專利名稱：可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料及制法和用途，特別涉及一種制備方法和用途。
背景技術(shù)：
白光發(fā)光二極管(White light emitting diodes,簡(jiǎn)稱WLED),是一種新型固體冷光源，以無(wú)污染、長(zhǎng)壽命、體積小、節(jié)能、耐振動(dòng)、抗沖擊并能較好地反映照射物體的真實(shí)顏色等特點(diǎn)，被視為L(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)中最被看好的新興產(chǎn)品。目前科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)WLED中光老化并不是樹(shù)脂老外的唯一原因，而造成WLED壽命降低的另一個(gè)原因是熒光粉的散射作用。在WLED 實(shí)際應(yīng)用中，避免由熒光粉散射而引起樹(shù)脂老化的辦法主要是使熒光粉層盡量遠(yuǎn)離LED芯片。但這個(gè)方法雖然能夠在一定程度上減輕熒光粉光散射所造成的負(fù)面影響，但不能徹底解決這個(gè)問(wèn)題。想要解決這個(gè)問(wèn)題就需要使用不產(chǎn)生光散射的熒光粉。近幾年來(lái)，在可見(jiàn)光波段發(fā)光的II-VI族半導(dǎo)體量子點(diǎn)作為極佳備選材料也已被應(yīng)用于白光LED器件。半導(dǎo)體量子點(diǎn)即零維納米材料，它在三個(gè)維度上的尺寸都與電子平均自由程相近，具有獨(dú)特的分立能級(jí)體系，因此又被稱為人造原子。由于量子尺寸效應(yīng)，量子點(diǎn)以CdSe為例與傳統(tǒng)熒光粉相比具有以下特點(diǎn)只需控制CdSe的粒徑大小，就可以得到發(fā)光波長(zhǎng)幾乎覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光波段的熒光；不同發(fā)射波長(zhǎng)的藍(lán)光LED都可以對(duì)CdSe納米材料進(jìn)行激發(fā)。這些性質(zhì)都是傳統(tǒng)熒光粉根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。利用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)生長(zhǎng)的InGaN/GaN藍(lán)紫光LED已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段，因而以InGaN/GaN藍(lán)紫光LED為基底，旋涂綠光及紅光量子點(diǎn)熒光材料，利用量子點(diǎn)的光致發(fā)光特性來(lái)實(shí)現(xiàn)白光器件是一種不錯(cuò)的選擇。近年來(lái)，Demir等在這方面取得了一系列重要的成功。其中最令人興奮的進(jìn)展就是白色暖光源的實(shí)現(xiàn)，選擇紅(613nm)、 綠(555nm)、藍(lán)(452nm)三色量子點(diǎn)構(gòu)成白光。調(diào)節(jié)三色量子點(diǎn)的成分含量，就能得到白光 LED發(fā)射光譜，但在光譜中缺少520nm左右的藍(lán)綠光和580nm左右的黃光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可發(fā)射白色突光的CMSe量子點(diǎn)娃樹(shù)脂復(fù)合材料；本發(fā)明的另一目的在于提供所述可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法；本發(fā)明的再一目的在于提供所述可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料的用途。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料，其由硅樹(shù)脂和均勻分散于該硅樹(shù)脂內(nèi)的CdSe量子點(diǎn)混合物組成；所述CdSe量子點(diǎn)混合物與所述硅樹(shù)脂的重量份配比為I 8 99 92 ;所述硅樹(shù)脂為在可見(jiàn)光區(qū)透光率大于85%的透明硅樹(shù)脂；
所述CMSe量子點(diǎn)混合物由光致發(fā)光波長(zhǎng)455nm的CMSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng) 490nm的CdSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng)523nm的CdSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng)546nm的CdSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng)575nm的CdSe量子點(diǎn)和光致發(fā)光波長(zhǎng)623nm的CdSe量子點(diǎn)組成。所述CdSe量子點(diǎn)混合物中的OdSe量子點(diǎn)粒徑小于5nm。本發(fā)明提供的可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，氣制備步驟如下(I)分別稱取不同粒徑的六種CdSe量子點(diǎn)，并分別加入至正己烷中，經(jīng)充分超聲分散得到六種CdSe量子點(diǎn)濃度均為0. lmol/L的CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液所述六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液分別含光致發(fā)光波長(zhǎng)455nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第一 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)490nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第二 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)523nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第三CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)546nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷第四 