CN106449908B - 一种基于量子点荧光膜的led灯珠的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于LED背光加工领域，具体涉及一种基于量子点荧光膜的LED灯珠的封装方法。所述方法采用的量子点材料的半波宽较窄，能极大提升LED灯珠的色域值，本发明所得LED灯珠色域值可达NTSC 96％以上。与现有封装方法相比，量子点荧光膜进行封装可避免量子点材料直接接触芯片，受芯片表面高温的影响，提高了灯珠的可靠性。发明采用量子点荧光膜获得白光LED灯珠，可定量控制每颗灯珠上量子点及其它发光材料的含量，降低了封装作业的难度及产品不良率，提高了产出色区的集中度，适合大批量工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于LED背光加工领域，具体涉及一种基于量子点荧光膜的LED灯珠的封装方法。
背景技术
进入二十一世纪以来，背光源技术发展迅速，不断有新技术、新产品推出，LED背光已成为市场主流。与传统的CCFL背光源相比，LED背光具有高色域、高亮度、长寿命、节能环保、实时色彩可控等诸多优点，特别是高色域的LED背光源使应用其的电视、手机、平板电脑等电子产品屏幕具有更加鲜艳的颜色，色彩还原度更高。目前常用的LED背光源采用蓝光芯片激发YAG黄光荧光粉的形式，因背光源中缺少红光成分，色域值只能达到NTSC65％～72％。为了进一步提高色域值，技术人员普遍采用了蓝光芯片同时激发红光荧光粉、绿光荧光粉的方式，但由于现用荧光粉的半波宽较宽，故即使采用这种方式，也只能将背光源的色域值提升至NTSC 80％左右。同时，现有荧光粉的激发效率低，为实现高色域白光需要大量荧光粉，导致LED封装过程中荧光粉的浓度(荧光粉占封装胶水的比例)很高，从而极大地增加了封装作业的难度以及产品的不良率。
近年来，量子点材料逐渐受到重视，特别是量子点荧光粉具有光谱随尺寸可调、发射峰半波宽窄、斯托克斯位移大、激发效率高等一系列独特的光学性能，受到LED背光行业的广泛关注。目前，量子点荧光粉实现高色域白光的方式主要有：(1)将量子点荧光粉制成光学膜材，填充于导光板或者贴于液晶屏幕内，通过蓝光或紫外光背光灯珠激发，获得高色域白光；(2)将量子点荧光粉制成玻璃管，置于屏幕侧面，通过蓝光或紫外光背光灯珠激发，获得高色域白光。这两种实现方式已有相关产品推出，例如TCL的量子点膜电视。但是，这两种实现方式的工艺复杂、光转化效率低、成本较高，很难实现大规模产业化。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术工艺复杂、光转化效率低、成本较高，很难实现大规模产业化的技术瓶颈，从而提出一种色域值高、避免量子点荧光粉的受外界湿气、氧气以及芯片高温的影响、良率高、可大批量工业化生产的量子点荧光膜型LED灯珠的封装方法。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于量子点荧光膜的LED灯珠的封装方法，所述封装方法的步骤如下：
1)取封装胶水，滴入已经固定有紫外光或蓝光芯片的LED支架中，滴入的封装胶水占支架内部容积的50％-90％；
2)将步骤1)所得滴有封装胶水的LED支架烘烤处理，使封装胶水固化；
3)称取至少两种荧光粉混合作为发光材料，所述荧光粉中至少一种荧光粉为量子点荧光粉；
4)第二次称取封装胶水，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行搅拌处理，获得量子点荧光胶；所述发光材料和第二次加入的所述封装胶水的质量比为1：1-300；
5)取步骤4)所得量子点荧光胶涂覆于治具上，通过旋涂的方式制得出厚度为20-200μm的量子点荧光膜前驱物，进行烘烤处理，使量子点荧光膜固化；
6)对步骤5)所得量子点荧光膜进行切割，然后将切割后的量子点膜材贴附于步骤2)所得灯珠的封装胶水之上；
7)第三次取封装胶水，涂覆于步骤6)所得量子点荧光膜的上表面，所涂覆封装胶水的厚度为0-50μm；
8)将步骤7)所得灯珠进行初步烘烤处理，直至封装胶水与量子点荧光膜紧密贴合，封装胶水充分填满在量子点膜和支架接触的缝隙中；然后再将灯珠二次烘烤处理，直至涂覆在量子点荧光膜之上的封装胶水固化，即得量子点荧光膜型LED灯珠。
优选的，所述量子点荧光粉的组成为：BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbS、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中的至少一种。
优选的，所述发光材料中除了量子点荧光粉以外的荧光粉为掺杂稀土元素的荧光粉；
所述荧光粉为硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、氮化物、氟化物荧光粉中的至少一种。
优选的，所述发光材料的发射光峰值波长为450-660nm。
优选的，所述封装胶水为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的至少一种。
优选的，所述紫外光芯片波长为230-400nm；所述蓝光芯片波长为420-480nm。
优选的，所述步骤2)中，所述烘烤的温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
