一種基于紅光量子點(diǎn)的高色域白光led燈珠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于LED背光加工領(lǐng)域，具體涉及一種基于紅光量子點(diǎn)的高色域白光LED燈 珠的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，背光源技術(shù)發(fā)展迅速，不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品推出，LED背光 已成為市場(chǎng)主流。與傳統(tǒng)的CCFL背光源相比，LED背光具有高色域、高亮度、長(zhǎng)壽命、節(jié)能環(huán) 保、實(shí)時(shí)色彩可控等諸多優(yōu)點(diǎn)，特別是高色域的LED背光源使應(yīng)用其的電視、手機(jī)、平板電腦 等電子產(chǎn)品屏幕具有更加鮮艷的顏色，色彩還原度更高。目前常用的LED背光源采用藍(lán)光芯 片激發(fā)YAG黃光熒光粉的形式，因背光源中缺少紅光成分，色域值只能達(dá)到NTSC 65 %~ 72%。為了進(jìn)一步提高色域值，技術(shù)人員普遍采用了藍(lán)光芯片同時(shí)激發(fā)紅光熒光粉、綠光熒 光粉的方式，但由于現(xiàn)用熒光粉的半波寬較寬，故即使采用這種方式，也只能將背光源的色 域值提升至NTSC 80 %左右。同時(shí)，現(xiàn)有熒光粉的激發(fā)效率低，為實(shí)現(xiàn)高色域白光需要大量 熒光粉，導(dǎo)致LED封裝過(guò)程中熒光粉的濃度(熒光粉占封裝膠水的比例)很高，從而極大地增 加了封裝作業(yè)的難度以及產(chǎn)品的不良率。
[0003] 近年來(lái)，量子點(diǎn)材料逐漸受到重視，特別是量子點(diǎn)熒光粉具有光譜隨尺寸可調(diào)、發(fā) 射峰半波寬窄、斯托克斯位移大、激發(fā)效率高等一系列獨(dú)特的光學(xué)性能，受到LED背光行業(yè) 的廣泛關(guān)注。目前，量子點(diǎn)熒光粉實(shí)現(xiàn)高色域白光的方式主要有：（1)將量子點(diǎn)熒光粉制成 光學(xué)膜材，填充于導(dǎo)光板或者貼于液晶屏幕內(nèi)，通過(guò)藍(lán)光或紫外光背光燈珠激發(fā)，獲得高色 域白光；（2)將量子點(diǎn)熒光粉制成玻璃管，置于屏幕側(cè)面，通過(guò)藍(lán)光或紫外光背光燈珠激發(fā)， 獲得高色域白光。這兩種實(shí)現(xiàn)方式已有相關(guān)產(chǎn)品推出，例如TCL的量子點(diǎn)膜電視。但是，這兩 種實(shí)現(xiàn)方式的工藝復(fù)雜、光轉(zhuǎn)化效率低、成本較高，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。為此，有研究人 員嘗試，將量子點(diǎn)熒光粉封裝與LED燈珠內(nèi)來(lái)獲得高色域白光，但由于存在量子點(diǎn)熒光粉難 以與封裝膠水混合，并且很容易團(tuán)聚失效，且混入雜質(zhì)會(huì)破壞封裝膠水，使封裝膠水難以固 化等技術(shù)難題，故相關(guān)研究難以取得實(shí)質(zhì)的進(jìn)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜、光轉(zhuǎn)化效率低、成 本較高，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸，從而提出一種色域值高、避免量子點(diǎn)熒光粉的 團(tuán)聚失效現(xiàn)象、良率高、可大批量工業(yè)化生產(chǎn)的基于紅光量子點(diǎn)的高色域白光LED燈珠的制 作方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于紅光量子點(diǎn)的高色域白光LED燈珠 的制作方法，所述工藝步驟如下：
[0006] 1)稱取1重量份的紅光量子點(diǎn)熒光粉與50~2000重量份的有機(jī)溶劑，向紅光量子 點(diǎn)熒光粉中加入相應(yīng)量的有機(jī)溶劑，得到混合溶液；
[0007] 2)將步驟1)所得混合溶液進(jìn)行超聲處理，直至紅光量子點(diǎn)熒光粉完全溶解于有機(jī) 溶劑中，獲得澄清溶液；
[0008] 3)稱取5~1000重量份的封裝膠水，倒入步驟2)所得紅光量子點(diǎn)澄清溶液中；將混 有封裝膠水的量子點(diǎn)溶液進(jìn)行磁力攪拌；
