含有半导体纳米粒子的材料和结合它的发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种发光装置盖，所述发光装置盖被构造成设置在包括一次光源的发光装置上。所述盖限定了其中容纳半导体纳米粒子群的井区，使得当所述盖设置在所述发光装置上时，所述半导体纳米粒子与所述发光装置的所述一次光源光学通讯。还提供了包含一次光源和这种盖的发光装置，以及用于制备这种盖和装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种发光装置盖，所述发光装置盖被构造成设置在包括一次光源的发光装置上。所述盖限定了其中容纳半导体纳米粒子群的井区，使得当所述盖设置在所述发光装置上时，所述半导体纳米粒子与所述发光装置的所述一次光源光学通讯。还提供了包含一次光源和这种盖的发光装置，以及用于制备这种盖和装置的方法。【专利说明】含有半导体纳米粒子的材料和和结合它的发光装置本专利技术涉及用于发光装置例如但不限于发光二极管(LED)中的半导体纳米粒子基材料。本专利技术还涉及结合含有半导体纳米粒子的材料的发光装置。特别但不是排他地，本专利技术涉及结合用于制造QD-基发光装置的量子点(QD)的保护盖，用于制造所述盖的方法，使用所述盖制造这种装置的方法，和这样形成的装置。在现代生活中，在照明、信号发送和显示用途的全部方式中，发光二极管(LED)很可能将变得普遍存在。在未来十年，在液晶显示器(IXD)背光和一般照明中的用途预期将成为主流。目前，LED装置是由无机固态化合物半导体如AlGaAs (红)、AlGaInP(橙-黄-绿)和AlGaInN(绿-蓝)制备的，然而，使用可得固态化合物半导体的混合物，难以制备发射白光的固态LED。发射白光的策略是基于将蓝色、绿色和红色光以刺激眼睛使其感觉到白光的方式混合。这可以用双色、三色或多色光源完成。在LED的情况下，它可以通过将多个发射蓝光、绿光和红光的LED以正确的强度比率组合或通过将蓝光或UV-LED与适当的颜色转换材料组合来达成。在这种情况下，将颜色转换材料置于固态LED的顶部，从而来自LED的光(“一次光”)被颜色转换材料吸收并以不同的频率再发射(“二次光”)，即，颜色转换材料将一次光下变频至二次光。在与颜色转换材料组合使用LED的情况下，存在许多可以使用的策略，如，其中蓝光LED与宽黄光发射材料组合的双色解决方式，或者其中蓝光LED与宽绿光/黄光和红光发射转换材料组合的三色解决方式。通过将另外的蓝光发射转换材料包括在两种解决方式中，这可以扩展为UV-LED。白色双_、三和四色光源的白色激发光谱示于图1中。尽管可以通过将来自单独的红光、绿光和蓝光LED的光组合产生白光，使用颜色转换材料制备的白光LED的应用给出了优点，如使用较低数量的LED和较简单的电路设计。其结果是较简单的装置制备以及最终较低的成本。有许多已知的颜色转换材料，包括磷光体、半导体、染料、以及更近来的半导体QD。在大多数普遍应用中的材料是磷光体，其由被光学活性元素掺杂的无机主体材料构成。常见的主体材料是氮化物、氧化物、氧氮化物、卤磷酸盐、石榴石等，并且在大量可用的主体材料中，石榴石是特别重要的，并且在石榴石族中，钇铝石榴石是尤其常见的主体材料。光学活性掺杂剂典型地是三价稀土元素、氧化物或其他稀土元素，例如铕(Eu)、铈(Ce)和铽(Tb)。通过将蓝色LED和宽黄色的磷光体组合而制得的白光LED可以是非常有效率的，然而，由于LED和磷光体的可调谐性的缺乏，存在如颜色控制和显色性的问题。颜色控制是指当LED光与磷光体的发射组合时，LED的最终颜色。此颜色固有地由磷光体的发射光谱限定，其不能通过组成特别地调谐。为了改变LED的颜色，需要不同的磷光体材料。显色性是指光源照亮物体使得出现的颜色正确显示或者是类似于如果该物体被与LED光源具有同样色温的黑体辐射体照射时颜色出现的能力。它同样被磷光体的发射光谱所限制，因为到目前为止没有一种磷光体材料能够发射确实可以模仿黑体辐射体光谱的光，所以通常需要将磷光体组合，并且典型地，显色性能为了有利于发光性能而作出让步。