本發(fā)明涉及包括發(fā)光納米顆粒的照明設備。本發(fā)明還涉及這樣的照明設備的生產過程。

背景技術：

照明設備中的發(fā)光納米晶體的密封在本領域中是已知的。例如，WO2011/053635描述了一種光發(fā)射二極管（LED）設備，包括：（a）藍光發(fā)射LED；以及（b）包括多個發(fā)光納米晶體的密閉密封的容器，其中容器關于LED放置以促進發(fā)光納米晶體的下轉換。發(fā)光納米晶體的示例包括核/殼發(fā)光納米晶體，其包括CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS或CdTe/ZnS。例如，發(fā)光納米晶體分散在聚合基質中。

JP2012009712描述了一種光發(fā)射設備，其包括發(fā)射激光的半導體激光器以及接收從半導體激光器發(fā)射的激勵光并且發(fā)射光的光發(fā)射部分。半導體激光器和光發(fā)射部分提供在氣密空間中，并且具有不多于預定水分含量的水分含量的干燥空氣填充在氣密空間中。

技術實現(xiàn)要素：

量子點（qdot或QD）當前作為固態(tài)照明（SSL）應用（LED）中的磷光體而被研究。它們具有若干優(yōu)點，諸如可調諧發(fā)射和窄發(fā)射帶，其可以有助于顯著地增加基于LED的燈的效力，尤其是在高CRI處。典型地，在有機液體中供應qdot，其中量子點被諸如油酸鹽（油酸陰離子）之類的有機配體所圍繞，其有助于改進點的發(fā)射效率以及使它們穩(wěn)定在有機媒介中。量子點上的二氧化硅涂層的合成在本領域中是已知的。Koole等人（在R. Koole, M. van Schooneveld, J. Hilhorst, C. de Mello Donegá, D. ’t Hart, A. van Blaaderen, D. Vanmaekelbergh和A. Meijerink, Chem. Mater, 20, p. 2503–2512, 2008中）描述了支持以下方面的實驗證據(jù)：所提出的通過油包水（W/O）的反微乳劑合成的單分散二氧化硅球體（直徑~35nm）中的疏水性半導體納米晶體（或量子點，QD）的合并機制。熒光光譜用于研究在添加各種合成反應物時發(fā)生在QD表面處的快速配體交換。發(fā)現(xiàn)，水解TEOS具有針對QD表面的高親和性并且取代疏水性胺配體，其使得QD能夠轉移到膠束的親水性內部，其中發(fā)生二氧化硅生長。通過使用較強的結合性硫醇配體阻礙配體交換，所合并的QD的位置可以從中心控制到離心并且最終被控制到二氧化硅球體的表面。它們能夠制得具有前所未有的35%的量子效率的QD/二氧化硅顆粒。同樣參見上文，QD的二氧化硅包封（因而）用于使QD穩(wěn)定在空氣中并且保護它們以防與外部的化學相互作用。反膠束方法在90年代作為制作具有小尺寸分散（參見下文）的?。▇20nm）二氧化硅顆粒的方法而引入。該方法還可以用于制作二氧化硅涂敷的QD。QD周圍的本生有機配體在二氧化硅殼生長期間被無機二氧化硅前驅體分子取代。QD周圍的無機二氧化硅殼具有使QD更加穩(wěn)定抵抗光致氧化的前景，因為有機配體被視為常規(guī)（例如，油酸或十六胺）加蓋QD中的弱鏈。

然而，如通過反膠束方法所生長的二氧化硅看起來相對多孔，從而相比于有時候所暗示的情況而言使其成為抵擋氧氣或水的較差屏障。對于具有有機配體的QD，環(huán)境條件中的穩(wěn)定性不及一般期望的情況，并且發(fā)現(xiàn)，特別地，水是引起這樣的QD的降級的根本原因。這可能導致基于量子點的照明設備，其隨時間而具有不及合期望的情況的量子效率（QE）穩(wěn)定性和/或色點穩(wěn)定性。例如，可能感知到大的初始QE下降，或者可能感知到光致增亮效應，和/或可能感知到壽命期間的色點改變。

因而，本發(fā)明的一方面是提供一種可替換的照明設備，其優(yōu)選地進一步至少部分地緩解以上描述的缺陷中的一個或多個。

令人驚喜地觀察到，二氧化硅涂敷的QD要求某一量的水以確保最佳性能（QE和穩(wěn)定性二者）。特別地，當QD使用在密閉密封的燈泡內時，令人驚喜地看起來，包括充足量的水是重要的。這樣的應用的具體示例是氦氣冷卻的LED燈泡，其中數(shù)個LED在氦氣氣氛之下被放置在密閉密封的玻璃燈泡中（使用用于常規(guī)白熾燈泡的過程）。由于氦氣的獨特冷卻性質，在這樣的燈架構中要求有限的附加熱沉，從而節(jié)省大量成本。然而，當QD使用在這樣的閉合、無水環(huán)境中時，看到的是，總體性能比在環(huán)境中更差，并且觀察到增加的初始淬滅和光致增亮效應。令人驚喜地發(fā)現(xiàn)，向其中封閉QD的密封環(huán)境（例如，He或He/Q₂填充的燈泡）添加顯著相對濕度（在室溫下）尤其防止初始淬滅和光致增亮效應。

因而，在第一方面中，本發(fā)明提供了一種照明設備，其包括具有光透射窗的閉合腔室以及配置成向腔室中提供光源輻射的光源，其中腔室還封閉波長轉換器，波長轉換器配置成將光源輻射的至少部分轉換成波長轉換器光，其中光透射窗對于波長轉換器光是透射的，其中波長轉換器包括發(fā)光量子點，發(fā)光量子點在利用光源輻射的至少部分激勵時生成所述波長轉換器光的至少部分，并且其中閉合腔室包括填充氣體，特別地包括氦氣、氫氣（H₂）、氮氣（N₂）和氧氣（O₂）中的一個或多個，并且（填充氣體）特別地具有在19℃處至少1%，諸如特別地至少5%，但是特別地低于100%（在19℃處）的相對濕度（RH），諸如在5-95%的范圍中，比如10-85%?？雌饋?，相比于具有其它氣體條件（諸如無水氣體）的設備，這樣的設備可以具有大幅更穩(wěn)定的色點。另外，看起來，這樣的設備可以大幅更少地遭受初始QE下降和/或QD的光致增亮效應。

填充氣體特別地具有相對高的熱導率，諸如所指示的氦氣、氫氣、氮氣和氧氣，甚至更特別地，氦氣和氫氣中的至少一個或多個。因而，填充氣體還可以作為冷卻氣體而應用（可選地，與熱沉（還參見下文）組合）。另外，特別地，填充氣體是相對惰性的，諸如氦氣、氫氣和氮氣，甚至更特別地，氦氣和氮氣。因而，填充氣體可以特別地包括氦氣。

本文中的氣體填充物被定義為沒有H₂O的氣體（組合物）。H₂O的存在由氣體（組合物）（即，氣體填充物）的相對濕度來指示。

具有光透射窗的閉合腔室配置成托管波長轉換器。波長轉換器因而特別地由閉合腔室封閉。為此目的，腔室可以包括壁，所述壁提供所述閉合腔室。術語“壁”還可以是指多個壁并且可以可選地包括多于一個元件。例如，壁的部分可以通過包括光源以及例如電子器件和熱沉的元件或支撐物來提供，并且可以例如還包括PCB（印刷電路板）。因而，光源還可以由腔室封閉。然而，光源還可以在腔室外部。另外，還可以可能的是，光源的部分在腔室外部，并且光源的部分，特別地光發(fā)射表面，可以在腔室內。當光源配置在腔室外部時，或者當這樣的光源的光發(fā)射表面配置在腔室外部時，光源將配置成經由輻射透射窗向腔室中提供光源輻射。因而，在這樣的實例中，腔室可以包括對于光源輻射的至少部分而言透射的輻射透射窗。

