CN113061429B - 纳米晶复合材料、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了纳米晶复合材料、其制备方法及其应用。其中，纳米晶复合材料包括半导体纳米晶以及负载于半导体纳米晶表面的配体，配体包括由螯合剂与金属硅酸盐形成的络合物。本申请的纳米晶复合材料具有优异的抗高光强性能，也即在同样的强光照射下，本申请的纳米晶复合材料的荧光量子产率的下降程度小于现有技术的纳米晶材料；此外，本申请的纳米晶复合材料的制备成本较低，制备方法简单。
Description
技术领域
本申请涉及半导体材料技术领域，尤其涉及纳米晶复合材料、其制备方法及其应用。
背景技术
半导体纳米晶是一种新型的发光材料，目前被广泛应用于光电器件。在过去的二十多年里，纳米晶合成化学的研究主要集中在尺寸形貌的单分散控制以及如何提高荧光量子产率上，但是要使纳米晶成为优异的发光和光电材料，在合成上重要的目标是尽可能地降低环境(尤其是光照、水和氧气)对纳米晶光电性能的影响。
水和氧气对纳米晶光学、电学性能的影响往往是和光照联系在一起的，包括光水解和光氧化过程。目前纳米晶的主要应用是在显示方面，包括纳米晶膜、纳米晶封装等，纳米晶膜主要考虑纳米晶在光照条件下的抗水氧能力，纳米晶封装则是考虑纳米晶在隔水隔氧条件下的抗高光强的能力。无论各种应用形式，纳米晶在光照条件下的稳定性都尤为重要。
上海交通大学的李良教授在研究抗高光强纳米晶方面做出了重要贡献，其团队首先发现在纳米晶内掺杂铝元素可以提高纳米晶的抗光照性能，其次他们发现这种掺杂铝元素的纳米晶通过表面氧化，可以进一步提高纳米晶的抗光照能力。但是，前述两项研究都是在纳米晶溶液或纳米晶膜内进行的，无法排除水和氧气对纳米晶光学性能的影响。在最近的一项研究中，该团队进一步研究了高光强对纳米晶光学性能的影响，其首先制备了含有孔道的二氧化硅分子，然后将制备钙钛矿所用的原料(溴化铯、溴化铅)与二氧化硅分子筛混合，而后在700℃下煅烧，将钙钛矿纳米晶密封在二氧化硅分子筛中隔绝水和氧气，在20mA的强光照射下，纳米晶保持极高的光照稳定性。
前述提高纳米晶抗光照能力的方法虽然有明显的效果，但是成本较高，且制备过程复杂。
发明内容
本申请的一个目的在于提供一种抗光照性能好的纳米晶复合材料。
为达到以上目的，本申请提供一种纳米晶复合材料，包括半导体纳米晶以及负载于所述半导体纳米晶表面的配体，所述配体包括由螯合剂与金属硅酸盐形成的络合物。
进一步地，所述络合物的氧化还原电位低于氧气的氧化还原电位。
进一步地，所述螯合剂包括有机膦和/或脂肪胺；所述有机膦选自化学结构式为
以及
的化合物中的一种或多种，其中R1、R2、R3各自独立地选自碳链或苯环，优选地，所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4～22个碳的碳链，更优选地，所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4～8个碳的碳链；所述脂肪胺为主链长6～18个碳的脂肪胺。
进一步地，所述金属硅酸盐为IA族金属硅酸盐、IIA族金属硅酸盐、IIIA族金属硅酸盐、过渡金属硅酸盐中的任一种或多种的组合，优选地，所述金属硅酸盐选自硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅酸钾、硅酸锂、硅酸锆、硅酸锌、硅酸锰、硅酸铜中的任一种或多种。
本申请还提供前述纳米晶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将螯合剂与金属硅酸盐混合制得第一溶液，所述第一溶液中包括由所述螯合剂与所述金属硅酸盐形成的络合物；
S2，提供半导体纳米晶，将所述第一溶液与所述半导体纳米晶混合均匀，使得所述络合物负载于所述半导体纳米晶的表面，得到含所述纳米晶复合材料的溶液。
进一步地，所述螯合剂与所述金属硅酸盐的摩尔比为1:1～50:1。
进一步地，所述步骤S1中，所述第一溶液中还包括游离的所述螯合剂。
进一步地，所述步骤S2为：将所述半导体纳米晶与第一溶剂混合制得第二溶液，然后将所述第一溶液与所述第二溶液混合，使得所述络合物负载于所述半导体纳米晶的表面。
进一步地，所述螯合剂包括有机膦和/或脂肪胺；所述有机膦选自化学结构式为
