量子点组合物制造技术

本发明专利技术公开了量子点(QD)的多相聚合物膜。QD被吸收在分散在外部聚合物相内的主体基质中。主体基质是疏水性的并且与QD的表面相容。主体基质还可以包含防止QD聚集的支架材料。外部聚合物典型是更亲水的并且防止氧与QD接触。

Quantum dot composition

The present invention discloses a quantum polymer film of a quantum dot (QD). QD is absorbed in the main matrix dispersed in the outer polymer phase. The host matrix is hydrophobic and compatible with the surface of the QD. The main body matrix may also contain a stent material to prevent QD aggregation. The exterior polymer is typically more hydrophilic and prevents oxygen from contacting the QD.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量子点组合物背景发光二极管(LED)对于现代生活来说正变得更重要，并且设想它们将会成为许多照明形式中的主要应用之一，如车灯、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半导体材料制成。用于制造LED的材料决定了由LED产生的光的颜色。每种材料发出具有特定波长光谱的光，即具有特定的颜色混合的光。常见的材料包括AlGaAs(红)、AlGaInP(橙-黄-绿)和AlGaInN(绿-蓝)。对于许多应用来说，需要产生白光的LED，其为基本颜色(例如，红、绿和蓝)的混合，或者需要产生在使用通常的LED半导体材料时不可获得的光。目前，大多数颜色混合以产生所需颜色如白色的通常方法是使用置于固态LED的顶部上的磷光材料的组合，由此来自LED的光(“一次光”)被磷光材料吸收并且之后在不同频率下重新发射“二次光”)。磷光材料将一次光的一部分“降频变换”。目前在降频变换应用中使用的磷光材料通常吸收UV或蓝光并且将其变换为具有较长波长的光，如红或绿光。与发射红和绿光的二次磷光体组合的具有蓝色一次光源的照明装置，如发蓝光的LED，可以用于产生白光。最常用的磷光体材料是固态半导体材料，如三价稀土掺杂的氧化物或卤代磷酸盐。通过将发蓝光的LED与绿色磷光体如SrGa2S4：Eu22+和红色磷光体如SrSi5Ni8：Eu22+或者发UV光的LED加黄色磷光体如Sr2P2O7：Eu2+；Mu2+和蓝-绿磷光体共混，可以得到白色发射。还可以通过将蓝色LED与黄色磷光体结合来制造白色LED。若干问题与固态降频变换磷光体有关。颜色控制和显色性可能会是差的(即显色指数(CRI)＜75)，从而导致在许多情况下令人不愉快的光。此外，难以调节所发射的光的色相；这是因为由任何特定的磷光体发射的特征颜色是制成磷光体的材料所起的作用。如果不存在适合的材料，则某些色相可能根本是不可获得的。因此本领域中存在对与当前可获得的磷光体相比具有更高柔韧性和更好显色性的降频变换磷光体的需求。根据本专利技术的第一方面，提供一种组合物，所述组合物包含两相溶液，所述两相溶液包含疏水性主体相和分散在所述主体相内的量子点(QD)以及亲水性外部相，其中所述主体相不是固化的聚合物。主体相可以包含疏水性溶剂。主体相还可以包含支架材料，如热解法二氧化硅、热解法氧化铝、疏水性聚合物、聚异戊二烯、纤维素酯、聚酯、聚苯乙烯、多孔聚合物珠、或亲脂性交联葡聚糖(sephadex)。主体相可以选自脂肪酸酯和醚、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸苯酯、肉豆蔻酸苯酯、天然和合成油、传热液体、氟化烃、癸二酸二丁酯和二苯醚。外部相可以是环氧树脂，如双酚A-环氧树脂。外部相可以包含具有约50℃以上的玻璃化转变温度的聚合物。外部相可以包含环氧树脂-丙烯酸酯树脂和下列各项中的一种或多种：丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)或羧酸(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEAO或CEMAO)、丙烯酸(AA)、或甲基丙烯酸(MMA)。根据本专利技术的第二方面，一种制造含量子点(QD)的膜的方法，所述方法包括：将QD分散在主体相中，其中主体相不是固化的聚合物，将主体相加入至外部相树脂的溶液中以形成两相混合物，以及形成两相混合物的膜。主体相可以是疏水性溶剂。主体相还可以包含支架材料，如热解法二氧化硅、热解法氧化铝、疏水性聚合物、聚异戊二烯、纤维素酯、聚酯、聚苯乙烯、多孔聚合物珠、或亲脂性交联葡聚糖。主体相可以选自脂肪酸酯和醚、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸苯酯、肉豆蔻酸苯酯、天然和合成油、传热液体、氟化烃、癸二酸二丁酯和二苯醚。外部相可以是环氧树脂，如双酚A-环氧树脂。外部相可以包含具有约50℃以上的玻璃化转变温度的聚合物。