CN106147749A - 荧光微球组装成光子晶体、及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机光功能材料技术领域。本发明的一种三基色量子点嵌入颗粒得到荧光微球组装成光子晶体，其特征在于，所述光子晶体是由单分散的荧光微球通过自组装的方法组装而成，其中所述的荧光微球包括有单分散性颗粒内核，在颗粒外表面通过静电作用均匀分散一层量子点，以及由二氧化硅材料制成的厚度均一的外壳；所述的一层量子点是由红、绿、蓝三色量子点按比例混合而成，所述光子晶体可应用于白光发光二极管。

Description

荧光微球组装成光子晶体、及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有机光功能材料技术领域，具体涉及一种三基色量子点嵌入单分散颗粒得到荧光微球组装成光子晶体，以及该光子晶体在白光发光二极管中的应用。
背景技术
面对石油资源枯竭、可持续发展以及环境保护的要求，发展新一代高效节能环保的光源技术是人们迫切需要解决的任务。半导体量子点由于具有发光线宽窄、光致发光效率高，且不同大小的量子点能被单一波长的光激发而发出不同颜色的光等特点，因此以量子点作为发光层的发光二极管是极具潜力的下一代显示和固态照明光源。但半导体量子点作为发光光源，依然存在发光稳定性方面的问题。在实际应用时，为了增强量子点的热稳定性和化学稳定性，通常需要对量子点表面进行修饰或包覆。在半导体量子点外包覆有机高分子或无机材料二氧化硅层形成的颗粒能改善发光性能，保护核材料不受外界环境的影响，可以达到纳米粒子长期保存而不团聚的目的。目前大量的研究都集中在如何将量子点装载入微球内部，以获得高荧光强度、尺寸均一的荧光微球。但近期发现，包覆量子点在微球的内部，会使得荧光强度不高，这是由于微球内部很多量子点不能与激发光源充分的作用导致发光效率降低。因此，通过在微球的外表面包覆一层量子点能有效地提高荧光强度，是一种改善纳米材料发光效率的有效途径。
光子晶体的概念是由美国贝尔实验室的Yablonovitch和普林斯顿大学John在1987年分别独立提出的。光子晶体是指由两种或者多种具有不同介电常数的材料在空间周期性排列而形成的一种新型人造材料，利用其独特的光子带隙特性可控制光子的运动状态。研究发现，运用光子晶体的光子带隙原理，不仅可以提高半导体材料的发光效率，而且还能很好地控制器件的空间发光分布。但由于制备半导体二维光子晶体芯片成本较高，加工工艺繁琐，难以大规模生产，并不能取得广泛应用。光子晶体的出现为增强荧光发光提供了全新的思路。我们以前的专利CN201310278799.6已经涉及到利用光子晶体提高白光强度，但由于荧光材料涂覆在光子晶体表面或间隙，直接与LED芯片相接触，工作时芯片产生的热量使得荧光材料的性能下降，引起光源发光稳定性变差，进而影响LED的使用寿命。另外，在制备发光二极管的过程中，由于荧光材料与光固化胶的密度不同，致使荧光材料会在胶体中缓慢沉淀，难以保证LED光度色度的一致性，而且LED器件上不同部位荧光粉胶的厚度、均匀度等难以控制，导致不同LED产品的光强角度分布不一致，以上问题都限制其实际应用和发展。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是将三基色量子点体系和光子晶体结构结合起来以改善固态白光薄膜的发光强度和显色稳定性。本发明提供一种高性能荧光微球的合成方法，继而构筑高质量的光子晶体层的制备方法，利用光子晶体层结合紫外型LED制备高性能的白光光源的方法。本发明一方面，利用包裹三基色量子点得到的荧光微球，不仅可以提高荧光强度，而且由于含量子点层颗粒的外壳有一层致密的二氧化硅层，大大提高荧光物质的稳定性，避免了荧光物质与外界环境直接接触，防止荧光物质泄露，而且荧光微球还可以降低荧光物质由于本身浓度提高而引起的猝灭效应，这种包裹的方法又区别于传统的溶胀法，溶胀法由于溶剂的作用通常会使颗粒表面很粗糙，这些颗粒组装成光子晶体的光子带隙会受到影响，而本专利申请使用的包裹方法得到的荧光微球表面光滑度良好；更重要的是，本发明中量子点是均匀的包覆在微球的外表面，其发光强度明显比量子点包覆在微球内部的发光强度高，而且组装成为光子晶体层时，量子点在光子晶体层的分布均匀，避免了光度色度的不一致问题。另一方面，荧光微球通过自组装方法得到的光子晶体层的周期结构与LED的激发光相互作用引起高强度近场能有效的激发材料的荧光，能同时增强红、绿、蓝色的发光。这两方面协同作用有效地提高白光光源的发光强度和显色稳定性。本发明制备含三基色量子点的荧光微球组装成光子晶体层，当光子晶体的光子带隙与紫外激发波长相匹配时，所获得的白光强度比现有量子点直接涂覆在基材上得到薄膜的白光强度提高至少10倍，而且显色稳定性更高。
本发明首先制备一种高荧光强度、发光性能稳定的包含三基色量子点的荧光微球，进而采用自组装方法组装成光子晶体层。
1. 一种三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球组装成光子晶体，其特征在于：所述的光子晶体是由单分散的荧光微球通过自组装的方法组装而成，其中所述的荧光微球包括有单分散性颗粒内核，在颗粒外表面通过静电作用均匀分散一层量子点，以及由二氧化硅材料制成的厚度均一的外壳；所述的一层量子点是由红、绿、蓝三基色量子点按比例混合而成。
所述的单分散性颗粒为无机氧化物颗粒或聚合物颗粒，所述无机氧化物颗粒为单分散二氧化硅颗粒或单分散二氧化钛颗粒，所述聚合物颗粒是单分散三嵌段聚合物颗粒、单分散聚苯乙烯颗粒、单分散聚甲基丙烯酸甲酯颗粒或聚丙烯酰胺颗粒。
所述的单分散性颗粒的粒径为100～400 nm，优选于150 nm～200 nm。
