具有反射结构的光转换材料与应用其的发光二极管元件制造技术

一种具有反射结构的光转换材料包括一透明基板、多层第一光转换膜、与多层第二光转换膜。任两层第一光转换膜之间形成有一层第二光转换膜，该第一光转换膜具有一第一折射率而该第二光转换膜则具有高于该第一折射率的一第二折射率。短波长色光透过透明基板入射该第一光转换膜与该第二光转换膜时，部分短波长色光会在第一光转换膜与第二光转换膜之间的交界面产生一反射光，该反射光会射回第一光转换膜或第二光转换膜，有效避免过多的未被转换成绿光或红光的短波长色光直接地通过光转换材料。本发明专利技术还提出一种具有此光转换材料的一发光二极管元件。本发明专利技术的光转换料对于短波长色光展现出优秀的光回收率，能够提升发光二极管元件的发光均匀度与演色性。

【技术实现步骤摘要】
具有反射结构的光转换材料与应用其的发光二极管元件
本专利技术涉及光转换膜(lightconversionfilm)的相关
，尤指一种具反射结构的光转换材料以及与具有该光转换材料的一种发光二极管元件。现有技术发光二极管(Light-emittingdiode,LED)为目前广泛应用的发光二极管，由于其具有体积小、使用寿命长等优点，因而被广泛地应用于人类的日常生活之中。众所周知，传统的LED元件使用荧光粉作为光转换材料。值得注意的是，随着量子点(Quantumdot,QD)的制造技术越发成熟，以量子点作为光转换材料的量子点发光二极管(Quantumdotslight-emittingdiode,QLED)逐渐受到重视。图1显示由中国台湾专利公开号TW201540792A所揭示的量子点发光二极管的侧面剖视图。已揭示的量子点发光二极管1’包括：一透明基板14’、一导线架12’、一LED晶粒10’、一封装胶体17’、以及包括封装材料16’与多个量子点18’的光转换层。值得注意的是，封装材料16’更覆有一水气阻障层24’。并且，水气阻障层24’之上可进一步设有一透镜(未图示)。于已揭示的量子点发光二极管1’之中，量子点18’的尺寸分别被控制在5-20nm及2-10nm左右，使得两种不同粒径大小的量子点18’在受到LED晶粒10’发出的短波长色光的激发之后，分别放射出红光与绿光以令所述量子点发光二极管芯片1’发出由短波长色光、红光与绿光所混成的白光。可惜的是，LED晶粒10’发出的蓝光(短波长色光)仅有少部分会被量子点18’转换成红光或绿光，而绝大部分的蓝光会直接穿过封装材料16’。图2与图3分别显示光致发光(Photoluminescence,PL)光谱图以及CIE1931色度坐标图。如图2所示，以短波长色光(紫蓝光)照射包括封装材料16’与多个量子点18’的光转换层之后，透过光转换层所放射出的紫蓝光的强度远大于两种光致发光(亦即，绿光与红光)的强度，这样的结果导致量子点发光二极管1’的发光均匀度不佳。另一方面，肇因于所放射出的蓝光的强度远大于两种光致发光的强度，导致量子点发光二极管1’发出的白光的色温会超过10000K。由上述说明可以得知，实有必要发展具有能够回收未被转换蓝光的量子点光转换层，才能够在降低蓝光强度及提升两种光致发光强度的情况下，达到改善量子点发光二极管1’的发光均匀度并同时降低白光色温。有鉴于此，本案的专利技术人极力加以研究专利技术，而终于研发完成本专利技术的一种具反射结构的光转换材料与具有该光转换材料的发光二极管元件。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于提供一种具反射结构的光转换材料与具有该光转换材料的发光二极管元件，其中所述具反射结构的光转换材料包括：一透明基板、多层第一光转换膜、与多层第二光转换膜所构成的。根据本专利技术的设计，任两层第一光转换膜之间形成有一层第二光转换膜，且该第一光转换膜具有一第一折射率而该第一光转换膜则具有高于该第一折射率的一第二折射率。如此设计，当短波长色光透过透明基板入射该第一光转换膜与该第二光转换膜之时，部分的短波长色光会在第一光转换膜与第一光转换膜之间的交界面产生一反射光，而该反射光会射回第一光转换膜或第二光转换膜，是以可有效避免过多的未被转换成绿光或红光的短波长色光直接地通过所述光转换层。简单地说，本专利技术的光转换层对于短波长色光展现出优秀的光回收率，因而可提升发光二极管元件的发光均匀度与演色性。为了达成上述本专利技术的主要目的，本案专利技术提供所述具有反射结构的光转换材料的一实施例，包括：一透明基板；多层第一光转换膜，形成于该透明基板的一表面之上，且各层第一光转换膜皆包括一第一包覆材料与包覆于该第一包覆材料内的多个第一光转换粒子；以及多层第二光转换膜，其中任两层第一光转换膜之间形成有一层第二光转换膜，且各层第二光转换膜皆包括一第二包覆材料与包覆于该第二包覆材料内的多个第二光转换粒子；其中，该第一包覆材料具有一第一折射率，且该第二包覆材料具有高于该第一折射率的一第二折射率；并且，该第一光转换膜与该第二光转换膜的层数至少四层；其中，当一短波长色光自该透明基板的另一表面入射该第一光转换膜与该第二光转换膜，部分的该短波长色光会直接通过该多层第一光转换膜与该多层第二光转换膜，且部分的该短波长色光会被该第一光转换膜与该第二光转换膜转换成一绿光与一红光；并且，部分的该短波长色光会在该第一包覆材料与该第二包覆材料之间的交界面产生一反射光，回射该第一光转换膜或该第二光转换膜。并且，为了达成上述本专利技术的主要目的，本案专利技术提供所述具反射结构的光转换材料的发光二极管元件的一实施例，包括：一绝缘主体，具有一LED设置槽；一导线架，设置于该绝缘主体内部，并具有至少二焊接部与至少二电性连接部；其中，该焊接部曝露于该LED设置槽之内，且该电性连接部穿出于该绝缘主体之外；至少一LED晶粒，设置于该LED设置槽之内并电性连接至该至少二焊接部，用以发出具有一短波长色光；一封装胶体，至少填满于该LED设置槽以覆盖该LED晶粒；一具反射结构的光转换材料，设置于该封装胶体之上，并包括：一透明基板；多层第一光转换膜，形成于该透明基板的一表面之上，且各层第一光转换膜皆包括一第一包覆材料与包覆于该第一包覆材料内的多个第一光转换粒子；多层第二光转换膜，其中，任两层第一光转换膜之间形成有一层第二光转换膜，且各层第二光转换膜皆包括一第二包覆材料与包覆于该第二包覆材料内的多个第二光转换粒子；其中，该第一包覆材料具有一第一折射率，且该第二包覆材料具有高于该第一折射率的一第二折射率；并且，该第一光转换膜与该第二光转换膜的层数至少四层；其中，当一短波长色光自该透明基板的另一表面入射该第一光转换膜与该第二光转换膜，部分的该短波长色光会直接通过该多层第一光转换膜与该多层第二光转换膜，且部分的该短波长色光会被该第一光转换膜与该第二光转换膜转换成一绿光与一红光；并且，部分的该短波长色光会在该第一包覆材料与该第二包覆材料之间的交界面产生一反射光，回射该第一光转换膜或该第二光转换膜。附图说明图1为显示由中国台湾专利公开号TW201540792A所揭示的量子点发光二极管的侧面剖视图；图2为显示光致发光(Photoluminescence,PL)光谱图；图3为显示CIE1931色度坐标图；图4为显示本专利技术的一种具反射结构的光转换材料的第一实施例的侧剖视图；图5为显示本专利技术的一种具反射结构的光转换材料的第二实施例的侧剖视图；图6A与图6B为显示本专利技术的一种具反射结构的光转换材料的第三实施例的侧剖视图；图7为显示本专利技术的一种具反射结构的光转换材料的第四实施例的侧剖视图；图8为显示具有光转换层的发光二极管元件的侧剖视图；图9为显示光致发光(Photoluminescence,PL)光谱图；图10为显示CIE1931色度坐标图；图11A与图11B为显示本专利技术的一种具反射结构的光转换材料的第六实施例的侧剖视图；图12A与图12B为显示本专利技术的一种具反射结构的光转换材料的第七实施例的侧剖视图；以及图13A与图13B为显示本专利技术的一种具反射结构的光转换材料的第八实施例的侧剖视图。附图标记说明<本专利技术>1具反射结构的光转换材料11透明基板12第一光转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有反射结构的光转换材料，其特征在于，包括：一透明基板；多层第一光转换膜，形成于该透明基板的一表面之上，且各层第一光转换膜皆包括一第一包覆材料与包覆于该第一包覆材料内的多个第一光转换粒子；以及多层第二光转换膜，其中，任两层第一光转换膜之间形成有一层第二光转换膜，且各层第二光转换膜皆包括一第二包覆材料与包覆于该第二包覆材料内的多个第二光转换粒子；其中，该第一包覆材料具有一第一折射率，且该第二包覆材料具有高于该第一折射率的一第二折射率；并且，该第一光转换膜与该第二光转换膜的层数至少四层；其中，当一短波长色光自该透明基板的另一表面入射该多层第一光转换膜与该多层第二光转换膜，部分的该短波长色光会在该第一包覆材料与该第二包覆材料之间的交界面产生一反射光，回射该第一光转换膜或该第二光转换膜；并且，部分的该短波长色光会直接通过该多层第一光转换膜与该多层第二光转换膜；其中，该短波长色光会被该第一光转换膜与该第二光转换膜转换成一绿光与一红光。

【技术特征摘要】
1.一种具有反射结构的光转换材料，其特征在于，包括：一透明基板；多层第一光转换膜，形成于该透明基板的一表面之上，且各层第一光转换膜皆包括一第一包覆材料与包覆于该第一包覆材料内的多个第一光转换粒子；以及多层第二光转换膜，其中，任两层第一光转换膜之间形成有一层第二光转换膜，且各层第二光转换膜皆包括一第二包覆材料与包覆于该第二包覆材料内的多个第二光转换粒子；其中，该第一包覆材料具有一第一折射率，且该第二包覆材料具有高于该第一折射率的一第二折射率；并且，该第一光转换膜与该第二光转换膜的层数至少四层；其中，当一短波长色光自该透明基板的另一表面入射该多层第一光转换膜与该多层第二光转换膜，部分的该短波长色光会在该第一包覆材料与该第二包覆材料之间的交界面产生一反射光，回射该第一光转换膜或该第二光转换膜；并且，部分的该短波长色光会直接通过该多层第一光转换膜与该多层第二光转换膜；其中，该短波长色光会被该第一光转换膜与该第二光转换膜转换成一绿光与一红光。2.如权利要求1所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，第一包覆材料的制程材料可为下列任一者：四乙氧基硅烷(Tetraethylorthosilicate,TEOS)、丙烯酸异辛酯(Isooctylacrylate)、二氧化硅(SiO2)、聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)、氟化镁(MgF2)、上述任两者的组合、或上述任两者以上的组合。3.如权利要求1所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，第二包覆材料的制程材料可为下列任一者：氧化铪(HfO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO2)、氧化碲(TeO2)、氧化钼(MoO3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钽(TaO2)、氧化铌(Nb2O5)、上述任两者的组合、或上述任两者以上的组合。4.如权利要求1项所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，该第一光转换粒子与该第二光转换粒子的中的一者用以将该短波长色光转换成该绿光，且另一者用以将该短波长色光转换成该红光。5.如权利要求1项所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，该第一光转换粒子与该第二光转换粒子皆用以将该短波长色光转换成该绿光或该红光。6.如权利要求1项所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，该第一光转换粒子与该第二光转换粒子可为下列任一者：荧光粉或量子点。7.如权利要求1项所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，该第一光转换膜与该第二光转换膜的厚度为所述短波长色光的波长的四分之一。8.如权利要求1项所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，该第一包覆材料的该第一折射率自与该第二包覆材料的界面处向其中心处逐渐递增。9.如权利要求1项所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，该第二包覆材料的该第二折射率自与该第一包覆材料的界面处向其中心处逐渐递减。10.如权利要求1项所述的具有反射结构的光转换材料，其特征在于，更包括：一抗反射层，形成于该透明基板的另一表面之上；其中，该短波长色光可透过一导光板3而自该透明基板的另一表面入射该第一光转换膜与该第二光转换膜。11.一种发光二极管元件，其特征在于，包括：一绝缘主体，具有一LED设置槽；一导线架，设置于该绝缘主体内部，并具有至少二焊接部与至少二电性连接部；其中，该焊接部曝露于该LED设置槽之内，且该电性连接部穿出于该绝缘主体之外；至少一LED晶粒，设置于该LED设置槽之内并电性连接至该至少二焊接部，用以发出具有一短波长色光；一封装胶体，至少填满于该LED设置槽以覆盖该LED晶粒；以及一具有反射结构的光转换材料，设置于该封装胶体之上，并包括：一透明基板；多层第一光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学仕，
申请(专利权)人：陈学仕，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71