CN115732616A - 量子限域色转换层、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种量子限域色转换层、其制备方法及应用。该量子限域色转换层包括填充体和封装材料，封装材料封装在填充体表面；其中，填充体包括多孔骨架基质和色转换材料，色转换材料填充在多孔骨架基质的孔隙中；其中，多孔骨架基质的孔隙中，至少一个维度的尺寸≤10nm。本发明通过使用多孔骨架基质构建量子限域空间，结合生长填充于其上的色转换材料和包覆于其外的封装材料，来实现原有量子点的高光致发光效率，光子转换效率高、稳定性好、普适性强，可以少用甚至不用传统的量子点发光材料，从根本上克服了量子点自身稳定性差的问题，在保证较高发光效率的前提下，稳定性相对于量子点色转换层有极大改善。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体而言，涉及一种量子限域色转换层、其制备方法及应用。
背景技术
基于色转换层的Mini/Micro-LED器件是目前Mini/Micro-LED超清显示技术实现的主要路径之一。目前，量子点色转换层是最为主流的色转换层，其成本低、色域广，已成功应用于显示市场。
量子点色转换层主要的优势在于量子点超高的光致发光效率，最高可达到接近100％的荧光量子产率，从而保证经过色转换后其发光效率不发生明显的衰减。这主要得益于发光半导体在制备成为三维尺寸小于10nm的量子点后会拥有量子限域效应，其光致激发产生的电子空穴对/激子会被限制在非常小的空间当中，大大增加了辐射复合的几率，从而增强了发光效率。
将量子点材料直接涂覆于Mini/Micro-LED发光芯片之上效果不佳，可能的原因是量子点直接与工作的芯片接触会有一定的热量传导，且直接向外暴露也会受到外界水氧影响，从而共同降低量子点材料的稳定性，导致色转换效率下降及光谱偏移；因此，目前成熟的量子点色转换产品都将量子点材料与其他材料相结合，例如：将量子点填充入多孔材料、将量子点混合到聚合物薄膜中等方式，通过其他材料的包覆支撑达到与芯片及外界隔离的效果，提升量子点自身的稳定性。
现阶段量子点色转换层已成功应用于商业化显示产品，但其固有稳定性差的问题是制约其完全替代RGB全彩化芯片显示技术的主要因素。尽管现有量子点色转换层常采用的其他材料或结构对其进行封装极大改善了色转换层的稳定性，但量子点自身的稳定性问题仍旧难以解决：当量子点表面配体因光照、升温等因素发生脱落，则量子点结构将不再稳定，其更倾向于与周围量子点发生融合。而融合之后发光材料的三维体积大于10nm，其量子限域效应将随着融合体积的增大逐渐消失，从而降低发光效率并使光谱发生明显偏移，这就使得最终显示屏的显示效果在亮度及颜色方面十分不均匀。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种量子限域色转换层、其制备方法及应用，以解决现有技术中LED色转换层无法兼顾高发光效率和高稳定性的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种量子限域色转换层，包括填充体和封装材料，封装材料封装在填充体表面；其中，填充体包括多孔骨架基质和色转换材料，色转换材料填充在多孔骨架基质的孔隙中；其中，多孔骨架基质的孔隙中，至少一个维度的尺寸≤10nm。
进一步地，多孔骨架基质的材料包括氧化物、Ⅲ-Ⅴ族无机化合物和有机聚合物的一种或多种；优选地，氧化物包括Al2O3和/或TiO2；优选地，Ⅲ-Ⅴ族无机化合物包括GaN和/或AlGaN；优选地，有机聚合物包括PMMA和/或PDMS。
进一步地，多孔骨架基质的材料包括Al2O3、TiO2、SiO2、CaO和GaN的一种或多种。
