[發(fā)明專利]具有反射結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料與應(yīng)用其的發(fā)光二極管元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810286175.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN110350066B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳學(xué)仕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳學(xué)仕
• 主分類號(hào): H01L33/50
• 分類號(hào): H01L33/50;H01L33/60
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;李巖

一種具有反射結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料包括一透明基板、多層第一光轉(zhuǎn)換膜、與多層第二光轉(zhuǎn)換膜。任兩層第一光轉(zhuǎn)換膜之間形成有一層第二光轉(zhuǎn)換膜，該第一光轉(zhuǎn)換膜具有一第一折射率而該第二光轉(zhuǎn)換膜則具有高于該第一折射率的一第二折射率。短波長(zhǎng)色光透過透明基板入射該第一光轉(zhuǎn)換膜與該第二光轉(zhuǎn)換膜時(shí)，部分短波長(zhǎng)色光會(huì)在第一光轉(zhuǎn)換膜與第二光轉(zhuǎn)換膜之間的交界面產(chǎn)生一反射光，該反射光會(huì)射回第一光轉(zhuǎn)換膜或第二光轉(zhuǎn)換膜，有效避免過多的未被轉(zhuǎn)換成綠光或紅光的短波長(zhǎng)色光直接地通過光轉(zhuǎn)換材料。本發(fā)明還提出一種具有此光轉(zhuǎn)換材料的一發(fā)光二極管元件。本發(fā)明的光轉(zhuǎn)換料對(duì)于短波長(zhǎng)色光展現(xiàn)出優(yōu)秀的光回收率，能夠提升發(fā)光二極管元件的發(fā)光均勻度與演色性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光轉(zhuǎn)換膜(light conversion film)的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種具反射結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料以及與具有該光轉(zhuǎn)換材料的一種發(fā)光二極管元件。

現(xiàn)有技術(shù)

發(fā)光二極管(Light-emitting diode,LED)為目前廣泛應(yīng)用的發(fā)光二極管，由于其具有體積小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應(yīng)用于人類的日常生活之中。眾所周知，傳統(tǒng)的LED元件使用熒光粉作為光轉(zhuǎn)換材料。值得注意的是，隨著量子點(diǎn)(Quantum dot,QD)的制造技術(shù)越發(fā)成熟，以量子點(diǎn)作為光轉(zhuǎn)換材料的量子點(diǎn)發(fā)光二極管(Quantum dots light-emitting diode,QLED)逐漸受到重視。

圖1顯示由中國(guó)臺(tái)灣專利公開號(hào)TW201540792A所揭示的量子點(diǎn)發(fā)光二極管的側(cè)面剖視圖。已揭示的量子點(diǎn)發(fā)光二極管1’包括：一透明基板14’、一導(dǎo)線架12’、一LED晶粒10’、一封裝膠體17’、以及包括封裝材料16’與多個(gè)量子點(diǎn)18’的光轉(zhuǎn)換層。值得注意的是，封裝材料16’更覆有一水氣阻障層24’。并且，水氣阻障層24’之上可進(jìn)一步設(shè)有一透鏡(未圖示)。于已揭示的量子點(diǎn)發(fā)光二極管1’之中，量子點(diǎn)18’的尺寸分別被控制在5-20nm及2-10nm左右，使得兩種不同粒徑大小的量子點(diǎn)18’在受到LED晶粒10’發(fā)出的短波長(zhǎng)色光的激發(fā)之后，分別放射出紅光與綠光以令所述量子點(diǎn)發(fā)光二極管芯片1’發(fā)出由短波長(zhǎng)色光、紅光與綠光所混成的白光。

可惜的是，LED晶粒10’發(fā)出的藍(lán)光(短波長(zhǎng)色光)僅有少部分會(huì)被量子點(diǎn)18’轉(zhuǎn)換成紅光或綠光，而絕大部分的藍(lán)光會(huì)直接穿過封裝材料16’。圖2與圖3分別顯示光致發(fā)光(Photoluminescence,PL)光譜圖以及CIE 1931色度坐標(biāo)圖。如圖2所示，以短波長(zhǎng)色光(紫藍(lán)光)照射包括封裝材料16’與多個(gè)量子點(diǎn)18’的光轉(zhuǎn)換層之后，透過光轉(zhuǎn)換層所放射出的紫藍(lán)光的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于兩種光致發(fā)光(亦即，綠光與紅光)的強(qiáng)度，這樣的結(jié)果導(dǎo)致量子點(diǎn)發(fā)光二極管1’的發(fā)光均勻度不佳。另一方面，肇因于所放射出的藍(lán)光的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于兩種光致發(fā)光的強(qiáng)度，導(dǎo)致量子點(diǎn)發(fā)光二極管1’發(fā)出的白光的色溫會(huì)超過10000K。

由上述說(shuō)明可以得知，實(shí)有必要發(fā)展具有能夠回收未被轉(zhuǎn)換藍(lán)光的量子點(diǎn)光轉(zhuǎn)換層，才能夠在降低藍(lán)光強(qiáng)度及提升兩種光致發(fā)光強(qiáng)度的情況下，達(dá)到改善量子點(diǎn)發(fā)光二極管1’的發(fā)光均勻度并同時(shí)降低白光色溫。有鑒于此，本案的發(fā)明人極力加以研究發(fā)明，而終于研發(fā)完成本發(fā)明的一種具反射結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料與具有該光轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光二極管元件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要目的在于提供一種具反射結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料與具有該光轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光二極管元件，其中所述具反射結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料包括：一透明基板、多層第一光轉(zhuǎn)換膜、與多層第二光轉(zhuǎn)換膜所構(gòu)成的。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，任兩層第一光轉(zhuǎn)換膜之間形成有一層第二光轉(zhuǎn)換膜，且該第一光轉(zhuǎn)換膜具有一第一折射率而該第一光轉(zhuǎn)換膜則具有高于該第一折射率的一第二折射率。如此設(shè)計(jì)，當(dāng)短波長(zhǎng)色光透過透明基板入射該第一光轉(zhuǎn)換膜與該第二光轉(zhuǎn)換膜之時(shí)，部分的短波長(zhǎng)色光會(huì)在第一光轉(zhuǎn)換膜與第一光轉(zhuǎn)換膜之間的交界面產(chǎn)生一反射光，而該反射光會(huì)射回第一光轉(zhuǎn)換膜或第二光轉(zhuǎn)換膜，是以可有效避免過多的未被轉(zhuǎn)換成綠光或紅光的短波長(zhǎng)色光直接地通過所述光轉(zhuǎn)換層。簡(jiǎn)單地說(shuō)，本發(fā)明的光轉(zhuǎn)換層對(duì)于短波長(zhǎng)色光展現(xiàn)出優(yōu)秀的光回收率，因而可提升發(fā)光二極管元件的發(fā)光均勻度與演色性。