一種點(diǎn)光源及其透鏡的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種點(diǎn)光源，尤其是涉及一種使用碳量子點(diǎn)的點(diǎn)光源及其透鏡的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬量子點(diǎn)(Quantum Dot)是一種把導(dǎo)帶電子、價(jià)帶空穴及激子在三個(gè)空間方向上束縛住的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)，往往含有Cd、Pb等重金屬元素，容易對(duì)環(huán)境造成污染，而且制造成本高。人們發(fā)明了奇妙的碳量子點(diǎn)，它雖然不是半導(dǎo)體，但是具有非常好的光致發(fā)光特性。在顯示器的背光源中，一般使用點(diǎn)光源發(fā)光，點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)擴(kuò)散、勻光、增亮等措施來(lái)獲得亮度均勻的面光源。
[0003]本發(fā)明公開(kāi)了一種使用碳量子點(diǎn)透鏡的點(diǎn)光源，比傳統(tǒng)的金屬量子點(diǎn)材料制備的點(diǎn)光源，降低了生產(chǎn)成本，提高了光效，并避免了重金屬元素對(duì)環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種使用碳量子點(diǎn)材料的點(diǎn)光源及其透鏡的制備方法。
[0005]本發(fā)明公開(kāi)的一種點(diǎn)光源，包括LED燈珠和改變所述LED燈珠發(fā)出的光線的匯聚特性的透鏡；所述透鏡中還包括碳量子點(diǎn)材料，所述碳量子點(diǎn)材料的分布位置鄰近于所述透鏡的出光面。
[0006]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述碳量子點(diǎn)材料的位置距離所述透鏡的出光面的表面1至3毫米。
[0007]所述碳量子點(diǎn)材料的厚度為10至30微米。
[0008]所述透鏡遠(yuǎn)離出光面的底部分布有光擴(kuò)散結(jié)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明還公開(kāi)了一種點(diǎn)光源的透鏡的制備方法，包括如下步驟:
第一步，在無(wú)氧化氣氛中，將透鏡原料加熱升溫至軟化點(diǎn)，使用模具對(duì)透鏡原料施壓成型；
第二步，保持所施壓力，自然冷卻降溫至透鏡原料的軟化點(diǎn)以下，脫模得到透鏡毛坯；第三步，使用噴涂或印刷工藝在上述透鏡毛坯的表面布置一層碳量子點(diǎn)材料，然后再用二次模具加壓并加熱升溫至原料的軟化點(diǎn)，保溫30分鐘時(shí)間；
第四步，保持所施壓力，自然冷卻，得到有碳量子點(diǎn)激發(fā)層的透鏡。
[0010]在實(shí)施例中，點(diǎn)光源的透鏡的制備方法，所述第三步包括:在所述透鏡毛坯上覆蓋基質(zhì)材料相同的碳量子點(diǎn)薄膜，然后再用二次模具加壓并加熱升溫至原料的軟化點(diǎn)并保溫。
[0011]或者，所述第三步包括:在所述透鏡毛坯上覆蓋基質(zhì)材料相同的碳量子點(diǎn)薄膜，以及純基質(zhì)材料薄膜，然后再用二次模具加壓并加熱升溫至原料的軟化點(diǎn)并保溫。
[0012]本發(fā)明公開(kāi)了一種使用碳量子點(diǎn)的點(diǎn)光源，與傳統(tǒng)的金屬量子點(diǎn)材料制備的點(diǎn)光源相比，避免了重金屬元素對(duì)環(huán)境的污染。這種新型的碳量子點(diǎn)透鏡，通過(guò)合理設(shè)計(jì)提高LED模組的整體發(fā)光效率，大大減少量子點(diǎn)用量，降低生產(chǎn)成本和使用成本。并且由于碳量子點(diǎn)層設(shè)置在透鏡表面處，相比量子點(diǎn)在底部的透鏡，量子點(diǎn)表面積更大，有更多的光線穿過(guò)透鏡來(lái)激發(fā)表面量子點(diǎn)，光源的發(fā)光效率更高。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的碳量子點(diǎn)的點(diǎn)光源生產(chǎn)工藝流程圖。