以及
的化合物中的一种或多种，其中R1、R2、R3各自独立地选自碳链或苯环，优选地，所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4～22个碳的碳链，更优选地，所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4～8个碳的碳链；所述脂肪胺为主链长6～18个碳的脂肪胺。
进一步地，所述金属硅酸盐为IA族金属硅酸盐、IIA族金属硅酸盐、IIIA族金属硅酸盐、过渡金属硅酸盐中的任一种或多种的组合，优选地，所述金属硅酸盐选自硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅酸钾、硅酸锂、硅酸锆、硅酸锌、硅酸锰、硅酸铜中的任一种或多种。
本申请还提供一种纳米晶组合物，其包括前述纳米晶复合材料。
本申请还提供一种光转换器件，包括前述的纳米晶复合材料，或者包括前述方法制得的纳米晶复合材料，或者包括前述纳米晶组合物。
进一步地，所述光转换器件在经历条件A后荧光量子产率的降低不超过5％，所述条件A为：所述光转换器件的初始光吸收率为30％，5W/mm2光强的蓝光照射所述光转换器件的时间不低于500小时。
本申请还提供一种显示设备，包括前述的纳米晶复合材料，或者包括前述方法制得的纳米晶复合材料，或者包括前述纳米晶组合物。
与现有技术相比，本申请的纳米晶复合材料具有优异的抗高光强性能，也即在同样的强光照射下，本申请的纳米晶复合材料的荧光量子产率的下降程度小于现有技术的纳米晶材料；此外，本申请的纳米晶复合材料的制备成本较低，制备方法简单。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请中“摩尔比”指的是原料的物质的量之比，并非反应过程中的物质的量之比。另外，本申请中混合A物质与B物质，指的是通过一定加料方式使A物质与B物质能够相互接触从而发生物理或化学反应，该加料方式可以是将A物质加入至放置有B物质的容器中，或将B物质加入至放置有A物质的容器中，或将A物质和B物质同时加入同一容器中，除非特殊说明仅指哪一种加料方式。
申请人研究发现：在强光照射下，纳米晶的表面温度会升高，从而发生表面原子移动和配体的脱落，形成表面缺陷，这将导致纳米晶的荧光量子产率大大降低。也就是说纳米晶表面负载的配体以及配体不易脱落对提高抗光照性能有重要的影响。基于以上分析，本申请提供一种纳米晶复合材料，通过在半导体纳米晶的表面负载特殊的配体，减少强光照射时配体的脱落，从而减小在储存或使用过程中强光照射对纳米晶复合材料荧光量子产率的影响。
本申请提供一种纳米晶复合材料，包括半导体纳米晶以及负载于上述半导体纳米晶表面的配体，上述配体包括由螯合剂与金属硅酸盐形成的络合物。
上述配体除了包括上述络合物，还可以包括其他类型的配体，当然上述配体也可以仅包括上述络合物，本申请对此不做限定。此外，上述络合物可以包括一种络合物或多种络合物。
本申请所说的“负载”是指上述配体通过配位键连接于上述半导体纳米晶的表面。上述络合物与上述半导体纳米晶进行配位，从而负载于上述半导体纳米晶表面，根据上述金属硅酸盐的化学结构，上述络合物与上述半导体纳米晶的配位形式是通过硅酸盐上的氧进行配位。
在一些实施例中，上述络合物的氧化还原电位低于氧气的氧化还原电位，从而上述络合物可以减少氧气对上述半导体纳米晶的影响，使上述纳米晶复合材料具有较好的抗氧化性能。
在一些实施例中，上述螯合剂包括有机膦和/或脂肪胺。上述螯合剂通过上述有机膦中的P原子、上述脂肪胺中的N原子与上述金属硅酸盐的金属离子络合。以R-NH2、硅酸镁为例，形成的上述络合物的化学结构式如下：
上述有机膦选自化学结构式为
以及
的化合物中的一种或多种，其中R1、R2、R3各自独立地选自碳链或苯环。
在一些实施例中，上述有机膦为三烷基膦，也即上述有机膦的化学结构式为
且R1、R2、R3均为碳链；优选地，R1为主链长4～22个碳的碳链，R2为主链长4～22个碳的碳链，R3为主链长4～22个碳的碳链，R1、R2、R3的碳链长度可以相等或不等；进一步优选地，R1为主链长4～8个碳的碳链，R2为主链长4～8个碳的碳链，R3为主链长4～8个碳的碳链，R1、R2、R3的碳链长度可以相等或不等；优选地，R1、R2、R3的碳链长度相等。