外部相可以包含环氧树脂-丙烯酸酯树脂和下列各项中的一种或多种：丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)或羧酸(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEAO或CEMAO)、丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MMA)。附图简述图1说明了其中将含QD的膜涂布至透明基板上的现有技术系统。图2说明了涂布有气体隔离片的含QD的膜。图3示出了使用IPM作为主体相和环氧树脂(OG142)作为外部相的QD膜的相对于时间的QY。图4示出了CN104配制物中不同粘合促进剂对所得QD膜的边缘进入(edgeingress)的影响。图5示出了基于CN104树脂中20％HEA的两相QD膜的稳定性。图6示出了使用20％MAA/CN104外部相树脂的两相QD膜的稳定性。图7示出了基于IPM/聚异戊二烯内部相和CN104/20％HEA外部相树脂的两相QD膜的稳定性。描述在开发通常被称为量子点(QD)或纳米晶体的具有大约2-50nm的尺寸的化合物半导体粒子的性质方面，已经存在相当大的兴趣。由于它们的可以用于许多商业应用的尺寸可调的电子性能，这些材料是商业上令人感兴趣的。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；尤其是CdSe，这是归因于其在光谱的可见光区中的可调性。已经根据“自下而上(bottomup)”技术开发了用于这些材料的大规模生产的可重复的方法，由此使用“湿法”化学过程，原子加原子(atom-by-atom)(即从分子到簇到粒子)制备粒子。都与单个半导体纳米粒子的尺寸有关的两个基本因素是造成其独特性质的原因。第一个是大的表面与体积比。随着粒子变得更小，表面原子的数量与内部原子的数量的比率增加。这导致表面性质在材料的整体性质中起着重要的作用。第二个因素是当材料尺寸非常小时材料的电子性质的变化。在极其小尺寸下，量子限制(quantumconfinement)导致材料的带隙随着粒子尺寸减小而逐渐增加。这种效应是“盒中电子(electroninabox)”的限制的结果，其产生类似于在原子和分子中观察到的离散能级，而不是在相应的大块半导体材料中观察到的连续带。因此，通过电磁辐射的吸收产生的“电子和空穴”比它们在相应粗晶材料中更靠近在一起。这导致了取决于纳米粒子材料的粒度和组成的窄带宽发射。因此QD具有比相应的粗晶材料更高的动能，并且因此第一激子跃迁(带隙)的能量随着粒径减小而增加。归因于在位于纳米粒子表面上可能会导致非辐射电子-空穴复合的缺陷和悬空键(danglingbond)处发生的电子-空穴复合，单一半导体材料的QD纳米粒子倾向于具有较低的量子效率。消除在QD的无机表面上的这样的缺陷和悬空键的一种方法是在核粒子的表面上生长具有宽带隙和与核材料的晶格错配小的第二无机材料，以制备“核-壳”粒子。核-壳粒子将限制在核中的任意载流子从将会另外起非辐射复合中心的作用的表面状态中分离。一个实例是具有生长在CdSe核的表面上的ZnS壳的QD。已经通过将制造的QD胶体嵌入在通常为有机硅或丙烯酸酯的光学清晰的LED封装介质中，之后将其置于固态LED的顶部上来制造基本的QD系发光器件。使用QD可能具有超过使用更常规的磷光体的一些明显的优点，如调节发射波长的能力、强吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，所述组合物包含两相溶液，所述两相溶液包含疏水性主体相和分散在所述主体相内的量子点(QD)以及亲水性外部相，其中所述主体相不是固化的聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 US 61/972,092;2014.08.14 US 14/460,2371.一种组合物，所述组合物包含两相溶液，所述两相溶液包含疏水性主体相和分散在所述主体相内的量子点(QD)以及亲水性外部相，其中所述主体相不是固化的聚合物。2.权利要求1所述的组合物，其中所述主体相是疏水性溶剂。3.权利要求1所述的组合物，其中所述主体相还包含支架材料。4.权利要求3所述的组合物，其中所述支架材料是热解法二氧化硅、热解法氧化铝、疏水性聚合物、聚异戊二烯、纤维素酯、聚酯、聚苯乙烯、多孔聚合物珠或亲脂性交联葡聚糖。5.权利要求1所述的组合物，其中所述主体相选自脂肪酸酯和醚、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸苯酯、肉豆蔻酸苯酯、天然和合成油、传热液体、氟化烃、癸二酸二丁酯和二苯醚。6.权利要求1所述的组合物，其中所述外部相是环氧树脂。7.权利要求1所述的组合物，其中所述外部相是双酚A-环氧树脂。8.权利要求1所述的组合物，其中所述外部相包含具有约50℃以上的玻璃化转变温度的聚合物。9.权利要求1所述的组合物，其中所述外部相包含环氧-丙烯酸酯树脂和下列各项中的一种或多种：丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)或羧酸(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸2-羧基乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：武贡笋，伊马德·纳萨尼，阿米尔卡·皮拉伊·纳雷能，
申请(专利权)人：纳米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB