CN107017323A - Led封装体、包括其的背光单元和发光装置、及包括背光单元的液晶显示器装置 - Google Patents

Led封装体、包括其的背光单元和发光装置、及包括背光单元的液晶显示器装置 Download PDF

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Abstract

公开LED封装体、包括其的背光单元和发光装置、及包括背光单元的液晶显示器装置。所述LED封装体包括：LED；包括如下的堆结构体：与所述LED间隔开的光散射结构体，和设置在选自所述光散射结构体的内表面和外表面的至少一个表面上并且配置成将从所述LED发射的光转化成白色光的光转化层，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体；和设置在所述光转化层的表面上的有机阻隔层。

Description

LED封装体、包括其的背光单元和发光装置、及包括背光单元 的液晶显示器装置
技术领域
公开发光二极管(LED)封装体(封装，package)、以及包括其的背光单元和发光装置。还公开包括所述背光单元的液晶显示器装置。
背景技术
不同于使用自发射光形成图像的等离子体显示面板(“PDP”)和场发射显示器(“FED”)，液晶显示器(“LCD”)装置通过接收外部光形成图像。因此，LCD装置包括用于发射光的在其后侧的背光单元。
作为用于LCD装置的一种类型的背光单元，冷阴极荧光灯(“CCFL”)已经被用作光源。然而，使用CCFL作为光源可导致缺乏均匀的亮度并且在LCD装置具有较大屏幕时可显示出恶化的色纯度。
近来，已经开发了使用发光二极管(“LED”)作为光源的背光单元。LED指的是当在施加电流期间电子和空穴在p-型和n-型半导体材料之间的界面(即P-N半导体节)处相遇时发射光的装置。
由于LED的许多优点例如其长的寿命、低的功耗等级、和尽管尺寸小但是明亮的照明，使用LED作为背光单元光源或者作为通常的发光装置目前正受到许多关注。
发明内容
在一种实施方式中，提供LED(发光二极管)封装体，其具有能够使从LED光源发射的光均匀地分散的结构，具有改善的颜色再现性和色纯度，并且由于其能够防止半导体纳米晶体的恶化而具有高的可靠性。
另一实施方式提供包括所述LED封装体的背光单元(“BLU”)。
又一实施方式提供包括所述LED封装体的发光装置。
再一实施方式提供包括所述背光单元的液晶显示器装置。
根据一种实施方式，LED封装体包括：
LED；
包括如下的堆结构体：
与所述LED间隔开的光散射结构体，和
设置在选自所述光散射结构体的内表面和外表面的至少一个表面上并且配置成将从所述LED发射的光转化成白色光的光转化层，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体；和
设置在所述光转化层的表面上的有机阻隔层。
所述LED光源可为蓝色光源或者紫外(UV)光源。
所述光散射结构体可具有透镜形状的结构。所述结构可具有凹透镜形状或凸透镜形状。
所述光散射结构体可包括玻璃或选自如下的聚合物：聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、包含环氧的聚合物、有机硅聚合物、以及其组合。
所述光散射结构体可具有大于或等于约80％的透射率。
所述光散射结构体可包括具有大于或等于约85℃的玻璃化转变温度(Tg)的聚合物。
所述光散射结构体可具有大于或等于约1.4的折射率。
所述光散射结构体、所述光转化层、和所述有机阻隔层的折射率可随着各层和所述LED之间的距离增加而顺序地降低。
所述光散射结构体可具有凹-凸形状。
所述光散射结构体可与所述LED光源间隔开小于或等于约5毫米(mm)的距离。
所述光转化层可设置在所述光散射结构体的外表面上，并且所述光散射结构体的折射率可大于所述光转化层的折射率。
所述光转化层可包括半导体纳米晶体和基体(matrix)。
所述半导体纳米晶体在光致发光波长谱中可具有小于或等于约45纳米(nm)的半宽度(FWHM)。
所述半导体纳米晶体可包覆有包括羧基或其盐的聚合物。
所述包括羧基或其盐的聚合物可为选自如下的至少一种：聚(烯属烃-共-丙烯酸)、聚(烯属烃-共-甲基丙烯酸)、及其盐。
所述半导体纳米晶体可包覆有包括能够与所述半导体纳米晶体的表面结合的羧酸根阴离子基团(-COO-)和能够与所述羧酸根阴离子基团结合的金属阳离子的聚合物，其中所述金属阳离子的金属不同于所述半导体纳米晶体的金属。
所述基体可包括选自如下的材料：有机硅树脂、环氧树脂、硫醇-烯聚合物、基于(甲基)丙烯酸酯的聚合物、二氧化硅(硅石)、氧化铝(矾土)、氧化锌、氧化锆(锆氧土)、二氧化钛、以及其组合。
所述光转化层可包括红色半导体纳米晶体和绿色半导体纳米晶体的混合物或者黄色半导体纳米晶体。
所述光转化层可进一步包括无机氧化物颗粒。所述无机氧化物颗粒可选自二氧化硅(硅石)、氧化铝(矾土)、氧化锌、氧化锆(锆氧土)、二氧化钛、以及其组合。
所述LED封装体可进一步包括在所述光转化层和所述有机阻隔层之间的第一无机阻隔层。所述LED封装体可进一步包括在所述光散射结构体的外表面上的有机阻隔层或无机阻隔层。
所述LED封装体可进一步包括在所述有机阻隔层下面的玻璃板(玻璃片)。
所述LED封装体可进一步包括在所述有机阻隔层的外表面和所述光转化层的外表面的至少一个上的金属图案。
所述金属图案可包括选自如下的至少一种金属：铝(Al)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)、钛(Ti)、铁(Fe)、铜(Cu)、铂(Pt)、钯(Pd)、和钨(W)。
所述有机阻隔层可设置在所述光散射结构体的内表面上，并且所述光转化层可设置在所述光散射结构体和所述有机阻隔层之间且可填充所述光散射结构体内侧(内部)的空间。
所述LED封装体可进一步包括在所述有机阻隔层和所述光转化层之间的第一无机阻隔层。
所述LED封装体可进一步包括在所述光散射结构体和所述光转化层之间的第二无机阻隔层。
所述第一无机阻隔层和所述第二无机阻隔层可分别包括：选自如下的至少一种材料：无机氧化物、无机聚合物、有机/无机混杂聚合物、以及包括在末端处具有至少两个硫醇(SH)基团的第一单体和包含硅氧烷并且在末端处具有至少两个碳-碳不饱和键的第二单体或低聚物的聚合物。
所述有机阻隔层可具有大于或等于约10-3立方厘米/平方米/天(cc/m2/d)且小于或等于约10-1cc/m2/d的氧气透过率、和大于或等于约10-3cc/m2/d且小于或等于约10-1g/m2/d的水分透过率。
所述LED封装体可具有大于或等于约120°、例如大于或等于约150°的光束角。
根据另一实施方式，LED封装体包括：
LED；
包括如下的堆结构体：
与所述LED间隔开的光散射结构体，和
光转化层，其设置在所述光散射结构体的内表面上并且填充所述光散射结构体内侧的空间，并且其配置成将从所述LED发射的光转化成白色光，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体；
在所述光转化层下面的第一无机阻隔层；和
在所述第一无机阻隔层下面的玻璃板。
所述LED封装体可进一步包括设置在所述第一无机阻隔层和所述玻璃板之间的胶粘剂层。
所述LED封装体可进一步包括在所述光散射结构体的外表面上的有机阻隔层或无机阻隔层。
所述LED封装体可进一步包括在所述有机阻隔层的外表面和所述光转化层的外表面的至少一个外表面上的金属图案。
所述金属图案可包括选自如下的金属：铝(Al)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)、钛(Ti)、铁(Fe)、铜(Cu)、铂(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、以及其组合。
所述LED封装体可进一步包括在所述有机阻隔层和所述光转化层之间的第一无机阻隔层。
所述LED封装体可进一步包括在所述光散射结构体和所述光转化层之间的第二无机阻隔层。
所述第一无机阻隔层和所述第二无机阻隔层可分别包括：选自如下的材料：无机氧化物；无机聚合物；有机/无机混杂聚合物；在末端处具有至少两个硫醇(SH)基团的第一单体和在末端处具有至少两个碳-碳不饱和键的基于硅氧烷的第二单体或低聚物的聚合物；以及其组合。
所述有机阻隔层可具有大于或等于约10-3cc/m2/d且小于或等于约10-1cc/m2/d的氧气透过率、和大于或等于约10-3cc/m2/d且小于或等于约10-1g/m2/d的水分透过率。
所述LED封装体可具有大于或等于约120°、例如大于或等于约150°的光束角。
另一实施方式提供包括所述LED封装体的背光单元(“BLU”)。
所述背光单元可进一步包括在所述LED封装体上的扩散板(diffusion plate)。
另一实施方式提供包括所述LED封装体的发光装置。
另一实施方式提供液晶显示器装置，其包括所述背光单元和配置成使用从所述背光单元发射的光提供图像的液晶面板。
附图说明
通过参照附图进一步详细地描述本公开内容的示例性实施方式，本公开内容的以上和其它方面、优点和特征将变得更明晰，其中：
图1-14为根据多种实施方式的LED封装体的示意性横截面图；
图15为根据一种实施方式的液晶显示器装置的示意图；
图16为根据另一实施方式的液晶显示器装置的示意图；
图17为亮度的变化(Δ亮度)对时间(小时，h)的图，其显示对安装有来自实施例1、实施例2、和对比例1的LED封装体的印刷电路板(PCB)进行的高温可靠性试验的结果；和
图18为发射强度(任意单位，a.u.)对波长(纳米，nm)的图，其显示安装有由实施例1获得的LED封装体的印刷电路板(PCB)的随时间流逝的在光谱方面的变化。
具体实施方式
下文中将参照其中示出了实例实施方式的附图更充分地描述本公开内容。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现，并且不解释为限于本文中阐述的实例实施方式。
在附图中，为了清楚起见，放大层、膜、面板、区域等的厚度。在说明书中，相同(类似)的附图标记始终是指相同(类似)的元件。
将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基底被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因此，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组分、区域、层或部分可称为第二元件、组分、区域、层或部分。
