一种量子点LED贴片的封装结构及制造方法

技术领域

本发明属于封装技术领域，特别涉及一种量子点LED贴片的封装结构及制造方法。

背景技术

现行商业化之量子点(Quantum Dot,QD)应用，多采用光致发光方式，例如量子点薄膜、量子点真空管等应用产品。但其实量子点光致发光最直接的应用是利用on-chip方式所做的QD-LED。由于量子点表面有特殊有机处理改性，因此在激发状态或加热条件下，容易受水汽及氧气侵蚀，使其失效，所以其封装方式比目前针对高稳定性的无机荧光粉而开发的on-chip封装方式严格更多。

目前LED贴片封装工艺均未进行QD封装胶除水汽工艺，且在大气环境下封装固化，这使得大量水汽、氧气与量子点共存于封装胶中，这使得量子点在激发时会接触到大量水汽、氧气，导致量子点失活；另外，目前QD封装胶水多使用高温热固型胶水，如热固型环氧树脂或硅胶，在封装胶加热固化过程中亦会使得量子点失效；综上所述，沿用之前荧光粉之LED贴片封装工艺不适用于量子点LED贴片封装，其会使得量子点光转换效率不断衰减直至量子点全部失活，难以稳定使用，无法商业化量产。

发明内容

针对上述量子点LED贴片的封装结构中，量子点不断衰减甚至失活的问题，本发明提供一种量子点LED贴片的封装结构及制造方法。

本发明公开了一种量子点LED贴片的封装结构，反射杯、LED发光晶片及量子点，所述LED发光晶片固接于所述反射杯内，所述量子点位于所述LED发光晶片上方，其特征在于，所述反射杯内从下至上依次设有隔热胶层、第一ALD层、QD封装胶层、第二ALD层及阻气胶层；

其中，所述LED发光晶片完全封装于所述隔热胶层内，所述量子点设于所述QD封装胶层内。

优选的是，所述隔热胶层的材料为环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯及相互改性中一种或几种的混合物。

优选的是，所述QD封装胶层的材料为环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯及相互改性中一种或几种的混合物。

优选的是，所述阻气胶层的材料为环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯及相互改性中一种或几种的混合物。

优选的是，所述反射杯呈倒梯形。

本发明提供一种上述所述的量子点LED贴片的封装结构的制造方法，包括：

将隔热胶、QD封装胶和阻气胶均放入手套箱之中，且分别向所述隔热胶、QD封装胶和阻气胶中持续通入氮气24小时；

将载有LED发光晶片的反射杯放置于手套箱内；

用所述隔热胶在所述手套箱内对所述LED发光晶片进行点胶固化，使得所述LED发光晶片完全封装于所述隔热胶内；

待所述隔热胶固化后，对所述反射杯内部进行ALD封装处理，使得所述隔热胶层和位于所述隔热胶层上的所述反射杯内周边上形成第一ALD层；

在所述手套箱内，将所述QD封装胶与量子点及光扩散剂混合后，对所述第一ALD层进行点胶固化，形成QD封装胶层；

待所述QD封装胶固化后，再对所述反射杯内部进行第二次ALD封装处理，使得所述QD封装胶层和位于所述QD封装胶层上的所述第一ALD层上形成第二ALD层；

在所述手套箱内，用所述阻气胶对所述反射杯内部进行点胶固化，使得所述反射杯内的顶端形成阻气胶层。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明的封装结构从下至上依次包括隔热胶层、第一ALD层、QD封装胶层、第二ALD层及阻气胶层，形成有机-无机-有机-无机-有机的多层封装结构，量子点与LED发光晶片之间设有隔热胶层，减少量子点因为LED发光晶片发光时，高强度光能伴随产生的热量，而导致量子点衰减甚至失活；另外，在QD封装胶的四周设有ALD层，为量子点阻隔了水汽和氧气，确保了量子点LED贴片稳定使用，保障量子点LED贴片的商业化进程；

2.本发明量子点LED贴片封装结构及制造方法的最佳状态是均在手套箱内进行，避免将大气中的水汽和氧气封装其内；且该方法中的隔热胶、QD封装胶和阻气胶均进行除水汽及氧气的处理，进一步地减少了封装结构中的水汽和氧气。

附图说明

图1为本发明的量子点LED贴片的封装结构的示意图。

附图标记

1、反射杯；2、LED发光晶片；3、隔热胶层；4、第一ALD层；5、QD封装胶层；6、第二ALD层；7、阻气胶层；8、量子点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种量子点LED贴片的封装结构，包括反射杯1、LED发光晶片2及量子点8，LED发光晶片2固接于反射杯1内，量子点8位于LED发光晶片2上方；反射杯1内从下至上依次设有隔热胶层3、第一ALD层4、QD封装胶层5、第二ALD层6及阻气胶层；且第一ALD层4、第二ALD层6均为原子沉积层，且厚度呈纳米级；

