CN112662395A - 波长转换颗粒和包含其的发光器件 - Google Patents

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Abstract

提供波长转换颗粒和包含其的发光器件。波长转换颗粒包括将由激发光源产生的光的波长转换为特定波长的杂化有机无机钙钛矿纳米晶体。因此，在不改变发射光波长范围的情况下，能够光学稳定并且改善颜色纯度和发光性能。

Description

波长转换颗粒和包含其的发光器件
本申请是申请日为2015年11月6日、申请号为201580072651.4(国际申请号为PCT/KR2015/011957)、发明名称为“波长转换颗粒、其制造方法和包含其的发光器件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及波长转换颗粒、其制造方法和包含其的发光器件，更具体地，涉及包含杂化有机无机钙钛矿(OIP)纳米晶体的波长转换纳米颗粒、其制造方法和包含其的发光器件。
背景技术
发光二极管(LED)是将电流转换为光并且主要用作显示装置的光源的半导体器件。当与常规光源相比时，这种LED在小尺寸、低功耗、长寿命和快速响应时间方面展现出非常优异的性能。此外，因为LED不释放诸如紫外光的有害电磁波，也不使用汞和其它放电气体，所以LED是环境友好的。通常通过使用诸如磷光体的波长转换颗粒结合LED光源来形成发光器件。
通常，已经使用量子点作为波长转换颗粒。量子点在比典型的磷光体更窄的波段下产生更强的光。当激发的电子从导带跃迁到价带时，实现了量子点的发光。相同的材料具有根据其尺寸而变化的波长。当量子点尺寸减小时，量子点可以发射更短波长的光。因此，能够通过调整量子点的尺寸来获得期望的波长区域的光。
即使任意选择激发波长，量子点也可以发光。因此，通过用单一波长激发数种量子点，能够同时观察几种颜色的光。此外，由于量子点仅从导带的底振动态跃迁到价带的底振动态，所以发光波长通常是单色光。
量子点是具有约10nm的直径的半导体材料的纳米晶体。使用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)的气相沉积方法或者将前驱物置于有机溶剂中以生长晶体的化学湿法来形成量子点。因为化学湿法可以通过更容易和更便宜的工艺来调整纳米晶体的尺寸和形状的均匀性，所以化学湿法相对于诸如MOCVD或MBE的气相沉积方法具有优势，化学湿法是在晶体生长时使用在量子点确定表面上自然配位以用作分散剂的有机溶剂来调节晶体生长的方法。
然而，量子点具有的缺点是量子点被用作波长转换材料不太稳定，并且具有有限的颜色纯度和发光效果。因此，迫切需要开发更稳定且具有改善的颜色纯度和发光性能的波长转换材料。
发明内容
【技术问题】
本发明被设计为解决以上问题，并涉及提供光学稳定的且具有提高的颜色纯度和发光性能的波长转换体、其制造方法和包含其的发光二极管(LED)。
【技术方案】
本发明的一个方面提供波长转换纳米颗粒。波长转换纳米颗粒包括将由激发光源产生的光的波长转换为特定的波长的杂化有机无机钙钛矿(OIP)纳米晶体。
杂化OIP纳米晶体可以包括以能够被分散在有机溶剂中为特征的杂化OIP纳米晶体，可以具有范围从1nm至900nm的尺寸，并可以具有范围从1eV至5eV的带隙能。
杂化OIP波长转换纳米颗粒还可以包括围绕杂化OIP纳米晶体的多个有机配体。有机配体可以包括烷基卤化物。
杂化OIP可以包括A2BX4、ABX4、ABX3或An-1BnX3n+1(n是范围从2至6的整数)的结构。这里，A可以是有机铵，B可以是金属材料，X可以是卤族元素。A可以是(CH3NH3)n、((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n、(RNH3)2、(CnH2n+1NH3)2、(CF3NH3)、(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2或(CnF2n+1NH3)2(n为大于或等于1的整数，x为大于或等于1的整数)。B可以是二价过渡金属、稀土金属、碱土金属、Pb、Sn、Ge、Ga、In、Al、Sb、Bi、Po或者其组合，X可以是Cl、Br、I或者其组合。
本发明的另一方面提供用于波长转换纳米颗粒的制造方法。制造方法包括：制备具有溶解在质子性溶剂中的杂化OIP的第一溶液和具有溶解在非质子性溶剂中的烷基卤化物表面活性剂的第二溶液；通过将第一溶液与第二溶液混合来形成纳米颗粒。这里，波长转换纳米颗粒包括将由激发光源产生的光的波长转换成特定波长的杂化OIP纳米晶体。