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)575nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第五CdSe 量子點(diǎn)正己烷透明溶液及含光致發(fā)光波長(zhǎng)623nm的CdSe量子點(diǎn)和正己烷第六CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液；(2)將所述第一 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、第二 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、 第三CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、第四CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、第五CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液和第六CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液按體積比為I : I: I 2:2 8:2 8的比例充分混合，得到含六種CdSe量子點(diǎn)的CdSe量子點(diǎn)混合物正己烷透明溶液；(3)將步驟(2)得到的含六種CdSe量子點(diǎn)的CdSe量子點(diǎn)混合物正己烷透明溶液與硅樹(shù)脂混合均勻，抽出其中的正己烷溶劑，之后將其均勻涂覆于光滑玻璃片上，150°C固化lh，得到可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料，該可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)娃樹(shù)脂復(fù)合材料中的OdSe量子點(diǎn)混合物與娃樹(shù)脂的重量份配比為I 8 99 92 ;所述的硅樹(shù)脂為在可見(jiàn)光區(qū)透光率大于85%的硅樹(shù)脂。所述的CdSe量子點(diǎn)混合物中的CdSe 量子點(diǎn)粒徑均小于5nm。本發(fā)明提供的可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料在用于電光器件、 白光LED固體照明器件中的發(fā)光材料上的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明通過(guò)采用六種發(fā)光波長(zhǎng)的CdSe量子點(diǎn)進(jìn)行配色獲得發(fā)射白光的熒光材料，實(shí)現(xiàn)了材料的光致白光。2、本發(fā)明方法制備的發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料具有較高的耐熱性， 不因環(huán)境溫度的升高而變質(zhì)；在紫外光的激發(fā)下光致發(fā)光光譜連續(xù)，譜峰平滑，接近于太陽(yáng)光譜。3、本發(fā)明方法制備的發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料僅含CdSe量子點(diǎn)和硅樹(shù)脂，未有其它摻雜。4、本發(fā)明方法制備的發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料中的CdSe量子點(diǎn)未
經(jīng)包覆。5、本發(fā)明發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法制備簡(jiǎn)單，制作時(shí)間短，可重復(fù)性好，毒性小，成本低。
6、本發(fā)明方法的原材料很容易從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)或加工得到，特別是通過(guò)調(diào)節(jié)CdSe 量子點(diǎn)尺寸來(lái)控制發(fā)射波長(zhǎng)，具有好的顯色性，不需要仔細(xì)地均衡各種熒光。7、本發(fā)明的發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料可用于白光LED代替熒光粉， 可以避免傳統(tǒng)熒光粉所引起的光散射作用，延長(zhǎng)白光LED的使用壽命；同時(shí)改善空間色度的均勻性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例(但不限于所舉實(shí)施例)進(jìn)一步描述本發(fā)明實(shí)施例I(I)分別稱取0. 76g(4mmol)六種不同粒徑的CMSe量子點(diǎn)，并分別加入40ml正己烷中，超聲分散15分鐘使其充分分散，得到六種CdSe量子點(diǎn)濃度均為0. lmol/L的CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液；該六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液發(fā)射不同波長(zhǎng)光；上述六種溶液中的CdSe量子點(diǎn)粒徑分別為2. 31 ±0. 04nm, 2. 92±0. 04nm, 3. 35±0. 12nm，3. 68±0. 06nm，4. 23±0. 12nm，4. 74±0. 23nm ;實(shí)際上 CdSe 量子點(diǎn)粒徑只要小于5nm均可。(2)分別量取IOml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液a，IOml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液b，IOml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液c，20mlCdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液d，20ml CdSe 量子點(diǎn)正己烷透明溶液e，和20ml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液f，將上述六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液充分混合得到發(fā)射白光的CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液；(3)取20ml步驟(2)中制備的發(fā)射白光的CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液與38. 2g 硅樹(shù)脂(Dow Corning 0E-6550)混合均勻后，抽出其中的正己烷溶劑，之后將其均勻涂覆于光滑玻璃片上，150°C固化lh，即可得到發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料，其中的CdSe量子點(diǎn)白光混合物與硅樹(shù)脂的重量份配比為I : 99 ;硅樹(shù)脂為在可見(jiàn)光區(qū)透光率大于85%的硅樹(shù)脂。本實(shí)施例制備的復(fù)合材料在365nm紫外燈下激發(fā)可發(fā)射白色熒光。實(shí)施例2
