[发明专利]量子点组合物

说明书

已发现某些含硅表面改性配体可以用来使半导体纳米粒子(量子点)与聚硅氧烷更相容。分散在聚硅氧烷基质中的量子点可以例如用于发光器件以改变这样的器件的发射光谱。

相关申请的交叉引用：

本申请要求于2014年3月18日提交的美国临时申请号61/954,860的权益，其全部内容通过引用结合于此。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明：不适用

技术领域

1.发明领域。

本发明总体涉及包含发光半导体量子点(QD)的材料。更具体地，本发明涉及结合QD的基于有机硅的聚合物。

背景技术

2.相关技术描述，包括依据37CFR 1.97和1.98公开的信息。

发光二极管(LED)在日常生活中变得更加重要并且设想了它们将成为许多照明形式的主要应用之一，如汽车照明、交通信号、一般照明、液晶显示器(LCD)背光和显示屏。目前，LED器件通常由无机固态化合物半导体如AlGaAs(红色)、AlGaInP(橙色-黄色-绿色)和AlGaInN(绿色-蓝色)制成。然而，使用可得固态化合物半导体的混合物，不能生产发射白光的固态LED。此外，通过混合不同频率的固态LED难以产生纯颜色。因此，用于产生所需颜色(包括白色)的颜色混合的主要的、当前方法是使用磷光材料的组合，所述磷光材料放置在固态LED的顶部上，由此来自LED的光(一次光)被磷光材料吸收然后以不同频率重新发射(二次光)，即所述磷光材料将一次光降频变换为二次光。此外，相比于固态红色-绿色-蓝色LED的组合，通过磷光体降频变换生产的白色LED的使用导致更低的成本和更简单的器件制造。

目前在降频变换应用中使用的磷光材料吸收UV或主要吸收蓝光并将其变换为更长波长，其中大多数磷光体目前使用三价稀土掺杂的氧化物或卤代磷酸盐。白色发射可以通过将在蓝色、绿色和红色区域中发射的磷光体与发射蓝光或UV的固态器件的磷光体共混而得到，即发射蓝光的LED加绿色荧光体如SrGa₂S₄:Eu²⁺和红色磷光体如SrSiEu²⁺或发射UV光的LED加黄色磷光体如Sr₂P₂O₇:Eu²⁺；Mn⁺²和蓝-绿色磷光体。白色LED也可以通过将蓝色LED与黄色磷光体组合而制造，然而由于缺乏LED和磷光体的可调节性，当使用这种方法时，颜色控制和显色性会差。此外，常规LED磷光体技术使用具有差显色性的降频变换材料(即，显色指数(CRI)75)。

在利用由尺寸为约2–50nm的粒子(经常称为量子点(QD)或纳米晶体)组成的化合物半导体的性能方面存在相当大的兴趣。这些材料由于其尺寸可调节的电子性能而具有商业兴趣，在许多新兴应用之中，其可以被用于许多商业应用如光学和电子器件以及其他应用中，包括生物标记、光伏电池、催化、生物成像、LED、一般空间照明和电致发光显示器。

最多研究的半导体材料是硫属化物II-VI材料，即ZnS、ZnSe、CdS、CdSe、CdTe；最值得关注的是CdSe，这是由于其在光谱的整个可见光区域内的可调节性。已经由自底向上(bottom up)技术开发了用于大规模生产这些材料的可再现方法，其中使用湿法化学程序，原子挨原子地(即从分子到簇到粒子)制备了粒子。