[發明專利]使用高度反射的試劑的量子產率的提高

有效

• 申請號: 201380038900.9
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN104487540B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 伊馬德·納薩尼;龐浩
• 申請（專利權）人: 納米技術有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 牛海軍

相關申請

本申請是2012年5月22日提交的臨時申請No 61/650,238的非臨時版本并且要求其優先權，該臨時申請的全部內容通過引用結合于此。

發明領域

本發明一般地涉及高度發光材料的組合物。本發明更具體地涉及具有增強的發光性能的納米粒子組合物。

背景

在經常被稱為量子點(QD)、納米粒子或納米晶體的處于具有2-50納米(nm)的級別的尺寸的粒子的形式的化合物半導體的制備和表征方面，已經存在相當大的興趣。興趣的產生主要是由于這些材料的尺寸相關的電子性能，這些性能可以用于許多商業用途如光學和電子器件、生物標記、太陽能電池、催化、生物成像、發光二極管、一般空間照明、以及電致發光和光致發光顯示器。

特別相關的感興趣的領域是在用于液晶顯示器(LCD)的背光照明中使用基于QD的發射器。常規的背光單元由冷陰極熒光燈(CCFL)和漫射體片組成，以提供大面積的均勻白光。由于能量和尺寸限制，最近，RGB-LED已經代替了CCFL光源。進一步的發展是使用與含有常規磷光體如YAG的片材組合的藍色LED激發源，在此處“磷光體層”或“磷光體片”位于漫射體層的頂部附近或其上并且遠離光/激發源。

當前在降頻變換(down converting)應用中使用的發磷光材料吸收UV或者主要吸收藍光并將它變換成更長的波長，并且大部分磷光體目前使用三價稀土摻雜的氧化物或鹵代磷酸鹽。通過將在藍光區、綠光區和紅光區中發射的磷光體與發射藍光或UV的固態器件的磷光體混合，獲得白色發射，即藍光發射LED加綠色磷光體如SrGa₂S₄:Eu²⁺和紅色磷光體如SrSiEu²⁺，或者UV光發射LED加黃色磷光體如Sr₂P₂O₇:Eu²⁺；Mu²⁺和藍色-綠色磷光體。

目前，白色LED通過將藍色LED與黃色磷光體組合而制造，然而，當使用這種方法時，由于缺乏LED和磷光體的可調節性，顏色控制和顯色性差。此外，由于缺乏可用的磷光體顏色，常規LED磷光體技術使用具有差的顯色性(即顯色性指數(CRI)＜75)的降頻變換材料。

在使用作為在LED用途如LCD中的降頻變換材料的QD的性能方面，已經存在相當大的興趣。由于它們的可以用于許多商業用途的可尺寸調節的電子性能，這些材料是令人感興趣的。兩個基本因素是形成它們的獨特性能的原因，這兩個因素都涉及單個半導體納米粒子的尺寸。第一個因素是大的表面與體積的比率；隨著粒子變得更小，表面原子的數目與內部原子的數目的比率增加。這導致表面性能在材料的總體性能中起著重要的作用。影響包括半導體納米粒子在內的許多材料的第二個因素是材料的電子性能隨尺寸的改變；因為量子限制作用，隨著粒子的尺寸減小帶隙逐漸變大。這種作用是“箱中電子”的限制的結果，“箱中電子”產生離散能級，類似于在原子和分子中觀察到的那些，而不是如在相應的大塊半導體材料中觀察到的連續帶。因此，對于半導體納米粒子來說，因為這些物理參數，通過具有比第一激子躍遷大的能量的電磁輻射即光子的吸收而產生的“電子和空穴”比在相應的粗晶材料中更靠近在一起；此外，不能忽略庫侖相互作用。這導致依賴于納米粒子材料的粒徑和組成的窄帶寬發射。因此，QD具有比相應的粗晶材料更高的動能，并且因此，第一激子躍遷(帶隙)的能量隨著粒徑減小而增大。

歸因于在位于納米粒子表面上可以導致非輻射電子-空穴復合的缺陷和懸掛鍵處發生的電子-空穴復合，由單一半導體材料連同外部有機鈍化層一起組成的核半導體納米粒子傾向于具有比較低的量子效率。