进一步地，色转换材料包括Ⅱ-Ⅵ族半导体材料、Ⅲ-Ⅴ族半导体材料、有机无机杂化钙钛矿材料、荧光粉材料、有机发光材料、有机染料和金属骨架复合材料的一种或多种；优选地，Ⅱ-Ⅵ族半导体材料包括CdSe、CdS和InP的一种或多种；优选地，Ⅲ-Ⅴ族半导体材料包括GaN、InGaN和AlGaInP的一种或多种；优选地，有机无机杂化钙钛矿材料包括CH3NH3PbI3和/或CsPbBr3；优选地，荧光粉材料包括锰掺杂卤磷酸钙、铕掺杂氧化钇和铽掺杂铝酸盐的一种或多种；优选地，有机发光材料包括联吡啶钌、TFB和TPBi的一种或多种；优选地，有机染料包括靛蓝、海昌蓝和钛菁的一种或多种；优选地，金属骨架复合材料包括ZIF-67@C3N4、ZIF-8@C3N4和ZIF-67@CsPbBr3的一种或多种。
进一步地，色转换材料的吸收系数≥1×103；优选地，色转换材料为CH3NH3PbI3和/或CsPbBr3。
进一步地，封装材料包括聚合物复合材料和/或无机材料；优选地，聚合物复合材料包括PMMA、PDMS、紫外固化胶和热固胶的一种或多种，紫外固化胶包括SU-8、PI 1173和PI184的一种或多种，热固胶包括热固性丙烯酸胶和/或热固性环氧灌封胶；优选地，无机材料包括SiO2和/或Na2O·nSiO2，n为0.01～5；更优选地，封装材料为SU-8光刻负胶和/或PDMS。
根据本发明的另一方面，提供了上述的量子限域色转换层的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，制备多孔骨架基质，其中，多孔骨架基质的孔隙中，至少一个维度的尺寸≤10nm；步骤S2，将色转换材料填充在多孔骨架基质的孔隙中，得到填充体；步骤S3，采用模板法将封装材料封装在填充体表面，得到量子限域色转换层。
进一步地，步骤S1中，多孔骨架基质的制备方法为电化学刻蚀法、气相刻蚀法和溶液生长法的一种或多种，步骤S2中，填充体的制备方法为电化学沉积法、气相沉积法和溶液晶种生长法的一种或多种；优选地，当多孔骨架基质的材料为GaN时，步骤S1中采用电化学刻蚀法进行制备；和/或当多孔骨架基质的材料为TiO2时，步骤S1中采用溶液生长法进行制备；优选地，当色转换材料为钙钛矿CH3NH3PbI3时，步骤S2中采用电化学沉积法进行制备；和/或当色转换材料为钙钛矿CsPbBr3时，步骤S2中采用气相沉积法进行制备。
根据本发明的另一方面，提供了上述的量子限域色转换层在Mini/Micro-LED中的应用。
根据本发明的另一方面，提供了一种LED芯片，包括RGB芯片和色转换层，色转换层为本发明的量子限域色转换层。
本发明针对Mini/Micro-LED的色转换器件，设计了一种包含多孔骨架基质、色转换材料和封装材料的量子限域色转换层，其中多孔骨架基质至少一个维度的孔隙尺寸≤10nm。该量子限域色转换层通过使用多孔骨架基质构建量子限域空间，结合生长填充于其上的色转换材料和包覆于其外的封装材料，来实现原有量子点的高光致发光效率，光子转换效率高、稳定性好、普适性强。而且，本发明的量子限域色转换层可以少用甚至不用传统的量子点发光材料，无量子点自身配体脱落、材料融合等不利影响，从根本上克服了量子点自身稳定性差的问题，在保证较高发光效率的前提下，该量子限域色转换层的稳定性相对于量子点色转换层有极大改善。进一步还可以省略传统量子点色转换层制备中的前端量子点合成工艺，从而取消传统量子点合成对于半导体发光材料的限制，拓宽色转换材料的选择范围，降低成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例1的多孔骨架基质结构示意图；
图2示出了根据本发明的实施例1的填充体结构示意图；
图3示出了根据本发明的实施例1的量子限域色转换层结构示意图；以及
