[发明专利]一种热塑成型制备LED薄膜材料的方法

说明书

本发明属于LED薄膜材料制备技术领域，提供了一种热塑成型制备LED薄膜材料的方法。该方法通过将VI族前体的固体前驱物与II族前体的固体前驱物分别与热塑性聚合物在特殊设计的螺杆1、螺杆2中剪切分散，然后送入特殊设计的螺杆3中，同时加入单晶量子点态半导体，VI族前体的固体前驱物与II族前体的固体前驱物在热塑性聚合物体系中发生原位反应，以单晶量子点为晶体生长核，无衬底生长，形成大面积LED薄膜材料。与传统方法相比，该发明可有效控制薄膜的厚度和面积，实现规模化低成本制备大面积LED薄膜材料。

技术领域

本发明涉及LED薄膜材料制备技术领域，尤其是涉及一种热塑成型制备LED薄膜材料的方法。

背景技术

LED 为通电时可发光的电子组件，是半导体材料制成的发光组件，材料使用III-V族化学元素，如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)，发光原理是将电能转换为光，也就是对化合物半导体施加电流，透过电子与电洞的结合，过剩的能量会以光的形式释出，达成发光的效果，属于冷性发光，寿命长达十万小时以上。LED最大的特点在于：无须暖灯时间、反应速度很快(约在10^-9s)、体积小、用电省、污染低、适合量产，具有高可靠度，容易配合应用上的需要制成极小或数组式的组件，适用范围颇广，在显示、汽车、照明灯领域应用极广。目前已形成上游外延材料、中游芯片制造、下游器件封装等规模化生产。

目前，制备高质量的LED单晶材料和薄膜材料，是研制开发发光器件、电子器件以及保证器件性能和可靠性的前提条件。因为半导体材料的熔点高，所以很难采用熔融的液体制备单晶材料，虽然采用了高温、高压技术，但也只能得到针状或小尺寸的片状晶体。现有主要的制备方法采用气相沉积、外延层的生长，但难以控制其膜厚度，面积小。因此，该领域技术人员在积极探索可规模化低成本量产制备LED材料。Lu等发明了一种用于如LED光源等冷光源起扩散作用的高透光率扩散型薄膜及其制备方法。该薄膜包括单层PC、单层PMMA和双层PMMA/PC材料，完美结合了精密模具加工技术、热塑性聚酯材料压延技术及PC、PMMA材料的高透光率特性，采用同向平行双螺杆模头共挤的工艺进行制备，便于规模化生产及推广应用。Liu等提供了一种利用石墨烯玻璃低成本大面积制备氮化铝薄膜的方法。先在廉价石英玻璃、蓝宝石等耐高温玻璃上生长出石墨烯，然后将氮化铝薄膜一步法直接生长在石墨烯缓冲层上，无需经过低温氮化铝生长过程，直接大幅度降低了AlN薄膜生产成本。得到的AlN可以进一步加工成LED器件，由于石墨烯非常好的热导率，制成的LED芯片可以避免使用过程中的过热问题。Cai等将硅胶弹性基体液和环氧树脂固化剂混合，压制并固化得可拉伸的弹性透明薄膜；将包裹合金的金属纳米线经过超声，离心，分散在正己烷溶液中，除杂后均匀地分布于弹性透明薄膜表面，并浸泡在乳酸溶液中，然后进行退火处理，即制得导电弹性透明薄膜；将其通过导线连接LED光源，制得金属纳米线的透明薄膜LED调光器。Zhu等提供了一种ITO薄膜的制备方法，通过提供一衬底，将所述衬底放置于磁控溅射设备腔体内，并通入氩气，然后利用射频电源使氩气起辉并产生氩等离子体；再施加直流电源，在衬底表面形成一ITO保护层；关掉所述射频电源，在磁控溅射设备腔体内通入预设流量的辅助气体，在保护层上形成至少一层折射率小于保护层折射率的ITO薄膜层，ITO保护层及其上所有的ITO薄膜层共同形成折射率渐变的ITO薄膜。该ITO薄膜应用于LED芯片中，光在各介质膜层的逸出角较大，既使量子阱发出光能够尽可能多的逸出到ITO膜层，又能使得ITO膜层中的光尽可能的逸出到封装胶外，从而提升了发光二极管的外量子发光效率，提升器件的亮度。

显然现有制备薄膜LED工艺复杂，且难以大面积生长。存在成本高，投资大的缺陷。发明内容

本发明的目的是提供一种热塑成型制备LED薄膜材料的方法，可以解决传统方法只能得到针状或小尺寸的片状晶体的缺陷，最主要的，创造性的进行螺杆设计，使固体前驱物与热塑性聚合物均匀混合，并剪切为纳米态，并在混合后发生原位反应，以单晶量子点为晶体生长核，无衬底生长，可规模化低成本制备大面积LED薄膜材料。

本发明涉及的具体技术方案如下：