CN110564404A - 量子点的制备方法及量子点、量子点组合物和彩膜 - Google Patents

量子点的制备方法及量子点、量子点组合物和彩膜 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种量子点的制备方法,该方法包括步骤:提供疏水性配体修饰的量子点;使所述疏水性配体修饰的量子点与含有两亲性配体混合并反应,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团;获得疏水性配体和两亲性配体修饰的量子点。两亲性配体能够提高量子点与高分子材料良好的相溶性,使量子点更好的分散在高分子材料中,避免了量子点在高分子材料中团聚的现象,并且两亲性配体通过配位基团键合至量子点表面上非常稳固,从而提高了量子点的稳定性和光学性能。

Description

量子点的制备方法及量子点、量子点组合物和彩膜
技术领域
本申请属于量子点合成领域,具体涉及具有两个配体修饰的量子点结构。
背景技术
量子点由于具有激发波谱宽、发射波长易于调节、色纯度高、发光效率高等优良性能,在发光器件领域具有广泛的应用前景。
量子点,又称为纳米晶体,是具有几纳米的尺寸、通常为1-20纳米的范围内、并具有晶体结构的材料。量子点可在适当的光源或电压激发下发出荧光。量子点由于其特殊的特性,如尺寸可调的光学特性,高量子效率,相对窄的半峰宽和抗光降解性。作为新一代发光材料,量子点在LED显示应用中正逐渐崭露头角。量子点材料通过吸收部分波段的蓝光,激发出部分波段的绿光及红光,能够有效地提高色域,满足高色域液晶电视的需求。
彩膜是液晶显示器实现彩色显示的关键部件。为了提高显示器件的显示效果,现有技术采用量子点作为彩膜的光转换材料。将量子点分散在光刻胶中,再通过光固化和蚀刻等方式,形成彩膜的光转换结构。
然而,由于油相制备的量子点表面的具有有机配体,这些有机配体常常与有些高分子材料的相溶性不好,造成量子点在高分子材料中会团聚或者沉淀,大大降低了量子点的量子效率以及光学性能。对量子点表面的有机配体改性,使之与高分子材料相容性变好,是一种解决上述问题的常用方法。然而,现有技术中对有机配体改性后易造成量子点本身的稳定性和光学性能变差的问题。
发明内容
针对上述技术问题,本申请提供一种量子点,能够很好的与高分子材料相溶,并且量子点的稳定性和光学性能也不会恶化。
根据本发明的一方面,提供一种量子点的制备方法,该方法包括步骤:提供疏水性配体修饰的量子点;使所述疏水性配体修饰的量子点与两亲性配体混合并反应,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团;获得疏水性配体和两亲性配体修饰的量子点。
优选的,所述反应的温度范围为50~150℃,所述反应的时间范围为 10~60min。
优选的,所述疏水性配体修饰的量子点与所述两亲性配体的质量之比为1: (0.15~0.4)。
优选的,所述配位基团包括巯基,羧基,氨基,羟基,膦酸基、或者其任意组合,所述亲水性基团包括聚乙二醇链段。
本发明的另一方面,提供了一种量子点,量子点包括纳米晶体和配体;配体键合至所述纳米晶体表面,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体;其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
本发明的另一方面,提供了一种量子点组合物,量子点组合物包括光刻胶和分散在所述光刻胶中的量子点,所述量子点包括纳米晶体和键合至所述纳米晶体表面的配体,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
优先地,所述光刻胶还包括醇醚类溶剂。
优选的,所述醇醚类溶剂包括乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、3-乙氧基丙酸乙酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯中的至少一种。
优先地,所述量子点与所述光刻胶的质量比为1:(5~1000)。
本发明的另一方面,提供了一种彩膜,彩膜由量子点组合物制成,所述量子点组合物包括光刻胶和分散在所述光刻胶中的量子点,所述量子点包括纳米晶体和键合至所述纳米晶体表面的配体,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
有益效果:通过两种配体修饰量子点,两亲性配体能够提高量子点与高分子材料良好的相溶性,使量子点更好的分散在高分子材料中,避免了量子点在高分子材料中团聚的现象,并且两亲性配体通过配位基团键合至量子点表面上非常稳固,从而提高了量子点的稳定性和光学性能。
附图说明
图1为本申请中一个实施方式量子点的结构示意图。
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。应注意的是,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。
如本文中表述例如“的至少一种(个)”当在要素列表之前或之后时修饰整个要素列表而不修饰列表的单独要素。如果未另外定义,说明书中的所有术语(包括技术和科学术语)可如本领域技术人员通常理解的那样定义。常用字典中定义的术语应被解释为具有与它们在相关领域的背景和本公开内容中的含义一致的含义,并且不可以理想方式或者过宽地解释,除非清楚地定义。此外,除非明确地相反描述,措辞“包括”和措辞“包含”当用于本说明书中时表明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、要素、和/或组分,但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、要素、组分、和/或其集合。因此,以上措辞将被理解为意味着包括所陈述的要素,但不排除任何其它要素。
如本文中使用的,术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。术语“或”意味着“和/或”。表述例如“的至少一个(种)”当在要素列表之前或之后时,修饰整个要素列表而不修饰所述列表的单独要素。
将理解,尽管术语第一、第二、第三等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层和/或部分,但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因而,在不背离本实施方式的教导的情况下,下面讨论的第一元件、组分、区域、层或部分可称为第二元件、组分、区域、层或部分。
本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如本文中使用的,单数形式“一个(种)(a,an)”和“所述(该)(the)”也意图包括复数形式,除非上下文清楚地另外指明。
如本文中使用的“约”或“大约”包括所陈述的值且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量和与具体量的测量有关的误差(即,测量系统的限制)而确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如,“约”可意味着相对于所陈述的值的偏差在一种或多种标准偏差范围内,或者在±10%、5%范围内。
进一步地,单数包括复数,除非另有提及。
