[发明专利]一种含碳光致发黄光晶体的制备方法及其在白光LED中的应用

说明书

本发明公开了一种含碳光致发黄光晶体的制备方法及其在白光LED中的应用，该制备方法包括步骤如下：(1)将邻苯二甲酸溶于甲酰胺中，加热，在120‑270℃下反应，反应完毕，冷却得到混合体系；(2)向步骤(1)得到的混合体系中加入去离子水，搅拌得到分散液；(3)将步骤(2)得到的分散液透析提纯，取固体，干燥，得到含碳光致发黄光晶体。取上述晶体，与一定量的LED硅胶混合制成胶水，涂覆于InGaN蓝光芯片上，烘干后制得白光LED。本发明的含碳光致发黄光晶体的制备方法简单，收率和发光效率高，以此晶体为基础构筑白光LED能够降低成本，便于大面积推广。

技术领域

本发明涉及一种含碳光致发黄光晶体的制备方法及其在白光LED中的应用，属于纳米材料技术领域。

背景技术

白光LED具有能耗低、光效高、安全、寿命长以及无辐射等优点，已成为本世纪最具潜力的固态照明器件。目前实现白光LED的方法主要有量子肼技术、红绿蓝多芯片混合技术和光转换技术。前两种技术的器件制备较为复杂，因此，光转换技术成为国内外该领域发展的主流。光转换技术主要分为三类：蓝光激发黄色荧光粉、近紫外光激发红绿蓝三基色荧光粉和近紫外光激发单一基质白光荧光粉。其中，蓝光激发黄色荧光粉获得的白光稳定且器件结构简单，因此该方法成为商业白光LED的主要实现形式。目前最常用的商业化白光LED是由蓝光InGaN芯片和黄色荧光粉(YAG:Ce)组成。但是，此类荧光粉含有不可再生的稀土元素，并且合成温度较高。无机半导体量子点因其具有荧光量子产率高、光稳定性好、发光颜色可调等优点开始逐渐取代稀土荧光粉。但是，传统的无机半导体量子点一般含有重金属元素(Cd、Se、Te等)，容易造成环境污染。

碳量子点是一类全新的发光纳米材料，制备简单且环境友好。目前已有文献报道了其在白光LED方面的应用(参见：S.Qu,D.Zhou,D.Li,et al.Adv.Mater.2016,28,3516-3521；Z.Wang,F.Yuan,X.Li,et al.Adv.Mater.2017,1702910；F.Yuan,Z.Wang,X.Li,etal.Adv.Mater.2017,29,1604436；Z.Tian,X.Zhang,D.Li,et al.Adv.OpticalMater.2017,1700416；M.Shamsipur,A.Barati,S.Karami,et al.Carbon,2017,124,429-472)，但是目前碳量子点的制备多以水相体系为主，液态碳量子点不能很好的与封装器件的光学胶融合，实际上并不适合用于白光LED的封装，虽然将其转换为固态粉末可解决这一问题，但是碳量子点在固态下常常发生严重的荧光猝灭，这限制了其在LED方面的应用，避免碳量子点固态猝灭的方法主要是选取合适的基质来分散碳量子点，从而增加碳量子点之间的距离。因此，能够制备出无需外加基质，对环境无污染高产率的固态发光的含碳黄色荧光材料是很有必要的。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是目前固态碳量子点易发生荧光猝灭及白光LED材料简洁制备工艺缺乏等问题，本发明提供了一种含碳光致发黄光晶体的制备方法及其在白光LED中的应用。该含碳光致发黄光晶体的制备方法简洁，所制备的晶体分解温度接近200度，可用作荧光粉构筑白光LED。

术语说明：

LED：发光二极管的简称，是一种固态的半导体器件。

本发明的技术方案如下：

一种含碳光致发黄光晶体的制备方法，包括步骤如下：

(1)将邻苯二甲酸溶于甲酰胺中，得溶液I，加热，在120-270℃下反应，反应完毕，冷却得到混合体系；

(2)向步骤(1)得到的混合体系中加入去离子水，搅拌得到分散液；

(3)将步骤(2)得到的分散液透析提纯，取固体，干燥，得到含碳光致发黄光晶体。

根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的溶液I中邻苯二甲酸的浓度为0.05-0.6g/mL，进一步优选0.10-0.40g/mL。