所述的量子点为球形或类球形，是由半导体材料（通常由ⅡB-ⅥA或ⅢA-ⅤA元素组成）制成的，粒径在2-20nm的纳米粒子。优选粒径在2-6nm的纳米粒子，如CdS、CdTe、CdSe、InAs、InP、CuInS、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdSSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS中的一种。
所述的荧光微球的单分散性优异，其单分散度在5%以下，优选于在3%以下。
所述的荧光微球尺寸可控，其粒径为100～400 nm，优选于150 nm～250 nm。
所述的外壳厚度由滴加反应物正硅酸烷基酯、氨水和醇的比例来控制，其厚度均一，所述外壳厚度为5～50 nm，优选的是10～30 nm。
所述的红、绿、蓝三基色量子点的比例符合标准色度系统计算得到的CIE值落在CIE图中的白光区域，接近（0.33, 0.33）。
所述的自组装的方法选自喷墨打印法、喷涂法或旋涂法中的一种。
所述的光子晶体的光子禁带要与紫外型LED的激发波长相匹配。
本发明的制备方法中，对三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球组装成光子晶体的基本要求是：首先要求颗粒的单分散性优异，在单分散度在5%以下，优选于在3%以下，另外量子点与颗粒通过静电作用层层组装后，外壳还要有一层致密的二氧化硅层包裹，以防止量子点泄露，使得发光性能更稳定，同时还可以避免LED 器件上量子点在胶体中分散不均匀的问题。其次光子晶体层与紫外型LED结合得到高效的白光光源，要求光子晶体层的光子禁带位置合适，即光子晶体层的光子禁带与所述的紫外型LED的激发波长相匹配，即光子晶体层的光子禁带与紫外型LED的激发波长重合，这时光子晶体的周期结构与LED的激发光相互作用引起高强度近场能有效的激发发光材料的荧光，能同时增强红、绿、蓝色的发光效率和强度，从而提高白光的发光性能。
2. 一种三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球组装成光子晶体的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：
（a）预先准备粒径均一的单分散性颗粒；
（b）将步骤（a）得到的单分散性颗粒表面用氨基硅烷或胺基进行氨基或胺基修饰，三基色量子点表面进行巯基修饰，红、绿、蓝三基色量子点按比例依靠静电力的层层自组装在单分散性颗粒外层均匀组装一层量子点得到含有量子点层的单分散性颗粒；
（c）用Stöber 方法以正硅酸烷基酯为原料在步骤（b）得到的含有量子点层的单分散性颗粒表面覆盖一层二氧化硅作为外壳，用来钝化含有量子点层的单分散性颗粒，以提高其化学稳定性，离心分离，经无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后即得到单分散荧光微球；
（d）步骤（c）得到的单分散荧光微球按一定浓度分散到乙醇或水中，采用自组装的方法在基底上组装成光子晶体层。
进一步地，所述步骤（a）具体为：准备的单分散性颗粒溶液加入离心管中离心干燥得到固体粉末，然后将其分散在甲醇或乙醇中，其单分散性颗粒的浓度为2～10wt%，优选于3～5wt%；
进一步地，所述步骤（b）具体为：氨基或胺基修饰的单分散性颗粒溶液用少量酸性溶液调节PH值，使PH值在4附近，巯基修饰的三基色量子点用少量碱性溶液调节该溶液的PH值，使PH值在10附近。将氨基或胺基修饰的单分散性颗粒溶液缓慢地滴加到羧酸修饰的三基色量子点的溶液中，所述三基色量子点的浓度为10-6 M～10-4 M，轻轻振动玻璃瓶，使三基色量子点在单分散性颗粒表面自组装。当混合溶液出现白色浑浊时，停止滴加氨基或胺基修饰的单分散性颗粒溶液，最终溶液的PH值在7左右，优选为PH在7. 3~7.8之间，单分散性颗粒外表面形成一层均匀的量子点层；
进一步地，所述步骤（c）具体为：将上述步骤（b）得到含有量子点层的单分散性颗粒溶液离心，重新分散在按体积份数比的30～50份的乙醇中，然后加入氨水0.3～0.8份，去离子水1～4份，和正硅酸烷基酯0.2～3 份，室温下搅拌反应3～5h，得到的溶液以3000～5000r/min的速度离心5～10min，分别用乙醇和去离子水清洗2～3次，最后得到表面钝化的单分散荧光微球。
所述的单分散性颗粒为无机氧化物颗粒或聚合物颗粒，所述无机氧化物颗粒为单分散二氧化硅颗粒或单分散二氧化钛颗粒，所述聚合物颗粒是单分散三嵌段聚合物颗粒、单分散聚苯乙烯颗粒、单分散聚甲基丙烯酸甲酯颗粒或聚丙烯酰胺。
所述的单分散性颗粒的粒径为100～400 nm，优选于150 nm～200 nm。
所述的氨基硅烷为3-氨丙基三乙基氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷。
所述的单分散性颗粒和所述的氨基硅烷的质量之比为5: 1～20: 1。
所述的三基色量子点的质量与所述单分散性颗粒的质量之比为1:500～1:10，优选于1: 500～1: 100。
所述的荧光微球的单分散性优异，其单分散度在5%以下，优选于在3%以下。
所述的量子点为球形或类球形，是由半导体材料（通常由ⅡB-ⅥA或ⅢA-ⅤA元素组成）制成的，粒径在2～20nm的纳米粒子。优选粒径在2～6nm的纳米粒子，如CdS、CdSe、InP、CuInS、CdSe/ZnS、CdSSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS。
所述的正硅酸烷基酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸丁酯中的一种或多种。
