[發明專利]具有量子點的光源

有效

• 申請號: 201280051700.2
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103890134A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 徐庶;R.A.M.希克梅特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/56;C09K11/88;H01L33/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 初媛媛;汪揚

技術領域

本發明涉及基于發光納米顆粒的發光材料、用于生產這樣的基于發光納米顆粒的發光材料的方法以及包括光源和這樣的基于發光納米顆粒的發光材料從而對光源光進行光轉換的照明單元。

背景技術

將量子點（QD）用于照明應用是本領域中已知的。例如，US?20110240960描述了一種發光裝置，其包括發光源和設置在所述發光源之上的第一量子點波長轉換器，所述第一量子點波長轉換器包括多個用于通過轉換來自發光源的光的波長而生成經過波長轉換的光的第一量子點、將所述第一量子點以彌散的方式嵌入于其內的第一彌散介質以及用于密封所述彌散介質的整個外表面從而將所述第一量子點嵌入到包封內的第一密封器。通過施加第一密封劑而封入第一量子點波長轉換器的整個外表面。此外，將第二量子點波長轉換器設置于所述第一量子點波長轉換器之上，所述第二量子點波長轉換器包括多個用于通過轉換來自所述發光源的光的波長而生成經過波長轉換的光的第二量子點、將所述第二量子點以彌散的方式嵌入于其內的第二彌散介質以及用于密封所述第二彌散介質的整個外表面從而將所述第二量子點嵌入到包封內的第二密封器，其中，所述第一量子點波長轉換器、所述第二量子點波長轉換器和所述發光源相互間隔開。將所述第二密封劑設置于所述第二量子點波長轉換器的整個外表面上，從而封入所述第二量子點波長轉換器的整個外表面。此外，所述發光源是發光二極管或激光二極管。

發明內容

包括量子點（QD）作為主要分支的納米尺寸半導體納米顆粒已經顯示出了很高的作為磷光體材料而用于照明應用的潛力，例如，用于在LED和太陽能電池中進行光轉換。在用于白光LED時，可以使其與發射藍光的固態光源相結合，從而將藍光轉換成其他顏色。與染料和摻雜無機磷光體、例如YAG相比，QD的優點在于能夠通過QD的尺寸而被制造為具有窄發射帶和可調發射波長。因而，它們能夠提供很多純正的混合白光和預期的光溫度。量子點應用的一個主要問題是相對較低的量子效率、熱猝滅和無保護量子點的穩定性。

量子點在理論上具有高量子效率以及光轉換和能量轉移的穩定性，但是純粹的顆粒因其對表面環境高度敏感而飽受影響，往往表現出低量子產率，以及濃度猝滅和熱猝滅。為了獲得高量子效率半導體量子點并且避免濃度和溫度猝滅，一種常用的方案是在量子點上生長額外的殼。采取具有獨特屬性的殼材料實現不同的功能。在很多情況下，還必須在保持最低的晶格失配的同時將外殼定向生長到某一厚度并形成某一形狀以用于最佳性能。出于這些目的，優選采取多殼覆。但是，由于不同的芯及殼材料之間的晶格失配和內建應力的原因，看起來需要相當困難的合成才能使所有的功能都生效。以CdSe量子點為例，希望能夠在芯CdSe量子點上生長由半導體材料（CdS和ZnS）構成的厚殼。這里，CdS作為吸收緩沖層有力地提高了納米顆粒的光吸收，并且減少了濃度猝滅。可能需要殼CdS的體積與芯CdSe的體積之間的大的比值，以實現所述功能，而且在大多數情況下需要CdS具有桿或多莢（multi-pods）形狀，從而針對所述尺寸保持最低的晶格失配。同時，當在球形表面上生長用于表面鈍化以獲得高量子效率和穩定性的ZnS時，ZnS將更加穩定。

根據上述原因，幾乎不可能在簡單的球或桿形狀的結構內借助多殼覆獲得所有的屬性，在所述結構中將出現應力累積和量子產率下降。為了解決這一問題并獲得穩定的多功能殼覆，需要新的芯－多殼結構和合成方法。

因而，本發明的一個方面是提供一種替代的基于發光納米顆粒的發光材料，其還優選至少部分地避免了一個或多個上述缺陷。本發明的另一方面提供了一種用于制造這樣的基于發光納米顆粒的發光材料的方法。此外，本發明的一個方面提供了一種替代性的采用這樣的基于發光納米顆粒的發光材料的照明單元，其還優選至少部分地避免了一個或多個上文描述的缺陷。

因而，在第一方面中，本發明提供了一種基于發光納米顆粒的發光材料（“發光材料”），其包括互連的受到包覆的發光納米顆粒的基體（文中有時也將其稱為“復合材料”）（其中，所述基體是受到包覆的（下文稱為第二包層）），

-?其中，所述發光納米顆粒（文中還進一步將其稱為“量子點”）選自由能夠在光譜的可見部分發光的半導體納米顆粒構成的組，