[发明专利]硅树脂复合材料及其制造方法、照明器件、应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅树脂复合材料、该硅树脂复合材料的制造方法、含有该硅树脂复合材料的照明器件、及该硅树脂复合材料作为照明器件的应用，属于发光、照明领域。

背景技术

随着全球能源危机以及人们节能环保意识的逐步增强，大量节能环保的绿色能源走进了我们的生活。发光二极管(LED)因耗能低、产热少、寿命长等优点正逐步取代传统的照明材料，成为新一代的照明光源。

但是，随着亮度和功率的不断提高，荧光材料和封装材料成为制约LED进入照明领域的关键技术之一。其中的封装材料主要有如下作用：

密封和保护LED芯片正常工作，避免LED芯片受到周围环境中湿度与温度的影响；

固定和支持导线，防止电子组件受到机械振动、冲击产生破损而造成组件参数的变化；

降低LED芯片与空气之间折射率的差距以增加光输出及有效地将内部产生的热排出等。

因此，对封装材料来说，其要具有优良的密封性、透光性、粘结性、折射率、介电性能和机械性能。环氧树脂和有机硅是最常用的LED封装用材料。目前，有机硅封装材料因其具有高亮度LED所需抗紫外光性与热稳定性，其应用和开发逐渐成为主流技术。

传统的白光LED采用在蓝光LED上覆盖着发黄光或橙红光的YAG荧光素。当黄光和蓝光混合后便可产生一种新的光色，其颜色在肉眼看来非常接近白色。目前，荧光粉发光材料已经被广泛地应用到LED照明和显示技术中，但是荧光粉的光衰大、颗粒均匀度差、使用寿命短，仍然不是最好的LED发光材料。与天然光线相比，这种混合色中缺乏红色光谱，而使得照明用的LED灯光看起来冰冷而刺眼，部分荧光灯也有此弊病。抛开造价高的因素，从某种意义上说，光线不够柔和也阻碍了LED灯走入家庭、大规模商用的进程。另一方面，目前使用的荧光粉的粒径在十几个微米，存在在封装胶里分布不均匀的问题；其光散射作用会加速封装树脂材料的老化而缩短LED的使用寿命。同时，封装结构的限制也常常导致LED空间色度不均匀的问题。

量子点比荧光粉的发光效率更高、使用寿命更长、颜色的纯度更好，成为目前新型LED发光材料的研究热点。量子点材料是通过改变量子点的种类和尺寸来控制材料发射光谱的范围。量子点LED灯融入量子点光学设计与冷白光LED，利用量子点的光色可控技术，通过光线刺激让量子点发散出几种颜色的组合，以产生色彩丰富的、十分明亮的暖白光。例如，CdSe是II-VI族半导体材料的重要一员，其体相的禁带宽度为1.72 eV，因此CdSe量子点随着粒径的变化，其发射光的波长可以覆盖从蓝到红几乎整个可见光区。一般红光量子点的色温为2700开尔文，与传统的白炽灯一样，其显色系数为90，比传统白炽灯的显色系数（95）略低，而远高于现有LED的显色系数（75）。此外，量子点的低能耗特性是全面淘汰高能耗光源的一个重要优势。量子点能够将LED光源发出的蓝光完全转化为白光，而不是像YAG荧光素那样只能吸收一部分，这意味着在同样的灯泡亮度下，量子点LED灯所需的蓝光更少，从而在电光转化中需要的电力更少，其能耗比为65 lm/W，比传统白炽灯的能耗比（15 lm/W）和荧光灯效率都高，可节省能源超过80%。

综上，量子点LED灯具有两个突出的特点：（1）实现了光线颜色的可控，使得冷冰冰的LED光线变得更加柔和；（2）更重要的是，由于能够将LED的基色100%转化为白光，量子点LED灯变得更加高效和节能。从而使得量子点LED照明灯同时具有LED照明灯光效与白炽灯的暖色。

但是量子点在颜色、寿命、成本及大规模量化生产方面都还有很多问题需要突破和改善。与此同时，荧光粉也亟待提高空间色度不均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能较好的硅树脂复合材料、该硅树脂复合材料的制造方法、含有该硅树脂复合材料的照明器件、及该硅树脂复合材料作为照明器件的应用。

为解决实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种硅树脂复合材料，其包括纳米荧光粉、纳米量子点及无色透明的硅树脂，其中所述纳米荧光粉和纳米量子点均匀分散于该无色透明的硅树脂中，所述硅树脂复合材料为固化结构，所述纳米荧光粉和纳米量子点作为发光材料，所述硅树脂作为第一封装材料。

作为本发明进一步改进的技术方案：所述纳米荧光粉的重量百分比含量为所述硅树脂的1.0-20.0 %。

作为本发明进一步改进的技术方案：所述纳米荧光粉的粒径为1.0-400纳米。

作为本发明进一步改进的技术方案：所述纳米荧光粉为以下单独的物质或者它们的组合：