通过将第一溶液与第二溶液混合来形成纳米颗粒的步骤可以包括将第一溶液滴加到第二溶液。杂化OIP可以包括A2BX4、ABX4、ABX3或An-1BnX3n+1(n是范围从2至6的整数)的结构。这里，A可以是有机铵，B可以是金属材料，X可以是卤族元素。A可以是(CH3NH3)n、((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n、(RNH3)2、(CnH2n+1NH3)2、(CF3NH3)、(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2或(CnF2n+1NH3)2(n为大于或等于1的整数，x为大于或等于1的整数)。B可以是二价过渡金属、稀土金属、碱土金属、Pb、Sn、Ge、Ga、In、Al、Sb、Bi、Po或者其组合，X可以是Cl、Br、I或者其组合。
本发明的另一方面提供杂化OIP纳米波长转换层。波长转换层包括上述波长转换纳米颗粒。
本发明的另一方面提供一种纳米波长转换体。纳米波长转换体包括：上述波长转换纳米颗粒；分散介质，被构造为分散波长转换纳米颗粒；密封构件，被构造为密封波长转换纳米颗粒和分散介质，其中，波长转换颗粒分散在分散介质中。分散介质可以处于液态。
本发明的又一方面提供一种发光器件。发光器件包括：基体结构；至少一个激发光源，设置在基体结构上，并被构造为发射预定波长的光；波长转换层，沿着激发光源的光路设置，并且包括上述波长转换纳米颗粒。波长转换层可以包括杂化OIP纳米波长转换体，所述杂化OIP纳米波长转换体包括：波长转换纳米颗粒；分散介质，被构造为分散波长转换纳米颗粒；以及密封构件，被构造为密封波长转换纳米颗粒和分散介质，其中，波长转换颗粒分散在分散介质中。
【发明的有益效果】
根据本发明，因为波长转换颗粒包含杂化有机无机钙钛矿纳米晶体，所以能够实现光学稳定的并且具有改善的颜色纯度和发光性能的波长转换颗粒而不由于颗粒尺寸而改变其发光波长带。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的示意图。
图2是示出根据本发明的实施例的用于包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的制造方法的流程图。
图3是根据本发明的实施例的钙钛矿纳米晶体结构的示意图。
图4是示出根据本发明的实施例的通过反相纳米乳化(Inverse nano-emulsion)法制造包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的方法的示意图。
图5示出了根据本发明的实施例的波长转换层。
图6a至图6e是示出根据本发明的实施例的用于波长转换体的密封方法的剖视图。
图7是根据本发明的实施例的发光器件的剖视图。
图8示出了根据本发明的另一实施例的发光器件。
图9示出了通过拍摄当将紫外光发射到制造示例的波长转换材料以及根据对比示例1和对比示例2的杂化OIP膜时发射的光获得的荧光图。
图10是根据制造示例和对比示例1的波长转换颗粒的示意图。
图11示出了在正常温度和低温下通过拍摄根据制造示例和对比示例1波长转换颗粒的光致发光矩阵(matrix)而获得的图像。
图12示出了通过拍摄根据制造示例和对比示例1的波长转换颗粒的光致发光而获得的结果曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例以描述本发明。然而，本发明可以以不同形式实施，并不应该被解释为局限于这里阐述的实施例。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。
<波长转换颗粒>
下面将描述根据本发明的实施例的将由激发光源产生的光的波长转换为特定波长的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒。
当从外部入射的光(入射光)到达上述杂化OIP波长转换颗粒时，波长转换颗粒发射波长转换的光。因此，波长转换体用于通过杂化OIP波长转换颗粒来转换光的波长。在下文中，将入射光的具有比由上述杂化OIP波长转换颗粒发射的光的波长短的波长的一部分被称为激发光。另外，发射上述激发光的光源被称为激发光源。
图1是示出了根据本发明的实施例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的示意图。
参照图1，作为杂化OIP纳米颗粒的根据本发明的实施例的波长转换颗粒包括具有由交替的有机表面和无机表面组成的层状结构的杂化OIP纳米晶体21。
