一種量子點led照明燈具及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明燈具及其制備方法，特別涉及一種可實現(xiàn)多種顏色和良好配光的量子點LED照明燈具及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管是一種新型固體冷光源，具有低閾值電壓、高亮度、低能耗、長壽命、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、響應快、無輻射、無污染以及多色發(fā)光等優(yōu)點，被稱為第四代光源。
[0003]然而，傳統(tǒng)的LED照明燈具存在諸多缺陷:1.價格昂貴;2.出光效率低;3.實際使用壽命和理論壽命存在很大差距;4.散熱能力不好，發(fā)熱量較大;5.不能很好的實現(xiàn)色溫的控制;6.燈具的配光方式單一;7.顏色鮮艷度不夠，顯色指數(shù)不高。
[0004]半導體量子點即為零維納米材料，它在三個維度上的尺寸都與電子平均自由程相近，具有獨特的分立能級體系，因此又被稱為人造原子。由于量子尺寸效應，量子點以CdSe為例具有以下特點:只需控制CdSe的粒徑大小，就可以得到發(fā)光波長幾乎可以覆蓋整個可見光波長段的熒光;熒光峰的半峰全寬很窄，一般在25nm左右;在包覆更寬禁帶的同族量子點如ZnS或CdS后，熒光效率可提高80%，且抗熒光衰退能力得到極大的增強。作為一種可見光發(fā)光納米材料，早在1994年，Col vin等就開始關(guān)注其在電光器件上的應用。近幾年來，在可見光波段發(fā)光的I1-VI族半導體量子點作為極佳備選材料也已被應用于LED器件，其中以CdSe/ZnS基的核殼結(jié)構(gòu)量子點為典型代表。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種量子點LED照明燈具及其制備方法，可以得到不同顏色和配光的照明燈具。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種量子點LED照明燈具，包括燈頭、設置于燈頭上的散熱基板、設置于所述散熱基板上的由硅膠封裝的LED芯片或LED芯片組、設置于所述散熱基板上的反光杯以及設置于所述反光杯上的燈罩，所述LED芯片或LED芯片組通過引線與設置于所述燈頭內(nèi)的LED電源相連，所述反光杯內(nèi)設置有量子點光轉(zhuǎn)換器件，所述量子點光轉(zhuǎn)換器件包括與所述LED芯片或LED芯片組相對的厚度為0.l-5mm的透明薄片，以及設置于所述透明薄片單側(cè)表面或雙側(cè)表面上的厚度為50ηπι-500μπι的透光膜層，所述透光膜層內(nèi)分散有若干種量子點，量子點光轉(zhuǎn)換器件與所述LED芯片或LED芯片組的距離為2-8cm。
[0008]所述散熱基板采用鋁基板。
[0009]所述LED芯片采用COB封裝、支架型封裝或者SMD封裝;所述LED芯片或LED芯片組發(fā)射藍光或紫外光。
[0010]所述燈罩采用球面磨砂燈罩、非球面磨砂燈罩、球面微透鏡陣列燈罩或非球面微透鏡陣列燈罩，所述燈罩的材料為玻璃或塑料。
[0011]所述透明薄片采用塑料、玻璃、晶體或者其它透明材料;所述透明薄片是柔性或剛性，所述透明薄片的形狀與所述反光杯的截面形狀相應。
[0012]當設置于所述透明薄片的某一側(cè)表面的透光膜層中分散有多種量子點時，該多種量子點按一定的幾何分布分別分散在不同的幾何區(qū)域內(nèi)。
[0013]所述幾何分布采用連續(xù)排列的條帶形式或扇區(qū)形式。
[0014]上述量子點LED照明燈具的制備方法，包括以下步驟:
[0015]首先在加工好的散熱基板上固定LED芯片或LED芯片組，并焊接金線；然后將所述LED芯片或LED芯片組用硅膠封裝;在加工好的透明薄片的單側(cè)或雙側(cè)表面上涂覆分散有量子點的混合液，并經(jīng)過烘干制備得到所述透光膜層，然后將所述透明薄片固定在反光杯內(nèi)部，然后將所述反光杯的一端固定在所述散熱基板上，并使所述LED芯片或LED芯片組與所述透明薄片相對;然后在所述反光杯的另一端固定燈罩，最后將所述散熱基板固定在燈頭上，并用引線連接所述燈頭內(nèi)的LED電源與所述LED芯片或LED芯片組。
[0016]所述涂覆的方法采用旋涂、噴墨打印、絲網(wǎng)印刷或噴涂。