腔室的（多個）壁特別地是氣密性的，即，基本上沒有氣體從腔室泄漏出來，或者在閉合腔室之后從腔室外部引入到腔室中。因而，包括光透射窗（以及可選地輻射透射窗）的（多個）壁特別地是氣密性的。氣體腔室因而可以特別地是密閉密封的。在實施例中，（多個）壁可以例如包括無機材料。在又一實施例中，（多個）壁可以包括有機材料，例如覆蓋有（例如，無機）氣密材料的層。無機壁部分和有機壁部分的組合也可以是可能的。

可選地，照明設備還包括與透射窗、光源和波長轉換器中的一個或多個熱學接觸的熱沉。與填充氣體一起，這可以提供良好的熱學控制并且將降低操作溫度。術語“熱學”接觸在實施例中可以意指物理接觸并且在另一實施例中可以意指經由（固體）熱學導體接觸。

特別地，光源是在操作期間至少在選自200-490nm范圍的波長處發(fā)射（光源輻射）光的光源，特別地，在操作期間至少在選自400-490nm范圍的波長處發(fā)射光的光源，甚至更特別地在440-490nm范圍中。該光可以部分地由波長轉換器納米顆粒使用（進一步還參見下文）。因而，在具體實施例中，光源配置成生成藍光。在具體實施例中，光源包括固態(tài)LED光源（諸如，LED或激光二極管）。術語“光源”還可以涉及多個光源，諸如2-20個（固態(tài)）LED光源。因而，術語LED還可以是指多個LED。

如上文所指示的，光源配置成向腔室中提供光源輻射，所述腔室包括波長轉換器。波長轉換器配置成將光源輻射的至少部分轉換成波長轉換器光。因而，波長轉換器在輻射上耦合到光源。術語“在輻射上耦合”特別地意指光源和波長轉換器彼此相關聯(lián)使得由光源發(fā)射的輻射的至少部分由波長轉換器接收（并且至少部分地轉換成發(fā)光）。

波長轉換器光的至少部分是可見光，諸如綠色、黃色、橙色和/或紅色光。波長轉換器將光源輻射“波長轉換”成波長轉換器光。波長轉換器至少包括量子點。然而，波長轉換器還可以包括一個或多個其它發(fā)光材料，其在本文中還被指示為第二發(fā)光材料。這樣的第二發(fā)光材料（因而）可以可選地還嵌入在波長轉換器中。然而，這樣的第二發(fā)光材料還可以布置在閉合腔室中的其它地方（或者可選地還在腔室外部）。

因而，波長轉換器可以包括一個或多個發(fā)光材料，但是至少包括量子點。這些量子點負責用于波長轉換器光的至少部分。因而，發(fā)光量子點配置成在利用光源輻射的至少部分的激勵時生成波長轉換器光的至少部分。波長轉換器的發(fā)光應當從腔室逸出。因而，腔室包括光透射窗。光透射窗包括固體材料，其對于由波長轉換器生成的可見光的至少部分是透射的。當光源配置在腔室外部時，輻射透射窗可以包括光透射窗。然而，可選地，這些是與腔室（壁）不同的部分。

因而，設備特別地配置成生成照明設備光，其至少部分地包括波長轉換器光，但是其可以可選地還包括（其余）光源輻射。例如，波長轉換器可以配置成僅部分地轉換光源輻射。在這樣的實例中，設備光可以包括轉換器光和光源輻射。然而，在另一個實施例中，波長轉換器還可以配置成轉換所有光源輻射。

因而，在具體實施例中，照明設備配置成提供照明設備光，其包括光源輻射和轉換器光二者，例如前者為藍光，并且后者包括黃光，或者黃光和紅光，或者綠光和紅光，或者綠光、黃光和紅光等。在又一具體實施例中，照明設備配置成提供僅包括轉換器光的照明設備光。這可以例如在輻照波長轉換器的光源輻射作為經轉換的光僅離開波長轉換器的下游側（即，穿透到波長轉換器中的所有光源輻射被波長轉換器吸收）時發(fā)生（特別地，在透射模式中）。

術語“波長轉換器”還可以涉及多個波長轉換器。這些可以布置在彼此的下游，但是還可以布置成鄰近彼此（可選地，甚至還與直接相鄰的波長轉換器物理接觸）。所述多個波長轉換器可以在實施例中包括具有不同光學性質的兩個或更多子集。例如，一個或多個子集可以配置成生成具有第一頻譜光分布的波長轉換器光，比如綠光，并且一個或多個子集可以配置成生成具有第二頻譜光分布的波長轉換器光，比如紅光。可以應用多于兩個或更多的子集。當應用具有不同光學性質的不同子集時，例如，可以提供白光和/或設備光（即，轉換器光和可選的其余光源輻射（保留在波長轉換器的下游））的顏色。特別地，當應用多個光源時，其中兩個或更多子集可以被單獨地控制，其在輻射上與具有不同光學性質的所述兩個或更多波長轉換器子集耦合，設備光的顏色可以是可調諧的。制得白光的其它選項也是可能的（同樣參見下文）。當照明設備包括多個光源時，則這些可以可選地被獨立地控制（利用（外部）控制單元）。

如上文指示的第二發(fā)光材料可以包括一個或多個發(fā)光材料，其選自包括以下各項的組：含二價銪的氮化物發(fā)光材料，或者含二價銪的氧氮化物（oxonitride）發(fā)光材料，諸如選自包括以下各項的組的一個或多個材料：(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Mg,Sr,Ca)AlSiN₃:Eu和(Ba,Sr,Ca)₂Si₅N₈:Eu。

第二發(fā)光材料還可以包括選自包括以下各項的組的一個或多個發(fā)光材料：含三價鈰的石榴石和含三價鈰的氧氮化物。氧氮化物材料在本領域中通常還被指示為氮氧化物材料。這樣的含鈰石榴石可以利用通式A₃B₅O₁₂:Ce³⁺指示，其中A可以包括Y、Sc、La、Gd、Tb和照明單元中的一個或多個，并且其中B包括Al和Ga中的一個或多個。特別地，A包括Y、Gd和Ly中的一個或多個，并且B包括Al和Ga中的一個或多個，特別地至少（或僅有）Al。因而，含鈰石榴石可以特別地包括(Y,Gd,Lu)₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce³⁺類別。在該類別內的成員的示例是Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺和Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺等。

第二發(fā)光材料還可以包括四價錳摻雜的材料。特別地，G₂ZF₆:Mn類別的成員可以是相關的，其中G選自堿性元素（諸如，Li、Na、K等）的組，并且其中Z選自Si、Ge、Ti、Hf、Zr、Sn的組。該類別在本文中還指示為K₂SiF₆:Mn類別，其是復合氟化物系統(tǒng)的類別。該類別內的材料具有立方體氟硅鉀石或六邊形Demartinite類型的晶體結構。該類別內的成員的示例是K₂SiF₆:Mn（IV；即，四價錳）。

第二發(fā)光材料還可以包括有機發(fā)光材料，諸如二萘嵌苯衍生物。

本文中的術語“類別”或“組”特別地是指具有相同晶體學結構的材料的群組。另外，術語“類別”還可以包括陽離子和/或陰離子的部分置換。例如，在以上提及的一些類別中，Al-O可以部分地被Si-N取代（或者反過來）。

