包括硫醇取代的有机硅的复合纳米粒子制造技术

本发明专利技术公开一种复合粒子，该复合粒子包括：荧光半导体芯/壳纳米粒子(优选地为纳米晶体)；和硫醇取代的有机硅配体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
量子点增强膜(QDEF)用作用于LCD显示器的光源。红光和绿光量子点在QDEF中与蓝光LED一起用作光源以发出全光谱颜色。其优点在于，与典型LCD显示器相比提升了色域，并且与LED显示器相比保持了低能耗。一旦量子点被合成，它们就用结合到量子点的外表面的有机配体进行处理。用有机配体稳定的胶态量子点纳米粒子(优选地，纳米晶体)可由于表面陷阱钝化、对溶剂或聚合物基体中的分散稳定性的控制、针对聚合和降解的稳定化、以及对合成过程中纳米粒子(优选地，纳米晶体)生长动力学特性的影响，而具有改善的量子产率。因此，对于实现QDEF的最佳量子产率、可加工性及功能寿命而言，优化有机配体很重要。
技术实现思路
本公开提供了复合粒子，该复合粒子能够产生荧光并且适合用于量子点增强膜中。在一个方面，本公开提供了一种复合粒子，该复合粒子包括：荧光半导体芯/壳纳米粒子(优选地，纳米晶体)；以及附着到芯/壳纳米粒子外表面的硫醇取代的有机硅配体。在一个方面，本公开提供了一种复合粒子，该复合粒子包括：荧光半导体芯/壳纳米粒子(优选地，纳米晶体)；以及附着到芯/壳纳米粒子外表面的硫醇取代的有机硅配体。荧光半导体芯/壳纳米粒子包括：InP芯；包覆该芯的内壳，其中内壳包含硒化锌和硫化锌；以及包覆内壳的外壳，其中外壳包含硫化锌。硫醇取代的有机硅配体(在附着到纳米粒子之前)具有以下式I：其中每个R1独立地为烷基或芳基；RSH为硫醇取代的(杂)烃基基团；n为0至2000；m可为零；n+m为至少一；R5为烷基、芳基或RSH；其中硫醇官能有机硅具有至少一个RSH基团。这些复合粒子可以用在用于光学显示器的涂层和膜中。荧光半导体纳米粒子在受到第一波长的光激发时发出第二波长的光的荧光信号，所述光的第一波长比所述光的第二波长短。如本文所用，术语“复合粒子”是指纳米粒子，该纳米粒子通常为芯/壳纳米粒子(优选地，纳米晶体)的形式，并且在纳米粒子的表面上具有不能通过普通溶解从表面去除的任何相联的有机涂层或其他材料。此类复合粒子可用作“量子点”，所述量子点由于使用半导体材料而在近紫外线(UV)到远红外线(IR)范围内具有可调发射。术语“纳米粒子”是指平均粒径在0.1至1000纳米范围内，例如0.1至100纳米范围内或1至100纳米范围内的粒子。术语“直径”不仅指大致球形的粒子的直径，而且还指沿结构的最短轴线的距离。用于测量平均粒径的合适技术包括例如扫描隧道显微镜、光散射和透射电子显微镜。纳米粒子的“芯”被理解为意指尚未施加壳的纳米粒子(优选地，纳米晶体)或者意指芯/壳纳米粒子的内部部分。纳米粒子的芯可具有均一的组成或者其组成可随其在芯内的深度而不同。已知有许多材料用于芯纳米粒子中，并且在本领域中已知有许多方法用于将一个或多个壳施加到芯纳米粒子。芯具有与所述一个或多个壳不同的组成。芯通常具有与芯/壳纳米粒子的壳不同的化学组成。如本文所用，术语“光化辐射”是指电磁波谱中任意波长范围的辐射。光化辐射通常在紫外线波长范围上、可见光波长范围上、红外线波长范围上、或它们的组合。可以使用本领域中已知的任何合适的能量源来提供光化辐射。本公开的上述
技术实现思路
并非旨在描述本公开的每个公开实施方案或每种实施方式。以下描述更为具体地举例说明了示例性实施方案。在本专利申请的全文的若干处，通过示例列表提供了指导，这些示例可以各种组合使用。在每种情况下，引用的列表都只用作代表性的组群，并且不应理解为排他性列表。附图说明图1为包含量子点的示例性膜制品的边缘区域的示意性侧视立面图。图2为形成量子点膜的示例性方法的流程图。图3为包括量子点制品的显示器的一个实施方案的示意图。具体实施方式本公开提供了包含荧光半导体纳米粒子的复合粒子，所述荧光半导体纳米粒子受到光化辐射激发时能发出荧光。这些复合粒子可以用在用于光学显示器的涂层和膜中。荧光半导体纳米粒子在受到适当激发时发出荧光信号。当受到第一波长的光化辐射激发时，荧光半导体纳米粒子发出第二波长光化辐射的荧光，所述第一波长比第二波长短。在一些实施方案中，荧光半导体纳米粒子在暴露于电磁波谱紫外线区域中的波长的光时能发出电磁波谱可见光区域的荧光。在其他实施方案中，荧光半导体纳米粒子在电磁波谱的紫外线或可见光区域中受到激发时能发出红外线区域的荧光。在其他实施方案中，荧光半导体纳米粒子在受到紫外线区域中较短波长的光激发时能发出紫外线区域的荧光，在受到可见光区域中较短波长的光激发时能发出可见光区域的荧光，或者在受到红外线区域中较短波长的光激发时能发出红外线区域的荧光。