图4示出了根据本发明的实施例1的Micro-LED结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、多孔骨架基质；2、色转换材料；3、封装材料；a、量子限域色转换层；b、单RGB发光芯片。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如本发明背景技术中所述，现有技术中存在LED色转换层无法兼顾高发光效率和高稳定性的问题。为了解决上述问题，在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种量子限域色转换层，包括填充体和封装材料，封装材料封装在填充体表面；其中，填充体包括多孔骨架基质和色转换材料，色转换材料填充在多孔骨架基质的孔隙中；其中，多孔骨架基质的孔隙中，至少一个维度的尺寸≤10nm。
本发明的应用于Mini/Micro-LED芯片的量子限域色转换层包含三个基本组成部分：多孔骨架基质、色转换材料和封装材料，其相对位置如上所述。其中骨架基质需具备多孔骨架结构，且其骨架孔隙尺寸至少一个维度，最好绝大部分小于10nm，以方便地构建量子限域空间；色转换材料填充至多孔骨架基质的孔隙当中，基于多孔骨架基质孔隙不到10nm的孔隙限域，可得到与量子点相媲美的发光效率；最终通过惰性封装材料将整个填有色转换材料的多孔骨架基质进行包覆(如果多孔骨架基质中还有剩余孔隙，也可以一并填满)，形成易于操作集成的芯片色转换层单元。
本发明的量子限域色转换层光子转换效率高、稳定性好、普适性强。而且，通过色转换层新结构和材料创新结合，其一，通过为色转换材料构筑量子尺寸的限域空间而实现传统量子点的效果，因此新结构可打破必须使用量子点的限制，无需采用量子点色转换层，仍可通过量子限域效应达到高色转换效率；其二，无量子点自身配体脱落、材料融合等不利影响，避免了量子点的固有稳定性问题，在保证较高发光效率的前提下，该量子限域色转换层的稳定性相对于量子点色转换层有极大改善；其三，省略传统量子点色转换层制备中的前端量子点合成工艺，从而取消了传统量子点合成对于半导体发光材料的限制，拓宽色转换材料在Mini/Micro-LED中的使用种类。
上述多孔骨架基质材料包括但不限于各种塑性强、刚性强、可见光透明的有机、无机、复合材料等，在一种优选的实施方式中，多孔骨架基质的材料包括氧化物、Ⅲ-Ⅴ族无机化合物和有机聚合物的一种或多种；优选地，氧化物包括Al2O3和/或TiO2；优选地，Ⅲ-Ⅴ族无机化合物包括GaN和/或AlGaN；优选地，有机聚合物包括PMMA和/或PDMS。上述多孔骨架基质材料可以在有效构建量子限域空间的同时，进一步确保基本不影响色转换材料的吸光及发光过程，使色转换材料仍保持超高的光致发光效率；同时具有更好的化学惰性，不会与色转换材料及封装材料发生化学反应，从而进一步保证了量子限域色转换层在高温、高湿环境下拥有更加良好的稳定性。
在一种优选的实施方式中，多孔骨架基质的材料包括Al2O3、TiO2、SiO2、CaO和GaN的一种或多种，上述多孔骨架基质材料可以进一步降低成本，在使得量子限域色转换层具有更高的发光效率和更好的稳定性的同时，制备过程更加简便，实用性更强。
上述色转换材料包括但不限于一种或者多种可发光的半导体材料，在一种优选的实施方式中，色转换材料包括Ⅱ-Ⅵ族半导体材料、Ⅲ-Ⅴ族半导体材料、有机无机杂化钙钛矿材料、荧光粉材料、有机发光材料、有机染料和金属骨架复合材料的一种或多种；优选地，Ⅱ-Ⅵ族半导体材料包括CdSe、CdS和InP的一种或多种；优选地，Ⅲ-Ⅴ族半导体材料包括GaN、InGaN和AlGaInP的一种或多种；优选地，有机无机杂化钙钛矿材料包括CH3NH3PbI3和/或CsPbBr3；优选地，荧光粉材料包括锰掺杂卤磷酸钙、铕掺杂氧化钇和铽掺杂铝酸盐的一种或多种；优选地，有机发光材料包括联吡啶钌、TFB和TPBi的一种或多种；优选地，有机染料包括靛蓝、海昌蓝和钛菁的一种或多种；优选地，金属骨架复合材料包括ZIF-67@C3N4、ZIF-8@C3N4和ZIF-67@CsPbBr3的一种或多种。上述色转换材料光致激发产生的电子空穴对/激子的再辐射复合效率在本发明上述多孔骨架基质中的量子限域效应更高，发光效率也得到进一步增强。