本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如本文中使用的，单数形式“一个(种)(a，an)”和“所述(该)”也意图包括复数形式，包括“至少一个(种)”，除非上下文清楚地另外指明。“至少一个(种)”不应被解释为限于“一个(种)(a，an)”。“或”意味着“和/或”。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”或者“含有”和/或“含”当用在本说明书中时，表明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、和/或组分，但不排除存在或增加一种或多种另外的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分、和/或其集合。
此外，在本文中可使用相对术语例如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”来描述如图中所示的一个元件与另外的元件的关系。将理解，除图中所描绘的方位之外，相对术语还意图包括装置的不同方位。例如，如果将图之一中的装置翻转，被描述为“在”其它元件的“下部”侧上的元件则将被定向在所述其它元件的“上部”侧上。因此，取决于图的具体方位，示例性术语“下部”可涵盖“下部”和“上部”两种方位。类似地，如果将图之一的装置翻转，被描述为“在”其它元件“下面”或“之下”的元件则将被定向成“在”其它元件“上面”。因此，示例性术语“在......下面”或“在...之下”可涵盖在......之上和在......下面两种方位。
如本文中使用的“约”或“大约”包括所陈述的值并且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量以及与具体量的测量有关的误差(即，测量***的限制)而确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可意味着相对于所陈述的值的偏差在一种或多种标准偏差范围内，或者在±30％、20％、10％、5％的范围内。
除非另外定义，在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同。将进一步理解，术语，例如在常用字典中定义的那些，应被解释为具有与它们在相关领域背景和本公开内容中的含义一致的含义，且将不以理想化或过于形式的意义进行解释，除非在本文中清楚地如此定义。
在本文中参考作为理想化实施方式的示意图的横截面图描述示例性实施方式。这样，将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图示形状的偏差。因此，本文中描述的实施方式不应解释为限于如本文中图示的区域的特定形状，而是将包括由例如制造导致的形状方面的偏差。例如，被图示或者描述为平坦的区域可典型地具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，所图示的尖锐的角可为圆的。因而，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状不意图图示区域的精确形状且不意图限制本权利要求的范围。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，术语“取代(的)”意指化合物或取代基的氢被独立地选自如下的至少一个(例如，1、2、3、或4)个取代基代替：C1-C30烷基、C2-C30炔基、C6-C30芳基、C7-C30烷芳基、C1-C30烷氧基、C6-C30芳氧基、C1-C30杂烷基、C3-C30杂烷基芳基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C30环炔基、C2-C30杂环烷基、卤素(-F、-Cl、-Br、或-I)、羟基(-OH)、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、氨基(-NRR'，其中R和R'独立地为氢或C1-C6烷基)、叠氮基(-N3)、脒基(-C(＝NH)NH2)、肼基(-NHNH2)、腙基(＝N(NH2))、醛基(-C(＝O)H)、氨基甲酰基、硫醇基团、酯基(-C(＝O)OR，其中R为C1-C6烷基或C6-C12芳基)、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、羧基或其盐、磺酸基团(-SO3H)或其盐(-SO3M，其中M为有机或无机阳离子)、磷酸基团(-PO3H2)或其盐(-PO3MH或-PO3M2，其中M为有机或无机阳离子)、以及其组合，条件是不超过被取代的原子的正常化合价。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，前缀“杂”指的是这样的基团：其包括至少1个(例如1-4个)杂原子，其中所述杂原子各自独立地为N、O、S、Se、Si、或P之一。
在整个本公开内容中，提及了多种杂环基团。在这样的基团内，术语“杂”指的是这样的基团：其在链中包括至少一个杂原子(例如1-4个杂原子，各自独立地为N、O、S、Se、Si、或P)，或者如果所述基团为环状的则其在环中包括至少一个作为杂原子的环成员(例如1-4个杂原子，各自独立地为N、O、S、Se、Si、或P)。在各情况中，可指示环成员的总数(例如，3元到10元杂环烷基)。如果存在多个环，则各环独立地为芳族的、饱和的、或部分不饱和的，并且如果存在多个环，则多个环可为稠合的、悬垂的、或者螺环型的环、或其组合。杂环烷基包括至少一个包含杂原子环成员的非芳族环。杂芳基包括至少一个包含杂原子环成员的芳族环。在杂芳基中还可存在非芳族的和/或碳环型的环，条件是至少一个环既是芳族的，又包含作为杂原子的环成员。
如本文中使用的，术语“亚烷基”指的是具有至少2的化合价的直链或支化的饱和的脂族烃基(例如亚甲基(-CH2-)、或亚丙基(-CH2)3-)，其可任选地被一个或多个取代基取代。
如本文中使用的，术语“亚芳基”指的是通过从芳族烃的一个或多个环除去两个氢原子而形成的具有2的化合价的基团，其中所述氢原子可为从相同或不同的环(其各自可为芳族环或非芳族环)除去的。亚芳基可任选地被一个或多个取代基取代。
如本文中使用的，术语“脂族有机基团”指的是饱和或不饱和的、直链或支化的烃基。所述脂族有机基团可为C1-C30直链或支化的烷基。
术语“芳族有机基团”指的是包括至少一个具有离域π电子的不饱和环状基团的有机基团。该术语涵盖芳族烃基团和杂芳族基团两者。例如，所述芳族有机基团可为C6-C30芳基或C2-C30杂芳基。
术语“脂环族有机基团”指的是具有脂族基团的性质的环状基团。所述脂环族基团可为环烷基、环烯基、或环炔基。例如，所述脂环族有机基团可为C3-C30环烷基、C3-C30环烯基、或C3-C30环炔基。例如，脂族有机基团可包括选自N、O、S、Se、Si、和P的杂原子。术语“杂环基团”可包括杂环烷基、杂环烯基、或杂环炔基。
如本文中使用的，术语“其组合”指的是组分的混合物、堆叠结构(体)、复合物、合金、共混物、或者反应产物。
如本文中使用的，“(甲基)丙烯酸酯”指的是丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
半导体纳米晶体(量子点)可用于背光单元的光转化材料，并且所述背光单元可具有高的色纯度和优异的颜色再现性。然而，由于半导体纳米晶体具有低的热稳定性，它们在暴露于LED光源时容易恶化，并且结果，可不利地使装置的可靠性恶化。
为了解决与使用量子点作为光转化材料有关的问题，已经提出了如下结构：其中设置空间(间隔)以将包括半导体纳米晶体的光转化层与LED光源间隔开。然而，该类型的结构也具有缺点，因为从LED光源发射的光很难均匀地分散，并且放热控制是困难的。
通过使用半导体纳米晶体作为光转化层，一种实施方式提供LED封装体，其具有能够使从所述LED光源发射的光均匀地分散的结构，并且由于其防止所述半导体纳米晶体的恶化的能力而具有改善的颜色再现性和色纯度以及高的可靠性。
根据一种实施方式的LED封装体包括：
LED；
包括如下的堆结构体：
与所述LED间隔开的光散射结构体，和
设置在选自所述光散射结构体的内表面和外表面的至少一个表面上并且配置成将从所述LED发射的光转化成白色光的光转化层，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体；和
设置在所述光转化层的表面上的有机阻隔层。
所述有机阻隔层可不与所述光散射结构体接触。
下文中，参照附图，描述根据实施方式的LED封装体。
图1为根据一种实施方式的LED封装体10的示意图。
参照图1，LED封装体10包括在基底11上的作为光源的LED 15、第一引线电极13a和第二引线电极13b，并且LED 15通过线14与第一引线电极13a和第二引线电极13b两者都电连接。堆结构体24与LED 15间隔开，其中堆结构体24包括光散射结构体23和光转化层25，并且有机阻隔层27设置在光转化层25的外表面上。
基底11可由至少一种透明材料例如如下制成：矾土(氧化铝)、锆氧土(二氧化锆)、石英、锆酸钙、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、和氮化铝(AlN)，但是不限于此。
LED 15可为作为发光元件的发射蓝色光的光源或者发射紫外(UV)光的光源。
堆结构体24包括光散射结构体23和光转化层25，并且在与LED光源15间隔开的同时包围LED光源15的周围。光转化层25通过光散射结构体23与LED光源15间隔开以防止或者减少由LED光源15导致的半导体纳米晶体的劣化。
光散射结构体23如图1中所示可具有半球形透镜形状的结构。该透镜形状的结构如图1中所示可为凸透镜形状的结构。光散射结构体23使从LED光源15发射的光广泛地扩散，并且可使包括光散射结构体23的背光单元或发光装置的光束角变宽。此外，可减少用于提供均匀的表面光的LED的数量并且还可减少背光单元或发光装置的体积。
光散射结构体23可由玻璃或选自聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、包含环氧的聚合物、有机硅聚合物、或其组合的聚合物制成。
光散射结构体23可具有大于或等于约80％、例如大于或等于约85％、例如大于或等于约90％的透射率。具有以上透射率水平的光散射结构体23可有效地将从LED 15发射的光透射(传输)至光转化层25。
构成光散射结构体23的聚合物可具有大于或等于约85℃、例如大于或等于约90℃、例如大于或等于约100℃且小于或等于约150℃、例如小于或等于约130℃、例如小于或等于约120℃的玻璃化转变温度(Tg)。当所述聚合物具有在该范围内的玻璃化转变温度时，光散射结构体23的制备可容易地进行。
