一種多層封裝的量子點LED結構的制作方法

本發明涉及顯示或照明技術領域，具體涉及一種多層封裝的量子點LED結構。

背景技術：

量子點（Quantum Dots）材料的粒徑一般介于1~10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續的能帶結構變成分立能級結構，因此發光光譜非常窄（20-30nm），色度純高，色域廣，可大幅超過NTSC（National Television Standards Committee）的色域范圍（>100%）；同時通過彩色濾光片光吸收損耗小，可實現低功耗顯示。由于量子限域效應，同一種材料只需要變化量子點顆粒尺寸即可實現整個可見光譜區的覆蓋。可以將多種不同尺寸的量子點按照一定比例混合，實現類似于太陽光的自然光色，得到較高的顯色指數。同時，同一種材料可以表現出相似的退化壽命，將具有更好的色彩穩定性。量子點具有較高的光致發光效率，溶液中的量子效率可達到95%以上。因此，量子點材料具有量子效率高、顯指高、色域廣等優點，在提高色彩飽和度與顯色指數的同時，還能降低顯示與照明的功耗，是下一代顯示與照明用核心關鍵光轉化材料。

現有的技術應用均是基于藍光LED芯片，將紅、綠量子點材料復合在PET薄膜或者玻璃管中，再與現有基于藍光LED芯片的顯示器件做復合白光。量子點復合薄膜在PET薄膜復合這一工藝環節，產品成本較高。玻璃管產品需要在現有產品的生產線上添加諸多流程，且需要改變應用產品如電視的模具尺寸設計，針對玻璃管需要大幅度更改替換現有生產與安裝過程，間接成本高昂。

目前商業化的白光LED是利用藍光LED芯片激發黃色熒光粉，透射藍光與激發黃光混合得到白光。然而由于光譜中缺乏紅光成分，因此傳統的白光LED有著顯色指數低、色彩不飽和的缺陷。基于此，國內外學者與產業界提出在傳統白光LED中加入新的光轉換材料---量子點。量子點是一種半導體材料，尺寸在2nm～20nm之間。由于量子點的發光波長可以隨尺寸調控，并且有著寬的吸收譜和窄的發射譜，因此同時摻有熒光粉和量子點的白光LED有著出色的顯色性能，色彩飽和度高。其常用的封裝結構是將熒光粉膠體與量子點微球膠體均勻混合后點涂在LED芯片上，制成白光器件。雖然混合點涂的操作工藝簡單，但也有缺陷，比如無法單獨調節白光LED中量子點或熒光粉發射光譜能量；并且量子點與熒光粉共混將造成光能量的重復吸收導致能量損失；此外，共混后膠體與LED芯片接觸，也將導致后向散射的光能量被LED芯片吸收，降低白光LED發光效率。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種多層封裝的量子點LED結構。

本發明所采取的技術方案是：

一種多層封裝的量子點LED結構，包括載體和設于載體上的LED芯片，所述LED芯片上依次覆有封裝膠層、熒光粉膠層、量子點膠層和阻隔水氧層。

在一些優選的實施方式中，所述封裝膠層是由防硫化劑、硅橡膠、硅樹脂中的一種或多種材料制成。

在一些優選的實施方式中，所述封裝膠層的厚度為10-100μm。

在一些優選的實施方式中，所述阻隔水氧層包括阻隔水氧薄膜和覆蓋于阻隔水氧薄膜上的阻隔水氧膠層。

在上述方案的進一步優選的實施方式中，所述阻隔水氧薄膜為聚酰亞胺薄膜、PET薄膜、PET為基材的復合膜、PMMA薄膜或聚乙烯醇薄膜中的一種或多種。

在上述方案的優選的實施方式中，所述阻隔水氧薄膜的厚度為10-100μm。

在上述方案的優選的實施方式中，所述阻隔水氧膠層的材料為硅膠、硅橡膠、硅樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或環氧樹脂中的一種或多種。

在一些優選的實施方式中，所述熒光粉膠層是熒光粉分散于透明膠體中得到的，所述量子點膠層是量子點微球分散于透明膠體中得到的，所述透明膠體為硅膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯的一種或多種。

在一些優選的實施方式中，所述熒光粉膠層和所述量子點膠層之間還設有一層透明膠體層。

在一些優選的實施方式中，所述載體為聚對苯二酰對苯二胺支架。

本發明的有益效果是：

本發明提供了一種多層封裝的量子點LED結構，包括載體和設于載體上的LED芯片，所述LED芯片上依次覆有封裝膠層、熒光粉膠層、量子點膠層和阻隔水氧層；首先，將熒光粉與量子點分成兩層，將熒光粉和量子點隔離開，可以有效減少量子點與熒光粉對各自發射光的吸收；第二，在LED芯片與熒光粉膠層之間填充一層封裝膠層，可以減少向LED芯片的方向散射的激發光被LED芯片吸收，繼而提高LED的發光效率；在量子點膠層的外層設置阻隔水氧層，能夠大幅度提高LED器件的工作壽命。所述量子點LED結構可為白光LED器件也可為其他顏色的LED器件，可根據常規的LED發光原理，對LED芯片、熒光粉和量子點進行配色，得到想要的顏色的LED器件。

