CN108314752A - 胶水、量子点胶液及光转换元件 - Google Patents

胶水、量子点胶液及光转换元件 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种用于分散量子点的胶水，所述胶水的pH值为大于等于6.5且小于7。本申请具有以下有益效果：(1)通过将量子点分散在pH值为大于等于6.5且小于7的胶水中，可以有效避免量子点被破坏，从而保证量子点的量子产率不受到不良影响。(2)使用本申请的量子点胶液制作成量子点光转换元件后，量子点光转换元件中量子点能长时间维持较高的量子产率保有率。

Description

胶水、量子点胶液及光转换元件
技术领域
本发明属于量子点领域，具体涉及一种用于分散量子点的胶水、量子点胶液及光转换元件。
背景技术
量子点是一种准零维的纳米材料。量子点具有荧光发射峰易调节、发射半峰宽窄等优点，由目前在背光显示和照明领域中量子得到了广泛的应用。
量子点在应用时，很容易受环境的影响而发生性能衰减，并导致量子点的量子产率变低。
发明内容
本申请提供一种用于分散量子点的胶水，其具有特定的pH值。这种胶水对量子点的破坏很小，从而使量子点的量子产率维持在较高水平。
根据本申请的一个方面，提供一种用于分散量子点的胶水，胶水的pH值为大于等于6.5且小于7。
将量子点分散在根据本申请的pH值为大于等于6.5且小于7的胶水中时，量子点处于中性或弱酸性的环境中，意外发现这样可以有效避免量子点被破坏，从而保证量子点的量子产率不受到不良影响。将含有这种胶水和量子点的胶液制备成光转换元件后，量子点依然能维持较高的量子产率保有率。
在一个实施例中，胶水含有预聚物、聚合引发剂和pH值调节剂，pH值调节剂含有羧基。优选地，pH值调节剂占胶水的质量含量为0.01％～2％。在这种情况下，pH值调节剂可以使得胶水的pH值保持在小于7的状态。此外，占胶水质量含量为0.01％～2％的pH调节剂也不会影响量子点的发光性能。由于羧基的酸性较弱，从而无需高精度地控制pH值调节剂的量，从而降低了胶水的生产难度。
在一个实施例中，pH值调节剂为丙烯酸、羟甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酸、2-乙烯苯甲酸、3-苯基-2-丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基丁酸和3,3-二甲基丙烯酸中的一种。这些物质实际上是形成预聚物和/或稀释剂的前体。在实际制备预聚物或者/和稀释剂的过程中，前体不可能完全反应，残留的部分反应物就形成了pH值调节剂，这些残留物的反应物就无需除去。这就避免了使用其他类型的物质作为pH值调节剂，从而极大地简化了生产工艺。
在一个实施例中，胶水中还含有热保护剂，热保护剂占胶水的质量含量为0.1％～30％。优选地，热保护剂为α-甲基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、全氟辛烷丙烯酸酯、全氟聚醚酰基氟和四氢呋喃丙烯酸酯中的一种。将含有上述热保护剂的胶水固化后，固化后的胶水的耐高温性增加。特别地，发明人发现，将分散有量子点的胶水固化后，在100-150摄氏度的环境温度下，量子点依然能长时间维持高量子产率保有率。
在一个实施例中，胶水还含有稀释剂，稀释剂占胶水的质量含量为0.1％～30％。优选地，稀释剂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯，丙烯酸月桂酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯和二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯中的一种。通过选用上述稀释剂，可以降低胶水的粘度，这样，胶水具有较好的流动性，在使用过程中易转移、残留少。同时稀释剂可以调节胶水固化后的硬度、韧性和强度等。
在一个实施例中，预聚物为丙烯酸酯。优选地，丙烯酸酯为3,3-二甲基丙烯酸甲酯或者三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。发明人意外发现，通过选用上述预聚物时，胶水没有使量子点的量子产率降低。同时，经过固化后的胶水的水氧阻隔性能好，极其适合于作为量子点的密封胶。
在一个实施例中，聚合引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2,2-二乙氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯甲酮2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦和α-羟烷基苯酮中的一种。优选地，聚合引发剂占胶水的质量含量为0.1％-5％。
本申请的另一个方面提供一种量子点胶液，量子点胶液包括如上所述的胶水和量子点，量子点具有表面配体。优选地，表面配体具有与量子点相连的羧基、巯基和膦基中的一种。更优选地，表面配体为C8～C18的羧酸、C8～C18的硫醇和C8～C18的膦中的一种。发明人发现，在这种量子点胶液中，量子点在胶水中的分散稳定性高，量子点几乎不发生团聚和沉聚现象，从而避免量子点因团聚和沉聚导致的量子产率下降的问题。
在一个实施例中，量子点胶液的粘度为1～50cps。该粘度范围内，量子点胶液的流动性较好。这样，在制备光转换元件比如玻璃管时，可以极其方便的将量子点胶液灌装在玻璃管之中。除此之外，还有助于减小玻璃管的灌装端口处的残留胶液量，便于对玻璃管的封装。
根据本申请的另一个方面，提供一种光转换元件，光转换元件包括玻璃管和封装在玻璃管中的量子点胶体，量子点胶体由如上所述的量子点胶液固化得到。
本申请具有以下有益效果：(1)通过将量子点分散在pH值为大于等于6.5且小于7的胶水中，意外发现这样可以有效避免量子点被破坏，从而保证量子点的量子产率不受到不良影响。(2)使用本申请的量子点胶液制作成量子点光转换元件后，量子点光转换元件中量子点能长时间维持较高的量子产率保有率。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护范围。
实施例1：
在本实施例提供的胶水中，按质量含量计，含有76％的预聚物、9％的稀释剂、12％热保护剂、2.95％聚合引发剂和0.05％的pH值调节剂。预聚物为3,3-二甲基丙烯酸甲酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物；稀释剂为二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯；热保护剂为甲基丙烯酸异冰片酯；聚合引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦；pH值调节剂为丙烯酸。胶水的pH值为6.9。
