白光LD及其制备方法以及照明设备
文献发布时间：2023-06-19 16:04:54
技术领域
本申请涉及照明领域，具体地，涉及白光LD及其制备方法以及照明设备。
背景技术
固体照明技术历经白炽灯、荧光灯、LED时代，一直在追求更高效、更高显色指数的目标。随着近十年激光技术的不断发展，激光白光照明技术应运而生。目前白光激光照明的主要实现方式是通过蓝光激光二极管(laser diode，简称LD)激发发射黄光的YAG:Ce透明陶瓷来实现。由于YAG:Ce透明陶瓷的发射光缺少红光成分，这就导致利用激光二极管激发的白光光源显色指数偏低。目前业内提出的解决方案主要有两种，一种是通过将YAG:Ce陶瓷与LuAG:Cr陶瓷碾碎再烧结的方式；另一种通过在YAG:Ce陶瓷表面镀膜或叠层烧制一层红色荧光体，由于两种材料的热膨胀系数是有差异的，这就导致外加荧光层容容易脱落，或混晶易碎裂。
由此，目前的白光LD及其制备方法还需进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种白光LD及其制备方法以及照明设备，该方法可显著提高制备的白光LD的显色指数、提高蓝光的转换率、提高材料的使用寿命并可重复使用。
在本发明的一个方面，提出了一种制备白光LD的方法，包括：(1)提供Y
根据本发明的一些实施例，所述红色量子点的发射带宽为640～720nm。
根据本发明的一些实施例，所述红色量子点包括ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS。
根据本发明的一些实施例，所述红色量子点溶液的浓度为5～80mg/mL。
根据本发明的一些实施例，所述Y
根据本发明的一些实施例，所述Y
根据本发明的一些实施例，所述中空层的厚度为0.5mm～1mm。
根据本发明的一些实施例，所述中空层内所述红色量子点的含量为5～85mg。
根据本发明的一些实施例，所述Y
根据本发明的一些实施例，所述封装材料选自环氧树脂和硅胶中的至少一种。
在本发明的另一个方面，提出了一种白光LD，是由上述方法制备的，由此，该白光LD具有上述方法制备的白光LD的全部特征以及优点，在此不再赘述，总的来说，至少具有显色指数高、蓝光转换率高的优点。
在本发明的又一个方面，提出了一种照明设备，包括前述的白光LD，由此，该白光LD具有前述的白光LD的全部特征以及优点，在此不再赘述，总的来说，至少具有显色指数高的优点。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了本发明一个实施例的白光LD的制备方法流程示意图；
图2显示了本发明实施例1～5制备的白光LD显色指数测试过程；
图3显示了本发明实施例1制备的白光LD的光谱测试图；
图4显示了本发明实施例2制备的白光LD的光谱测试图；
图5显示了本发明实施例3制备的白光LD的光谱测试图；
图6显示了本发明实施例4制备的白光LD的光谱测试图；
图7显示了本发明实施例5制备的白光LD的光谱测试图；
图8显示了本发明对比例1制备的白光LD的光谱测试图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，提出了一种制备白光LD的方法，包括：(1)提供Y
下面，对本发明能够实现上述有益效果的原理进行简单说明：
现有技术为了提高白光LD的显色指数，主要采用两种方式，一种是将YAG:Ce陶瓷与LuAG:Cr陶瓷碾碎再烧结形成白光LD，另一种是在YAG:Ce陶瓷表面镀膜或叠层烧制一层红色荧光体，这两种方式存在一定的缺陷，即由于两种材料的热膨胀系数有差异，导致层间容易脱落或混晶易碎裂。本发明提出的制备白光LD的方法，是在陶瓷材料内部蚀刻一个中空层，将红色量子点溶液注入到中空层内，烘干形成红色量子点层，封口即可得到白光LD，此方法将红色量子点封装在陶瓷材料的内部，可提高红色量子点的使用寿命，即使长时间使用时红色量子点出现衰减，也可洗去封装材料，将内部红色量子点用正己烷洗出，重新蒸镀新的红色量子点，由此，该白光LD即可重复利用；由于蓝光可被陶瓷和红色量子点吸收，大大提高了蓝光的转换效率；由于陶瓷内部含有红色量子点层，提高了白光LD的显色指数，大大提高了陶瓷在激光白光照明方向的应用可能。
下面，根据本发明的实施例，对该方法的各个步骤进行详细的说明，参考图1，该方法可以包括：
S100：提供陶瓷和红色量子点溶液
在此步骤中，提供Y
