CN208862021U - 一种多层封装量子点的led涂层 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种多层封装量子点的LED涂层，包括传统封装材料层和散在分布于传统封装材料层内的若干个量子点与散射粒子的封装颗粒，量子点与散射粒子的封装颗粒由内至外依次包括量子点、相容性聚合物层以及水氧阻隔薄膜层，若干无机纳米散射粒子散在分布于相容性聚合物层内。相容性聚合物与量子点具有高相容性，杜绝量子点高表面能属性破坏胶体的交联，提高了量子点的稳定性。

Description

一种多层封装量子点的LED涂层
技术领域
本实用新型涉及LED发光材料封装技术领域，特别是涉及一种多层封装量子点的LED涂层。
背景技术
近年来，量子点(Quantum Dots)作为粒径小于10纳米的发光材料，具有激发光谱宽，荧光光谱窄，荧光效率高等优点，受到LED照明与显示领域的重大关注，有望取代荧光粉而成为下一代发光材料。量子点涂层作为一种光学膜片，在LED封装领域倍受重视，如液晶显示器背光模组，LED灯具远程荧光膜片等，可明显提升器件的色彩饱和度，提高亮度，降低功耗等。量子点具有广阔的发展前景。
由于量子点量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应等量子特性，对光学封装应用的胶体性质要求极高，寻求性质高相容性胶体一直是封装领域的研究热点，并且由于量子点自身对光的不透射、不反射导致其对光的吸收强，容易造成量子点的淬灭，限制其进一步推广应用。同时，目前量子点在实际应用中稳定性差，如何保证量子点在使用过程中保持长期的稳定成为亟待解决的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种多层封装量子点的LED涂层的制备方法，可规模化制备稳定性高、散射强的量子点颗粒，可直接用于实际封装，提高量子点的封装应用效率。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种多层封装量子点的LED涂层，包括传统封装材料层和散在分布于传统封装材料层内的若干个量子点与散射粒子的封装颗粒，量子点与散射粒子的封装颗粒由内至外依次包括量子点、相容性聚合物层以及水氧阻隔薄膜层，若干无机纳米散射粒子散在分布于相容性聚合物层内。
进一步，相容性聚合物层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯中的任意一种或几种的组合。
进一步，水氧阻隔薄膜层的材料为二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡中的任意一种或其组合。
进一步，量子点为量子点荧光粉，量子点荧光粉为CdSe量子点、CdTe量子点、荧光C量子点和钙钛矿量子点中的任意一种或其组合。
进一步，无机纳米散射粒子为TiO2、ZnO、SiO2粒子中的任意一种或其组合。
进一步，传统封装材料层的材料为光学树脂。
总的说来，本实用新型具有如下优点：
一种多层封装量子点的LED涂层，包括传统封装材料层和散在分布于传统封装材料层内的若干个量子点与散射粒子的封装颗粒，量子点与散射粒子的封装颗粒由内至外依次包括量子点、相容性聚合物层以及水氧阻隔薄膜层，若干无机纳米散射粒子散在分布于相容性聚合物层内。相容性聚合物与量子点具有高相容性，杜绝量子点高表面能属性破坏胶体的交联，量子点在相容性聚合物层以及水氧阻隔薄膜层的层层保护下，提高了量子点的稳定性，提高了量子点包裹的致密性，极大增强了量子点水氧阻隔能力，进一步提升量子点封装应用的效率，同时无机纳米散射粒子对量子点的光功能调控，更好地控制量子点的发光质量，提高量子点的利用效率。
附图说明
