CN108336214A - 一种高导热量子点led - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高导热量子点LED，所述高导热量子点LED包括支架、固定于所述支架上且与支架连接的LED芯片、位于所述LED芯片上侧的硅胶体；在所述硅胶体外包裹有一无机薄膜封装层，所述无机薄膜封装层将所述硅胶体与所述LED芯片相固定；其中，所述硅胶体中分散设置有多个量子点以及多个高导热件。本发明通过使用高导热材料与量子点的混合使用以及封闭结构，解决了量子点因为温度高或者水氧环境导致失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种高导热量子点LED。
背景技术
量子点由于发光峰窄，发光波长可随尺寸条件，目前广泛应用于背光产品中。但由于量子点暴露在水氧环境下，荧光效率会存在不可逆的迅速下降，所目量子点的封装需要很好的隔绝水氧,目前的量子点膜片上下为具有阻隔膜的PET组成，为了使量子点膜片具有稳定的光学特性和使用寿命，需要阻隔膜的透氧能力达到<10-1 cc/m^2.day,而透水能力也需要达到<10-1g/m^2.day。此外由于量子点对温度敏感，温度升高，量子点波长会产生红移，发光效率也会下降。
传统的LED如图1所示，采用金属支架11和塑料支架12，LED芯片13固定在金属支架11上且通过金线14与金属支架11连接，荧光粉和硅胶15用封装胶水16封装在金属支架11和塑料支架12上。由于塑料支架12和封装胶水16的透氧率和透水率都达不到量子点工作环境要求，另外塑料支架12和封装胶水16的热导系数较低，导致量子点温度升高，而量子点在温度升高的情况下发光效率会降低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高导热量子点LED。
本发明提供的一种高导热量子点LED，上述量子点包括支架、固定于所述支架上且与支架连接的LED芯片、位于所述LED芯片上侧的硅胶体；在所述硅胶体外包裹有一无机薄膜封装层，所述无机薄膜封装层将所述硅胶体与所述LED芯片相固定；
其中，所述硅胶体中分散设置有多个量子点以及多个高导热件。
进一步地，所述多个高导热件为纳米管线、石墨烯片和二氧化钼颗粒中至少一种。
进一步地，所述硅胶体设置设置氟硅酸盐K2SiF6:Mn4+红色荧光粉，所述量子点为绿色量子点。
进一步地，所述高导热量子点进一步包括低折射光层，所述低折射光层设置在所述无机薄膜封装层的外侧，并包裹所述无机薄膜封装层的至少一部分。
进一步地，所述无机薄膜封装层设于所述支架上，与支架形成封闭结构，所述硅胶体设置于所述封闭结构内。
进一步地，所述无机薄膜封装层设于所述支架上，围合成封闭结构，所述硅胶体设置于所述封闭结构内。
进一步地，所述无机薄膜封装层的厚度为20nm～200nm。
进一步地，所述无机薄膜封装层采用原子层薄膜沉积的方式制备。
进一步地，所述无机薄膜封装层为单层结构，所述单层结构的组成材质包括氧化铝、氧化锆和二氧化钛中任意一种。
进一步地，所述无机薄膜封装层为多层结构，其每一层结构为氧化铝、氧化锆和二氧化钛中一种。
进一步地，所述无机薄膜封装层的多层结构中相邻层的组成材质不同。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明通过将量子点混合高导热材料以及隔离水氧的环境，使得量子点保持高的发光效率，同时采用红色荧光粉与绿色量子点共同使用，减少量子点的使用，减少对环境的污染，即解决了量子点发光效率问题，也尽量避免了污染环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是背景技术提供的传统LED封装结构图。
图2是本发明实施例提供的量子点LED结构示意图。
图3是本发明另一实施例提供的量子点LED结构示意图。
具体实施方式
本专利核心内容为，通过高导热材料保证量子点散热使得量子点温度不会升高，通过无机薄膜封装层为量子点提供透氧率和透水率低的环境，保证量子点的发光效率，使用红色荧光粉替代红色量子点降低污染，以下结合附图和实施例对该系统具体实施方式做进一步说明。
下面将详细描述本发明提供的一种高导热量子点LED的实施例。
