一种Mini量子点LED及其制作方法
阅读说明：本技术 一种Mini量子点LED及其制作方法 (Mini quantum dot LED and manufacturing method thereof ) 是由 丁磊 李泉涌 王鹏生 彭友 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种Mini量子点LED及其制作方法,该Mini量子点LED包括LED灯珠、量子点荧光膜；所述LED灯珠内顶层设置有量子点荧光膜,量子点荧光膜内包含有量子点层；所述量子点荧光膜包括底层水氧阻隔层、量子点层、顶层水氧阻隔层,量子点层位于底层水氧阻隔层、顶层水氧阻隔层之间,量子点层底侧设置有底层水氧阻隔层；量子点层顶侧设置有顶层水氧阻隔层；底层水氧阻隔层覆盖在LED灯珠内的透明胶胶层上方。本发明具有消除量子点与LED灯珠之间间隙,降低模组厚度,减少量子点荧光膜用量,降低制造成本,延长使用寿命的特点。(The invention discloses a Mini quantum dot LED and a manufacturing method thereof, wherein the Mini quantum dot LED comprises an LED lamp bead and a quantum dot fluorescent film; the inner top layer of the LED lamp bead is provided with a quantum dot fluorescent film, and the quantum dot fluorescent film comprises a quantum dot layer; the quantum dot fluorescent film comprises a bottom water oxygen blocking layer, a quantum dot layer and a top water oxygen blocking layer, wherein the quantum dot layer is positioned between the bottom water oxygen blocking layer and the top water oxygen blocking layer, and the bottom water oxygen blocking layer is arranged on the bottom side of the quantum dot layer; the top water oxygen barrier layer is arranged on the top side of the quantum dot layer; the bottom water oxygen barrier layer covers the transparent adhesive layer in the LED lamp bead. The invention has the characteristics of eliminating the gap between the quantum dot and the LED lamp bead, reducing the thickness of the module, reducing the using amount of the quantum dot fluorescent film, reducing the manufacturing cost and prolonging the service life.)
技术领域
本发明涉及一种Mini量子点LED及其制作方法，尤其是一种具有消除量子点与LED灯珠之间间隙，降低模组厚度，减少量子点荧光膜用量，降低制造成本，延长使用寿命的Mini量子点LED及其制作方法。
背景技术
LCD液晶显示技术的出现已有30多年的历程，由于LCD自身不发光，必须借助于光源，通常液晶分子在不通电的情况下分子排列是杂乱无章的，当通电时，使液晶分子在不通电下的杂乱无章的状态变成在通电时分子有序排列，发生偏转，使光线穿透过去，形成明暗不均，进而组成图像，因此LCD显示图像颜色的饱和度取决于背光源的的颜色饱和度。LCD液晶显示器最初是采用阴极射线管作为光源，但是阴极射线管的颜色饱和度小于NTSC 70％，而且功耗大。LED作为新一代固态照明光源，由于体积小，绿色、节能等优点被用作LCD液晶显示背光源。LED可以通过不同的荧光粉组合方案适用于不同色彩饱和度。