如本文中使用的,术语“烷基”指的是具有规定碳原子数并且具有一的化合价的得自直链或支链饱和脂族烃的基团。
如本文中使用的,术语“烷氧基”指的是“烷基-O-”,其中术语“烷基”具有与以上描述的相同含义。
如本文中使用的,术语“烯基”可指具有至少一个碳-碳双键的直链或支链的单价烃基。
如本文中使用的,术语“炔基”指的是具有至少一个碳-碳三键的直链或支链的单价烃基。
如本文中使用的,术语“环烷基”指的是具有其中所有环成员均为碳的一个或多个饱和环的单价基团。
如本文中使用的,术语“芳基”(其单独或组合使用)指的是包含至少一个环且具有规定碳原子数的芳族烃基。术语“芳基”可解释为包括具有与至少一个环烷基环稠合的芳族环的基团。
如本文中使用的,术语“杂芳基”指的是包括碳和1-3个选自N、O、S和P 的杂原子作为环原子的芳基。
如本文中使用的,术语“芳烷基”指的是这样的取代或未取代的芳基:其共价连接至与化合物连接的烷基。
如本文中使用的,术语“杂芳烷基”指的是这样的取代或未取代的杂芳基:其共价连接至与化合物连接的烷基。
如本文中使用的,当未另外提供定义时,术语“取代(的)”指的是其中其氢原子的至少一个被选自如下的取代基代替的化合物或基团或部分:C1-C30烷基、 C2-C30炔基、C6-C30芳基、C7-C30烷芳基、C1-C30烷氧基、C1-C30杂烷基、 C3-C30杂烷芳基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C30环炔基、C2-C30 杂环烷基、卤素(-F、-Cl、-Br、或-I)、羟基(-OH)、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、氨基(-NRR',其中R和R'独立地为氢或C1-C6烷基)、叠氮基(-N3)、脒基(-C(= NH)NH2)、肼基(-NHNH2)、腙基(=N(NH2)、醛基(-C(=O)H)、氨基甲酰基 (-C(O)NH2)、硫醇基团(-SH)、酯基团(-C(=O)OR,其中R为C1-C6烷基或者 C6-C12芳基)、羧酸基团(-COOH)或其盐(-C(=O)OM,其中M为有机或无机阳离子)、磺酸基团(-SO3H)或其盐(-SO3M,其中M为有机或无机阳离子)、磷酸基团(-PO3H2)或其盐(-PO3MH或-PO3M2,其中M为有机或无机阳离子)、以及其组合。
当包含规定碳原子数的基团被前一段中所列出的任何基团取代时,所得“取代的”基团中的碳原子数定义为原始(未取代的)基团中含有的碳原子和取代基中含有的碳原子(如果有的话)之和。例如,当术语“取代的C1-C20烷基”指的是被C6-C20芳基取代的C1-C20烷基时,所得芳基取代的烷基中的碳原子总数为C7-C40。
如本文中使用的,术语“单价有机官能团”指的是C1-C30烷基、C2-C30 炔基、C6-C30芳基、C7-C30烷芳基、C1-C30烷氧基、C1-C30杂烷基、C3-C30 杂烷芳基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C30环炔基、或者C2-C30杂环烷基。
如本文中使用的,当未另外提供定义时,术语“杂”指的是包括1-3个选自 N、O、S、Si、和P的杂原子。
如本文中使用的,术语“亚烷基”指的是具有至少2的化合价的直链或支化的饱和脂族烃基,其任选地被1个或多个取代基取代。术语“亚芳基”指的是通过除去芳族环中的至少两个氢而获得的具有至少2的化合价的官能团,其任选地被1个或多个取代基取代。
如本文中使用的,术语“亚烯基”指的是如下的直链或支化的脂族烃基:其具有至少2的化合价、具有至少一个碳-碳双键,任选地在所示之处被1个或多个取代基取代,条件是不超过亚烯基的化合价。
如本文中使用的,术语“亚环烷基”指的是如下的环状烃基:其具有至少2 的化合价,任选地在所示之处被1个或多个取代基取代,条件是不超过亚环烷基的化合价。
如本文中使用的,术语“亚芳基”指的是通过除去芳族环中的至少两个氢而获得的具有至少2的化合价的官能团,其任选地在所示之处被1个或多个取代基取代,条件是不超过亚芳基的化合价。
如本文中使用的,术语“亚杂芳基”指的是通过除去芳族环中的至少两个氢而获得的具有至少2的化合价的官能团,其含有1-3个选自N、O、S、Si、和P 的杂原子作为成环元素,任选地在所示之处被1个或多个取代基取代,条件是不超过亚杂芳基的化合价。
如本文中使用的,术语“脂族有机基团”指的是C1-C30线型或支化的烷基、 C2-C20线型或支化的烯基或C2-C30线型或支化的炔基,术语“芳族有机基团”指的是C6-C30芳基或C2-C30杂芳基,和术语“脂环族有机基团”指的是C3-C30 环烷基、C3-C30环烯基、和C3-C30环炔基。
如本文中使用的,术语“(甲基)丙烯酸酯”指的是丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
如本文中使用的,术语“疏水性部分”指的是这样的部分:其导致包括其的所给化合物在水溶液中显示出附聚并且具有排斥水的趋势。例如,所述疏水性部分可包括具有大于或等于2的碳数的脂族烃基(烷基、烯基、炔基等)、具有大于或等于6的碳数的芳族烃基(苯基、萘基、芳烷基等)、或者具有大于或等于5的碳数的脂环族烃基(环己基、降冰片烯等)。所述疏水性部分基本上(实质上)缺乏与周围介质产生氢键的能力并且基本上不与所述介质混合,因为其极性与所述介质的极性不匹配。
如本文中使用的,术语“族”是指周期表的族。
如本文中使用的,“II族”是指IIA族和IIB族,且II族的实例可为Cd、 Zn、Hg和Mg,但不限于此。
如本文中使用的,“III族”是指IIIA族和IIIB族,且III族的实例可为Al、 In、Ga和Tl,但不限于此。
如本文中使用的,“IV族”是指IVA族和IVB族,且IV族的实例可为Si、 Ge和Sn,但不限于此。如本文中使用的,术语“金属”可包括半金属例如Si。
如本文中使用的,“I族”是指IA族和IB族,且实例可包括Li、Na、K、 Ru和Cs,但不限于此。
如本文中使用的,“V族”是指VA族,且实例可包括N、P、As、Sb和 Bi,但不限于此。
如本文中使用的,“VI族”是指VIA族,且实例可包括S、Se和Te,但不限于此。
如本文中使用的,术语“可见光”指的是具有约390纳米(nm)-约700nm的波长的光。如本文中使用的,术语“UV光”指的是具有大于或等于约200nm且小于约390nm的波长的光。
如本文中使用的,术语“分散体”指的是其中分散相为固体且连续相包括液体的分散体。例如,术语“分散体”可指其中分散相具有约1nm-约1微米(μm) 的尺寸的胶体分散体。
如本文中使用的“组合”包括所有类型的组合,包括共混物、合金、溶液等。
所述纳米晶体颗粒的类型没有特别限制。所述纳米晶体颗粒可通过任何已知的方法制备或是可商购得到的。例如,所述纳米晶体颗粒可包括II-VI族化合物、 III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素或化合物、I-III-VI族化合物、I-II-IV-VI 族化合物、或其组合。
所述II-VI族化合物可包括:
包括如下的二元化合物:CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、 HgTe、MgSe、MgS、或其组合;