附圖說明

圖1為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的爆炸透視圖。

圖2為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的主視圖。

圖3為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的左視圖。

圖4為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的俯視圖。

圖5為實施例2的多層封裝的量子點LED結構的主視圖。

具體實施方式

實施例1：

參照圖1-4，圖1為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的爆炸透視圖，圖2為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的主視圖，圖3為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的左視圖，圖4為實施例1的多層封裝的量子點LED結構的俯視圖，圖5為實施例2的多層封裝的量子點LED結構的主視圖，為了更好地顯示結構圖1中結構為透明狀態，本實施例提供了一種多層封裝的量子點白光LED結構，包括載體1和設于載體1上的藍光LED芯片2，所述LED藍光芯片2正裝、倒裝或垂直裝于所述載體1上，在本實施例中，所述載體1具有至少一個內腔體3，所述藍光LED芯片2正裝于所述載體1的內腔體3內，所述載體1為聚對苯二酰對苯二胺支架，其表面反射率大于70%，所述內腔體3可為支架上的碗杯。所述藍光LED芯片2上依次覆有封裝膠層4、熒光粉膠層5、量子點膠層6和阻隔水氧層。所述熒光粉膠層5是熒光粉分散于透明膠體中得到的，所述透明膠體為硅膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯的一種或多種，所述熒光粉膠層5的厚度為0.05mm，所述熒光粉膠層5中的熒光粉的質量分數為5%，熒光粉的發光波長為450-600nm。所述量子點膠層6是量子點微球分散于透明膠體中得到的，所述透明膠體為硅膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯的一種或多種，所述量子點膠層6的厚度為2mm，所述量子點微球大小可大可小，平均粒徑范圍為0.1-100μm，所述量子點膠層6中所述量子點微球的質量分數為1%，發光波長的范圍為500-750nm。將熒光粉與量子點分成兩層，將熒光粉和量子點隔離開，可以有效減少量子點與熒光粉對各自發射光的吸收。所述封裝膠層4是由防硫化劑、硅橡膠、硅樹脂中的一種或多種材料制成。在本實施例中，所述封裝膠層4為防硫化劑層，所述防硫化劑為含氟樹脂或其他市場可采購到的防硫化劑。在LED芯片2與熒光粉膠層5之間填充一層封裝膠層4，可以減少向LED芯片2的方向散射的激發光被LED芯片2吸收，繼而提高LED的發光效率。所述透明膠體為硅膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯的一種或多種。所述封裝膠層4的厚度為10μm。所述阻隔水氧層包括阻隔水氧薄膜7和覆蓋于阻隔水氧薄膜7上的阻隔水氧膠層8。所述阻隔水氧薄膜7為聚酰亞胺薄膜、PET薄膜、PET為基材的復合膜、PMMA薄膜或聚乙烯醇薄膜中的一種或多種，在本實施例中所述阻隔水氧薄膜7為PET薄膜，所述阻隔水氧薄膜7的厚度為100μm，所述阻隔水氧薄膜7覆蓋所述載體1的內腔體3的上表面。所述阻隔水氧膠層8的材料為硅膠、硅橡膠、硅樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或環氧樹脂中的一種或多種，在本實施例中，所述阻隔水氧膠層8的材料為硅橡膠。

上述多層封裝的量子點白光LED結構的制備方法包括以下步驟：將LED芯片2正裝在載體1的內腔體3內，將防硫化劑如含氟樹脂溶于溶劑中，點涂在所述載體1的內腔體3中，使防硫化劑覆蓋LED芯片2，溶劑揮發后，形成一層封裝膠層4，再將載體1放入加熱設備中，常溫或者100℃加熱10min，使防硫化劑固化；再將熒光粉膠體點涂在之前得到的載體1的內腔體3中，形成覆蓋封裝膠層4的熒光粉膠層5，再將載體1放入加熱設備中，150°C加熱1小時，使熒光粉膠體固化；將量子點微球膠體點涂在之前得到的載體1的內腔體3中，得到覆蓋熒光粉膠層5的量子點膠層6，再將載體1放入加熱設備中，115°C加熱10小時，使量子點微球膠體固化，完成白光LED的封裝；使用貼片機將阻隔水氧薄膜7貼在量子點膠體層6上；再將阻隔水氧膠在之前得到的載體1的內腔體3中，覆蓋量子點膠層6與阻隔水氧薄膜7，再將載體1放入加熱設備中，65℃加熱3小時，阻隔水氧膠固化，形成固定阻隔水氧薄膜7的阻隔水氧膠層8。

實施例2：

本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于：所述LED藍光芯片2倒裝于所述載體1上，所述封裝膠層4是硅橡膠層，所述阻隔水氧薄膜7為PMMA薄膜，所述阻隔水氧薄膜7的厚度為10μm，所述熒光粉膠層5的厚度為3mm，所述熒光粉膠層5中的熒光粉的質量分數為50%，所述量子點膠層6包括紅色量子點膠層I9和綠色量子點膠層II10，紅色量子點的波長在600nm~700nm之間，綠色量子點的波長在500~555nm之間，所述量子點膠層6的厚度為0.05mm，所述量子點膠層6中所述量子點微球的質量分數為10%，所述封裝膠層4的厚度為100μm。所述熒光粉膠層5和所述量子點膠層6之間還設有一層透明膠體層11。所述透明膠體層11的材料為硅膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯的一種或多種。所述封裝膠層4、所述熒光粉膠層5和所述量子點膠層6可以采用噴涂、旋涂、模具制備等常規工藝制備。