CN109742220B - 含液态量子点的白光led及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含液态量子点的白光LED及其制备方法，所述含液态量子点的白光LED制备方法的步骤包括：液态量子点稀释，配置浆料，丝网印刷并干燥，低温烧结，封装并固化。本发明有效避免了蓝光危害，显著提高了白光LED的显色指数及光色一致性，降低了LED的色温，并有效减缓了因有机聚合物老化而导致的光效降低情况。

Description

含液态量子点的白光LED及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体光电领域，特别是一种含液态量子点的白光LED及其制备方法。

背景技术

发光二极管(即LED)是一种基于P-N结电致发光原理的半导体发光器件，具有亮度高、低功耗、寿命长、启动快，功率小、无频闪、不容易产生视觉疲劳等优点，已经在照明和背光显示领域得到了广泛的应用，如室内照明、汽车大灯、景观照明、视频屏幕和植物照明等。目前主流的半导体显示技术手段是蓝光InGaN芯片激发黄色YAG荧光粉产生白光，即蓝光激发黄色荧光粉发出黄光，黄光与蓝光混合发白光，但是由于缺少红光成分，采用蓝光激发的技术手段很难获得高显色指数和低色温的高品质白光，其色彩还原性差，容易受荧光粉层厚度影响。由于发射谱中有高强度的蓝光，国际化标准组织已经对LED产品做了蓝光危害等级标准，这种蓝光会对人眼的造成危害，主要表现在导致近视、白内障以及黄斑病变的眼睛病理危害。在制备工艺方面，现有技术中将荧光粉颗粒与有机聚合物混合，再将此混合物涂覆在LED封装体上，这种工艺方法不仅热稳定性差，而且在长期热辐射和紫外照射下容易发生老化变黄现象，从而导致白光LED光效降低和可靠性下降。此外，荧光玻璃中空气与玻璃的界面折射率差异大，导致界面处全发射效果增强，不利于LED的出光。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种含液态量子点的白光LED及其制备方法，以解决现有显示技术中存在的蓝光危害、色彩还原性差、有机聚合物易老化并影响LED光效等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：提供一种含液态量子点的白光LED制备方法，其步骤包括：液态量子点稀释，配置浆料，丝网印刷并干燥，低温烧结，封装并固化。

其中，液态量子点稀释的步骤包括：将甲苯加入液态红色量子点溶液中，使液态红色量子点溶液浓度由20mg/ml稀释至5mg/ml，以作为液态量子点稀释溶液。

其中，配置浆料的步骤包括：将粘结剂加入有机溶剂中，并预热处理；将蓝色荧光粉、绿色荧光粉和玻璃粉以1:2:7的质量比加入含有粘结剂的有机溶剂中混合均匀，以作为浆料。

其中，丝网印刷并干燥的步骤包括：将浆料通过丝网均匀涂覆至半球形的透镜表面，并干燥处理。

其中，低温烧结的步骤包括：将涂覆有浆料的透镜在600℃下低温烧结半小时，使浆料烧结形成荧光粉玻璃层。

其中，封装并固化的步骤包括：将液态量子点稀释溶液均匀滴至紫外LED芯片上形成液态量子点层，并将液态量子点层远离紫外LED芯片的一侧设置在荧光粉玻璃层上，且于透镜表面均匀涂覆一层紫外固化胶；通过紫外LED光照射使紫外固化胶固化。

为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：提供一种含液态量子点的白光LED包括：紫外LED芯片、液态量子点层、荧光粉玻璃层和透镜，且该含液态量子点的白光LED是由上述含液态量子点的白光LED制备方法制得。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种含液态量子点的白光LED及其制备方法，有效避免了蓝光危害，显著提高了白光LED的显色指数及光色一致性，降低了LED的色温，并有效减缓了因有机聚合物老化而导致的光效降低情况。

附图说明

图1是含液态量子点的白光LED制备方法一实施方式的流程示意图；

图2是含液态量子点的白光LED一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

对于本发明提供的第一个解决方案，请参阅图1，图1是含液态量子点的白光LED制备方法一实施方式的流程示意图，含液态量子点的白光LED制备方法步骤包括：液态量子点稀释S101，配置浆料S102，丝网印刷并干燥S103，低温烧结S104，封装并固化S105。本实施方式的具体步骤为：

S101:液态量子点稀释。本步骤中，取20mg/ml的液态红色量子点溶液1ml，向其中加入3ml的甲苯溶剂，得到5mg/ml的液态红色量子点稀释溶液，将液态量子点溶液稀释的目的在于，能够使其在紫外LED芯片激发下，与蓝绿色荧光透镜形成更高品质的白光LED。

S102:配制浆料。本步骤中，先取一定量的粘结剂加入有机溶剂中，在70℃热板下预加热10分钟，这种预热处理的目的在于使粘结剂充分溶解在有机溶剂中；然后将蓝色荧光粉、绿色荧光粉和玻璃粉以1:2:7的质量比加入上述含有粘结剂的有机溶剂中，并混合均匀，以作为浆料，其中加入粘结剂的目的在于用来调节浆料的粘稠性和可塑性，以保证印刷的荧光层对基片有良好的附着性。

