[发明专利]用于LED照明和显示装置的经绝缘体涂覆的量子点

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年5月20日提交的美国临时申请第62/164,430号的权益，其全部内容通过引用并入本文。本申请涉及于2016年3月8日提交的美国非临时申请第15,064,491号和于2016年5月13日提交的美国非临时申请第15/154,766号以及于2016年5月16日提交的美国非临时申请第15/156,242号，这些美国非临时申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

所需要的是一种用于将量子点施加到LED照明或显示装置的方法。

发明内容

本发明的实施方案涉及用一个或更多个绝缘层涂覆复数个量子点。然后将经涂覆的量子点分配在片中，所述片安装在发光二极管(LED)照明或电子显示装置中。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的涂覆有绝缘体层的量子点的透射电子显微镜(TEM)的图像。

图2是根据本发明的实施方案的流程图。

图3A是根据本发明的实施方案制造的设备。

图3B是根据本发明的实施方案制造的设备。

图3C是根据本发明的实施方案制造的设备。

图4提供了根据本发明的实施方案的具有绝缘体层的量子点的实例。

图5是根据本发明的实施方案的具有包含一个组成过渡层的纳米晶芯和纳米晶壳对的半导体结构的示图。

图6示出了根据本发明的实施方案的纳米颗粒。

图7示出了根据本发明的实施方案制造的经涂覆的量子点。

具体实施方式

量子点是这样的材料：其在许多应用中有益，但是在许多产品如发光二极管(LED)或太阳能装置的环境和工作条件下经常无法承受数千小时的工作。根据本发明的实施方案，通过用金属氧化物(例如硅氧化物、钛氧化物、铝氧化物等)的绝缘层分别涂覆量子点的表面，使得量子点对于某些应用是稳健的。下面参照图4描述了具有绝缘体层的量子点的实例。然而，由于金属氧化物的不完全或多孔覆盖，该绝缘层可能不足以在所有的工作或环境条件下保护量子点。根据一个实施方案，增添至少另一层金属氧化物或其他绝缘材料通过进一步保护表面和填充任何缺陷或孔而使得量子点更加稳健，以及热稳定。根据另一实施方案，量子点被分配在片中。在该实施方案中，在被分配到片中之前用一个或更多个绝缘层涂覆量子点以避免或减少将大大增加成本和制造复杂性的用昂贵的氧和湿气阻挡层包封片的需要。

另外，为了确保在量子点之间没有光致发光或其他相互作用的自猝灭，在一个实施方案中，第一绝缘层充当可调整的间隔物，其允许量子点在增添第二绝缘层之前保持完全分散并间隔开。通过经由反胶束法或类似的方法增添金属氧化物绝缘层，各个量子点100涂覆有足够的材料110以确保适当的单分散性(如由图1的透射电子显微镜(TEM)图像看到的)，并且避免自猝灭。

最后，在增添另外的绝缘涂层之前，量子点的金属氧化物涂层使得量子点更加热稳定，因此它们可以承受比未涂覆的量子点高得多的处理温度。

具有绝缘体层的量子点的实例

如上所述，本发明的实施方案涉及在量子点上形成多个绝缘体涂层，包括在涂层之间的任选的碱或酸处理。以下是可以根据上述方法用绝缘体层处理和/或涂覆的量子点的实例。尽管下面的实例可以偶尔涉及第一绝体缘涂层或者单个绝缘体涂层，但是该描述可以适用于任意的多个绝缘体涂层。另外，上述方法可以适用于任何类型的量子点，并且不限于下述的经涂覆的量子点。

在一般实施方案中，半导体结构包括由第一半导体材料构成的纳米晶芯。该半导体结构还包括至少部分地围绕该纳米晶芯的由不同的第二半导体材料构成的纳米晶壳。还可以形成围绕芯/壳对的附加纳米晶壳。绝缘体层包封(例如，涂覆)纳米晶壳和纳米晶芯。因此，经涂覆的半导体结构包括经涂覆的结构，例如，如上所述的量子点。例如，在一个实施方案中，纳米晶芯是各向异性的，例如，纵横比为1.0至2.0但不包括1.0和2.0的纳米晶芯。在另一个实例中，在一个实施方案中，纳米晶芯是各向异性的并且在纳米晶壳内是不对称取向的。在一个实施方案中，纳米晶芯和纳米晶壳形成量子点。在另一个实施方案中，一个或更多个附加半导体层可以围绕量子点。绝缘体层可以形成为使得其包封(例如，涂覆)最终的半导体层。在形成第一绝缘体层之后，经涂覆的量子点可以用后续的绝缘体层涂覆。在每个绝缘体层的形成之间，经涂覆的量子点可以任选地用酸或碱进行处理，如上所述。