[發明專利]一種熒光粉量子點復合顆粒及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010050746.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111334280B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 羅小兵;周姝伶;楊烜;張信峰;余興建;藍威;馬預譜
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/88;B82Y20/00;B82Y30/00;H01L33/50
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

本發明屬于白光LED領域，并具體公開了一種熒光粉量子點復合顆粒及其制備方法和應用。該方法包括如下步驟：在熒光粉的表面制備二氧化硅，從而形成熒光粉?二氧化硅的復合結構；對熒光粉?二氧化硅進行表面正電修飾，得到帶正電的熒光粉?二氧化硅；對量子點進行表面負電修飾，得到帶負電的量子點；通過靜電吸附作用使得帶負電的量子點吸附在帶正電的熒光粉?二氧化硅的表面，以此制得熒光粉量子點復合顆粒。采用本發明提供方法制備的熒光粉量子點復合顆粒在封裝過程中保持了熒光粉和量子點的相對靜止，確保量子點白光LED的光學一致性，解決了因熒光粉、量子點粒徑相差懸殊造成的沉降分層問題。

技術領域

本發明屬于白光LED領域，更具體地，涉及一種熒光粉量子點復合顆粒及其制備方法和應用。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，LED)是一種基于PN結的注入式電致發光原理制成的半導體電子器件，具有節能、安全、環保、可靠性高、壽命長等特點。目前LED已經被廣泛應用于指示、顯示、裝飾、背光源、照明等領域，并被譽為第四代光源。

目前作為照明光源的白光LED應用最為廣泛，其發光結構通常由藍光芯片和覆蓋在芯片上方的黃色熒光粉膠體組成，芯片藍光和熒光粉吸收部分芯片藍光發出的黃光混合后形成白光。這種基于兩波長混合獲得白光LED的工藝簡單成本低，但由于缺少紅光波段，其顯色指數低，無法滿足目前日常生活中對高品質光源的要求。隨著一種新型的窄半峰寬的納米半導體材料，即量子點的制備技術的成熟，研究者將其應用到白光LED中，所制備的量子點白光LED不僅顯色指數得到了顯著提高，而且保持高光效。

常見的量子點白光LED是在黃色熒光粉白光LED的基礎上，在熒光粉膠體中添加了適量紅色量子點，從而形成了紅光、黃光、藍光三波長混合的高顯色指數白光光源。在實際封裝過程，由于熒光粉和量子點的粒徑相差懸殊，兩者在膠體中具有不同的沉降速度，從而在復合膠體靜置和固化過程中，微米級的熒光粉相對納米級的量子點將快速沉降到下層膠體中，導致熒光粉和量子點在膠體中不均勻分布。而熒光粉和量子點的相對位置直接影響最后的光譜強弱分布，如熒光粉沉降后更靠近芯片、接受更多藍光，從而光譜中黃光將增強。在實際生產中，膠體的靜置和固化時間不同，其導致的熒光粉和量子點的不均勻分布程度也將不同，從而出現了量子點白光LED在膠體封裝過程中由于膠體內熒光粉量子點沉降分層導致的光學不一致問題。

發明內容

針對現有技術的上述缺點和/或改進需求，本發明提供了一種熒光粉量子點復合顆粒及其制備方法和應用，其中通過靜電吸附作用使得帶負電的量子點吸附在帶正電的熒光粉-二氧化硅的表面，以此得到熒光粉量子點復合顆粒，從而在封裝過程中保持了熒光粉和量子點在膠體中的相對靜止，確保量子點白光LED的光學一致性，因而尤其適用于白光LED制備之類的應用場合。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種熒光粉量子點復合顆粒的制備方法，該方法包括如下步驟：

S1在熒光粉的表面制備二氧化硅，從而形成熒光粉-二氧化硅的復合結構；

S2對所述熒光粉-二氧化硅進行表面正電修飾，得到帶正電的熒光粉-二氧化硅；

S3對量子點進行表面負電修飾，得到帶負電的量子點；

S4通過靜電吸附作用使得所述帶負電的量子點吸附在所述帶正電的熒光粉-二氧化硅的表面，以此制得所述熒光粉量子點復合顆粒。

作為進一步優選地，所述步驟S1具體包括如下子步驟：

S11向醇類溶液中加入所述熒光粉、正硅酸乙酯、氨水和去離子水，得到混合溶液，所述混合溶液中熒光粉與正硅酸乙酯的質量比為1:2～2:1；

S12將所述混合溶液加熱至40℃～70℃同時攪拌0.5h～1h，使得所述正硅酸乙酯水解并在所述熒光粉的表面生成二氧化硅；