(I)分別稱取0. 76g(4mmol)六種不同粒徑的CMSe量子點(diǎn)，并分別加入40ml正己烷中，超聲分散15分鐘使其充分分散，得到六種CdSe量子點(diǎn)濃度均為0. lmol/L的CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液；該六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液發(fā)射不同波長(zhǎng)光；上述六種溶液中的CdSe量子點(diǎn)粒徑分別為2. 31 ±0. 04nm, 2. 92±0. 04nm, 3. 35±0. 12nm，3. 68±0. 06nm，4. 23±0. 12nm，4. 74±0. 23nm ;實(shí)際上 CdSe 量子點(diǎn)粒徑只要小于5nm均可。(2)分別量取IOml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液a，IOml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液b，20ml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液c，20mlCdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液d，40ml CdSe 量子點(diǎn)正己烷透明溶液e，和40ml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液f，將上述六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液充分混合得到發(fā)射白光的CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液；(3)取20ml步驟(2)中制備的發(fā)射白光的CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液與7. 6g硅樹(shù)脂(Dow Corning 0E-6550)混合均勻后，抽出其中的正己烷溶劑，之后將其均勻涂覆于光滑玻璃片上，150°C固化lh，即可得到發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料，其中的 CdSe量子點(diǎn)白光混合物與硅樹(shù)脂的重量份配比為5 95 ;硅樹(shù)脂為在可見(jiàn)光區(qū)透光率大于85%的硅樹(shù)脂。本實(shí)施例制備的復(fù)合材料在365nm紫外燈下激發(fā)可發(fā)射白色熒光。實(shí)施例3
(I)分別稱取0. 76g(4mmol)六種不同粒徑的CMSe量子點(diǎn)，并分別加入40ml正己烷中，超聲分散15分鐘使其充分分散，得到六種CdSe量子點(diǎn)濃度均為0. lmol/L的CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液；該六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液發(fā)射不同波長(zhǎng)光；上述六種溶液中的CdSe量子點(diǎn)粒徑分別為2. 31 ±0. 04nm, 2. 92±0. 04nm,3. 35±0. 12nm，3. 68±0. 06nm，4. 23±0. 12nm，4. 74±0. 23nm ;實(shí)際上 CdSe 量子點(diǎn)粒徑只要小于5nm均可。(2)分別量取IOml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液a，IOml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液b，20ml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液c，40mlCdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液d，80ml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液e，和80ml CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液f，將上述六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液充分混合得到發(fā)射白光的CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液；(3)取20ml步驟(2)中制備的發(fā)射白光的CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液與4. 5g硅樹(shù)脂(Dow Corning 0E-6550)混合均勻后，抽出其中的正己烷溶劑，之后將其均勻涂覆于光滑玻璃片上，150°C固化lh，即可得到發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料，其中的CdSe量子點(diǎn)白光混合物與硅樹(shù)脂的重量份配比為8 92 ;硅樹(shù)脂為在可見(jiàn)光區(qū)透光率大于85%的硅樹(shù)脂。本實(shí)施例制備的復(fù)合材料在365nm紫外燈下激發(fā)可發(fā)射白色熒光。
權(quán)利要求
1.一種可發(fā)射白色突光的CMSe量子點(diǎn)娃樹(shù)脂復(fù)合材料,其由娃樹(shù)脂和均勻分散于該硅樹(shù)脂內(nèi)的CdSe量子點(diǎn)混合物組成；所述CdSe量子點(diǎn)混合物與所述硅樹(shù)脂的重量份配比為I 8 99 92 ; 所述硅樹(shù)脂為在可見(jiàn)光區(qū)透光率大于85%的透明硅樹(shù)脂； 所述CdSe量子點(diǎn)混合物由光致發(fā)光波長(zhǎng)455nm的CdSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng)490nm的CdSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng)523nm的CdSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng)546nm的CdSe量子點(diǎn)、光致發(fā)光波長(zhǎng)575nm的CdSe量子點(diǎn)和光致發(fā)光波長(zhǎng)623nm的CdSe量子點(diǎn)組成。