本发明实施例提供一种高导热量子点LED，如图2所示，所述高导热量子点LED包括支架21、固定于支架21且与支架21连接的LED芯片22、位于所述LED芯片上侧的硅胶体23；在硅胶体23外包裹有一无机薄膜封装层24，该无机薄膜封装层将上述LED芯片22和硅胶体23相固定，并用于为硅胶体23隔离水和氧气；
其中，在所述硅胶体23中设置通过激化发光的多个量子点231和多个高导热件，高导热件为纳米管线232、石墨烯片233和二氧化钼颗粒234中至少一种，石墨烯片和纳米管线组合，或者二氧化钼颗粒和纳米管线组合使用效果更好，也可以是三者一起使用，纳米管线包括银纳米线和碳纳米管；在硅胶体中设置量子点和高导热件的方法是，在硅胶颗粒中掺杂量子点和高导热件，通过加热使之固化，掺杂高导热件的目的是解决散热的问题，避免高温度导致量子点失效。
量子点可以为受激辐射绿光的量子点，也可以为受激辐射红光的量子点，也可以为受激辐射绿光的量子点和受激辐射为红光的量子点的混合体，还可以为量子点与普通荧光粉的混合。量子点材料包括CdS、CdSe、ZnS、ZnSe、InP、CuInS、CH3NH3 PbBr3、CSPbBr3中任意一种。量子点虽然具有很好的发光效果，但是同时量子点包含有毒有害的化学元素镉和铅，为了限制量子点使用量，采用绿色量子点和氟硅酸盐K2SiF6:Mn4+红色荧光粉的组合，使用红色荧光粉替代了红色量子点，降低了量子点的使用量，从而达到减少有毒有害成分使用的目的。
在本实施例中，无机薄膜封装层设于支架上，和支架共同构成封闭结构，将硅胶体置于其中的目的是将量子点与外界的水和氧气隔离，避免水和氧气进入导致量子点失效；为了一步地达到隔离水和氧气的效果，量子点封装体的外侧壁与封闭结构的内侧腔壁抵接，意思是量子点封装体和无机薄膜封装层紧密接触，一个目的是为了尽量减小量子点LED的尺寸，另外一个目的是不给水和氧气留存在空间。
无机薄膜封装层的厚度被限制在20nm到200nm，无机薄膜封装层的厚度太小会导致隔离水和氧气的效果达不到要求，无机薄膜封装层的厚度太大会对透光形成影响，甚至导致光的折射率太高而导致发光效果降低。
为了更好地达到隔离水和氧气的效果，本发明实施例采用原子层薄膜沉积的方式制备无机薄膜封装层，原子层薄膜沉积的方式比溅射沉积改善了不平整导致的成膜不均匀以及薄膜开裂的问题。无机无机薄膜封装层制备材料一般选用氧化铝、氧化锆和二氧化钛中至少一种或者多种；如果无机薄膜封装层设置为单层结构，选用上述任一材料；如果无机薄膜封装层设置为多层结构，可以选用一种制备材料，也可以选用多种制备材料，在使用多种材料情况下，且使用不同制备材料的层交替，也就是多层结构中相邻层的组成材料不同达到更好地隔离水和氧气的效果。例如采用氧化铝和氧化锆组成的共8层的无机薄膜封装层，4层氧化铝层和4层氧化锆层间隔设置。
通过设置无机薄膜封装层24达到了很好隔离水和氧气的效果，与此同时为了保证发光效率，低折射光层25设置在无机薄膜封装层24的外侧，且无机薄膜封装层25包裹无机薄膜封装层24的至少一部分；低折射光层25采用有机材料制成。
本发明另一实施例提供一种高导热量子点LED，如图3所示，所述高导热量子点LED包括支架31、固定于支架31上的LED芯片32、将支架31与LED芯片连接的金线33、设置于LED芯片32上方的硅胶体34，将LED芯片32和硅胶体34相固定的无机薄膜封装层35、低折射光层36；无机薄膜封装层35围成封闭结构，硅胶体34置于所述封闭结构，使得硅胶体34与外界隔离。在这里金线33的一端从无机薄膜封装层35中穿出与支架31连接，另一端与LED芯片32连接。
其中硅胶体34包括量子点341、和高导热材料，高导热材料可以是石墨烯片342、纳米管线343和二氧化钼颗粒344中任一种，也可以是石墨烯片和纳米管线组合而成，或者二氧化钼颗粒和纳米管线组合而成，当然也可以是将上述石墨烯片、二氧化钼颗粒和纳米管线一起作为高导热材料使用，纳米管线包括银纳米线和碳纳米管等，通过高导热材料的加入，量子点散热性能大幅地增加，有效地解决了量子点随温度升高效率下降的问题。
量子点虽然具有很好的发光效果，但是同时量子点包含有毒有害的化学元素镉和铅，为了限制量子点使用量，采用绿色量子点和氟硅酸盐K2SiF6:Mn4+红色荧光粉的组合，使用红色荧光粉替代了红色量子点，降低了量子点的使用量，从而达到减少有毒有害成分使用的目的。