包括所述聚合物的光散射结构体23可具有大于或等于约1.4、例如大于或等于约1.5的折射率，并且所述折射率可小于或等于约1.7、例如小于或等于约1.6。例如，所述聚合物可具有大于或等于约1.5且小于或等于约1.7、例如大于或等于约1.4且小于或等于约1.6、或者例如大于或等于约1.5且小于或等于约1.6的折射率。此外，包括所述聚合物的光散射结构体23可具有比光转化层25高的折射率。在此情况下，当从LED 15发射的光行进通过具有相对高折射率的光散射结构体23并且进入具有相对低折射率的光转化层25时，可通过折射率的差异控制光路以将所述光聚集在预定范围内。
光散射结构体23可设置成离所述LED一定距离使得在所述LED和所述光散射结构体之间形成空间21。LED光源15和所述光散射结构体之间的距离可为小于或等于约5毫米(mm)、例如约0.01mm-约5mm、例如约0.01mm-约3mm、或者例如约0.05mm-约1mm的距离。
光散射结构体23与基底11的一部分直接接触。
光散射结构体23可通过将所述聚合物或玻璃注射模塑而获得。所获得的光散射结构体23可具有凹-凸形状。所述凹-凸形状可在形成光散射结构体23时形成。此外，可使所获得的光散射结构体23的表面纹理化(texture)以提供凹-凸形状。所述纹理化可通过机械抛光或化学蚀刻进行。具有凹-凸形状的光散射结构体23可起到使从其发射的光扩散的作用。
光转化层25形成于光散射结构体23的外表面上。光转化层25包括半导体纳米晶体和基体以实现颜色再现性和色纯度。
光散射结构体23和LED 15之间的空间21可为空的或者填充有透明聚合物。所述透明聚合物可包括光转化层25的基体，其将在后面描述。
由于光转化层25和LED 15彼此间隔开，因此存在于光转化层25中的半导体纳米晶体也与LED 15间隔开预定距离，以防止所述半导体纳米晶体的劣化。由于光散射结构体23的存在，供应至光转化层25的光源的强度可减小至从LED 15发射的光的总量的约1/1000。
所述半导体纳米晶体可选自II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素(单质)、IV族化合物、以及其组合。此处，II族、III族、IV族、V族、和VI族指的是根据IUPAC周期表的第2和12族、第13族、第14族、第15族、第16族。
所述II-VI族化合物可选自：选自CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、和其混合物的二元化合物；选自CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnTeSe、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、和其混合物的三元化合物；以及选自HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、和其混合物的四元化合物。所述III-V族化合物可选自：选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、和其混合物的二元化合物；选自GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、和其混合物的三元化合物；以及选自GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、和其混合物的四元化合物。所述IV-VI族化合物可选自：选自SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、和其混合物的二元化合物；选自SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、和其混合物的三元化合物；和选自SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、和其混合物的四元化合物。所述IV族元素可选自Si、Ge、和其混合物。所述IV族化合物可为选自SiC、SiGe、和其混合物的二元化合物。
所述III-V族化合物可进一步包括II族元素。这样的化合物的实例可包括InZnP，但不限于此。
所述二元化合物、所述三元化合物、或所述四元化合物分别以均匀的浓度存在于各颗粒内或者以局部不同的浓度存在于各颗粒内。所述半导体纳米晶体颗粒可具有芯-壳结构，其中第一半导体纳米晶体被不同于所述第一半导体纳米晶体的第二半导体纳米晶体包围。所述芯和所述壳之间的界面可具有其中所述壳的元素的浓度朝着所述芯降低的浓度梯度。所述芯可包括至少两种半导体纳米晶体。所述壳可为包括至少两层壳的多层壳且各壳可包括至少两种半导体纳米晶体。
所述第一半导体纳米晶体的实例可包括如下之一：CdSe、CdS、ZnTe、ZnSe、ZnS、InP、InZnP、InAs、GaN、GaP、及其混合物，且所述第二半导体纳米晶体的实例可包括如下之一：CdS、ZnSe、ZnSeS、ZnS、GaN、及其混合物。
例如，可使用具有约605nm-约650nm、例如约610nm-约640nm的红色半导体纳米晶体和具有约510nm-约545nm、例如约520nm-约545nm的发光波长的绿色半导体纳米晶体。红色半导体纳米晶体的实例可包括CdSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、CdSe/CdS/ZnSeS、InP/ZnS、InP/ZnSeS/ZnS、和InP/ZnSe/ZnS的至少一种，且绿色半导体纳米晶体的实例可包括CdSeS/ZnS、CdZnSeS/CdS/ZnS、CdZnSe/ZnSe/ZnS、InZnP/ZnS、InGaP/ZnS、InZnP/ZnSeS/ZnS、和InP/ZnSe/ZnS的至少一种。
所述半导体纳米晶体在发光(光致发光)波长谱中可具有小于或等于约45纳米(nm)、例如小于或等于约40nm、或者小于或等于约30nm的半宽度(FWHM)。在以上范围内，光转化层25的色纯度或颜色再现性可改善。
所述半导体纳米晶体可具有约1nm-约100nm、例如约1nm-约50nm、约1nm-约10nm、或者约2nm-约25nm的粒径(例如，对于非球形形状的颗粒，对应于最长尺度)。
所述半导体纳米晶体的形状可具有本领域中广泛使用的形状并且没有特别限制。例如，所述半导体纳米晶体的形状可包括球形的、棱锥形的、多臂的、或立方的纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米纤维、纳米片颗粒、其组合等。
所述半导体纳米晶体分散在基体中。
所述基体可包括选自如下的材料：有机硅树脂、环氧树脂、硫醇-烯聚合物、基于(甲基)丙烯酸酯的聚合物、硅石(二氧化硅)、矾土(氧化铝)、氧化锌、锆氧土(氧化锆)、二氧化钛(二氧化钛)、以及其组合。
例如，所述硫醇-烯聚合物可通过使在末端处包括至少两个硫醇(-SH)基团的第一单体和在末端处包括至少两个碳-碳不饱和键的第二单体聚合而制备。
所述硫醇-烯聚合物的在末端处包括至少两个硫醇(-SH)基团的第一单体可由化学式1表示。
化学式1
在化学式1中，
R1选自氢；取代或未取代的C1-C30烷基；取代或未取代的C6-C30芳基；取代或未取代的C3-C30杂芳基；取代或未取代的C3-C30环烷基；取代或未取代的C3-C30杂环烷基；取代或未取代的C2-C30烯基；取代或未取代的C2-C30炔基；取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30脂环族有机基团；取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30杂环基团；被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30脂环族有机基团；被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30杂环烷基；羟基；NH2；取代或未取代的C1-C30胺基(-NRR'，其中R和R'独立地为氢或C1-C20烷基)；异氰酸酯基团；异氰脲酸酯基团；(甲基)丙烯酸酯基团；卤素；-ROR'(其中R为取代或未取代的C1-C20亚烷基并且R'为氢或C1-C20烷基)；酰卤基团(-RC(＝O)X，其中R为取代或未取代的亚烷基并且X为卤素)；-C(＝O)OR'(其中R'为氢或C1-C20烷基)；-CN；或者-C(＝O)NRR'(其中R和R'独立地为氢或C1-C20烷基)，
L1选自单键；取代或未取代的C1-C30亚烷基；取代或未取代的C6-C30亚芳基；取代或未取代的C3-C30亚杂芳基；取代或未取代的C3-C30亚环烷基；或者取代或未取代的C3-C30亚杂环烷基，
Y1选自单键；取代或未取代的C1-C30亚烷基；取代或未取代的C2-C30亚烯基；和其中至少一个亚甲基(-CH2-)被如下代替的C1-C30亚烷基或C2-C30亚烯基：磺酰基(-S(＝O)2-)、羰基(C(＝O))、醚基(-O-)、硫醚基团(-S-)、亚砜基团(-S(＝O)-)、酯基(-C(＝O)O-)、酰胺基团(-C(＝O)NR-)(其中R为氢或C1-C10烷基)、或者-NR-(其中R为氢或C1-C10烷基)、或其组合，
m为大于或等于1的整数，
k1为0或者大于或等于1的整数，k2为大于或等于1的整数，和
m与k2之和为3或更大的整数。
在一种实施方式中，在化学式1中，m不超过Y1的化合价，并且k1与k2之和不超过L1的化合价。在另一实施方式中，m与k2之和可为3-6例如3-5，和在另一实施方式中，m可为1，k1可为0，并且k2可为3或4。硫醇基团与Y1的末端结合，例如当Y1为亚烷基时，硫醇基团可与末端碳结合。
所述硫醇-烯聚合物的第二单体可由化学式2表示。
化学式2
在化学式2中，
X为具有碳-碳双键或碳-碳三键的C2-C30脂族有机基团、具有碳-碳双键或碳-碳三键的C6-C30芳族有机基团、或者具有碳-碳双键或碳-碳三键的C3-C30脂环族有机基团，
R2选自氢；取代或未取代的C1-C30烷基；取代或未取代的C6-C30芳基；取代或未取代的C3-C30杂芳基；取代或未取代的C3-C30环烷基；取代或未取代的C3-C30杂环烷基；取代或未取代的C2-C30烯基；取代或未取代的C2-C30炔基；取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30脂环族有机基团；取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30杂环基团；被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30脂环族有机基团；被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30杂环烷基；羟基；NH2；取代或未取代的C1-C30胺基(-NRR'，其中R和R'独立地为氢或C1-C30烷基)；异氰酸酯基团；异氰脲酸酯基团；(甲基)丙烯酸酯基团；卤素；-ROR'(其中R为取代或未取代的C1-C20亚烷基并且R'为氢或C1-C20烷基)；酰卤基团(-RC(＝O)X，其中R为取代或未取代的亚烷基并且X为卤素)；-C(＝O)OR'(其中R'为氢或C1-C20烷基)；-CN；或者-C(＝O)NRR'(其中R和R'独立地为氢或C1-C20烷基)，