主流LED灯珠采用蓝光LED芯片激发黄色YAG荧光粉，但缺少红色成分，色域值仅能达到NTSC 65％～72％。针对这一缺陷，技术人员采用蓝光芯片激发红色荧光粉和绿色荧光粉，将NTSC提升至80％～85％。但是仍不能满人们对于高色彩饱和度的需求，对于大于100％NTSC色域的显示终端，一般采用蓝光LED加量子点荧光膜的方案实现。蓝光LED通过SMT制程焊接在PCB板上，在焊接LED的PCB板上方放置有整片的量子点荧光膜，LED发出的蓝光激发量子点产生白光，作为LCD的光源，显示图像，但是该方式成本高。
传统LED蓝光光源与量子膜搭配的方式具有以下缺陷：
1)现有LED加量子点荧光膜分别有不同的厂家生产，并在显示终端厂组装而成，LED与量子点荧光膜之间有一定的间隙，间隙一般为10-40mm；LED与PCB在一家制造完成，量子点荧光膜在另外一家产商完成，很难保证产品的一致性；
2)由LED发出的蓝光激发量子点荧光膜中量子点产生白光，由于了由于量子膜与LED之间的间距较大，中间除空气外无任何粘合介质，降低蓝光的激发效果以及蓝光利用率；
3)量子点荧光膜的制造成本高，用量大，与显示终端的尺寸一样大小；
4)量子点荧光膜制造工艺复杂；
5)量子膜与LED之间的间距较大，动态对比度效果差。
本发明将蓝光LED与量子点荧光粉合为一体，一次性形成具有高色彩饱和度的白光LED,色域可达100％NTSC以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有消除量子点与LED灯珠之间间隙，降低模组厚度，减少量子点荧光膜用量，降低制造成本，延长使用寿命的Mini量子点LED及其制作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种Mini量子点LED，包括LED灯珠、量子点荧光膜、侧墙；
所述LED灯珠内顶层设置有量子点荧光膜，量子点荧光膜内包含有量子点层；
所述量子点荧光膜包括底层水氧阻隔层、量子点层、顶层水氧阻隔层，量子点层位于底层水氧阻隔层、顶层水氧阻隔层之间，量子点层底侧设置有底层水氧阻隔层；量子点层顶侧设置有顶层水氧阻隔层；底层水氧阻隔层覆盖在LED灯珠内的透明胶胶层上方；
所述底层水氧阻隔层的厚度为0.025～1mm，底层水氧阻隔层的材质为PC、PET、PBT中的一种；
所述量子点层的厚度为0.01～100um；量子点材料通过喷涂的方式喷涂在底层水氧阻隔层上表面形成；量子点材料为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、GaAs、InP、PbS/ZnS、PbSe/ZnS中之一或多种混合；
所述顶层水氧阻隔层的厚度为为0.025～1mm，顶层水氧阻隔层的材质为PC、PET、PBT中的一种；
所述LED灯珠侧边缘设置有侧墙，侧墙由白胶固化制成，白胶为SiO2、TiO2与热固型胶体或UV光固化胶体的混合物；热固型胶体为硅系热固型材料，硅系热固型材料为热固型有机硅树脂、环氧树脂中的一种或两种组合；UV光固化胶体为酸酯系热固型材料，酸酯系热固型材料为氨基甲酸酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯,、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯中的一种或多种混合；
所述LED灯珠包括LED基板、晶片、透明胶胶层，LED基板位于LED灯珠底端，LED基板上方设置有晶片，晶片上方包覆有透明胶胶层；
所述LED灯珠分为正装灯珠和倒装灯珠，正装灯珠中的晶片为正装型晶片；倒装灯珠中的晶片为倒装型晶片；
所述正装灯珠中的正装型晶片通过固晶胶固定在正装型LED基板上；晶片上表面的电极通过两个导线与正装型LED基板上的正极、负极相连；
所述倒装灯珠中的倒装型晶片底侧的电极通过锡膏焊接在倒装型LED基板上的正极焊盘、负极焊盘上；
所述LED基板的材质为FR4、BT、CEM-3、铝基板、Al2O3陶瓷基板、AlN陶瓷基板、玻璃基板中的一种；
一种Mini量子点LED的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、固晶、焊线：初型基板为若干矩阵排列的LED基板构成；
根据晶片的正装型、倒装型分为正装固晶、倒装固晶；
正装固晶：在正装型初型基板上的固晶区域通过固晶机点上固晶胶，并通过固晶机的吸嘴将正装型晶片放在固晶胶上；随后送入烤箱中固化烘烤；固化烘烤温度为150℃；
倒装固晶：在倒装型初型基板上的固晶焊盘区域点上锡膏锡膏，将倒装型晶片对应倒装型初型基板上焊盘放在锡膏锡膏上，随后经回流炉焊接；
步骤二、模压：将固完晶片的初型基板放入配套的模压机中，模压机中的模具的透明胶胶层区域镂空；模压机向模具镂空区域注入定量透明胶水，在初型基板上形成0.15～2mm厚的透明胶胶层；透明胶胶层的折射率在1.3～1.54之间，透明胶胶层的硬度大于ShoreD20；