S200：在陶瓷内部注入红色量子点溶液
在此步骤中，在Y
S300：烘干
在此步骤中，将含有红色量子点溶液的Y
S400：封装
在此步骤中，用封装材料封住陶瓷表面的开口，即可获得白光LD。根据本发明的一些实施例，封装材料包括但不限于环氧树脂和丙烷中的至少一种。此处需要说明的是，封装材料与陶瓷的连接方式不受限制，例如，可以直接将封装材料粘在开口处，只要能使开口完全密封即可。
实施例1
(1)制备YAG：Ce陶瓷和ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点溶液，其中，红色量子点溶液的浓度为50mg/ml；
(2)在YAG：Ce陶瓷的内部蚀刻一个厚度为2mm的中空层，中空层的开口位于YAG：Ce陶瓷的侧面，将红色量子点溶液沿开口注入到YAG：Ce陶瓷的内部；
(3)将含有ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点的陶瓷烘干，中空层内红色量子点的含量为5mg，烘干温度60℃，时间10min；
(4)环氧树脂封住开口。
实施例2
(1)制备YAG：Ce陶瓷和ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点溶液，其中，红色量子点溶液的浓度为50mg/ml；
(2)在YAG：Ce陶瓷的内部蚀刻一个厚度为2mm的中空层，中空层的开口位于YAG：Ce陶瓷的侧面，将红色量子点溶液沿开口注入到YAG：Ce陶瓷的内部；
(3)将含有ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点的陶瓷烘干，中空层内红色量子点的含量为25mg，烘干温度60℃，时间10min；
(4)环氧树脂封住开口。
实施例3
(1)制备YAG：Ce陶瓷和ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点溶液，其中，红色量子点溶液的浓度为50mg/ml；
(2)在YAG：Ce陶瓷的内部蚀刻一个厚度为2mm的中空层，中空层的开口位于YAG：Ce陶瓷的侧面，将红色量子点溶液沿开口注入到YAG：Ce陶瓷的内部；
(3)将含有ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点的陶瓷烘干，中空层内红色量子点的含量为45mg，烘干温度60℃，时间10min；
(4)环氧树脂封住开口。
实施例4
(1)制备YAG：Ce陶瓷和ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点溶液，其中，红色量子点溶液的浓度为50mg/ml；
(2)在YAG：Ce陶瓷的内部蚀刻一个厚度为2mm的中空层，中空层的开口位于YAG：Ce陶瓷的侧面，将红色量子点溶液沿开口注入到YAG：Ce陶瓷的内部；
(3)将含有ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点的陶瓷烘干，中空层内红色量子点的含量为65mg，烘干温度60℃，时间10min；
(4)环氧树脂封住开口。
实施例5
(1)制备YAG：Ce陶瓷和ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点溶液，其中，红色量子点溶液的浓度为50mg/ml；
(2)在YAG：Ce陶瓷的内部蚀刻一个厚度为2mm的中空层，中空层的开口位于YAG：Ce陶瓷的侧面，将红色量子点溶液沿开口注入到YAG：Ce陶瓷的内部；
(3)将含有ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS红色量子点的陶瓷烘干，中空层内红色量子点的含量为85mg，烘干温度60℃，时间10min；
(4)环氧树脂封住开口。
对比例1
在YAG:Ce陶瓷表面通过镀膜的方法镀一层ZnCdSeS/ZnCdS/ZnS的薄膜。
将实施例1-5和对比例1制备的白光LD进行显色指数测试，测试过程参考附图2，测试结果参考图3～图8，由图3～图7和图8相比，可以看出，中空层内设置红色量子点，可以提高白光LD的显色指数，提高蓝光的转换率；随着中空层内红色量子点含量的增加，显色指数呈先增大后减小的趋势。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。