在另一些实施例中，上述有机膦为二烷基膦，也即上述有机膦的化学结构式为
其中R1、R2均为碳链；优选地，R1为主链长4～22个碳的碳链，R2为主链长4～22个碳的碳链，R1、R2的碳链长度可以相等或不等；进一步优选地，R1为主链长4～8个碳的碳链，R2为主链长4～8个碳的碳链，R1、R2的碳链长度可以相等或不等；优选地，R1、R2的碳链长度相等。
在一些实施例中，上述脂肪胺为主链长6～18个碳的脂肪胺。
实验表明，在经历相同的光照条件后，与采用上述有机膦制备上述纳米晶复合材料相比，采用上述脂肪胺制备的上述纳米晶复合材料的荧光量子产率衰减得相对较快，申请人推测原因如下：采用上述有机膦制备上述络合物时，得到的上述络合物具有一定的还原能力，当上述络合物负载于上述半导体纳米晶表面时，可以减少氧气对上述半导体纳米晶的影响，从而可以减缓上述纳米晶复合材料在高光照条件下荧光量子产率的下降，此外，采用上述有机膦制备上述络合物时，得到的上述络合物具有较高的空间位阻，当上述络合物负载于上述半导体纳米晶表面时，也可以起到隔氧的作用。
申请人在应用上述纳米晶复合材料时发现，当上述螯合剂为三烷基膦时，得到的上述纳米晶复合材料甚至可以在不隔绝水、氧的条件下使用，并且还具有良好的抗光照性能。由于上述脂肪胺制得的上述络合物不具备还原性以及较高空间位阻的特点，因此选用上述脂肪胺时，优选在隔水、隔氧的条件下使用上述纳米晶复合材料，例如，上述纳米晶复合材料被阻隔水氧的材料包裹或保护。
在一些实施例中，用于形成上述络合物的上述金属硅酸盐为IA族金属硅酸盐、IIA族金属硅酸盐、IIIA族金属硅酸盐、过渡金属硅酸盐中的任一种或多种的组合。在一些优选实施例中，金属硅酸盐M选自硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅酸钾、硅酸锂、硅酸锆、硅酸锌、硅酸锰、硅酸铜中的任一种或多种。
在一些实施例中，上述金属硅酸盐中还可以有(OH)-、O2-、F-、Cl-、(CO3)2-、(SO4)2-等以附加阴离子的形式存在。
本申请对上述半导体纳米晶的类型不进行限定，其可以是但不限于以下任一种或多种的组合：II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、I-II-IV-VI族化合物、包含III族金属的II-VI族化合物、包含II族金属的III-V族化合物。本申请对上述半导体纳米晶的具体结构不进行限定，其可以是但不限于核壳型纳米晶、无壳型纳米晶。本申请对上述半导体纳米晶的组成不进行限定，其可以是但不限于合金型纳米晶、具有掺杂元素的纳米晶等。
例如，当上述半导体纳米晶为II-VI族化合物时，上述半导体纳米晶可以是如下二元化合物中的任一种或多种的组合：ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS；还可以是如下三元化合物中的任一种或多种的组合：ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS；也可以是如下四元化合物中的任一种或多种的组合：HgZnTeS、ZnTeSeS、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe。
当上述半导体纳米晶为III-V族化合物时，上述半导体纳米晶可以是如下二元化合物中的任一种或多种的组合：GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb；还可以是如下三元化合物中的任一种或多种的组合：GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb；也可以是如下四元化合物中的任一种或多种的组合：GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb。
当上述半导体纳米晶为IV-VI族化合物时，上述半导体纳米晶可以是如下二元化合物中的任一种或多种的组合：SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe；还可以是如下三元化合物中的任一种或多种的组合：SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe；也可以是如下四元化合物中的任一种或多种的组合：SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe。
