CN206194786U - 一种基于CdxZn1‑xS@ZnSe量子点的白光LED装置 - Google Patents

一种基于CdxZn1‑xS@ZnSe量子点的白光LED装置 Download PDF

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张芹
吴倩倩
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Abstract

一种基于CdxZn1‑xS@ZnSe量子点的白光LED装置，包括LED芯片、反光罩、散热器和透光罩，所述反光罩为上端开口下端封闭的壳体，反光罩的内表面均为反光面，所述 LED 芯片焊接于反光罩内表面的底部，所述反光罩的下部固接有散热器，所述透光罩与反光罩固接，所述透光罩与 LED 芯片之间设有用于覆盖 LED 芯片的量子点发光灌封胶体。本实用新型相比于传统的在 LED 芯片上涂抹或点涂荧光粉的结构，采用CdxZn1‑xS@ZnSe量子点，其光色更加均匀，量子点的转换效率高，能量损耗低，稳定性好。

Description

一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光LED装置
技术领域
本实用新型属于照明领域，具体涉及一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光LED装置。
背景技术
随着全球能源危机以及人们节能环保意识的逐渐增强，大量节能环保材料走进了我们的生活，量子点白光LED因耗能低、热量小、寿命长等优点正逐步取代传统的照明材料，成为新一代的照明光源.目前，荧光粉发光材料已经被广泛的应用到发光二极管（LED）照明技术中，但是荧光粉的选择必须满足两个条件，第一是荧光粉的激发光谱必须与所选择的LED芯片的发射光谱相匹配，这样才能保证荧光粉材料被高效激发，获得高的光转换效率；第二是荧光粉的发射光谱可与蓝光芯片发射出的蓝光复合形成白光，或者在近紫外光激发下能复合或者单独形成白光。同时，为了保证白光LED的性能，荧光粉体还应有物理、化学的稳定性，抗潮，不与封装材料、半导体芯片发生作用，颗粒细小不易团聚。荧光粉的光衰大、颗粒均匀度差、使用寿命短，仍然不是最好的LED发光材料，且目前传统的蓝光芯片加荧光粉的封装形式发光二极管（LED），其演色性及色域覆盖率、发光效果较低。
考虑材料本身缺陷、能级匹配及制备工艺对LED装置性能的影响，设计了CdxZn1- xS@ZnSe量子点作为光电转换材料，利用合金宽吸收光谱，采用溶剂热合成技术，合成了可控粒径CdxZn1-xS@ZnSe量子点材料并将其应用于LED装置中。量子点相较于体半导体材料易调控能级使得电子给体和受体之间能级匹配，大幅提高LED装置的光电转换效率。CdxZn1- xS@ZnSe量子点荧光寿命很长，因此十分有利于光生电子的快速分离以及传输。
本发明分别采用溶剂热法中有机相合成的方法制备出不同发射波长的CdxZn1-xS@ZnSe量子点，并将其应用于太阳能电池中。有机相中制备的量子点具有较高的荧光量子产率，较好的单分散性和稳定性，光学性能优异且粒径可控。
量子点（QDs）为半导体纳米晶体，其粒径在1-10nm。量子点产品是以CdxZn1-xS为核心，ZnSe为壳层表面由疏水配体包裹的核/壳型荧光纳米材料，其粒径介于2-10nm之间，由数百到数千个原子组成，具有粒径均一，吸收光谱宽，发射光谱窄且堆成，荧光强度高且稳定等特点；激发波长从260nm-750nm。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光LED装置，其发光效率高，稳定性好，在照明领域具有极好的应用前景。
本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光 LED 装置，其特征在于：包括 LED 芯片、反光罩、散热器和透光罩，所述反光罩为上端开口下端封闭的壳体，反光罩的内表面均为反光面，所述 LED 芯片焊接于反光罩内表面的底部，所述反光罩的下部固接有散热器，所述透光罩与反光罩固接，所述透光罩与 LED 芯片之间设有用于覆盖 LED 芯片的量子点发光灌封胶体，所述量子点发光灌封胶体的量子点与硅胶混合而成。
进一步的，所述LED芯片包括依次基板、N型氮化镓层、发光层及 P 型氮化镓层，基板、N型氮化镓层、发光层及 P 型氮化镓层从下往上依次层叠，所述N型氮化镓层上设置有N电极，所述P型氮化镓层上设置有 P电极，所述基板与反光罩焊接。
进一步的，所述基板为氮化镓基板。
进一步的，所述反光罩呈上宽下窄的圆台体。
进一步的，所述反光罩采用金属材料制成。
进一步的，所述CdxZn1-xS@ZnSe量子点采用溶剂热法的特点，结合溶剂热法中有机相合成特点，成功合成CdxZn1-xS@ZnSe量子点，通过改变反应物配比、反应温度、反应时间来调节量子点粒径，使半导体量子点导带价带更易于二氧化钛导带价带匹配形成阶梯结构促进电子空穴传输，减少电子—空穴对的复合，提高量子点白光LED装置的光电转换效率。
本实用新型的有益效果是：本实用新型由于设置覆盖 LED 芯片的CdxZn1-xS@ZnSe量子点与硅胶混合的灌封胶体， LED芯片直接设置在分布有CdxZn1-xS@ZnSe量子点的硅胶内，LED芯片发出的光线激发量子点，从而使整个量子点发光硅胶发出白光，相比于传统的在 LED 芯片上涂荧光粉的结构，其光色更加均匀，CdxZn1-xS@ZnSe量子点的转换效率高，能量损耗少。特别地，CdxZn1-xS@ZnSe量子点荧光寿命很长，因此十分有利于光生电子的快速分离以及传输，从而提高LED装置的光学性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1 是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的LED芯片的结构示意图。
在图中，LED芯片1、反光罩2、散热器3和透光罩4，量子点发光灌封胶体 5，基板11、N型氮化镓层12、发光层13，P型氮化镓层14，N电极15，P电极16。
具体实施方式
本实用新型是这样来工作和实施的，参照图1，本实用新型的一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光LED装置，包括LED芯片1、反光罩2、散热器3和透光罩4，所述反光罩2为上端开口下端封闭的壳体，反光罩2的内表面均为反光面，所述LED芯片1焊接于反光罩2内表面的底部，所述反光罩 2 的下部固接有散热器3，所述透光罩4与反光罩2固接，所述透光罩4与LED芯片1之间设有用于覆盖LED芯片1的量子点发光灌封胶体 5。
本实用新型由于设置覆盖LED芯片1的量子点发光灌封胶体5，LED芯片1直接设置在分布有量子点荧光粉的灌封胶内，LED芯片1 发出的光线激发量子点荧光粉，从而使整个量子点发光灌封胶发出白光，相比于传统的在LED芯片1上涂抹或点涂荧光层的结构，其光色更加均匀，量子点荧光粉的转换效率高，能量损耗少。特别地，LED 芯片1焊接于反光罩2内，LED芯片1发出的光线经反光罩2内表面反射后，均可有效射出，出光率高，而且反光罩2下部固接散热器3，LED 芯片1发光产生的热量通过反光罩2直接传递到散热器3上，散热效率高延长LED芯片1的使用寿命。
参照图2，所述LED芯片1包括依次叠装的基板11、N型氮化镓层12、发光层13及P型氮化镓层14，所述N型氮化镓层 12 上设置有N电极15，所述P型氮化镓层14上设置有P电极16，所述基板 11与反光罩2焊接。形成横向结构的LED芯片1，结构简单，制作工艺成熟。在此，所述基板11可为蓝宝石基11、硅基板11、氮化镓基板11或氮化铝基板11。
本实用新型中所述量子点发光胶体5为CdxZn1-xS@ZnSe量子点发光灌封胶体，即将CdxZn1-xS@ZnSe量子点均匀分布于道康宁硅胶OE6550硅胶中，其具备廉价、无毒的优点，所述CdxZn1-xS@ZnSe量子点发光灌封胶体制备过程如下：
本发明CdxZn1-xS@ZnSe量子点合成具体步骤如下：
（1）将摩尔比为1:10的氧化镉和乙酸锌加入于含一定体积油酸的三颈烧瓶中，同时装置需搭载球形冷凝管，脱气抽真空40分钟，同时将2mmol的S粉倒入含有2ml 1-十八烯的单口烧瓶中，加热至100℃使S粉完全溶解；
（2）在氮气保护下将反应加热至150℃，注入1-十八烯，然后将装置再次抽成真空，然后打开三通阀往装置中充入高纯Ar，反复三次使得装置内和溶剂中完全无氧；
（3）继续加热将温度升至300℃，快速注入含S粉的1-十八烯溶液，反应10分钟后，待温度升至310℃后缓慢滴入含Se的TBP溶液，反应30分钟后快速降至室温。
本实用新型CdxZn1-xS@ZnSe量子点分离提纯步骤如下：
将制得的量子点移入烧杯中，缓慢持续加入乙醇，当看到有沉淀生成时继续加入乙醇直至沉淀不再生成；将得到含有沉淀的溶液移入50mL离心管中，12000rmp离心10min得到CdxZn1-xS@ZnSe量子点粉末。反复五次即可得纯净的CdxZn1-xS@ZnSe量子点。
本实用新型CdxZn1-xS@ZnSe量子点与硅胶结合得到光转换材料步骤如下：
将得到的量子点重新分散道康宁硅胶OE6550中混合得到光转换材料，并将量子点与硅胶混合材料涂覆在460nm蓝色氮化镓LED芯片上制备白光LED装置；最后，将制备的白光LED装置放置在真空炉中100℃下退火30min干燥，再于150℃下加热固化100min，最终制备得到白光LED装置。

Claims (5)

1.一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光 LED 装置，其特征在于：包括 LED 芯片、反光罩、散热器和透光罩，所述反光罩为上端开口下端封闭的壳体，反光罩的内表面均为反光面，所述 LED 芯片焊接于反光罩内表面的底部，所述反光罩的下部固接有散热器，所述透光罩与反光罩固接，所述透光罩与 LED 芯片之间设有用于覆盖 LED 芯片的量子点发光灌封胶体，所述量子点发光灌封胶体为量子点与硅胶混合而成。
2.根据权利要求 1 所述的一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光 LED装置，其特征在于：所述LED芯片包括依次基板、N型氮化镓层、发光层及 P 型氮化镓层，基板、N型氮化镓层、发光层及 P 型氮化镓层从下往上依次层叠，所述N型氮化镓层上设置有N电极，所述P型氮化镓层上设置有 P电极，所述基板与反光罩焊接。
3.根据权利要求 2 所述的一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光 LED 装置，其特征在于：所述基板为氮化镓基板。
4.根据权利要求 1 所述的一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光LED装置，其特征在于：所述反光罩呈上宽下窄的圆台体。
5.根据权利要求 1 所述的一种基于CdxZn1-xS@ZnSe量子点的白光 LED 装置，其特征在于：所述反光罩采用金属材料制成。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108546553A (zh) * 2018-05-10 2018-09-18 纳晶科技股份有限公司 一种ii-ii-vi合金量子点、其制备方法及其应用
CN108546553B (zh) * 2018-05-10 2022-12-02 纳晶科技股份有限公司 一种ii-ii-vi合金量子点、其制备方法及其应用
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CN108767094A (zh) * 2018-05-15 2018-11-06 岭南师范学院 一种CdxZn1-xSe@ZnS量子点制备的白光LED器件
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