步骤三、涂覆底层水氧阻隔层：在模压后透明胶胶层外表面涂覆涂覆级水氧组隔材料，形成底层水氧阻隔层，涂覆厚度为0.025～1mm；涂覆级水氧组隔材料为涂覆级PC、涂覆级PET、涂覆级PBT中的一种；
步骤四、涂覆量子点层：在底层水氧阻隔层外表面喷涂量子点材料，形成量子点层，喷涂厚度为0.01～100um；量子点材料为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、GaAs、InP、PbS/ZnS、PbSe/ZnS中的一种或多种混合；
步骤五、涂覆顶层水氧阻隔层：在模压后量子点层外表面涂覆涂覆级水氧组隔材料，形成顶层水氧阻隔层，涂覆厚度为0.025～1mm；涂覆级水氧组隔材料为涂覆级PC、涂覆级PET、涂覆级PBT中的一种；
步骤六、贴膜、切割：将上述涂覆有量子点荧光膜的初型基板放在带有粘性的UV膜上，量子点荧光膜上的顶层水氧阻隔层朝向UV膜；随后初型基板朝上的放入切割机内，切割机按初型基板上的LED基板尺寸切割形成单颗LED；相邻两个LED基板之间为切割道，切割道的宽度为切割机中切割刀片厚度与两倍侧墙的厚度之和；
步骤七、解胶、换膜：将切割后的UV膜通过UV光照射解胶后，重新贴上新的UV膜；
步骤八、切割道填充、固化：在新的UV膜、若干LED基板之间的切割道内填充白胶，固化形成侧墙；填充高度低于LED基板顶端0～50um；白胶为SiO2、TiO2与热固型胶体或UV光固化胶体的混合物；热固型胶体为硅系热固型材料，硅系热固型材料为热固型有机硅树脂、环氧树脂中的一种或两种组合；UV光固化胶体为酸酯系热固型材料，酸酯系热固型材料为氨基甲酸酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯,、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯中的一种或多种混合；根据使用填充用的白胶胶体的特性，选择合适的固化方式热或UV光固化；
步骤九、切割、解胶：将上述填充白胶、固化后，贴有新UV膜的LED基板放入切割机中，按单颗LED的设计尺寸切割成单颗LED，随后送入UV解胶机中，使UV膜的粘性降低或消失，将单颗LED从UV膜上剥离，制成该Mini量子点LED；
步骤十、分光、包装、入库：将上述Mini量子点LED送入分光机，对Mini量子点LED的工作亮度、色点以及电压分选归类，并将归类的Mini量子点LED经包装机放入带有凹槽的载带中，并在凹槽表面用透明带密封，密封后的载带卷盘；随后将归类载带卷盘送入仓库储存。
本发明提供了一种Mini量子点LED及其制作方法，具有消除量子点与LED灯珠之间间隙，降低模组厚度，减少量子点荧光膜用量，降低制造成本，延长使用寿命的特点。本发明的有益效果：将LED灯珠与量子点荧光膜合为一体，直接发出白光，之间无间隙，缩小LED灯珠搭配量子点荧光膜的组合的厚度，有利于发展超薄背光模组；使用LED灯珠级别的量子点荧光膜，相较于传统整层的量子点荧光膜方案，大大减少了量子点荧光膜的使用量；LED灯珠内顶层直接覆盖量子点荧光膜，减少量子点荧光膜的使用量，降低背光制造成本低；本发明的搭配方式，与传统的LED灯珠内通过点荧光粉胶水的制造流程相同，经将传统的荧光粉换成量子点材料，减少量子点膜加工以及添加的工序，提升产能，降低生产成本；通过调节LED灯珠排布密度，减小单颗LED灯珠的功耗，降低LED灯珠工作发热量，延长LED灯珠的寿命，结合背光动态调光功能，实现LCD图像的高对比度。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的正装型Mini量子点LED结构示意图；
图2为本发明的倒装型Mini量子点LED结构示意图；
图3为本发明的量子点荧光膜结构示意图；
图4为本发明的正装型初型基板结构示意图；
图5为本发明的倒装型初型基板结构示意图；
图6为本发明的正装型初型基板切割道结构示意图；
图7为本发明的正装型单颗LED切割道填充示意图；
图8为本发明的正装型单颗LED切割示意图。
图中：2、LED灯珠；20、初型基板；21、LED基板；22、固晶胶；23、锡膏；24、晶片；25、导线；26、透明胶胶层；3、量子点荧光膜；31、底层水氧阻隔层；32、量子点层；33、顶层水氧阻隔层；4、UV膜；5、切割道；6、侧墙；7、切割刀片。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种Mini量子点LED，参见图1～3，包括LED灯珠2、量子点荧光膜3、侧墙；