纳米晶体可以具有通过卤族元素取代而可调节的带隙。纳米晶体可以具有范围从1eV到5eV的带隙能量。
例如，带隙可以通过有机元素取代或中心金属取代来调整。
这样的杂化OIP可以包括A2BX4、ABX4、ABX3或An-1BnX3n+1(n是范围从2至6的整数)的结构。这里，A是有机铵(organic ammonium；OA)材料，B是金属材料，X是卤族元素。例如，A可以是(CH3NH3)n、((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n、(RNH3)2、(CnH2n+1NH3)2、(CF3NH3)、(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2或(CnF2n+1NH3)2(n为大于或等于1的整数，x为大于或等于1的整数)。B可以是二价过渡金属、稀土金属、碱土金属、Pb、Sn、Ge、Ga、In、Al、Sb、Bi、Po或者其组合。在这种情况下，二价过渡金属可以是例如Ge、Sn、Pb、Eu或Yb。另外，碱土金属可以是例如Ca或Sr。另外，X可以是Cl、Br、I或者其组合。
根据本发明的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒可以额外地包含围绕杂化OIP纳米晶体21的多个有机配体22。在这种情况下，用作表面活性剂的有机配体22可以包括烷基卤化物。因此，用作表面活性剂以使这样的以上述方式分离的杂化OIP的表面稳定的烷基卤化物变成围绕杂化OIP纳米晶体的表面的有机配体。
当烷基卤化物表面活性剂具有短长度时，由此形成的纳米晶体具有大的尺寸，并可以具有大于900nm的尺寸。在这种情况下，可能存在的根本问题在于，由于大的纳米晶体中的热离子化和载荷子离域化(或非局域化，delocalization)，激子被分离成自由电荷而泯灭，而不是用于发光。
即，杂化OIP纳米晶体的尺寸与用于形成纳米晶体的烷基卤化物表面活性剂的长度成反比。
因此，能够通过使用一定尺寸以上的烷基卤化物作为表面活性剂将杂化OIP纳米晶体的尺寸调整到一定尺寸以下。例如，可以通过使用十八烷基溴化铵作为烷基卤化物表面活性剂来形成具有范围为1nm至900nm的尺寸的杂化OIP纳米晶体。
图2是示出根据本发明的实施例的用于包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的制造方法的流程图。
参照图2，用于包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的制造方法的步骤可以包括：制备具有溶解在质子性溶剂中的杂化OIP的第一溶液和具有溶解在非质子性溶剂中的烷基卤化物表面活性剂的第二溶液(S100)；通过将第一溶液与第二溶液混合来形成纳米颗粒(S200)。
即，可以通过反相纳米乳化(inverse nano-emulsion)法来制造根据本发明的实施例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒。
详细地，首先，制备具有溶解在质子性溶剂中的杂化OIP的第一溶液和具有溶解在非质子性溶剂中的烷基卤化物表面活性剂的第二溶液(S100)。
在这种情况下，质子性溶剂可以包括但不限于二甲基甲酰胺、伽玛丁内酯、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜。
另外，杂化OIP可以是具有结晶结构的材料。例如，杂化OIP可以具有A2BX4、ABX4、ABX3或An-1BnX3n+1(n为范围从2至6的整数)的结构。
这里，A是有机铵材料，B是金属材料，X是卤族元素。
例如，A可以是(CH3NH3)n、((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n、(RNH3)2、(CnH2n+1NH3)2、(CF3NH3)、(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2或(CnF2n+1NH3)2(n为大于或等于1的整数，x为大于或等于1的整数)。另外，B可以是二价过渡金属、稀土金属、碱土金属、Pb、Sn、Ge、Ga、In、Al、Sb、Bi、Po或者其组合。在这种情况下，二价过渡金属可以是例如Ge、Sn、Pb、Eu或Yb。另外，碱土金属可以是例如Ca或Sr。另外，X可以是Cl、Br、I或者其组合。
图3是根据本发明的实施例的钙钛矿纳米晶体结构的示意图。
