[实用新型]一种基于CdxZn1‑xS@ZnSe量子点的白光LED装置

说明书

技术领域

本实用新型属于照明领域，具体涉及一种基于Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点的白光LED装置。

背景技术

随着全球能源危机以及人们节能环保意识的逐渐增强，大量节能环保材料走进了我们的生活，量子点白光LED因耗能低、热量小、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.目前，荧光粉发光材料已经被广泛的应用到发光二极管（LED）照明技术中，但是荧光粉的选择必须满足两个条件，第一是荧光粉的激发光谱必须与所选择的LED芯片的发射光谱相匹配，这样才能保证荧光粉材料被高效激发，获得高的光转换效率；第二是荧光粉的发射光谱可与蓝光芯片发射出的蓝光复合形成白光，或者在近紫外光激发下能复合或者单独形成白光。同时，为了保证白光LED的性能，荧光粉体还应有物理、化学的稳定性，抗潮，不与封装材料、半导体芯片发生作用，颗粒细小不易团聚。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，且目前传统的蓝光芯片加荧光粉的封装形式发光二极管（LED），其演色性及色域覆盖率、发光效果较低。

考虑材料本身缺陷、能级匹配及制备工艺对LED装置性能的影响，设计了Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点作为光电转换材料，利用合金宽吸收光谱，采用溶剂热合成技术，合成了可控粒径Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点材料并将其应用于LED装置中。量子点相较于体半导体材料易调控能级使得电子给体和受体之间能级匹配，大幅提高LED装置的光电转换效率。Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点荧光寿命很长，因此十分有利于光生电子的快速分离以及传输。

本发明分别采用溶剂热法中有机相合成的方法制备出不同发射波长的Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点，并将其应用于太阳能电池中。有机相中制备的量子点具有较高的荧光量子产率，较好的单分散性和稳定性，光学性能优异且粒径可控。

量子点（QDs）为半导体纳米晶体，其粒径在1-10nm。量子点产品是以Cd_xZn_1-xS为核心，ZnSe为壳层表面由疏水配体包裹的核/壳型荧光纳米材料，其粒径介于2-10nm之间，由数百到数千个原子组成，具有粒径均一，吸收光谱宽，发射光谱窄且堆成，荧光强度高且稳定等特点；激发波长从260nm-750nm。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种基于Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点的白光LED装置，其发光效率高，稳定性好，在照明领域具有极好的应用前景。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：一种基于Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点的白光 LED 装置，其特征在于：包括 LED 芯片、反光罩、散热器和透光罩，所述反光罩为上端开口下端封闭的壳体，反光罩的内表面均为反光面，所述 LED 芯片焊接于反光罩内表面的底部，所述反光罩的下部固接有散热器，所述透光罩与反光罩固接，所述透光罩与 LED 芯片之间设有用于覆盖 LED 芯片的量子点发光灌封胶体，所述量子点发光灌封胶体的量子点与硅胶混合而成。

进一步的，所述LED芯片包括依次基板、N型氮化镓层、发光层及 P 型氮化镓层，基板、N型氮化镓层、发光层及 P 型氮化镓层从下往上依次层叠，所述N型氮化镓层上设置有N电极，所述P型氮化镓层上设置有 P电极，所述基板与反光罩焊接。

进一步的，所述基板为氮化镓基板。

进一步的，所述反光罩呈上宽下窄的圆台体。

进一步的，所述反光罩采用金属材料制成。

进一步的，所述Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点采用溶剂热法的特点，结合溶剂热法中有机相合成特点，成功合成Cd_xZn_1-xS@ZnSe量子点，通过改变反应物配比、反应温度、反应时间来调节量子点粒径，使半导体量子点导带价带更易于二氧化钛导带价带匹配形成阶梯结构促进电子空穴传输，减少电子—空穴对的复合，提高量子点白光LED装置的光电转换效率。