所述LED灯珠2内顶层设置有量子点荧光膜3，量子点荧光膜3内包含有量子点层32；将LED灯珠2与量子点荧光膜3合为一体，直接发出白光，之间无间隙，缩小LED灯珠搭配量子点荧光膜的组合的厚度，有利于发展超薄背光模组；使用LED灯珠级别的量子点荧光膜3，相较于传统整层的量子点荧光膜方案，大大减少了量子点荧光膜的使用量；LED灯珠2内顶层直接覆盖量子点荧光膜3，减少量子点荧光膜的使用量，降低背光制造成本低；本发明的搭配方式，与传统的LED灯珠内通过点荧光粉胶水的制造流程相同，经将传统的荧光粉换成量子点材料，减少量子点膜加工以及添加的工序，提升产能，降低生产成本；通过调节LED灯珠2排布密度，减小单颗LED灯珠2的功耗，降低LED灯珠2工作发热量，延长LED灯珠2的寿命，结合背光动态调光功能，实现LCD图像的高对比度；
所述量子点荧光膜3包括底层水氧阻隔层31、量子点层32、顶层水氧阻隔层33，量子点层32位于底层水氧阻隔层31、顶层水氧阻隔层33之间，量子点层32底侧设置有底层水氧阻隔层31；量子点层32顶侧设置有顶层水氧阻隔层33；底层水氧阻隔层31覆盖在LED灯珠2内的透明胶胶层26上方；
所述底层水氧阻隔层31的厚度为0.025～1mm，底层水氧阻隔层31的材质为PC、PET、PBT中的一种；
所述量子点层32的厚度为0.01～100um；量子点材料通过喷涂的方式喷涂在底层水氧阻隔层31上表面形成；量子点材料为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、GaAs、InP、PbS/ZnS、PbSe/ZnS中之一或多种混合；
所述顶层水氧阻隔层33的厚度为为0.025～1mm，顶层水氧阻隔层33的材质为PC、PET、PBT中的一种；
所述LED灯珠2侧边缘设置有侧墙6，侧墙6由白胶固化制成，白胶为SiO2、TiO2与热固型胶体或UV光固化胶体的混合物；热固型胶体为硅系热固型材料，硅系热固型材料为热固型有机硅树脂、环氧树脂中的一种或两种组合；UV光固化胶体为酸酯系热固型材料，酸酯系热固型材料为氨基甲酸酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯,、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯中的一种或多种混合；根据使用填充用的白胶胶体的特性，选择合适的固化方式热或UV光固化；
所述LED灯珠2包括LED基板21、晶片24、透明胶胶层26，LED基板21位于LED灯珠2底端，LED基板21上方设置有晶片24，晶片24上方包覆有透明胶胶层26；
所述LED灯珠2分为正装灯珠和倒装灯珠，正装灯珠中的晶片24为正装型晶片；倒装灯珠中的晶片24为倒装型晶片；
所述正装灯珠中的正装型晶片24通过固晶胶22固定在正装型LED基板21上；晶片24上表面的电极通过两个导线25与正装型LED基板21上的正极、负极相连；
所述倒装灯珠中的倒装型晶片24底侧的电极通过锡膏23焊接在倒装型LED基板21上的正极焊盘、负极焊盘上；
所述LED基板21的材质为FR4、BT、CEM-3、铝基板、Al2O3陶瓷基板、AlN陶瓷基板、玻璃基板中的一种；
一种Mini量子点LED的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、固晶、焊线：初型基板20为若干矩阵排列的LED基板21构成；
根据晶片24的正装型、倒装型分为正装固晶、倒装固晶；
正装固晶：如图4所示，在正装型初型基板20上的固晶区域通过固晶机点上固晶胶22，并通过固晶机的吸嘴将正装型晶片24放在固晶胶22上；随后送入烤箱中固化烘烤；固化烘烤温度为150℃；
倒装固晶：如图5所示，在倒装型初型基板20上的固晶焊盘区域点上锡膏锡膏23，将倒装型晶片24对应倒装型初型基板20上焊盘放在锡膏锡膏23上，随后经回流炉焊接；
步骤二、模压：将固完晶片的初型基板20放入配套的模压机中，模压机中的模具的透明胶胶层26区域镂空；模压机向模具镂空区域注入定量透明胶水，在初型基板20上形成0.15～2mm厚的透明胶胶层26；透明胶胶层26的折射率在1.3～1.54之间，透明胶胶层26的硬度大于Shore D20；
步骤三、涂覆底层水氧阻隔层：在模压后透明胶胶层26外表面涂覆涂覆级水氧组隔材料，形成底层水氧阻隔层31，涂覆厚度为0.025～1mm；涂覆级水氧组隔材料为涂覆级PC、涂覆级PET、涂覆级PBT中的一种；
步骤四、涂覆量子点层：在底层水氧阻隔层31外表面喷涂量子点材料，形成量子点层32，喷涂厚度为0.01～100um；量子点材料为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、GaAs、InP、PbS/ZnS、PbSe/ZnS中的一种或多种混合；
