一种量子点LED背光器件及其制备方法与流程

本发明涉及机械制造及光学元器件制造领域，具体涉及一种量子点LED背光器件及其制备方法。

技术背景

背光器件与人们的生活紧密联系，有着广泛的应用前景。背光器件是一种通过供应充足亮度及均匀分布的光源，从而使显示模块能正常显示影像的器件。现有LED量子点显示屏中，所采用发光二极管（LED：Light Emitting Diode）中量子点均匀分布于封装胶体内部，位于芯片底部的量子点难以被激发利用，且由于芯片为朗伯发射光源，在器件大角度区域处光较弱，空间色温均匀性较差，因此背光显示的均匀性较差。传统LED制造业提出用远程喷涂的方式将荧光粉层喷涂至白胶顶部，从而使得荧光粉聚集在顶部，使得荧光粉充分被利用。然而两层结构的制作工艺较为繁琐。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供了一种新型远程量子点高效LED背光器件及其制备方法。

本发明克服了传统两步分层式远程结构器件存在的工艺繁琐的缺陷，提供了一种量子点LED背光器件的制备方法，通过一步式制备出下凸型远程结构，且该种量子点LED背光器件具有制备工艺简单、光效高等优点，易于实现工业化生产。

本发明通过如下技术方案实现。

一种量子点LED背光器件的制备方法，包括如下步骤：

（1）封装胶体的制备：选取低密度空心粒子、量子点和高密度光学硅胶依次加入脱泡陶瓷杯中，再加入搅拌珠，在真空脱泡机中进行真空脱泡，得到封装胶体；

（2）恒温点胶及封压胶面：将LED支架放置在恒温加热台上预热后，采用制备好的封装胶体对放置在加热台的LED支架进行点胶；再将表面涂有离模剂的聚酰亚胺高温胶带贴紧于已点胶的LED支架杯面一端，并将该杯面一端进行单方向低温封压，使聚酰亚胺高温胶带完整贴合于杯面，并将多余封装胶体挤出，使封装胶体与支架杯面平齐；

（3）粉体高速背向离心：将已贴聚酰亚胺高温胶带的LED支架背向放入高速离心机，即固有芯片框架的LED支架的散热基板背面一端朝向离心轴放置，进行离心；

（4）器件固化：将离心后的LED支架放置于固化炉中，预热后进行固化，固化成型，冷却，撕去聚酰亚胺高温胶带，得到所述量子点LED背光器件。

进一步地，步骤（1）中，所述高密度光学硅胶为混合后密度为1-1.5g/cm³的硅胶，包括混合后密度为1.02 g/cm²的道康宁OE6351低折硅胶、混合后密度为1.18 g/cm²的道康宁OE6650高折硅胶。

进一步地，步骤（1）中，所述低密度空心粒子的密度为0.6-0.8g/cm²，包括TiO₂或ZnO空心粒子。

进一步地，步骤（1）中，所述低密度空心粒子的直径为20~40nm。

进一步地，步骤（1）中，所述量子点的主波长为540-560nm，包括CdSe或 ZnS量子点；在高速离心机离心时，低密度空心粒子在高密度光学硅胶环境下快速上浮至杯面，有利于带动并加速量子点一致快速地背向离心至杯面。

进一步地，步骤（1）中，所述量子点的直径为5~8nm。

进一步地，步骤（1）中，按质量比，低密度空心粒子：量子点：高密度硅胶=1:5:400~1:5:450。

更进一步地，步骤（1）中，按质量比，低密度空心粒子：量子点：高密度硅胶=1:5:400或1:5:450，对应制备得出的背光器件的色温分别为正白（5000-6500K）、冷白（6500-8000K）。

进一步地，步骤（2）中，所述预热的温度为40~50℃，时间为10~15min。

进一步地，步骤（2）中，所述低温封压的温度为50℃-60℃。

进一步地，步骤（2）中，所述点胶的点胶量以支架杯面微凸为宜。

进一步地，步骤（2）中，所述封压过程是利用封压宽度可调的封压头进行低温单一方向封压，封压头限位侧压板两端位置可根据具体背光器件的宽度及角度进行调整，以确保将聚酰亚胺高温胶带紧密贴合于背光器件外表面。