包括如下的三元化合物:CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、 HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、 HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、或其组合;和
包括如下的四元化合物:HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、 CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、或其组合。
所述II-VI族化合物可进一步包括III族金属。
所述III-V族化合物可包括:
包括如下的二元化合物:GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、 InN、InP、InAs、InSb、或其组合;
包括如下的三元化合物:GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、 AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、InZnP、或其组合;和
包括如下的四元化合物:GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、 GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、或其组合。
所述III-V族化合物可进一步包括II族金属(例如,InZnP)。
所述IV-VI族化合物可包括:
包括如下的二元化合物:SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、或其组合;
包括如下的三元化合物:SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、 SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、或其组合;和
包括如下的四元化合物:SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、或其组合。
所述I-III-VI族化合物的实例可包括CuInSe2、CuInS2、CuInGaSe、和 CuInGaS,但不限于此。
所述I-II-IV-VI族化合物的实例可包括CuZnSnSe和CuZnSnS,但不限于此。
所述IV族元素或化合物可包括:
包括如下的单质:Si、Ge、或其组合;和
包括如下的二元化合物:SiC、SiGe、或其组合。
所述二元化合物、三元化合物、或四元化合物可分别以均匀的浓度包括在颗粒中或者以局部不同的浓度包括在相同的颗粒中。所述纳米晶体颗粒可包括包含纳米晶体的核和设置在所述纳米晶体的表面的至少一部分(或全部)上并且包含具有与所述纳米晶体的组成不同的组成的壳。在所述核和所述壳之间的界面处,可存在或者可不存在合金化的中间层。所述合金化的层可包括均质的合金。所述合金化的层可具有浓度梯度。在梯度合金中,所述壳的元素的浓度在径向上改变 (例如,朝着所述芯降低或增加)。另外,所述壳可包括具有至少两个层的多层壳,其中相邻的层具有彼此不同的组成。在所述多层壳中,各层可具有单一组成。在所述多层壳中,各层可具有合金。在所述多层壳中,各层可具有按照纳米晶体的组成在径向上改变的浓度梯度。
在所述核-壳纳米晶体颗粒中,所述壳的材料可具有比所述核的带隙能量大的带隙能量,但其不限于此。所述壳的材料可具有比所述核的带隙能量小的带隙能量。在所述多层壳的情况中,所述壳的最外层材料的能带隙可大于所述核和所述壳的内部层材料(更接近于所述核的层)的能带隙。在所述多层壳的情况中,各层的纳米晶体被选择成具有适当的带隙能量,由此有效地显示出量子限制效应。
所述纳米晶体颗粒可具有约1nm-约100nm的尺寸(例如,粒径、或者在非球形状颗粒的情况中,由所述颗粒的电子显微镜图像的二维面积计算的直径)。在一些实施方式中,所述量子点可具有约1nm-约50nm、例如从2nm(或从3nm)到 35nm的粒径。在一些实施方式中,所述量子点具有大于或等于约1nm、大于或等于约2nm、大于或等于约3nm、大于或等于约4nm、或者大于或等于约5nm 的直径。在一些实施方式中,所述量子点具有小于或等于约50nm、小于或等于约45nm、小于或等于约40nm、小于或等于约35nm、小于或等于约30nm、小于或等于约25nm、小于或等于约20nm、小于或等于约19nm、小于或等于约18nm、小于或等于约17nm、小于或等于约16nm、或者小于或等于约15nm的直径。
所述晶体颗粒可具有本领域中通常使用的形状,且没有特别限制。例如,所述量子点可包括球形、棱锥形、多臂的、或立方形纳米颗粒,纳米管,纳米线,纳米纤维,纳米片(板)颗粒,其组合等。
所述纳米晶体颗粒可为可商购得到的或可以任何方法合成。例如,若干纳米尺寸的量子点可通过湿化学工艺合成。在湿化学工艺中,前体在有机溶剂中反应以生长纳米晶体颗粒,且所述有机溶剂或配体化合物可配位(或结合)到纳米晶体的表面,由此控制纳米晶体的生长。
所述纳米晶体颗粒或所述量子点的发光波长没有特别限制且可适当地选择。所述纳米晶体的光致发光波长可存在于从紫外区域到近红外区域的范围内。例如,所述纳米晶体的最大峰值波长可存在于从约420到约750nm的范围内,但其不限于此。所述纳米晶体可具有大于或等于约10%、例如大于或等于约20%、大于或等于约30%、大于或等于约40%、大于或等于约50%、大于或等于约60%、大于或等于约70%、大于或等于约80%、大于或等于约90%、或甚至约100%的量子产率(或量子效率)。
所述纳米晶体可具有小于或等于约45nm、例如小于或等于约40nm、或者小于或等于约30nm的半宽度(FWHM)。尽管不想受理论束缚,但理解,在这样的范围内,包括所述纳米晶体的装置可具有提升的色纯度或改善的颜色再现性。
在本发明一实施方式中,量子点的制备方法包括步骤:
步骤101,提供疏水性配体修饰的量子点;
步骤102,使所述疏水性配体修饰的量子点与含有两亲性配体的有机溶剂混合并反应,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团;所述有机溶剂还包括庚烷和PGMEA。
步骤103,获得疏水性配体和两亲性配体修饰的量子点。
通过两种配体修饰量子点,两亲性配体能够提高量子点与高分子材料良好的相溶性,使量子点更好的分散在高分子材料中,避免了量子点在高分子材料中团聚的现象,并且两亲性配体通过配位基团键合至量子点表面上非常稳固,从而提高了量子点的稳定性和光学性能。
在本发明另一实施方式中,量子点的制备方法包括步骤:
步骤201,提供含有疏水性配体修饰的量子点的庚烷溶剂;
步骤202,使所述含有疏水性配体修饰的量子点的庚烷溶剂与含有两亲性配体的有机溶剂混合并反应,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团;所述有机溶剂还包括庚烷和 PGMEA。
步骤203,获得疏水性配体和两亲性配体修饰的量子点;
步骤204,将所述庚烷进行蒸除。
本实施方式中,先将量子点溶解在庚烷溶剂中,能够大大提高量子点的溶解量。在步骤202中,反应的温度范围为50~150℃,反应的时间范围为10~60min,含有疏水性配体的量子点与两亲性配体的质量之比为1:(0.15~0.4)。按照这样的质量之比进行反应,能够使得两种配体修饰的量子点的溶解度和稳定性都满足实际需求。其中,两亲性配体中的配位基团包括巯基,羧基,氨基,羟基,膦酸基、或者其任意组合,两亲性配体中的亲水性基团包括聚乙二醇链段。
