[发明专利]一种半固化基材的量子点LED器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种半固化基材的量子点LED器件及其制备方法。所述量子点LED器件，包括发光芯片、反光杯、光转化层、半球形透镜；所述反光杯带有凹槽，发光芯片置在凹槽内；所述半球形透镜设置在反光杯的上表面，所述半球形透镜的凹面与反光杯的凹槽相对，所述半球形透镜与反光杯形成一个封闭结构；所述封闭结构内填充有光转化层，所述光转化层由包括量子点、液态硅油、PDMS固化而成，基材采用固液混合形式，宏观上具有固态定型结构，稳定性好，方便实际生产使用；微观上具有液态结构，为量子点提供良好的分散环境，与传统的全固化封装形式相比，其辐射通量和光通量均取得较大的提升。

技术领域

本发明涉及光致发光的量子点光转化器件的封装工艺，尤其涉及一种半固化基材的量子点LED器件及其制备方法。

技术背景

近年来，由于量子点具有尺寸相关的可调激发峰波长、饱和的光色以及高量子效率等优良特性而受到学者的广泛关注，相比于传统荧光粉，量子点纳米颗粒的尺寸远小于光波长，极大的消除了发光过程中的散射损耗，被应用于发光二极管(LED)等诸多领域。

在LED器件制备过程中，点胶工艺制造的LED器件占有相当一部分。在LED器件点胶工艺中，需要配置量子点胶体。而在制备量子点胶体时，由于溶质之间的相互作用、溶质与溶剂之间的相互作用、重力作用等，量子点容易发生团聚和沉降。在量子点团聚的状况下，量子点之间相互遮挡，使得部分量子点难以吸收芯片发出的蓝光。此外，量子点的荧光发射与光吸收之间存在竞争。量子点的吸收光谱波长范围广，与发光光谱存在部分重叠，意味着量子点能互相吸收部分激发光。因此，量子点的团聚还会导致激发光的损失。量子点的浓度越高，则团聚效应越明显。量子点浓度增加到一定程度之后，光转化效率不再线性提高，甚至降低，发生了量子点的浓度猝灭。因此提高量子点在LED封装胶中的分散性可以使光转化更加充分，从而改善量子点LED的光色性能。

为改善量子点在传统PDMS固态封装基材中的分散性，可以在PDMS封装胶中加入硅油，微观上营造液态环境，液态PDMS为量子点表面配体提供了更柔性的环境，减少了固化过程中化学键合力使配体脱离量子点表面，减少了表面缺陷，采用液态硅油进行封装的液态硅油封装LED具有更高的稳定性及出光性能。

发明内容

本发明针对传统PDMS全固态封装器件中量子点的分散性问题，提出了一种半固化基材的量子点LED器件及其制备方法。该方法在传统的PDMS固态封装基材中加入液态硅油，利用液态硅油的高粘度为量子点提供良好的液态分散环境，形成固液混合基材，与发光芯片(芯片)、反光杯、透镜等制成半固化基材的量子点LED器件，在保留PDMS封装优点的同时，又可以利用液态硅油提升量子点的光色性能。由于制备过程简单，成本较低，适用于大规模生产使用。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明提供了一种半固化基材的量子点LED器件，包括反光杯、发光芯片、光转化层、半球形透镜；所述反光杯带有凹槽，发光芯片设置在凹槽内；所述半球形透镜设置在反光杯的上表面，半球形透镜带有凹面，所述凹面与反光杯的凹槽相对，半球形透镜与反光杯形成一个封闭结构；凹槽内填充有光转化层，所述光转化层由量子点、液态硅油、PDMS固化而成。

本发明还提供了一种制备所述的半固化基材的量子点LED器件的方法，包括如下步骤：

1)称量量子点，加入氯仿，所述量子点和氯仿的质量体积比是1～10mg/ml，在25～50℃温度下在氯仿中溶解量子点，制成量子点氯仿溶液；

2)向步骤1)所得的量子点氯仿溶液依次加入液态硅油、PDMS、固化剂，所述PDMS与固化剂的质量比为5:1～10:1，液态硅油的质量占液态硅油和PDMS两者总质量的比为x，其中0＜x≤0.85，所述量子点的质量与在液态硅油、PDMS和固化剂三者的混合物的质量比为y，其中0＜y≤0.03，搅拌至氯仿完全挥发，并使量子点均匀分散于胶体；