2.按權(quán)利要求I所述的發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于，所述CdSe量子點(diǎn)混合物中的CdSe量子點(diǎn)粒徑小于5nm。
3.一種權(quán)利要求I所述的發(fā)射白色突光的CMSe量子點(diǎn)娃樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟 (1)分別稱取不同粒徑的六種CdSe量子點(diǎn)，并分別加入至正己烷中，經(jīng)充分超聲分散得到六種CdSe量子點(diǎn)濃度均為O. lmol/L的CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液； 所述六種CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液分別含光致發(fā)光波長(zhǎng)455nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第一 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)490nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第二 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)523nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第三CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)546nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷第四CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、含光致發(fā)光波長(zhǎng)575nm的CdSe量子點(diǎn)及正己烷的第五CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液及含光致發(fā)光波長(zhǎng)623nm的CdSe量子點(diǎn)和正己烷第六CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液； (2)將所述第一CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、第二 CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、第三CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、第四CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液、第五CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液和第六CdSe量子點(diǎn)正己烷透明溶液按體積比為I :1:1 2:2 8:2 8的比例充分混合，得到含六種CdSe量子點(diǎn)的CdSe量子點(diǎn)混合物正己烷透明溶液； (3)將步驟(2)得到的含六種CdSe量子點(diǎn)的CdSe量子點(diǎn)混合物正己烷透明溶液與硅樹(shù)脂混合均勻，抽出其中的正己烷溶劑，之后將其均勻涂覆于光滑玻璃片上，150°C固化lh，得到可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料，該可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料中的CdSe量子點(diǎn)混合物與娃樹(shù)脂的重量份配比為I 8 99 92 ;所述的娃樹(shù)脂為在可見(jiàn)光區(qū)透光率大于85%的娃樹(shù)脂。
4.按權(quán)利要求3所述的可發(fā)射白色熒光的CdSe量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的CdSe量子點(diǎn)混合物中的CdSe量子點(diǎn)粒徑均小于5nm。
5.—種權(quán)利要求I所述的可發(fā)射白色突光的CMSe量子點(diǎn)娃樹(shù)脂復(fù)合材料在用于電光器件、白光LED固體照明器件中的發(fā)光材料上的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及的可發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料為由在可見(jiàn)光區(qū)是無(wú)色透明的硅樹(shù)脂和均勻分散于該硅樹(shù)脂內(nèi)的CdSe量子點(diǎn)白光混合物構(gòu)成的可發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料；該可發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料中的CdSe量子點(diǎn)白光混合物與在可見(jiàn)光區(qū)是無(wú)色透明的硅樹(shù)脂的重量份配比為1～8∶99～92；其制備步驟是先制備CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液，然后按復(fù)合材料中白光熒光物質(zhì)含量取相應(yīng)體積的CdSe量子點(diǎn)白光混合物溶液加入到硅樹(shù)脂中，均勻混合后，抽出溶劑，均勻涂覆于光滑玻璃片上，固化成型，得到可發(fā)射白色熒光的量子點(diǎn)硅樹(shù)脂復(fù)合材料；該復(fù)合材料在紫外光激發(fā)下能夠發(fā)射出白光，且光致發(fā)光光譜連續(xù)，譜峰平滑，峰型接近于太陽(yáng)光譜，適用于電光器件，白光LED固體照明器件的發(fā)光材料。
文檔編號(hào)C08L83/00GK102618035SQ201110028130
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者付紹云, 史漢橋, 李婉男, 楊嬌萍, 肖紅梅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所