在本实施方式中,可在相对简单且温和的条件下实施表面配体交换,反应时间相对短,且由此包括两亲性配体和疏水性配体可结合至所述量子点的表面。其中,所述两亲性配体具有聚乙二醇链段和至少一巯基。由此制备的量子点可显示出改善的稳定性(例如,化学稳定性和热稳定性)。
所述包括有机配体的量子点的量可大于或等于约1重量百分比(重量%)、例如大于或等于约5重量%、或者大于或等于约10重量%,基于所述组合物的总量。所述包括有机配体的量子点的量可小于或等于约40重量%、例如小于或等于约35重量%,基于所述组合物的总量。在一些实施方式中,所述包括有机配体的量子点的量可为约5重量%-40重量%,基于所述组合物的固体内容物(非挥发性组分)的总重量。
所述两亲性配体和疏水性配体配体可有效地提高量子点的分散稳定性和热/ 光稳定性。
量子点表面修饰有至少两种配体,至少有一部分配体为两亲性配体,另外一部分配体为量子点表面原有的疏水性配体。本申请通过配体交换在量子点表面修饰两亲性配体,从而获得同时修饰有至少两种配体的量子点。
采用两亲性配体和疏水性配体同时修饰量子点。发明人发现,量子点表面修饰的两亲性配体具有两亲性,配体的疏水端会与疏水性的量子点结合,而配体的亲水端则与量子点后续分散体系的相容性更好,从而可以显著增加量子点在后续分散体系中的溶解性以及分散稳定性。而量子点表面修饰的疏水性配体的作用之一为增加量子点表面的疏水性,以及减小量子点在后续分散体系中的相互聚集。
具体的,在本申请一实施例中,疏水性配体包括长链酸配体、或者长链胺配体、或者长链膦配体、或者长链硫醇配体、或者其任意组合。
疏水性配体包括C4-C30的长链酸配体、或者C4-C30的长链胺配体、或者 C4-C30的长链膦配体、或者C4-C30的长链硫醇配体、或者其任意组合。例如,疏水性配体选自乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二烷硫醇、十六烷硫醇、十八烷硫醇、苄硫醇、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、十二烷胺、十六烷基胺、十八烷基胺、油胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、苯甲酸、甲基膦、乙基膦、丙基膦、丁基膦、戊基膦、甲基膦氧化物、乙基膦氧化物、丙基膦氧化物、丁基膦氧化物、二苯基膦化合物或者三苯基膦化合物。
在本申请的一种实施方式中,两亲性配体包括与量子点相连的金属配位基团和与金属配位基团连接的亲水性基团。金属配位基团包括至少一个巯基、或者至少一个羧基、或者至少一个氨基、或者至少一个羟基、或者至少一个膦酸基、或者其任意组合。例如,金属配位基团包括二巯基、或者二氨基、或者二羧基、或者二羟基、或者二膦酸基中的一种。又例如,两个巯基、或者两个羟基、或者两个氨基、或者两个羧基、或者两个膦酸基连接的碳原子是相邻的。又例如,金属配位基团选自二氢硫辛酸、或者多巴胺、或者丁二酸、或者丁二酸酐中的一种。
在本申请的一种实施方式中,亲水性基团包括聚乙二醇链段,聚乙二醇链段包括取代或未被取代的聚乙二醇链段,聚乙二醇链段的聚合度范围为5-100,聚乙二醇链段的聚合度范围为5-50,聚乙二醇链段的聚合度范围为10-20。
在本申请的一实施方式中,有机溶剂选自烷烃类有机溶剂或芳香烃类有机溶剂中的至少一种。烷烃类有机溶剂包括支链和直链的饱和脂肪烃类有机溶剂 CnH2n+2,及环烷烃类有机溶剂CmH2m,其中n,m是正整数,10≤n、m≤18。例如,烷烃类有机溶剂包括但不限于己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、环癸烷、环十一烷。
在本申请的一种优选实施方式中,芳香烃类有机溶剂包括但不限于甲苯、乙苯、邻二甲苯(o-)、间二甲苯(m-)、对二甲苯(p-)、邻氯甲苯、对氯甲苯、间氯甲苯、邻二乙苯(o-)、间二乙苯(m-)、对二乙苯(p-)、邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯、三甲苯、四甲苯、三戊苯、戊基甲苯、1-甲基萘、二己基苯、丁苯、仲丁基苯、叔丁基苯、异丁基苯、二丁基苯、异丙苯、对甲基异丙苯、对二异丙基苯、戊苯、二戊苯、十二烷基苯、四氢萘、环己基苯、1,3,5-三甲苯环己基苯、1-氯萘、1-四氢萘酮、3-苯氧基甲苯、1-甲氧基萘、二甲基萘、3-异丙基联苯、1,2,4-三甲苯联苯、苯甲酸苄酯、二苄醚、苯甲酸苄酯、茚、苄基苯、二乙烯基苯、茚满、环氧苯乙烷。
本发明另一实施方式提供了一种量子点,量子点包括纳米晶体和配体;配体键合至所述纳米晶体表面,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体;其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
在本发明一具体实施方式中,两亲性配体中的配位基团为至少一巯基,两亲性配体中的亲水基团包括聚乙二醇链段。两亲性配体包含聚乙二醇链段,利用聚乙二醇链段与高分子材料良好的相溶性,使量子点更好的分散在高分子材料中,避免了量子点在高分子材料中团聚的现象,并且两亲性配体还包含至少一个巯基,使得两亲性配体键合至量子点表面上非常稳固,从而提高了量子点的稳定性和光学性能。
另外,两亲性配体还可以包括二巯基、三巯基和四巯基,两亲性配体还可以包括氨基、羧基和羟基中的至少一种。
量子点可包括单独的或者作为两种或更多种的混合物的疏水性配体。
例如,疏水性配体为胺化合物。例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、壬胺、癸胺、十二烷胺、十六烷胺、十八烷胺、二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、三丁基胺、或三辛基胺中的至少一种。
例如,疏水性配体为羧酸化合物。例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、或苯甲酸中的至少一种。
本申请一具体实施方式的量子点包含纳米晶体核和设置在所述纳米晶体核上并且包封纳米晶体核的壳层,例如,该量子点为InP/ZnS。
在本申请一个实施例中,所述疏水配体包括由化学式1表示的化合物,
化学式1
AnBm,
A基团为NC-、HOOC-、HRN-、O=P(R)2-、P(R)2-、POOOH-、RS-或者RSS-, R基团为氢原子或者碳原子数为1~10的饱和或者不饱和碳链,B基团包括碳原子个数为3~18的饱和或者不饱和碳链,1≤n≤3,1≤n≤2。例如疏水性配体包括辛硫醇、壬硫醇、癸硫醇、十一烷硫醇、十二烷硫醇、十四烷硫醇、十六烷硫醇、十八烷硫醇、油酸、油胺、三辛基膦、三辛基氧膦中的至少一种。
疏水性配体中A为与纳米晶体颗粒结合的基团,而B具有长碳链,使得第一配体具有良好的疏水性。
在一个实施例中,所述两亲性配体的分子中具有至少一个与所述纳米晶体颗粒结合的配位基团,以及至少一个聚乙二醇链段-CH2CH2O-基团。由于 -CH2CH2O-基团具有两亲性、使得结合在纳米晶体颗粒表面的两亲性配体具有两亲性。这样,两亲性配体与疏水性配体同时修饰在纳米晶体颗粒的表面时,使得量子点的极性适当,且能良好的分散在光刻胶中。
在一个实施例中,所述两亲性配体包括由化学式2表示的化合物,
化学式2
w、x、y、z各自独立的选自0至30的整数;
R1、R2、R3、R4中至少一个为含有巯基的基团;