另外，將以上指示的發(fā)光材料指示為摻雜有銪（Eu）或鈰（Ce）或錳（Mn）的事實不排除共摻質的存在，諸如Eu,Ce，其中銪與鈰共摻雜，Ce,Pr，其中鈰與鐠共摻雜，Ce,Na，其中鈰與鈉共摻雜，Ce,Mg，其中鈰與鎂共摻雜，Ce,Ca，其中鈰與鈣共摻雜等等。共摻雜在本領域中是已知的并且已知有時增強量子效率和/或調諧發(fā)射頻譜。

在實施例中，光透射窗（和/或可選地還有輻射透射窗）可以包括選自包括透射有機材料支撐物的組的一個或多個材料，諸如選自包括以下各項的組：PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PEN（聚乙烯萘）、PC（聚碳酸酯）、聚甲基丙烯酸酯（PMA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（Plexiglas或Perspex）、乙酸丁酸纖維素（CAB）、硅樹脂、聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、（PETG）（乙二醇改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯）、PDMS（聚二甲基硅氧烷）和COC（環(huán)烯共聚物）。然而，在另一個實施例中，光透射窗（和/或可選地還有輻射透射窗）可以包括無機材料。優(yōu)選的無機材料選自包括以下各項的組：玻璃、（熔融）石英、透射陶瓷材料和硅樹脂。還可以應用混合材料，包括無機和有機部分二者。特別優(yōu)選的是PMMA、透明PC或者玻璃作為用于光透射窗（和/或可選地還有輻射透射窗）的材料。

光透射窗（和/或可選地還有輻射透射窗）可以基本上透明，但是可以可替換地（獨立地）選擇為半透明的。例如，材料可以嵌入在窗中以增加半透明度和/或窗可以是磨砂的（諸如，利用噴砂處理）（進一步還參見下文）。通過提供半透明的光透射窗，腔室內的元件可以較不可見或者可以是不可見的，其可能是合期望的。因而，對于光透射窗和選項輻射透射窗，應用光（輻射）透射材料。特別地，對于由發(fā)光材料（即，特別地發(fā)光量子點）生成并且具有選自可見波長范圍的波長的光，材料具有在50-100%的范圍中，特別地在70-100%的范圍中的光透射。以此方式，支撐蓋體對于來自發(fā)光材料的可見光是透射的。透射或光可滲透性可以通過向材料提供具有第一強度的特定波長處的光并且將在透射通過材料之后所測量的該波長處的光的強度與在該特定波長處向材料提供的光的第一強度相關來確定（還參見CRC化學和物理手冊的E-208和E-406，第69版，1088-1989）。

在具體實施例中，閉合腔室包括燈泡形狀的光透射窗。以此方式，可以提供一種翻新的白熾燈。然而，也可以應用其它翻新類型腔室，比如管狀腔室（T型燈，諸如T8燈管）等。然而，腔室還可以以其它形狀形成并且還可以用于取代現(xiàn)有照明燈具。

如上文所指示的，腔室包括填充氣體，其包括氦氣、氫氣、氮氣和氧氣中的一個或多個并且具有19℃處至少1%，諸如特別地至少5%的相對濕度，但是特別地低于100%，諸如在5-95%，比如10-85%的范圍中（在19℃處）。上界特別地低于100%，使得當光源使用在比19℃低的溫度處時，（基本上）不存在水的凝結。因而，特別地，19℃處的相對濕度為95%或更低，諸如90%或更低，比如85%或更低，諸如在最大80%處。特別地選取1%的下限以提供期望的穩(wěn)定性效果（同樣參見上文）。特別地，至少5%相對濕度的下限可以提供期望的穩(wěn)定性效果。對于腔室中的相對濕度的確定，可以應用Karl Fischer分析，其在本領域中是已知的。該分析還稱為Karl Fisch滴定法。相對濕度是以百分比表述的氣體中所存在的H₂O量（水蒸氣的局部壓力）相對于如果氣體飽和則將存在的量的比值。

因而，看起來對于量子點而言，氦氣作為氣氛，和/或可選地，一個或多個其它高熱導率氣體是有益的。特別地，氦氣和/或其它氣體用于冷卻。冷卻對于LED效率是重要的。特別地，同樣對于基于QD的LED，較低溫度一般將意味著較長的穩(wěn)定性（壽命）和較高的lm/W效率（由于較高QE所致）。然而，令人驚喜的是，一些H₂O的存在進一步有益。在具體實施例中，至少70%（不包括H₂O），諸如特別地至少75%，諸如至少80%的填充氣體包括He。百分比是指體積百分比。另外，一些氧氣的存在也可以令人驚喜地是有益的。因而，在過去的解決方案中所力圖的是嘗試盡可能良好地密封量子點以防水和氧氣，而在本發(fā)明中，向其中布置量子點的腔室中有意地提供一些水，以及可選地還有一些氧氣。在又另外的實施例中，填充氣體包括（至少）氦氣和氧氣。在具體實施例中，至少95%，諸如至少99%的填充氣體（沒有考慮H₂O）包括He和O₂，并且其中氣體包括最多30%的氧氣，諸如最多25%的氧氣，比如最多20%的氧氣。鑒于其它熱學能量管理以及還有照明設備的穩(wěn)定性，較大量的氧氣可能較不合期望。可以可用的其它氣體可以選自（其它）惰性氣體，H₂和N₂，特別地H₂和N₂。如上文所指示的，RH是至少1%，甚至更多地，至少5%，諸如至少10%。特別地，在19℃處，腔室不包含液態(tài)水。

量子點可以可選地還嵌入在基質中。例如，量子點可以（均勻地）分散在（聚合）基質中。特別感興趣的基質是硅氧烷（其通常還被指示為硅樹脂）。當組合硅氧烷起始材料和QD時，可以利用已知的硅氧烷生產過程來獲取其中分散量子點的硅氧烷。因而，在具體實施例中，波長轉換器包括其中嵌入發(fā)光量子點的硅氧烷基質。相關的硅氧烷基質包括例如聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚二苯基硅氧烷（PDPhS）中的一個或多個。然而，也可以應用其它基質，諸如硅氮烷和丙烯酸酯中的一個或多個。即便將QD嵌入在基質中，看起來的是，如本文中限定的氣體條件對于光設備（特別地，QD）性質也是有益的。這樣的基質可能對于水而言不是完全不可滲透的。因而，甚至在QD嵌入（硅樹脂）基質中時，如以上指示的填充氣體也是合期望的。

量子點可以提供為裸露顆粒，或者例如可以提供為核-殼顆粒。術語“殼”還可以是指多個殼。另外，核-殼顆粒未必是球形的；它們還可以例如具有量子棒類型或者四角狀類型（或其它多莢類型）等。在下文提供另外的示例。裸露顆?；蚝耸枪鈱W有效部分。殼用作一種保護并且通常包括類似類型的材料，諸如ZnSe核和ZnS殼（同樣參見下文）。這樣的顆粒在商業(yè)上在有機液體中可得到，其中有機配體附連到這樣的顆粒以得到更好的分散。在本文中，顆粒的外層是最遠離裸露顆?；蚝说闹行牟糠值膶印Ｔ赯nS殼的情況下，該外層將是QD的ZnS表面。然而，本發(fā)明不限于具有ZnS殼和ZnSe核的量子點。以下描述數(shù)個可替換的量子點。