将量子点分散在胶水中，得到量子点胶液。量子点为CdS/ZnS，量子点的表面配体为油酸(即，C18的羧酸)。量子点占胶水的质量含量为5％。量子点胶液的粘度为20cps。
将量子点胶液封装在玻璃管中，由此得到光转换元件。光学稳定性测试结果如表1，测试条件为120摄氏度下，447.5nm的光激发。
实施例2
在本实施例提供的胶水中，按质量含量计，含有80％的预聚物、7％的稀释剂、10％热保护剂、2.1％聚合引发剂和0.9％的pH值调节剂。预聚物为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；稀释剂为丙烯酸丁酯；热保护剂为甲基丙烯酸六氟丁酯；聚合引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦；pH值调节剂为羟甲基丙烯酸。胶水的pH值为6.7。
将量子点分散在胶水中，得到量子点胶液。量子点为CdS/ZnS，量子点的表面配体为辛硫醇(C8的硫醇)，量子点占胶水的质量含量为3％。量子点胶液的粘度为16cps。
将量子点胶液封装在玻璃管中，由此得到光转换元件。光学稳定性测试结果如表1，测试条件为120摄氏度下，447.5nm的光激发。
实施例3
在本实施例提供的胶水中，按质量含量计，含有74％的预聚物、7％的稀释剂、15％热保护剂、2.2％聚合引发剂和1.8％的pH值调节剂。预聚物为3,3-二甲基丙烯酸甲酯；稀释剂为丙烯酸异冰片酯；热保护剂为甲基丙烯酸六氟丁酯；聚合引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦；pH值调节剂为3,3-二甲基丙烯酸。胶水的pH值为6.5。
将量子点分散在胶水中，得到量子点胶液。量子点为CdS/ZnS，量子点的表面配体为正十二硫醇(C12的硫醇)和油酸(C18的羧酸)，量子点在胶液中的质量含量为3％。量子点胶液的粘度为30cps。
将量子点胶液封装在玻璃管中，由此得到光转换元件。光学稳定性测试结果如表1，测试条件为120摄氏度下，447.5nm的光激发。
表1
在表1中，时间为0h时，为初始量子产率，随着照射时间的延长，光转换元件的量子产率保有率会逐渐下降。由表1可知：由本发明的量子点胶液制备的光转换元件在经过长时间后量子产率保有率仍然非常高，如超过80％，甚至实施例1中的光转换元件在经过2100小时后，高达97.5％。这意味着用于分散量子点的胶水不但起到了分散量子点的作用，而且没有破坏量子点。
此外，根据本发明的量子点胶在制备光转换元件后，水氧阻隔性能好，使得分散于光转换元件中的量子点能长时间维持较高的量子产率保有率。
尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本申请精神的实质，本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解，并不能构成对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种用于分散量子点的胶水，所述胶水的pH值为大于等于6.5且小于7。
2.根据权利要求1所述的胶水，其特征在于，所述胶水含有预聚物、聚合引发剂和pH值调节剂，所述pH值调节剂含有羧基；
优选地，所述pH值调节剂占所述胶水的质量含量为0.01％～2％。
3.根据权利要求2所述的胶水，其特征在于，所述pH值调节剂为丙烯酸、羟甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酸、2-乙烯苯甲酸、3-苯基-2-丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基丁酸和3,3-二甲基丙烯酸中的一种。
4.根据权利要求2或3所述的胶水，其特征在于，所述胶水中还含有热保护剂，所述热保护剂占所述胶水的质量含量为0.1％～30％；
优选地，所述热保护剂为α-甲基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、全氟辛烷丙烯酸酯、全氟聚醚酰基氟和四氢呋喃丙烯酸酯中的一种。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的胶水，其特征在于，所述胶水还含有稀释剂，所述稀释剂占所述胶水的质量含量为0.1％～30％；
优选地，所述稀释剂为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯，丙烯酸月桂酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯和二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯中的一种。
6.根据权利要求2到5中任一项所述的胶水，其特征在于，所述预聚物为丙烯酸酯；
优选地，所述丙烯酸酯为3,3-二甲基丙烯酸甲酯或者三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
7.根据权利要求2到6中任一项所述的胶水，其特征在于，所述聚合引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2,2-二乙氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯甲酮2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦和α-羟烷基苯酮中的一种；
优选地，所述聚合引发剂占所述胶水的质量含量为0.1％-5％。
8.一种量子点胶液，其特征在于，包括权利要求1到7中任一项所述的胶水和量子点，所述量子点具有表面配体；
优选地，所述表面配体具有与量子点相连的羧基、巯基和膦基中的一种；
更优选地，所述表面配体为C8～C18的羧酸、C8～C18的硫醇和C8～C18的膦中的一种。
9.根据权利要求8所述的量子点胶液，其特征在于，所述量子点胶液的粘度为1～50cps。
10.一种光转换元件，其特征在于，所述光转换元件包括玻璃管和封装在所述玻璃管中的量子点胶体，所述量子点胶体由权利要求8或9所述的量子点胶液固化得到。
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