典型地，蓝光LED与宽黄色磷光体组合具有少于75的显色指数(CRI)并且当与附加的红色磷光体组合时也只能增至约85。通过定义，具有与测试LED相同色温的黑体辐射体具有100的CRI。更加近来，将宽黄/绿色磷光体与红色QD组合的LED已经产生了高于90的CRI。通过使用QD颜色转换材料，使得获得高CRI成为可能，因为其固有的可调谐性允许发射波长与宽磷光体的发射匹配，以产生具有高CRI值的光。利用由通常称为量子点(QD)或纳米晶体的具有2_50nm量级的尺寸的粒子构成的化合物半导体的性质已经引起了相当大的兴趣。这些材料引起商业上的兴趣是因为它们的可以尺寸调谐的电子学性质，此性质可以用于许多商业用途如光学和电子装置和其他用途，范围从生物标签、光伏产品、催化、生物成像、LED、一般空间照明到电致发光显示器等许多新型的和新兴的用途。已被研究得最多的半导体材料是硫属化物I1-VI材料，即ZnS、ZnSe, CdS、CdSe,CdTe ;由于其在光谱的可见光区域的可调谐性，最引人注目的是CdSe。已经由“从下至上(bottom up)”技术发展了用于大规模制备这些材料的可重复方法，其中，使用“湿”化学方法，一个原子接一个原子地制备粒子，即从分子到簇再到粒子。两个均涉及单个半导体纳米粒子的尺寸的基本因素是导致其独特性质的原因。第一个因素是大的表面与体积比率；当粒子变得更小时，表面原子的数量与内部原子的数量的比率增加。这导致表面性质在材料的整体性质中扮演更重要的角色。第二个因素是对于包括半导体纳米粒子的许多材料，材料的电子性质随尺寸改变，此外，因为量子约束效应，当粒子的尺寸减小时，带隙逐渐变大。这一效应是“匣中电子”的约束的结果，其产生类似于在原子和分子中观察到的那些的分立能级，而不是在相应的块状半导体材料中观察到的连续能带。因此，对于半导体纳米粒子，由于所述物理参数，通过吸收具有大于第一激子跃迁的能量的电磁辐射即光子所产生的“电子和空穴”与它们在相应的粗晶材料中相比更加靠近在一起，而且不能忽略库仑相互作用。这导致取决于纳米粒子材料的粒径和组成的窄带宽发射。因此，QD具有比相应的粗晶材料更高的动能，并且因此第一激子跃迁(带隙)能量随着粒径减小而增加。由单一半导体材料组成的核半导体纳米粒子以及外部有机钝化层趋向于具有相对低的量子效率，这是由在可以导致非辐射的电子-空穴复合的位于纳米粒子表面上的缺陷和悬挂键处发生的电子-空穴复合导致的。一种消除QD的无机表面上的缺陷和悬挂键的方法是在核粒子的表面上外延生长第二无机材料，以制备“核-壳”粒子，所述第二无机材料具有较宽的带隙和对核材料的晶格的小的晶格失配。核-壳粒子使任何被约束在核中的载流子与否则将起到非辐射复合中心作用的表面态隔离。一个实例是在CdSe核的表面上生长的ZnS壳。另一个途径是制备核-多壳结构，其中“电子-空穴”对被完全约束到由几个特定材料单层构成的单一壳层，如量子点-量子阱结构。此处，核具有宽带隙材料，随后是较窄带隙材料的薄壳，并覆有另一宽带隙层，如利用以下方式所生长的CdS / HgS /CdS:使用Hg置换在核纳米晶体的表面上的Cd，以沉积仅仅几个单层的HgS，其随后被单层CdS覆盖生长。所得的结构表现出在HgS层中对光激发的载流子的明显的约束。为了对QD增加进一步的稳定性并帮助约束电子-空穴对，最普通的途径之一是通过在核上外延生长组成逐渐变化的合金层，这可以帮助减轻否则可能导致缺陷的应变。此外，对于CdSe核，为了提高结构稳定性和量子产额，不是在核上直接生长ZnS壳，可以使用渐变的CdhZnxSenSy合金层。已经发现，这大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置盖，所述发光装置盖被构造成设置在包括一次光源的发光装置上，所述盖限定了其中容纳半导体纳米粒子群的井区，使得当所述盖设置在所述发光装置上时，所述半导体纳米粒子与所述发光装置的所述一次光源光学通讯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·哈里斯，伊马德·纳萨尼，奈杰尔·皮克特，
申请(专利权)人：纳米技术有限公司，
类型：
国别省市：