参照图3，可以看出，根据本发明的实施例的钙钛矿纳米晶体结构包括有机铵和卤化物。
可以通过将AX与BX2以一定的比例结合来制备这样的钙钛矿。即，可以通过将AX和BX2以一定的比例溶解在质子性溶剂中来形成第一溶液。例如，可以通过将AX和BX2以2:1的比例溶解在质子性溶剂中来制备其中溶解有A2BX3杂化OIP的第一溶液。
另外，非质子性溶剂可以包括但不限于二氯甲烷、三氯乙烯、氯仿、氯苯、二氯苯、苯乙烯、二甲苯、甲苯、环己烯或异丙醇。
另外，烷基卤化物表面活性剂可以具有烷基-X的结构。在这种情况下，与X对应的卤素可以包括Cl、Br或I。在这种情况下，烷基-X的结构可以包括但不限于具有CnH2n+1的结构的非环烷基、具有CnH2n+1OH等结构的伯醇、仲醇和叔醇、具有烷基-N(alkyl-N)的结构的烷基胺(例如，十六烷基胺或9-十八烯胺、1-氨基-9-十八烯(C19H37N))、对位取代的苯胺、苯基铵(phenyl ammonium)和氟铵。
随后，通过将第一溶液与第二溶液混合来形成纳米颗粒(S200)。
通过将第一溶液与第二溶液混合来形成纳米颗粒的步骤优选地包括将第一溶液滴加到第二溶液。在这种情况下，可以搅拌第二溶液。例如，可以通过将其中溶解有OIP的第一溶液缓慢滴加到剧烈搅拌的其中溶解有烷基卤化物表面活性剂的第二溶液中来合成纳米颗粒。
在这种情况下，当第一溶液逐滴地与第二溶液混合时，由于它们之间的溶解度差异，OIP从第二溶液中析出。另外，烷基卤化物表面活性剂使从第二溶液析出的OIP的表面稳定，以产生良好分散的OIP纳米晶体(OIP-NC)。因此，能够制造包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒，杂化OIP纳米晶体包括OIP-NC和围绕OIP-NC的多个烷基卤化物有机配体。
可以通过调整烷基卤化物表面活性剂的长度或形状因子来控制这种OIP-NC的尺寸。例如，可以通过锥形或倒三角形的表面活性剂来控制形状因子的调整。
优选地，以上面的方式产生的OIP-NC具有范围从1nm至900nm的尺寸。当OIP-NC形成为具有大于900nm的尺寸时，可能存在的根本问题在于，由于大的纳米晶体中的热离子化和载荷子离域化，激子被分离成自由电荷而泯灭，而不是用于发光。
图4是示出了根据本发明的实施例的通过反相纳米乳化法来制造包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的方法的示意图。
参照图4中的(a)，将具有溶解在质子性溶剂中的杂化OIP的第一溶液滴加到具有溶解在非质子性溶剂中的烷基卤化物的第二溶液。
在这种情况下，质子性溶剂可以包括但不限于二甲基甲酰胺、伽玛丁内酯、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜。
在这种情况下，杂化OIP可以包括A2BX4、ABX4、ABX3或An-1BnX3n+1(n为范围从2至6的整数)的结构。这里，A是有机铵材料，B是金属材料，X是卤族元素。例如，A可以是(CH3NH3)n、((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n、(RNH3)2、(CnH2n+1NH3)2、(CF3NH3)、(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2或(CnF2n+1NH3)2(n为大于或等于1的整数，x为大于或等于1的整数)。另外，B可以是二价过渡金属、稀土金属、碱土金属、Pb、Sn、Ge、Ga、In、Al、Sb、Bi、Po或者其组合。在这种情况下，二价过渡金属可以是例如Ge、Sn、Pb、Eu或Yb。另外，碱土金属可以是例如Ca或Sr。另外，X可以是Cl、Br、I或者其组合。
可以通过将AX与BX2以一定的比例结合来形成钙钛矿的结构。例如，可以通过将AX和BX2以2:1的比例溶解在质子性溶剂中来制备其中溶解有A2BX3杂化OIP的第一溶液。
当A为CH3NH3且X为Br作为AX的组成的示例时，可以通过在氮气气氛中溶解CH3NH2(甲胺)和HBr(氢溴酸)并蒸发溶剂来获得CH3NH3Br。
参照图4中的(b)，当将第一溶液加到第二溶液中时，由于它们之间的溶解度差异，杂化OIP从第二溶液中析出。烷基卤化物表面活性剂围绕杂化OIP并使杂化OIP的表面稳定。因此，产生包含含有良好分散的OIP-NC的杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒20。在这种情况下，杂化OIP纳米晶体的表面被作为烷基卤化物的有机配体围绕。