L2选自单键、取代或未取代的C1-C30亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、或者取代或未取代的C3-C30亚杂芳基，
Y2选自单键；取代或未取代的C1-C30亚烷基；取代或未取代的C2-C30亚烯基；其中至少一个亚甲基(-CH2-)被如下代替的C1-C30亚烷基或C2-C30亚烯基：磺酰基(-S(＝O)2-)、羰基(-C(＝O)-)、醚基(-O-)、硫醚基团(-S-)、亚砜基团(-S(＝O)-)、酯基(-C(＝O)O-)、酰胺基团(-C(＝O)NR-)(其中R为氢或C1-C10烷基)、或者-NR-(其中R为氢或C1-C10烷基)、或其组合，并且n为大于或等于1的整数，
k3为0或者大于或等于1的整数，
k4为大于或等于1的整数，和
n与k4之和为大于或等于3的整数。
在一种实施方式中，在化学式2中，n不超过Y2的化合价，并且k3与k4之和不超过L2的化合价。在一种实施方式中，n与k4之和可为3-6例如3-5，和在另一实施方式中，n可为1，k3可为0，并且k4可为3或4。
X与Y2的末端结合，例如当Y2为亚烷基时，X可与末端碳结合。
化学式1的第一单体可为由化学式1-1表示的单体。
[化学式1-1]
在化学式1-1中，
L1'选自碳；取代或未取代的C6-C30亚芳基例如取代或未取代的亚苯基；取代或未取代的C3-C30亚杂芳基；取代或未取代的C3-C30亚环烷基；和取代或未取代的C3-C30亚杂环烷基，
Ya-Yd独立地为取代或未取代的C1-C30亚烷基；取代或未取代的C2-C30亚烯基；或者其中至少一个亚甲基(-CH2-)被如下代替的C1-C30亚烷基或C2-C30亚烯基：磺酰基(-S(＝O)2-)、羰基(-C(＝O)-)、醚基(-O-)、硫醚基团(-S-)、亚砜基团(-S(＝O)-)、酯基(-C(＝O)O-)、酰胺基团(-C(＝O)NR-)(其中R为氢或C1-C10烷基)、-NR-(其中R为氢或C1-C10烷基)、或其组合，
Ra-Rd可为化学式1的R1或-SH，并且Ra-Rd的至少两个可为-SH。
在一种实施方式中，L1'可为取代或未取代的亚苯基，并且所述取代或未取代的C6-C30亚芳基可为取代或未取代的亚苯基。
化学式1的第一单体可包括由化学式1-A到1-D表示的化合物。
[化学式1-A]
[化学式1-B]
[化学式1-C]
[化学式1-D]
在化学式2中，
X为具有碳-碳双键或碳-碳三键的C2-C30脂族有机基团、具有碳-碳双键或碳-碳三键的C6-C30芳族有机基团、或者具有碳-碳双键或碳-碳三键的C3-C30脂环族有机基团。
X可选自丙烯酸酯基团、(甲基)丙烯酸酯基团、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30脂环族有机基团、取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30杂环基团、被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30脂环族有机基团、和被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30杂环烷基。
在化学式2的X的定义中，C2-C30烯基可选自乙烯基或烯丙基，并且取代或未取代的在环中包括双键或三键的C3-C30脂环族有机基团可选自降冰片烯基团、马来酰亚胺基团、纳迪克酰亚胺(nadimide)基团、四氢邻苯二甲酰亚胺基团、或其组合。
在化学式2中，L2可为取代或未取代的吡咯烷基团、取代或未取代的四氢呋喃基团、取代或未取代的吡啶基团、取代或未取代的嘧啶基团、取代或未取代的哌啶基团、取代或未取代的三嗪基团、或者取代或未取代的三氧代三嗪基团、或者取代或未取代的异氰脲酸酯基团。
化学式2的第二单体可包括由化学式2-1和2-2表示的化合物。
化学式2-1
化学式2-2
在化学式2-1和2-2中，Z1-Z3相同或不同并且对应于化学式2的*-Y2-(X)n。
化学式2的第二单体的实例可包括由化学式2-A到化学式2-C表示的化合物。
化学式2-A
化学式2-B
化学式2-C
选择所述第一单体和第二单体的量以保证所述第一单体的硫醇基团和所述第二单体的碳-碳不饱和键可以约0.5:1-约1:0.5、例如约0.75:1-约1:0.75、或者约1:0.9-约1:1.1的摩尔比存在。当使用所述第一和第二单体使得所述第一单体的硫醇基团对所述第二单体的碳-碳不饱和键的摩尔比落在以上范围内时，发光颗粒-聚合物复合物可具有高密度网络以及优异的机械强度和性质。
光转化层25的硫醇-烯聚合物可通过除了所述第一单体和所述第二单体之外进一步使在末端处具有一个硫醇基团的第三单体、在末端处具有一个碳-碳不饱和键的第四单体、或其组合聚合而制备。
所述第三单体为由其中m和k2分别为1的化学式1表示的化合物，和所述第四单体为由其中n和k4分别为1的化学式2表示的化合物。
可将所述半导体纳米晶体分散在所述基体中以改善所述基体和所述半导体纳米晶体之间的相容性。在用于基体的材料之中，所述硫醇-烯聚合物具有良好的与所述半导体纳米晶体的相容性并可在室温(约20℃-约25℃)下在短时间内固化，且因此可省略可导致半导体纳米晶体的稳定性恶化的高温过程。所述硫醇-烯聚合物形成致密的交联结构，其阻止所述半导体纳米晶体遭受外部物质例如氧气或水分并且保护所述半导体纳米晶体，从而提高它们的稳定性。由此，可保持发光效率增加的时间。
光转化层25可进一步包括无机氧化物颗粒。所述无机氧化物颗粒可为选自如下的无机氧化物：硅石、矾土、氧化锌、二氧化钛、锆氧土、以及其组合。所述无机氧化物颗粒可具有纳米尺寸或微米尺寸。所述无机氧化物颗粒可起到光散射材料的作用。
基于光转化层25的总量，可以约1重量％(wt％)-约20wt％、例如约1wt％-约15wt％、例如约2wt％-约15wt％的量包括所述无机氧化物颗粒。当在所述范围内包括所述无机氧化物颗粒时，光散射效果可改善。
光转化层25可通过如下获得：将用于基体的前体(单体)、半导体纳米晶体、溶剂、和任选的无机氧化物颗粒混合以提供分散液，将所述分散液涂布在光散射结构体23的外表面上，然后将其固化。通过使用模具、或者通过流延方法，可以各种厚度形成光转化层25。
光转化层25可包括约0.1-约20wt％、例如约0.2-约15wt％、再例如约0.3-约10wt％的所述半导体纳米晶体，基于光转化层25的总重量。当在以上范围内使用所述半导体纳米晶体时，可形成稳定的光转化层25。
所述半导体纳米晶体可包覆有包括羧基(-COOH)或其盐的聚合物。所述包括羧基(-COOH)或其盐的聚合物的羧基可包括丙烯酸基团、甲基丙烯酸基团、或其盐。所述包括羧基(-COOH)或其盐的聚合物可选自聚(烯属烃-共-丙烯酸)、聚(烯属烃-共-甲基丙烯酸)、其盐、或其混合物。
所述包括羧基(-COOH)或其盐的聚合物可包括约1摩尔％(mol％)-约100mol％、例如约2mol％-约50mol％、或者约4mol％-约20mol％的包括羧基或其盐的结构单元(单体)。当在所述聚合物中在以上范围内包括所述包括羧基或其盐的结构单元时，光转化层25的稳定性可改善。
所述具有羧基(-COOH)或其盐的聚合物可具有约50℃-约300℃、例如约60℃-约200℃、或者约70℃-约200℃的熔点(“Tm”)。当所述聚合物具有在以上范围内的熔点时，所述半导体纳米晶体可被稳定地包覆。
所述半导体纳米晶体可包覆有包括能够与所述半导体纳米晶体的表面结合的羧基(-COOH)或其盐和能够与所述羧酸根阴离子基团结合的金属阳离子的聚合物。在将所述半导体纳米晶体分散在所述基体中之前向所述半导体纳米晶体的表面施加包覆层。
所述半导体纳米晶体可通过将其用具有羧酸根阴离子基团的聚合物包覆而稳定化。羧酸根阴离子基团在所述半导体纳米晶体的表面上的包覆将有机配体提供在所述表面上并且起到钝化所述半导体纳米晶体的作用。
所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物可包括约1-约100mol％例如约1-约90mol％、约2-约50mol％、或者约4-约20mol％的包含羧酸根阴离子基团的结构单元。当在所述聚合物中在以上范围内包括包含羧酸根阴离子基团的结构单元时，所述半导体纳米晶体的稳定性可改善。
所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物可具有约50℃-约400℃、特别地约60℃-约350℃、或者更特别地约70℃-约300℃的熔点(“Tm”)。当所述熔点在以上范围内时，所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物被稳定地包覆在所述半导体纳米晶体的基本上整个表面上或者所述半导体纳米晶体的部分表面上。
所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物为包括长的脂族链作为侧链并且在主链中或者在长的脂族链的侧链中包括羧酸根阴离子基团的聚合物。所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物可为包括烯属烃结构单元和由化学式3表示的结构单元的聚合物。
化学式3
在化学式3中，R1为取代或未取代的C2-C20直链或支化的亚烷基、特别地取代或未取代的C2-C10直链或支化的亚烷基，
R2为氢或者甲基，和
R3为单键、取代或未取代的C1-C50亚烷基；取代或未取代的C2-C50亚烯基；其中至少一个亚甲基(-CH2-)被如下代替的C1-C50亚烷基：磺酰基(-SO2-)、羰基(C(＝O))、醚基(-O-)、硫醚基团(-S-)、亚砜基团(-SO-)、酯基(-C(＝O)O-)、酰胺基团(-C(＝O)NR-)(其中R为氢或C1-C10烷基)、或者亚胺基团(-NR-)(其中R为氢或C1-C10烷基)；或者其中至少一个亚甲基(-CH2-)被如下代替的C2-C50亚烯基：磺酰基(-SO2-)、羰基(C(＝O))、醚基(-O-)、硫醚基团(-S-)、亚砜基团(-SO-)、酯基(-C(＝O)O-)、酰胺基团(-C(＝O)NR-)(其中R为氢或C1-C10烷基)、或者亚胺基团(-NR-)(其中R为氢或C1-C10烷基)。
所述烯属烃结构单元和由化学式3表示的结构单元可共聚以提供无规共聚物或嵌段共聚物，但是不特别地限于此。