R1、R2、R3、R4各自独立的选自含有巯基的基团、氢原子、卤原子、羟基、氰基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、C2~C30酯基、C1~C30烷基、C2~C30烯基、C2~C30炔基、C1~C30烷氧基、C3~C30环烷基、C3~C30杂环烷基、C3~C30环烯基、 C3~C30杂环烯基、C6~C30芳基、C6~C30杂芳基、C6~C30芳氧基、C6~C30芳硫基、或者被下列至少之一取代的C2~C30酯基、C1~C30烷基、C2~C30烯基、C2~C30炔基、C1~C30烷氧基、C3~C30环烷基、C3~C30杂环烷基、C3~C30环烯基、C3~C30杂环烯基、C6~C30芳基、C6~C30杂芳基、C6~C30芳氧基、C6~C30芳硫基:卤原子、羟基、氰基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐。
在一个实施例中,所述化学式2中,基团R1、R2、R3或者R4中至少一个为 2个以上巯基取代的C2~C30酯基。发明人发现,由于两亲性配体的分子中支链较多,其与纳米晶体颗粒之间的结合位阻较大,采用具有2个以上的巯基取代的 C2~C30酯基作为基团R1、R2、R3或者R4中至少一个时,有效的提高了两亲性配体与晶体纳米颗粒的结合力,避免了两亲性配体容易脱落的问题。
在一个实施例中,两亲性配体由包括由如下化学式2-1表示的化合物,
化学式2-1
其中,w、x、y、z各自独立的选自0至30的整数;
基团R5、R6和R7中至少一个选自或者,其余的选自氢原子;
基团R8为C10~C20的烷烃链。
在一个实施例中,所述化学式2-1中,基团R8为-C17H33,所述w、x、y、z 的加和为20。
在一个实施例中,疏水配体与两亲性配体的重量比在0.3~1之间。
当配体占量子点的重量含量在上述范围,以及采用第一配体与第二配体的重量比在上述范围时,量子点的极性最优,在光刻胶中的分散性更好。
在本申请另一实施方式中,量子点结构如图1所示,量子点包括纳米晶体和修饰在量子点表面的两种配体,纳米晶体为InP/ZnS。其中一种配体包括聚乙二醇链段和至少一个巯基,量子点的另外的配体一般为疏水性配体。例如配体通常为十八烯、油胺等,带有这些配体的量子点在高分子材料的混合过程中,量子点很难稳定的分散在其中,常常出现团聚现象。本发明通过在量子点的配体中引入聚乙二醇链段,利用聚乙二醇链段与许多高分子材料良好的相溶性,使量子点在高分子材料中分散的更加稳定,不会团聚,并可以保持较长时间。由此,使量子点在高分子材料中保持了较高的量子效率,更好的光学性能。
本申请的量子点外层包覆有大量的聚乙二醇链段。由于聚乙二醇链段与环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂等大多数高分子材料具有良好的相溶性,本发明制备的量子点分散体具有更好的稳定性,量子效率较高。
在本申请的一种优选实施方式中,以质量百分比计,两亲性配体占量子点总质量的15~40%。采用两亲性配体修饰量子点,由于配体的两亲性,配体的疏水端会与疏水性的量子点结合,而配体的亲水端则与量子点后续分散体系的相容性更好,从而可以显著增加量子点在后续分散体系中的溶解性以及分散稳定性。
在本申请的一种实施方式中,两亲性配体包括与量子点相连的金属配位基团和与金属配位基团连接的亲水性基团。金属配位基团包括至少一个巯基、或者至少一个羧基、或者至少一个氨基、或者至少一个羟基、或者至少一个膦酸基、或者其任意组合。金属配位基团包括二巯基、或者二氨基、或者二羧基、或者二羟基、或者二膦酸基中的一种。优选地,两个巯基、或者两个羟基、或者两个氨基、或者两个羧基、或者两个膦酸基连接的碳原子是相邻的。在本申请一个具体的实施例中,金属配位基团选自二氢硫辛酸、或者多巴胺、或者丁二酸、或者丁二酸酐中的一种。
在本申请的一实施方式中,亲水性基团包括聚乙二醇链段,聚乙二醇链段包括取代或未被取代的聚乙二醇链段。聚乙二醇链段中包含大量的醚氧键,其与大多数高分子材料的溶解性都较好,由此,在量子点上修饰包括聚乙二醇链段的两亲性配体,可以利用聚乙二醇链段与高分子材料的大量羟基等基团产生的大量氢键,帮助量子点与高分子材料混溶,从而使得量子点能够稳定的分散在高分子材料中,实现量子点在高分子材料的均匀溶解和分散稳定。聚乙二醇链段的聚合度范围为5-100,聚乙二醇链段的聚合度范围为5-50,聚乙二醇链段的聚合度范围为10-20。
疏水性配体作用之一为增加量子点表面的疏水性,以及减小量子点在后续分散体系中的相互聚集。疏水性配体包括长链酸配体、或者长链胺配体、或者长链膦配体、或者长链硫醇配体、或者其任意组合。
在本申请的一种实施方式中,疏水性配体包括C4-C30的长链酸配体、或者 C4-C30的长链胺配体、或者C4-C30的长链膦配体、或者C4-C30的长链硫醇配体、或者其任意组合。在本申请一个具体的实施例中,亲油性配体选自乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二烷硫醇、十六烷硫醇、十八烷硫醇、苄硫醇、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、十二烷胺、十六烷基胺、十八烷基胺、油胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、苯甲酸、甲基膦、乙基膦、丙基膦、丁基膦、戊基膦、甲基膦氧化物、乙基膦氧化物、丙基膦氧化物、丁基膦氧化物、二苯基膦化合物或者三苯基膦化合物。
在本发明另一实施方式中,提供了一种量子点组合物,量子点组合物包括光刻胶和分散在所述光刻胶中的量子点,所述量子点包括纳米晶体和键合至所述纳米晶体表面的配体,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。所述量子点与所述光刻胶的质量比为1:(5~1000)。
在本申请另一实施方式中,量子点组合物包括:预聚物、可光聚合单体、光引发剂、量子点、以及溶剂。溶剂为醇醚类化合物。醇醚类化合物可以是醇醚(含有羟基以及醚键),或者醇醚与羧酸反应得到的醇醚酯(含有醚键以及酯键)。
例如,醇醚类化合物包括但是不限制为乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、3-乙氧基丙酸乙酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇甲醚醋酸酯或者丙二醇甲醚丙酸酯。
本申请的另一实施方式还提供一种量子点光刻胶组合物,包括:光刻胶和分散在光刻胶中的量子点,其中,量子点表面修饰有配体,至少一部分配体为两亲性配体,以质量百分比计,两亲性配体占所述量子点总质量的15~40%。
量子点表面修饰有至少一部分两亲性配体,在该配体的作用下,量子点与光刻胶具有良好的相溶性,因此该配体修饰的量子点克服了量子点在光刻胶中溶解性较差的问题,进而达到了量子点在光刻胶中具有良好溶解分散性的技术效果,保证量子点的分散分散均匀性,从而量子点光刻胶组合物中量子点的荧光量子产率保有率高,并有利于制备获得高品质的彩色层。
在本申请的一种实施方式中,以质量百分比计,两亲性配体占量子点总质量的18~36%。两亲性配体占量子点的质量分数处于该范围内时,量子点在光刻胶中具有较佳的溶解性,从而使得量子点在量子点光刻胶组合物中具有优良的分散性,不易发生团聚或产生沉淀,从而有助于提升该量子点光刻胶组合物的发光稳定性。