色转换材料可根据需求选择具备上转换或下转换功能的材料，在一种优选的实施方式中，色转换材料的吸收系数≥1×103，其吸收系数越高，色转换材料越适用于本发明的量子限域色转换层体系。优选地，色转换材料为CH3NH3PbI3和/或CsPbBr3，上述色转换材料可以在使得量子限域色转换层具有更高的发光效率的同时，制备过程更加简便，实用性更强。
上述封装材料包括但不限于稳定性好、塑性强、化学惰性好的有机或无机透明材料，在一种优选的实施方式中，封装材料包括聚合物复合材料和/或无机材料；优选地，聚合物复合材料包括PMMA、PDMS、紫外固化胶和热固胶的一种或多种，紫外固化胶包括SU-8、PI1173和PI 184的一种或多种，热固胶包括热固性丙烯酸胶和/或热固性环氧灌封胶；优选地，无机材料包括SiO2和/或Na2O·nSiO2，n为0.01～5；更优选地，封装材料为SU-8光刻负胶和/或PDMS。上述封装材料自身稳定性更好，隔绝水氧能力更强，且不吸收可见光，更适合于本发明的量子限域色转换层体系，能够在提供物理保护的同时，进一步增加色转换层的稳定性。
在本发明又一种典型的实施方式中，还提供了上述量子限域色转换层的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，制备多孔骨架基质，其中，多孔骨架基质的孔隙中，至少一个维度的尺寸≤10nm；步骤S2，将色转换材料填充在多孔骨架基质的孔隙中，得到填充体；步骤S3，采用模板法将封装材料封装在填充体表面，得到量子限域色转换层。
在一种优选的实施方式中，步骤S1中，多孔骨架基质的制备方法为电化学刻蚀法、气相刻蚀法和溶液生长法的一种或多种，步骤S2中，填充体的制备方法为电化学沉积法、气相沉积法和溶液晶种生长法的一种或多种。
本发明先制备得到多孔骨架基质，骨架基质的制备方法包括但不限于电化学刻蚀法、气相刻蚀法、溶液生长法等，具体的制备方法可以根据多孔骨架基质材料进行选择和调整。需要说明的是，多孔骨架基质中孔隙的尺寸至少需要保证在一个维度上小于10nm，其孔隙的形状可以为0维量子点、1维量子线、2维量子片、3维量子网络等，至少一个维度的量子尺寸限域可确保填充的色转换材料高效发光。
然后将色转换材料在多孔骨架基质当中进行生长沉积，填充在多孔骨架基质的孔隙中，生长方法包括但不限于溶液晶种生长法、气相沉积法、电化学沉积法等，具体的制备方法可以根据色转换材料进行选择和调整。需要说明的是，色转换材料的沉积无需保证其能够完全充满孔隙，但需要保证孔隙内的材料已合成转化完全；本发明对色转换材料的形态无特殊要求，可以是量子点、纳米片、纳米纤维等；此外生长过程中多孔骨架基质外壁附着的非量子尺度色转换材料可进一步处理(比如采用离子打磨)将其去除，避免降低最终量子限域色转换层的色转换效率。
最后采用模板法将封装材料封装在填充体表面，以将整个填有色转换材料的多孔骨架基质进行包覆(如果多孔骨架基质中还有剩余孔隙，也可以一并填满)。具体地，将已进行色转换材料填充的多孔骨架基质置于根据需要(比如根据发光芯片与色转换层相结合的最优方式)设计的模板当中，将封装材料填充或生长于整个模板，经过后续固化过程即可获得封装良好且拥有固定形状的量子限域色转换层。
本发明的上述制备方法可以根据不同材料的选择灵活调整，以更好地适应现有生产线，普适性更佳。制备得到的量子限域色转换层通过使用多孔骨架基质构建量子限域空间，结合生长于其上的色转换材料和包覆于其外的封装材料，来实现相当于原有量子点的高光致发光效率，光子转换效率高、稳定性好。
如上所述，具体制备方法可以根据不同材料的选择灵活调整，在一种优选的实施方式中，当多孔骨架基质的材料为GaN时，步骤S1中采用电化学刻蚀法进行制备，通过刻蚀时间及电解液浓度控制孔径大小；和/或当多孔骨架基质的材料为TiO2时，步骤S1中采用溶液生长法进行制备，通过反应温度、反应时间等关键参数控制孔径大小及结构；上述多孔骨架基质的材料及其相应制备方法的适配性更佳，能够为色转换材料提供量子限域效应更强的骨架结构。
