一种蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED及其制备方法，该白光LED包括绝缘底座、导热垫、碗形反射镜、蓝光LED芯片、正电极、负电极、金线、橙红光金银合金团簇、绿光荧光粉、硅树脂、透镜，导热垫上连接碗形反射镜并置于绝缘底座中央，碗形反射镜中央固定蓝光LED芯片并涂有橙红光金银合金团簇层和绿色荧光粉层，绝缘底座上有透镜并填充有硅树脂；将谷胱甘肽水溶液、氯金酸水溶液、硝酸银水溶液、氢氧化钠水溶液均匀搅拌充分混合，恒温搅拌反应得到金银合金团簇溶液，冷冻干燥成固体粉末，将金银合金团簇和绿光荧光粉先后涂覆在蓝光LED芯片上并封装固化。本发明专利技术有利于提高白光LED的显色性、稳定性和发光效率。
【技术实现步骤摘要】
一种蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED及其制备方法
本专利技术涉及一种白光LED及其制备方法，具体的说是通过蓝光LED激发橙红光金银合金团簇和绿光荧光粉发光制备的一种白光LED，属于半导体照明与显示领域。
技术介绍
半导体LED是一种新型固体光源，具有节能、环保、坚固耐用、能量密度高和体积小等优点，已经广泛应用于室内外照明、液晶显示器背光源、大型彩色显示屏、景观装饰、汽车用灯等领域，其中，白光LED是照明、显示和光电子等领域的研究热点。白光LED的常用制备方式有蓝光LED激发荧光粉、紫外LED激发荧光粉、红绿蓝三色LED芯片组合,各种方式产生多色光混合形成白光，而前者是目前获得白光LED的主流技术。例如InGaN蓝光LED芯片激发红光和绿光荧光粉形成三基色白光，该类型白光LED存在以下缺点：(1)红光荧光粉荧的光转换效率不高，其白光LED的发光效率不高；(2)传统荧光粉通常采用高温固相法合成，反应温度高，能耗高成本高；(3)荧光粉材料是微米或几十微米量级的固体不透明颗粒，存在较严重的光散射挡光问题，导致发光不均匀；(4)荧光粉以悬浊液形式分散于LED封装胶中，存在沉降问题，导致荧光粉涂覆不均匀，造成发光不均。目前，新型的荧光转换材料有碳量子点、钙钛矿纳米晶、半导体量子点等，都具有各自优点，但是也存在稳定性差、或含有毒原子等缺点。因此，需要研发一类颗粒尺寸小、色域宽、显色性好、毒性小、易于制备、成本低、稳定性好、分散均匀的荧光转换材料来制备白光LED，通过完全替代或部分替代传统荧光粉来解决现有技术存在的问题和不足。
技术实现思路
针对现有白光LED技术存在的问题，本专利技术提供一种蓝光LED激发橙红光金银合金团簇和绿光荧光粉发光制造的白光LED，利用橙红光金银合金团簇替代传统红光荧光粉，以解决目前白光LED显色性偏低、效率较低、色域偏窄和稳定性较差等问题。本专利技术还提供一种该白光LED的制备方法。本专利技术的蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED，采用以下技术方案：该白光LED，包括绝缘底座、导热垫、碗形反射镜、蓝光LED芯片、正电极、负电极、金线、橙红光金银合金团簇、绿光荧光粉、硅树脂、透镜，导热垫上连接碗形反射镜并置于绝缘底座中央，碗形反射镜中央固定蓝光LED芯片，正电极和负电极安装绝缘底座两侧并通过金线连接蓝光LED芯片的P电极和N电极，蓝光LED芯片上先后涂覆橙红光金银合金团簇层和绿色荧光粉层，绝缘底座上覆盖透镜并在两者之间填充高透光硅树脂封装材料。所述蓝光LED芯片的发射波长为430-485nm。所述金银合金团簇是谷胱甘肽水溶液、氯金酸水溶液、硝酸银水溶液、氢氧化钠水溶液均匀搅拌充分混合，温和搅拌和恒温下反应得到，样品溶液通过冷冻干燥成金银合金团簇固体粉末；该是金银合金团簇是一种直径约2nm、尺寸均匀、稳定的发光材料。金银合金团簇的反应温度较低，与传统荧光粉的高温生产工艺相比，具有制备温度低，反应时间短等优势。所述金银合金团簇的发射峰值波长在580-620nm，光谱范围较宽，覆盖黄绿色、黄色、橙色、红色，通过蓝光LED激发不同比例的橙红光金银合金团簇和绿光荧光粉，可以得到不同颜色、色度、色温、显色指数的白光LED。上述白光LED的制备方法，包括以下步骤:(1)制备金银合金团簇：2-10mL(浓度100mM)的谷胱甘肽水溶液、2-12mL的氯金酸(浓度50mM)、0.5-5mL的硝酸银(浓度20mM)和50-500mL的超纯水充分搅拌均匀混合,再加入0.1-5mL氢氧化钠(浓度1M)搅拌5分钟充分混合,混合溶液加热升温到60-98℃，混合溶液在均匀温和搅拌(200-2000rpm)和60-98℃恒温条件温下反应0.5-10小时，得到发射橙红色的金银合金团簇水溶液，最后，样品溶液被冷冻干燥成金银合金团簇固体粉末。通过控制谷胱甘肽水溶液、氯金酸、硝酸银和氢氧化钠的比例和用量，以及反应时间，可以金银合金团簇的发射波长；(2)导热垫上固定碗形反射镜，并固定于绝缘底座中央；(3)将波长为430-485nm的蓝光LED芯片通过固晶工艺固定在碗形反射镜中间，通过金线焊线工艺将蓝光LED芯片的P电极和N电极与绝缘衬底两侧的正电极和负电极利用金线连接在一起；(4)将0.1-0.2g步骤(1)制备的金银合金团簇与1mL硅树脂A/B胶均匀混合，取3uL涂覆在蓝光LED芯片上，在常温下使其自然固化，0.05～0.1g绿光荧光粉与硅树脂A/B胶均匀混合充分搅拌混合均匀，取3uL涂覆金银合金团簇层上，在常温下使其自然固化，得到绿光荧光粉层；(5)在绝缘衬底上固定透镜，在透镜内排气填充满高透光硅树脂A/B混合胶，常温下使其自然固化0.5-24小时，硅树脂保护了透镜和绝缘衬底之间的碗形反射镜、蓝光LED芯片、金线、金银合金团簇层、绿光荧光粉层，即得到白光LED。