两亲性配体包括与量子点相连的金属配位基团和与金属配位基团连接的亲水性基团。金属配位基团包括至少一个巯基、或者至少一个羧基、或者至少一个氨基、或者至少一个羟基、或者至少一个膦酸基、或者其任意组合。金属配位基团包括二巯基、或者二氨基、或者二羧基、或者二羟基、或者二膦酸基中的一种。优选地,两个巯基、或者两个羟基、或者两个氨基、或者两个羧基、或者两个膦酸基连接的碳原子是相邻的。在本申请一个具体的实施例中,金属配位基团选自二氢硫辛酸、或者多巴胺、或者丁二酸、或者丁二酸酐中的一种。亲水性基团包括聚乙二醇链段。聚乙二醇链段包括取代或未被取代的聚乙二醇链段。聚乙二醇链段的聚合度范围为5-100,聚乙二醇链段的聚合度范围为5-50,聚乙二醇链段的聚合度范围为10-20。
在本申请的另一种实施方式中,量子点表面修饰的配体还包括疏水性配体。疏水性配体的作用之一为增加量子点表面的疏水性,以及减小量子点在光刻胶中的相互聚集,从而量子点光刻胶组合物的发光性能更好。疏水性配体包括长链酸配体、或者长链胺配体、或者长链膦配体、或者长链硫醇配体、或者其任意组合。
疏水性配体包括C4-C30的长链酸配体、或者C4-C30的长链胺配体、或者 C4-C30的长链膦配体、或者C4-C30的长链硫醇配体、或者其任意组合。在本申请一个具体的实施例中,亲油性配体选自乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二烷硫醇、十六烷硫醇、十八烷硫醇、苄硫醇、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、十二烷胺、十六烷基胺、十八烷基胺、油胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、苯甲酸、甲基膦、乙基膦、丙基膦、丁基膦、戊基膦、甲基膦氧化物、乙基膦氧化物、丙基膦氧化物、丁基膦氧化物、二苯基膦化合物或者三苯基膦化合物。
在申请一实施方式中,量子点与光刻胶的质量比为1:(5~1000),量子点与光刻胶的质量比为1:(10~500)。在量子点组合物中,如果量子点的浓度太高,容易导致团聚并且降低透光率,从而使组合物的光学性能降低,而如果量子点的浓度太低,则无法获得所需要的光转换效果。因此,本申请将量子点与光刻胶的质量比控制在上述范围内时,量子点在光刻胶中的溶解分散性能更佳,量子点光刻胶的光学性能也更佳。
在本申请的一种实施方式中,量子点组合物中还包括醇醚类溶剂,醇醚类溶剂包括乙二醇单甲醚、或者乙二醇单乙醚、或者乙二醇单丙醚、或者乙二醇单丁醚、或者3-乙氧基丙酸乙酯、或者二乙二醇二乙醚、或者二乙二醇丁醚、或者二乙二醇丁醚醋酸酯、或者丙二醇单甲基醚、或者丙二醇甲醚醋酸酯、或者丙二醇甲醚丙酸酯、或者其任意组合。
在本发明的另一实施方式中,提供了一种彩膜,彩膜由量子点组合物制成,所述量子点组合物包括光刻胶和分散在所述光刻胶中的量子点,所述量子点包括纳米晶体和键合至所述纳米晶体表面的配体,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
彩膜包括透明基板和设置在透明基板上并且包括量子点组合物的图案化光致发光层,通过在纳米晶体颗粒的表面修饰包括疏水性配体和两亲性配体,使得量子点可以在光刻胶中分散均匀、不团聚、稳定性好,且制备得到的量子点彩膜发光均匀。
在下文中,参照实施例更详细地说明本发明的实施方式。然而,它们是本发明的示例性实施方式,并且本发明不限于此。
实施例1
量子点,其表面修饰有配体,配体包括辛硫醇和巯基修饰的PEG400,其中,巯基修饰的PEG400占量子点总质量的20%。
量子点的制备:
S1、获得辛硫醇配体修饰的CdSe/ZnS量子点;
S2、向包含0.1g S1的量子点的甲苯溶液中加入0.02g巯基修饰的PEG400,反应得到量子点。
量子点光刻胶组合物,包括:20%质量分数的上述量子点,60%质量分数的光刻胶,18%质量分数的乙二醇单甲醚,2%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
实施例2
量子点,其表面修饰有配体,配体包括油酸、辛硫醇和二巯基修饰的PEG200,其中,二巯基修饰的PEG200占量子点总质量的30%。
量子点的制备:
S1、获得油酸和辛硫醇配体修饰的InP/ZnS量子点;
S2、向包含0.1g S1的量子点的甲苯溶液中加入0.03g二巯基修饰的 PEG200,反应得到量子点。
量子点光刻胶组合物,包括:15%质量分数的上述量子点,70%质量分数的光刻胶,12%质量分数的乙二醇单甲醚,3%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
实施例3
量子点,其表面修饰有配体,配体包括十二烷基硫醇和二氨基修饰的 PEG400,其中,二氨基修饰的PEG400占量子点总质量的35%。
量子点的制备:
S1、获得十二烷基硫醇配体修饰的CdZnSe/ZnSe/ZnS量子点;
S2、向包含0.1g S1的量子点的甲苯溶液中加入0.035g二氨基修饰的 PEG400,反应得到量子点。
量子点光刻胶组合物,包括:10%质量分数的上述量子点,60%质量分数的光刻胶,28%质量分数的二乙二醇丁醚醋酸酯,2%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
实施例4
量子点,其表面修饰有配体,配体包括油酸、油胺和二羧基修饰的PEG400,其中,二羧基修饰的PEG400占量子点总质量的40%。
量子点的制备:
S1、获得十二烷基硫醇配体修饰的CdZnSe/ZnSe/ZnS量子点;
S2、向包含0.1g S1的量子点的甲苯溶液中加入0.04g二羧基修饰的 PEG400,反应得到量子点。
量子点光刻胶组合物,包括:15%质量分数的上述量子点,50%质量分数的光刻胶,33%质量分数的二乙二醇丁醚醋酸酯,2%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
对比例1
量子点,其表面修饰有辛硫醇配体。
量子点光刻胶组合物,包括:20%质量分数的上述量子点,60%质量分数的光刻胶,18%质量分数的乙二醇单甲醚,2%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
对比例2
量子点,其表面修饰有油酸和辛硫醇配体。
量子点光刻胶组合物,包括:15%质量分数的上述量子点,70%质量分数的光刻胶,12%质量分数的乙二醇单甲醚,3%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
对比例3
量子点,其表面修饰有十二烷基硫醇配体。
量子点光刻胶组合物,包括:10%质量分数的上述量子点,60%质量分数的光刻胶,28%质量分数的二乙二醇丁醚醋酸酯,2%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
对比例4
量子点,其表面修饰有油酸和油胺配体。
量子点光刻胶组合物,包括:15%质量分数的上述量子点,50%质量分数的光刻胶,33%质量分数的二乙二醇丁醚醋酸酯,2%质量分数的扩散粒子。通过将各原料混合得到。
测试表征
取实施例1到实施例4、对比例1到对比例4的量子点各0.2mmol,分别将其分散在50mL的甲苯溶液中,测试其荧光量子产率,结果列于下表中。
取实施例1到实施例4、对比例1到对比例4的量子点光刻胶组合物,观察量子点在光刻胶中的溶解分散情况。对各个量子点光刻胶组合物中量子点是否均匀分散,或是否存在团聚或沉淀进行评价,结果列于下表中。
