一种复合白光LED及其制备方法技术

技术编号:13924936 阅读:87 留言:0更新日期:2016-10-28 05:00
本发明专利技术公开了一种复合白光LED,包括基板,LED芯片及透光壳体,所述LED芯片底部固定于所述基板表面,所述基板上部套有透光壳体,在LED芯片上部覆盖有荧光粉胶体,所述透光壳体内表面附着有量子点薄膜,所述量子点薄膜与荧光粉胶体间为空气间隙。本发明专利技术还公开了该复合白光LED的制备方法。由于荧光粉胶与量子点壳体间留有空气间隙,该空气间隙可以防止量子点发射光与荧光粉发射光之间的吸收效应;并且量子点薄膜与荧光粉层为曲面形貌,更利于光能量的取出,从而显著提高复合白光LED的发光效率。本发明专利技术的操作方法简单,成本低,可灵活控制荧光粉胶与量子点薄膜的厚度、形貌以及成分,从而获得高显色性能的复合白光LED,适用于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于LED封装领域,更具体地,涉及一种复合白光LED及其制备方法
技术介绍
半导体照明是一种基于高效白光发光二极管的新型照明技术。相比传统照明光源,具有发光效率高、耗电量少、可靠性高和寿命长等优点,被公认为21世纪最具发展前景的高
之一。同时,基于白光LED背光的平板显示技术近年来发展迅猛,已成为新的经济增长点。预计到2020年我国白光LED相关产值有望达到万亿元。目前商业化的白光LED是利用蓝光LED芯片激发黄色荧光粉,透射蓝光与激发黄光混合得到白光。然而由于光谱中缺乏红光成分,因此传统的白光LED有着显色指数低、色彩不饱和的缺陷。基于此,国内外学者与产业界提出在传统白光LED中加入新的光转换材料一量子点。量子点是一种半导体材料,尺寸在2~20nm之间。由于量子点的发光波长可以随尺寸调控,并且有着宽的吸收谱和窄的发射谱,因此同时掺有荧光粉和量子点的复合白光LED有着出色的显色性能,色彩饱和度高。然而现有的复合白光LED封装结构中,量子点层与荧光粉层的形貌大多为平面形,未经过特殊设计,不利于光能量的取出;并且量子点与荧光粉层之间的相互吸收作用导致能量损失,导致复合白光LED发光效率不高。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷,本专利技术的目的是提供一种提高发光效率的复合白光LED。本专利技术的另一目的是提供该复合白光LED的制备方法。为达到上述目的之一,本专利技术采用以下技术方案:一种复合白光LED,包括基板,LED芯片及透光壳体,所述LED芯片底部固定于所述基板表面,所述基板上部套有透光壳体,在LED芯片上部覆盖有荧光粉胶体,所述透光壳体内表面附着有量子点薄膜,所述量子点薄膜与荧光粉胶体间为空气间隙。进一步地,所述量子点薄膜的厚度为0.05~3mm,所述量子点薄膜包括量子点颗粒和高分子基质。进一步地,所述量子点颗粒在量子点薄膜中的质量分数为0.1~10%,所述量子点颗粒的发光波长为450~700nm。进一步地,所述量子点颗粒为核壳结构颗粒,所述核壳结构颗粒的核层为硒化镉、硫硒化镉、磷化铟、铜铟硫、钙钛矿中的一种或多种,所述核壳结构颗粒的壳层为硫化锌、硫化镉、硫锌化镉中的一种或多种;所述高分子基质为聚甲基丙烯酸甲酯。进一步地,所述量子点薄膜的边缘厚度为中心厚度的50~100%。量子点颗粒的粒径为2~30nm。进一步地,所述透光壳体的材料为硅胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或玻璃;所述透光壳体的形状为半球形或球缺形。透光壳体的透光率大于90%;透光壳体内表面的直径为1~30mm。进一步地,所述荧光粉胶体的形貌为半球形或球缺形,底面半径为0.7~1.5mm,高度不超过底面半径。进一步地,所述荧光粉胶体包括荧光粉颗粒和硅胶,所述荧光粉颗粒的质量分数为5~30%,所述荧光粉颗粒的发光波长为450~700nm。荧光粉颗粒的粒径为12~20μm。进一步地,所述LED芯片为垂直电极芯片或水平电极芯片,其衬底为蓝宝石或硅。一种制备权利上述的复合白光LED的方法,包括以下步骤:S1、点涂荧光粉胶:将荧光粉胶体点涂在所述LED芯片正上方,覆盖LED芯片,形成半球形或球缺形的形貌,再放入烘箱中,加热,使荧光粉胶固化;S2、制备量子点透光壳体:将甲基丙烯酸甲酯溶液与偶氮二异丁腈粉末混合后,加入量子点,超声震荡,随后将混合溶液加热,吸取混合溶液注入透光壳体内表面,再放入加热箱中使溶液固化;S3、复合白光LED的封装:将S2所得到的透光壳体安装在基板上,完成复合白光LED的封装。总体而言,与现有技术相比,本专利技术通过将荧光粉胶体和量子点壳体制作成曲面,并且在荧光粉胶体与量子点壳体之间留有空气间隙,从而具有下列有益效果:1、通过将荧光粉胶体与量子点壳体制作成曲面的结构,可减少光能量在胶体与外界面的全反射,从而提高复合白光LED取光效率。2、通过在荧光粉胶体与量子点壳体间留有空气间隙,可减少荧光粉与量子点对彼此光能量的相互吸收,从而减少吸收损失,提高复合白光LED取光效率。3、由于直接在透光壳体内部制备得到曲面量子点薄膜,且量子点薄膜的边缘光滑,从而无需裁剪量子点薄膜,因而节省了量子点材料,降低了生产成本。4、本专利技术的操作方法简单,成本低,可灵活控制荧光粉胶与量子点薄膜的厚度、形貌以及成分,从而获得高显色性能的复合白光LED,适用于大规模生产。附图说明图1为本专利技术实施例1的LED结构示意图;图2为本专利技术制备LED的流程图;图3为本专利技术实施例2的LED结构示意图;图4是本专利技术对比例1的LED结构示意图;图5是样品测试的光谱分布图;在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:1001-基板、1002-LED芯片、1003-荧光粉胶体、1004-空气间隙、1005-量子点薄膜、1006-透光壳体、1007-点胶设备、1008-封装胶。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。此外,下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供了一种复合白光LED,包括基板1001,LED芯片1002,荧光粉胶体1003,量子点薄膜1005以及透光壳体1006,所述LED芯片1002底部固定于所述基板1001表面,所述基板1001上部套有透光壳体1006,在LED芯片1002上部覆盖有荧光粉胶体1003,所述透光壳体1006内表面附着有量子点薄膜1005,所述量子点薄膜1005与荧光粉胶体1004之间留有空气间隙1004,如图1所示。所述透光壳体的透光率大于90%,材料可采用硅胶、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或玻璃等耐热透光的硬质材料,其形状为半球形,内表面的直径为1~30mm。所述量子点薄膜的厚度为0.05~3mm,由粒径为2~30nm的量子点颗粒和高分子基质组成,其中,所述量子点颗粒的质量分数为0.1~10%,所述量子点颗粒的发光波长为450nm~700nm。所述量子点颗粒为核壳结构颗粒,所述核壳结构颗粒的核层为硒化镉(CdSe)、硫硒化镉(CdSSe)、磷化铟(InP)、铜铟硫(CuInS2)、钙钛矿(CsPbX3,其中X=Cl,Br,I)中的一种或多种,所述核壳结构颗粒的壳层为硫化锌(ZnS)、硫化镉(CdS)、硫锌化镉(CdZnS)中的一种或多种;所述高分子基质为聚甲基丙烯酸甲酯。量子点薄膜的厚度根据所制备的复合白光LED的大小和性能而定,其组成则根据所制备的白光LED来选择。所述荧光粉胶中的胶体为硅胶,环氧树脂和液态玻璃中的一种或多种,形貌为半球形或球缺形,底面半径为0.7~1.5mm,高度不超过底面半径,由粒径为12~20μm的荧光粉颗粒和硅胶组成,其中,所述荧光粉颗粒的质量分数为5~30%,所述荧光粉颗粒的发光波长为450~700nm。所述LED芯片为垂直电极芯片或水平电极芯片,其衬底为蓝宝石或硅。该复合白光LED的制备方法,包括以下步骤,如图2所示:S1、点涂荧光粉胶。将所述荧光粉胶体1003通过点胶设备1007点涂在所述LED芯片1002正上方,覆盖LED芯片1002,形成半球形或球缺形的形貌,再放入烘箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合白光LED,包括基板,LED芯片及透光壳体,所述LED芯片底部固定于所述基板表面,所述基板上部套有透光壳体,其特征在于,在LED芯片上部覆盖有荧光粉胶体,所述透光壳体内表面附着有量子点薄膜,所述量子点薄膜与荧光粉胶体间为空气间隙。