其中，LED发光晶片2完全封装于隔热胶层3内，量子点8包含于QD封装胶层5内。

通过上述结构，量子点8设于QD封装胶层内，QD封装胶层的四周均被ALD层包裹，保证了量子点8处于密封结构内，隔绝了大气中的水汽和氧气；另外，通过隔热胶减缓LED发光晶片2发光时伴随产生的热量，大大减缓QD封装胶中量子点8的衰减，增加量子点8的寿命。另外，该封装结构形成有机-无机-有机-无机-有机的多层封装结构，进一步提升了LED贴片封装的阻水汽和氧气及保护性能，确保了量子点LED贴片稳定使用，也提高了量子点LED贴片的使用寿命。另外，在本实施例中，通过封装不同种或不同组合比例的量子点8，LED发光晶片2发光通过量子点8时，可以激发出不同颜色的光。

进一步地，反射杯1内还设有阻气胶层7，阻气胶层7位于第二ALD层6上，通过在第二ALD层6上设有阻气胶层7，该阻气胶层7不仅起到保护第二ALD层6的作用，而且还可以隔绝部分大气中水汽和氧气。

本发明的封装结构制造方法，步骤如下：

将隔热胶、QD封装胶和阻气胶均放入手套箱之中，且分别向隔热胶、QD封装胶和阻气胶中持续通入氮气24小时；该步骤用于去除隔热胶、QD封装胶和阻气胶中的水汽和氧气；另外还可以采用其他去除水汽和氧气的方法，例如分别在隔热胶、QD封装胶和阻气胶中加入占其重量三分之一的吸湿剂浸泡一天以上。

将载有LED发光晶片2的反射杯1放置于手套箱内,之后的点胶过程及固化过程均在手套箱内操作完成，这样避免将大气中的水汽和氧气封装在其结构内，去除封装结构中的水汽和氧气。在手套箱内操作完成，可以达到最佳的封装效果；若条件限制，也可选择隔热胶、QD封装胶和阻气胶皆除水汽和氧气后，仅混有量子点及光扩散剂的QD封装胶在手套箱内点胶固化，隔热胶及阻气胶在大气环境下点胶固化，虽然封装效果稍差，但仍能保证量子点LED贴片稳定使用。

用隔热胶在手套箱内对LED发光晶片2进行点胶，形成隔热胶层3，使得LED发光晶片2完全封装于隔热胶内；具体地，在隔热胶完成去除水汽和氧气后，进行点胶，隔热胶用量必须确保完全覆盖LED发光晶片2，且包括LED发光晶片2的金线全部覆盖。隔热胶可以起到很好的热缓冲效果，可减缓LED发光晶片2发光时高强度光能所伴随产生的热量，大大减缓量子点衰退程度，确保量子点稳定使用。

待隔热胶固化后，对反射杯1内部进行ALD封装处理，使得隔热胶层3和位于隔热胶层3上的反射杯1内周边上形成第一ALD层4；

具体地，隔热胶固化可采用热源、光源中的一种或两种合并使用，使得隔热胶固化。对反射杯1内部进行ALD封装处理，形成一层无机保护层，可起到较好的水汽和氧气阻隔效果，保护QD封装胶5中的量子点8。

将量子点8及光扩散剂与经过除水汽和氧气处理的QD封装胶混合处理后，对第一ALD层4进行点胶，形成QD封装胶层5；具体地，在QD封装胶完成去除水汽和氧气后与量子点8及光扩散剂混合均匀，然后进行点胶。具体地，QD封装胶固化可采用热源、光源中的一种或两种合并使用，使得QD封装胶固化。

待QD封装胶固化后，再对反射杯1内部进行第二次ALD封装处理，使得QD封装胶层5和位于QD封装胶层5上的第一ALD层4上形成第二ALD层6；对反射杯1内部进行第二次ALD封装处理，形成第二层无机的保护层，使得QD封装胶层5的四周均有ALD层，阻隔水汽和氧气进入到QD封装胶层5中。

用阻气胶对反射杯1内部进行点胶，使得反射杯1内部的顶端形成阻气胶层7。为了防止第一ALD层4和第二ALD层6被外力所伤，影响其阻隔效果，在反射杯1顶端设有阻气胶层。该阻气胶层不仅可以保护第二ALD层6不发生损伤，而且还可以隔绝部分大气中的水汽和氧气。

其中，隔热胶层3的材料为环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯及相互改性中一种或几种的混合物。该隔热胶要具有良好的热稳定性，但不可以影响LED发光晶片的出光效率。QD封装胶层5的材料为环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯及相互改性中一种或几种的混合物。该QD封装层胶须具有良好的量子点与光扩散剂之分散性。阻气胶层7的材料为环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯及相互改性中一种或几种的混合物。阻气胶不仅要求阻气性好，且需要硬度高、固化收缩小，这样才能保护第二ALD层6不被外力损伤，故优选固化收缩小硬度高且阻气性好的材料。

通过上述制造方法，可以有效避免量子点在受热或激发状态遇到水汽和氧气，避免衰减甚至失活，解决量子点LED贴片光学特性不断衰减，难以稳定使用，使用寿命不长等问题，有助于量子点LED贴片稳定商业化。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。