步骤五、涂覆顶层水氧阻隔层：在模压后量子点层32外表面涂覆涂覆级水氧组隔材料，形成顶层水氧阻隔层33，涂覆厚度为0.025～1mm；涂覆级水氧组隔材料为涂覆级PC、涂覆级PET、涂覆级PBT中的一种；
步骤六、贴膜、切割：如图6～8所示，将上述涂覆有量子点荧光膜3的初型基板20放在带有粘性的UV膜4上，量子点荧光膜3上的顶层水氧阻隔层33朝向UV膜4；随后初型基板20朝上的放入切割机内，切割机按初型基板20上的LED基板21尺寸切割形成单颗LED；相邻两个LED基板21之间为切割道5，切割道5的宽度为切割机中切割刀片7厚度与两倍侧墙6的厚度之和；
步骤七、解胶、换膜：将切割后的UV膜4通过UV光照射解胶后，重新贴上新的UV膜4；在上述通过初型基板20切割分离形成若干单颗LED切割时，切割刀片7会触及UV膜4；切割刀片7在UV膜4上形成切痕、凹槽；
步骤八、切割道填充、固化：在新的UV膜4、若干LED基板21之间的切割道5内填充白胶，固化形成侧墙6；填充高度低于LED基板21顶端0～50um；白胶为SiO2、TiO2与热固型胶体或UV光固化胶体的混合物；热固型胶体为硅系热固型材料，硅系热固型材料为热固型有机硅树脂、环氧树脂中的一种或两种组合；UV光固化胶体为酸酯系热固型材料，酸酯系热固型材料为氨基甲酸酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯,、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯中的一种或多种混合；根据使用填充用的白胶胶体的特性，选择合适的固化方式热或UV光固化；
步骤九、切割、解胶：将上述填充白胶、固化后，贴有新UV膜4的LED基板21放入切割机中，按单颗LED的设计尺寸切割成单颗LED，随后送入UV解胶机中，使UV膜4的粘性降低或消失，将单颗LED从UV膜4上剥离，制成该Mini量子点LED；
步骤十、分光、包装、入库：将上述Mini量子点LED送入分光机，对Mini量子点LED的工作亮度、色点以及电压分选归类，并将归类的Mini量子点LED经包装机放入带有凹槽的载带中，并在凹槽表面用透明带密封，密封后的载带卷盘；随后将归类载带卷盘送入仓库储存，便于后续SMT贴片。
本发明的工作原理：
本发明在LED灯珠2内顶层设置有量子点荧光膜3，量子点荧光膜3内包含有量子点层32；将LED灯珠2与量子点荧光膜3合为一体，直接发出白光，之间无间隙，缩小LED灯珠搭配量子点荧光膜的组合的厚度，有利于发展超薄背光模组；使用LED灯珠级别的量子点荧光膜3，相较于传统整层的量子点荧光膜方案，大大减少了量子点荧光膜的使用量；LED灯珠2内顶层直接覆盖量子点荧光膜3，减少量子点荧光膜的使用量，降低背光制造成本低；本发明的搭配方式，与传统的LED灯珠内通过点荧光粉胶水的制造流程相同，经将传统的荧光粉换成量子点材料，减少量子点膜加工以及添加的工序，提升产能，降低生产成本；通过调节LED灯珠2排布密度，减小单颗LED灯珠2的功耗，降低LED灯珠2工作发热量，延长LED灯珠2的寿命，结合背光动态调光功能，实现LCD图像的高对比度；
本发明将现有LED灯珠中，直接嵌入量子点层32，并在量子点层32上下通过底层水氧阻隔层31、顶层水氧阻隔层33覆盖，提升量子点层32的寿命，避免量子点层32受水气和氧气的影响，提升LED灯珠制成背光模组的色域，减少传统背光模组中的量子点荧光膜的用量，降低背光模组的制作成本。
本发明提供了一种Mini量子点LED及其制作方法，具有消除量子点与LED灯珠之间间隙，降低模组厚度，减少量子点荧光膜用量，降低制造成本，延长使用寿命的特点。本发明的有益效果：将LED灯珠与量子点荧光膜合为一体，直接发出白光，之间无间隙，缩小LED灯珠搭配量子点荧光膜的组合的厚度，有利于发展超薄背光模组；使用LED灯珠级别的量子点荧光膜，相较于传统整层的量子点荧光膜方案，大大减少了量子点荧光膜的使用量；LED灯珠内顶层直接覆盖量子点荧光膜，减少量子点荧光膜的使用量，降低背光制造成本低；本发明的搭配方式，与传统的LED灯珠内通过点荧光粉胶水的制造流程相同，经将传统的荧光粉换成量子点材料，减少量子点膜加工以及添加的工序，提升产能，降低生产成本；通过调节LED灯珠排布密度，减小单颗LED灯珠的功耗，降低LED灯珠工作发热量，延长LED灯珠的寿命，结合背光动态调光功能，实现LCD图像的高对比度。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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