用于发光二极管的颜色转换基底以及生产其的方法与流程

本公开涉及一种用于发光二极管(LED)的颜色转换基底和一种生产其的方法。更具体地，本公开涉及一种用于LED的颜色转换基底和一种生产其的方法，所述颜色转换基底能够被气密密封以完全地保护容纳在其中的量子点(QD)免受外部的影响。

背景技术：

发光二极管(LED)是响应于流经诸如砷化镓的化合物的电流而发光的半导体器件。LED使用诸如空穴或电子的少数载流子注入到其中的半导体的p-n结结构并通过电子和空穴的复合而发光。

LED具有诸如低功耗、相对长的寿命、被设置在狭窄空间中的能力以及强的抗振性的特性。此外，这样的LED已用在显示装置中及其背光单元中。最近，已进行了有关将LED应用到普通照明装置的研究。除了诸如红色LED、蓝色LED和绿色LED的单一颜色成分LED之外，已在市场中发布了白色LED。具体地，随着白色LED应用到针对车辆照明装置和一般照明装置的产品，将预期的是，对白色LED的需求将急剧增加。

在LED技术中，存在实现白色光的两种主要方法。第一种方法是通过将红色LED、绿色LED和蓝色LED彼此相邻布置并允许将由红色LED、绿色LED和蓝色LED发射的光混合来产生白光。然而，因为红色LED、绿色LED和蓝色LED具有不同的热特性和时间特性，所以均匀地混合光的颜色的能力由于根据使用环境(尤其是颜色斑)的颜色调和的变化而受到限制。第二种方法是通过在LED上设置荧光材料以允许由LED发射的原色光束的一部分与被荧光材料波长转换的第二光束混合来产生白色光。例如，产生淡黄绿色光或黄色光的荧光材料可设置为位于蓝色LED上的激发光源，可通过将由蓝色LED发射的蓝色光与来自荧光材料的淡黄绿色光或黄色激发光混合来产生白色光。如所呈现的，通常使用如以上所描述的使用蓝色LED和荧光材料来生产白色光的方法。

最近，与通常荧光材料相比，能够在更短波长范围内发射强光的量子点(QD)已用作用于生产白色光的材料。通常，QD-LED背光单元通过用由蓝色LED发射的蓝光照射黄色QD来产生白色光，并使用产生的白色光作为液晶显示(LCD)装置中的背光。与仅使用现存的LED的背光单元不同，使用这样的QD-LED背光单元的液晶显示(LCD)装置具有优异的颜色再现性。液晶显示装置能够生产自然颜色，比得上由有机发光装置(OLED)产生的自然颜色，同时前者的制造成本比OLED TV的制造成本低并且前者的生产率高。因此，使用QD-LED背光单元的LCD装置具有作为新显示器的潜力。

制造QD-LED的传统方法包括：将QD与聚合物混合；将所得的混合物形成为片；使用多个阻挡层涂覆该片以保护片的表面免于外部湿气的影响并增大片的寿命。然而，因为片必须被重复地涂覆阻挡层，所以此方法具有高的制造成本。最重要的一点，完全保护QD免于外部的影响的能力受到限制。

另一传统方法包括：将玻璃的表面蚀刻成预设的深度；将QD引入到玻璃的蚀刻的部分；使用玻璃盖片覆盖蚀刻的部分；将低熔点玻璃施用到玻璃盖片的外围部分；烧结此低熔点玻璃；使用激光通过低熔点玻璃形成密封。然而，蚀刻玻璃表面的工艺增大制造成本。具体地，难以使用薄膜玻璃。

现有技术文件

韩国专利申请公开号10-2012-0050286(2012年5月18日)

技术实现要素：

技术问题

因此，考虑到在现有技术中出现的以上问题已做出本公开，并且本公开提出一种用于发光二极管(LED)的颜色转换基底和生产其的方法，所述颜色转换基底能够被气密密封以完全地保护容纳在其中的量子点(QD)免受外部的影响。

技术方案

根据本公开的一方面，一种用于发光二极管(LED)的颜色转换基底可包括：第一基底和第二基底，设置在发光二极管上以彼此面对；片，设置在第一基底与第二基底之间，片具有形成在其中的孔；QD，包含在孔中；以及密封材料，在第一基底与片的底表面之间以及第二基底与片的顶表面之间沿孔的外围部分设置，其中，片由允许在密封材料、第一基底和第二基底之间执行激光密封的材料形成。

