脂（PC），但不限於示例性樹脂材料。
該稜鏡片80優選為不單獨使用，也可以數個組合使用。在本實施例中，例如，相鄰設置有第一稜鏡片81及第二稜鏡片82兩個稜鏡片，並且相鄰的該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82以彼此相交的稜鏡圖案方向堆疊。例如，當根據第四實施例的該量子點背光單元400的縱向方向為Y方向時，該第一稜鏡片81的稜鏡圖案沿X方向形成，並且該第二稜鏡片82的稜鏡圖案沿著Z方向形成。注意，稜鏡片的數量不限於兩片。
當設置多個該稜鏡片80時，優選的是，相鄰的該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82之間夾著合成樹脂材料一體形成。之所以將合成樹脂材料插入相鄰的該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82之間，是為了增強該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82之間的黏合性能和保持性能。合成樹脂材料的實例包括但不限於聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂（PET）、聚碳酸酯樹脂（PC）、甲基丙烯酸樹脂（PMMA）和聚醯亞胺（PI）。優選地，選擇對於提高該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82之間的黏合性能和保持性能而言，最佳的合成樹脂材料。更具體地，優選使用合成樹脂材料和構成該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82的共用材料。
在根據第四實施例的該量子點背光單元400中，該第一樹脂組合物50以及該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82設置在該發光元件10與該導光板70的光入射面71之間。例如，採用藍色LED作為該發光元件10，並且該量子點層52包含比例為1：1的紅色量子點和綠色量子點。因此，該量子點層52接收藍色LED的藍光並發出白光。白光穿過該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82並進入該導光板70的光射入面71。因為相鄰的該第一稜鏡片81和該第二稜鏡片82以彼此相交的稜鏡圖案方向堆疊，所以從該導光板70的光出射面72發出的光的照度（Lux）增加的有利效果。
上面已經描述了本發明的優選實施例，但是這些是用於描述本發明的示例，並且不只在將本發明的範圍僅限於這些實施例。也可以不同於上述實施例的各種方式來實現本發明，而不脫離其要旨。
即，在上述實施例中，將設置有印刷配線的鋁基板用作該配線基板1。如果使用可撓性基板代替鋁基板作為安裝LED的該配線基板1，則可以應用於近年來引起特別關注的可穿戴終端。可撓性基板通過印刷技術在諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的樹脂膜上形成電子電路。可撓性基板的示例包括FPC（Flexible printed circuits，可撓性印刷電路）和PWB（Printed wiring board，印刷線路板）。根據上述實施例的該量子點背光單元200、300促進了移動終端的厚度和重量的減小，因此可以為包括可穿戴終端的移動終端市場的發展做出貢獻。
在第二和第三實施例的變形結構中，提供具有透光性質的該板狀部件60來代替該保護層53。然而，該板狀部件60被設置在層疊的該保護層53上也可以。
1:配線基板
10:發光元件
11:裸芯片
12:晶體層
13:P型半導體層
14:發光層
15:N型半導體層
16:透明電極層
17:反射層
21:P型電極
22:N型電極
31,32:導電散熱層
41,42:配線電極
45:凸塊
50:第一樹脂組合物
51:密封層
52:量子點層
53:保護層
60:板狀部件
61:密封壁
70:導光板
71:光入射面
72:光出射面
73:反射面
75:反射膜