当上述半导体纳米晶为I-III-VI族化合物时，上述半导体纳米晶可以是但不限于如下化合物中的任一种或多种的组合：CuInSe2、CuInS2、CuInGaSe、和CuInGaS。
当上述半导体纳米晶为I-II-IV-VI族化合物时，上述半导体纳米晶可以是但不限于如下化合物中的任一种或多种的组合：CuZnSnSe和CuZnSnS。
在一些实施例中，本申请的上述纳米晶复合材料的荧光半峰宽小于30nm，荧光量子产率大于90％。
在一些实施例中，本申请的上述纳米晶复合材料的荧光半峰宽小于等于20nm，荧光量子产率大于等于95％。
实验表明，在上述半导体纳米晶的表面负载上述络合物能够有效提高上述纳米晶复合材料的抗光照性能，发明人分析认为，络合物中的硅酸盐对此起到了至关重要的作用。当然，在某些条件下，可以通过物理包覆的方式在半导体纳米晶表面包覆硅酸盐，但是由于硅酸根的溶解度较差，在半导体纳米晶表面单纯包覆硅酸盐时，会导致产物的溶解性变差，从而影响纳米晶复合物的实际应用。本申请通过将硅酸盐与螯合剂络合，再负载到半导体纳米晶表面，既保证了纳米晶复合材料的溶解度良好，同时也使纳米晶复合材料获得了良好的抗高光强性能。本申请的实施例也从侧面表明，本申请制得的纳米晶复合材料表面负载的确为络合物形态，也即络合物没有因为与半导体纳米晶表面原子配位而发生自身分解，否则产物会析出产生沉淀。另外，溶液中游离的螯合剂也可以配位到半导体纳米晶表面，进一步保证了纳米晶复合材料良好的溶解度。
本申请提供的上述纳米晶复合材料可以通过以下步骤制备：
S1，将上述螯合剂与上述金属硅酸盐混合形成第一溶液，上述第一溶液包括由上述螯合剂与上述金属硅酸盐形成的上述络合物；
S2，提供上述半导体纳米晶，将上述第一溶液与上述半导体纳米晶混合均匀，使得上述络合物负载于上述半导体纳米晶的表面，得到含上述纳米晶复合材料的溶液。
得到的含上述纳米晶复合材料的溶液可以直接进行封装以制备光转换器件等装置。
步骤S1中，可通过超声的方式使上述螯合剂与上述金属硅酸盐混合均匀。
在一些实施例中，步骤S1中，上述第一溶液中还包括游离的上述螯合剂。具体而言，可以使用过量的上述螯合剂与适量的上述金属硅酸盐混合以形成上述第一溶液，此时上述第一溶液中包括游离的上述螯合剂以及上述络合物，游离的上述螯合剂可以作为溶剂。在这些实施例中，上述第一溶液与上述半导体纳米晶混合后，得到的溶液中包括制得的上述纳米晶复合材料以及游离的上述螯合剂。
在一些实施例中，在步骤S1中，上述螯合剂与上述金属硅酸盐的摩尔比为1:1～50:1。
在一些实施例中，在步骤S1中，上述螯合剂与上述金属硅酸盐的摩尔比为1:1～10:1或10:1～20:1或20:1～30:1或30:1～40:1或40:1～50:1。
在一些实施例中，步骤S2之后还包括封装步骤，封装后上述纳米晶复合材料处于隔绝水、氧的环境。封装的具体操作方法属于本领域的常规技术手段，此处不再赘述。
在一些实施例中，步骤S2可以先将上述半导体纳米晶与第一溶剂混合制得第二溶液，然后再将上述第一溶液与上述第二溶液混合，得到包括上述纳米晶复合材料、游离的上述螯合剂以及上述第一溶剂的溶液。上述第一溶剂可以是但不限于以下一种或多种的组合：C6～C22的烷基伯胺(如十六烷基胺)，C6～C22的烷基仲胺(如二辛基胺)，C6～C40的烷基叔胺(如三辛基胺)，含氮杂环化合物(如吡啶)，C6～C40的烯烃(如十八烯)，C6～C40的脂族烃(如十六烷、十八烷或角鲨烷)，被C6～C30的烷基取代的芳族烃(如苯基十二烷、苯基十四烷或苯基十六烷)，被C6～C22的烷基取代的膦(如三辛基膦)，被C6～C22的烷基取代的膦氧化物(如三辛基膦氧化物)，C12～C22的芳族醚(如苯醚或苄醚)。
在一些实施例中，本申请提供的前述方法在室温下进行即可，温度较低，因此上述第一溶剂中包括油酸时，并不会发生油酸与上述金属硅酸盐生成二氧化硅的副反应。
本申请还提供一种纳米晶组合物，其包括本申请上述纳米晶复合材料以及游离的上述螯合剂。