可以通过施加热量以选择性地蒸发包含含有杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒20的质子性溶剂来获得包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒，或者通过添加能够与质子性溶剂和非质子性溶剂两者混合以从非质子性溶剂中选择性地萃取包含纳米颗粒的质子性溶剂的共溶剂来获得包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒，其中，含有杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒20分散在其中溶解有烷基卤化物表面活性剂的非质子性溶剂中。
上述波长转换纳米颗粒可以分散在所有有机溶剂中。因此，波长转换纳米颗粒可以由于可容易地调整尺寸、发光波长光谱、配体及其构成元素而应用于各种电子装置。
<波长转换层>
下面将描述根据本发明的实施例的包括杂化OIP纳米晶体的纳米波长转换层。
图5示出了根据本发明的实施例的波长转换层。
参照图5，根据本发明的实施例的波长转换层是包括根据本发明的实施例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒20的层。
由于波长转换颗粒具有与<波长转换颗粒>部分中描述波长转换颗粒的构造和功能相同的构造和功能，因此将参照上面的描述。
上述波长转换层可以形成为均匀地分散有波长转换颗粒20的聚合物树脂。在这种情况下，聚合物树脂用作分散波长转换颗粒20的分散介质。不被光改变、不反射光和吸收光并且不影响波长转换颗粒20的性能的任何透明介质可以用作分散材料。
作为示例，优选地，分散材料由高耐光性或高耐湿性并且不会被激发光等改变颜色或质量的诸如环氧树脂或硅树脂的材料制成。
上述分散介质可以处于液态。当上述分散介质处于液态时，可以制造波长转换颗粒20以应用于各种装置。另外，当上述分散介质处于液态并且上述波长转换颗粒包含围绕杂化OIP纳米晶体的多个有机配体时，波长转换颗粒可以应用于装置，而无需单独的配体纯化。因此，能够简化其工艺。
<波长转换体>
下面将描述根据本发明的实施例的用于波长转换体的制造方法。
首先，制备波长转换颗粒。
由于波长转换颗粒具有与<波长转换颗粒>部分中描述的波长转换颗粒的构造和功能相同的构造和功能，因此将参照上面的描述。
随后，将上述波长转换颗粒分散在分散介质中。
波长转换颗粒分散在上述分散介质中。分散介质可以处于液态。当分散介质处于液态并且分散介质和分散在分散介质中的波长转换颗粒被下面将描述的密封构件密封时，分散介质和波长转换颗粒不受密封构件的形状的限制，并且可以应用于各种装置。例如，分散介质可以是环氧树脂或硅树脂。优选地，因为波长转换颗粒接收激发光并发射波长转换的光，所以分散介质由不被激发光等改变颜色或质量的材料制成。
随后，使用密封构件密封波长转换颗粒和分散介质。
图6a至图6e是示出根据本发明的实施例的用于波长转换体的密封方法的剖视图。
参照图6a，堆叠第一密封构件10a和第二密封构件10b。
不被其中分散有波长转换颗粒20的分散介质30腐蚀的聚合物树脂或硅树脂可以用作密封构件。具体地，聚合物树脂可以在其被加热时粘附到物体上，因此可以通过热粘附工艺将片型聚合物树脂粘附到分散介质30来形成向其注入有其中分散有波长转换颗粒20的分散介质30的包装型波长转换体。
参照图6b，可以通过在一侧1处加热第一密封构件10a和第二密封构件10b并且通过热粘附工艺将第一密封构件10a与第二密封构件10b彼此粘附，以防止上述波长转换颗粒20和分散介质30通过密封构件10a和10b而泄漏。然而，当上述波长转换颗粒20和分散介质30不泄漏时，可以使用粘附工艺，而不是热粘附工艺。
参照图6c，在密封构件彼此不粘附的另一侧处的第一密封构件10a与第二密封构件10b之间注入其中分散有波长转换颗粒20的分散介质30。
参照图6d，通过热粘附工艺在另一侧1'处将第一密封部件10a和第二密封部件10b粘附来使用密封构件10a和10b将其中分散有波长转换物质20的分散介质30密封。
参照图6e，可以看出，形成其中具有分散有波长转换物质20的分散介质30被密封构件10密封的杂化OIP纳米波长转换体400。上述杂化OIP纳米波长转换体400可以有利地应用于发光器件，而不需要通过将包含作为波长转换物质的杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒20分散在分散介质30中并密封分散在分散介质30中的波长转换纳米颗粒20的单独的配体纯化工艺。因此，能够防止由于配体纯化而导致的波长转换颗粒的氧化，因此，当杂化OIP纳米波长转换体400应用到发光器件时，展现高颜色纯度和发光效应。也能够简化其工艺。
