一種量子點(diǎn)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(diǎn)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(lán)光芯片搭配發(fā)紅色、綠色、黃色的熒光粉，但是這種通過藍(lán)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(dá)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(diǎn)材料，其半峰寬通常可以做到35nm以下。采用量子點(diǎn)材料的作為背光源的高色域LCD電視的色域值可以達(dá)到110% 0NTSC。目前國際上三大量子點(diǎn)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(diǎn)材料在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用上主要的技術(shù)難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)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(diǎn)材料放在藍(lán)色LED芯片上的“On-Chip”方式，第二種是將量子點(diǎn)密封在細(xì)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(diǎn)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(shí)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(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)的on-chip方式，那無疑將使得量子點(diǎn)材料的商業(yè)應(yīng)用達(dá)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(diǎn)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(diǎn)材料需溶于硅膠問題，同時解決了量子點(diǎn)材料隔氧隔濕問題，使得量子點(diǎn)材料可以采用簡單高效方式實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。量子點(diǎn)(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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)、所述量子點(diǎn)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(diǎn)的所有暴露部分以及所述玻璃基板暴露的部分表面，有機(jī)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(jī)薄膜覆蓋所述有機(jī)薄膜，反射白膠覆蓋所述無機(jī)薄膜。
[0005]進(jìn)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(jìn)一步地，所述固晶膠包含硅膠類材料。
[0007]進(jìn)一步地，所述有機(jī)薄膜和所述無機(jī)薄膜的層數(shù)可視情況進(jìn)行調(diào)整。
[0008]進(jìn)一步地，所述有機(jī)、無機(jī)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)材料:將量子點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行固晶操作；
[0016]6)鍍膜封裝:交替鍍有機(jī)層、無機(jī)層，有機(jī)無機(jī)交替封裝使得量子點(diǎn)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(hù)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(jìn)一步地，步驟I)中使用清洗液將玻璃基板清洗干凈。
[0022]進(jìn)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(jìn)一步地，所述有機(jī)層、無機(jī)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(diǎn)作為發(fā)光材料，在背光應(yīng)用上色域可達(dá)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(diǎn)的方式更加經(jīng)濟(jì)，成本進(jìn)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(diǎn)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(dá)到150°以上，便于二次光學(xué)設(shè)計(jì)。
[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(jìn)行設(shè)計(jì)，靈活度高。
【附圖說明】
[0036]圖1為量子點(diǎn)LED結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖2為量子點(diǎn)LED封裝工藝簡圖。
[0038]①玻璃基板②量子點(diǎn)③固晶膠④LE