在一些实施例中，上述纳米晶组合物还包括上述第一溶剂，上述第一溶剂可以是但不限于以下一种或多种的组合：C6～C22的烷基伯胺(如十六烷基胺)，C6～C22的烷基仲胺(如二辛基胺)，C6～C40的烷基叔胺(如三辛基胺)，含氮杂环化合物(如吡啶)，C6～C40的烯烃(如十八烯)，C6～C40的脂族烃(如十六烷、十八烷或角鲨烷)，被C6～C30的烷基取代的芳族烃(如苯基十二烷、苯基十四烷或苯基十六烷)，被C6～C22的烷基取代的膦(如三辛基膦)，被C6～C22的烷基取代的膦氧化物(如三辛基膦氧化物)，C12～C22的芳族醚(如苯醚或苄醚)。
本申请提供的上述纳米晶复合材料可以用于制备光转换器件、发光设备或显示设备。与现有的纳米晶制备的光转换器件、发光设备或显示设备相比，采用本申请的上述纳米晶复合材料制备光转换器件、发光设备或显示设备具有更好的光照稳定性。
本领域的技术人员可以理解的是：光转换器件是指将初始光信号或电信号转换为所需波段的光信号的器件，其可以是但不限于纳米晶膜、扩散板、透镜、光致发光二极管、电致发光二极管等或其组合；扩散板是通过改变光线的行进路线实现入射光充分散射以产生光学扩散效果的一种产品；显示设备可以是但不限于各类显示器。
在一些实施例中，上述纳米晶复合材料用于制备扩散板，扩散板包括上述纳米晶复合材料、高分子基质、扩散粒子和可选的添加剂。在一些实施例中，上述扩散板为单层或三层结构。
在一些实施例中，上述纳米晶复合材料用于制备光转换器件，制得的光转换器件在经历条件A后荧光量子产率的降低不超过5％，条件A为：上述光转换器件的光吸收为30％、5W/mm2光强的蓝光照射上述光转换器件的时间不低于500小时。前述蓝光的波长可以为430～480nm。
【实施例1】
(1)将1mL三辛基膦(TOP)与0.1mol硅酸镁混合，制备浓度为0.1mmol/mL的硅酸镁-TOP溶液，其中TOP的物质的量与硅酸镁的物质的量之比为22:1。
(2)提供在450nm处吸收度OD＝100的CdZnSeS/ZnS纳米晶，将其溶于0.5mL十八烯(ODE)溶液中，然后再与0.5mL步骤(1)的硅酸镁-TOP溶液混合，反应制得纳米晶复合材料。
(3)准备PVA(聚合度为17000，分子量约75000，醇解度大于98％)高分子水溶液；将步骤(2)制得的溶液加入高分子水溶液中，在3000rpm、3min搅拌条件下形成具有微结构的混合物，作为分散体；将上述分散体固化封装于LED芯片上，得到LED封装结构。
测试LED封装结构经历条件A时，荧光量子产率降低至初始值的95％所需的时间，其中条件A为：将LED封装结构置于鼓风干燥箱内，LED封装结构的初始光吸收率为30％、5W/mm2光强的蓝光(450nm)照射。记录结果见表1。
【实施例2】
实施例2与实施例1的区别在于步骤(1)中：将1mL油胺与0.1mol硅酸镁混合，制备浓度为0.1mmol/mL的硅酸镁-油胺溶液，其中油胺的物质的量与硅酸镁的物质的量之比为30:1。
【实施例3】
实施例3与实施例1的区别在于：将硅酸镁替换为硅酸铝。
【实施例4】
实施例4与实施例1的区别在于：将硅酸镁替换为硅酸钠。
【实施例5】
实施例5与实施例1的区别在于：将硅酸镁替换为硅酸钙。
【实施例6】
实施例6与实施例1的区别在于步骤(1)中：将1mL三丁基膦(TBP)与0.1mol硅酸镁混合，制备浓度为0.1mmol/mL的硅酸镁-TBP溶液，其中TBP的物质的量与硅酸镁的物质的量之比为40:1。
【实施例7】
实施例7与实施例1的区别在于：步骤(3)中测试LED封装结构经历条件B时，荧光量子产率降低至初始值的95％所需的时间，其中条件B为：LED封装结构置于高温高湿(75℃/65％RH)环境中，LED封装结构的初始光吸收率为30％、5W/mm2光强的蓝光(450nm)照射。
【对比例1】
提供在450nm处吸收度OD＝100的CdZnSeS/ZnS纳米晶，将其溶于1mL十八烯溶液中。将前述制得的溶液与PVA(聚合度为17000，分子量约75000，醇解度大于98％)高分子水溶液混合，在3000rpm、3min搅拌条件下形成具有微结构的混合物，随后将其固化封装于LED芯片上，得到LED封装结构。
测试LED封装结构经历条件A时，荧光量子产率降低至初始值的95％所需的时间，结果见表1，其中条件A为：将LED封装结构置于鼓风干燥箱内，LED封装结构的初始光吸收率为30％、5W/mm2光强的蓝光(450nm)照射。
【对比例2】