<发光器件>
图7是根据本发明的实施例的发光器件的剖视图。
参照图7，根据本发明的实施例的发光器件包括：基体结构100；至少一个激发光源200，设置在基体结构100上，并被构造为发射预定波长的光；波长转换层400B，沿着激发光源200的光路设置，并包含波长转换颗粒20。
基体结构100可以是封装框架或基体基底。当基体结构100是封装框架时，封装框架可以包括基体基底。基体基底可以是底安装基底或发光二极管(LED)晶片。LED晶片表示LED元件形成在晶片上的状态(其是在LED芯片的单元中分离LED之前的状态)。基体基底可以是硅基底、金属基底、陶瓷基底或树脂基底。
基体结构100可以是封装引线框架或封装预模型框架。基体结构100可以包括键合焊盘(未示出)。键合焊盘可以包含Au、Ag、Cr、Ni、Cu、Zn、Ti、Pd等。连接到键合焊盘的外部连接端子(未示出)可以设置在基体结构100的外表面处。键合焊盘和外部连接端子可以包括在封装引线框架中。
激发光源200位于基体结构100上。优选地，激发光源200发射比波长转换层400B的波长转换颗粒的发光波长短的波长的光。激发光源200可以是LED和激光二极管中的任意一种。另外，当基体结构100是LED晶片时，可以省略激发光源的位置。例如，蓝色LED可以用作激发光源200，发射波长范围从420nm至480nm的的蓝色光的氮化镓基LED可以用作蓝色LED。
如图8中所示，可以通过将用于包封激发光源200的包封材料浇注在激发光源200上来形成第一包封部300。第一包封部300可以用作保护膜，并且还用来包封激光光源200。另外，当波长转换层400B位于第一包封部300上时，第二包封部500可以额外地形成为保护并固定波长转换层400B。包封材料可以包括环氧树脂、硅树脂、丙烯酸聚合物、玻璃、碳酸酯聚合物和它们的混合物中的至少一种。
第一包封部300可以使用各种方法来形成，诸如压缩成型法、转印成型法、点划线法、刮刀涂覆法、丝网涂覆法、浸涂法、旋涂法、喷雾法或喷墨印刷法等各种方法来形成。然而，可以省略第一包封部300。
由于波长转换层400B具有与<波长转换层>和<波长转换颗粒>部分中描述的波长转换层的构造和功能相同的构造和功能，因此将参照上面的描述。
如图7中所示，可以通过在波长转换层400B上浇注用于包封波长转换层400B的包封材料来形成第二包封部500。可以通过与第一包封部300的方法相同的方法并使用与第一包封部300的材料相同的材料来形成第二包封部500。
除了用于发射光的装置之外，发光器件可以应用于发光单元、背光单元等。
图8示出了根据本发明的另一实施例的发光器件。
参照图8，波长转换层400可以包括如图6中所示的波长转换体400A。
由于波长转换体400A具有与<波长转换体>和<波长转换颗粒>部分中描述的波长转换体的构造和功能相同的构造和功能，因此将参照上面的描述。
根据本发明的实施例，发光器件已被示出为单位单元。然而，当基体结构是底安装基底或LED晶片时，均具有其中形成有波长转换层的多个LED芯片可以位于底安装基底和LED晶片上，可以以单位单元为单位切割和处理底安装基底或LED晶片。
为了更好地理解本发明，下面将描述优选的实验示例。然而，下面的实验示例仅意图促进对本发明的理解，因此本发明不限于此。
<制造示例-波长转换颗粒的制造>
形成根据本发明的实施例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒。通过反相纳米乳化法形成波长转换纳米颗粒。
详细地，通过将杂化OIP溶解在质子性溶剂中来制备第一溶液。在这种情况下，二甲基甲酰胺用作质子性溶剂，(CH3NH3)2PbBr4用作杂化OIP。在这种情况下，通过将CH3NH3Br与PbBr2以2:1的比例混合来形成(CH3NH3)2PbBr4。
随后，制备具有溶解在非质子性溶剂中的烷基卤化物表面活性剂的第二溶液。在这种情况下，甲苯用作非质子性溶剂，十八烷基溴化铵(CH3(CH2)17NH3Br)用作烷基卤化物表面活性剂。
随后，通过将第一溶液缓慢地滴加到正在剧烈搅拌的第二溶液中来形成包含杂化OIP纳米晶体的波长转换颗粒。
<对比示例1>
制造薄膜型杂化OIP(OIP膜)。
详细地，通过将(CH3NH3)2PbBr4溶解在作为质子性溶剂的二甲基亚砜中来制备第一溶液，然后使用第一溶液在玻璃基底上执行旋涂来制造(CH3NH3)2PbBr4的薄膜。