[0009] 4)將步驟3)所得混合液進(jìn)行真空脫泡攪拌;將步驟3)所得混合液中的有機(jī)溶劑抽 出，得到混合均勻的紅光量子點(diǎn)熒光膠；
[0010] 5)稱取1-50重量份綠光熒光粉，加入到步驟4)所得紅光量子點(diǎn)熒光膠中，對(duì)熒光 膠進(jìn)行攪拌，使綠光熒光粉混入紅光量子點(diǎn)熒光膠中；
[0011] 6)再將步驟5)所得混有綠光熒光粉的熒光膠進(jìn)行真空脫泡，使綠光熒光粉與紅光 量子點(diǎn)熒光膠充分混合，使熒光膠徹底脫泡，得到紅、綠光熒光膠；
[0012] 7)將步驟6)中得到的紅、綠光熒光膠滴入固定有藍(lán)光芯片的LED支架中，并烘烤使 熒光膠固化，即得到高色域白光LED燈珠。
[0013] 作為優(yōu)選，所述步驟1)中，所述紅光量子點(diǎn)熒光粉的發(fā)射光峰值波長(zhǎng)為600~ 660nm;所述藍(lán)光芯片的發(fā)射光峰值波長(zhǎng)為430~470nm。
[0014] 作為優(yōu)選，所述步驟1)中，所述紅光量子點(diǎn)熒光粉的粒徑為1~10nm。
[0015] 作為優(yōu)選，所述步驟1)中，紅光量子點(diǎn)熒光粉為BaS、AgInS2、NaCl、Fe2〇 3、In2O3、 InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、 MgTe、PbS、PbSe、PbTe、Cd(SxSei-〇、8&打〇3、？匕2抑3、〇8?13(：13、〇8?匕8門(mén)、〇8?1313中的至少一種。
[0016] 作為優(yōu)選，所述步驟I)中，所述有機(jī)溶劑為正己烷、環(huán)己烷、正辛烷、甲苯、二氯甲 苯、二氯甲烷、三氯甲烷、啦啶中的至少一種。
[0017] 作為優(yōu)選，所述步驟1)中，所述封裝膠為環(huán)氧類封裝膠、有機(jī)硅類封裝膠、聚氨酯 封裝膠中的一種。
[0018] 作為優(yōu)選，所述步驟5)中，所述綠光熒光粉的射光峰值波長(zhǎng)為520~555nm。
[0019] 作為優(yōu)選，所述步驟5)中，所述綠光熒光粉為稀土元素?fù)诫s的硅酸鹽、鋁酸鹽、磷 酸鹽、氮化物、氟化物熒光粉中的至少一種。
[0020] 作為優(yōu)選，所述步驟3)中，所述磁力攪拌具體為:將所述混有封裝膠水的量子點(diǎn)溶 液置于磁力攪拌機(jī)中，控制磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為120~350rpm，攪拌5~30min。
[0021] 作為優(yōu)選，所述步驟4)中的真空脫泡攪拌的具體步驟為:將步驟3)所得混合液置 于真空脫泡機(jī)中，抽真空至脫泡機(jī)內(nèi)壓強(qiáng)為0~0.2Kpa，控制脫泡機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速為300~ 1200rpm/min，脫泡溫度為40~55°C，對(duì)混合液進(jìn)行真空脫泡攪拌15~90min;所述步驟7)中 烘烤的溫度為120-180 °C，烘烤時(shí)間為0.5-6h。
[0022] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] (1)本發(fā)明采用紅光量子點(diǎn)獲得的高色域白光LED燈珠，極大的提高了背光燈珠的 色域值，可達(dá)NTSC 92%以上。
[0024] (2)本發(fā)明采用紅光量子點(diǎn)獲得的高色域白光LED燈珠，由于量子點(diǎn)熒光粉激發(fā)效 率高，封裝作業(yè)過(guò)程中熒光粉濃度較低，降低了封裝作業(yè)的難度及產(chǎn)品不良率，適合大批量 工業(yè)化生產(chǎn)。
[0025] (3)本發(fā)明采用紅光量子點(diǎn)獲得的高色域白光LED燈珠，通過(guò)有機(jī)溶劑作為連接的 橋梁，使量子點(diǎn)與封裝膠水實(shí)現(xiàn)均勻混合，且避免了量子點(diǎn)熒光粉的團(tuán)聚失效現(xiàn)象，顯著提 高了高色域白光LED燈珠的品質(zhì)。
[0026] (4)本發(fā)明采用紅光量子點(diǎn)獲得的高色域白光LED燈珠，通過(guò)真空脫泡的方式，使 有機(jī)溶劑從封裝膠水中去除，避免了封裝膠水受有機(jī)溶劑的影響而中毒、難以固化，從而解 決了量子點(diǎn)熒光粉封裝的技術(shù)瓶頸，極大提高了高色域白光LED燈珠的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0028] 圖1為實(shí)施例1-3中所述高色域白光LED燈珠制作流程示意圖；