优选的，所述步骤2)中，所述烘烤的温度为50-160℃，时间为0.5-8h。
优选的，所述步骤8)中，所述初步烘烤处理的温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
更为优选的，所述步骤8)中，所述二次烘烤处理的温度为35-55℃，时间为烘烤1-4h。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)与现有技术方案相比，量子点材料的半波宽较窄，能极大提升LED灯珠的色域值，本发明所得LED灯珠色域值可达NTSC 96％以上。
(2)与现有封装方法相比，量子点荧光膜进行封装可避免量子点材料直接接触芯片，受芯片表面高温的影响，提高了灯珠的可靠性。
(3)与现有封装工艺相比，本发明采用量子点荧光膜获得白光LED灯珠，可定量控制每颗灯珠上量子点及其它发光材料的含量，降低了封装作业的难度及产品不良率，提高了产出色区的集中度，适合大批量工业化生产。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为实施例1中未涂覆封装胶A的LED灯珠示意图；
图2为实施例2中涂覆封装胶A后的LED灯珠示意图；
图3为实施例3中贴附量子点荧光膜的LED灯珠示意图；
图4为实施例1中量子点荧光膜上再加封封装胶C的LED灯珠示意图；
图中附图标记表示为：1-支架；2-金属镀层；3-芯片；4-键合线；5-封装胶水A；6-发光材料A；7-发光材料B；8量子点膜材；9-封装胶水C。
具体实施方式
实施例
实施例1：
1)取一定量的硅胶类封装胶水A，滴入已经固定有蓝光芯片(芯片发射光波长为440nm)的LED支架中，控制滴入的封装胶水A占支架杯壳内部容积的50％。
2)将步骤1)所得滴有封装胶水A的LED支架置于烘箱中，在80℃下烘烤10h，使封装胶水A固化。
3)称取0.05g发射光波长为630nm的BaS红光量子点荧光粉，称取0.02g发射光波长为540nm的Fe2O3绿光量子点荧光粉，共同置于容器中。
4)称取0.45g的硅胶类封装胶水B，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行真空脱泡搅拌，获得量子点荧光胶B。
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶B涂覆于相应治具上，通过旋涂的方式制备出厚度为50μm的量子点荧光膜前驱物，在120℃下烘烤4h，使量子点荧光膜固化。
6)利用切膜机对步骤5所得量子点荧光膜进行适当切割，然后将切割后的量子点膜材贴附于步骤2)所得灯珠的封装胶水A之上。
7)再取一定量的硅胶类封装胶水C，涂覆于步骤6所得量子点荧光膜的上表面，控制所涂覆封装胶水的厚度为20μm。
8)将步骤7)所得灯珠置于烘箱中，在35℃烘烤4h，使封装胶水与量子点荧光膜紧密贴合，封装胶水充分填满量子点膜和支架接触的缝隙中；然后再将灯珠于180℃下烘烤0.5h，使涂覆在量子点荧光膜之上的封装胶水固化，即得到量子点荧光膜型LED灯珠，灯珠的色域值高，可靠性好。
实施例2：
1)取一定量的环氧类封装胶水A，滴入已经固定有蓝光芯片(芯片发射光波长为480nm)的LED支架中，控制滴入的封装胶水A占支架杯壳内部容积的50％。
2)将步骤1)所得滴有封装胶水A的LED支架置于烘箱中，在180℃下烘烤0.5h，使封装胶水A固化。
3)称取0.12g发射光波长为660nm的ZnTe红光量子点荧光粉，称取0.05g发射光波长为532nm的Cd(SxSe1-x)绿光量子点荧光粉，共同置于容器中。
4)称取0.60g的聚氨酯类封装胶水B，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行真空脱泡搅拌，获得量子点荧光胶B。
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶B涂覆于相应治具上，通过旋涂的方式制备出厚度为20μm的量子点荧光膜前驱物，在100℃下烘烤6h，使量子点荧光膜固化。
6)利用切膜机对步骤5所得量子点荧光膜进行适当切割，然后将切割后的量子点膜材贴附于步骤2)所得灯珠的封装胶水A之上。
7)再取一定量的封装胶水C(封装胶水可以为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的至少一种)，涂覆于步骤6所得量子点荧光膜的上表面，控制所涂覆封装胶水的厚度为50μm。
8)将步骤7)所得灯珠置于烘箱中，在55℃烘烤2h，使封装胶水与量子点荧光膜紧密贴合，封装胶水充分填满量子点膜和支架接触的缝隙中；然后再将灯珠于80℃下烘烤12h，使涂覆在量子点荧光膜之上的封装胶水固化，即得到量子点荧光膜型LED灯珠，灯珠的色域值高，可靠性好。
实施例3：
1)取一定量的环氧类封装胶水A，滴入已经固定有紫外光芯片(芯片发射光波长为320nm)的LED支架中，控制滴入的封装胶水A占支架杯壳内部容积的90％。
2)将步骤1)所得滴有封装胶水A的LED支架置于烘箱中，在120℃下烘烤12h，使封装胶水A固化。
3)称取0.17g发射光波长为640nm的I nAs红光量子点荧光粉，0.05g发射光波长为532nm的InGaAs绿光量子点荧光粉，以及0.03g发射光波长为466nm的CsPbCl3蓝光量子点荧光粉，共同置于容器中。
