[發明專利]一種低工作溫度的量子點白光LED及其制備方法

有效

• 申請號: 201710339524.7
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107123727B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 羅小兵;謝斌;程焱華;舒偉程;余興建;周姝伶;藍威
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/64;H01L33/54;H01L33/62
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬,曹葆青

技術領域

本發明屬于量子點LED封裝領域，更具體地，涉及一種低工作溫度的量子點白光LED及其制備方法。

背景技術

白光發光二極管(White Light Emitting Diode,WLED)是一種基于P-N 結電致發光原理制成的半導體發光器件。相比傳統照明光源，具有電光轉換效率高、使用壽命長、環保節能、體積小等優點，被公認為21世紀最具發展前景的高技術領域之一。同時，基于白光LED背光的平板顯示技術近年來發展迅猛，已成為新的經濟增長點。預計到2020年我國白光LED相關產值有望達到萬億元。

大功率白光LED通常是由藍光LED芯片激發黃色熒光粉組成。這種方式雖然可以取得高發光效率，然而由于光譜中缺乏紅光成分，熒光粉轉化白光LED的色彩不飽和，顯色指數很低。量子點作為一種新的納米級光轉化材料，其發射光譜可以通過改變尺寸和成分來調控，并且發出的顏色純度極高。因此，藍光LED激發黃色熒光粉和紅色量子點組成的量子點白光LED可以同時取得高發光效率與高顯色指數。

現有技術中，在進行量子點白光LED封裝時，由于量子點表面帶有的氮、硫、磷等元素會使熒光粉膠體中的鉑催化劑失效，導致硅膠無法固化，因此必須對量子點和熒光粉膠進行有效隔離。目前有效的隔離措施是在量子點外表面附著一層致密的氧化硅納米層，制備出量子點硅納米球。雖然利用量子點硅納米球可以較好地與熒光粉膠實現共混，但仍存在以下缺點和不足：(1)在共混式封裝結構中，由于量子點的耐溫性能弱于熒光粉，因此量子點與熒光粉長期處于同一高溫下時，會導致量子點發光衰減嚴重，最終導致器件性能漂移嚴重；(2)由于量子點與熒光粉相互間的光能量重吸收，導致光能量損失嚴重，進而導致量子點白光LED發光效率損失，也相應地增大了量子點與熒光粉材料的用量，導致器件成本增加。

由于存在上述缺陷和不足，本領域亟需做出進一步的完善和改進，設計一種量子點白光LED，使其能夠克服上述缺陷和不足。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種低工作溫度的量子點白光LED及其制備方法，將量子點硅納米球涂覆于LED芯片上方，將熒光粉膠涂覆于透光殼體，再利用封裝膠將兩者隔離，其能夠將量子點硅納米球產生的熱量迅速地通過LED芯片、熱沉傳導出去，進而降低量子點工作溫度；相比傳統的量子點-熒光粉混合式結構，有效地減少量子點再次吸收熒光粉發射光，從而減少重吸收損失，提高白光LED的發光效率；在生產中可以更加便捷地控制量子點與熒光粉各自的發光光譜，從而得到所需的理想型發光，還可顯著減少量子點的用量，節約了生產成本，十分適用于生產大功率白光LED。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種低工作溫度的量子點白光LED，其特征在于，其包括基板、透光殼體、以及設置在基板上的LED芯片和量子點硅納米球，

其中，所述LED芯片固定設置在基板表面，所述量子點硅納米球附著在所述LED芯片表面，所述透光殼體內表面附著有一層熒光粉膠，該透光殼體直接安裝在基板上或通過一模塑料固定在基板上方，并將所述LED芯片和量子點硅納米球密封在內，所述透光殼體底部設置有注膠孔，所述透光殼體內還填充有封裝膠將量子點硅納米球和熒光粉膠隔離。

具體地，將量子點硅納米球涂覆于LED芯片上方，將熒光粉膠涂覆于透光殼體，再利用封裝膠將兩者隔離，將量子點硅納米球涂覆于LED芯片上方，可以將量子點硅納米球產生的熱量迅速地通過LED芯片、熱沉傳導出去，進而降低量子點工作溫度；相比傳統的量子點-熒光粉混合式結構，可以有效地減少量子點再次吸收熒光粉發射光，從而減少重吸收損失，提高白光LED的發光效率；產生同樣強度的量子點發射光譜時，可顯著減少量子點的用量，節約了生產成本；由于分別對量子點和熒光粉進行封裝，因此相比傳統的量子點-熒光粉混合式結構，在生產中可以更加便捷地控制量子點與熒光粉各自的發光光譜，從而得到所需的理想型發光。

進一步優選地，通過在所述模塑料上設置引線框架，所述LED芯片通過金線和引線框架實現電連接；或者通過將所述基板中間設置銅柱，所述 LED芯片固定在該銅柱上實現電連接。通過引線框架和銅柱的設置，能夠在各種使用環境中實現電連接，滿足不同的使用需求。