在這樣的外層上，可以提供（二氧化硅）涂層，從而提供具有（二氧化硅）涂層的裸露量子點或者具有（二氧化硅）涂層的核-殼量子點。利用二氧化硅涂敷量子點導致通過二氧化硅前驅體分子對有機配體的取代，所述二氧化硅前驅體分子可以充當更加穩(wěn)定的無機配體。此外，二氧化硅層可以形成抵擋例如光致氧化物種的保護屏障。特別地，涂層完全覆蓋外層。在QD周圍提供二氧化硅涂層的合適方法尤其由Koole等人（參見上文）以及其中引用的參考文獻所描述。在沒有封閉納米顆粒的情況下的二氧化硅顆粒的合成首先由St?ber等人（J. Colloid Interface Sci. 1968, 62）開發(fā)，其允許均一尺寸和形狀的二氧化硅球體在例如乙醇相中的生長。制作二氧化硅球體的第二種方法使用非極性相中的膠束并且被稱為反膠束方法（或反微乳劑方法），并且由Osseo-Asare, J. Colloids. Surf. 1990, 6739首先提出。二氧化硅顆粒生長在經限定的水滴中，其導致可以相當容易地控制的均一尺寸分布。該方案通過將納米顆粒引入在二氧化硅中而擴展。相比于St?ber方法，該方案的主要優(yōu)點在于，可以涂敷疏水性和親水性顆粒二者，不要求事先的配體交換，并且存在顆粒尺寸和尺寸分散之上的更多控制。

本發(fā)明不限于這些方法之一。然而，在具體實施例中，涂敷過程在包含所述量子點的膠束中執(zhí)行，特別地使用反膠束方法，如同樣在通過引用并入本文的Koole等人中討論。因而，涂敷過程特別地是其中向QD的外層提供涂層（特別地，氧化物涂層，甚至更特別地二氧化硅涂層）的過程，并且該涂敷過程特別地在其中封閉QD的膠束中執(zhí)行。膠束可以特別地限定為分散在液體介質中的表面活性劑分子的聚集體。含水溶液中的典型膠束與接觸周圍溶劑的親水“頭”區(qū)形成聚集體，從而螯合膠束中心中的疏水單尾區(qū)。反膠束是相反情況，其使用非極性溶液并且其中親水“頭”指向內并且疏水尾區(qū)與非極性介質接觸。因而，量子點還可以包括經涂敷的量子點，諸如例如包括二氧化硅涂層的核-殼QD。特別地，涂層包括二氧化硅（SiO₂）涂層?？商鎿Q地或者此外，涂層可以包括二氧化鈦（TiO₂）涂層、氧化鋁（Al₂O₃）涂層或者氧化鋯（ZrO₂）涂層。涂層特別地在濕法化學方案中提供。另外，涂層特別地是無機涂層。因而，在實施例中，發(fā)光量子點包括無機涂層。

即便涂敷QD，看起來如本文中限定的氣體條件對于光設備（特別地，QD）性質而言也是有益的。而且，特別地經由濕法化學過程可獲得的這樣的涂層可能對于水而言不是完全不可滲透的。因而，甚至當涂敷QD時，如上文指示的填充氣體也是合期望的。

因而，在照明設備的又一更具體的實施例中，發(fā)光量子點包括無機涂層，其中波長轉換器包括（硅氧烷）基質，其中嵌入具有所述無機涂層的發(fā)光量子點。

在本文中指示為波長轉換器納米顆粒的量子點或發(fā)光納米顆?？梢岳绨ㄟx自包含以下各項的組的II-VI族化合物半導體量子點：CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe和HgZnSTe。在另一實施例中，發(fā)光納米顆?？梢岳缡沁x自包括以下各項的組的III-V族化合物半導體量子點：GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs和InAlPAs。在又一實施例中，發(fā)光納米顆?？梢岳缡沁x自包括以下各項的組的I-III-VI2黃銅礦類型的半導體量子點：CuInS₂, CuInSe₂, CuGaS₂, CuGaSe₂, AgInS₂, AgInSe₂, AgGaS₂和AgGaSe₂。在又一實施例中，發(fā)光納米顆?？梢岳缡荌-V-VI2半導體量子點，諸如選自包括LiAsSe₂, NaAsSe₂和KAsSe₂的組。在又一實施例中，發(fā)光納米顆?？梢岳缡荌V-VI族化合物半導體納米晶體，諸如SbTe。在具體實施例中，發(fā)光納米顆粒選自包括以下各項的組：InP, CuInS₂, CuInSe₂, CdTe, CdSe, CdSeTe, AgInS₂和AgInSe₂。在又一實施例中，發(fā)光納米顆?？梢岳缡荌I-VI、III-V、I-III-V和IV-VI族化合物半導體納米晶體之一，其選自以上描述的具有內部摻雜劑的材料，諸如ZnSe:Mn, ZnS:Mn。摻雜劑元素可以選自Mn, Ag, Zn, Eu, S, P, Cu, Ce, Tb, Au, Pb, Tb, Sb, Sn和Tl。在本文中，基于發(fā)光納米顆粒的發(fā)光材料還可以包括不同類型的QD，諸如CdSe和ZnSe:Mn。

看起來尤其有利的是使用II-VI量子點。因而，在實施例中，基于半導體的發(fā)光量子點包括II-VI量子點，特別地選自包括以下各項的組：CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe和HgZnSTe，甚至更特別地選自包括以下各項的組：CdS, CdSe, CdSe/CdS和CdSe/CdS/ZnS。然而，在實施例中，應用無Cd的QD。在具體實施例中，波長轉換器納米顆粒包括III-V QD，更特別地基于InP的量子點，諸如核-殼InP-ZnS QD。要指出的是，術語“InP量子點”或者“基于InP的量子點”以及類似術語可以涉及“裸露的”InP QD，但是還涉及核-殼InP QD，其具有InP核上的殼，諸如核-殼InP-ZnS QD，比如InP-ZnS QD棒中點。

發(fā)光納米顆粒（沒有涂層）可以具有在大約1-50nm，特別地1-20nm，諸如1-15nm，比如1-5nm的范圍中的尺寸；特別地，至少90%的納米顆粒分別具有在所指示的范圍中的尺寸，（即，例如至少90%的納米顆粒具有在2-50nm范圍中的尺寸，或者特別地，至少90%的納米顆粒具有在5-15nm范圍中的尺寸）。取決于納米顆粒的形狀，術語“尺寸”特別地涉及長度、寬度和直徑中的一個或多個。在實施例中，波長轉換器納米顆粒具有在從大約1到大約1000納米（nm）的范圍中的平均顆粒大小，并且優(yōu)選地在從大約1到大約100nm的范圍中。在實施例中，納米顆粒具有在從大約1-50nm的范圍中的平均顆粒大小，特別地1到大約20nm，并且一般地至少1.5nm，諸如至少2nm。在實施例中，納米顆粒具有在從大約1到大約20nm范圍中的平均顆粒大小。

