[发明专利]一种荧光粉量子点复合颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明属于白光LED领域，并具体公开了一种荧光粉量子点复合颗粒及其制备方法和应用。该方法包括如下步骤：在荧光粉的表面制备二氧化硅，从而形成荧光粉‑二氧化硅的复合结构；对荧光粉‑二氧化硅进行表面正电修饰，得到带正电的荧光粉‑二氧化硅；对量子点进行表面负电修饰，得到带负电的量子点；通过静电吸附作用使得带负电的量子点吸附在带正电的荧光粉‑二氧化硅的表面，以此制得荧光粉量子点复合颗粒。采用本发明提供方法制备的荧光粉量子点复合颗粒在封装过程中保持了荧光粉和量子点的相对静止，确保量子点白光LED的光学一致性，解决了因荧光粉、量子点粒径相差悬殊造成的沉降分层问题。

技术领域

本发明属于白光LED领域，更具体地，涉及一种荧光粉量子点复合颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种基于PN结的注入式电致发光原理制成的半导体电子器件，具有节能、安全、环保、可靠性高、寿命长等特点。目前LED已经被广泛应用于指示、显示、装饰、背光源、照明等领域，并被誉为第四代光源。

目前作为照明光源的白光LED应用最为广泛，其发光结构通常由蓝光芯片和覆盖在芯片上方的黄色荧光粉胶体组成，芯片蓝光和荧光粉吸收部分芯片蓝光发出的黄光混合后形成白光。这种基于两波长混合获得白光LED的工艺简单成本低，但由于缺少红光波段，其显色指数低，无法满足目前日常生活中对高品质光源的要求。随着一种新型的窄半峰宽的纳米半导体材料，即量子点的制备技术的成熟，研究者将其应用到白光LED中，所制备的量子点白光LED不仅显色指数得到了显著提高，而且保持高光效。

常见的量子点白光LED是在黄色荧光粉白光LED的基础上，在荧光粉胶体中添加了适量红色量子点，从而形成了红光、黄光、蓝光三波长混合的高显色指数白光光源。在实际封装过程，由于荧光粉和量子点的粒径相差悬殊，两者在胶体中具有不同的沉降速度，从而在复合胶体静置和固化过程中，微米级的荧光粉相对纳米级的量子点将快速沉降到下层胶体中，导致荧光粉和量子点在胶体中不均匀分布。而荧光粉和量子点的相对位置直接影响最后的光谱强弱分布，如荧光粉沉降后更靠近芯片、接受更多蓝光，从而光谱中黄光将增强。在实际生产中，胶体的静置和固化时间不同，其导致的荧光粉和量子点的不均匀分布程度也将不同，从而出现了量子点白光LED在胶体封装过程中由于胶体内荧光粉量子点沉降分层导致的光学不一致问题。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和/或改进需求，本发明提供了一种荧光粉量子点复合颗粒及其制备方法和应用，其中通过静电吸附作用使得带负电的量子点吸附在带正电的荧光粉-二氧化硅的表面，以此得到荧光粉量子点复合颗粒，从而在封装过程中保持了荧光粉和量子点在胶体中的相对静止，确保量子点白光LED的光学一致性，因而尤其适用于白光LED制备之类的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种荧光粉量子点复合颗粒的制备方法，该方法包括如下步骤：

S1在荧光粉的表面制备二氧化硅，从而形成荧光粉-二氧化硅的复合结构；

S2对所述荧光粉-二氧化硅进行表面正电修饰，得到带正电的荧光粉-二氧化硅；

S3对量子点进行表面负电修饰，得到带负电的量子点；

S4通过静电吸附作用使得所述带负电的量子点吸附在所述带正电的荧光粉-二氧化硅的表面，以此制得所述荧光粉量子点复合颗粒。

作为进一步优选地，所述步骤S1具体包括如下子步骤：

S11向醇类溶液中加入所述荧光粉、正硅酸乙酯、氨水和去离子水，得到混合溶液，所述混合溶液中荧光粉与正硅酸乙酯的质量比为1:2～2:1；

S12将所述混合溶液加热至40℃～70℃同时搅拌0.5h～1h，使得所述正硅酸乙酯水解并在所述荧光粉的表面生成二氧化硅；