所述的外壳厚度由滴加反应物正硅酸烷基酯、氨水和醇的比例来控制，其厚度均一，所述外壳厚度为5～50 nm，优选的是10～30 nm。
所述的红、绿、蓝三基色量子点的比例符合标准色度系统计算得到的CIE值落在CIE图中的白光区域，接近（0.33, 0.33）。
所述的单分散荧光微球按一定浓度分散到乙醇或水中，所述的一定浓度为0.2wt%～10 wt%，优选为0.5 wt%～5wt%。
所述的荧光微球尺寸可控，其粒径为100～400 nm，优选于150 nm～250 nm。
所述的自组装的方法选自喷墨打印法、喷涂法或旋涂法中的一种。
所述的紫外型LED的波长为395～420 nm 或 335～375 nm，光强度为2.5～25 mw/cm2。
所述的光子晶体层的光子禁带要与紫外型LED的激发波长相匹配。
所述量子点的制备方法采用现有技术，最后都要用巯基乙酸或巯基丙酸修饰得到羧基化的量子点。
例如：CdTe量子点是通过以下步骤进行：
（1）NaHTe的制备：按重量份数比称取1.5～2份的硼氢化钠粉末，25～35份的水和2～3份Te粉，加入到圆底烧瓶中，搅拌混合均匀，然后在0～4℃的温度下，静置8～12 h，即得NaHTe溶液；
（2）按重要份数比称取100份的超纯水，0.05～0.1份的CdCl2·2.5H2O、0.05～0.1份的巯基乙酸和1～2份的步骤（1）制得的NaHTe溶液加入到圆底烧瓶中，室温下混合均匀，调节PH至10～11，即得混合溶液；在氮气保护下，向混合溶液中，加入上述称取的步骤（1）制得的NaHTe溶液，然后加热至80～120℃回流，保持0.5～10h，即得巯基修饰的CdTe量子点。
3. 如权利要求１所述的一种三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球组装成光子晶体可应用于白光发光二极管，其特征是，所述应用于白光发光二极管的制备方法包括以下步骤：用紫外型LED芯片作为激发光源，通过粘芯片、键合、涂覆光子晶体层和封管四个步骤制得白光发光二极管；所述的涂覆光子晶体层是采用自组装的方法将荧光微球组装成光子晶体层涂布于装有紫外型LED芯片的基底层的反光碗上。
进一步地，所述的粘芯片具体为：将少量的导电银浆涂于发光二极管管架的反光碗中心，然后粘上合适的紫光芯片，最后将粘好芯片的发光二极管管架置于120℃烘箱中，将其加热60分钟，固化，使芯片粘牢在发光二极管管架的反光碗中；
进一步地，所述的金线键合具体为：利用金丝球焊的方法，通过半自动焊线机用金线把芯片上的两个电极分别与外引线腿连接起来；
进一步地，所述的涂覆光子晶体层具体为：将所述的三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球按照一定浓度分散到水或乙醇中，采用自组装的方法组装成光子晶体层涂布于装有紫外型LED芯片的基底层的反光碗上；
进一步地，所述的封管具体为：将适量混合均匀的粘合剂注入到发光二极管的专用模具中，然后将经过涂覆光子晶体层的发光二极管管架倒过来插入到装有适量粘合剂的模具中，置于真空干燥箱除尽气泡，待完全固化之后，脱模，剪切之后即发光二极管。
所述的粘结剂是环氧树脂、硅树脂或聚碳酸酯。
所述的荧光微球按照一定浓度分散到乙醇或水中，所述的一定浓度为0.2 wt%～10 wt%，优选为0.5 wt%～5 wt%。
本发明方法制备得到的包含三基色量子点的荧光微球，其荧光强度比等量量子点溶液的荧光强度高2～3倍，通过自组装方法将荧光微球组装成为光子晶体层，结合紫外型LED，当光子晶体层的光子禁带与紫外型LED的激发波长相匹配时，白光强度比不含光子晶体层的现有白光的发光强度能提高10～20倍，而且量子点在光子晶体层中分布均匀，保证了LED光度色度的一致性，更重要的是其发光稳定性良好。
本发明的方法工艺简单、制备成本低廉。本发明的制备方法得到的白光光源的发光性能优异，可应用于显示器件的白色背景照明、辅助光源和白色照明光源等。
本发明方法的优点在于：
1. 本发明包含三基色量子点的荧光微球的制备方法，以单分散颗粒为核，量子点层为中间层，二氧化硅为外壳制备的荧光微球，所得到的荧光微球粒径可控、单分散性优异、荧光性能稳定，不仅能保护量子点不泄露，而且能大大提高荧光材料的稳定性和荧光强度。
2. 本发明包含三基色量子点的荧光微球的制备方法中，利用单分散颗粒的粒径有效控制荧光微球的粒径，利用单分散颗粒的均匀性保证荧光微球的均匀性，利用颗粒的单分散性保证荧光微球的单分散性，从而保障组装光子晶体层的单元结构的有序性；荧光微球中量子点的含量可以通过对荧光物质和微球的比例来控制；二氧化硅壳层厚度可通过调整正硅酸烷基酯、氨水和醇的比例来控制。
3. 本发明制备得到的光子晶体层，与紫外型LED结合，利用光子晶体层的光子禁带与所述的紫外型LED的激发波长相匹配，能得到发光效率高、发光分布均匀、性能稳定的白光光源。
4. 本发明对于白光照明发光性能的提高具有重要的实际应用意义。
以下结合附图并通过实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1. 三基色量子点嵌入颗粒得到荧光微球的示意图。
图2. 本发明实施例1制备的三色量子点嵌入颗粒得到荧光微球的透射电子显微镜照片。
图3. 本发明实施例1制备的三色量子点嵌入颗粒得到荧光微球的扫描电子显微镜照片。
图4. 本发明实施例1所得的发光器件和对比样的发光光谱对比图。
具体实施方式
实施例1
（1）单分散性二氧化硅颗粒的制备：
取6 ml氨水溶于水中，补加乙醇，使总体枳为50 ml，置于三口瓶在25℃下搅拌15分钟，接着量取4.5 ml正硅酸乙酯（TEOS）溶于45.5 ml乙醇。将正硅酸乙酯的乙醇溶液加入到氨水溶液中保持反应体系密封并充分反应24小时。将所得产物离心分离，并用无水乙醇和蒸馏水清洗颗粒三次，置于50 ℃真空干燥箱中24 h，即得二氧化硅颗粒。