优选地，当色转换材料为钙钛矿CH3NH3PbI3时，步骤S2中采用电化学沉积法进行制备，采用电化学方法控制反应时间将金属Pb沉积于多孔骨架内部，随后采用CH3NH3I气体反应方式将钙钛矿生长于多孔骨架内部；和/或当色转换材料为钙钛矿CsPbBr3时，步骤S2中采用气相沉积法进行制备，通过控制常规化学气相沉积方法将CsPbBr3钙钛矿沉积进入多孔骨架。上述色转换材料及其相应制备方法的适配性更佳，能够进一步提高量子限域色转换层的光子转换效率。
需要说明的是，在了解本发明技术方案的基础上，通过对制备工艺参数进行适当调整以获得目标性能的量子限域色转换层是本领域技术人员可以理解的，具体调整方式在此不再赘述。
在本发明又一种典型的实施方式中，还提供了上述量子限域色转换层在Mini/Micro-LED中的应用，可以作为量子点色转换层的稳定替代品。
在本发明又一种典型的实施方式中，还提供了一种LED芯片，包括RGB芯片和色转换层，色转换层为本发明的量子限域色转换层，可以同时具有较高的光子转换效率和良好的稳定性。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1SU-8@GaN@CH3NH3PbI3色转换层的构筑
第一步，制备GaN多孔骨架基质。将掺杂浓度为1018cm-3的n型GaN材料接入三电极电化学池中的阴极，阳极为Pt电极，参比电极为常见Ag/AgCl电极，电解液采用草酸溶液；在脉冲模式下施加20V电压工作10min，即可将n型GaN材料刻蚀为孔隙尺寸>100nm的多孔GaN材料。随后采用原子层沉积(ALD)技术将绝缘透明的Al2O3沉积到孔中，控制沉积时间为30min从而实现小于10nm的孔隙，得到GaN多孔骨架基质，结构示意图见图1。
第二步，将钙钛矿CH3NH3PbI3填充入GaN多孔骨架基质。采用电化学方法在GaN孔中沉积Pb金属，加入1.7g PbCl2、25g柠檬酸三钠、100mL水；通过稳压器提供60Hz频率、5V振幅的正弦电压信号，持续10s，可以在GaN孔中沉积Pb金属，直至Pb金属沉积出GaN孔洞并溢出到GaN的表面；在管式炉中放置沉积有Pb金属的GaN多孔骨架基质与CH3NH3I粉末，用Ar气将管式炉充满，并将管式炉加热至180度，维持5min左右，保证CH3NH3I气体与Pb金属的充分反应；最终采用离子打磨的方式去除GaN模板表面多余的CH3NH3PbI3，得到填充体，结构示意图见图2。
第三步，采用SU-8光刻负胶将GaN@CH3NH3PbI3封装。将GaN@CH3NH3PbI3放置于长条形模板当中，同时将一定量的SU-8负胶灌入长条形模板当中静置20min，灌胶高度应没过GaN@CH3NH3PbI3材料，期间SU-8胶将充分渗入材料未填满孔隙处，随后经过氙灯固化即可得到SU-8@GaN@CH3NH3PbI3色转换层，结构示意图见图3。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：第二步将CH3NH3PbI3替换为CsPbBr3。CsBr:PbBr2＝3:1进行混合球磨至黄色备用；在管式炉中的石英管子一边放置盛有球磨CsPbBr3前驱体的石英舟，另一端放置多孔GaN多孔骨架基质；管式炉需要首先外接真空泵，通过向外抽气，排除GaN中孔的空气，在10-5torr真空下抽15min；以5度/min的速度对管式炉中的CsPbBr3前驱体进行加热，同时以2×10-5torr/min的速度释放管中的压力，其中，当温度加热到400度时CsPbBr3前驱体将被蒸发出来；由于管中气压与GaN孔中气压存在压强差，因此蒸发出来的CsPbBr3前驱体将被吸入GaN孔内，GaN多孔骨架基质的温度较低，进入孔中的CsPbBr3前驱体将沉积下来，不断结晶在孔中形成纳米线；最后GaN表面过量的CsPbBr3采用Ar+打磨(打磨参数参考：300V，40min，在1.4×10-4Torr)。