<对比示例2>
制造薄膜型杂化OIP(OIP膜)。
详细地，通过将(CH3NH3)2PbCl4溶解在作为质子性溶剂的二甲基亚砜中来制备第一溶液，然后使用第一溶液在玻璃基底上执行旋涂来制造(CH3NH3)2PbCl4的薄膜。
<实验示例>
图9示出了通过照射当紫外光发射到制造示例的波长转换材料以及根据对比示例1和对比示例2的杂化OIP膜时发射的光而获得的荧光图。
参照图9，可以看出，根据制造示例的具有纳米颗粒形式的波长转换颗粒发射非常明亮的绿光，而具有薄膜而不是纳米颗粒的形式的杂化OIP发出暗光。
另外，可以看出，作为测量光致发光量子产率(PLQY)的结果，根据制造示例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒展现出非常高的值。
相反，根据对比示例1和对比示例2的薄膜型杂化OIP展现出约1％的低PLQY值。
图10是根据制造示例和对比示例1的波长转换颗粒的示意图。
图10中的(a)是根据对比示例1的波长转换颗粒的示意图，图10中的(b)是根据制造示例的波长转换颗粒的示意图。参照图10中的(a)，根据对比示例1的波长转换颗粒处于薄膜的形式。参照图10中的(a)，根据制造示例的波长转换颗粒处于纳米颗粒21的形式。
图11示出了在正常温度和低温下拍摄根据制造示例和对比示例1的波长转换颗粒的光致发光矩阵而获得的图像。
图11中的(a)示出了通过在低温(70K)下拍摄根据对比示例1的薄膜型杂化OIP(OIP膜)的光致发光矩阵获得的图像，图11中的(b)示出了通过在室温下拍摄根据对比示例1的薄膜型杂化OIP(OIP膜)的光致发光矩阵获得的图像。
图11中的(c)示出了在低温(70K)下拍摄根据制造示例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的光致发光矩阵获得的图像。图11中的(d)示出了在室温下拍摄根据制造示例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒的光致发光矩阵获得的图像。
参照图11中的(a)至(d)，可以看出，根据制造的示例的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒表现出比根据对比示例1的薄膜型杂化OIP(OIP膜)的颜色纯度高的颜色纯度，同时还在同一位置处显示光致发光。还可以看出，根据制造实施例的OIP-NC膜在室温和低温下表现出具有相同水平的颜色纯度的光致发光，并且也不降低发光强度。相反，根据对比示例1的薄膜型杂化OIP在室温和低温下具有不同的颜色纯度水平和发光位置，并且在室温下也表现出低的发光强度，因为它的激子由于热离子化和载荷子离域化分离成自由电荷而泯灭，而不是用于发光。
图12示出了通过拍摄根据制造示例和对比示例1的波长转换颗粒的光致发光而获得的结果曲线图。
参照图12，可以看出，当根据制造示例的杂化OIP纳米颗粒位于溶液中时，即，处于液态，杂化OIP纳米颗粒展现出比根据对比示例1的常规杂化OIP的颜色纯度高的颜色纯度，同时还在同一位置处显示光致发光。
根据本发明的包含包括OIP的纳米晶体的波长转换颗粒可以具有通过结合其中形成的FCC和BCC而获得的结晶结构的杂化OIP纳米晶体，具有由交替的有机表面和无机表面组成的层状结构，并且因为激子结合到无机表面而表现出高的颜色纯度。
在具有范围为10nm至300nm的尺寸的纳米晶体中，可以降低激子扩散长度，激子结合能也可以增大。因此，能够防止由于热离子化和载荷子离域化而导致的激子的泯灭，使得室温下的发光效率高。
此外，通过合成具有与OIP不同的三维结构的纳米晶体，能够增大激子结合能以提高发光效率，同时增加耐久性和稳定性。
另外，按照根据本发明的包含杂化OIP纳米晶体的波长转换颗粒的制造方法，能够合成包含根据烷基卤化物表面活性剂的长度和尺寸调整尺寸的杂化OIP纳米晶体的波长转换纳米颗粒。
虽然已经参照本发明的优选实施例具体示出和描述了本发明，但是本发明不限于实施例，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和改变。
<附图标记的描述>
1：密封构件的一侧 1'：密封构件的另一侧
10：密封构件 20：波长转换颗粒
30：分散介质 100：基体结构
200：激发光源 300：第一密封部
400B：波长转换层 400A：波长转换体
500：第二密封部

Claims (10)