（2）荧光微球的制备
（a）单分散性二氧化硅颗粒表面修饰：将步骤（1）得到的二氧化硅颗粒重新分散到甲醇中，二氧化硅的浓度为2.5 wt%。然后加入3-氨丙基三乙氧基硅烷APTMS (质量占SiO2的5wt %)，溶液回流加热过夜，离心，得到的固体粉末用甲醇和去离子水洗涤2-3次，最后分散到乙醇中，得到氨基修饰的二氧化硅溶液，二氧化硅的浓度为2.5%，用少量盐酸溶液调节氨基修饰的二氧化硅溶液的PH值，使PH值在4附近。
（b）量子点的合成与表面修饰：在2ml 玻璃瓶中分别加入1ml去离子水、0.04gNaBH4和0.06gTe粉，密封下缓慢搅拌40 min，待瓶底黑色粉末消失后再静置20 分钟，得到NaHTe前驱体清液；准确称取0.023gCdCl2·2.5H2O加入到250ml三口烧瓶中，加入100ml去离子水和25.5µl的巯基丙酸，搅拌20分钟后调节PH值为10.0，通氮气20分钟，然后快速注入100µl NaHTe前驱体清液，96℃水浴回流6h，得到羧酸修饰的CdTe量子点，用少量氢氧化钠溶液调节该溶液的PH值，使PH值在10附近。该量子点的发射光谱的中心位置在620 nm左右。通过调节CdCl2·2.5H2O和Te粉的比例，分别得到发射光谱在绿色和蓝色的羧酸修饰的CdTe量子点。按摩尔比为4:6:7配制红、绿、蓝CdTe量子点得到三基色CdTe量子点，其由发光光谱计算得到的对应色坐标CIE值为（0.33，0.33）。
（c）荧光微球的制备：由步骤（a）得到的PH值在4附近的氨基修饰的二氧化硅溶液缓慢地滴加到步骤（b）羧酸修饰的三基色CdTe量子点的溶液中(10-5 M，10 mL)，轻轻振动玻璃瓶，使量子点在二氧化硅表面自组装。当溶液出现白色浑浊时，停止滴加二氧化硅溶液，最终溶液的PH值在7. 5~7.8，二氧化硅颗粒外表面形成一层均匀的量子点层。若二氧化硅溶液持续的加入使得PH值过低，量子点就会聚集，然后和二氧化硅分离。因此，制备量子点层的二氧化硅颗粒要严格的控制好PH值的变化。将上述得到溶液离心，重新分散在40 mL乙醇中，然后加入氨水0.6 mL，去离子水1.2 mL，和正硅酸乙酯0.2 mL，室温下搅拌反应3h，离心，分别用乙醇和去离子水清洗2~3次，最后得到表面钝化的荧光微球。二氧化硅壳层可通过调整正硅酸乙酯、氨水和醇的比例来控制。制备得到的荧光微球的荧光强度比等量量子点溶液(10-5 M)的荧光强度高3.2倍。制备得到的荧光微球的透射电子显微镜如图2所示，三基色量子点均匀的分布在荧光微球的外表面，二氧化硅外壳厚度约为10 nm，能够有效的防止量子点泄露。制备得到的荧光微球的扫描电子显微镜如图3所示，粒径为190 nm，通过型号为ZetaPALS BI-90plus粒度仪测量其单分散度（即多分散性指数PdI值）为2.03%。
（3）本实施例的一种三基色量子点嵌入颗粒得到荧光微球组装成光子晶体层可应用于白光发光二极管，其应用的制备方法包括以下步骤：用紫光芯片作为激发光源，通过粘芯片、键合、涂覆光子晶体层和封管四个步骤制得白光发光二极管：
（a）粘芯片：将少量的导电银浆涂于发光二极管管架的反光碗中心，一般浆量应该控制在不超过芯片厚度的1/3，然后粘上合适的紫光芯片，最后将粘好芯片的发光二极管管架置于120℃烘箱中，将其加热60分钟，固化导电银浆，使芯片粘牢在发光二极管管架的反光碗中；
（b）金线键合：利用金丝球焊的方法，通过半自动焊线机用金线把芯片上的两个电极分别与外引线腿连接起来；
（c）涂覆光子晶体层：将步骤（2）中得到的荧光微球分散到乙醇中，其浓度约为0.5wt%，使之作为打印墨水装于直版喷墨直版打印机用的墨盒中，然后按通常的方法经打印机在发光二极管管架的反光碗中进行打印，打印膜干燥后，在发光二极管管架的反光碗中可得到面积可控的光子晶体层。由荧光微球构成的光子晶体层的光子禁带位置在380 nm左右，正好与紫外型LED芯片的激发光谱相匹配；
（d）封管：将适量混合均匀的环氧树脂注入到发光二极管的专用模具中，然后将步骤（c）中经过涂覆光子晶体层的发光二极管管架倒过来插入到装有适量粘合剂的模具中，置于真空干燥箱除尽气泡，待完全固化之后，脱模，剪切之后即发光二极管。
结合紫外型LED芯片制备得到高发光性能的白光光源。使用白光测试系统对发光二极管进行发光性能测试，观察所得的白光光源的光谱，如图4所示的虚线。根据图中的发光光谱计算得到的对应色坐标CIE值为（0.33， 0.34）。
作为对比，将相同含量(10-5M，10 mL)的三色量子点分散到粘结剂环氧树脂中进行混合，通过旋涂的方式涂覆于发光二极管管架的反光碗中进行封管，然后使用白光测试系统观察其发光性能，如图4所示中实线。附图4可以看出，具有光子晶体层的发光二极管发射的红、绿、蓝色发光强度明显高于对比样，其白光强度比对比样提高了约11.3倍，而且发光的光度色度均匀。同时，经过紫外型LED芯片长时间（超过1000小时的测试）照射，本发明制备的发光二极管的发光稳定性良好，发光强度基本保持稳定。
实施例2
（1）单分散性二氧化硅颗粒的制备：
量取15 ml环己烷置于三口瓶中，在磁力搅拌的条件下，向其中加入3.6 ml的表面活性剂（曲拉通 X-100）以及一定量的助表面活性剂（正己醇，正辛醇或正庚醇），保持其浓度为1.15 mol/L，在 30 ℃的条件下剧烈搅拌 5 min，然后向其中加入一定量的蒸馏水，继续搅拌30 min，形成油包水的反相微乳液。在保持恒温搅拌的条件下，向体系中加入 0.6 mL 的氨水以及 0.6 ml的 TEOS，充分反应 24 h 后加入 30 ml丙酮破乳并终止反应，静置一段时间后，将所得产物在 15000 rpm 的条件下离心分离，并用无水乙醇和蒸馏水清洗微球三次，置于50 ℃真空干燥箱中24 h，即得二氧化硅颗粒。
