[發明專利]含三帶隙光子晶體的白光光源及其制備方法

有效

• 申請號: 201610477942.8
• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN105957944B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 徐朝華;李珩;孫寧
• 申請（專利權）人: 江門職業技術學院
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種含三帶隙光子晶體的白光光源，其特征在于：所述的三帶隙光子晶體是由三種不同粒徑的單分散性紅、綠、藍三基色熒光顆粒通過自組裝的方法層層組裝而成，其中所述的熒光顆粒包括有單分散性顆粒內核，在內核外表面通過靜電作用均勻分散一層量子點，以及由二氧化硅材料制成的厚度均一的外殼；所述的三帶隙光子晶體結合紫外型LED可得到白光光源。

2.根據權利要求1所述的白光光源，其特征是：所述的三帶隙光子晶體的三光子禁帶分別與所述的單分散性紅、綠、藍三基色熒光顆粒的發射波長的峰位相匹配。

3.根據權利要求1或2所述的白光光源，其特征是：所述的三帶隙光子晶體的三光子禁帶位置分別在紅色區域、綠色區域及藍色區域，所述的紅色區域在600nm～650nm，所述的綠色區域在520nm～580nm，所述的藍色區域在450nm～500nm；

所述的三帶隙光子晶體的厚度為500nm～5μm；

所述的單分散性顆粒為無機氧化物顆粒或聚合物顆粒，所述無機氧化物顆粒為單分散二氧化硅顆粒或單分散二氧化鈦顆粒，所述聚合物顆粒是單分散三嵌段聚合物顆粒、單分散聚苯乙烯顆粒、單分散聚甲基丙烯酸甲酯顆粒或聚丙烯酰胺顆粒；

所述的單分散性顆粒的粒徑為100～400nm；

所述的量子點為球形或類球形，是由半導體材料制成的，粒徑在2-20nm的納米粒子；

所述的熒光顆粒的單分散性優異，其單分散度在5％以下；

所述的紅、綠、藍三基色熒光顆粒尺寸可控，其粒徑為100～400nm；

所述的外殼的厚度由滴加反應物正硅酸烷基酯、氨水和醇的比例來控制，其厚度均一，所述外殼厚度為5～50nm；

所述的三帶隙光子晶體是由三種不同粒徑的單分散性熒光顆粒層層組裝而成；

所述的三帶隙光子晶體中三種不同粒徑的單分散性熒光顆粒依次組裝而成的各自光子晶體的厚度取決于各自的發光強度，即紅、綠、藍三色的發光應符合標準色度系統計算得到的CIE值落在白光區域，接近(0.33,0.33)；

所述的自組裝的方法選自噴墨打印法、噴涂法或旋涂法中的一種。

4.一種含三帶隙光子晶體的白光光源的制備方法，其特征是，所述的制備方法包括以下步驟：

(a)預先準備三種不同粒徑、且粒徑均一的單分散性顆粒；

(b)將步驟(a)得到的其中一種粒徑的單分散性顆粒表面用氨基硅烷或胺基進行氨基或胺基修飾，紅色量子點表面進行巰基修飾，紅色量子點依靠靜電力的層層自組裝在單分散性顆粒外層均勻組裝一層紅色量子點得到含有紅色量子點層的單分散性顆粒；將步驟(a)中另外兩種粒徑的單分散性顆粒按上述步驟(b)的操作方法分別得到含有綠色量子點層的單分散性顆粒和含有藍色量子點層的單分散性顆粒；

(c)用方法以正硅酸烷基酯為原料在步驟(b)得到的含有紅、綠、藍量子點層的單分散性顆粒表面分別覆蓋一層二氧化硅作為外殼，用來鈍化含有量子點層的單分散性顆粒，以提高其化學穩定性，離心分離，經無水乙醇和去離子水洗滌，干燥后即得到三種不同粒徑的單分散性紅、綠、藍三基色熒光顆粒；

(d)步驟(c)得到的三基色熒光顆粒按一定濃度分別分散到乙醇或水中得到一定濃度的單分散性紅、綠、藍三基色熒光顆粒溶液；

(e)將步驟(d)得到的一定濃度的單分散性熒光顆粒溶液采用自組裝的方法在基材上組裝成單帶隙光子晶體薄膜，然后再將另一含一定濃度的單分散性熒光顆粒溶液采用自組裝的方法對上述已組裝過單帶隙光子晶體薄膜的基材進行組裝，在基材上可得到雙帶隙光子晶體薄膜，最后將第三種一定濃度的單分散性熒光顆粒溶液采用自組裝的方法對上述已組裝過雙帶隙光子晶體薄膜的基材進行組裝，在基材上可得到三帶隙光子晶體固態發光薄膜，結合紫外型LED制備得到白光光源；上述三種單分散性熒光顆粒的粒徑不同，且各自熒光顆粒的粒徑相同。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征是：所述的三帶隙光子晶體的三光子禁帶分別與所述的單分散性紅、綠、藍三基色熒光顆粒的發射波長的峰位相匹配。

6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征是：所述的三帶隙光子晶體固態發光薄膜是由三種不同粒徑的單分散性熒光顆粒層層組裝而成，粒徑較小的單分散性熒光顆粒在所述三帶隙光子晶體固態發光薄膜的底層，粒徑較大的單分散性熒光顆粒在所述三帶隙光子晶體固態發光薄膜的頂層。