一种基于红光量子点的高色域白光led灯珠的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于LED背光加工领域，具体涉及一种基于红光量子点的高色域白光LED灯 珠的制作方法。
【背景技术】
[0002] 进入二十一世纪以来，背光源技术发展迅速，不断有新技术、新产品推出，LED背光 已成为市场主流。与传统的CCFL背光源相比，LED背光具有高色域、高亮度、长寿命、节能环 保、实时色彩可控等诸多优点，特别是高色域的LED背光源使应用其的电视、手机、平板电脑 等电子产品屏幕具有更加鲜艳的颜色，色彩还原度更高。目前常用的LED背光源采用蓝光芯 片激发YAG黄光荧光粉的形式，因背光源中缺少红光成分，色域值只能达到NTSC 65 %~ 72%。为了进一步提高色域值，技术人员普遍采用了蓝光芯片同时激发红光荧光粉、绿光荧 光粉的方式，但由于现用荧光粉的半波宽较宽，故即使采用这种方式，也只能将背光源的色 域值提升至NTSC 80 %左右。同时，现有荧光粉的激发效率低，为实现高色域白光需要大量 荧光粉，导致LED封装过程中荧光粉的浓度(荧光粉占封装胶水的比例)很高，从而极大地增 加了封装作业的难度以及产品的不良率。
[0003] 近年来，量子点材料逐渐受到重视，特别是量子点荧光粉具有光谱随尺寸可调、发 射峰半波宽窄、斯托克斯位移大、激发效率高等一系列独特的光学性能，受到LED背光行业 的广泛关注。目前，量子点荧光粉实现高色域白光的方式主要有：（1)将量子点荧光粉制成 光学膜材，填充于导光板或者贴于液晶屏幕内，通过蓝光或紫外光背光灯珠激发，获得高色 域白光；（2)将量子点荧光粉制成玻璃管，置于屏幕侧面，通过蓝光或紫外光背光灯珠激发， 获得高色域白光。这两种实现方式已有相关产品推出，例如TCL的量子点膜电视。但是，这两 种实现方式的工艺复杂、光转化效率低、成本较高，很难实现大规模产业化。为此，有研究人 员尝试，将量子点荧光粉封装与LED灯珠内来获得高色域白光，但由于存在量子点荧光粉难 以与封装胶水混合，并且很容易团聚失效，且混入杂质会破坏封装胶水，使封装胶水难以固 化等技术难题，故相关研究难以取得实质的进展。
【发明内容】
[0004] 为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术工艺复杂、光转化效率低、成 本较高，很难实现大规模产业化的技术瓶颈，从而提出一种色域值高、避免量子点荧光粉的 团聚失效现象、良率高、可大批量工业化生产的基于红光量子点的高色域白光LED灯珠的制 作方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于红光量子点的高色域白光LED灯珠 的制作方法，所述工艺步骤如下：
[0006] 1)称取1重量份的红光量子点荧光粉与50~2000重量份的有机溶剂，向红光量子 点荧光粉中加入相应量的有机溶剂，得到混合溶液；
[0007] 2)将步骤1)所得混合溶液进行超声处理，直至红光量子点荧光粉完全溶解于有机 溶剂中，获得澄清溶液；
[0008] 3)称取5~1000重量份的封装胶水，倒入步骤2)所得红光量子点澄清溶液中；将混 有封装胶水的量子点溶液进行磁力搅拌；
[0009] 4)将步骤3)所得混合液进行真空脱泡搅拌;将步骤3)所得混合液中的有机溶剂抽 出，得到混合均匀的红光量子点荧光胶；
[0010] 5)称取1-50重量份绿光荧光粉，加入到步骤4)所得红光量子点荧光胶中，对荧光 胶进行搅拌，使绿光荧光粉混入红光量子点荧光胶中；
[0011] 6)再将步骤5)所得混有绿光荧光粉的荧光胶进行真空脱泡，使绿光荧光粉与红光 量子点荧光胶充分混合，使荧光胶彻底脱泡，得到红、绿光荧光胶；
[0012] 7)将步骤6)中得到的红、绿光荧光胶滴入固定有蓝光芯片的LED支架中，并烘烤使 荧光胶固化，即得到高色域白光LED灯珠。
[0013] 作为优选，所述步骤1)中，所述红光量子点荧光粉的发射光峰值波长为600~ 660nm;所述蓝光芯片的发射光峰值波长为430~470nm。
[0014] 作为优选，所述步骤1)中，所述红光量子点荧光粉的粒径为1~10nm。
[0015] 作为优选，所述步骤1)中，红光量子点荧光粉为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门、〇8?1313中的至少一种。
[0016] 作为优选，所述步骤I)中，所述有机溶剂为正己烷、环己烷、正辛烷、甲苯、二氯甲 苯、二氯甲烷、三氯甲烷、啦啶中的至少一种。
[0017] 作为优选，所述步骤1)中，所述封装胶为环氧类封装胶、有机硅类封装胶、聚氨酯 封装胶中的一种。
[0018] 作为优选，所述步骤5)中，所述绿光荧光粉的射光峰值波长为520~555nm。
[0019] 作为优选，所述步骤5)中，所述绿光荧光粉为稀土元素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、磷 酸盐、氮化物、氟化物荧光粉中的至少一种。
[0020] 作为优选，所述步骤3)中，所述磁力搅拌具体为:将所述混有封装胶水的量子点溶 液置于磁力搅拌机中，控制磁力转子转速为120~350rpm，搅拌5~30min。