取实施例1到实施例4、对比例1到对比例4的量子点光刻胶组合物,测试其光致发光效率,结果列于下表中。
从表中可知,本申请实施例1到实施例4中的量子点在光刻胶中的溶解性和分散性好,将量子点分散在光刻胶中,荧光量子产率的保有率高。而对比例1到对比例5的量子点在光刻胶中的溶解性和分散性较差,量子点与光刻胶混合后易发生团聚或产生沉淀,荧光量子产率也下降明显。从而说明本申请实施方式在量子点表面修饰至少一部分两亲性配体,有利于提高量子点在光刻胶中的溶解性和分散稳定性,从而获得光学性能高,特别是光致发光效率高的量子点光刻胶组合物,有利于制备出高品质的量子点彩色层。
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)

1.一种量子点的制备方法,其特征在于,包括步骤:
提供疏水性配体修饰的量子点;
使所述疏水性配体修饰的量子点与两亲性配体混合并反应,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团;
获得疏水性配体和两亲性配体修饰的量子点。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述反应的温度范围为50~150℃,所述反应的时间范围为10~60min。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述疏水性配体修饰的量子点与所述两亲性配体的质量之比为1:(0.15~0.4)。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述配位基团包括巯基,羧基,氨基,羟基,膦酸基,或者其任意组合,所述亲水性基团包括聚乙二醇链段。
5.一种量子点,其特征在于,其包括:
纳米晶体;和
配体,键合至所述纳米晶体表面,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体;
其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
6.一种量子点组合物,包括:光刻胶和分散在所述光刻胶中的量子点,其特征在于,所述量子点包括纳米晶体和键合至所述纳米晶体表面的配体,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
7.根据权利要求6所述的量子点组合物,其特征在于,所述光刻胶还包括醇醚类溶剂。
8.根据权利要求7所述的量子点组合物,其特征在于,所述醇醚类溶剂包括乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、3-乙氧基丙酸乙酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的量子点组合物,其特征在于,所述量子点与所述光刻胶的质量比为1:(5~1000)。
10.一种彩膜,其特征在于,由量子点组合物制成,所述量子点组合物包括光刻胶和分散在所述光刻胶中的量子点,所述量子点包括纳米晶体和键合至所述纳米晶体表面的配体,所述配体包括两亲性配体和疏水性配体,其中,所述两亲性配体包括与所述纳米晶体结合的配位基团和与所述配位基团连接的亲水性基团。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111073648A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 苏州星烁纳米科技有限公司 量子点、量子点墨水及显示装置
CN111808601A (zh) * 2020-06-05 2020-10-23 苏州星烁纳米科技有限公司 一种量子点组合物及显示装置
CN113088279A (zh) * 2021-04-15 2021-07-09 京东方科技集团股份有限公司 量子点材料、发光二极管基板及制作方法、显示装置
CN113956865A (zh) * 2020-11-24 2022-01-21 苏州星烁纳米科技有限公司 一种表面修饰的量子点及其制备方法、发光二极管及显示装置
CN115475582A (zh) * 2021-05-31 2022-12-16 苏州星烁纳米科技有限公司 一种两亲性荧光微球及其应用
CN116333742A (zh) * 2021-12-24 2023-06-27 苏州星烁纳米科技有限公司 一种用于改进量子点在酯类溶剂中溶解性的方法、量子点分散液及其应用
WO2023177072A1 (ko) * 2022-03-16 2023-09-21 덕산네오룩스 주식회사 양자점-리간드 화합물, 이를 포함하는 전기발광다이오드 및 전자소자

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040250745A1 (en) * 2003-03-31 2004-12-16 Nof Corporation Polyethylene glycol-modified semiconductor nanoparticles, method for producing the same, and material for biological diagnosis
CN103131420A (zh) * 2012-12-25 2013-06-05 深圳先进技术研究院 CdHgTe量子点溶液、CdHgTe量子点、双模态半导体纳米材料的制备方法及应用
CN105446003A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 苏州星烁纳米科技有限公司 一种量子点分散体及其制备方法、背光模组和显示装置
CN105968277A (zh) * 2016-05-13 2016-09-28 南京邮电大学 一种多齿巯基两嵌段聚合物及其制备方法和应用
CN105999305A (zh) * 2016-05-27 2016-10-12 中国科学院长春应用化学研究所 一种纳米粒子的表面修饰方法及其一种表面功能化的纳米材料
CN106590176A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 Tcl集团股份有限公司 一种量子点墨水及其制备方法
CN106848040A (zh) * 2016-08-04 2017-06-13 佛山市中山大学研究院 一种基于3d打印技术的led用量子点薄膜的制备方法
CN107057678A (zh) * 2008-07-19 2017-08-18 纳米技术有限公司 制备水性兼容性纳米粒子的方法
CN107102514A (zh) * 2017-05-08 2017-08-29 苏州星烁纳米科技有限公司 量子点光刻胶、量子点彩膜基板和显示装置
CN108269935A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 Tcl集团股份有限公司 一种量子点薄膜及其制备方法
CN108269926A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 Tcl集团股份有限公司 一种量子点组成及其制备方法
CN108404141A (zh) * 2018-03-30 2018-08-17 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种基于近红外ii区量子点的骨靶向给药系统及其制备方法和应用