片可以是具有阳极化的表面的铝箔。

此外，片可以是42-镍(Ni)合金片。

密封材料可以是玻璃料。

另外，发光二极管可以是蓝色发光二极管，QD将由蓝色发光二极管发射的一部分光的波长转换成黄光。

根据本公开的一方面，一种生产用于发光二极管的颜色转换基底的方法可以包括：准备具有形成在其表面中的孔的片；将第一密封材料施用到第一基底以允许孔被第一密封材料加边；在第一密封材料上将片对准，使得孔放置在由第一密封材料加边的区域中；用QD填充孔；将第二密封材料施用到第二基底，使得填充有QD的孔被第二密封材料加边；以及在片上设置第二基底以允许孔被第二密封材料加边，并通过照射激光束来执行激光密封。

准备片的步骤可以包括：通过加工由铝箔形成的片来在片中形成孔；以及通过使片阳极化来在片的表面上形成氧化铝薄膜。

此外，准备片的步骤可以通过加工由42-镍合金形成的片来在片中形成孔。

在施用第一密封材料的步骤和施用第二密封材料的步骤中，可以使用具有膏状形式的玻璃料作为第一密封材料和第二密封材料。

另外，所述方法还可包括，在片中形成多个孔的步骤并对多个孔执行激光密封的步骤之后，将颜色转换基底切割成多个单元，每个单元由第一密封材料和第二密封材料限定。

有益效果

如上所述，可通过如下方法生产用于LED的颜色转换基底：通过加工由允许在密封材料与下基底和上基底之间执行激光密封的材料形成的片来形成孔，用QD填充孔，沿孔的外围施用密封材料，然后对密封材料以及上基底和下基底执行激光密封。所得的用于LED的颜色转换基底可以被气密密封，从而完全地保护颜色转换基底中的QD免于外部的影响。

此外，可省略现有的多层涂覆工艺或者蚀刻工艺，从而降低制造成本并克服对基底的厚度的限制。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的用于LED的颜色转换基底的剖视图；

图2是示出根据本公开的实施例的用于LED的颜色转换基底的平面图；

图3是示出根据本公开的另一实施例的用于LED的颜色转换基底的剖视图；

图4是示出根据本公开的另一实施例的用于LED的颜色转换基底的平面图；

图5是示出根据本公开的实施例的生产用于LED的颜色转换基底的方法的工艺流程图；以及

图6至图8是顺序地示出根据本公开的实施例的生产用于LED的颜色转换基底的方法的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述根据本公开的实施例的用于发光二极管(LED)的颜色转换基底和生产其的方法。

在以下描述中，在本公开的主题因包括众所周知的功能或组件而导致不清楚的情况下，将省略众所周知的功能或组件的详细描述。

如图1和图2所示，根据本公开的实施例的用于LED的颜色转换基底100是设置在LED上以密封LED的基底，颜色转换基底100转换由LED产生的一部分光的颜色。因此，包括颜色转换基底100和LED的LED封装件发射通过允许例如由蓝色LED发射的蓝色光与其颜色被颜色转换基底100转换的光混合产生的白色光。尽管没有示出，但是LED可包括主体和LED芯片。在这种情况下，主体可以是在其中限定有具有预设的形状的开口区域的结构。主体的结构设置有结构空间，在该结构空间中容纳有LED芯片。主体可设置有布线和将LED芯片电连接到外部电源的引线框架。此外，LED芯片是安装在主体上以使用从外部电源施加的电流来产生光的光源。LED芯片形成为提供电子的n型半导体层和提供空穴的p型半导体层的正向结。

根据实施例的设置在LED上的颜色转换基底100包括第一基底110、第二基底120、片130、量子点(QD)140和密封材料150。

第一基底110和第二基底120顺序地设置在LED上以彼此面对。即，第一基底110和第二基底120通过片130、QD 140和密封材料150彼此分隔开以彼此面对。第一基底110和第二基底120保护片130、QD 140和密封材料150并用作路径，由LED发射的光通过该路径朝外射出。就这点而言，第一基底110和第二基底120可由透明玻璃形成。例如，第一基底110和第二基底120可由硼硅酸盐玻璃或钠钙玻璃形成。