（2）荧光微球的制备
（a）单分散性二氧化硅颗粒表面修饰：将二氧化硅颗粒重新分散到甲醇中，二氧化硅的浓度为3wt%。然后加入3-氨丙基三甲氧基硅烷（质量占SiO2的6wt %），溶液回流加热过夜，离心，得到的固体粉末用甲醇和去离子水洗涤2-3次，最后分散到乙醇中，得到氨基修饰的二氧化硅溶液，二氧化硅的浓度为2.5%，用少量盐酸溶液调节氨基修饰的二氧化硅溶液的PH值，使PH值在4附近。
（b）量子点的合成与表面修饰：准确量取100ml 0.02mol/LCdCl2溶液置于250ml三口烧瓶中混合均勻，在不断搅梓下加入0.3ml巯基丙酸，随后用1mol/L NaOH溶液将前驱体溶液的PH值调为10.5，然后称取适量的Na2TeO3和过量的NaBH4加入到混合液中，搅拌5 min后将其转入到油浴中100℃加热回流5h，即得到巯基修饰的CdTe量子点。将合成的巯基修饰的CdTe量子点与无水乙醇按照1：2的体积比混合均匀后，离心分离，自然干燥，得到巯基修饰的CdTe粉末样品待用。通过调节CdCl2和Na2TeO3的比例，分别得到发射光谱在红、绿和蓝色的羧酸修饰的CdTe量子点。按一定比例配制红、绿、蓝CdTe量子点得到三基色CdTe量子点，其由发光光谱计算得到的对应色坐标CIE值为（0.33，0.33）。
（c）荧光微球的制备：由步骤（a）得到的PH值在4附近的氨基修饰的二氧化硅溶液缓慢地滴加到步骤（b）羧酸修饰的三基色CdTe量子点的水溶液中(10-4 M，10 mL)，轻轻振动玻璃瓶，使量子点在二氧化硅表面自组装。当溶液出现白色浑浊时，停止滴加二氧化硅溶液，最终溶液的PH值在7. 5~7.8，二氧化硅颗粒外表面形成一层均匀的量子点层。若二氧化硅溶液持续的加入使得PH值过低，量子点就会聚集，然后和二氧化硅分离。因此，制备量子点层的二氧化硅颗粒要严格的控制好PH值的变化。将上述得到溶液离心，重新分散在50 mL乙醇中，然后加入氨水0. 5 mL，去离子水1.2 mL，和正硅酸乙酯0.3 mL，室温下搅拌反应3h，离心，分别用乙醇和去离子水清洗2-3次，最后得到表面钝化的荧光微球，二氧化硅外壳厚度为约13 nm，通过型号为ZetaPALS BI-90plus粒度仪测量其单分散度（即多分散性指数PdI 值）为3. 13%，粒径为195 nm。二氧化硅壳层可通过调整正硅酸乙酯、氨水和醇的比例来控制。制备得到的荧光微球的荧光强度比等量的三基色量子点溶液(10-4 M)的荧光强度高2.8倍。
（3）本实施例的一种三基色量子点嵌入颗粒得到荧光微球组装成光子晶体层可应用于白光发光二极管，其应用的制备方法包括以下步骤：用紫光芯片作为激发光源，通过粘芯片、键合、涂覆光子晶体层和封管四个步骤制得白光发光二极管：
（a）粘芯片：将少量的导电银浆涂于发光二极管管架的反光碗中心，一般浆量应该控制在不超过芯片厚度的1/3，然后粘上合适的紫外型LED芯片，最后将粘好芯片的发光二极管管架置于120℃烘箱中，将其加热60分钟，固化导电银浆，使芯片粘牢在发光二极管管架的反光碗中；
（b）金线键合：利用金丝球焊的方法，通过半自动焊线机用金线把芯片上的两个电极分别与外引线腿连接起来；
（c）涂覆光子晶体层：将步骤（b）中得到的荧光微球分散到乙醇中，其浓度约为2wt%，然后通过旋膜的方式将其涂覆于发光二极管管架的反光碗中得到光子晶体层，放入烘箱中在80℃条件下干燥，在发光二极管管架的反光碗中可得到面积可控的光子晶体层。由荧光微球构成的光子晶体层的光子禁带位置在389nm左右，正好与紫外型LED芯片的激发光谱相匹配。
（d）封管：将适量混合均匀的有机硅树脂注入到发光二极管的专用模具中，然后将步骤（c）中经过涂覆光子晶体层的发光二极管管架倒过来插入到装有适量粘合剂的模具中，置于真空干燥箱除尽气泡，待完全固化之后，脱模，剪切之后即发光二极管。
结合紫外型LED芯片制备得到高发光性能的白光光源。使用白光测试系统对发光二极管进行发光性能测试，观察所得的白光光源的光谱的色坐标CIE值为（0.32，0.34），具有光子晶体层的发光二极管发射的红、绿、蓝色发光强度明显高于对比样，其白光强度比对比样提高了约12.9倍，而且发光的光度色度均匀。同时，经过紫光芯片长时间（超过1000小时的测试）照射，本发明制备的发光二极管的发光稳定性良好，发光强度基本保持稳定。
实施例3
（1）单分散性二氧化硅颗粒直接购买，单分散度为3%以下，粒径在150-200 nm，选择粒径在160 nm 的单分散二氧化硅颗粒作为种子。
（2）荧光微球的制备
（a）单分散性二氧化硅颗粒表面修饰：将二氧化硅颗粒重新分散到甲醇中，二氧化硅的浓度为5wt%。然后加入氨基硅烷(10wt % for SiO2)，溶液回流加热过夜，离心，得到的粉末用甲醇和去离子水洗涤2-3次，最后分散到乙醇中，得到氨基修饰的二氧化硅溶液，二氧化硅的浓度为2%，用少量盐酸溶液调节氨基修饰的二氧化硅溶液的PH值，使PH值在4附近。
（b）量子点的表面修饰：由十八胺修饰的红、绿、蓝量子点CdSe/ZnS（购于Adrich公司）分散在氯仿和巯基丙酸（0.05 M in MeOH）的溶液中，然后加入NaOH（0.06 M）溶液搅拌产生絮凝物，立即超声(~2 s)，有助于均匀反应，使巯基丙酸作为表面修饰剂来取代量子点表面的十八胺。得到水溶性的量子点通过加入去离子水提取，然后加入乙酸乙酯／甲醇混合物(4/1，v/v)之后，离心分离，最后分散到去离子水中得到发射光谱在红、绿和蓝色的羧酸修饰的CdSe/ZnS量子点。按一定摩尔比7:4:3 配制红、绿、蓝CdSe/ZnS量子点得到三基色CdSe/ZnS量子点，其由发光光谱计算得到的对应色坐标CIE值为（0.33，0.33）。