提供在450nm处吸收度OD＝100的CdZnSeS/ZnS纳米晶，将其溶于1mL十八烯和1mLTOP溶液中。将前述制得的溶液与PVA(聚合度为17000，分子量约75000，醇解度大于98％)高分子水溶液混合，在3000rpm、3min搅拌条件下形成具有微结构的混合物，随后将其固化封装于LED芯片上，得到LED封装结构。
测试LED封装结构经历条件A时，荧光量子产率降低至初始值的95％所需的时间，结果见表1，其中条件A为：将LED封装结构置于鼓风干燥箱内，LED封装结构的初始光吸收率为30％、5W/mm2光强的蓝光(450nm)照射。
【对比例3】
对比例3与对比例1的区别在于：测试LED封装结构经历条件B时，荧光量子产率降低至初始值的95％所需的时间，其中条件B为：LED封装结构置于高温高湿(75℃/65％RH)，LED封装结构的初始光吸收率为30％、5W/mm2光强的蓝光(450nm)照射。
以上各实施例以及对比例中荧光量子产率的测试方法如下：将各实施例中步骤(3)制得的LED封装结构作为测试对象，利用450nm蓝色LED作为背光光源，利用积分球分别测试蓝色背光光谱和透过器件的光谱，利用谱图的积分面积计算荧光量子产率，荧光量子产率＝荧光发射峰面积/(蓝色背光峰面积-透过器件未被吸收的蓝色峰面积)*100％。
以上各实施例以及对比例中光吸收率的测试方法如下：将各实施例中步骤(3)制得的LED封装结构作为测试对象，利用450nm蓝色LED作为背光光源，利用积分球分别测试蓝色背光光谱和透过器件的光谱，利用谱图的积分面积计算光吸收率，光吸收率＝(蓝色背光峰面积-透过器件未被吸收的蓝色峰面积)/蓝色背光峰面积*100％。
表1
比较实施例1-7与对比例的实验数据可以发现：在半导体纳米晶上负载由螯合剂与金属硅酸盐形成的络合物可以显著提高纳米晶复合材料的抗高光强性能。
对比例2中将半导体纳米晶溶于含有螯合剂的溶液中，从实验结果来看，仅仅将螯合剂与半导体纳米晶混合，并不能提高纳米晶材料的抗高光强性能。
实施例1、实施例2与实施例6的区别仅在于螯合剂的不同，其中实施例1与实施例6的螯合剂均为有机膦，实施例2的螯合剂为脂肪胺，通过对比实施例1、2、6的实验数据，可以发现螯合剂选择有机膦时更有利于提高纳米晶复合材料的抗高光强性能。
实施例7与对比例3均在高温高湿环境下进行测试，测试结果表明，在半导体纳米晶表面负载本申请的上述络合物时，即使在高温高湿环境下，LED封装结构也具备良好的抗高光强性能。
以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (18)
1.一种纳米晶复合材料，其特征在于，包括半导体纳米晶以及负载于所述半导体纳米晶表面的配体，所述配体包括由螯合剂与金属硅酸盐形成的络合物，所述螯合剂包括有机膦和/或脂肪胺；
所述有机膦选自化学结构式为
以及 
的化合物中的
一种或多种，其中R1、R2、R3各自独立地选自碳链或苯环；
所述脂肪胺为主链长6~18个碳的脂肪胺。
2.根据权利要求1所述的纳米晶复合材料，其特征在于，所述络合物的氧化还原电位低于氧气的氧化还原电位。
3.根据权利要求1所述的纳米晶复合材料，其特征在于，所述有机膦的所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4~22个碳的碳链。
4.根据权利要求3所述的纳米晶复合材料，其特征在于，所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4~8个碳的碳链。
5.根据权利要求1-4任一所述的纳米晶复合材料，其特征在于，所述金属硅酸盐为IA族金属硅酸盐、IIA族金属硅酸盐、IIIA族金属硅酸盐、过渡金属硅酸盐中的任一种或多种的组合。
6.根据权利要求5所述的纳米晶复合材料，其特征在于，所述金属硅酸盐选自硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅酸钾、硅酸锂、硅酸锆、硅酸锌、硅酸锰、硅酸铜中的任一种或多种。
7.一种纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将螯合剂与金属硅酸盐混合制得第一溶液，所述第一溶液中包括由所述螯合剂与所述金属硅酸盐形成的络合物，所述螯合剂包括有机膦和/或脂肪胺，