80:稜鏡片
81:第一稜鏡片
82:第二稜鏡片
91:混合容器
92:熱可塑性樹脂
93:耐熱粉末
94:攪拌裝置
96:量子點膠水
100:量子點發光裝置
200,300,400:量子點背光單元
X,Y,Z:方向
XI-XI:斷面截取線
〔圖1〕係本發明第一實施例的量子點發光裝置的示意圖。
〔圖2〕係本發明第一實施例的發光元件的結構的示意圖。
〔圖3〕係說明在本發明第一實施例中，用於密封層和保護層的第二樹脂組合物的調製的示意圖。
〔圖4〕係說明在本發明第一實施例中，用於量子點層的第三樹脂組合物的調製的示意圖。
〔圖5〕係本發明第二實施例的量子點背光單元的結構圖。
〔圖6〕係依據本發明第二實施例的量子點背光源單元的變形結構的結構圖。
〔圖7〕係本發明第三實施例的量子點背光單元的結構圖。
〔圖8〕係依據本發明第三實施例的量子點背光源單元的變形結構的結構圖。
〔圖9〕係本發明第四實施例的量子點背光源單元的平面結構圖。
〔圖10〕係沿圖9中的斷面截取線XI-XI截取的斷面圖。
1:配線基板
10:發光元件
50:第一樹脂組合物
51:密封層
52:量子點層
53:保護層
100:量子點發光裝置
Claims (13)
- 一種量子點發光裝置，其中發光元件被包含量子點的第一樹脂組合物覆蓋； 該第一樹脂組合物包括： 覆蓋該發光元件並具有透光性、耐濕性和耐熱性的密封層； 覆蓋該密封層並通過該量子點轉換該發光元件的照射光的波長的量子點層；和 覆蓋該量子點層並具有透光性、耐濕性和耐熱性的保護層。
- 如請求項1所述之量子點發光裝置，其中該密封層和該保護層由第二樹脂組合物製成； 該第二樹脂組合物包含基礎樹脂及耐熱粉末，並以熱可塑性樹脂作為該基礎樹脂，該第二樹脂組合物中的該基礎樹脂和該耐熱粉末的合計含量為99.5重量％以上； 該第二樹脂組合物中的該耐熱粉末的含量為1重量％以上且5重量％以下。
- 如請求項2所述之量子點發光裝置，其中該耐熱粉末的耐熱性為180℃以上，且透光率為80％以上。
- 如請求項1至3中任一請求項所述之量子點發光裝置，其中該量子點層由包含基礎樹脂、量子點和黏合劑的第三樹脂組合物製成，且使用熱可塑性樹脂作為該基礎樹脂，並且該第三樹脂組合物中，該基礎樹脂、該量子點和該黏合劑的總含量為99.5重量％以上； 該第三樹脂組合物中的該量子點含量為0.01重量％以上且2重量％以下。
- 如請求項4所述之量子點發光裝置，其中該量子點包括比例為1：1的紅色量子點和綠色量子點組合而成。
- 一種量子點背光單元，其中多個發光元件被包含量子點的第一樹脂組合物覆蓋，其中該第一樹脂組合物具有： 覆蓋該發光元件的具有透光性、防潮性和耐熱性的密封層； 覆蓋該密封層的量子點層，用該量子點調節該發光元件的照射光的波長；以及 覆蓋該量子點層的具有透光性、防潮性和耐熱性的保護層。
- 如請求項6所述之量子點背光單元，其中各該發光元件排列成一排，並且覆蓋一導光板，該導光板將來自該發光元件的光引入並朝著光出射面側發射光，並且，一反射膜至少覆蓋該發光元件和該導光板的與該光出射面相對的面。
- 一種量子點背光單元，其中多個發光元件被包含量子點的第一樹脂組合物覆蓋，其中該第一樹脂組合物具有： 覆蓋該發光元件的具有透光性、防潮性和耐熱性的密封層；和 覆蓋該密封層的量子點層，用該量子點調節該發光元件的照射光的波長；以及 一板狀部件，具有透光性的該板狀部件覆蓋該量子點層。
- 如請求項6或8所述之量子點背光單元，其中各該發光元件以矩陣狀排列，並且各該發光元件分別被該第一樹脂組合物覆蓋。
- 如請求項9所述之量子點背光單元，其中該發光元件安裝在可撓性基板上。
- 如請求項6或8所述之量子點背光單元，其中各該發光元件以矩陣狀排列，並且各該發光元件在平面狀被該第一樹脂組合物覆蓋。
- 如請求項11所述之量子點背光單元，其中該發光元件安裝在可撓性基板上。
- 如請求項8所述之量子點背光單元，其中該板狀部件是玻璃板、聚醯亞胺樹脂板或聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂板。
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