（c）荧光微球的制备：由步骤（a）得到的PH值在4附近的氨基修饰的二氧化硅溶液缓慢地滴加到步骤（b）羧酸修饰的三基色CdSe/ZnS量子点的水溶液中(10-6 M，10 mL)，轻轻振动玻璃瓶，使量子点在二氧化硅表面自组装。当溶液出现白色浑浊时，停止滴加二氧化硅溶液，最终溶液的PH值在7. 3~7. 5，二氧化硅颗粒外表面形成一层均匀的量子点层。若二氧化硅溶液持续的加入使得PH值过低，量子点就会聚集，然后和二氧化硅分离。因此，制备量子点层的二氧化硅颗粒要严格的控制好PH值的变化。将上述得到溶液离心，重新分散在40 mL乙醇中，然后加入氨水0. 8 mL，去离子水1.5 mL，和正硅酸乙酯0.4 mL，室温下搅拌反应3h，离心，分别用乙醇和去离子水清洗2-3次，最后得到表面钝化的荧光微球，二氧化硅外壳厚度为约15nm，通过型号为ZetaPALS BI-90plus粒度仪测量其单分散度（即多分散性指数PdI 值）为2.98%，粒径为179 nm。二氧化硅壳层可通过调整正硅酸乙酯、氨水和醇的比例来控制。制备得到的荧光微球的荧光强度比等量三基色量子点溶液(10-6 M，10 mL)的荧光强度高约2.9倍。
（3）本实施例的一种三基色量子点嵌入颗粒得到荧光微球组装成光子晶体层可应用于白光发光二极管，其应用的制备方法包括以下步骤：用紫光芯片作为激发光源，通过粘芯片、键合、涂覆光子晶体层和封管四个步骤制得白光发光二极管：
（a）粘芯片：将少量的导电银浆涂于发光二极管管架的反光碗中心，一般浆量应该控制在不超过芯片厚度的1/3，然后粘上合适的紫外型LED芯片，最后将粘好芯片的发光二极管管架置于120℃烘箱中，将其加热60分钟，固化导电银浆，使芯片粘牢在发光二极管管架的反光碗中；
（b）金线键合：利用金丝球焊的方法，通过半自动焊线机用金线把芯片上的两个电极分别与外引线腿连接起来；
（c）涂覆光子晶体层：将步骤（b）中得到的荧光微球分散到乙醇中，其浓度约为5 wt%，然后装于带有常规空气喷枪的容器中，将喷枪对准发光二极管管架的反光碗中间进行喷涂，在发光二极管管架的反光碗中上可得到光子晶体层，放入烘箱中在80℃条件下干燥，在发光二极管管架的反光碗中可得到面积可控的光子晶体层。由荧光微球构成的光子晶体层的光子禁带位置在379nm左右，正好与紫外型LED芯片的激发光谱相匹配。
（d）封管：将适量混合均匀的有机硅树脂注入到发光二极管的专用模具中，然后将步骤（c）中经过涂覆光子晶体层的发光二极管管架倒过来插入到装有适量粘合剂的模具中，置于真空干燥箱除尽气泡，待完全固化之后，脱模，剪切之后即发光二极管。
结合紫外型LED芯片制备得到高发光性能的白光光源。使用白光测试系统对发光二极管进行发光性能测试，观察所得的白光光源的光谱的色坐标CIE值为（0.32，0.32），具有光子晶体层的发光二极管发射的红、绿、蓝色发光强度明显高于对比样，其白光强度比对比样提高了约10.6倍，而且发光的光度色度均匀。同时，经过紫光芯片长时间（超过1000小时的测试）照射，本发明制备的发光二极管的发光稳定性良好，发光强度基本保持稳定。
实施例4
（1）单分散性聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)（P(St-MMA-AA)）颗粒的制备：P(St-MMA-AA)颗粒通过一步乳液聚合的方法制备而成。称取0.25 g 碳酸氢铵 NH4HCO3 放入100mL 三口烧瓶，加入18 mL 乳化剂十二烷基苯磺酸钠溶液（浓度为1 g/L），称取单体9.5 g苯乙烯，0.5 g 甲基丙烯酸甲酯，0.5 g 丙烯酸加入烧瓶，加入去离子水，保持烧瓶中水相体积为50 mL。引发剂过硫酸铵 0.2 g 溶于10 mL 去离子水配成溶液待用。开启搅拌器搅拌，并控制水浴温度为70℃，二十分钟后加入引发剂进行反应。1.5 h 后升温到80℃并保持此温度反应4 h，结束反应后收集产品即可制备出的单分散P(St-MMA-AA)颗粒，通过型号为ZetaPALS BI-90plus粒度仪测量其单分散度（即多分散性指数PdI 值）为0.43%，颗粒的直径为184 nm，用去离子水进行2-3次离心洗涤，干燥后即得P(St-MMA-AA)粉末。
（2）荧光微球的制备
（a）单分散性P(St-MMA-AA)颗粒表面修饰：将P(St-MMA-AA)粉末重新分散到乙醇中，P(St-MMA-AA)的浓度为10 wt%，超声充分分散；加入乙二胺（m乙二胺：mP(St-MMA-AA)＝2:1），升温至80℃，反应6h 后，用乙醇和水清洗，得到乙二胺功能化的P(St-MMA-AA)，最后分散到乙醇中，得到胺基修饰的P(St-MMA-AA)溶液，P(St-MMA-AA)的浓度为2%，用少量盐酸溶液调节胺基修饰的P(St-MMA-AA)溶液的PH值，使PH值在4附近。
（b）量子点的表面修饰：由十八胺修饰的红、绿、蓝量子点CdSe/ZnS（购于Adrich公司）分散在氯仿和巯基丙酸（0.05 M in MeOH）的溶液中，然后加入NaOH (0.06 M)溶液搅拌产生絮凝物，立即超声(~1 s)，有助于均匀反应，使巯基丙酸作为表面修饰剂来取代量子点表面的十八胺。得到水溶性的量子点通过加入去离子水提取，然后加入乙酸乙酯／甲醇混合物(4/1，v/v)之后，离心分离，最后分散到去离子水中得到发射光谱在红色、绿色和蓝色的羧酸修饰的CdSe/ZnS量子点，用少量氢氧化钠溶液调节该溶液的PH值，使PH值在10附近。按一定比例配制红、绿、蓝色CdSe/ZnS量子点得到三基色CdSe/ZnS量子点，其发光光谱要符合标准色度系统计算得到的CIE值为（0.33，0.33）。