片130设置在第一基底110与第二基底120之间。片130是用于容纳QD140的结构。就这点而言，孔131形成在片130中。在本公开的实施例中，片130由允许在密封材料150、第一基底110和第二基底120之间执行激光密封的材料形成，使得可气密密封颜色转换基底100。例如，片130可以是具有阳极化的表面的铝箔。铝(Al)的热膨胀系数(CTE)比由玻璃形成的第一基底110和第二基底120的CTE或者由玻璃料(frit glass)形成的密封材料150的CTE高。当使用铝箔时，由于在结合时的CTE差异，在结合表面上形成错配，从而不可能形成气密密封。因此，在本公开的实施例中，因为通过阳极化而具有在其表面上形成的氧化铝(Al₂O₃)薄膜的阳极化的铝箔的CTE与第一基底110、第二基底120和密封材料150的CTE相似，所以该铝箔可用作用于容纳QD 140的结构。在这时，当阳极化的铝箔用作片130时，第一基底110和第二基底120可由钠钙玻璃形成。此外，在本公开的实施例中，片130可由金属合金形成，其CTE与第一基底110、第二基底120和密封材料150的CTE相似，诸如42-镍(Ni)合金。在这种情况下，第一基底110和第二基底120可由硼硅酸盐玻璃形成。

QD 140包含在片130中形成的孔131中。在这时，QD 140可以通过被激光密封的第一基底110、第二基底120和密封材料150气密密封以完全地被保护免受外部影响。QD 140是半导体材料的纳米晶体，其直径为从大约1μm至大约10μm的范围，并展现出量子限制效应。QD 140通过转换由LED发射的光的波长来产生波长转换的光，即，荧光。在本公开的实施例中，因为蓝色LED用作LED，所以QD 140可由将由蓝色LED发射的一部分光的波长转换成黄光以通过与蓝色光颜色混合产生白色光的QD材料形成。

密封材料150设置在第一基底110与片130的底表面之间以及第二基底120与片130的顶表面之间。密封材料150沿形成在片130中的孔131的外围设置。因此，当密封材料150、第一基底110和第二基底120被激光密封时，包含在孔131中的QD 140可通过第一基底110、第二基底120和密封材料150气密密封以完全地被保护免受外部的影响。在本公开的实施例中，密封材料150可由玻璃料形成以与由玻璃形成的第一基底110和第二基底120激光密封。

在下文中，将参照图3和图4描述根据本公开的另一实施例的用于LED的颜色转换基底。

图3是示出根据本公开的另一实施例的用于LED的颜色转换基底的剖视图，图4是示出根据本公开的另一实施例的用于LED的颜色转换基底的平面图。

如图3和图4所示，根据本公开的另一实施例的用于LED的颜色转换基底200包括第一基底110、第二基底120、片230、QD 140和密封材料150。

除了多个孔形成在单个片中之外，根据本实施例的颜色转换基底200与根据前实施例的颜色转换基底100基本上相同。因此，同样的附图标记将用于指示同样的组件，并且将省略其详细的描述。

根据本公开的另一实施例的用于LED的颜色转换基底200是例如用作充当大屏幕LCD的背光源的多个LED的基底。就这点而言，多个孔231根据多个LED的布置形成在片230中。多个孔231中的每个孔填充有QD 140。密封材料150在片230与第一基底110的顶表面之间以及片230与第二基底120的底表面之间沿多个孔中的每个孔的外围设置。在这时，片230可由与根据本公开的前实施例的片130的材料相同的材料形成。

如上所述，在根据本公开的实施例的用于LED的颜色转换基底100和颜色转换基底200中，因为容纳QD 140的片130和片230由允许在第一基底110、第二基底120和密封材料150之间执行激光密封的材料形成，所以可气密密封QD 140，使得可完全地保护包含在片130的孔131和片230的孔231中的QD 140免受外部的影响。因此，这可增长包括颜色转换基底100和颜色转换基底200的LED封装件的寿命。

在下文中，将参照图5至图8描述根据本公开的实施例的生产用于LED的颜色转换基底的方法。

如图8所示，根据本公开的实施例的生产用于LED的颜色转换基底的方法包括：片准备步骤S1；施用第一密封材料步骤S2；片对准步骤S3；QD填充步骤S4；施用第二密封材料步骤S5；激光密封步骤S6。这里，将通过以生产用作大屏幕LCD的背光源的用于LED的颜色转换基底的方法为例来描述根据本公开的实施例的生产用于LED的颜色转换基底的方法。