【技术特征摘要】
1.一种复合白光LED,包括基板,LED芯片及透光壳体,所述LED芯片底部固定于所述基板表面,所述基板上部套有透光壳体,其特征在于,在LED芯片上部覆盖有荧光粉胶体,所述透光壳体内表面附着有量子点薄膜,所述量子点薄膜与荧光粉胶体间为空气间隙。2.根据权利要求1所述的复合白光LED,其特征在于,所述量子点薄膜的厚度为0.05~3mm,所述量子点薄膜包括量子点颗粒和高分子基质。3.根据权利要求2所述的复合白光LED,其特征在于,所述量子点颗粒在量子点薄膜中的质量分数为0.1~10%,所述量子点颗粒的发光波长为450~700nm。4.根据权利要求2所述的复合白光LED,其特征在于,所述量子点颗粒为核壳结构颗粒,所述核壳结构颗粒的核层为硒化镉、硫硒化镉、磷化铟、铜铟硫、钙钛矿中的一种或多种,所述核壳结构颗粒的壳层为硫化锌、硫化镉、硫锌化镉中的一种或多种;所述高分子基质为聚甲基丙烯酸甲酯。5.根据权利要求1所述的复合白光LED,其特征在于,所述量子点薄膜的边缘厚度为中心厚度的50~100%。6.根据权利要求1所述的复合白光LED,其特征在于,所述透光壳体的材料为硅胶、聚甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员:安娜马昊玥卢睿杨磊唐秀梅李春峰边盾
申请(专利权)人:天津市中环量子科技有限公司
类型:发明
国别省市:天津;12

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