一種量子點led結(jié)構(gòu)及封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種量子點LED封裝結(jié)構(gòu)及方法，主要應(yīng)用在背光、照明、Flash等產(chǎn)品上，屬于半導(dǎo)體照明應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前白光LED，商業(yè)上普遍采用的技術(shù)方案是用藍光芯片搭配發(fā)紅色、綠色、黃色的熒光粉，但是這種通過藍光芯片激發(fā)熒光粉混合形成白光的方式，由于受到稀土熒光粉材料本身能級結(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致其發(fā)射光譜范圍較寬，單色性較差，色域只能達到72% ONTSC，色彩的還原能力弱。因此要想獲得較高的色域，必須采用發(fā)射光譜更窄的量子點材料，其半峰寬通?？梢宰龅?5nm以下。采用量子點材料的作為背光源的高色域LCD電視的色域值可以達到110% 0NTSC。目前國際上三大量子點材料生產(chǎn)商為美國的QD Vis1n，英國的Nanoco和德國的Nanosys。當(dāng)前量子點材料在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用上主要的技術(shù)難點在于如何實現(xiàn)量子點材料的隔濕隔氧處理，當(dāng)前主要的方法有三種，第一種是直接將量子點材料放在藍色LED芯片上的“On-Chip”方式，第二種是將量子點密封在細玻璃管中并安裝在背照燈導(dǎo)光板的LED光入射部的“On-Edge”方式，第三種是將薄膜之間夾有量子點的片狀材料貼在背照燈與液晶面板之間的“On-Surface”方式。第一種方法最簡單，但不容易實現(xiàn)，而第二種和第三種方案是當(dāng)前三大生產(chǎn)商的主流方向。但是如果能簡單的實現(xiàn)量子點的on-chip方式，那無疑將使得量子點材料的商業(yè)應(yīng)用達到高峰。本專利就是在這樣的背景下提出來的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本專利提供了一種量子點LED的新型on-chip封裝技術(shù)，即反向封裝技術(shù)。傳統(tǒng)的LED封裝方式是自下而上的封裝，而本專利所涉及的封裝方式則是上而下的封裝方式。巧妙避免了量子點材料需溶于硅膠問題，同時解決了量子點材料隔氧隔濕問題，使得量子點材料可以采用簡單高效方式實現(xiàn)應(yīng)用。量子點(Quantum Dot)是一種納米材料，是由鋅、鎘、砸、硫等元素化合成的半導(dǎo)體材料制成的、直徑2?1nm的納米粒子。相比傳統(tǒng)的LED光源，量子點LED具有發(fā)光顏色純、發(fā)光性能穩(wěn)定、高效節(jié)能、顏色可調(diào)等優(yōu)勢，量子點LED將具有廣闊的市場前景。
[0004]具體地，本發(fā)明公開了一種量子點LED封裝結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括:玻璃基板、所述玻璃基板上的量子點、所述量子點上的固晶膠、所述固晶膠上的LED芯片，以及所述LED芯片上的兩個電極，其中，所述固晶膠覆蓋所述量子點的所有暴露部分以及所述玻璃基板暴露的部分表面，有機薄膜覆蓋所述固晶膠的所有暴露表面、所述LED芯片的側(cè)表面以及所述玻璃基板暴露的部分表面，無機薄膜覆蓋所述有機薄膜，反射白膠覆蓋所述無機薄膜。
[0005]進一步地，所述玻璃基板包含所有可用于隔氧隔濕的高透光率材料。
[0006]進一步地，所述固晶膠包含硅膠類材料。
[0007]進一步地，所述有機薄膜和所述無機薄膜的層數(shù)可視情況進行調(diào)整。
[0008]進一步地，所述有機、無機薄膜層可用作吸收或隔絕氧氣和水，其包含任何具有良好吸收或隔絕氧氣和水的材料。
[0009]進一步地，所述良好吸收或隔絕氧氣和水的材料包括:鋁基復(fù)合材料、S12, A1203、氟化聚合物、聚對二甲苯、Si3Nzp SiNx0y、A1N、Mg、Parylene (para-xylylene)。
[0010]本發(fā)明還公開了一種量子點LED封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，所述方法包括如下步驟:
[0011]I)清洗玻璃基板:
[0012]2)涂覆量子點材料:將量子點材料涂覆到玻璃基板上；
[0013]3)固晶膠封裝:將固晶膠覆蓋在量子點材料上，形成固定芯片的膠層。
[0014]4)烘烤:烘烤硅膠至半固化；
[0015]5)固晶:烘烤后，進行固晶操作；
[0016]6)鍍膜封裝:交替鍍有機層、無機層，有機無機交替封裝使得量子點材料能充分隔絕氧氣和水汽；
[0017]7)重復(fù)步驟6)，形成多層保護膜；
[0018]8)填充反射白膠:在芯片四周圍填充反射白膠；
[0019]9)切割；
[0020]10)測試。
[0021]進一步地，步驟I)中使用清洗液將玻璃基板清洗干凈。
[0022]進一步地，步驟2)中的涂覆方式包含旋轉(zhuǎn)涂覆、噴涂、印刷。
[0023]進一步地，所述有機層、無機層可以為:Si02、Parylene (para-xylylene)、A1203、氟化聚合物、聚對二甲苯、Si3N4, SiNxOy, AlN、Mg。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]采用量子點作為發(fā)光材料，在背光應(yīng)用上色域可達到110% 0NTSC，比現(xiàn)有的LED提高近60%，色彩飽和度將大大增加，照明上對于色彩還原能力將極大的提升，使得更加接近于自然光。
[0026]直接使用封裝，將比目前采用的玻璃管封裝量子點的方式更加經(jīng)濟，成本進一步降低，且可靠性得到極大的提升。
[0027]采用該封裝方法將使得量子點材料在LED上的廣泛應(yīng)用變成可能。
[0028]本專利所涉及到的封裝無需使用支架和金線，與相同性能的封裝形式相比，成本節(jié)省了 20%以上，使LED在各個領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛，尤其是商業(yè)照明和民用照明領(lǐng)域。
[0029]無支架結(jié)構(gòu)，散熱性能極佳，延長了使用壽命。由于無支架對光的吸收和散射作用，光能利用率提高。
[0030]光束角可以達到150°以上，便于二次光學(xué)設(shè)計。
[0031]光的色空間分布均勻，發(fā)光均勻，出光效率高。提高了 LED的光學(xué)性能、提升了應(yīng)用端廣品品味。
[0032]節(jié)省了封裝材料，簡化了封裝工藝和程序。
[0033]大功率LED的封裝不再受封裝材料和支架結(jié)構(gòu)的限制，可以根據(jù)需要封裝適合的功率和選擇發(fā)光面的大小和形狀。
[0034]封裝體為芯片級大小，能夠很好滿足背光產(chǎn)品的薄型化需求和其它軍用、民用高端產(chǎn)品對光源小體積的要求。
[0035]發(fā)光面形狀和大小可以根據(jù)需求進行設(shè)計，靈活度高。
【附圖說明】
[0036]圖1為量子點LED結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖2為量子點LED封裝工藝簡圖。
[0038]①玻璃基板②量子點③固晶膠④LE