包括经封裝之纳米颗粒之发光粒子及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种包含材料甲(11)的发光粒子(1)，其中所述之发光粒子(1)包含至少一个粒子(2)，且包含材料乙(21)和分散在在所述之材料乙(21)中的至少一种纳米颗粒(3)；其中，所述之材料甲(11)和材料乙(21)的能隙大于或等于3电子伏特；并且其中所述之发光粒子(1)是胶体粒子。本发明专利技术还涉及一种发光材料、载体和光电子装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括经封裝之纳米颗粒之发光粒子及其用途
本专利技术涉及发光粒子的领域。尤其，本专利技术涉及范围包含在无机材料中封裝纳米颗粒的一种发光粒子。
技术介绍
为了能表现出各种光色，通常可以经由至少三个互补色的混合来进行，特别是红、绿、蓝这三种光色。在色度坐标图中，通过混合不同比例的三种单色可表现出来的光色，即为三种单色(如红、绿、蓝)的三个色度坐标，所形成的三角形中所包含的子集。该子集的范围即构成所谓的色域。大多数彩色显示设备的上这三色原理操作：每个像素包括三个子像素，一个红色、一个绿色和一个蓝色，经由不同强度的混合后，即能表现出各种光色。发光或背光显示器，例如LCD屏幕需要尽可能能呈现广泛的色域以重现准确的光色。为此，屏幕的各个子像素必须尽可能使用最饱和的光色，以展现的最宽的色域。一个子像素要具有饱和的光色，必须尽可能接近单色的光色。从光谱的角度来看，这表示光源的光谱须要尽可能的接近单一波长或至少要拥有一个狭窄的发光波段。从应用的角度来看，饱和的光色可展现出鲜艳、强烈的画面，而低饱和的光色则会使得画面灰黯平淡。因此，具有的子像素，其发射光谱窄，并用饱和的光色很重要。可发光的无机纳米颗粒，尤其是半导体纳米颗粒，是一种通常被称为“量子点”的发光材料。半导体纳米颗粒具有狭窄的荧光光谱，其光谱的半高宽约30纳米，并且随着材料与粒子大小的不同，可以发出包含整个可见光谱以及红外光光谱内任何波长的波段。目前，半导体纳米颗粒常应用在显示设备内以取代传统磷光粉。然而，在显示设备和照明装置中，这些材料使用必须具在很高的光通量下，维持长时间和耐高温的稳定性，尤其是在发光二极管(发光二极管(LED))上应用半导体纳米颗粒时。为了确保纳米颗粒发光的稳定性，必须在其在操作期间避免纳米颗粒的表面和环境物质(例如水、氧气或其它有害的化合物)之间进行化学反应。然而，通常量子点表面使用的官能基，无法有效地保护量子点的表面来避免材料的劣化或有害的化合物的侵入，因此无法维持用于显示或照明设备所需的长期稳定性能。目前已知可以在纳米颗粒的表面涂覆一保护层，亦即用另一种材料来封裝的纳米颗粒，以防止劣化物质或有害的化合物到达所述之纳米颗粒的表面。二氧化硅是经常被作为纳米颗粒上的绝缘保护材料。此外，在绝缘保护材料中封裝有纳米颗粒的粒子可以作为在显示设备中子像素内的散射体。这可使得光在通过在子像素时，加强散射的现象，使其射出的光可以发散向各个方向，提升显示设备的视角。例如，美国专利US9425365中，公开了使用逆胶束法将量子点封裝在多孔的二氧化硅材料中。这种技术所得到的粒子是多孔的二氧化硅纳米颗粒，其每一个粒子仅包括一个量子点。然而，其所述之之纳米颗粒是多孔材料，意味着水和氧或其它有害的化合物可以接触到量子点表面。因此，对于量子点表面的保护是无效的，其并且不能够维持长时间或高温的稳定性。另一个研究中，报导使用碱催化的溶胶-凝胶法制备的二氧化硅粒子，来封裝多个的PbSe量子点在(Guietal.,Analyst,2013,138,5956)。然而，该研究所述之二氧化硅粒子亦是多孔的结构，同样无法避免水、氧等有害的化合物接触量子点表面。而且，其所述之PbSe量子点在二氧化硅粒子会彼此聚集，降低光激发光的效率(PhotoLuminescentQuantumYield,PLQY)。专利KR20130043442公开了一种使用二氧化硅的气溶胶封裝量子点的技术。然而，所得到的粒子并不是分散的，而是经常聚合在一起，从而产生包含量子点的二氧化硅类网状架构的材料。这种材料无法将其均匀分散在另一的主体材料内(如树酯等)，在应用上会面对很严重的阻碍。