[发明专利]一种量子点粉填充腔透镜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于LED背光技术领域，特别是一种量子点粉填充腔透镜。

背景技术

量子点(Quantum Dot，QD)又可以称为准零维纳米材料，由少量原子组成，三个维度的尺寸均在100纳米以下，具有很明显的量子限域效应。通常量子点是由半导体材料(II－VI族或III－V族元素)组成的纳米颗粒。由于量子限域效应，通过控制量子点的尺寸就能制备出具有不同发射光谱的量子点。近两年，一种新的量子点体系，全无机钙钛矿材料，因为具有很高的荧光量子产率(高达90％)、荧光波长可调且覆盖整个可见光波段、线宽窄等优点，有望可以应用到新一代的量子点显示和照明技术中。

目前商业的量子点材料主要以CdSe为主，但是由于量子点材料很容易受温度的影响而导致失效，因此商业上主要将其做成量子点管和量子点膜这两种形式。其中，量子点管是通过空心玻璃管将量子点材料封装起来，虽然价格便宜，技术成熟，但是很难达到目前市场上对于超薄、窄边的要求，不适合直下式背光；而量子点膜则是通过PET将量子点材料封装起来，可以制做成超薄、窄边显示机器，适用于直下式和侧边式，但是成本高昂。

传统的量子点材料为第Ⅱ主族与第Ⅵ主族中的元素形成的第一化合物、第Ⅲ主族与第Ⅴ主族中的元素形成的第二化合物中的任意一种，第一化合物或第二化合物中的多种包覆形成的核壳结构化合物或者掺杂纳米晶。

传统方法是将量子点材料做成量子点膜和量子点管，但该方法存在的缺陷很明显。详细如下：

①传统量子点材料以CdSe为主的量子点材料荧光量子产率只能达到50％-90％；

②以CdSe为主的量子点材料，含有Cd重金属元素，不符合无毒绿色环保的要求；

③量子点膜良品率低，且需要大量的量子点粉，所以成本很高。

④量子点管不能达到目前市场上对于超薄、窄边的要求，且不易运输，极易损坏。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种量子点粉填充腔透镜，用于为LED配光，其包括透镜主体，所述透镜主体的出射面为两个半圆形或者半椭圆形形成的双球蝴蝶状，表面有一凹槽；

透镜主体底部设有锥形扩散孔，在透镜主体的中间设有半圆形的填充腔，用于容纳量子点粉，所述透镜主体底部设有与所述填充腔连通的连接口，用于将量子点粉密封于透镜内部，所述连接口通过封装胶密封；

所述量子点粉为全无机钙钛矿材料制成。

较佳地，所述透镜主体除去填充腔之外的材质为硅胶透镜、PMMA透镜、PC透镜或玻璃透镜。

较佳地，所述填充腔至少覆盖光学透镜的发光范围。

较佳地，所述透镜为折射式光学透镜。

较佳地，所述全无机钙钛矿材料为第Ⅰ主族、第Ⅳ主族与第Ⅶ主族中的元素形成的三元化合物，以及由其他元素包覆形成的核壳结构或者掺杂有其他元素形成的纳米化合物。

较佳地，所述填充腔内为1种、2种或以上的量子点粉。

较佳地，所述填充腔内还混有至少一种荧光粉，所述荧光粉包括YAG粉、硅酸盐、氮化物荧光粉、KSF荧光粉、β-SiAlON。

本发明还提供了量子点粉填充腔透镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在无水无氧的环境中，将透镜原料和模具一起加热升温至原料的软化点附近，利用模具对原料施压成型，得到透镜毛坯；

S2：在透镜毛坯上经过镀镍处理后再用超精密加工机进行曲面加工，经过冷却脱模得到带有填充腔的光学透镜；

S3：将量子点粉通过连接口注入到透镜的填充腔中，得到量子点粉填充腔光学透镜。

本发明具有以下技术效果：

本发明采用全无机钙钛矿材料为第Ⅰ主族、第Ⅳ主族与第Ⅶ主族中的元素形成的三元化合物，以及由其他元素包覆形成的核壳结构或者掺杂有其他元素形成的纳米化合物，其化学式为ABX₃(A为Na、K、Rb、Cs；B为Si、Ge、Sn、Pb，X为Cl、Br、I)。以CsPbX₃(X为Cl、Br、I)为主的的量子点材料荧光量子产率可以达到90％以上，且线宽窄(半波宽大约为10-20nm左右)，色域高达100％-150％；

以CsPbX₃(X为Cl、Br、I)为主的的量子点材料，不含Cd重金属元素；

将以CsPbX₃(X为Cl、Br、I)为主的的量子点材料密封于光学透镜的填充腔中，用于直下式LED背光，达到高色域、发光角度大等优点；可以隔绝热源，减少热量对量子点粉的影响，提高成品灯珠的热稳定性。

附图说明