典型的點可以由二元合金制成，諸如硒化鎘、硫化鎘、砷化銦和磷化銦。然而，點還可以由三元合金制成，諸如硒硫化鎘。這些量子點可以在量子點體積內包含像100到100,000個那么少的原子，其中直徑為10至50個原子。這對應于大約2到10納米。例如，可以提供（球形）顆粒，諸如CdSe、InP或CuInSe₂，其中直徑為大約3nm。發(fā)光納米顆粒（沒有涂層）可以具有球形、立方體、棒、線、盤、多莢等形狀，其中一個維度上的大小小于10nm。例如，可以提供具有長度20nm和直徑4nm的CdSe的納米棒。因而，在實施例中，基于半導體的發(fā)光量子點包括核-殼量子點。在又一實施例中，基于半導體的發(fā)光量子點包括棒中點納米顆粒。也可以應用不同類型的顆粒的組合。例如，可以應用核-殼顆粒和棒中點，和/或可以應用前述納米顆粒中的兩個或更多個的組合，諸如CdS和CdSe。此處，術語“不同類型”可以涉及不同幾何形狀以及不同類型的半導體發(fā)光材料。因而，還可以應用（以上指示的）量子點或發(fā)光納米顆粒中的兩個或更多個的組合。因而，在實施例中，量子點具有選自包括以下各項的組的形狀：球體、立方體、棒、線、盤和多莢等。還可以應用不同類型的顆粒的組合。此處，術語“不同類型”可以涉及不同幾何形狀以及不同類型的半導體發(fā)光材料。因而，也可以應用（以上指示的）量子點或發(fā)光納米顆粒中的兩個或更多個的組合。

在實施例中，納米顆?；騋D可以包括半導體納米晶體，其包括包含第一半導體材料的核以及包含第二半導體材料的殼，其中殼部署在核的表面的至少部分之上。包括核和殼的半導體納米晶體或QD還稱為“核/殼”半導體納米晶體。

例如，半導體納米晶體或QD可以包括具有化學式MX的核，其中M可以為鎘、鋅、鎂、汞、鋁、鎵、銦、鉈或其混合物，并且X可以是氧、硫、硒、碲、氮、磷、砷、銻或其混合物。適于用作半導體納米晶體核的材料的示例包括但不限于ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgS, MgSe, GaAs, GaN, GaP, GaSe, GaSb, HgO, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InN, InP, InSb, AlAs, AIN, AlP, AlSb, TIN, TIP, TlAs, TlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, Ge, Si, 包括前述任一項的合金和/或包括前述任一項的混合物，包括三元和四元混合物或合金。

殼可以是具有與核的組成相同或不同的組成的半導體材料。殼包括核表面上的半導體材料的外涂層。半導體納米晶體可以包括IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物、II-IV-V族化合物、包括前述任一項的合金和/或包括前述任一項的混合物，包括三元和四元混合物或合金。示例包括但不限于ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgS, MgSe, GaAs, GaN, GaP, GaSe, GaSb, HgO, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InN, InP, InSb, AlAs, AIN, AlP, AlSb, TIN, TIP, TlAs, TlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, Ge, Si, 包括前述任一項的合金和/或包括前述任一項的混合物。例如，ZnS, ZnSe或CdS外涂層可以生長在CdSe或CdTe半導體納米晶體上。例如在美國專利6,322,901中描述外涂敷過程。通過在外涂敷期間調節(jié)反應混合物的溫度并且監(jiān)視核的吸收譜，可以獲得具有高發(fā)射量子效率和窄尺寸分布的經外涂敷的材料。外涂層可以包括一個或多個層。外涂層包括至少一個半導體材料，其與核的組成相同或不同。優(yōu)選地，外涂層具有從大約一個到大約十個單層的厚度。外涂層還可以具有大于十個單層的厚度。在實施例中，多于一個外涂層可以包括在核上。

在實施例中，周圍的“殼”材料可以具有比核材料的帶隙更大的帶隙。在某些其它實施例中，周圍的殼材料可以具有比核材料的帶隙小的帶隙。在實施例中，殼可以選取成以便具有與“核”襯底的原子間距接近的原子間距。在某些其它實施例中，殼和核材料可以具有相同的晶體結構。半導體納米晶體（核）殼材料的示例包括但不限于：紅色（例如，(CdSe)ZnS（核）殼）、綠色（例如，(CdZnSe)CdZnS（核）殼等）以及藍色（例如，(CdS)CdZnS（核）殼），進一步還參見以上例如基于半導體的特定波長轉換器納米顆粒。在本文中，術語“半導體納米晶體”和“QD”可互換地使用。用于量子點的另一術語是發(fā)光納米晶體。

因而，以上提及的外表面可以是裸露量子點（即，不包括另外的殼或涂層的QD）的表面，或者可以是經涂敷的量子點的表面，諸如核-殼量子點（比如，核-殼或棒中點），即殼的（外）表面。接枝配體因而特別地接枝到量子點的外表面，諸如棒中點QD的外表面。

因此，在具體實施例中，波長轉換器納米顆粒選自包括核-殼納米顆粒的組，其中核和殼包括以下中的一個或多個：CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs和InAlPAs。一般而言，核和殼包括相同類別的材料，但是本質上包括不同的材料，比如圍繞CdSe核的ZnS殼等。在實施例中，量子點包括核/殼發(fā)光納米晶體，其包括CdSe/ZnS, InP/ZnS, PbSe/PbS, CdSe/CdS, CdTe/CdS或CdTe/ZnS。

如上文所述的照明設備可以以不同方式可獲得。例如，處理的部分可以在所指示的填充氣體中完成，從而允許要利用填充氣體填充的腔室緊隨有利用罩蓋對腔室的閉合。在另一個實施例中，照明設備可以基本上是經組裝的，但是腔室可以包括用于利用填充氣體填充腔室的氣體柱。在填充腔室之后，可以利用罩蓋閉合氣體柱。在可以與前面的實施例中的一個或多個組合的又一實施例中，氣體氣氛的部分可以由釋放組分中的一個或多個的（閉合）腔室中的材料來提供。

因而，在另外的方面中，本發(fā)明還提供了一種用于照明設備的生產的過程，該照明設備包括具有光透射窗的閉合腔室以及配置成向腔室中提供光源輻射的光源，其中腔室還封閉波長轉換器，波長轉換器配置成將光源輻射的至少部分轉換成波長轉換器光，其中光透射窗對于波長轉換器光是透射的，其中波長轉換器包括發(fā)光量子點，發(fā)光量子點在利用光源輻射的至少部分激勵時生成所述波長轉換器光的至少部分，并且其中閉合腔室包括填充氣體，填充氣體在19℃處包括氦氣、氫氣、氮氣和氧氣以及氣態(tài)水中的一個或多個，所述過程包括在組裝過程中組裝具有光透射窗的腔室、光源和波長轉換器，其中將填充氣體（包括氦氣、氫氣、氮氣和氧氣中的一個或多個）和水提供到所述腔室。在將填充氣體（和（水）氣）提供到腔室之后，可以閉合腔室（諸如，通過密閉密封）。

在本文中，短語“填充氣體（特別地）在19℃處包括氦氣、氫氣、氮氣和氧氣以及氣態(tài)水中的一個或多個”以及類似短語不意味著在該溫度處向腔室提供填充氣體。相比之下，氣體可以分離地提供，可以將H₂O提供為水等。然而，填充氣體使得當腔室閉合并且填充氣體處于腔室中時，在19℃處，填充氣體包括氦氣和/或其它氣體中的一個或多個，以及氣態(tài)水。另外，在該溫度處，腔室將特別地不包括液態(tài)水。

另外，短語“填充氣體包括氦氣、氫氣、氮氣和氧氣（以及19℃處的氣態(tài)水）中的一個或多個”以及類似短語包括，在實施例中，腔室內的壓力——至少在燈的操作期間——不同于大約1巴，諸如例如0.5-1.5巴，比如例如0.5-1巴，比如0.7-0.9巴。例如，腔室可以包括在大幅大于1巴的壓強處的氣體。然而，在腔室的該壓力處以及在19℃處，腔室包括氣態(tài)水。另外，在該溫度和壓力處，腔室將特別地不包括液態(tài)水。條件“填充氣體在19℃處包括氦氣、氫氣、氮氣和氧氣中的一個或多個”以及類似條件，諸如“包括填充氣體，該填充氣體包括氦氣、氫氣、氮氣和氧氣中的一個或多個并且在19℃處具有至少5%但是低于100%的相對濕度”以及類似短語特別地涉及照明設備不在操作中（在19℃處）的情形。