首先，如图6所示，片准备步骤S1是准备片230的步骤，所述片230具有形成在其表面中的多个孔231。例如，在片准备步骤S1中，通过加工由铝箔形成的片230来在片230中形成多个孔231，然后通过使片230阳极化来在片230的表面上形成氧化铝(Al₂O₃)薄膜。作为选择，在片准备步骤S1中，可通过加工由42-Ni合金形成的片230来在片230中形成多个孔231。在这时，在片准备步骤S1中，为了大量生产，可将由42-Ni合金形成的若干个片230彼此堆叠，然后可通过冲孔来形成多个孔231。另外，在片准备步骤S1中，可喷砂或者使用诸如酸的溶剂蚀刻由42-Ni合金形成的片230的表面以具有表面粗糙度，从而可增大片230与在随后的工艺中施用的密封材料(图8中的150)之间的结合力。

接下来的施用第一密封材料步骤S2是在第一基底(图3中的110)上施用密封材料(图8中的150)的步骤，使得多个孔231中的每个孔被密封材料加边。在施用第一密封材料步骤S2中，施用由玻璃料形成并具有膏状形式的密封材料(图8的150)，使得位于由玻璃形成的第一基底(图3中的110)上方的孔231彼此分开。

随后的片对准步骤S3是在密封材料(图8中的150)上将片230对准的步骤。在片对准步骤S3中，片230在密封材料(图8中的150)上对准，使得多个孔231放置在由密封材料(图8中的150)加边的多个区域中。在片对准步骤S3中，烧结在片230与第一基底(图3中的110)之间施用的密封材料(图8中的150)。

如图7所示，随后的QD填充步骤S4是用QD 140填充片230的孔231的步骤。在QD填充步骤S4中，多个孔231中的每个孔填充有将由蓝色LED发射的一部分光的波长转换成黄光的QD材料。

如图8所示，在以下施用第二密封材料步骤S5中，在第二基底(图3中的120)上施用第二密封材料150，使得填充有QD 140的孔231可被第二密封材料150加边。在施用第二密封材料步骤S5中，将第二密封材料150施用到由玻璃形成的第二基底(图3的120)，使得孔231可被第二密封材料150加边。在施用第二密封材料步骤S5中，由玻璃料形成的第二密封材料150具有与第一密封材料150的膏状形式相同的膏状形式。

最后，激光密封步骤S6是密封第一基底(图3中的110)、第一密封材料150、第二基底(图3中的120)和照射激光束的第二密封材料150的步骤。就这点而言，在激光密封步骤S6中，在片230上将第二基底(图3中的120)对准，使得孔231被第二密封材料150加边，然后照射激光束。

当完成如上所述的激光密封步骤S6时，制造了根据本公开的实施例的用于LED的颜色转换基底200。根据本公开的实施例制造的颜色转换基底200是例如用作充当大屏幕LCD的背光源的多个LED的基底。为了作为用于单个LED(即，图1中的基底100)的单个颜色转换基底使用，可将基底切割成单元，每个单元由第一密封材料150和第二密封材料150限定。因此，每个单元可用作用于单个LED(即，图1中的基底100)的单个颜色转换基底。如上所述，根据本公开的实施例，可使用单个工艺容易地生产多个颜色转换基底(图1中的100)。

当使用上述方法制造颜色转换基底(图1中的100，200)时，可省略用于保护QD的传统的多层涂覆工艺，从而降低制造成本。因为可省略用于容纳QD的传统蚀刻工艺，所以可消除对基底的厚度的限制。

已针对附图展示了本公开的具体示例性实施例的上述描述。上述描述不旨在详尽的或者将本公开限制到在此公开的精确的形式，对具有普通技术的本领域技术人员而言，鉴于以上教导，许多修改和改变是明显可能的。

因此，意图在于本公开的范围不局限于上述实施例，而是由在此所附的权利要求和它们的等同物限定。

附图中的附图标记的描述

100、200：颜色转换基底

110：第一基底

120：第二基底

130、230：片

131、231：孔

140：QD

150：密封材料