所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物可为如下物质的离子化聚合物：聚(烯属烃-共-(甲基)丙烯酸)例如选自聚(乙烯-共-丙烯酸)、聚(丙烯-共-丙烯酸)、和聚(丁烯-共-丙烯酸)的聚(烯属烃-共-丙烯酸)，选自聚(乙烯-共-甲基丙烯酸)、聚(丙烯-共-甲基丙烯酸)、和聚(丁烯-共-甲基丙烯酸)的聚(烯属烃-共-甲基丙烯酸)，或其组合。
包覆在所述半导体纳米晶体的表面上的具有羧酸根阴离子基团的聚合物的量可为约50-约10,000重量份、例如约50-约5,000重量份、例如约100-约1000重量份，基于100重量份的所述半导体纳米晶体，当在以上范围内包覆所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物时，所述半导体纳米晶体可被充分地稳定化。
所述金属阳离子可与未与所述半导体纳米晶体直接结合的羧酸根阴离子基团结合以提高所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物的熔点和改善热稳定性。所述金属阳离子和所述羧酸根阴离子基团之间的键可为配位键或离子键。由于所述金属阳离子和所述羧酸根阴离子基团之间的键，聚合物链彼此更牢固地附着以提供聚合物网络。此外，可从所述半导体纳米晶体消除与所述半导体纳米晶体弱地结合(键合)的聚合物链。
所述金属阳离子可为选自如下的金属的阳离子：碱土金属、稀土元素、过渡元素、第12族元素、第13族元素、或其组合。所述金属阳离子可为选自如下的金属的阳离子：Mg、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ba、Au、Hg、Tl、或其组合。在一种实施方式中，所述金属阳离子可为多价金属阳离子。
所述金属阳离子可以约0.1-约1.5摩尔、例如约0.3-约1.5摩尔、例如约0.3-约1摩尔的量存在，基于所述聚合物的1摩尔的羧酸根阴离子基团。在以上范围内，所述金属阳离子可容易地与所述羧酸根阴离子基团结合。
包覆有所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物的所述半导体纳米晶体可通过如下制备：使所述半导体纳米晶体、具有羧基(-COOH)的聚合物、和包括能够与羧基结合的金属阳离子的金属化合物反应，并且将反应产物干燥。
换而言之，将所述具有羧基(-COOH)的聚合物分散在有机溶剂中以提供聚合物分散体，将所述聚合物分散体与半导体纳米晶体混合以提供混合物，将所述混合物与包括能够与羧基结合的金属阳离子的金属化合物组合，并且将所得产物干燥以提供包覆有所述具有羧酸根阴离子基团的聚合物的所述半导体纳米晶体。
所述具有羧基的聚合物可为包括烯属烃结构单元和(甲基)丙烯酸结构单元的聚合物。这些结构单元可共聚以提供无规共聚物或嵌段共聚物，但是不限于此。所述具有羧基的聚合物可选自聚(乙烯-共-丙烯酸)、聚(乙烯-共-甲基丙烯酸)、聚(丙烯-共-丙烯酸)、聚(丙烯-共-甲基丙烯酸)、聚(丁烯-共-丙烯酸)、聚(丁烯-共-甲基丙烯酸)、或其混合物。
所述金属化合物可为包括选自如下的金属的有机金属化合物、有机盐、或者无机盐：碱土金属、稀土元素、过渡元素、第12族元素、第13族元素、或其组合。所述金属化合物可为包括选自如下的金属的有机金属化合物、有机盐、或无机盐：Mg、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ba、Au、Hg、Tl、或其组合。所述有机金属化合物可包括二甲基锌、二乙基锌、二甲基镉、二茂铁等，但是不限于此。所述有机盐可包括包含阴离子基团例如乙酸根基团、硬脂酸根基团、油酸根基团、乙酰丙酮根基团等的化合物，但是不限于此。所述无机盐可包括卤根(例如氯根)、硝酸根、硫酸根等，但是不限于此。
在从LED 15发射的光通过包括半导体纳米晶体的光转化层25之后，可获得白色光。通过改变光转化层25中的半导体纳米晶体的组成和尺寸，可将蓝色、绿色、和红色光控制为合乎需要的比率以提供具有优异的颜色再现性和色纯度的白色光。这样的白色光在CIE 1931xy色度图中可具有其中Cx为约0.24-约0.56、例如约0.25-约0.35且Cy为约0.20-0.42、例如约0.23-约0.35的色坐标。
例如，当LED 15为蓝色LED时，光转化层25包括发绿色光的绿色半导体纳米晶体和发红色光的红色半导体纳米晶体的混合物或者发黄色光的黄色半导体纳米晶体。绿色半导体纳米晶体和发红色光的半导体纳米晶体可用于提供约1.5:1-约4:1、和特别地约2:1-约3:1的光学密度(OD)(UV-可见光吸收光谱中的第一最大吸收波长处的吸光度)之比。
所述蓝色LED的发光峰波长可在约440nm-约455nm的范围内，所述发黄色光的半导体纳米晶体的发光峰波长可在约546nm-约605nm的范围内，发绿色光的半导体纳米晶体的发光峰波长可在约510nm-约545nm、例如约520nm-约545nm的范围内，和发红色光的半导体纳米晶体的发光峰波长可为约605nm-约650nm、例如约610nm-约640nm。
光转化层25可包括多个层。在此情况下，所述多个层可设置成使得发光波长的能量朝着LED 15前进而降低。例如，如果LED 15为蓝色LED，则光转化层25可包括：包括红色半导体纳米晶体的第一光转化层和包括绿色半导体纳米晶体的第二光转化层，它们在远离LED 15的方向上顺序地堆叠。
光转化层25的厚度可为约10微米(μm)-约300微米、例如约10微米-约250微米、例如约10微米-约200微米。
有机阻隔层27设置在堆结构体24的外表面上。
有机阻隔层27可包括作为在末端处包括至少两个硫醇(-SH)基团的第一单体和在末端处包括至少两个碳-碳不饱和键的第二单体的聚合产物的聚合物。有机阻隔层27可具有包括多个层的多层结构，其中各个层包括不同聚合物。
所述在末端处包括至少两个硫醇(-SH)基团的第一单体和所述在末端处包括至少两个碳-碳不饱和键的第二单体与光转化层25的基体中包括的硫醇-烯聚合物中的相同。
有机阻隔层27可具有约5微米-约200微米、例如约5微米-约250微米、例如约5微米-约300微米的厚度。当有机阻隔层27具有在以上范围内的厚度时，可保证充分的氧气或水分阻挡性质。
有机阻隔层27可具有大于或等于约10-3立方厘米/平方米/天(cc/m2/d)且小于或等于约10-1cc/m2/d的氧气透过率、和大于或等于约10-3cc/m2/d且小于或等于约10-1g/m2/d的水分透过率。当有机阻隔层27具有在以上范围内的氧气透过率和水分透过率时，可稳定地保护光转化层25的半导体纳米晶体。
在一种实施方式中，通过使光散射结构体23、光转化层25、和有机阻隔层27的折射率随着各层和LED 15之间的距离增加而顺序地降低，可通过折射率差异控制光路，使得从LED 15发射的光聚集在预定范围内。
所述LED封装体可进一步包括在有机阻隔层27和光转化层25之间的另外的第一无机阻隔层。图2为显示根据另一实施方式的LED封装体的示意图，其包括包含有机阻隔层27和第一无机阻隔层38的多层阻隔层。
如图2中所示，LED封装体20包括在有机阻隔层27和光转化层25之间的第一无机阻隔层38。
第一无机阻隔层38可包括选自如下的材料：无机氧化物、无机聚合物、有机/无机混杂聚合物、在末端处包括至少两个硫醇(-SH)基团的第一单体和在末端处具有至少一个碳-碳不饱和键的基于硅氧烷的第二单体或低聚物的聚合物、或其组合。这样的第一无机阻隔层38包括无机组分或者由无机组分构成，并且由此有机阻隔层27和光转化层25之间的界面特性可改善。
所述无机氧化物可选自硅石、矾土、氧化锌、二氧化钛、锆氧土、或其组合。
所述无机聚合物可包括包含-Si-O-键的有机硅树脂或者包含-Si-N-键的树脂。
所述有机/无机混杂聚合物可包括有机官能团。
所述有机/无机混杂聚合物可包括如下的交联结构：包含硅氧烷键(-Si-O-Si-)的第一部分、包括至少一个有机官能团的包含硅氧烷键的第二部分、和包括至少一个反应性官能团的包含硅氧烷键的第三部分。
所述有机/无机混杂聚合物可进一步包括包含-O-M-O-键的第四部分(其中M选自Al、Sn、Ti、Zr、Ge、B、或其组合)。
所述有机/无机混杂聚合物可为化学式4的第一烷氧基硅烷、化学式5的第二烷氧基硅烷、和化学式6的第三烷氧基硅烷的缩聚聚合物。
化学式4
在化学式4中，
R11-R14独立地为羟基、卤素、取代或未取代的C1-C8直链或支化的烷氧基、取代或未取代的C6-C12芳氧基、取代或未取代的C2-C10烷基羰基、或者取代或未取代的C2-C10烷氧基羰基。
化学式4的第一烷氧基硅烷可为例如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等。
化学式5
(R21)p-Si-(R22)4-p
在化学式5中，
R21为取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C1-C20直链或支化的烷基例如氟烷基、取代或未取代的C1-C20氨基烷基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C1-C20胺基、-C(＝O)OR'(其中R'为C1-C20直链或支化的烷基)、或者-C(＝O)NRR'(其中R和R'独立地为C1-C20直链或支化的烷基)，
R22为羟基、卤素、取代或未取代的C1-C8直链或支化的烷氧基、取代或未取代的C6-C12芳氧基、取代或未取代的C2-C10烷基羰基、或者取代或未取代的C2-C10烷氧基羰基，和
p为范围1-3的整数。
化学式5的第二烷氧基硅烷可为例如甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二丁基二甲氧基硅烷、二戊基二甲氧基硅烷、二己基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二丙基二乙氧基硅烷、二丁基二乙氧基硅烷、二戊基二乙氧基硅烷、二己基二乙氧基硅烷、氨基甲基三甲氧基硅烷、氨基乙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、氨基戊基三甲氧基硅烷、氨基己基三甲氧基硅烷、氨基甲基三乙氧基硅烷、氨基乙基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁基三乙氧基硅烷、氨基戊基三乙氧基硅烷、氨基己基三乙氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷等、或其组合。
化学式6
(R31)q-Si-(R32)4-q
在化学式6中，