4)称取1.65g的环氧类封装胶水B，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行真空脱泡搅拌，获得量子点荧光胶B。
5)取一定量的步骤4)所得量子点荧光胶B涂覆于相应治具上，通过旋涂的方式制备出厚度为200μm的量子点荧光膜前驱物，在70℃下烘烤8h，使量子点荧光膜固化。
6)利用切膜机对步骤5所得量子点荧光膜进行适当切割，然后将切割后的量子点膜材贴附于步骤2)所得灯珠的封装胶水A之上。
7)再取一定量的封装胶水C(封装胶水可以为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的至少一种)，涂覆于步骤6所得量子点荧光膜的上表面，控制所涂覆封装胶水的厚度为50μm。
8)将步骤7)所得灯珠置于烘箱中，在50℃烘烤4h，使封装胶水与量子点荧光膜紧密贴合，封装胶水充分填满量子点膜和支架接触的缝隙中；然后再将灯珠于120℃下烘烤9h，使涂覆在量子点荧光膜之上的封装胶水固化，即得到量子点荧光膜型LED灯珠，灯珠的色域值高，可靠性好。
实验例
测试实施例1-3所述的量子点LED灯珠的色坐标和色域值，结果如表1所示。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 色坐标 | (0.33,0.32) | (0.28,0.28) | (0.30,0.29) |
| NTSC色域值 | 96.6％ | 97.4％ | 99.8％ |
上述结果显示，采用实施例1-3的方法得到的量子点LED灯珠的光色都在白光区，且具有高色域值，色域值均可达96％以上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种基于量子点荧光膜的LED灯珠的封装方法，其特征在于，所述封装方法的步骤如下：
1)取封装胶水，滴入已经固定有紫外光或蓝光芯片的LED支架中，滴入的封装胶水占支架内部容积的50％-90％；
2)将步骤1)所得滴有封装胶水的LED支架烘烤处理，使封装胶水固化；
3)称取至少两种荧光粉混合作为发光材料，所述荧光粉中至少一种荧光粉为量子点荧光粉；
4)第二次称取封装胶水，倒入将步骤3)所称取的发光材料中，进行搅拌处理，获得量子点荧光胶；所述发光材料和第二次加入的所述封装胶水的质量比为1：1-300；
5)取步骤4)所得量子点荧光胶涂覆于治具上，通过旋涂的方式制得出厚度为20-200μm的量子点荧光膜前驱物，进行烘烤处理，使量子点荧光膜固化；
6)对步骤5)所得量子点荧光膜进行切割，然后将切割后的量子点膜材贴附于步骤2)所得灯珠的封装胶水之上；
7)第三次取封装胶水，涂覆于步骤6)所得量子点荧光膜的上表面，所涂覆封装胶水的厚度为0-50μm；
8)将步骤7)所得灯珠进行初步烘烤处理，直至封装胶水与量子点荧光膜紧密贴合，封装胶水充分填满在量子点膜和支架接触的缝隙中；然后再将灯珠二次烘烤处理，直至涂覆在量子点荧光膜之上的封装胶水固化，即得量子点荧光膜型LED灯珠。
2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述量子点荧光粉的组成为：BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbS、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中的至少一种。
3.如权利要求2所述的封装方法，其特征在于，所述发光材料中除了量子点荧光粉以外的荧光粉为掺杂稀土元素的荧光粉；
所述荧光粉为硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、氮化物、氟化物荧光粉中的至少一种。
4.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述发光材料的发射光峰值波长为450-660nm。
5.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述封装胶水为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯封装胶中的至少一种。
6.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述紫外光芯片波长为230-400nm；所述蓝光芯片波长为420-480nm。
7.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述烘烤的温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
8.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述烘烤的温度为50-160℃，时间为0.5-8h。
9.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述步骤8)中，所述初步烘烤处理的温度为80-180℃，时间为0.5-12h。
10.如权利要求1-3任一项所述的封装方法，其特征在于，所述步骤8)中，所述二次烘烤处理的温度为35-55℃，时间为烘烤1-4h。
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