图1为本实用新型一种多层封装量子点的LED涂层的结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大结构示意图。
图3为具体实施例所制备的钙钛矿量子点的电镜图。
图4为具体实施例所制备的钙钛矿量子点溶液的吸收和光致发光光谱。
其中图1、图2中包括有：
1——量子点，2——相容性聚合物层，3——水氧阻隔薄膜层，4——传统封装材料层，5——无机纳米散射粒子，6——量子点与散射粒子的封装颗粒。
具体实施方式
下面来对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1、图2所示，一种多层封装量子点的LED涂层，包括传统封装材料层4和散在分布于传统封装材料层4内的若干个量子点与散射粒子的封装颗粒6，量子点与散射粒子的封装颗粒6由内至外依次包括量子点1、相容性聚合物层2以及水氧阻隔薄膜层3，若干无机纳米散射粒子5散在分布于相容性聚合物层2内。
相容性聚合物层2的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯中的任意一种或几种的组合。水氧阻隔薄膜层3的材料为二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡中的任意一种或其组合。量子点1为量子点荧光粉，量子点荧光粉为CdSe量子点、CdTe量子点、荧光C量子点和钙钛矿量子点中的任意一种或其组合。无机纳米散射粒子5为TiO2、ZnO、SiO2粒子中的任意一种或其组合。传统封装材料层4的材料为光学树脂。
一种多层封装量子点的LED涂层的制备方法，包括如下步骤，S1、制备量子点前驱体溶液，将量子点溶液和相容性聚合物溶液混合并进行真空离心搅拌，得到分散的量子点胶体混合物；S2、量子点胶体混合物中添加无机纳米散射粒子进行光功能调控，二次搅拌后固化；S3、将固化的胶体进行粉碎，获得量子点与散射粒子的封装颗粒；S4、量子点与散射粒子的封装颗粒表面进一步封装水氧阻隔薄膜层，去除溶剂残余孔隙及粉碎裂纹缺陷，获得更致密的高阻隔性颗粒；S5、将获得的高阻隔性颗粒与传统封装材料进行混合，以制备LED发光涂层。
进一步，封装水氧阻隔薄膜层采用物理气相沉积、化学气相沉积方式。
进一步，固化方式为热固化，紫外固化，溶剂挥发的方式。
进一步，粉碎方式为球磨，激光烧蚀，切割的方式。
总的说来，本实用新型具有如下优点：
相容性聚合物与量子点1具有高相容性，杜绝量子点1高表面能属性破坏胶体的交联，量子点1在相容性聚合物层2以及水氧阻隔薄膜层的层层保护下，提高了量子点的稳定性，提高了量子点包裹的致密性，极大增强了量子点水氧阻隔能力，进一步提升量子点封装应用的效率，同时无机纳米散射粒子对量子点的光功能调控，更好地控制量子点的发光质量，提高量子点的利用效率。
(1)本实用新型首先将量子点包裹于相容性聚合物中，进而粉碎成颗粒，再在颗粒表面封装水氧阻隔薄膜层，最终将所得颗粒分散于另一胶体以制备量子点涂层；由此，降低了量子点自身团聚的概率，保证了量子点的发光性能；层层包裹的封装结构也提高了量子点涂层的水氧阻隔能力，有效实现涂层的稳定性；
(2)本实用新型在封装量子点的同时引入例如无机散射粒子进行光功能调控，更好地控制量子点的发光质量，提高量子点的利用效率；
(3)本实用新型采用多层封装工艺，有利于简易控制工序制备稳定的量子点包裹颗粒，可直接应用于实际封装生产，可实现大批量生产，推动量子点的产业化发展。
多层封装量子点的LED涂层及其制备方法，包括以下步骤：
1.绿色钙钛矿量子点的合成制备
(1)将0.2mmolCsX和0.2mmol PbX2溶解在10ml的二甲基甲酞胺(DMF)中，通过搅拌加快溶解速度；
(2)加入1ml油酸(OA)和0.5ml油胺(OAm)得到混合溶液；
(3)取得到的混合溶液1ml迅速滴到10ml氯仿中，并激烈搅拌获得量子点混合溶液；