R31为光交联或热交联反应性官能团例如(甲基)丙烯酰氧基；环氧基团例如缩水甘油氧基；螺-原酸酯基团；取代或未取代的C2-C30烯基；取代或未取代的C2-C30炔基；取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30脂环族有机基团；取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30杂环基团；被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30脂环族有机基团；或者被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30杂环烷基，
R32为羟基、卤素、取代或未取代的C1-C8直链或支化的烷氧基、取代或未取代的C6-C12芳氧基、取代或未取代的C2-C10烷基羰基、或者取代或未取代的C2-C10烷氧基羰基，和
q为范围1-3的整数。
所述有机/无机混杂聚合物可为化学式4-6的烷氧基硅烷化合物和化学式7的烷氧化物化合物的缩聚产物。
化学式7
M(R41)r
在化学式7中，
R41为羟基，卤素，取代或未取代的C1-C8直链或支化的烷氧基例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、或叔丁氧基，取代或未取代的C6-C12芳氧基，取代或未取代的C2-C10烷基羰基，或者取代或未取代的C2-C10烷氧基羰基，和
M选自Al、Si、Sn、Ti、Zr、Ge、B、或其组合，并且r是根据M的化合价确定的。
所述缩聚产物的第一到第三部分可分别得自化学式4-6。由化学式4表示的第一烷氧基硅烷进行缩聚以提供包含硅氧烷键(-Si-O-Si-)的第一部分，由化学式5表示的第二烷氧基硅烷进行缩聚以提供包含硅氧烷键和至少一个有机官能团的第二部分，和由化学式6表示的第三烷氧基硅烷进行缩聚以提供包含硅氧烷键并且包含至少一个反应性官能团的交联结构的第三部分。因此，所述第二部分的有机官能团可为化学式5的R21，并且所述第三部分的交联有机官能团是通过化学式6的R31(能够产生光交联键、或热交联键的反应性官能团)的交联提供的。
所述第二部分可提高所述缩聚聚合物的柔性和折射率。
所述第一烷氧基硅烷、所述第二烷氧基硅烷、和所述第三烷氧基硅烷可分别以约0.5wt％-约55wt％、约35wt％-约99wt％、和约0.01wt％-约10wt％的量使用，基于所述有机/无机混杂聚合物的总重量。例如，所述第一烷氧基硅烷可以约50wt％-约55wt％的量使用，基于所述有机/无机混杂聚合物的总重量。当所述第一烷氧基硅烷到所述第三烷氧基硅烷在以上范围内进行缩聚时，可形成具有改善的折射率、光稳定性、和热稳定性的阻隔层。
第一无机阻隔层38的在末端处具有至少两个碳-碳不饱和键的基于硅氧烷的第二单体或低聚物可由化学式8表示。
化学式8
在化学式8中，
X51-X53各自独立地选自氢、具有碳-碳不饱和键的C2-C30脂族有机基团、具有包含碳-碳不饱和键的取代基的C6-C30芳族有机基团、或者具有碳-碳不饱和键的C3-C30脂环族有机基团，条件是X51-X53不都为氢，
R51-R57各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C6-C30杂芳基、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C3-C30杂环烷基、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30脂环族有机基团、取代或未取代的具有双键或三键的C3-C30杂环基团、被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30脂环族有机基团、被C2-C30烯基或C2-C30炔基取代的C3-C30杂环烷基、羟基、NH2、取代或未取代的C1-C30胺基、异氰酸酯基团、异氰脲酸酯基团、(甲基)丙烯酰氧基、-ROR'(其中R为取代或未取代的C1-C20亚烷基并且R'为氢或C1-C20烷基)、酰卤基团(-RC(＝O)X，其中R为取代或未取代的亚烷基并且X为卤素)、-C(＝O)OR'(其中R'为氢或C1-C20烷基)、-CN、或者-C(＝O)NRR'(其中R和R'独立地为氢或C1-C20烷基)，和
n和m独立地为范围0-300的整数。
所述具有至少两个碳-碳不饱和键的基于硅氧烷的第二单体或低聚物可具有约500-约100,000道尔顿(Da)、例如约1000-约10,000Da的分子量。本文中，在聚合物的情况下分子量指的是重均分子量。当所述分子量在以上范围内时，可容易地控制所述基于硅氧烷的第二单体或低聚物和所述在末端处具有至少两个硫醇(SH)基团的第一单体之间的反应性。
第一无机阻隔层38可具有约10nm-约20μm、例如约10nm-约10μm、例如约10nm-约5μm的厚度。当所述厚度在以上范围内时，光转化层25和有机阻隔层27之间的界面特性可改善。
第一无机阻隔层38可具有大于或等于约10-3cc/m2/d并且小于或等于约10-1cc/m2/d的氧气透过率和大于或等于约10-3cc/m2/d并且小于或等于约10-1g/m2/d的水分透过率。当第一无机阻隔层38具有在以上范围内的氧气透过率和水分透过率时，可稳定地保护光转化层25的半导体纳米晶体。
第一无机阻隔层38可包括多种不同的无机材料或者可具有包括其中各个层包括不同无机材料的多个层的多层结构。
所述LED封装体可进一步包括在所述光散射结构体和所述光转化层之间的第二无机阻隔层。图3为显示所述结构的示意图。参照图3，LED封装体30包括在基底11上的LED 15、第一引线电极13a和第二引线电极13b，其中第一引线电极13a和第二引线电极13b的每一个和LED 15通过线14彼此电连接。第二无机阻隔层48存在于光散射结构体23和光转化层25之间以提供堆结构体34。
第二无机阻隔层48可包括选自如下的材料：无机氧化物、无机聚合物、有机/无机混杂聚合物、在末端处包括至少两个硫醇(-SH)基团的第一单体和在末端处具有至少一个碳-碳不饱和键的基于硅氧烷的第二单体或低聚物的聚合产物、或其组合。所述无机氧化物、所述无机聚合物、所述有机/无机混杂聚合物以及所述在末端处具有至少两个硫醇(SH)基团的第一单体和在末端处具有至少两个碳-碳不饱和键的基于硅氧烷的第二单体或低聚物的聚合物可与对于第一无机阻隔层38描述的相同。
第二无机阻隔层48可包括多种不同的无机材料或者可具有包括各自包括不同无机材料的多个层的多层结构。
参照图4，LED封装体40包括设置在整个外表面上的有机阻隔层27、设置在有机阻隔层27和光转化层25之间的第一无机阻隔层38、以及设置在光散射结构体23和光转化层25之间的第二无机阻隔层48。光散射结构体23、第二无机阻隔层48、和光转化层25提供堆结构体34。
可在图1中的LED封装体10的有机阻隔层27的外表面上形成金属图案。图5为显示根据另一实施方式的具有这样的结构的图1的LED封装体50的示意图。参照图5，LED封装体50包括在有机阻隔层27的外表面上的金属图案29。
金属图案29可包括选自如下的金属：铝(Al)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)、钛(Ti)、铁(Fe)、铜(Cu)、铂(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、或其组合。
金属图案29的形状没有特别限制，但是可为半球形的并且具有光反射特性。金属图案29可反射从LED 15发射的光和/或从光转化层25发射的光，并且可将光扩散放大。此外，金属图案29可辐射从LED 15放出的热。
金属图案29可通过例如丝网印刷、喷涂、沉积等的方法形成。
替代地，金属图案可形成于光转化层25的外表面上，如图6中所示。图6为显示具有所述结构的LED封装体60的示意图。参照图6，LED封装体60包括形成于光转化层25的外表面上的金属图案39。金属图案39与对于图5的金属图案29描述的相同。
在另外的实施方式中，光转化层35可设置在光散射结构体23的内表面上。图7为显示具有所述结构的LED封装体70的示意图。参照图7，LED封装体70包括光转化层35和形成于堆结构体44的内表面上的有机阻隔层37。光转化层35与对于图1的光转化层25描述的相同，并且有机阻隔层37与对于图1的有机阻隔层27描述的相同。在该构型中，光转化层35的半导体纳米晶体可被有机阻隔层37稳定地保护。
在图7中，光散射结构体23可与LED隔开预定距离。例如光散射结构体23可离LED15小于或等于约5mm、例如约0.01mm-约3mm、或者例如约0.05mm-约1mm的距离。
虽然未示出，但是可在图7中所示的LED封装体的有机阻隔层37和光转化层35的至少一个外表面上形成金属图案。所述外表面指的是安置成最接近于光散射结构体23的表面。此外，虽然在图中未示出，但是可在光散射结构体23的外表面上形成金属图案。所述金属图案与对于图5的金属图案29描述的相同。
如图8中所示，LED封装体80可进一步包括设置在有机阻隔层37和光转化层35之间的第一无机阻隔层58，并且可进一步包括在光散射结构体23和光转化层35之间的第二无机阻隔层68。光散射结构体23、第二无机阻隔层68、和光转化层35提供堆结构体54。在图8中，可省略第一无机阻隔层58和第二无机阻隔层68的任一个。
光散射结构体可具有凹透镜型结构，如图9中所示。图9为显示根据另一实施方式的LED封装体90的示意图。参照图9，LED封装体90包括光散射结构体33和光转化层45，并且包括设置在光转化层45的外表面上的有机阻隔层47。
由于光散射结构体33使从LED 15发射的光广泛地扩散，因此它可使包括其的背光单元或发光装置的光束角变宽。此外，由于用于提供均匀的表面光源的LED的数量减少，因此背光单元或发光装置的体积可减小。
光散射结构体33除了如下之外具有与对于图1的光散射结构体23描述的相同的结构：具有凹透镜型形状。类似地，光转化层45和有机阻隔层47除了如下之外具有与图1的光转化层25和有机阻隔层27相同的结构：具有取决于光散射结构体33的形状而变化的不同形状。
LED封装体90可进一步包括在有机阻隔层47和光散射结构体33之间的第一无机阻隔层(未示出)，其中所述第一无机阻隔层与对于图2的第一无机阻隔层38描述的相同。
此外，LED封装体90可进一步包括在光散射结构体33和光转化层45之间的第二无机阻隔层(未示出)，并且所述第二无机阻隔层与对于图3的第二无机阻隔层48描述的相同。此处，光散射结构体33和光转化层45提供堆结构体64。
LED封装体90可包括所述第一无机阻隔层和所述第二无机阻隔层两者。
虽然在图9中未示出，但是可在有机阻隔层47的外表面上形成金属图案，其与对于图5的金属图案29描述的相同。所述金属图案可如图6的金属图案39中所描述地形成于光转化层45的外表面上。
所述光转化层和所述有机阻隔层可形成于光散射结构体33的内表面上。除了光散射结构体33具有凹透镜形状之外，光散射结构体33可以图7和8中所示的结构应用。