本专利技术利用蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED，解决了目前LED照明技术中显色性偏低、色域较窄和稳定性差等问题，有利于提高LED的发光效率、使用稳定性和寿命。附图说明图1是本专利技术蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED的结构示意图。图2是本专利技术蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED的发光光谱图。图3是本专利技术蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED的色度坐标图。其中：1、绝缘底座，2、导热垫，3、碗形反射镜，4、蓝光LED芯片，5、正电极，6、负电极，7、金线，8、橙红光金银合金团簇，9、绿光荧光粉，10、硅树脂，11、透镜。具体实施方式如图1所示，本专利技术的蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED，包括绝缘底座、绝缘底座，2、导热垫，3、碗形反射镜，4、蓝光LED芯片，5、正电极，6、负电极，7、金线，8、橙红光金银合金团簇，9、绿光荧光粉，10、硅树脂，11、透镜；导热垫2上连接碗形反射镜3并置于绝缘底座1中央，碗形反射镜3中央固定蓝光LED芯片4，正电极5和负电极6安装绝缘底座1两侧并通过金线7连接蓝光LED芯片4的P电极和N电极，蓝光LED芯片4上涂覆橙红光金银合金团簇层8和绿色荧光粉层9，绝缘底座上覆盖透镜11并在两者之间填充高透光硅树脂封装材料10。其中蓝光LED芯片5的发射波长为430nm-485nm。上述白光LED的制备方法，包括以下步骤:(1)制备金银合金团簇8，5mL(浓度100mM)的谷胱甘肽水溶液、5mL的氯金酸(浓度50mM)、2mL的硝酸银(浓度20mM)和150mL的超纯水充分搅拌均匀混合,再加入0.5mL氢氧化钠(浓度1M)搅拌3～10分钟充分混合,混合溶液加热升温到80℃，混合溶液在均匀温和搅拌(600rpm)和80℃恒温条件温下反应3h，得到发射橙红色的金银合金团簇8水溶液，最后，样品溶液被冷冻干燥成金银合金团簇8固体粉末；(2)导热垫2上固定碗形反射镜3，并固定于绝缘底座1中央；(3)将波长为430-485nm的蓝光LED芯片4通过固晶工艺固定在碗形反射镜3中间，通过金线7焊线工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED，包括绝包括绝缘底座、导热垫、碗形反射镜、蓝光LED芯片、正电极、负电极、金线、橙红光金银合金团簇、绿光荧光粉、硅树脂、透镜，导热垫上连接碗形反射镜并置于绝缘底座中央，碗形反射镜中央固定有蓝光LED芯片，正电极和负电极安装在绝缘底座两侧并通过金线连接蓝光LED芯片的P电极和N电极，蓝光LED芯片上涂覆有金银合金团簇层和绿色荧光粉层，绝缘底座和上部透镜之间充满硅树脂。其中，所述蓝光LED芯片的发射波长为430nm-485nm。所述金银合金团簇是将谷胱甘肽水溶液、氯金酸水溶液、硝酸银水溶液、氢氧化钠水溶液均匀搅拌恒温下反应得到金银两种元素的合金团簇溶液，再冷冻干燥成形成的固体粉末。所述金银合金团簇的发射光颜色为橙红色，发射峰值波长在580-620nm。/n
【技术特征摘要】
1.一种蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED，包括绝包括绝缘底座、导热垫、碗形反射镜、蓝光LED芯片、正电极、负电极、金线、橙红光金银合金团簇、绿光荧光粉、硅树脂、透镜，导热垫上连接碗形反射镜并置于绝缘底座中央，碗形反射镜中央固定有蓝光LED芯片，正电极和负电极安装在绝缘底座两侧并通过金线连接蓝光LED芯片的P电极和N电极，蓝光LED芯片上涂覆有金银合金团簇层和绿色荧光粉层，绝缘底座和上部透镜之间充满硅树脂。其中，所述蓝光LED芯片的发射波长为430nm-485nm。所述金银合金团簇是将谷胱甘肽水溶液、氯金酸水溶液、硝酸银水溶液、氢氧化钠水溶液均匀搅拌恒温下反应得到金银两种元素的合金团簇溶液，再冷冻干燥成形成的固体粉末。所述金银合金团簇的发射光颜色为橙红色，发射峰值波长在580-620nm。
2.一种权利要求1所述蓝光激发金银合金团簇发光的白光LED的制备方法，其特征是：包括以下步骤:
(1)制备金银合金团簇，2-10mL(浓度100mM)的谷胱甘肽水溶液、2-12mL的氯金酸(浓度50mM)、0.5-5mL的硝酸银(浓度20mM)和50-500mL的超纯水充分搅拌均匀混合,再加入0.1-5mL氢氧化钠(浓度1M)搅拌5分钟充分混合,...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁勋，王子平，尹正茂，代新博，刘乃维，孙兆猛，杨佳程，孙长龙，李桂村，杜芳林，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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