进一步地，步骤（3）中，所述离心的转速为10000~12000rpm，时间为5-8min。

高速离心机10000~12000rpm的转速可用于控制远程量子点图形的下凸形状；转速越低，远程量子点图形下凸程度越大，越利于聚光；转速越高，远程量子点图形下凸程度越小，越利于出光角度的增大。

进一步地，步骤（4）中，所述预热是在60℃-70℃加热20-30min。

进一步地，步骤（4）中，所述固化是在150℃加热固化3h。

进一步地，步骤（4）中，撕去聚酰亚胺高温胶带是在离子风环境下轻轻撕去。

由上述任一项所述制备方法制得的一种量子点LED背光器件，包括封装胶体和LED支架；包含有量子点及空心粒子的封装胶体封装于LED支架的内部，经过背向离心的作用，封装胶体中的量子点在空心粒子的作用下离心至LED支架上部分，与背光器件杯面平齐，呈下凸形状；LED支架底部的LED散热基板内表面上固定有LED芯片框架。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）本发明克服了传统两步分层式远程结构器件存在的工艺繁琐的缺陷，提出了硅胶、量子点及空心粒子共同组成封装胶体，并采用恒温点胶及封压胶面技术预封出初步器件雏形，封装胶体中的量子点粉体通过高速离心机的背向离心及空心粒子加速离心过程的共同作用，使得量子点粉体呈下凸状一步背向沉降至杯面顶部处，再经固化成型，一步式制备得到量子点LED背光器件；

（2）本发明的量子点LED背光器件，通过背向离心一步式将量子点粉体背向沉降至杯面并呈下凸形状，下凸形状有利于量子点粉体的充分利用从而提高光效及空间色温均匀性，还能起到聚光的效果，内部加入的空心粒子除能加速离心进程外，还能起到良好的散射作用，有利于背光器件性能的整体发挥；

（3）本发明的量子点LED背光器件具有光效高，制造工艺简单快速等优点，易于实现工业化生产。

附图说明

图1为实施例1制备的远程1836小尺寸LED背光器件的示意图；

图2为实施例2制备的远程高效超薄型小尺寸背光模块的示意图；

图3为封压原理示意图；

图4是背向离心工序示意图；

图5是远程1836小尺寸LED背光器件显微镜剖面拍摄图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图3所示，为恒温点胶及封压胶面过程中的封压原理的示意图，包括封压板7、聚酰亚胺高温胶带8、侧压板9、定位钉10和位移槽11；根据背光器件的尺寸大小，通过调节侧压板9使聚酰亚胺高温胶带8贴合于器件杯面，并锁紧定位钉10使聚酰亚胺高温胶带8被定位，封压板7经过单方向压力作用，对聚酰亚胺高温胶带8进行封压，使背光器件内部未固化封装胶体保持稳定不流动的状态。

实施例1

一种远程小尺寸量子点LED背光器件的制造方法，包括如下步骤：

（1）封装胶体的制备：

称量TiO₂空心粒子（密度为0.8g/cm²，粒径为20nm）0.02g，称量波长为545nm的ZnS量子点粉末（密度为1.15g/cm²，粒径为6nm）0.1g，称量混合后密度为1.02 g/cm²的道康宁OE6351低折硅胶8g，使得质量配比为低密度TiO₂空心粒子：ZnS量子点：高密度硅胶=1:5:400，依次将三种材料加入脱泡陶瓷杯，并加入搅拌珠若干，在真空脱泡机中进行真空脱泡；

（2）恒温点胶及封压胶面：

将1836背光支架放置在40℃恒温加热台上预热10min；

将制备好的封装胶体装入点胶机的点胶枪中，排出点胶枪枪头处的胶体，使用剩余胶体对放置在恒温加热台的LED支架进行点胶，点胶量以支架杯面微凸为宜；

利用表面涂有离模剂的聚酰亚胺高温胶带8贴紧于已点胶的LED支架杯面一端，并将该端平稳送入封压机端口，卡入封压板7，并调节侧压板9使支架被完全限位，锁紧定位钉10，进行单方向50℃低温封压，封压头夹紧方式如图3所示，使聚酰亚胺高温胶带完整贴合于杯面，并将多余封装胶体挤出，使封装胶体与支架杯面平齐；