如果所述之纳米颗粒由一个以上的无机材料保护，其针对劣化物质或有害的化合物的保护会更有效。事实上，二次封裝，即将纳米颗粒封裝在一无机材料中，并且再将其分散于另一个无机材料中所得到的粒子，将更好地防止劣化物质或有害化合物扩散至所述之纳米颗粒的表面，因为每个无机材料可以分别做为所述之劣化物种或有害的化合物的阻挡层。因此，本专利技术所涉及之对象为一种包含某材料甲的发光粒子，其中至少一个粒子包含某材料乙，且至少有一个纳米颗粒分散在材料乙中。某些封裝后的粒子可能不是球形，而在许多应用中造成阻碍。将它们的封裝在一个更大的球形粒子则可克服其原先非球型的缺点。所述之发光粒子具有以下一种或多种优点：将不同的粒子封裝在相同的发光粒子中，可偶合其特性使其获得不同性质；防止封裝纳米颗粒特性的降低；增强对温度，环境变化和劣化物质(如水和氧气或其它有害的化合物)的攻击的稳定性；提升对光源和对所述之发光粒子被激发所产生的光的散射能力，增强其光致发光量子产率，增强对光漂白的抵抗力和增强对光通量的抵抗力。根据所选择的材料甲和材料乙，所述之发光粒子也可以很容易地符合ROHS规范。符合欧盟ROHS规范的粒子，若能同时保留所封裝的纳米颗粒的性质，是具有很大的优势的，尤其当所述之纳米颗粒本身不符合RoHS规范时。此外，所述之发光粒子是适合在正常大气下使用的，使所述之发光粒子可以容易被操作，运输和使用，如在光电器件中。
技术实现思路
【概要】本专利技术涉及一种发光粒子，其包括材料甲，其中所述之发光粒子中的至少一个粒子包含材料乙，且至少一种纳米颗粒被分散在所述之材料乙；其中，所述之材料甲和所述之材料乙具有的能隙大于或等于3电子伏特。根据一个实施例，材料甲和材料乙选自：氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化锡、氧化铍、氧化锆、氧化铌、氧化铈、氧化铱、氧化钪、氧化钠、氧化钡、氧化钾、氧化碲、氧化锰、氧化硼、氧化锗、氧化锇、氧化铼、氧化砷、氧化钽、氧化锂、氧化锶、氧化钇、氧化铪、氧化钼、氧化锝、氧化铑、氧化钴、氧化镓、氧化铟、氧化锑、氧化钋、氧化硒、氧化铯、氧化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化铽、氧化镝、氧化铒、氧化钬、氧化铥、氧化镱、氧化镥、氧化钆、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化硼(BN)、混合氧化物、它们的混合氧化物或它们的混合物。根据一个实施例，材料甲限制或防止外部的分子物种或流体(液体或气体)扩散进入所述之材料甲。根据一个实施例，所述之材料甲具有的密度范围从1到10。根据一个实施例，材料甲的密度大于或等于所述之材料乙的密度。根据一个实施例，材料甲的热传导率在标准条件下至少为0.1W/(m.K)。根据一个实施例，至少一种纳米颗粒是发光纳米颗粒。根据一个实施例，至少一种纳米颗粒是半导体纳米晶体。根据一个实施例，半导体纳米晶体包含一个核，其组成材料之化学式为MxNyEzAw，其中M选自下列元素中：Zn、Cd、Hg、Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Pt、Co、Fe、Ru、Os、Mn、Tc、Re、Cr、Mo、W、V、Nd、Ta、Ti、Zr、Hf、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光粒子(1)，其包含材料甲(11)，/n且其中所述之发光粒子(1)包含至少一个粒子(2)，并且粒子(2)包含材料乙(21)和分散在所述之材料乙(21)的至少一种纳米颗粒(3)；其中，所述之材料甲(11)和材料乙(21)的能隙大于或等于3电子伏特。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170922 EP 17306246.4;20170922 EP 17306247.2;20171.一种发光粒子(1)，其包含材料甲(11)，
且其中所述之发光粒子(1)包含至少一个粒子(2)，并且粒子(2)包含材料乙(21)和分散在所述之材料乙(21)的至少一种纳米颗粒(3)；其中，所述之材料甲(11)和材料乙(21)的能隙大于或等于3电子伏特。