光转化层可填充光散射结构体的内侧和LED之间的空间。参照图10，LED封装体100包括在基底11上的LED 15、第一引线电极13a和第二引线电极13b，其中LED 15经由线14与第一引线电极13a和第二引线电极13b的每一个电连接。LED 15和堆结构体104彼此间隔开，堆结构体104包括光散射结构体103并且光转化材料105填充在光散射结构体103下面的空间中，且有机阻隔层57设置在光转化材料105的下部表面上。有机阻隔层57可设置在光散射结构体103的内表面上，并且光转化层105可设置在光散射结构体103和有机阻隔层57之间且可填充光散射结构体103内侧的空间。
光散射结构体103除了其形状之外具有与图1的光散射结构体23相同的结构。
光转化材料105可包括用于图1的光转化层25的半导体纳米晶体。
有机阻隔层57可包括用于图1的有机阻隔层27的材料。
虽然未示出，但是在图10中所示的LED封装体100中，可在光散射结构体103的外表面、在光转化材料105和光散射结构体103之间的界面、以及有机阻隔层57的下部表面57a的至少一个上提供金属图案。所述金属图案可与对于图5的金属图案29描述的相同。
如图11中所示，LED封装体110可进一步包括在光转化材料105和有机阻隔层57之间的第一无机阻隔层78。第一无机阻隔层78可包括与对于图2中所示的第一无机阻隔层38描述的相同的材料。
虽然未示出，但是在图11中所示的LED封装体110中，可在光散射结构体103的外表面、在光转化材料105和光散射结构体103之间的界面、和有机阻隔层57的下部表面57a的至少一个上提供金属图案。所述金属图案可与对于图5的金属图案29描述的相同。
在分别示于图10和11中的LED封装体100和110中，可进一步在有机阻隔层57下面设置玻璃板。
如图12中所示，LED封装体120可进一步包括在光散射结构体103的外表面上的有机或无机阻隔层108。有机或无机阻隔层108可包括如对于图1的有机阻隔层27描述的材料或者如对于图2中所示的第一无机阻隔层38描述的材料。
虽然未示出，但是在图12中所示的LED封装体120中，可在光散射结构体103的外表面、在光转化材料105和光散射结构体103之间的界面、有机阻隔层57的下部表面57a、和有机或无机阻隔层108的至少一个上提供金属图案。所述金属图案可与对于图5的金属图案29描述的相同。
根据另一实施方式的LED封装体包括：
LED；
包括如下的堆结构体：
与所述LED间隔开的光散射结构体，和
光转化层，其设置在所述光散射结构体的内表面上并且填充所述光散射结构体内侧的空间，并且其配置成将从所述LED发射的光转化成白色光，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体；
在所述光转化层下面的第一无机阻隔层；和
在所述第一无机阻隔层下面的玻璃板。
参照图13描述根据所述实施方式的LED封装体。
如图13中所示，LED封装体130可包括设置在第一无机阻隔层78下面的玻璃板117。可在第一无机阻隔层78和玻璃板117之间提供胶粘剂层(未示出)。所述胶粘剂层可包括可固化的树脂，例如，如下的至少一种：硫醇树脂、硫醇-烯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、硅烷醇树脂、胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、丙烯酰基树脂、甲基丙烯酰基树脂、乙烯基树脂、烯烃树脂、酰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、和脲醛树脂。此外，所述胶粘剂层可包括压敏性胶粘剂(PSA)。所述胶粘剂层可为单个层或多个层。
虽然未示出，但是在图13中所示的LED封装体130中，可在光散射结构体103的外表面、在光转化材料105和光散射结构体103之间的界面、和玻璃板117的下部表面117a的至少一个上提供金属图案。所述金属图案可与对于图5的金属图案29描述的相同。
如图14中所示，LED封装体140的光散射结构体113与基底除了待密封的最小接触区域之外以预定距离间隔开。参照图14，LED封装体140包括在基底11上的LED 15、第一引线电极13a和第二引线电极13b，其中LED 15经由线14与第一引线电极13a和第二引线电极13b的每一个电连接。LED 15和堆结构体114彼此间隔开，堆结构体114包括光散射结构体113和填充在光散射结构体113下面的空间中的光转化材料105，并且有机阻隔层57设置在光转化材料105的下部表面上。可将其中光散射结构体113不接触基底11的表面113a形成为凹-凸。所述凹-凸形状可在形成光散射结构体113时获得。替代地，可将所获得的光散射结构体113的表面纹理化以提供凹-凸形状。所述纹理化可通过机械抛光或者化学蚀刻进行。具有凹-凸形状的光散射结构体113可起到使从其发射的光扩散的作用。
虽然未示出，但是在图14中所示的LED封装体140中，可在光散射结构体113的外表面、在光转化材料105和光散射结构体113之间的界面、和有机阻隔层57的下部表面57a的至少一个上提供金属图案。所述金属图案可对于图5的金属图案29描述的相同。
分别示于图1-14中的LED封装体10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、和140可使从LED 15发射的光均匀地分散，以提供具有大于或等于约120°、例如大于或等于约130°、或者例如大于或等于约150°的宽的光束角的背光单元和发光装置。
所述背光单元可进一步包括在LED封装体10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、和140的上部部分上的扩散板。
所述背光单元可适用于液晶显示器装置例如直接型(直下式)液晶显示器装置。
下文中，将参照图15和16描述包括所述背光单元的液晶显示器装置。图15为显示根据一种实施方式的液晶显示器装置200的示意图，并且图16为显示根据另一实施方式的液晶显示器装置300的示意图。
参照图15，液晶显示器装置200包括背光单元700和配置成使用从背光单元700发射的白色光以预定颜色显示图像的液晶面板500。
LED封装体10将从LED 15发射的光转化为白色光并且将其朝着液晶面板500发射。虽然图15仅显示LED封装体10，但是也可以相同方式应用其它描述的LED封装体20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、和140。
可进一步在LED封装体10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、和140的基底11的下部表面上设置反射器(未示出)。
背光单元700包括使从LED封装体10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、和140发射的白色光扩散的扩散板701。扩散板701使从所述LED封装体发射的光朝着液晶面板500扩散。可进一步在扩散板701的下部表面上设置反射器(未示出)。扩散板701改善从所述LED封装体发射的光的均匀性。从所述LED封装体发射的光可被所述堆结构体广泛地扩散并且因此可省略扩散板701。
从背光单元700发射的白色光朝着液晶面板500入射。液晶面板500使用从背光单元700入射的白色光实现预定颜色图像。液晶面板500可具有其中第一偏振器501、液晶层502、第二偏振器503、和滤色器504顺序地设置的结构。从背光单元700发射的白色光通过第一偏振器501、液晶层502、和第二偏振器503传输，然后传输到滤色器504中以呈现预定颜色图像。
如图16中所示，可进一步在LED封装体10上和/或在扩散板701上设置选自棱镜片、显微透镜片、或者亮度改善膜(例如，双亮度增强膜(DBEF))的至少一个辅助膜703。
下文中，参照实施例更详细地说明实施方式。然而，这些实施例将决不被解释为限制本公开内容的范围。
实施例
实施例1：LED封装体的制造
将具有531nm的发光波长的InZnP/ZnSeS/ZnS绿色半导体纳米晶体分散在421.8毫升(mL)甲苯中以具有0.069的光学密度(OD)(稀释100倍的溶液的紫外-可见光吸收光谱中的第一最大吸收波长处的吸光度)，以制备绿色半导体纳米晶体分散液。
将具有619nm的发光波长的InP/ZnSeS/ZnS红色半导体纳米晶体分散在111.4mL甲苯中以具有0.028的光学密度(OD)(稀释100倍的溶液的紫外-可见光吸收光谱中的第一最大吸收波长处的吸光度)，以制备红色半导体纳米晶体分散液。
将所述绿色半导体纳米晶体分散液和所述红色半导体纳米晶体分散液混合，并且将所得物与100mL乙醇混合，之后离心。将所述溶液的排除了离心的沉淀物的上清液丢弃，并且将所述沉淀物添加至氯仿溶剂以制备包括约1wt％半导体纳米晶体的半导体纳米晶体溶液。
预备地将可得自Dow Corning的有机硅树脂EG6301A和EG6301B以约1:1的体积比混合并且除去所述有机硅树脂中的蒸气。将约100微升(μl)所述半导体纳米晶体溶液和约0.5g的所述有机硅树脂混合物在真空下混合并均匀地搅拌且保持约1小时(h)以除去氯仿溶剂，以制备光转化层组合物。
将季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)单体和1,3,5-三烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮单体以1:1摩尔比混合，然后将光引发剂1wt％的氧基-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙基酯与其混合以制备有机阻隔层组合物。
可将凸透镜形状的光散射结构体设置在具有450nm的发光波长的蓝色LED上。所述凸透镜形状的光散射结构体由聚(甲基)丙烯酸甲酯制成并且具有14mm的外径。将模具制造成具有比凸透镜外径大400μm的形状，然后将所述光转化层组合物涂布在所述模具上并且将所述凸透镜形状的结构体***涂布由所述光转化层组合物的所述模具中以在所述模具和所述凸透镜形状的结构体之间提供200μm的所述光转化层组合物的厚度。将所述结构体通过以约1000毫焦耳/平方厘米(mJ/cm2)照射UV光而光固化以提供光转化层，除去模具，并且在其上形成硅石(二氧化硅)层以提供第一无机阻隔层。在将所述有机阻隔层组合物包覆在所述第一无机阻隔层上之后，将其通过以约2,000mJ/cm2照射UV光而光固化以提供有机阻隔层，然后附着在所述蓝色LED上以提供具有图2中所示结构的LED封装体。
实施例2：LED封装体的制造
根据与实施例1中相同的程序制造具有图3中所示结构的LED封装体，除了如下之外：在根据实施例1的光散射结构体和光转化层之间另外形成硅石层的第二无机阻隔层。
对比例1：LED封装体的制造