因而，在具體實施例中，組裝過程的至少部分在所述填充氣體中執(zhí)行。在又一具體實施例中，在組裝具有光透射窗的腔室、光源和波長轉換器之后，并且在向所述腔室提供氣體罩蓋之前，向所述腔室提供氣體。在又一具體實施例中，在向所述腔室提供氣體罩蓋之后，獲取填充氣體。在后一個實施例中，人們可以例如在腔室中包括沸石或其它材料，其可以配置成在其壽命的部分期間在腔室內釋放水。因而，在又另外的實施例中，腔室還包括在其壽命的至少部分期間釋放水的材料。因而，腔室可以填充有干燥填充氣體，并且H2O可以分離地添加。在另一個實施例中，向腔室提供具有所指示的相對濕度的填充氣體（其中在腔室閉合/密封之后）。

術語“上游”和“下游”涉及項目或特征相對于來自光生成部件（此處特別地，第一光源）的光的傳播的布置，其中相對于來自光生成部件的光束內的第一位置，光束中更接近光生成部件的第二位置為“上游”，并且光束內更遠離光生成部件的第三位置為“下游”。

照明設備可以是例如辦公照明系統(tǒng)、家庭應用系統(tǒng)、商店照明系統(tǒng)、家用照明系統(tǒng)、重點照明系統(tǒng)、聚光照明系統(tǒng)、劇院照明系統(tǒng)、光纖應用系統(tǒng)、投影系統(tǒng)、自點亮顯示系統(tǒng)、像素化顯示系統(tǒng)、分段式顯示系統(tǒng)、警告標志系統(tǒng)、醫(yī)療照明應用系統(tǒng)、指示符標志系統(tǒng)、裝飾性照明系統(tǒng)、便攜式系統(tǒng)、機動車應用、溫室照明系統(tǒng)、園藝照明或LCD背光照明的部分或者可以應用于其中。

如上文所指示的，照明單元可以用作LCD顯示設備中的背光照明單元。因而，本發(fā)明還提供了一種LCD顯示設備，包括如本文中限定的照明單元，其被配置為背光照明單元。本發(fā)明還在另外的方面中提供了一種包括后向照明單元的液晶顯示設備，其中后向照明單元包括如本文中限定的一個或多個照明設備。

本文中的術語白光對于本領域中的技術人員是已知的。其特別地涉及具有大約2000和20000K，特別地2700-20000K之間的相關色溫（CCT）的光，以用于特別地在大約2700K和6500K的范圍中的一般照明，以及用于特別地在大約7000K和20000K的范圍中的背光照明目的，并且特別地在距BBL（黑體軌跡）大約15 SDCM（顏色匹配標準偏差）內，特別地在距BBL大約10 SDCM內，甚至更特別地在距BBL大約5 SDCM內。

在實施例中，光源還可以提供具有大約5000和20000K之間的相關色溫（CCT）的光源輻射，例如直接磷光體轉換的LED（具有磷光體薄層的藍光發(fā)射二極管以用于例如獲取10000K）。因而，在具體實施例中，光源配置成提供具有在5000-20000K的范圍中，甚至更特別地在6000-20000K，諸如8000-20000K的范圍中的相關色溫的光源輻射。相對高的色溫的優(yōu)點可以在于，可以存在光源輻射中的相對高的藍色分量。

在具體實施例中，光源配置成提供藍色光源輻射，并且波長轉換器配置成將光源輻射的至少部分轉換成具有綠色分量、黃色分量、橙色分量和紅色分量中的一個或多個的波長轉換器光。以此方式，照明設備可以提供白光。另外，除配置成向量子點提供激勵光的光源之外，照明設備還可以包括一個或多個光源，特別地為不主要配置成向量子點提供輻射以便由這些量子點進行波長轉換的固態(tài)光源。例如，除UV和/或藍色LED之外，照明設備還可以包括藍色和/或綠色和/或黃色和/或橙色和/或紅色LED。利用這樣的照明設備，照明設備光可以進行進一步的顏色調諧。術語“綠色分量”以及類似術語指示光學頻譜將示出綠色（或以其它方式指示的）波長范圍中的強度。

術語“紫色光”或“紫色發(fā)射”特別地涉及具有在大約380-440nm范圍中的波長的光。術語“藍色光”或“藍色發(fā)射”特別地涉及具有在大約440-490nm范圍中的波長的光（包括一些紫色和青色色調）。術語“綠色光”或“綠色發(fā)射”特別地涉及具有在大約490-560nm范圍中的波長的光。術語“黃色光”或“黃色發(fā)射”特別地涉及具有在大約540-570nm范圍中的波長的光。術語“橙色光”或“橙色發(fā)射”特別地涉及具有在大約570-600范圍中的波長的光。術語“紅色光”或“紅色發(fā)射”特別地涉及具有在大約600-750nm范圍中的波長的光。術語“粉色光”或“粉色發(fā)射”是指具有藍色和紅色分量的光。術語“可見”、“可見光”或“可見發(fā)射”是指具有在大約380-750nm范圍中的波長的光。

本文中諸如在“基本上所有光”中或者在“基本上包括”中的術語“基本上”將由本領域技術人員所理解。術語“基本上”還可以包括具有“完整地”、“完全地”、“所有”等的實施例。因而，在實施例中，也可以移除修飾性的基本上。在適用的情況下，術語“基本上”還可以涉及90%或更高，諸如95%或更高，特別地99%或更高，甚至更特別地99.5%或更高，包括100%。術語“包括”還包含其中術語“包括”意指“由……構成”的實施例。術語“和/或”特別地涉及在“和/或”之前和之后提及的項目中的一個或多個。例如，短語“項目1和/或項目2”以及類似短語可以涉及項目1和項目2中的一個或多個。術語“包括”在實施例中可以是指“由……構成”，但是在另一個實施例中也可以是指“至少包含所限定的物種以及可選地一個或多個其它物種”。

另外，在說明書中以及在權利要求中的術語第一、第二、第三等用于區(qū)分類似的元件并且未必用于描述順序或時間次序。要理解到，如此使用的術語在適當?shù)那榫持率强苫Q的，并且本文描述的本發(fā)明的實施例能夠以除本文描述或圖示的之外的其它順序進行操作。

本文中的設備尤其在操作期間進行描述。如對于本領域技術人員將是清楚的，本發(fā)明不限于操作的方法或者操作中的設備。

應當指出的是，以上提及的實施例說明而非限制本發(fā)明，并且本領域技術人員將能夠設計許多可替換的實施例而不脫離隨附權利要求的范圍。在權利要求中，置于括號之間的任何參考標記不應當解釋為限制權利要求。動詞“包括”及其詞形變化的使用不排除除權利要求中陳述的那些之外的元件或步驟的存在。元件前面的冠詞“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。本發(fā)明可以借助于包括若干分立元件的硬件以及借助于經適當編程的計算機而實現(xiàn)。在枚舉若干部件的設備權利要求中，這些部件中的若干個可以通過同一個硬件項目體現(xiàn)。在相互不同的從屬權利要求中敘述某些措施的僅有事實不指示這些措施的組合不能用于獲益。