荧光半导体纳米粒子往往能够发出如下波长范围的荧光，例如波长最多1200纳米(nm)、或最多1000纳米、最多900纳米、或最多800纳米。例如，荧光半导体纳米粒子通常能够发出400至800纳米范围内的荧光。纳米粒子的平均粒径为至少0.1纳米(nm)、或至少0.5nm、或至少1nm。纳米粒子的平均粒径为最多1000nm、或最多500nm、或最多200nm、或最多100nm、或最多50nm、或最多20nm、或最多10nm。半导体纳米粒子，具体地讲尺寸在1-10nm的范围内的半导体纳米粒子，已作为一类最具前景的先进材料用于前沿技术。半导体材料包括周期表(使用1-18的现代组别编码系统)的2族-16族、12族-16族、13族-15族、14族-16族、和14族半导体的元素或络合物。一些合适的量子点包含金属磷化物、金属硒化物、金属碲化物或金属硫化物。示例性半导体材料包括但不限于Si、Ge、Sn、BN、BP、BAs、AIN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、lnAs、InSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、MgTe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCI、CuBr、CuI、Si3N4、Ge3N4、Al2O3、(Ga，In)2(S，Se，Te)3、Al2CO、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、以及两种或更多种此类半导体的适当组合。这些半导体材料可用于芯、一个或多个壳层、或者这两者。在某些实施方案中，示例性金属磷化物量子点包含磷化铟和磷化镓，示例性金属硒化物量子点包括硒化镉、硒化铅和硒化锌，示例性金属硫化物量子点包括硫化镉、硫化铅和硫化锌，示例性金属碲化物量子点包括碲化镉、碲化铅和碲化锌。其他合适的量子点包含砷化镓和磷化铟镓。示例性半导体材料可从美国纽约州特洛伊市的Evident科技公司(Evident Technologies，Troy，NY)商购获得。用于本专利技术的纳米晶体(或其他纳米结构)可使用本领域技术人员已知的任何方法产生。合适的方法公开于2004年3月10日提交的美国专利申请序列号No.10/796,832、U.S.6,949,206(Whiteford)和2004年6月8日提交的美国临时专利申请号No.60/578,236中，每个专利的公开内容通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合粒子，所述复合粒子包含荧光芯/壳纳米粒子和结合到下式的纳米粒子表面的硫醇官能有机硅配体：其中每个R1独立地为烷基或芳基；RSH为硫醇取代的(杂)烃基基团；n为0至2000；m可为零；n+m为至少一；R5为烷基、芳基或RSH；其中硫醇官能有机硅具有至少一个RSH基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.10 US 61/950,2811.一种复合粒子，所述复合粒子包含荧光芯/壳纳米粒子和结合到下式的纳米粒子表面的硫醇官能有机硅配体：其中每个R1独立地为烷基或芳基；RSH为硫醇取代的(杂)烃基基团；n为0至2000；m可为零；n+m为至少一；R5为烷基、芳基或RSH；其中硫醇官能有机硅具有至少一个RSH基团。2.根据权利要求1所述的复合粒子，其中m为至少1。3.根据权利要求2所述的复合粒子，其中n与m的比率为10∶90至98∶2。4.根据权利要求1所述的复合粒子，其中RSH为亚烷基或亚芳基基团。5.根据权利要求1所述的复合粒子，其中RSH为杂亚烷基基团。6.根据权利要求4所述的复合粒子，其中RSH为-CnH2n-SH，其中n为1至10。7.根据权利要求1所述的硫醇官能有机硅配体，其具有的Mw≥200且≤50,000。8.根据权利要求1所述的硫醇官能有机硅配体，其具有的Mw之400且≤10,000。9.根据权利要求1所述的硫醇官能有机硅配体，其具有至少25cSt且不超过50,000cSt(优选50-10,000cSt)的粘度。10.根据权利要求3所述的复合粒子，其中所述芯包含InP、CdS或CdSe。11.根据权利要求1至6中任一项所述的复合粒子，其中所述壳包含含镁或含锌化合物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘再明，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US