[發明專利]基于量子點的白光LED器件及其制作方法

有效

• 申請號: 201310699961.1
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104733593B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 萬垂銘;陳海英;許朝軍;姜志榮;肖國偉
• 申請（專利權）人: 廣東晶科電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 肖云

本發明公開了一種基于量子點的白光LED器件及其制作方法，其中，基于量子點的白光LED器件包括LED芯片、涂覆在LED芯片上的光轉換層以及承載LED芯片的載體，LED芯片倒裝于載體內，LED芯片包括襯底，襯底上設置有多個圖形窗口，光轉換層中設置有發光材料，發光材料包括具有不同發光顏色的量子點和透明高分子材料，不同發光顏色的量子點間相互獨立設置并覆蓋于圖形窗口內。本發明采用多種不同發光顏色的量子點發光轉換實現的白光LED器件，具有更寬廣的色域，更高的顯色指數，更寬的光譜發射范圍，利于LED器件的廣泛應用，同時多種不同發光顏色的量子點分區域涂覆，避免了不同發光顏色的量子點之間的再吸收，有利于提高LED器件的發光效率。

技術領域

本發明涉及一種半導體照明裝置，具體地說，涉及一種白光LED器件及其制作方法。

背景技術

發光二極管(LED)是一種半導體制造技術加工的電致發光器件，主要發光原理是化合物半導體材料在加載正向電壓的條件下，有源電子與空穴復合產生光子，其中可見光成分能夠被人眼識別產生可見光。目前由于LED的亮度問題被極大地改善，LED被廣泛應用于各種領域，包括背光單元、汽車、電信號、交通信號燈、照明裝置等。

當前市場上主流的商品化白光LED，是采用藍光LED芯片加上黃、綠、紅一種或多種熒光粉來實現的。現有技術中熒光粉必須均勻地涂覆在芯片表面，否則會出現光色不均勻的光斑現象；而且熒光粉轉換的白光LED燈具光源在照明領域顯色性不足。量子點發光材料具有色純度高、發光顏色多樣性等優點，多種量子點材料混合使用可以實現高顯色性，讓LED燈具在室內照明獲得廣泛應用，但是綠色、黃色發光的量子點材料所發出的光也可能會被紅色量子點二次吸收，降低白光LED的發光效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于量子點的白光LED器件及其制作方法，以解決現有白光LED的顯色性不足，發光二次吸收的問題。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種基于量子點的白光LED器件，包括LED芯片、涂覆在所述LED芯片上的光轉換層以及承載所述LED芯片的載體，所述LED芯片倒裝于所述載體內，所述LED芯片包括襯底，所述襯底上設置有多個圖形窗口，所述光轉換層中設置有發光材料，所述發光材料包括具有不同發光顏色的量子點和透明高分子材料，不同發光顏色的所述量子點間相互獨立設置并覆蓋于所述圖形窗口內。

進一步，所述量子點為II-VI族或III-V族元素組成的半導體化合物中的一種或幾種，其尺寸小于10nm。

進一步，所述透明高分子材料為丙烯酸酯類樹脂、有機硅氧烷樹脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂、改性有機硅樹脂或環氧樹脂中的一種。

進一步，所述圖形窗口為設置在所述襯底表面的多個矩形平面，所述矩形平面為長方形平面或正方形平面。

進一步，所述圖形窗口為蝕刻在所述襯底上的多個凹槽。

一種基于量子點的白光LED器件的制作方法，包括以下步驟：在襯底上通過金屬有機化學氣相沉積法制作外延片；在所述外延片上加工制作LED芯片P-N結的兩個電極；在所述襯底上設置劃分多個圖形窗口；在所述襯底上涂覆光轉換層，所述光轉換層設置有由不同發光顏色的量子點與透明高分子材料混合而成的發光材料，不同發光顏色的所述量子點間相互獨立設置并覆蓋于所述圖形窗口內；加工制作成單顆的LED芯片，將所述LED芯片倒裝于載體內。

進一步，所述圖形窗口為設置在所述襯底表面的多個矩形平面。

進一步，所述圖形窗口為蝕刻在所述襯底上的多個凹槽，或者是相互間隔排列的所述矩形平面和所述凹槽。

進一步，襯底上涂覆的光轉換層中發光材料的顏色順序排布如下：紅-綠-藍-黃依顏色順序作為陣列呈周期性分布。