本發(fā)明還應用于包括在說明書中描述和/或在附圖中示出的表征特征中的一個或多個的設備。本發(fā)明還關于包括在說明書中描述和/或在附圖中示出的表征特征中的一個或多個的方法或過程。

在本專利中討論的各種方面可以組合以便提供附加優(yōu)點。另外，本領域技術人員將理解到，實施例可以組合，并且還可以組合多于兩個的實施例。另外，特征中的一些可以形成用于一個或多個分案申請的基礎。

附圖說明

現(xiàn)在將僅作為示例參照隨附示意圖來描述本發(fā)明的實施例，其中對應參考符號指示對應部分，并且其中：

圖1a示意性描繪了基于量子點的發(fā)光材料的實施例；

圖1b示意性描繪了基于量子點的發(fā)光材料的實施例；

圖1c示意性描繪了波長轉換器的實施例；

圖2a-2e示意性描繪了照明設備的實施例；以及

圖3示出其中測試水的影響的實驗。

示意圖未必按照比例。

具體實施方式

圖1a示意性描繪了基于量子點的發(fā)光材料。作為示例，描繪了利用參考標記30指示的不同類型的QD。左上部處的QD是沒有殼的裸露QD。利用C（核）指示該QD。右上部處的QD 30是核-殼顆粒，其中C再次指示核，并且S指示殼。在下部，示意性描繪了核-殼QD的另一示例，但是將棒中量子點用作示例。參考標記36指示外層，其在第一示例中是外部表面處的核材料，并且其在后兩個實施例中是QD 30的外部表面處的殼材料。

圖1b示意性描繪了發(fā)光材料的實施例，但是現(xiàn)在QD 30包括涂層45，特別地氧化物涂層，諸如二氧化硅涂層。涂層的厚度利用參考標記d1指示。厚度可以特別地在1-50nm的范圍中。特別地，涂層45在整個外層36之上可得到。然而要指出的是，二氧化硅涂層可以在某種程度上是可滲透的。還要指出的是，未經涂敷的納米顆粒（即，尚未涂敷有本發(fā)明的涂層）的外層36（一般）在涂敷過程之后不再是外層，因為那時候外層將是涂層45的外層。然而，特別地利用參考標記36指示的本文中的術語外層是指未經涂敷的（核-殼）納米顆粒的外層。

圖1c示意性描繪了波長轉換器300。特別地，波長轉換器包括主體，諸如此處示意性地描繪的那樣。波長轉換器300包括量子點30可以嵌入其中的基質或基質材料310，諸如丙烯酸酯。作為示例，QD 30包括涂層45，諸如二氧化硅涂層。

圖2a示意性描繪了照明設備100的實施例，照明設備100包括具有光透射窗210的閉合腔室200以及配置成向腔室200中提供光源輻射11的光源10。此處，作為示例，光源10也封閉在腔室中。腔室200還封閉波長轉換器300，波長轉換器300配置成將光源輻射11的至少部分轉換成波長轉換器光301。光透射窗210對于波長轉換器光301是透射的。波長轉換器300包括發(fā)光量子點30（未描繪）（作為發(fā)光材料），其在利用光源輻射11的至少部分的激勵時生成所述波長轉換器光301的至少部分。另外，閉合腔室200包括填充氣體40，例如包括He氣、H₂氣、N₂氣和O₂氣中的一個或多個，并且在19℃處具有例如至少5%但是低于100%的相對濕度。特別地，在19℃處，腔室不包括液態(tài)水。

在該示例中，波長轉換器300可以與光源10的光發(fā)射表面物理接觸，光源10諸如是固態(tài)光源（的管芯）。

光源10布置在支撐物205上，支撐物205諸如PCB。在該實施例中，支撐物提供利用參考標記201指示的壁的部分。壁201的另一部分由光透射窗210提供。參考標記101指示由照明設備100在操作期間生成的光。該照明設備至少包括波長轉換器光301，但是可以可選地還包括光源輻射11，特別是在光源10基本上提供頻譜的藍色部分中的光時。作為示例，照明設備100還包括熱沉117。在實施例中，熱沉可以是支撐物205的部分。然而，熱沉還可以布置在其它地方。另外，術語“熱沉”可以可選地還是指多個熱沉。

圖2b-2c示意性描繪了照明設備100的兩個另外的實施例，其中后者具有布置在腔室外部的光源10。要指出的是，在兩個實施例中，波長轉換器300布置在距光源10的非零距離處，特別地距其光發(fā)射表面的非零距離處。該距離利用參考標記d2指示并且可以例如在0.1-100nm，諸如1-100nm，比如2-20nm的范圍中。圖2c中的參考標記211是指輻射透射窗。要指出的是，可選地，整個壁201是輻射透射的。參考標記240是指釋放水的材料。圖2c中的水釋放材料240作為層的配置僅是可以布置這樣的材料的許多選項的示例。

圖2d-2e示意性描繪了可以如何組裝照明設備。例如，開放腔室可以提供有壁201并且包括波長轉換器300。這可以布置到光源10，在該實施例中，布置在支撐物205（其可以可選地還包括熱沉（參見上文））上。這可以導致除用于氣體的可選開口之外的閉合腔室。此處，示意性描繪了氣體柱或泵柱206?？梢砸霘怏w，并且此后可以提供罩蓋以密閉密封腔室。利用參考標記207指示的罩蓋的實施例可以是密封件，諸如在圖2e中示意性地描繪的那樣。此后，例如可以向閉合腔室提供帽體111，諸如Edison帽體。氣體，即填充氣體，例如可以被提供為具有所要求的濕度的填充氣體。然而，還可以添加干燥的填充氣體，并且可以從另一個源添加水（氣體或液體），從而導致腔室200中的填充氣體具有所要求的相對濕度。

在另外的示例中，使用如由Koole等人適配的反膠束方法對包括CdSe核和ZnS殼的紅色發(fā)射量子點進行二氧化硅涂敷（參見上文）。將它們并入到光學質量硅樹脂中并且滴鑄到玻璃板上。在150℃處持續(xù)兩小時固化硅樹脂。在100℃的溫度處以強度10W/cm²的450nm光來測試包含量子點的膜的光學性質，從而使用耦合到分光光度計的積分球來檢測所發(fā)射的光的強度。

干燥氮氣流持續(xù)一小時在樣品之上流動，在該時間幀中發(fā)生輕微的光致增亮。隨后，將流切換到潮濕的氮氣，其導致光致發(fā)光中的以大約因子2的增加。90分鐘之后切換回到干燥氮氣示出光致發(fā)光中的強烈降低。該結果論證了這些二氧化硅涂敷的量子點需要水以得到最優(yōu)發(fā)光。在圖3中描繪了這些數(shù)據(jù)，其中在x軸上是以秒計的時間，并且在y軸上是以任意單位計的積分強度。強度1處的點線（N）指示歸一化的透射激光強度，并且曲線（S）指示歸一化的經校正的光致發(fā)光。

在第二實施例中，將二氧化硅涂敷的QD（在室溫處~610nm的峰值最大值）混合到商用硅樹脂中。將YAG:Ce粉末添加到QD-硅樹脂混合物，并且將該摻和物分散到LED封裝中，在此之后，在150C處持續(xù)2小時固化磷光體-硅樹脂摻和物。對QD和YAG:Ce材料的濃度進行調諧以便實現(xiàn)2700K-3000K的色溫（接近于黑體線或在黑體線上）以及高CRI（80、85、90或更高）。

