[发明专利]一种硅纳米颗粒阵列增强白光LED及其制备方法

权利要求书

1.一种硅纳米颗粒阵列增强白光LED，其特征在于：包括基底层，所述基底层的一侧装有蓝光LED芯片或近紫外LED芯片，另一侧设有颜色转换层；所述颜色转换层包括硅纳米颗粒周期阵列和荧光胶，所述硅纳米颗粒周期阵列紧贴基底层设置。

2.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED，其特征在于：所述硅纳米颗粒周期阵列中，固定周期p为370～520nm。

3.根据权利要求1或2所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED，其特征在于：形成硅纳米颗粒周期阵列的硅纳米颗粒为圆柱形的硅纳米柱。

4.根据权利要求3所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED，其特征在于：所述硅纳米柱的直径d为140～200nm，硅纳米柱的高度h为100～180nm。

5.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED，其特征在于：所述颜色转换层的厚度t为400～950nm。

6.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED，其特征在于：所述基底层为SiO₂、石英或玻璃基底。

7.根据权利要求1所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED，其特征在于：所述荧光胶由以下重量百分比的组分组成：聚合物95％～97％、荧光物质3％～5％。

8.一种如权利要求1所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)取基底层，在基底层上气相沉积硅纳米薄膜；

2)在硅纳米薄膜上刻蚀出硅纳米颗粒阵列；

3)将荧光胶旋涂在基底层上有硅纳米颗粒阵列的一面，形成颜色转换层；

4)在基底层上与颜色转换层相对的一面装上蓝光LED芯片或近紫外LED芯片，即得。

9.根据权利要求8所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED的制备方法，其特征在于：步骤1)中，在基底层上气相沉积硅纳米薄膜的方法为低压化学气相沉积法，以硅烷为原料气体，硅烷压力为13.3～26.6Pa，沉积温度为580～640℃，薄膜生长速率为5～10nm/min。

10.根据权利要求8所述的硅纳米颗粒阵列增强白光LED的制备方法，其特征在于：步骤2)中，采用电子束光刻技术在硅纳米薄膜上刻蚀出硅纳米颗粒阵列，具体包括下列步骤：

a.在硅纳米薄膜表面旋涂电子抗蚀剂，形成电子抗蚀剂层；

b.在电子抗蚀剂层表面旋涂导电液后，利用电子束光刻在电子抗蚀剂层刻蚀出所需的阵列图案，除去导电液，得图案化的电子抗蚀剂层；

c.以图案化的电子抗蚀剂层为掩膜版，用SF₆气体的原子束在硅纳米薄膜上刻蚀出相应的硅纳米颗粒阵列，然后用O₂等离子体灰化除去残留的电子抗蚀剂。