基于量子點(diǎn)的白光led器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于量子點(diǎn)的白光LED器件，包括支架、設(shè)置于支架內(nèi)的LED芯片及涂覆在LED芯片上的量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層，支架用于支撐LED芯片，LED芯片用于發(fā)出能夠有效激發(fā)量子點(diǎn)的光；支架包括基板和透明罩，透明罩設(shè)置于基板上，LED芯片與透明罩之間填充設(shè)置有透明樹脂，量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層中分布設(shè)置有不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)區(qū)塊，量子點(diǎn)區(qū)塊間相互獨(dú)立設(shè)置。本實(shí)用新型采用多種不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)轉(zhuǎn)換發(fā)光，具有更寬廣的色域，更高的顯色指數(shù)，更寬的光譜發(fā)射范圍，利于LED器件的廣泛應(yīng)用，同時(shí)多種不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)分區(qū)域涂覆，避免了量子點(diǎn)之間的再吸收，有利于提高LED器件的發(fā)光效率，LED芯片與透明罩之間填充設(shè)置有透明樹脂，提高了總的光效。
【專利說明】基于量子點(diǎn)的白光LED器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體照明裝置，具體地說，涉及一種白光LED器件。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)是一種半導(dǎo)體制造技術(shù)加工的電致發(fā)光器件，主要發(fā)光原理是化合物半導(dǎo)體材料在加載正向電壓的條件下，有源電子與空穴復(fù)合產(chǎn)生光子，其中可見光成分能夠被人眼識(shí)別產(chǎn)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(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括背光單元、汽車、電信號(hào)、交通信號(hào)燈、照明裝置等。
[0003]當(dāng)前市場上主流的商品化白光LED，是采用藍(lán)光LED芯片加上黃、綠、紅一種或多種熒光粉來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)有技術(shù)中熒光粉必須均勻地涂覆在芯片表面，否則會(huì)出現(xiàn)光色不均勻的光斑現(xiàn)象；而且熒光粉轉(zhuǎn)換的白光LED燈具光源在照明領(lǐng)域顯色性不足。量子點(diǎn)發(fā)光材料具有色純度高、發(fā)光顏色多樣性等優(yōu)點(diǎn)，多種量子點(diǎn)材料混合使用可以實(shí)現(xiàn)高顯色性，讓LED燈具在室內(nèi)照明獲得廣泛應(yīng)用，但是綠色、黃色發(fā)光的量子點(diǎn)材料所發(fā)出的光也可能會(huì)被紅色量子點(diǎn)二次吸收，降低白光LED的發(fā)光效率，使得白光LED器件總的光效較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于量子點(diǎn)的白光LED器件，以解決現(xiàn)有白光LED的顯色性不足、發(fā)光二次吸收、總的光效較低的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于量子點(diǎn)的白光LED器件，包括支架、設(shè)置于所述支架內(nèi)的LED芯片及涂覆在所述LED芯片上的量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層，所述支架用于支撐所述LED芯片，所述LED芯片用于發(fā)出能夠有效激發(fā)量子點(diǎn)的光；所述支架包括基板和透明罩，所述透明罩設(shè)置于所述基板上，所述LED芯片與所述透明罩之間填充設(shè)置有透明樹脂，所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層中分布設(shè)置有不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)區(qū)塊，所述量子點(diǎn)區(qū)塊間相互獨(dú)立設(shè)置。
[0007]進(jìn)一步，所述LED芯片包括襯底、覆蓋在所述襯底上的N型氮化鎵、部分覆蓋在所述N型氮化鎵上的量子阱發(fā)光層、覆蓋在所述量子阱發(fā)光層上的P型氮化鎵、部分覆蓋在所述N型氮化鎵上的N接觸層、覆蓋在所述P型氮化鎵上的P接觸層。
[0008]進(jìn)一步，所述襯底為藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底、氮化鎵襯底或硅襯底。
[0009]進(jìn)一步，所述襯底上設(shè)置有多個(gè)圖形窗口。
[0010]進(jìn)一步，所述圖形窗口為設(shè)置在所述襯底表面的多個(gè)矩形平面，所述矩形平面為長方形平面或正方形平面。
[0011]進(jìn)一步，所述圖形窗口為蝕刻在所述襯底上的多個(gè)凹槽。
[0012]進(jìn)一步，所述支架為陶瓷支架、環(huán)氧模塑支架、硅膠基模塑支架、PPA支架、金屬支架或柔性支架。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用多種不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)轉(zhuǎn)換發(fā)光，具有顯色指數(shù)高、色域?qū)拸V的特點(diǎn)，利于LED器件的廣泛應(yīng)用；多種不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)分區(qū)域涂覆，避免了不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)之間的再吸收，提高了 LED器件的發(fā)光效率；LED芯片與透明罩之間填充設(shè)置有透明樹脂，提高了白光LED器件總的光效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的白光LED器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型的量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層中量子點(diǎn)的分布截面圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型的量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層中量子點(diǎn)的分布俯視圖；