所述有机膦选自化学结构式为
以及 
的化合物中的
一种或多种，其中R1、R2、R3各自独立地选自碳链或苯环，
所述脂肪胺为主链长6~18个碳的脂肪胺；
S2，提供半导体纳米晶，将所述第一溶液与所述半导体纳米晶混合均匀，使得所述络合物负载于所述半导体纳米晶的表面，得到含所述纳米晶复合材料的溶液。
8.根据权利要求7所述的纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述螯合剂与所述金属硅酸盐的摩尔比为1:1~50:1。
9.根据权利要求7所述的纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述第一溶液中还包括游离的所述螯合剂。
10.根据权利要求7所述的纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2为：将所述半导体纳米晶与第一溶剂混合制得第二溶液，然后将所述第一溶液与所述第二溶液混合，使得所述络合物负载于所述半导体纳米晶的表面。
11.根据权利要求7-10任一所述的纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机膦的所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4~22个碳的碳链。
12.根据权利要求11所述的纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述R1、所述R2、所述R3分别独立为主链长4~8个碳的碳链。
13.根据权利要求7-10任一所述的纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属硅酸盐为IA族金属硅酸盐、IIA族金属硅酸盐、IIIA族金属硅酸盐、过渡金属硅酸盐中的任一种或多种的组合。
14.根据权利要求13所述的纳米晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属硅酸盐选自硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅酸钾、硅酸锂、硅酸锆、硅酸锌、硅酸锰、硅酸铜中的任一种或多种。
15.一种纳米晶组合物，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的纳米晶复合材料。
16.一种光转换器件，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的纳米晶复合材料，或者包括权利要求7-14任一所述的方法制得的纳米晶复合材料，或者包括权利要求15所述的纳米晶组合物。
17.根据权利要求16所述的光转换器件，其特征在于，所述光转换器件在经历条件A后荧光量子产率的降低不超过5%，所述条件A为：所述光转换器件的初始光吸收率为30%，5W/mm2光强的蓝光照射所述光转换器件的时间不低于500小时。
18.一种显示设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的纳米晶复合材料，或者包括权利要求7-14任一所述的方法制得的纳米晶复合材料，或者包括权利要求15所述的纳米晶组合物。
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104512860A (zh) * | 2013-09-26 | 2015-04-15 | 三星电子株式会社 | 纳米晶体颗粒及其合成方法 |
| CN108779391A (zh) * | 2016-03-30 | 2018-11-09 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 包含半导体纳米晶体的复合物和其制备方法 |
| CN106876599A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-20 | 纳晶科技股份有限公司 | 无机金属化合物、含其的组合物、器件和装置及制作方法 |
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