2.根据权利要求1所述之发光粒子(1)，其中材料甲(11)和材料乙(21)选自下列材料：氧化硅，氧化铝，氧化钛，氧化铁，氧化钙，氧化镁，氧化锌，氧化锡，氧化铍，氧化锆，氧化铌，氧化铈，氧化铱，氧化钪，氧化钠，氧化钡，氧化钾，氧化碲，氧化锰，氧化硼，氧化锗，氧化锇，氧化铼，氧化砷，氧化钽，氧化锂，氧化锶，氧化钇，氧化铪，氧化钼，氧化锝，氧化铑，氧化钴，氧化镓，氧化铟，氧化锑、氧化钋、氧化硒，氧化铯，氧化镧，氧化镨，氧化钕，氧化钐，氧化铕，氧化铽，氧化镝，氧化铒，氧化钬，氧化铥，氧化镱，氧化镥，氧化钆，碳化硅SiC，氮化铝AlN，氮化镓GaN，氮化硼BN，混合氧化物，它们的混合氧化物或它们的混合物。


3.根据权利要求1或2所述之发光粒子(1)，其中所述之材料甲(11)限制或阻止外部的分子物种或流体(液体或气体)扩散进入材料甲(11)。


4.根据权利要求1至3所述之发光粒子(1)，其中所述之材料甲(11)的密度范围从1至10。


5.根据权利要求1至4所述之发光粒子(1)，其中所述之材料甲(11)的密度大于或等于所述之材料乙(21)的密度。


6.根据权利要求1至5所述之发光粒子(1)，其中所述之材料甲(11)在标准条件下的热传导率至少为0.1W/(m.K)。


7.根据权利要求1至6所述之发光粒子(1)，其中所述之至少一种纳米颗粒(3)是发光纳米颗粒。


8.根据权利要求7项的方法所述之发光粒子(1)，其中所述之至少一种纳米颗粒(3)是半导体纳米晶体。


9.根据权利要求8项的方法所述之发光粒子(1)，其中所述之半导体纳米晶体包含化学式为MxNyEzAw之材料的核，其中：M选自Zn、Cd、Hg、Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Pt、Co、Fe、Ru、Os、Mn、Tc、Re、Cr、Mo、W、V、Nd、Ta、Ti、Zr、Hf、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Cs或它们的混合物；N选自Zn、Cd、Hg、Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Pt、Co、Fe、Ru、Os、Mn、Tc、Re、Cr、Mo、W、V、Nd、Ta、Ti、Zr、Hf、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Cs或它们的混合物；E选自O、S、Se、Te、C、N、P、As、Sb、F、Cl、Br、I或它们的混合物；A选自O、S、Se、Te、C、N、P、As、Sb、F、Cl、Br、I或它们的混合物；且X、Y、Z和W分别各自为0到5之十进制数字；X、Y、Z和W不同时等于0；X和Y不同时为等于0；Z和W可以不同时等于0。


10.根据权利要求8或9所述之发光粒子(1)，其中所述之半导体纳米晶体包含化学式为MxNyEzAw之材料的壳，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·达米科，亚历克西斯·孔茨曼，罗宾·费多，
申请(专利权)人：奈科斯多特股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR