[发明专利]具有反射结构的光转换材料与应用其的发光二极管元件

说明书

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。

技术领域

本发明涉及光转换膜(light conversion film)的相关技术领域，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-emitting diode,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(Quantum dot,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(Quantum dots light-emitting diode,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CIE 1931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，本案的发明人极力加以研究发明，而终于研发完成本发明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。

发明内容

本发明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。根据本发明的设计，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，本发明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。