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：第一步将GaN多孔骨架基质替换为TiO2多孔骨架基质。TiO2多孔骨架基质通过质量分数15％的TiO2浆料在450度高温下烧结5h而成。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：第三步将SU-8封装材料替换为成本更低的PDMS。将常规PDMS试剂与固化剂按照质量比10:1进行混合并充分搅拌10min，随后将PDMS预聚体通过真空抽取去除其中搅拌过程中产生的气泡；将无气泡的PDMS预聚体灌入模板当中静置20min，然后将灌有PDMS的模板置于烘箱中75度固化3h，取出静置至室温即可完成PDMS封装层的制备。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：第一步将GaN多孔骨架基质替换为由2-甲基咪唑和硝酸锌制备得到的沸石咪唑酯材料ZIF-8金属有机骨架。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：不使用多孔GaN骨架基质，直接将色转换材料替换为CH3NH3PbBr3量子点，封装材料替换为聚合物PMMA。
将实施例1至4和对比例1至2中的色转换层进行光子转换效率测试，并进一步组装成Micro-LED芯片进行稳定性性能测试，结果见表1。实施例1的色转换层组装成的Micro-LED芯片结构示意图见图4。
测试方法：
光子转换效率：采用FLS 1000爱丁堡荧光光谱仪测试样品的光致发光转换效率，采用450nm波长激发样品。为避免样品的light soaking效应导致测试结果不准确，激发光照射样品120s后通过积分球收集光谱结果并计算光子转换效率。
稳定性：在80℃温度、80％湿度环境下放置持续工作的Micro-LED芯片样品，底部Micro-LED芯片以1000cd m-2的亮度持续激发顶部色转换层样品；每24h测试一次样品的光子转换效率并计算其效率衰减至峰值的一半时所对应的样品稳定性(T50)。
表1
| 光子转换效率 | 稳定性(T<sub>50</sub>) | |
| 实施例1 | 90％ | 360h |
| 实施例2 | 80％ | 264h |
| 实施例3 | 83％ | 312h |
| 实施例4 | 92％ | 216h |
| 对比例1 | 50％ | 144h |
| 对比例2 | 42％ | 72h |
由上可知，与对比例相比，本发明各实施例中的量子限域色转换层通过使用多孔骨架基质构建量子限域空间，结合生长填充于其上的色转换材料和包覆于其外的封装材料，来实现原有量子点的高光致发光效率，光子转换效率高、稳定性好、普适性强。而且，可以少用甚至不用传统的量子点发光材料，无量子点自身配体脱落、材料融合等不利影响，从根本上克服了量子点自身稳定性差的问题，在保证较高发光效率的前提下，该量子限域色转换层的稳定性相对于量子点色转换层有极大改善。进一步还可以省略传统量子点色转换层制备中的前端量子点合成工艺，从而取消传统量子点合成对于半导体发光材料的限制，拓宽色转换材料的选择范围，降低成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种量子限域色转换层，其特征在于，包括填充体和封装材料，所述封装材料封装在所述填充体表面；
其中，所述填充体包括多孔骨架基质和色转换材料，所述色转换材料填充在所述多孔骨架基质的孔隙中；
其中，所述多孔骨架基质的孔隙中，至少一个维度的尺寸≤10nm。
2.根据权利要求1所述的量子限域色转换层，其特征在于，所述多孔骨架基质的材料包括氧化物、Ⅲ-Ⅴ族无机化合物和有机聚合物的一种或多种；