（c）荧光微球的制备：由步骤（a）得到的PH值在4附近的胺基修饰的P(St-MMA-AA)溶液溶液缓慢地滴加到步骤（b）羧酸修饰的三基色CdSe/ZnS量子点的水溶液中(5×10-5 M，10 mL)，轻轻振动玻璃瓶，使量子点在P(St-MMA-AA)表面自组装。当溶液出现白色浑浊时，停止滴加P(St-MMA-AA)溶液，最终溶液的PH值在7.6~7.8，P(St-MMA-AA)颗粒外表面形成一层均匀的量子点层。若P(St-MMA-AA)溶液持续的加入使得PH值过低，量子点就会聚集，然后和P(St-MMA-AA)分离。因此，制备包含量子点层的P(St-MMA-AA)颗粒要严格的控制好PH值的变化。将上述得到溶液离心，重新分散在50 mL乙醇中，然后加入氨水0. 5 mL，去离子水1.2 mL，和正硅酸乙酯0. 2 mL，室温下搅拌反应3h，离心，分别用乙醇和去离子水清洗2-3次，最后得到表面钝化的荧光微球，P(St-MMA-AA)外壳厚度为约8nm，通过型号为ZetaPALSBI-90plus粒度仪测量其单分散度（即多分散性指数PdI 值）为0. 58%，粒径为193 nm。二氧化硅壳层可通过调整正硅酸乙酯、氨水和醇的比例来控制。制备得到的荧光微球的荧光强度比等量三基色量子点溶液(5×10-5 M，10 mL)的荧光强度高2. 6倍。
（3）本实施例的一种三基色量子点嵌入颗粒得到荧光微球组装成光子晶体层可应用于白光发光二极管，其应用的制备方法包括以下步骤：用紫外LED芯片作为激发光源，通过粘芯片、键合、涂覆光子晶体层和封管四个步骤制得白光发光二极管：
（a）粘芯片：将少量的导电银浆涂于发光二极管管架的反光碗中心，一般浆量应该控制在不超过芯片厚度的1/3，然后粘上合适的紫光芯片，最后将粘好芯片的发光二极管管架置于120℃烘箱中，将其加热60分钟，固化导电银浆，使芯片粘牢在发光二极管管架的反光碗中；
（b）金线键合：利用金丝球焊的方法，通过半自动焊线机用金线把芯片上的两个电极分别与外引线腿连接起来；
（c）涂覆光子晶体层：将步骤（b）中得到的荧光微球分散到乙醇中，其浓度约为3wt%，然后通过旋膜的方式将其涂覆于发光二极管管架的反光碗中得到光子晶体层，放入烘箱中在80℃条件下干燥，在发光二极管管架的反光碗中可得到面积可控的光子晶体层。由荧光微球构成的光子晶体层的光子禁带位置在386nm左右，正好与紫外型LED芯片的激发光谱相匹配。
（d）封管：将适量混合均匀的有机硅树脂注入到发光二极管的专用模具中，然后将步骤（c）中经过涂覆光子晶体层的发光二极管管架倒过来插入到装有适量粘合剂的模具中，置于真空干燥箱除尽气泡，待完全固化之后，脱模，剪切之后即发光二极管。
结合紫外型LED芯片制备得到高发光性能的白光光源。使用白光测试系统对发光二极管进行发光性能测试，观察所得的白光光源的光谱的色坐标CIE值为（0.31，0.34），具有光子晶体层的发光二极管发射的红、绿、蓝色发光强度明显高于对比样，其白光强度比对比样提高了约13.2倍，而且发光的光度色度均匀。同时，经过紫光芯片长时间（超过1000小时的测试）照射，本发明制备的发光二极管的发光稳定性良好，发光强度基本保持稳定。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球组装成光子晶体，其特征在于：所述的光子晶体是由单分散的荧光微球通过自组装的方法组装而成，其中所述的荧光微球包括有单分散性颗粒内核，在颗粒外表面通过静电作用均匀分散一层量子点，以及由二氧化硅材料制成的厚度均一的外壳；所述的一层量子点是由红、绿、蓝三基色量子点按比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的光子晶体，其特征是：所述的光子晶体的光子禁带要与紫外型LED的激发波长相匹配。
3.根据权利要求1或2所述的光子晶体，其特征是：所述的单分散性颗粒为无机氧化物颗粒或聚合物颗粒，所述无机氧化物颗粒为单分散二氧化硅颗粒或单分散二氧化钛颗粒，所述聚合物颗粒是单分散三嵌段聚合物颗粒、单分散聚苯乙烯颗粒、单分散聚甲基丙烯酸甲酯颗粒或聚丙烯酰胺颗粒；
所述的单分散性颗粒的粒径为100～400 nm，优选于150 nm～200 nm；
所述的量子点为球形或类球形，是由半导体材料（通常由ⅡB-ⅥA或ⅢA-ⅤA元素组成）制成的，粒径在2-20nm的纳米粒子；
优选粒径在2-6nm的纳米粒子，如CdS、CdTe、CdSe、InAs、InP、CuInS、CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdSSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS中的一种；
所述的荧光微球的单分散性优异，其单分散度在5%以下，优选于在3%以下；
所述的荧光微球尺寸可控，其粒径为100～400 nm，优选于150 nm～250 nm；
所述的外壳的厚度由滴加反应物正硅酸烷基酯、氨水和醇的比例来控制，其厚度均一，所述外壳厚度为5～50 nm，优选的是10～30 nm；
所述的红、绿、蓝三基色量子点的比例符合标准色度系统计算得到的CIE值落在CIE图中的白光区域，接近（0.33, 0.33）；
所述的自组装的方法选自喷墨打印法、喷涂法或旋涂法中的一种。
4.一种三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球组装成光子晶体的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括以下步骤：
（a）预先准备粒径均一的单分散性颗粒；
（b）将步骤（a）得到的单分散性颗粒表面用氨基硅烷或胺基进行氨基或胺基修饰，三基色量子点表面进行巯基修饰，红、绿、蓝三基色量子点按比例依靠静电力的层层自组装在单分散性颗粒外层均匀组装一层量子点得到含有量子点层的单分散性颗粒；