CN108624137A (zh) * 2017-03-22 2018-10-09 深圳Tcl工业研究院有限公司 水性量子点油墨
CN108848671A (zh) * 2016-02-29 2018-11-20 富士胶片株式会社 半导体纳米粒子、分散液及薄膜
CN109072067A (zh) * 2015-12-28 2018-12-21 杰宜斯科技有限公司 量子点及其制备方法
CN109994619A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 Tcl集团股份有限公司 量子点薄膜及其制备方法和qled器件
CN110003883A (zh) * 2014-02-07 2019-07-12 纳米技术有限公司 具有增强的稳定性和发光效率的量子点纳米粒子

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040250745A1 (en) * 2003-03-31 2004-12-16 Nof Corporation Polyethylene glycol-modified semiconductor nanoparticles, method for producing the same, and material for biological diagnosis
CN107057678A (zh) * 2008-07-19 2017-08-18 纳米技术有限公司 制备水性兼容性纳米粒子的方法
CN103131420A (zh) * 2012-12-25 2013-06-05 深圳先进技术研究院 CdHgTe量子点溶液、CdHgTe量子点、双模态半导体纳米材料的制备方法及应用
CN110003883A (zh) * 2014-02-07 2019-07-12 纳米技术有限公司 具有增强的稳定性和发光效率的量子点纳米粒子
CN105446003A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 苏州星烁纳米科技有限公司 一种量子点分散体及其制备方法、背光模组和显示装置
CN109072067A (zh) * 2015-12-28 2018-12-21 杰宜斯科技有限公司 量子点及其制备方法
CN108848671A (zh) * 2016-02-29 2018-11-20 富士胶片株式会社 半导体纳米粒子、分散液及薄膜
CN105968277A (zh) * 2016-05-13 2016-09-28 南京邮电大学 一种多齿巯基两嵌段聚合物及其制备方法和应用
CN105999305A (zh) * 2016-05-27 2016-10-12 中国科学院长春应用化学研究所 一种纳米粒子的表面修饰方法及其一种表面功能化的纳米材料
CN106848040A (zh) * 2016-08-04 2017-06-13 佛山市中山大学研究院 一种基于3d打印技术的led用量子点薄膜的制备方法
CN106590176A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 Tcl集团股份有限公司 一种量子点墨水及其制备方法
CN108269926A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 Tcl集团股份有限公司 一种量子点组成及其制备方法
CN108269935A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 Tcl集团股份有限公司 一种量子点薄膜及其制备方法
CN108624137A (zh) * 2017-03-22 2018-10-09 深圳Tcl工业研究院有限公司 水性量子点油墨
CN107102514A (zh) * 2017-05-08 2017-08-29 苏州星烁纳米科技有限公司 量子点光刻胶、量子点彩膜基板和显示装置
CN109994619A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 Tcl集团股份有限公司 量子点薄膜及其制备方法和qled器件
CN108404141A (zh) * 2018-03-30 2018-08-17 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种基于近红外ii区量子点的骨靶向给药系统及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. TETSUO UYEDA等: "Synthesis of Compact Multidentate Ligands to Prepare Stable Hydrophilic Quantum Dot Fluorophores", 《J. AM. CHEM. SOC.》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111073648A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 苏州星烁纳米科技有限公司 量子点、量子点墨水及显示装置
CN111073648B (zh) * 2019-12-31 2024-01-30 苏州星烁纳米科技有限公司 量子点、量子点墨水及显示装置
CN111808601A (zh) * 2020-06-05 2020-10-23 苏州星烁纳米科技有限公司 一种量子点组合物及显示装置
CN113956865A (zh) * 2020-11-24 2022-01-21 苏州星烁纳米科技有限公司 一种表面修饰的量子点及其制备方法、发光二极管及显示装置
CN113956865B (zh) * 2020-11-24 2023-10-17 苏州星烁纳米科技有限公司 一种表面修饰的量子点及其制备方法、发光二极管及显示装置
CN113088279A (zh) * 2021-04-15 2021-07-09 京东方科技集团股份有限公司 量子点材料、发光二极管基板及制作方法、显示装置
CN113088279B (zh) * 2021-04-15 2023-08-18 京东方科技集团股份有限公司 量子点材料、发光二极管基板及制作方法、显示装置
CN115475582A (zh) * 2021-05-31 2022-12-16 苏州星烁纳米科技有限公司 一种两亲性荧光微球及其应用
CN115475582B (zh) * 2021-05-31 2024-03-19 苏州星烁纳米科技有限公司 一种两亲性荧光微球及其应用
CN116333742A (zh) * 2021-12-24 2023-06-27 苏州星烁纳米科技有限公司 一种用于改进量子点在酯类溶剂中溶解性的方法、量子点分散液及其应用
CN116333742B (zh) * 2021-12-24 2024-05-24 苏州星烁纳米科技有限公司 一种用于改进量子点在酯类溶剂中溶解性的方法、量子点分散液及其应用
WO2023177072A1 (ko) * 2022-03-16 2023-09-21 덕산네오룩스 주식회사 양자점-리간드 화합물, 이를 포함하는 전기발광다이오드 및 전자소자

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