一种白光led及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于量子点LED封装领域，更具体地，涉及一种白光LED及其制备方法。
【背景技术】
[0002]半导体照明是一种基于高效白光发光二极管(White Light Emitting D1de ,WLED)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技术领域之一。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。
[0003]现有技术中，在进行量子点白光LED封装时，通常是首先制备平面的量子点薄膜，再将量子点薄膜覆盖在LED芯片上方，形成白光量子点LED器件，然后在器件上滴加硅胶或套上壳体以对量子点薄膜加以保护。该方法需要将平面薄膜裁剪成符合LED芯片的尺寸，并去除边缘的不平整区域，因此对量子点薄膜的利用率低，浪费了量子点材料从而提高了生产成本。同时，由于LED芯片的出光在空间分布是中间强、两侧弱的朗伯型，直接将平面形量子点薄膜封装到LED芯片上，也会使得白光LED的发光呈现中间强，边缘弱的特性，因此颜色均匀性和光学一致性较差。磁控溅射，静电纺丝等方法虽然可以直接在LED芯片表面制备出曲面薄膜，但这些方法不仅需要借助昂贵的精密设备，且量子点薄膜的形貌也无法自由控制，同时由于直接在LED芯片上覆盖薄膜，一旦制备失败，则造成芯片的浪费，从而提高了生产成本。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种白光LED，其目的在于在透光壳体的内表面制备量子点薄膜，不仅能调控量子点薄膜的形貌和厚度，还简化了量子点薄膜的制备工艺。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种白光LED，包括基板，LED芯片以及透光壳体，所述LED芯片底部固定于所述基板表面，上部套有透光壳体，所述透光壳体的内表面附着有量子点薄膜，所述透光壳体与所述基板之间填充有封装胶。
[0006]优选地，所述透光壳体的材料为硅胶，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸酯(PC)或玻璃，其透光率大于90% ;所述透光壳体的形状为半球形，等多边形，圆柱形或球冠形，其内表面的边长或直径为1mm?20mm，内表面的高度为1mm?20mm。
[0007]优选地，所述量子点薄膜的厚度为0.05mm?3mm，由粒径为2nm?30nm量子点颗粒与高分子基质组成，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?700nmo
[0008]作为进一步优选地，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砸化镉(CdSe)，硫砸化镉(CdSSe)，磷化铟(InP)，铜铟硫(CuInS2)或钙钛矿(CsPbX3，其中X=C1，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)或硫锌化镉(CdZnS)中的一种或多种;所述高分子基质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸酯(PC)，聚苯乙烯(PS)或硅胶中的一种或多种。
[0009]作为进一步优选地，所述量子点薄膜从附着透光壳体的一面至远离透光壳体的一面依次由第一薄膜，第二薄膜，…以及第N薄膜组成，N < 5;且所述第一薄膜，第二薄膜，…至第N薄膜中，量子点颗粒的发光波长依次递增。
[0010]优选地，所述量子点薄膜的边缘厚度为中心厚度的50%?80%。
[0011 ]优选地，所述封装胶为硅胶，环氧树脂或液态玻璃中的一种或多种。
[0012]优选地，所述LED芯片为水平电极芯片或垂直电极芯片，其衬底为蓝宝石衬底或硅衬底。
[0013]按照本发明的另一方面，提供了一种该白光LED的制备方法，包括以下步骤:
[0014]S1.将体积为所述透光壳体容积的10 %?77.5 %的量子点胶体涂覆于所述透光壳体的内表面;其中，所述透光壳体的透光率大于90%，其形状为半球形，等多边形，圆柱形或球冠形;所述量子点胶体包括质量分数为0.05 %?1 %的量子点颗粒，质量分数为10 %?50%的高分子基质以及质量分数为49%?89.5%有机溶剂，所述高分子基质为聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚苯乙烯或硅胶中的一种或多种，所述有机溶剂为甲苯，二氯甲烷或三氯甲烷中的一种或多种；
[0015]S2.40°C?70°C加热所述透光壳体，使得所述量子点胶体中的有机溶剂完全挥发，从而在所述透光壳体的内表面形成量子点薄膜；
[0016]S3.将所述步骤S2.中获得的附着有量子点薄膜的透光壳体嵌套在固定于基板表面的LED芯片的上方；
[0017]S4.在所述基板与所述透光壳体的空隙处填充封装胶，所述封装胶固化后即制备得到所述白光LED。
[0018]优选地，在所述步骤S2中，令所述透光壳体顶部朝下放置，40°C?70°C加热所述透光壳体的顶部，使得所述透光壳体侧面的温度低于所述透光壳体顶部的温度10°C?50°C，使得所述量子点胶体中的有机溶剂完全挥发，从而在所述透光壳体的内表面形成量子点薄膜。
[0019]优选地，所述透光壳体表面设置有直径为0.3mm?1.0mm的注胶孔，所述注胶孔与所述透光壳体的内部相通，用于在所述步骤S4.中填充封装胶。
[0020]作为进一步优选地，所述注胶孔设置于所述透光壳体的顶端中部。
[0021 ]优选地，所述量子点胶体为第一量子点胶体，第二量子点胶体，..?以及第N量子点胶体，所述量子点胶体所制备得到的量子点薄膜依次为第一薄膜，第二薄膜，…以及第N薄膜;在所述步骤S3.之前，依次重复步骤S1和步骤S2，从而在所述透光壳体的内表面依次制备得到第一薄膜，第二薄膜，…至第N薄膜。
[0022]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于通过将量子点薄膜先制备于透光壳体的内表面，再嵌套于LED芯片上部，从而具有下列有益效果:
[0023]1、先将量子点薄膜制备于透光壳体的内表面，再加盖于LED芯片上，可以通过控制透光壳体的形貌和量子点胶体的体积等制备工艺，制备得到所需厚度和形貌的量子点薄膜，从而与LED芯片相配合，提升白光LED的颜色均匀性以及光学一致性；
[0024]2、以在透光壳体内部制备曲面量子点薄膜，取代在LED芯片上直接制备量子点薄膜，避免了废件造成的LED芯片的浪费，相对降低了白光LED的成本；
[0025]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；
[0026]4、通过多次的量子点胶体点涂可以在透光壳体上制备多层量子点薄膜，并且通过控制每层的点涂体积可以控制该层的薄膜厚度，可以将多层的量子点薄膜组合以增强白光LED的性能;例如，第一薄膜采用发光波长520nm、半峰全宽20nm?30nm的量子点，第二薄膜采用发光波长580nm、半峰全宽30nm?40nm的量子点，第三薄膜采用发光波长650nm、半峰全宽30nm?40nm的量子点，组合在一起形成三层的量子点薄膜，可以制备得到色彩饱和、显色指数Ra>95的白光量子点LED;
[0027]5、优选通过在透光壳体的顶部加热，在透光壳体的侧面与顶部形成温度差，可以使得透光壳体顶部的温度高于侧面，从而使得顶部附着的量子点胶体中的有机溶剂挥发速度更快，从而使量子点薄膜顶部与侧面的厚度趋向一致，从而有效地保证量子点薄膜的良品率。
【附图说明】
[0028]图1为本发明