（c）用Stöber 方法以正硅酸烷基酯为原料在步骤（b）得到的含有量子点层的单分散性颗粒表面覆盖一层二氧化硅作为外壳，用来钝化含有量子点层的单分散性颗粒，以提高其化学稳定性，离心分离，经无水乙醇和去离子水洗涤，干燥后即得到单分散荧光微球；
（d）步骤（c）得到的单分散荧光微球按一定浓度分散到乙醇或水中，采用自组装的方法在基底上组装成光子晶体层。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述的光子晶体层的光子禁带要与紫外型LED的激发波长相匹配。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征是，所述步骤（a）具体为：准备的单分散性颗粒溶液加入离心管中离心干燥得到固体粉末，然后将其分散在甲醇或乙醇中，其单分散性颗粒的浓度为2～10wt%，优选于3～5wt%；
所述步骤（b）具体为：氨基或胺基修饰的单分散性颗粒溶液用少量酸性溶液调节PH值，使PH值在4附近，巯基修饰的三基色量子点用少量碱性溶液调节该溶液的PH值，使PH值在10附近；
将氨基或胺基修饰的单分散性颗粒溶液缓慢地滴加到羧酸修饰的三基色量子点的溶液中，所述三基色量子点的浓度为10-6 M～10-4 M，轻轻振动玻璃瓶，使三基色量子点在单分散性颗粒表面自组装；
当混合溶液出现白色浑浊时，停止滴加氨基或胺基修饰的单分散性颗粒溶液，最终溶液的PH值在7左右，优选为PH在7. 3~7.8之间，单分散性颗粒外表面形成一层均匀的量子点层；
所述步骤（c）具体为：将上述步骤（b）得到含有量子点层的单分散性颗粒溶液离心，重新分散在按体积份数比的30～50份的乙醇中，然后加入氨水0.3～0.8份，去离子水1～4份，和正硅酸烷基酯0.2～3 份，室温下搅拌反应3～5h，得到的溶液以3000～5000r/min的速度离心5～10min，分别用乙醇和去离子水清洗2～3次，最后得到表面钝化的单分散荧光微球。
7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征是：所述的单分散性颗粒为无机氧化物颗粒或聚合物颗粒，所述无机氧化物颗粒为单分散二氧化硅颗粒或单分散二氧化钛颗粒，所述聚合物颗粒是单分散三嵌段聚合物颗粒、单分散聚苯乙烯颗粒、单分散聚甲基丙烯酸甲酯颗粒或聚丙烯酰胺；
所述的单分散性颗粒的粒径为100～400 nm，优选于150 nm～200 nm；
所述的氨基硅烷为3-氨丙基三乙基氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷；
所述的单分散性颗粒和所述的氨基硅烷的质量之比为5: 1～20: 1；
所述的三基色量子点的质量与所述单分散性颗粒的质量之比为1:500～1:10，优选于1: 500～1: 100；
所述的荧光微球的单分散性优异，其单分散度在5%以下，优选于在3%以下；
所述的量子点为球形或类球形，是由半导体材料（通常由ⅡB-ⅥA或ⅢA-ⅤA元素组成）制成的，粒径在2～20nm的纳米粒子；
优选粒径在2～6nm的纳米粒子，如CdS、CdSe、InP、CuInS、CdSe/ZnS、CdSSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS；
所述的正硅酸烷基酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸丁酯中的一种或多种；
所述的外壳的厚度由滴加反应物正硅酸烷基酯、氨水和醇的比例来控制，其厚度均一，所述外壳厚度为5～50 nm，优选的是10～30 nm；
所述的红、绿、蓝三基色量子点的比例符合标准色度系统计算得到的CIE值落在CIE图中的白光区域，接近（0.33, 0.33）；
所述的单分散荧光微球按一定浓度分散到乙醇或水中，所述的一定浓度为0.2 wt%～10 wt%，优选为0.5 wt%～2 wt%；
所述的荧光微球尺寸可控，其粒径为100～400 nm，优选于150 nm～250 nm；
所述的自组装的方法选自喷墨打印法、喷涂法或旋涂法中的一种；
所述的紫外型LED的波长为395～420 nm 或 335～375 nm，光强度为2.5～25 mw/cm2。
8.如权利要求１所述的一种三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球组装成光子晶体可应用于白光发光二极管，其特征是，所述应用于白光发光二极管的制备方法，包括以下步骤：用紫外型LED芯片作为激发光源，通过粘芯片、键合、涂覆光子晶体层和封管四个步骤制得白光发光二极管；所述的涂覆光子晶体层是采用自组装的方法将荧光微球组装成光子晶体层涂布于装有紫外型LED芯片的基底层的反光碗上。
9.根据权利要求8所述的应用于白光发光二极管的制备方法，其特征在于，所述的粘芯片具体为：将少量的导电银浆涂于发光二极管管架的反光碗中心，然后粘上合适的紫光芯片，最后将粘好芯片的发光二极管管架置于120℃烘箱中，将其加热60分钟，固化，使芯片粘牢在发光二极管管架的反光碗中；
所述的金线键合具体为：利用金丝球焊的方法，通过半自动焊线机用金线把芯片上的两个电极分别与外引线腿连接起来；
所述的涂覆光子晶体层具体为：将所述的三基色量子点嵌入颗粒得到的荧光微球按照一定浓度分散到水或乙醇中，采用自组装的方法组装成光子晶体层涂布于装有紫外型LED芯片的基底层的反光碗上；
所述的封管具体为：将适量混合均匀的粘合剂注入到发光二极管的专用模具中，然后将经过涂覆光子晶体层的发光二极管管架倒过来插入到装有适量粘合剂的模具中，置于真空干燥箱除尽气泡，待完全固化之后，脱模，剪切之后即发光二极管；
所述的粘结剂是环氧树脂、硅树脂或聚碳酸酯。
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