[0021] 作为优选，所述步骤4)中的真空脱泡搅拌的具体步骤为:将步骤3)所得混合液置 于真空脱泡机中，抽真空至脱泡机内压强为0~0.2Kpa，控制脱泡机搅拌转速为300~ 1200rpm/min，脱泡温度为40~55°C，对混合液进行真空脱泡搅拌15~90min;所述步骤7)中 烘烤的温度为120-180 °C，烘烤时间为0.5-6h。
[0022] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0023] (1)本发明采用红光量子点获得的高色域白光LED灯珠，极大的提高了背光灯珠的 色域值，可达NTSC 92%以上。
[0024] (2)本发明采用红光量子点获得的高色域白光LED灯珠，由于量子点荧光粉激发效 率高，封装作业过程中荧光粉浓度较低，降低了封装作业的难度及产品不良率，适合大批量 工业化生产。
[0025] (3)本发明采用红光量子点获得的高色域白光LED灯珠，通过有机溶剂作为连接的 桥梁，使量子点与封装胶水实现均匀混合，且避免了量子点荧光粉的团聚失效现象，显著提 高了高色域白光LED灯珠的品质。
[0026] (4)本发明采用红光量子点获得的高色域白光LED灯珠，通过真空脱泡的方式，使 有机溶剂从封装胶水中去除，避免了封装胶水受有机溶剂的影响而中毒、难以固化，从而解 决了量子点荧光粉封装的技术瓶颈，极大提高了高色域白光LED灯珠的可靠性。
【附图说明】
[0027] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合 附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0028] 图1为实施例1-3中所述高色域白光LED灯珠制作流程示意图；
[0029] 图2为实施例1中所述高色域白光LED灯珠的结构图；
[0030] 图3为实施例1中所述高色域白光LED灯珠的发射光谱；
[0031 ]图中附图标记表示为：1-支架;2-蓝光芯片;3-键合线;4-红光量子点荧光粉;5-绿 光稀土荧光粉;6-封装胶水。
【具体实施方式】
[0032]实施例1本实施例公开了一种基于红光量子点的高色域白光LED灯珠的制作方 法，具体工艺步骤如图1所示：
[0033] 1)称取一定量发射光峰值波长为630nm的MgTe红光量子点荧光粉(红光量子点荧 光粉由市场购买获得，其粒径为5nm)。根据红光量子点与有机溶剂的质量比为1:1000,向红 光量子点焚光粉中加入适量的有机溶剂C7H8(甲苯）。
[0034] 2)将步骤1)所得混合溶液置于超声波清洗机中进行超声处理。控制超声波清洗机 水浴温度为35°C，超声频率为70KHz，超声处理时间为40min，使红光量子点荧光粉完全溶解 于有机溶剂中，获得澄清溶液。
[0035] 3)按照封装胶水A:封装胶水B质量比为1:10(封装胶A、封装胶B为有机硅类封装 胶），红光量子点与封装胶水(包括封装胶水A与封装胶水B)的质量比为1:500，称取一定量 的封装胶水A和封装胶水B，倒入步骤2)所得红光量子点澄清溶液中。将混有封装胶水的量 子点溶液置于磁力搅拌机中，控制磁力转子转速为250rpm，搅拌20min，使红光量子点溶液 与封装胶水A、封装胶水B均匀混合。
[0036] 4)将步骤3)所得混合液置于真空脱泡机中，抽真空至脱泡机内压强为O.lKpa，控 制脱泡机搅拌转速为800rpm/min，脱泡温度为48°C，对混合液进行真空脱泡搅拌50min，可 将步骤3)所得混合液中的有机溶剂抽出，得到混合均匀的红光量子点荧光胶。
[0037] 5)称取一定量发射光峰值波长为540nm的绿光荧光粉(绿光荧光粉可以为稀土元 素掺杂的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、氮化物、氟化物等体系荧光粉中的至少一种，绿光荧光粉 与红光量子点荧光粉的质量比为25:1)，加入到步骤4)所得红光量子点荧光胶中，用玻璃棒 对荧光胶进行人工搅拌，沿同一方向匀速搅拌8min，使绿光荧光粉混入红光量子点荧光胶 中。
[0038] 6)再将步骤5)所得混有绿光荧光粉的荧光胶置于真空脱泡机中，控制脱泡温度为 40°C，压强脱泡机的压强为lKpa，脱泡剂搅拌转速为1500rpm/min，进行真空脱泡搅拌8min， 使绿光荧光粉与红光量子点荧光胶充分混合，使荧光胶彻底脱泡，得到红、绿光荧光胶。 [0039] 7)将所述所得红、绿光荧光胶滴入已经固定有蓝光芯片（芯片发射光峰值波长为 450nm)，且连接键合线(键合线材质可以为金、银、铜及其他导电合金）的LED支架杯壳内，将 LED支架置于烘箱中，于160°C下烘烤4h，待杯壳内红、绿光荧光胶固化，即得高色域白光LED 灯珠。
[0040] 所得的LED灯珠由1支架、2蓝光芯片、3键合线、4红光量子点荧光粉、5绿光稀土荧 光粉以及6封装胶水组成(具体见图2所示）。
[0041] 实施例2本实施例公开了一种基于红光量子点的高色域白光LED灯珠的制作方 法，具体工艺步骤如图1所示：
[0042] 1)称取一定量发射光峰值波长为600nm的GaAs、GaN红光量子点荧光粉(红光量子