(4)将所获得的全无机钙钛矿荧光量子点进行高速离心搅拌，进行提纯，完成氯仿-钙钛矿量子点溶液的制备。
图3给出了合成的钙钛矿量子点的电镜图，量子点形状为立方体，且呈堆砌的形态，平均粒径为13.25nm。
从图4中的吸收光谱可以发现，合成的绿色量子点对紫外和近紫外波段的吸收较强，并且随着波长的下降，吸收效果越理想，说明该绿色钙钛矿量子点可以吸收近紫外和紫外波段的光，从而使得基态的电子跃迁至高能级，由于在高能级上能量不稳定，电子又会转移落会到低能级上面，从高能级到低能级的过程伴随着辐射发光；荧光发射光谱表明，发射该绿色钙钛矿量子点溶液发光波长在500nm附近，并且半峰宽为35nm，半峰宽窄。
2.多层封装钙钛矿量子点涂层的制备
(1)首先将氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与氯仿混合搅拌溶解，其浓度保证为0.3g/ml；将上述制备的钙钛矿氯仿量子点溶液和SEBS-氯仿溶液混合并进行高速离心搅拌，转速为8000rpm，搅拌时间为2min，得到均匀分散的量子点胶体混合物；再将钙钛矿绿色量子点胶体溶液在真空脱泡机中进行真空脱泡5min，以将溶剂氯仿全部挥发，保证包裹的质量。
(2)往上述制备的钙钛矿量子点-SEBS胶体添加纳米散射粒子TiO2进行光功能调控，粒子直径为100nm，掺杂TiO2的质量分数为0.15％，进行真空二次搅拌，在80℃环境进行固化；
(3)先将固化的胶体利用微切割方式进行初步粉碎，利用球磨将固体胶粒研磨成平均粒径为50um的颗粒，获得量子点/散射粒子封装颗粒；
(4)通过化学气相沉积在上述颗粒表面进一步SiO2薄膜层的沉积，去除溶剂残余孔隙及粉碎裂纹缺陷，获得更致密的高阻隔性颗粒；
(5)将获得的高阻隔性量子点颗粒与传统封装材料硅胶进行混合，保证量子点颗粒的质量分数为3％，真空搅拌后，通过旋涂的方式制备LED发光涂层，完成多层封装钙钛矿量子点涂层的制备。
通过钙钛矿量子点的合成及多层封装的方式，制备出高致密性及高阻隔性的钙钛矿量子点LED发光涂层，满足量子点实际的封装需要及高稳定性要求。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多层封装量子点的LED涂层，其特征在于：包括传统封装材料层和散在分布于传统封装材料层内的若干个量子点与散射粒子的封装颗粒，量子点与散射粒子的封装颗粒由内至外依次包括量子点、相容性聚合物层以及水氧阻隔薄膜层，若干无机纳米散射粒子散在分布于相容性聚合物层内。
2.按照权利要求1所述的一种多层封装量子点的LED涂层，其特征在于：相容性聚合物层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯中的任意一种或几种的组合。
3.按照权利要求1所述的一种多层封装量子点的LED涂层，其特征在于：水氧阻隔薄膜层的材料为二氧化硅、二氧化锆、二氧化锡中的任意一种或其组合。
4.按照权利要求1所述的一种多层封装量子点的LED涂层，其特征在于：量子点为量子点荧光粉，量子点荧光粉为CdSe量子点、CdTe量子点、荧光C量子点和钙钛矿量子点中的任意一种或其组合。
5.按照权利要求1所述的一种多层封装量子点的LED涂层，其特征在于：无机纳米散射粒子为TiO2、ZnO、SiO2粒子中的任意一种或其组合。
6.按照权利要求1所述的一种多层封装量子点的LED涂层，其特征在于：传统封装材料层的材料为光学树脂。
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CN114447259A (zh) * 2021-07-29 2022-05-06 四川省维奇新材料股份有限公司 一种纳米多层水氧阻隔膜及其制备方法和应用

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