[0029] 圖2為實(shí)施例1中所述高色域白光LED燈珠的結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖3為實(shí)施例1中所述高色域白光LED燈珠的發(fā)射光譜；
[0031 ]圖中附圖標(biāo)記表示為：1-支架;2-藍(lán)光芯片;3-鍵合線;4-紅光量子點(diǎn)熒光粉;5-綠 光稀土熒光粉;6-封裝膠水。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1本實(shí)施例公開(kāi)了一種基于紅光量子點(diǎn)的高色域白光LED燈珠的制作方 法，具體工藝步驟如圖1所示：
[0033] 1)稱取一定量發(fā)射光峰值波長(zhǎng)為630nm的MgTe紅光量子點(diǎn)熒光粉(紅光量子點(diǎn)熒 光粉由市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)獲得，其粒徑為5nm)。根據(jù)紅光量子點(diǎn)與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:1000,向紅 光量子點(diǎn)焚光粉中加入適量的有機(jī)溶劑C7H8(甲苯）。
[0034] 2)將步驟1)所得混合溶液置于超聲波清洗機(jī)中進(jìn)行超聲處理。控制超聲波清洗機(jī) 水浴溫度為35°C，超聲頻率為70KHz，超聲處理時(shí)間為40min，使紅光量子點(diǎn)熒光粉完全溶解 于有機(jī)溶劑中，獲得澄清溶液。
[0035] 3)按照封裝膠水A:封裝膠水B質(zhì)量比為1:10(封裝膠A、封裝膠B為有機(jī)硅類封裝 膠），紅光量子點(diǎn)與封裝膠水(包括封裝膠水A與封裝膠水B)的質(zhì)量比為1:500，稱取一定量 的封裝膠水A和封裝膠水B，倒入步驟2)所得紅光量子點(diǎn)澄清溶液中。將混有封裝膠水的量 子點(diǎn)溶液置于磁力攪拌機(jī)中，控制磁力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為250rpm，攪拌20min，使紅光量子點(diǎn)溶液 與封裝膠水A、封裝膠水B均勻混合。
[0036] 4)將步驟3)所得混合液置于真空脫泡機(jī)中，抽真空至脫泡機(jī)內(nèi)壓強(qiáng)為O.lKpa，控 制脫泡機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速為800rpm/min，脫泡溫度為48°C，對(duì)混合液進(jìn)行真空脫泡攪拌50min，可 將步驟3)所得混合液中的有機(jī)溶劑抽出，得到混合均勻的紅光量子點(diǎn)熒光膠。
[0037] 5)稱取一定量發(fā)射光峰值波長(zhǎng)為540nm的綠光熒光粉(綠光熒光粉可以為稀土元 素?fù)诫s的硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、氮化物、氟化物等體系熒光粉中的至少一種，綠光熒光粉 與紅光量子點(diǎn)熒光粉的質(zhì)量比為25:1)，加入到步驟4)所得紅光量子點(diǎn)熒光膠中，用玻璃棒 對(duì)熒光膠進(jìn)行人工攪拌，沿同一方向勻速攪拌8min，使綠光熒光粉混入紅光量子點(diǎn)熒光膠 中。
[0038] 6)再將步驟5)所得混有綠光熒光粉的熒光膠置于真空脫泡機(jī)中，控制脫泡溫度為 40°C，壓強(qiáng)脫泡機(jī)的壓強(qiáng)為lKpa，脫泡劑攪拌轉(zhuǎn)速為1500rpm/min，進(jìn)行真空脫泡攪拌8min， 使綠光熒光粉與紅光量子點(diǎn)熒光膠充分混合，使熒光膠徹底脫泡，得到紅、綠光熒光膠。 [0039] 7)將所述所得紅、綠光熒光膠滴入已經(jīng)固定有藍(lán)光芯片（芯片發(fā)射光峰值波長(zhǎng)為 450nm)，且連接鍵合線(鍵合線材質(zhì)可以為金、銀、銅及其他導(dǎo)電合金）的LED支架杯殼內(nèi)，將 LED支架置于烘箱中，于160°C下烘烤4h，待杯殼內(nèi)紅、綠光熒光膠固化，即得高色域白光LED 燈珠。
[0040] 所得的LED燈珠由1支架、2藍(lán)光芯片、3鍵合線、4紅光量子點(diǎn)熒光粉、5綠光稀土熒 光粉以及6封裝膠水組成(具體見(jiàn)圖2所示）。
[0041] 實(shí)施例2本實(shí)施例公開(kāi)了一種基于紅光量子點(diǎn)的高色域白光LED燈珠的制作方 法，具體工藝步驟如圖1所示：
[0042] 1)稱取一定量發(fā)射光峰值波長(zhǎng)為600nm的GaAs、GaN紅光量子點(diǎn)熒光粉(紅光量子