[發(fā)明專利]光子晶體及其制備方法和發(fā)光二極管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911383366.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN113046082B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉煒浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TCL科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/88
• 分類號(hào): C09K11/88;H01L33/02;H01L33/18
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 方良

本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光子晶體及其制備方法和發(fā)光二極管。所述光子晶體包括本體結(jié)構(gòu)及多個(gè)量子點(diǎn)，所述本體結(jié)構(gòu)由稀土發(fā)光材料構(gòu)成，所述多個(gè)量子點(diǎn)分散在所述本體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述量子點(diǎn)能夠吸收稀土發(fā)光材料產(chǎn)生的部分發(fā)射光，所述量子點(diǎn)與所述稀土發(fā)光材料形成復(fù)合物。該光子晶體具有很好的穩(wěn)定性和發(fā)光性能，在顯示和發(fā)光領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光子晶體及其制備方法和發(fā)光二極管。

背景技術(shù)

光子晶體(Photonic Crystal，PC)是一種具有顯著的光子帶隙(Photonic Band-Gap，PBG)特性的周期性電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，它是由兩種或兩種以上不同的折射率的介質(zhì)通過(guò)周期性排列形成的一種微結(jié)構(gòu)。光子帶隙又可稱為光子禁帶，是滿足特定條件且不能在光子晶體中傳輸?shù)墓庾幽芰糠秶?類似于半導(dǎo)體材料中的電子禁帶的概念)。通過(guò)光子晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，人們可以有目的性選擇某一個(gè)波段的光波通過(guò)該結(jié)構(gòu)而禁止其他波段的光波通過(guò)，因此光子晶體在光子學(xué)器件尤其是光通信領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在調(diào)控?zé)晒獠牧习l(fā)光的研究方面，光子晶體也已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步：如可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制熒光材料的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、發(fā)射光波的頻率、傳播方向、輻射及非輻射速率，以及增強(qiáng)某些熒光材料的熒光強(qiáng)度。

半導(dǎo)體量子點(diǎn)(Quantum Dot，QD)作為一種新型納米材料，隨著其合成和性能方面的研究日益深入，越來(lái)越受到重視。量子點(diǎn)由于其自身的獨(dú)特性能，具有非常可觀的應(yīng)用前景，如量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)方面不僅能夠用于與生物分子連接和細(xì)胞內(nèi)吞，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體細(xì)胞組織、肽、蛋白質(zhì)、DNA等的標(biāo)記，在臨床診斷、基因組學(xué)、藥物篩選等方面也顯示出突破性的潛能；此外在光電器件方面也有著極大的潛力，尤其是對(duì)于目前被稱為“第四代照明光源”的白光發(fā)光二極管。量子點(diǎn)的表面修飾、新型量子點(diǎn)的制備、以及他們作為熒光材料在光電器件等方面的應(yīng)用是當(dāng)今前沿研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。在顯示或照明領(lǐng)域中，量子點(diǎn)通常作為發(fā)光層旋涂在電子傳輸層和空穴傳輸層之間。然而，電子傳輸層或空穴傳輸層上具有一定的官能團(tuán)或在旋涂過(guò)程中使用的溶劑都對(duì)量子點(diǎn)的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致量子點(diǎn)的發(fā)光性能下降。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光子晶體及其制備方法和發(fā)光二極管，旨在一定程度解決量子點(diǎn)發(fā)光材料不穩(wěn)定性，從而使量子點(diǎn)的發(fā)光性能下降的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一方面提供一種光子晶體，所述光子晶體包括本體結(jié)構(gòu)及多個(gè)量子點(diǎn)，所述本體結(jié)構(gòu)由稀土發(fā)光材料構(gòu)成，所述多個(gè)量子點(diǎn)分散在所述本體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述量子點(diǎn)能夠吸收稀土發(fā)光材料產(chǎn)生的部分發(fā)射光，所述量子點(diǎn)與所述稀土發(fā)光材料形成復(fù)合物。

本發(fā)明提供的光子晶體中，多個(gè)量子點(diǎn)分散在由稀土發(fā)光材料構(gòu)成的本體結(jié)構(gòu)中，并且量子點(diǎn)與稀土發(fā)光材料形成復(fù)合物，從而使光子晶體中的量子點(diǎn)具有很好的穩(wěn)定性；該發(fā)子晶體發(fā)光時(shí)，可以利用光子晶體的光子帶隙調(diào)控發(fā)光中心發(fā)出的光，而且其中的稀土發(fā)光材料的發(fā)射光中部分可以被量子點(diǎn)吸收，從而促進(jìn)稀土發(fā)光材料與量子點(diǎn)之間進(jìn)行能量傳遞，提高量子點(diǎn)的發(fā)光效率；因此，該光子晶體具有很好的穩(wěn)定性和發(fā)光性能，在顯示和發(fā)光領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用。

本發(fā)明另一方面提供一種光子晶體的制備方法，包括如下步驟：

形成含有稀土發(fā)光材料前驅(qū)體和量子點(diǎn)的混合溶液；

提供結(jié)構(gòu)模板，將所述混合溶液加入所述結(jié)構(gòu)模板的間隙中，并煅燒處理去除所述結(jié)構(gòu)模板，以形成光子晶體。

本發(fā)明提供的光子晶體的制備方法，其直接將配制的含有稀土發(fā)光材料前驅(qū)體和量子點(diǎn)的混合溶液加入到結(jié)構(gòu)模板的縫隙中，然后煅燒處理去除該結(jié)構(gòu)模板即得到光子晶體，最終得到的該光子晶體具有很好的穩(wěn)定性和發(fā)光性能，在顯示和發(fā)光領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用。