[0014]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的具有碳量子點(diǎn)透鏡的點(diǎn)光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為傳統(tǒng)的量子點(diǎn)透鏡點(diǎn)光源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為另一種傳統(tǒng)的量子點(diǎn)透鏡點(diǎn)光源結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為點(diǎn)光源透鏡底部的光擴(kuò)散結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了便于理解本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0019]量子點(diǎn)作為一種納米材料，其獨(dú)立個(gè)體由有限數(shù)目的原子組成，三個(gè)維度尺寸均在納米數(shù)量級(jí)，具有激發(fā)效率高，光穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。而且激發(fā)光譜寬可以用LED光源激發(fā)，非常適合用在LED背光源替代傳統(tǒng)稀土熒光粉材料，使得液晶顯示設(shè)備能夠提供更高亮度，更大色域。
[0020]碳量子點(diǎn)是一類由碳、氫、氧、氮等元素組成，以雜化碳為主的、表面帶有大量含氧基團(tuán)的納米材料，其準(zhǔn)球型的碳納米粒子的顆粒尺寸小于10 nm。具有高的激發(fā)效率，良好的熱學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性，相對(duì)于金屬量子點(diǎn)而言，碳量子點(diǎn)無(wú)毒，對(duì)環(huán)境的危害小，制造成本也更低。
[0021]如圖2所示為本發(fā)明一實(shí)施方式的具有碳量子點(diǎn)透鏡的點(diǎn)光源，包括具有均勻發(fā)光的出光面的透鏡10和LED燈珠15，在透鏡10的出光面的表面上均勻分布有碳量子點(diǎn)激發(fā)層11 ;在透鏡10上遠(yuǎn)離出光面的底部有圖形化網(wǎng)點(diǎn)13。LED燈珠15發(fā)出的光線穿過(guò)透鏡10到達(dá)出光面，激發(fā)出光面表面的碳量子點(diǎn)激發(fā)層11發(fā)出熒光，碳量子點(diǎn)11的熒光從出光面上均勻的發(fā)散；LED燈珠15發(fā)出的光線到達(dá)位于透鏡10的遠(yuǎn)離出光面的底部的圖形化網(wǎng)點(diǎn)13，能夠被反射向出光面。
[0022]如圖2所示的透鏡10的發(fā)光面的表層碳量子點(diǎn)激發(fā)層11設(shè)置成一層紅綠碳量子點(diǎn)，厚度為10微米至30微米，該碳量子點(diǎn)激發(fā)層距透鏡表面1毫米_3毫米，并且碳量子點(diǎn)11在透鏡表面的分布跟隨表面曲率的變化，覆蓋整個(gè)透鏡發(fā)光面且厚度均勻。
[0023]碳量子點(diǎn)激發(fā)層11的基質(zhì)與透鏡10采用同一種材料，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等熱塑性塑料，以及有機(jī)硅或光學(xué)玻璃等，避免了出光路徑上因介質(zhì)不同帶來(lái)的影響。
[0024]如圖3所示為傳統(tǒng)的量子點(diǎn)透鏡點(diǎn)光源的結(jié)構(gòu)示意圖，包括透鏡20 ;量子點(diǎn)21 ；LED燈珠25 ;其中的量子點(diǎn)21分布充滿整個(gè)透鏡20。
[0025]相比較而言，圖2所示的本發(fā)明的實(shí)施例中碳量子點(diǎn)用量減少1/20-1/100，且其中碳量子點(diǎn)激發(fā)層11距離出光面的表面還有厚度，透鏡10使用的材質(zhì)能保護(hù)碳量子點(diǎn)不容易出現(xiàn)氧化失效。
[0026]如圖4所示為另一種傳統(tǒng)的量子點(diǎn)透鏡點(diǎn)光源的結(jié)構(gòu)示意圖，包括透鏡30 ;量子點(diǎn)31 ;LED燈珠35 ;其中的量子點(diǎn)31分布在透鏡30中遠(yuǎn)離出光面的底部。
[0027]相比較而言，圖2所示的本發(fā)明的實(shí)施例中碳量子點(diǎn)激發(fā)層11由于分布的面積更大從而保證有更多的來(lái)自LED的光線穿過(guò)透鏡到達(dá)碳量子點(diǎn)激發(fā)層11，效率更高。
[0028]如圖5所示