S103:丝网印刷并干燥。本步骤中，先将直径18mm半球形的透镜放在丝网下方，用刮刀将经过S102步骤配制好的浆料通过丝网均匀涂覆至半球形的透镜表面，使用丝网的目的在于使浆料涂覆在透镜表面的均匀性更好；然后将丝网印刷后带有浆料的透镜在130℃热板上进行干燥，其目的在于使浆料不易粘连，保持良好的均匀性。其中透镜的形貌和规格可以根据实际情况进行选择，在此不作限定。

S104:低温烧结。本步骤中，将经过S103步骤的涂覆有浆料的透镜在600℃下低温烧结半小时，使浆料烧结形成荧光粉玻璃层。该步骤中优选600℃作为烧结温度，其原因在于，在荧光粉玻璃层烧结过程中，烧结温度必须大于基质玻璃的玻璃化转变温度，以使基质玻璃从固相向玻璃相转变，但烧结温度会对荧光粉造成热降解，若温度过高会使得荧光粉与基质玻璃间发生化学降解，降低荧光粉玻璃层量子迁移效率，影响LED发光性能，故经过大量实验后优选600℃作为烧结温度。

S105:封装并固化。本步骤中，先将经过S101步骤配置好的液态量子点稀释溶液垂直均匀滴在规格为3535紫外365nmLED芯片上形成液态量子点层，随后将液态量子点层远离紫外LED芯片的一侧设置在经过S104步骤制备的荧光粉玻璃层上，且在透镜外部表面均匀涂覆一层紫外固化胶；然后用紫外LED垂直照射涂有紫外固化胶的白光LED达20分钟，即可完成含液态量子点的白光LED的制备。其中紫外LED芯片的规格可以根据实际情况进行选择，在此不作限定。

本实施方式中，采用的解决手段与现有技术手段以蓝光InGaN芯片激发黄光YAG荧光粉产生白光的方式截然不同。对于现有技术来说，所产生的白光是基于蓝光与黄光的混合，这种方式缺少红光成分，直接导致显色指数低和色温偏高的问题，且采用的蓝光源会对人眼造成危害；在现有技术工艺方面，所采用的有机聚合物稳定性较差，经长期热辐射后易老化而导致光效降低。而对于本实施方式来说，采用了以紫外LED芯片激发蓝绿荧光粉产生白光的方式，改善了现有技术中缺少红光部分的不足，并提高了显色指数，降低了色温，且有效避免了蓝光源的危害；同时改进了工艺制备方法，引入了高量子迁移率、带宽窄的量子点材料，优选了制备工艺，使其中的有机聚合物稳定性大大增强，不易老化。

区别于现有技术的情况，本发明提供了一种含液态量子点的白光LED制备方法，有效避免了蓝光危害，显著提高了白光LED的显色指数及光色一致性，降低了LED的色温，并有效减缓了因有机聚合物老化而导致的光效降低情况。

对于本发明提供的第二个解决方案，请参阅图2，图2是含液态量子点的白光LED一实施方式的结构示意图，其中201为紫外LED芯片，202为液态量子点层，203为荧光粉玻璃层，204为透镜。本实施方式中含液态量子点的白光LED包括紫外LED芯片201、液态量子点层202、荧光粉玻璃层203、透镜204，且该含液态量子点的白光LED是由前述含液态量子点的白光LED制备方法制得，故本实施方式中的含液态量子点的白光LED与前述解决方案中所制备的含液态量子点的白光LED的结构和光学特性保持一致。

区别于现有技术的情况，本发明提供了一种含液态量子点的白光LED，有效避免了蓝光危害，显著提高了白光LED的显色指数及光色一致性，降低了LED的色温，并有效减缓了因有机聚合物老化而导致的光效降低情况。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种含液态量子点的白光LED制备方法，其特征在于，步骤包括：液态量子点稀释，配置浆料，丝网印刷并干燥，低温烧结，封装并固化；

所述配置浆料的步骤包括：将粘结剂加入有机溶剂中，并预热处理；将蓝色荧光粉、绿色荧光粉和玻璃粉以1:2:7的质量比加入含有粘结剂的有机溶剂中混合均匀，以作为浆料；

所述丝网印刷并干燥的步骤包括：将所述浆料通过丝网均匀涂覆至半球形的透镜表面，并干燥处理；

所述封装并固化的步骤包括：经所述液态量子点稀释后得到液态量子点稀释溶液，经所述低温烧结后在所述透镜表面得到荧光粉玻璃层，将所述液态量子点稀释溶液均匀滴至紫外LED芯片上形成液态量子点层，并将所述液态量子点层远离所述紫外LED芯片的一侧设置在所述荧光粉玻璃层上，且于所述透镜表面均匀涂覆一层紫外固化胶，然后通过紫外LED光照射使所述紫外固化胶固化。

2.根据权利要求1中所述的含液态量子点的白光LED制备方法，其特征在于，所述液态量子点稀释的步骤包括：将甲苯加入液态红色量子点溶液中，使液态红色量子点溶液浓度由20mg/ml稀释至5mg/ml，以作为液态量子点稀释溶液。

3.根据权利要求1中所述的含液态量子点的白光LED制备方法，其特征在于，所述低温烧结的步骤包括：将涂覆有所述浆料的透镜在600℃下低温烧结半小时，使所述浆料烧结形成荧光粉玻璃层。

4.一种含液态量子点的白光LED，其特征在于，包括：紫外LED芯片、液态量子点层、荧光粉玻璃层和透镜，且所述含液态量子点的白光LED是由权利要求1～3中任一所述的含液态量子点的白光LED制备方法制得。

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