[0017]所述混合液由0.5mg/mL-10mg/mL量子點溶液(溶劑為甲苯或正己烷)和lmg/mL-50mg/mL PMMA的丙酮溶液混合而成，量子點溶液與PMMA的丙酮溶液的混合比例為1:1-15:1(體積比)。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，至少具有以下優(yōu)點:本發(fā)明利用量子點光轉(zhuǎn)換器件，不僅解決了 LED管芯溫度升高對量子點發(fā)光影響的問題，而且可獲得多種顏色的光和白光，解決目前的量子點LED燈具成本過高問題，也可根據(jù)需要獲得不同方式的配光。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明所述量子點LED照明燈具的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是藍光LED對應的單層量子點薄膜的幾何分布示意圖；其中，a為扇區(qū)形式，b為連續(xù)排列的條帶形式；
[0021 ]圖3是藍光LED對應的雙層量子點薄膜的分布示意圖；
[0022]圖4是紫外LED對應的單層量子點薄膜的幾何分布示意圖；其中，a為扇區(qū)形式，b為連續(xù)排列的條帶形式；
[0023]圖中，I為鋁基板，2為LED芯片，3為反光杯，4為光轉(zhuǎn)換器件，5為燈罩，6為LED電源，7為燈頭，8為引線。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做詳細說明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明所述量子點LED照明燈具包括燈頭7、設置于燈頭7上的I?5mm厚鋁基板1、固晶于所述鋁基板I上發(fā)射藍光或紫外光的LED芯片2或LED芯片2組(固晶于鋁基板上，可提高散熱效率，實現(xiàn)良好的散熱)、固定在所述鋁基板I上的反光杯3、位于所述反光杯3內(nèi)部并與所述LED芯片2或LED芯片2組相對的量子點光轉(zhuǎn)換器件4以及位于所述反光杯3上實現(xiàn)配光的燈罩5，所述LED芯片2或LED芯片2組通過引線8與位于所述燈頭7內(nèi)的LED電源6相連。
[0026]對于封裝單個LED芯片2的情況，LED芯片2固晶于所述鋁基板I上，并通過金線與所述鋁基板I上的電極相連，電極通過向下延伸的引線8(穿過鋁基板I)與所述LED電源6相連；對于封裝LED芯片2組的情況，多個LED芯片2呈一定排列方式一一固晶于所述鋁基板I上，并通過設置于所述鋁基板I上的銅箔電路串聯(lián)，然后銅箔電路通過向下延伸的引線8(穿過鋁基板I)與所述LED電源6相連。
[0027]所述LED芯片可采用⑶B封裝，也可采用普通的支架型封裝，或者SMD封裝。可使用大功率LED芯片，也可使用小功率LED芯片。
[0028]所述反光杯3可以是塑料、金屬、玻璃或其它任何能夠成型的材料，內(nèi)部鍍上銀、鋁或其它高反射材料的薄膜，使芯片和量子點發(fā)射的光高效利用。
[0029]所述量子點光轉(zhuǎn)換器件4包括透明薄片，透明薄片可以采用塑料、玻璃、晶體或者其它透明材料制成。透明薄片可以是柔性的，也可以是剛性的。不同量子點可涂覆在透明薄膜的兩面或一面，或呈一定的幾何分布涂覆在同一面或兩面的不同區(qū)域。將量子點涂覆在透明薄片上構(gòu)成能夠把藍光或紫外光轉(zhuǎn)換為白光、單色或復色光的光轉(zhuǎn)換器件(量子點在LED芯片所發(fā)部分藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出相應顏色的光，并與透過光轉(zhuǎn)換器件的LED芯片所發(fā)藍光或紫外光部分混合)。
[0030]所述燈罩5做成球面磨砂玻璃形式、平面磨砂玻璃形式、球面微透鏡陣列形式或平面微透鏡陣列形式等各種形狀，可以使光線變得柔和或者照射到需要的方向上，實現(xiàn)良好的配光(二次配光)。
[0031 ] 所述LED電源6為將220V交流轉(zhuǎn)直流的電源。
[0032]所述燈頭7可以是螺紋形式，也可以是插座形式。
[0033]上述量子點LED照明燈具的封裝方法包括以下步驟:
[0034]1.鋁基板導入:按要求加工鋁基板I，經(jīng)清洗、烘干備用；
[0035]2.芯片檢驗:檢驗LED芯片2的極性及電極大小以及芯片尺寸大小是否符合工藝要求，材料表面是否有機械損傷；
[0036]3.固晶:利用AD8930自動固晶機進彳丁固晶；
[0037 ] 4.焊線:利用Eagle60自動焊線機焊接金線；
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