[0019]圖6為本實(shí)用新型的量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:I一白光LED器件；11一載體；111一基板；1111一P電極凸點(diǎn)；1112—N電極凸點(diǎn)；1113—第一通孔；1114一第二通孔；1115—P焊盤；1116—N焊盤；1117—散熱焊盤；112—透明罩；12—LED芯片；121—襯底；122—N型氮化鎵；123—量子阱發(fā)光層；124—P型氮化鎵；125 — N接觸層；126 — P接觸層；13—量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層；14一透明樹脂。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型基于量子點(diǎn)的白光LED器件作進(jìn)一步說明。
[0022]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型公開了一種基于量子點(diǎn)的白光LED器件1，所述基于量子點(diǎn)的白光LED器件I包括支架11、設(shè)置于所述支架11內(nèi)的LED芯片12及涂覆在所述LED芯片12上的量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層13，所述支架11用于支撐所述LED芯片12，所述LED芯片12用于發(fā)出能夠有效激發(fā)量子點(diǎn)的光，所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層13中分布設(shè)置有不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)區(qū)塊，所述量子點(diǎn)區(qū)塊間相互獨(dú)立設(shè)置。
[0023]請(qǐng)參閱圖1，所述支架11包括基板111和設(shè)置于所述基板111上的透明罩112，所述透明罩112采用液態(tài)透明高分子材料通過模頂工藝進(jìn)行包封形成，經(jīng)過固化成型后固設(shè)于所述基板131上，以保護(hù)所述LED芯片12和所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層13。所述支架11為陶瓷支架、環(huán)氧模塑支架、硅膠基模塑支架、PPA支架、金屬支架、柔性支架。所述透明罩112可以為半球形、方形、橢圓形、蜂窩形、花生形、圓錐形、正六邊形、柿餅形。
[0024]請(qǐng)參閱圖1，所述LED芯片12與所述透明罩112之間填充設(shè)置有透明樹脂14，以提高白光LED器件總的光效。所述透明樹脂14為丙烯酸酯類樹脂、有機(jī)硅氧烷樹脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸脂、改性有機(jī)硅樹脂或環(huán)氧樹脂中的一種。
[0025]請(qǐng)參閱圖2和圖3，所述基板111上設(shè)置有P電極凸點(diǎn)1111和N電極凸點(diǎn)1112，所述基板111內(nèi)對(duì)應(yīng)所述P電極凸點(diǎn)1111和所述N電極凸點(diǎn)1112分別設(shè)有第一通孔1113和第二通孔1114，所述基板111底部設(shè)置有P焊盤1115、N焊盤1116和散熱焊盤1117，所述P焊盤1115和所述N焊盤1116分別對(duì)應(yīng)位于所述P電極凸點(diǎn)1111和所述N電極凸點(diǎn)1112的下方。所述P電極凸點(diǎn)1111和所述N電極凸點(diǎn)1112分別通過所述第一通孔1113和所述第二通孔1114與所述P焊盤1115和所述N焊盤1116互通，以實(shí)現(xiàn)器件的電性連接。
[0026]請(qǐng)參閱圖2，所述LED芯片12包括襯底121、覆蓋在所述襯底121上的N型氮化鎵122、部分覆蓋在所述N型氮化鎵122上的量子阱發(fā)光層123、覆蓋在所述量子阱發(fā)光層123上的P型氮化鎵124、部分覆蓋在所述N型氮化鎵122上的N接觸層125、覆蓋在所述P型氮化鎵124上的P接觸層126。所述襯底121可為藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底、氮化鎵襯底、硅襯底。
[0027]請(qǐng)參閱圖4、圖5和圖6，所述襯底121上設(shè)置有多個(gè)圖形窗口，所述圖形窗口為設(shè)置在所述襯底121表面的多個(gè)矩形平面，所述矩形平面可為長方形平面或正方形平面。當(dāng)然，本實(shí)用新型并不限于此，在其他實(shí)施例中，所述圖形窗口也可以為蝕刻在所述襯底121上的多個(gè)凹槽，或者所述圖形窗口也可以是相互間隔排列的所述矩形平面和所述凹槽。
[0028]所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層13中分布設(shè)置有不同發(fā)光顏色的所述量子點(diǎn)區(qū)塊，所述量子點(diǎn)區(qū)塊間相互獨(dú)立設(shè)置并覆蓋于所述圖形窗口內(nèi)，相鄰的所述量子點(diǎn)之間不交叉重疊，同時(shí)又緊密接觸。所述量子點(diǎn)為處于可見光譜的紅色-綠色-藍(lán)色范圍內(nèi)具有不同發(fā)光顏色的納米材料，所述量子點(diǎn)為I1-VI族或II1-V族元素組成的半導(dǎo)體化合物，其尺寸小于10nm。所述量子點(diǎn)可以是I1-VI元素組成的半導(dǎo)體化合物如CdSe、CdTe, MgS、MgSe,MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, ZnS, ZnSe, ZnTe 和 CdS 的多種組合，也可以是II1-V族元素組成的半導(dǎo)體化合物如GaN、GaP、GaAs、InN, InP和InAs的多種組合，或者是由I1-VI族元素組成的半導(dǎo)體化合物和II1-V族元素組成的半導(dǎo)體化合物中的幾種混合而成。