根据与实施例1中相同的程序制造光转化层组合物。在将光转化层组合物涂布在蓝色LED上之后，将其通过以约1,000mJ/cm2照射UV光而光固化以提供光转化层。在所述光转化层上形成硅石层以提供第一无机阻隔层。在将所述阻隔层组合物涂布在所述第一无机阻隔层上之后，将其通过以约2,000mJ/cm2照射UV光而光固化以提供有机阻隔层，使得获得LED封装体。
为了评价由实施例1、实施例2、和对比例1获得的LED封装体的可靠性，将各LED封装体安装在印刷电路板(PCB)上。将安装有根据实施例1和2的LED封装体的PCB在60℃的高温下以270毫安(mA)驱动，而将安装有根据对比例1的LED封装体的PCB在60℃的高温下以电流条件缓和的200mA驱动，然后测量各LED封装体的亮度，并且结果示于图17中。图17为显示安装有由实施例1、实施例2和对比例1获得的LED封装体的印刷电路板(PCB)的高温可靠性试验的结果的图。图18为显示取决于时间流逝，安装有实施例1的LED封装体的PCB的光谱变化。测量设备为由KONICAMINOLTA制造的反射分光计CS-2000。
在将安装有根据实施例1和2的LED封装体的PCB驱动445h之后相对于在驱动之前的初始值的亮度变化率(Δ亮度)以及色坐标变化率、和在将安装有根据对比例1的LED封装体的PCB驱动24h之后相对于在驱动之前的初始值的亮度变化率和色坐标变化率示于下表1中。
表1
实施例1 实施例2 对比例1
驱动时间 445h 445h 24h
Δ亮度(cd/m2) 89.5％ 90.8％ 66.3％
ΔCx -0.007 -0.006 -0.026
ΔCy -0.027 -0.022 -0.048
参照图17、图18、和表1，理解，安装有实施例1和实施例2的LED封装体的PCB在高温下以高的电流长时间驱动之后保持大于或等于89％的亮度，并且具有较小的色坐标老化变化。与此相比，证实，在安装有对比例1的LED封装体的PCB中，亮度在24h之后显著降低并且色坐标老化变化是显著的。
虽然已经结合当前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。因此，前述实施方式应被理解为示例性的，而决不限制本发明。

Claims (39)

1.发光二极管封装体，包括：
发光二极管；
包括如下的堆结构体：
与所述发光二极管间隔开的光散射结构体，和
设置在选自所述光散射结构体的内表面和外表面的至少一个表面上并且配置成将从所述发光二极管发射的光转化成白色光的光转化层，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体；和
设置在所述光转化层的表面上的有机阻隔层。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管为蓝色光源或者紫外光源。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体具有透镜形状的结构。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装体，其中所述结构具有凹透镜形状或凸透镜形状。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体包括玻璃或选自如下的聚合物：聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、包含环氧的聚合物、有机硅聚合物、以及其组合。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体具有大于或等于80％的透射率。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体包括具有大于或等于85℃的玻璃化转变温度的聚合物。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体具有大于或等于1.4的折射率。
9.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体、所述光转化层、和所述有机阻隔层的折射率随着各层和所述发光二极管之间的距离增加而顺序地降低。
10.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体具有凹-凸形状。
11.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光散射结构体与所述LED间隔开小于或等于5毫米的距离。
12.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光转化层设置在所述光散射结构体的外表面上，并且所述光散射结构体的折射率大于所述光转化层的折射率。
13.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体和基体。
14.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述半导体纳米晶体在光致发光波长谱中具有小于或等于45纳米的半宽度。
15.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述半导体纳米晶体包覆有包括羧基或其盐的聚合物。
16.如权利要求15所述的发光二极管封装体，其中所述包括羧基或其盐的聚合物选自聚(烯属烃-共-丙烯酸)、聚(烯属烃-共-甲基丙烯酸)、其盐、或其混合物。
17.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述半导体纳米晶体包覆有具有能够与所述半导体纳米晶体的表面结合的羧酸根阴离子基团和能够与所述羧酸根阴离子基团结合的金属阳离子的聚合物，
其中所述金属阳离子的金属不同于所述半导体纳米晶体的金属。
18.如权利要求13所述的发光二极管封装体，其中所述基体包括选自如下的材料：有机硅树脂、环氧树脂、硫醇-烯聚合物、(甲基)丙烯酸酯聚合物、二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锆、二氧化钛、以及其组合。
19.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光转化层包括红色半导体纳米晶体和绿色半导体纳米晶体的混合物或者黄色半导体纳米晶体。
20.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述光转化层进一步包括无机氧化物颗粒。
21.如权利要求20所述的发光二极管封装体，其中所述无机氧化物颗粒选自二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锆、二氧化钛、以及其组合。
22.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述有机阻隔层设置在所述光散射结构体的内表面上，并且所述光转化层设置在所述光散射结构体和所述有机阻隔层之间且填充所述光散射结构体内侧的空间。
23.如权利要求22所述的发光二极管封装体，其中所述LED封装体进一步包括在所述光转化层和所述有机阻隔层之间的第一无机阻隔层。
24.如权利要求22所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管封装体进一步包括在所述光散射结构体的外表面上的有机阻隔层或无机阻隔层。
25.如权利要求22所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管封装体进一步包括在所述有机阻隔层下面的玻璃板。
26.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管封装体进一步包括在所述有机阻隔层的外表面和所述光转化层的外表面的至少一个上的金属图案。
27.如权利要求26所述的发光二极管封装体，其中所述金属图案包括选自如下的金属：铝、镍、银、金、钛、铁、铜、铂、钯、钨、以及其组合。
28.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管封装体进一步包括在所述有机阻隔层和所述光转化层之间的第一无机阻隔层，和/或所述发光二极管封装体进一步包括在所述光散射结构体和所述光转化层之间的第二无机阻隔层。
29.如权利要求28所述的发光二极管封装体，其中所述第一无机阻隔层和所述第二无机阻隔层各自独立地包括选自如下的材料：无机氧化物、无机聚合物、有机/无机混杂聚合物、包括在末端处具有至少两个硫醇基团的第一单体和包含硅氧烷且在末端处具有至少两个碳-碳不饱和键的第二单体或低聚物的聚合物、以及其组合。
30.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述有机阻隔层具有大于或等于10-3立方厘米/平方米/天且小于或等于10-1立方厘米/平方米/天的氧气透过率。
31.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述有机阻隔层具有大于或等于10-3立方厘米/平方米/天且小于或等于10-1立方厘米/平方米/天的水分透过率。
32.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管封装体具有大于或等于120°的光束角。
33.发光二极管封装体，其包括：
发光二极管；
包括如下的堆结构体：
与所述发光二极管间隔开的光散射结构体，和
光转化层，其设置在所述光散射结构体的内表面上并填充所述光散射结构体内侧的空间，并且其配置成将从所述发光二极管发射的光转化成白色光，其中所述光转化层包括半导体纳米晶体；
在所述光转化层下面的第一无机阻隔层；和
在所述第一无机阻隔层下面的玻璃板。
34.如权利要求33所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管封装体进一步包括设置在所述第一无机阻隔层和所述玻璃板之间的胶粘剂层。
35.如权利要求33所述的发光二极管封装体，其中所述发光二极管封装体进一步包括在所述光散射结构体的外表面上的有机阻隔层或无机阻隔层。
36.用于液晶显示器装置的背光单元，其包括如权利要求1-35任一项所述的发光二极管封装体。
37.如权利要求36所述的背光单元，其中所述背光单元进一步包括在发光二极管封装体上的扩散板。
38.发光装置，其包括如权利要求1-35任一项所述的发光二极管封装体。
39.液晶显示器装置，其包括：
如权利要求36或37所述的背光单元；和
液晶面板，其配置成使用从所述背光单元发射的光提供图像。
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