在第三實施例中，通過焊料附連將如在第二實施例中描述的LED放置在金屬核（MC）PCB上，并且在類似于用來構建常規(guī)白熾燈泡的過程中將其安裝于玻璃燈泡內部。玻璃燈泡允許密閉密封并且可以在密封燈泡內的氣氛之前進行調節(jié)。去到LED的電氣連接仍舊通過穿過玻璃的金屬線而是可能的（如同樣針對常規(guī)玻璃燈泡所做的那樣）。每一個玻璃燈泡包含1個LED，并且在950毫巴的空氣壓力處密封各種燈泡。利用其填充燈泡的空氣的相對濕度通過使用干燥（10ppmV）和水飽和空氣的良好控制的混合物而變化，其中利用質量流控制器。以該方式，利用0%（實際上0.05-0.25%）、1%、10%和80%的相對濕度（RH）（在室溫處）填充燈泡。分析幾個測試燈泡的氣體含量，其確認了在密封的玻璃燈泡內的濕度之上的控制（進一步還參見下文表格中的數(shù)據(jù)）。

通過在固定時間間隔處測量燈的光輸出和頻譜，關于穩(wěn)定性對具有各種濕度水平的密封玻璃燈泡內的LED進行測試。在密封/填充之前，在密封/填充之后，記錄頻譜，并且隨后在I_F = 150 mA（V_F = ~6V）處連續(xù)地驅動LED。發(fā)現(xiàn)，QD在這些驅動條件之下處于大致85℃的平均溫度處。在固定間隔處，關斷LED以離線測量光輸出和頻譜，在此之后重新安裝它們并且再次在相同驅動電流設置處接通它們。

使用1960 CIE色圈圖，u’是隨時間而跟隨QD發(fā)射的適當參數(shù)，因為QD在610-620nm附近發(fā)射。在LED壽命跨度內大于0.007的u’中的漂移一般被視為是不可接受的。在密封時（因此沒有接通/關斷LED），觀察到在干燥條件之下（0%以及1% RH）封閉的LED示出u’中的顯著下跌（即，QD發(fā)射中的損失）。在10% RH之下密封的LED示出u’中的中等下跌，并且在80% RH中的LED示出u’中的增加，其類似于沒有密封（即，環(huán)境條件）的LED。同樣在80% RH處密封的沒有QD的對照LED在密封時沒有示出任何改變。接下來，當在150mA處驅動LED時，對于在干燥條件之下（0%，10% RH）的LED觀察到明顯進一步的下跌，并且10% RH LED示出進一步的中等下跌。80% RH和敞開的LED示出u’中的進一步增加，雖然是小的。在第50個數(shù)據(jù)點之后，觀察到0%，1%和10% RH LED從初始下跌恢復（雖然是部分地）直至500h，在此之后，其穩(wěn)定并且在1000h之后以及進一步衰退。80% RH和敞開條件處的LED示出從50h起以及進一步的相當穩(wěn)定的行為。在80% RH處的沒有QD的參考LED沒有示出顯著改變，其確定了所觀察的效應是與QD相關的。

數(shù)據(jù)示出0%是不想要的并且1%是較不合期望的，80%與敞開相同，并且在大約5-10% RH的量級中的是用于這些燈的臨界填充值。一般地，較低的值可以是5% RH，但是這可以取決于燈類型和壓力。因而，選取至少1%的值，甚至更特別地至少5%，諸如至少10%。

以上示例示出了二氧化硅涂敷的QD要求在其環(huán)境中的受控量的水以得到最優(yōu)性能。在干燥條件之下（一定程度上，0%，1%和10%），觀察到QD發(fā)射中的顯著初始下跌和恢復，其鑒于隨時間的恒定光輸出、CRI和CCT而不是期望的。在80% RH處，沒有觀察到這些效應。因此，此處公開了在QD-LED密封的情況下，應當封閉受控量的水，優(yōu)選地在10%以上，并且在100%以下。鑒于可能在較低溫度處發(fā)生的水凝結，其可能導致對電子器件的不想要的負面效應（例如，短路）或者所不期望的液滴的視覺外觀，上限為80-90%。

在生產線中使用常規(guī)過程對玻璃燈泡進行密封期間，柱向燈泡中的融合以及燈泡的實際密封在同一條線上相繼地完成。

在實施例中，人們可以在LED燈泡內添加二氧化硅粉末（例如，用于制作“磨砂”LED燈泡），二氧化硅粉末吸附/吸收過量的水以避免例如在LED處的水的凝結（鑒于短路的緣故）。這還可以允許高于100% RH（在RT處）的水封閉，如果期望的話。同時，二氧化硅可以充當用于水的“吸取劑”，因而有效地從QD帶離水。在該情況下，可能需要利用水的較高（初始）加載。總結起來，在向燈泡添加二氧化硅粉末時，（初始）最優(yōu)水濃度可以在RT處超出10%-80% RH。用于使燈泡呈“磨砂”狀的二氧化硅粉末或其它粉末可能占用水。這將減少RH并且因而影響QD量子效率。這將要求包括比所預期的情況更多的水，因為二氧化硅將占用（顯著量的）水并且RH將下跌。在二氧化硅中的濕氣水平已經平衡之后，燈泡中的最終RH應當仍然＞10% RH。二氧化硅粉末和/或其它粉末，比如二氧化鈦，可以提供為腔室的（多個）壁的至少部分（特別地，光透射部分）的內表面處的涂層，以提供磨砂外觀。

另外的示例利用其它LED和支撐物來執(zhí)行（參見以下表格）。使用基本上相同類型的LED和QD-YAG:Ce磷光體混合物，并且再次在各種RH（在室溫處）：0%、1%、10%和80%之下在基本上相同類型的玻璃燈泡中封閉LED。為了參考，包含QD-LED的一個玻璃燈泡沒有密封（“敞開”），并且沒有QD的一個LED在80%濕度之下密封（“ref LED”）。操作溫度在80-120℃之間。利用不同組分執(zhí)行相同測試，并且發(fā)現(xiàn)相同趨勢。在下文提供測試數(shù)據(jù)系列中的一個。該表格指示針對在室溫處的各種相對濕度之下在玻璃燈泡中封閉的LED的作為時間（以小時計）的函數(shù)的增量u’。

-50h處的測量是在填充和密封之前的測量；即，環(huán)境空氣中的測量。填充和密封（融合泵柱）在0h處完成，其中在0h測量（以及其它測量）之后完成。

在另外的示例中，使用如由Koole等人適配的反膠束方法（參見上文）對包括CdSe核和ZnS殼的紅色發(fā)射量子點進行二氧化硅涂敷。將它們并入光學質量硅樹脂中并且滴鑄到玻璃板上。在150℃處持續(xù)兩小時固化硅樹脂。在100℃的溫度處在強度10W/cm²的450nm光處測試包含量子點的膜的光學性質，從而使用耦合到分光光度計的積分球檢測所發(fā)射的光的強度。

在本文檔中提及的所有相對濕度是在室溫（19℃處）的相對濕度。例如，19℃處的80% RH等于1.77vol%的H₂O。

如本領域中已知的Karl Fischer實驗用于測量燈泡中的氣體的相對濕度。使用用于分析水的特定方法來分析填充有水/氣體混合物的燈泡。將燈泡定位在利用干燥氮氣凈化的裂解器中?；贙arl-Fisher滴定法將凈化氮氣饋送到水檢測器中。在若干空轉之后（每一個持續(xù)15分鐘），燈泡裂解并且所釋放的水被掃到水檢測器中以用于分析。