优选地，所述氧化物包括Al2O3和/或TiO2；
优选地，所述Ⅲ-Ⅴ族无机化合物包括GaN和/或AlGaN；
优选地，所述有机聚合物包括PMMA和/或PDMS。
3.根据权利要求1或2所述的量子限域色转换层，其特征在于，所述多孔骨架基质的材料包括Al2O3、TiO2、SiO2、CaO和GaN的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的量子限域色转换层，其特征在于，所述色转换材料包括Ⅱ-Ⅵ族半导体材料、Ⅲ-Ⅴ族半导体材料、有机无机杂化钙钛矿材料、荧光粉材料、有机发光材料、有机染料和金属骨架复合材料的一种或多种；
优选地，所述Ⅱ-Ⅵ族半导体材料包括CdSe、CdS和InP的一种或多种；
优选地，所述Ⅲ-Ⅴ族半导体材料包括GaN、InGaN和AlGaInP的一种或多种；
优选地，所述有机无机杂化钙钛矿材料包括CH3NH3PbI3和/或CsPbBr3；
优选地，所述荧光粉材料包括锰掺杂卤磷酸钙、铕掺杂氧化钇和铽掺杂铝酸盐的一种或多种；
优选地，所述有机发光材料包括联吡啶钌、TFB和TPBi的一种或多种；
优选地，所述有机染料包括靛蓝、海昌蓝和钛菁的一种或多种；
优选地，所述金属骨架复合材料包括ZIF-67@C3N4、ZIF-8@C3N4和ZIF-67@CsPbBr3的一种或多种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的量子限域色转换层，其特征在于，所述色转换材料的吸收系数≥1×103；
优选地，所述色转换材料为CH3NH3PbI3和/或CsPbBr3。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的量子限域色转换层，其特征在于，所述封装材料包括聚合物复合材料和/或无机材料；
优选地，所述聚合物复合材料包括PMMA、PDMS、紫外固化胶和热固胶的一种或多种，所述紫外固化胶包括SU-8、PI 1173和PI 184的一种或多种，所述热固胶包括热固性丙烯酸胶和/或热固性环氧灌封胶；优选地，所述无机材料包括SiO2和/或Na2O·nSiO2，n为0.01～5；
更优选地，所述封装材料为SU-8光刻负胶和/或PDMS。
7.权利要求1至6中任一项所述的量子限域色转换层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，制备多孔骨架基质，其中，所述多孔骨架基质的孔隙中，至少一个维度的尺寸≤10nm；
步骤S2，将色转换材料填充在所述多孔骨架基质的孔隙中，得到填充体；
步骤S3，采用模板法将封装材料封装在所述填充体表面，得到所述量子限域色转换层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述多孔骨架基质的制备方法为电化学刻蚀法、气相刻蚀法和溶液生长法的一种或多种，所述步骤S2中，所述填充体的制备方法为电化学沉积法、气相沉积法和溶液晶种生长法的一种或多种；
优选地，当所述多孔骨架基质的材料为GaN时，所述步骤S1中采用所述电化学刻蚀法进行制备；和/或当所述多孔骨架基质的材料为TiO2时，所述步骤S1中采用所述溶液生长法进行制备；
优选地，当所述色转换材料为钙钛矿CH3NH3PbI3时，所述步骤S2中采用所述电化学沉积法进行制备；和/或当所述色转换材料为钙钛矿CsPbBr3时，所述步骤S2中采用所述气相沉积法进行制备。
9.权利要求1至6中任一项所述的量子限域色转换层在Mini/Micro-LED中的应用。
10.一种LED芯片，包括RGB芯片和色转换层，其特征在于，所述色转换层为权利要求1至6中任一项所述的量子限域色转换层。
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