[0029]例如，請(qǐng)參閱圖4和圖5，所述襯底121上涂覆的所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層13中的所述量子點(diǎn)區(qū)塊的顏色順序排布如下:紅-綠-藍(lán)-黃依顏色順序作為陣列呈周期性分布，紅、綠、藍(lán)、黃四種顏色分別用字母R、G、B、Y表示。所述襯底121上涂覆的所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層13中的不同發(fā)光顏色的所述量子點(diǎn)區(qū)塊的發(fā)光光譜在460-780nm內(nèi)且連續(xù)。
[0030]例如，請(qǐng)參閱圖6，通過干法和濕法的蝕刻技術(shù)在所述襯底111表面制作凹槽結(jié)構(gòu)，所述襯底111為藍(lán)寶石襯底，在凹槽中填入或注入R、G、B、Y多種所述量子點(diǎn)形成量子區(qū)塊，讓多種所述量子點(diǎn)獨(dú)立地被藍(lán)光激發(fā)，彼此間不受影響。
[0031]請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖3，所述LED芯片12倒置于所述支架11的所述基板111上后，所述LED芯片12的所述N型接觸層125、所述P型接觸層126分別與所述基板111的所述N電極凸點(diǎn)1112、所述P電極凸點(diǎn)1111相連接。所述基板111的所述N電極凸點(diǎn)1112和所述P電極凸點(diǎn)1111分別通過所述第二通孔1115和所述第一通孔1114與所述基板111底部的所述N焊盤1116和所述P焊盤1115互通，以實(shí)現(xiàn)器件的電性連接。
[0032]本實(shí)用新型所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層13中設(shè)置有不同發(fā)光顏色的所述量子點(diǎn)區(qū)塊，利用多種所述量子點(diǎn)納米材料制成白光LED器件，以實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)間再吸收效應(yīng)小，更寬發(fā)射光譜范圍，更高的顯色指數(shù)。
[0033]本實(shí)用新型白光LED器件經(jīng)光譜性能測(cè)試，具有較寬的發(fā)射光譜區(qū)域，在可見光區(qū)400-800nm均有覆蓋且連續(xù)，所述白光LED器件的顏色區(qū)域較廣泛，顯色指數(shù)比較高。
[0034]本實(shí)用新型采用多種不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)發(fā)光轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的白光LED器件，具有更寬廣的色域，更高的顯色指數(shù)，更寬的光譜發(fā)射范圍，利于LED器件的廣泛應(yīng)用，同時(shí)多種不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)分區(qū)域涂覆，避免了不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)之間的再吸收，有利于提高LED器件的發(fā)光效率；所述LED芯片12與所述透明罩112之間填充設(shè)置有所述透明樹脂14，提高了白光LED器件總的光效。[0035]上述說明是針對(duì)本實(shí)用新型較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說明，但實(shí)施例并非用以限定本實(shí)用新型的專利申請(qǐng)范圍，凡本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型所涵蓋專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于量子點(diǎn)的白光LED器件，其特征在于:包括支架、設(shè)置于所述支架內(nèi)的LED芯片及涂覆在所述LED芯片上的量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層，所述支架用于支撐所述LED芯片，所述LED芯片用于發(fā)出能夠有效激發(fā)量子點(diǎn)的光；所述支架包括基板和透明罩，所述透明罩設(shè)置于所述基板上，所述LED芯片與所述透明罩之間填充設(shè)置有透明樹脂，所述量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光材料層中分布設(shè)置有不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)區(qū)塊，所述量子點(diǎn)區(qū)塊間相互獨(dú)立設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件，其特征在于:所述LED芯片包括襯底、覆蓋在所述襯底上的N型氮化鎵、部分覆蓋在所述N型氮化鎵上的量子阱發(fā)光層、覆蓋在所述量子阱發(fā)光層上的P型氮化鎵、部分覆蓋在所述N型氮化鎵上的N接觸層、覆蓋在所述P型氮化鎵上的P接觸層。
3.如權(quán)利要求2所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件，其特征在于:所述襯底為藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底、氮化鎵襯底或硅襯底。
4.如權(quán)利要求2所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件，其特征在于:所述襯底上設(shè)置有多個(gè)圖形窗口。
5.如權(quán)利要求4所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件，其特征在于:所述圖形窗口為設(shè)置在所述襯底表面的多個(gè)矩形平面，所述矩形平面為長方形平面或正方形平面。
6.如權(quán)利要求4所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件，其特征在于:所述圖形窗口為蝕刻在所述襯底上的多個(gè)凹槽。
7.如權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件，其特征在于:所述支架為陶瓷支架、環(huán)氧模塑支架、硅膠基模塑支架、PPA支架、金屬支架或柔性支架。
【文檔編號(hào)】H01L33/50GK203787464SQ201420009781
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】萬垂銘, 陳海英, 許朝軍, 姜志榮, 肖國偉 申請(qǐng)人:晶科電子（廣州）有限公司