[发明专利]一种新型高散射量子点荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光与显示技术领域，具体涉及一种新型高散射量子点荧光粉及其制备方法。

背景技术

目前，固态照明发光二极管（LED）受到人们的极大关注。现有LED的效率已经远远胜过了传统的白炽灯。据保守预测：固态照明已经拥有在未来十年战胜荧光灯和高压灯的潜力。固体照明有两种典型的体系结构：一种是结合红色LED、绿色LED和蓝色LED；另一种是紫外光LED芯片或者蓝光LED芯片结合颜色转换荧光粉。合理材料组合需要一个高效的紫外光或者蓝光LED芯片和一个光转化层，光转化层需要具备高的光致发光量子效率、合适的折射率以及良好的耐光性和所需的发光颜色。由于量子点（QD）具有独特性质：窄而可调的光致发光光谱、高光致发光量子效率、无机材料固有的热稳定性等，所以基于颜色转换原理的QD-LED拥有巨大的潜在应用价值。众所周知，在现有显示设备中，背光源由于自身的限制不符合未来超轻、超薄的趋势。因此，人们对平板显示设备进行了积极的研究，例如：三星研发了采用QD背光模块的全彩色平板显示设备。量子点的狭窄的光致发光光谱提供高色纯度，这对精确地设计高质量的照明及显示装置都是必要的。然而单纯的量子点是透明的，不具备一定的散射能力，并且完整的保护量子点，提高其稳定性和可加工性同时不恶化光致发光效率仍然是一个具有挑战性的任务。因此，研发一种高稳定性、高效率、高色纯度、具有合适散射性的颜色转换材料十分必要。2012年Nikolai Gaponik组报道了把量子点嵌入到大块离子晶体中，所用的方法是常温挥发含有量子点的饱和盐溶液，得到嵌入量子点的离子晶体，然后研磨得到粉体。此种方法耗时长，能够嵌入的量子点数量有限，不能满足实际应用中的需求，不适合大规模的工业化生产。因此亟待寻找新的方法制造此类新型荧光材料。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种新型高散射量子点荧光粉，其具有高的散射性、稳定性及可加工性。

本发明还提供了上述新型高散射量子点荧光粉的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型高散射量子点荧光粉，其以离子晶体无机盐或纳米级氧化物组装体为基质，以荧光量子点为发光中心制得。

上述新型高散射量子点荧光粉的制备方法，其包括如下步骤：取无机盐水溶液或超声分散于水中的纳米级氧化物，然后加入水溶性量子点，混匀后喷雾干燥即得粉末状量子点荧光粉。

量子点与基质的质量比（最佳范围1∶10000～5∶100）可以根据实际所需荧光粉的荧光强度和散射性确定，没有严格的下限或者上限。为使基质和量子点混合均匀，可借助搅拌和超声进行。搅拌（5~40分钟）和超声（2~20分钟）所需时间可根据基质材料和荧光量子点在水中的溶解性，以及二者之间的兼容性进行适应调整，以基质与量子点混合均匀为准。喷雾干燥所需的温度（最佳范围100~200℃）由基质材料以及荧光量子点所具有的热稳定性决定。

具体的，所述的量子点可以是直接合成的水溶性量子点，也可以是合成的油溶性量子点转溶于水相中形成的水溶性量子点。量子点可以由下述材料中的一种或两种以上制备获得：CdS、CdSe、CdTe、Zn_yCd_1-ySe（0<y<1）、CdSeTe、CuInS₂、CuInSe₂、CuInZn_xS_2+x（0.05<x<3）、ZnCuInSe₂、InP、ZnO、ZnS、ZnSe和ZnTe，但并不局限于前述的几种材料。所述的量子点也可以由下述核-壳结构材料制备获得：CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、Zn_xCd_1?xS/ZnS （0<x<1）、CdSe/CdS/Zn_xCd_1-xS/ZnS（0<x<1）、CuInS₂/ZnS、CdTe/CdS/ZnS、ZnS/CdS和CdTe/ZnS，但并不局限于前述的几种材料。本发明中所述的量子点可以购买普通市售产品，或者按照本领域常规方法制备获得。