（3）粉体高速背向离心：将已贴聚酰亚胺高温胶带的1836小尺寸LED支架背向卡入高速离心机中的限位卡板13，置于离心机的内桶12内，即固有晶片的支架底部一端朝向离心轴放置，设置转速为10000rpm，定时5min后取出，背向离心示意图如图4所示。

（4）器件固化：

将1836小尺寸LED背光支架放置入固化炉，预先进行60℃的预热，30分钟后将固化炉温度设置为150℃，3h后取出，固化成型，冷却充分后将聚酰亚胺高温胶带8在离子风环境下轻轻撕出，得到远程高效1836小尺寸LED背光器件

制备的远程高效1836小尺寸LED背光器件示意图如图1所示，包括封装胶体1和LED支架；包含有量子点及空心粒子的封装胶体1封装于LED支架的内部，经过背向离心的作用，封装胶体1中的量子点在空心粒子的作用下离心至LED支架上部分，与背光器件杯面平齐，呈下凸形状；LED支架底部的LED散热基板3内表面上固定有LED芯片框架2；远程1836小尺寸LED背光器件显微镜剖面拍摄图如图5所示。

实施例2

一种远程超薄型小尺寸背光模块的制造方法，包括如下步骤：

（1）封装胶体的制备：

称量ZnO空心粒子（密度为0.6g/cm²，粒径为20nm）0.02g，称量波长为555nm的CdSe量子点粉末（密度为1.2g/cm²，粒径为8nm）0.1g，称量混合后密度为1.18 g/cm²的道康宁OE6650低折硅胶9g，使得质量配比为低密度TiO₂空心粒子：CdSe量子点：高密度硅胶=1:5:450，依次将三种材料加入脱泡陶瓷杯，并加入搅拌珠若干，在真空脱泡机中进行真空脱泡；

（2）恒温点胶及封压胶面：

将超薄型背光支架放置在50℃恒温加热台上预热15min；

将制备好的封装胶体装入点胶机的点胶枪中，排出点胶枪枪头处的胶体，使用剩余胶体对放置在恒温加热台的LED支架进行点胶，点胶量以支架杯面微凸为宜；

利用表面涂有离模剂的聚酰亚胺高温胶带8贴紧于已点胶的LED支架杯面一端，并将该端平稳送入封压机端口，卡入封压板7，并调节侧压板9使支架被完全限位，锁紧定位钉10，进行单方向60℃低温封压，封压头夹紧方式如图3所示，使聚酰亚胺高温胶带完整贴合于杯面，并将多余封装胶体挤出，使封装胶体与支架杯面平齐；

（3）粉体高速背向离心：将已贴聚酰亚胺高温胶带8的超薄型小尺寸背光模块支架背向卡入高速离心机中的限位卡板13，置于离心机的内桶12内，即固有晶片的支架底部一端朝向离心轴放置，设置转速为12000rpm，定时8min后取出，背向离心示意图如图4所示；

（4）器件固化：

将超薄型小尺寸背光模块支架放置入固化炉，预先进行70℃的预热，20分钟后将固化炉温度设置为150℃，3h后取出，固化成型，冷却充分后将聚酰亚胺高温胶带8在离子风环境下轻轻撕出，得到远程超薄型小尺寸背光模块。

制备的远程超薄型小尺寸背光模块示意图如图2所示，包括封装胶体4和LED支架；包含有量子点及空心粒子的封装胶体4封装于LED支架的内部，经过背向离心的作用，封装胶体4中的量子点在空心粒子的作用下离心至LED支架上部分，与背光器件杯面平齐，呈下凸形状；LED支架底部的LED散热基板6内表面上固定有LED芯片框架5。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质于原理下所作的改变、修饰、代替、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。