在本实施例中，无机薄膜封装层设于支架上，自身构成封闭结构，将硅胶体置于其中的目的是将量子点与外界的水和氧气隔离，避免水和氧气进入导致量子点失效；为了一步地达到隔离水和氧气的效果，硅胶体的外侧壁与封闭结构的内侧腔壁抵接，意思是硅胶体体和无机薄膜封装层紧密接触，一个目的是为了尽量减小量子点LED的尺寸，另外一个目的是不给水和氧气留存在空间。
无机薄膜封装层的厚度被限制在20nm到200nm，无机薄膜封装层的厚度太小会导致隔离水和氧气的效果达不到要求，无机薄膜封装层的厚度太大会对透光形成影响，甚至导致光的折射率太高而导致发光效果降低。
为了更好地达到隔离水和氧气的效果，本发明实施例采用原子层薄膜沉积的方式制备无机无机薄膜封装层，原子层薄膜沉积的方式比溅射沉积改善了不平整导致的成膜不均匀以及薄膜开裂的问题。无机无机薄膜封装层制备材料一般选用氧化铝、氧化锆和二氧化钛中至少一种或者多种；如果无机薄膜封装层设置为单层结构，只需要使用一种制备材料；如果无机薄膜封装层设置为多层结构，可以选用一种制备材料，也可以选用多种制备材料，在使用多种材料情况下，且使用不同制备材料的层交替，也就是多层结构中相邻层的组成材料不同达到更好地隔离水和氧气的效果。例如采用氧化铝和氧化锆组成的共8层的无机薄膜封装层，4层氧化铝层和4层氧化锆层间隔设置。
通过设置无机薄膜封装层达到了很好隔离水和氧气的效果，与此同时为了保证发光效率，低折射光层设置在无机薄膜封装层的外侧，且低折射光层包裹所述无机薄膜封装层，低折射光层采用有机材料。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高导热量子点LED，其特征在于，所述高导热量子点LED包括支架、固定于所述支架上且与支架连接的LED芯片、位于所述LED芯片上侧的硅胶体；在所述硅胶体外包裹有一无机薄膜封装层，所述无机薄膜封装层将所述硅胶体与所述LED芯片相固定；
其中，所述硅胶体中分散设置有多个量子点以及多个高导热件。
2.如权利要求1所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述多个高导热件为纳米管线、石墨烯片和二氧化钼颗粒中至少一种。
3.如权利要求2所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述硅胶体进一步设置氟硅酸盐K2SiF6:Mn4+红色荧光粉，所述量子点为绿色量子点。
4.如权利要求3所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述高导热量子点进一步包括低折射光层，所述低折射光层设置在所述无机薄膜封装层的外侧，并包裹所述无机薄膜封装层的至少一部分。
5.如权利要求4所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述无机薄膜封装层设于所述支架上，与支架形成封闭结构，所述硅胶体设置于所述封闭结构内。
6.如权利要求4所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述无机薄膜封装层设于所述支架上，围合成封闭结构，所述硅胶体设置于所述封闭结构内。
7.如权利要求1所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述无机薄膜封装层采用原子层薄膜沉积的方式制备，所述无机薄膜封装层的厚度为20nm～200nm，。
8.如权利要求1至7任一项所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述无机薄膜封装层为单层结构，所述单层结构的组成材质包括氧化铝、氧化锆和二氧化钛中任意一种。
9.如权利要求1至7任一项所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述无机薄膜封装层为多层结构，其每一层结构为氧化铝、氧化锆和二氧化钛中一种。
10.如权利要求9所述的高导热量子点LED，其特征在于，所述无机薄膜封装层的多层结构中相邻层的组成材质不同。
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