1.一种杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒，所述杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒包括：
杂化有机无机钙钛矿纳米晶体，将由激发光源产生的光的波长转换为特定的波长，
其中，杂化有机无机钙钛矿纳米晶体具有大于10nm且小于300nm的尺寸，所述尺寸大于量子点的直径，
其中，杂化有机无机钙钛矿纳米晶体包括以能够被分散在有机溶剂中为特征的杂化有机无机钙钛矿纳米晶体，
其中，杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒还包括围绕杂化有机无机钙钛矿纳米晶体的多个有机配体。
2.根据权利要求1所述的杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒，其中，杂化有机无机钙钛矿纳米晶体具有范围从1eV至5eV的带隙能。
3.根据权利要求1所述的杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒，其中，所述有机配体包括烷基卤化物表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒，其中，杂化有机无机钙钛矿包括A2BX4、ABX4、ABX3或An-1BnX3n+1的结构，其中，n是范围从2至6的整数；
其中，A是有机铵，B是金属材料，X是卤族元素。
5.根据权利要求4所述的杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒，其中，A与A所带的系数一体地由(CH3NH3)n、((CxH2x+1)nNH3)2(CH3NH3)n、(CnH2n+1NH3)2、(CF3NH3)、(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2(CF3NH3)n、((CxF2x+1)nNH3)2或(CnF2n+1NH3)2表示，其中，n为大于或等于1的整数，x为大于或等于1的整数；
其中，B是二价过渡金属、稀土金属、碱土金属、Pb、Sn、Ge、Ga、In、Al、Sb、Bi、Po或者它们的组合；
其中，X是Cl、Br、I或者它们的组合。
6.一种杂化有机无机钙钛矿纳米波长转换层，所述杂化有机无机钙钛矿纳米波长转换层包含根据权利要求1至5中的任意一项所述的杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒。
7.一种杂化有机无机钙钛矿纳米波长转换体，所述杂化有机无机钙钛矿纳米波长转换体包括：
根据权利要求1至5中的任意一项所述的杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒；
分散介质，被构造为分散杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒；以及
密封构件，被构造为密封杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒和分散介质，
其中，杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒分散在分散介质中。
8.根据权利要求7所述的杂化有机无机钙钛矿纳米波长转换体，其中，分散介质处于液态。
9.一种发光器件，所述发光器件包括：
基体结构；
至少一个激发光源，设置在基体结构上，并被构造为发射预定波长的光；以及
波长转换层，沿着所述激发光源的光路设置，并且包括根据权利要求1至5中的任意一项所述的杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒。
10.根据权利要求9所述的发光器件，其中，波长转换层包括杂化有机无机钙钛矿纳米波长转换体，所述杂化有机无机钙钛矿纳米波长转换体包括：
杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒；
分散介质，被构造为分散杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒；以及
密封构件，被构造为密封杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒和分散介质，
其中，杂化有机无机钙钛矿波长转换纳米颗粒分散在分散介质中。
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