CN115943122A - 量子点的制造方法 - Google Patents

量子点的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115943122A
CN115943122A CN202180041886.2A CN202180041886A CN115943122A CN 115943122 A CN115943122 A CN 115943122A CN 202180041886 A CN202180041886 A CN 202180041886A CN 115943122 A CN115943122 A CN 115943122A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dots
quantum dot
solution
solvent
precursor solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202180041886.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115943122B (zh
Inventor
野岛义弘
青木伸司
鸢岛一也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Publication of CN115943122A publication Critical patent/CN115943122A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115943122B publication Critical patent/CN115943122B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/66—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing germanium, tin or lead
    • C09K11/664—Halogenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7715—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing cerium
    • C09K11/7719—Halogenides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00—Compounds of tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00—Compounds of tin
    • C01G19/04—Halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G21/00—Compounds of lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G21/00—Compounds of lead
    • C01G21/16—Halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/61—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing fluorine, chlorine, bromine, iodine or unspecified halogen elements
    • C09K11/615—Halogenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/62—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing gallium, indium or thallium
    • C09K11/626—Halogenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/66—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing germanium, tin or lead
    • C09K11/664—Halogenides
    • C09K11/665—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/30—Three-dimensional structures
    • C01P2002/34—Three-dimensional structures perovskite-type (ABO3)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明为一种量子点的制造方法，其为钙钛矿型的量子点的制造方法，其中，使用分别包含不同元素的多个前驱体溶液，将所述多个前驱体溶液分别加热，制成所述前驱体溶液的气溶胶并分别进行喷雾，使多个所述气溶胶碰撞而进行气相反应并滴加至溶剂中，由此合成包含所述不同元素的核颗粒。由此，提供一种可进行粒径的控制、在大规模的合成中也可得到粒径均匀的纳米颗粒的量子点的制造方法。

Description

量子点的制造方法
技术领域
本发明涉及一种量子点的制造方法。
背景技术
粒径为纳米尺寸的半导体晶体颗粒被称为量子点，由于通过光吸收而产生的激子会被限制在纳米尺寸的区域中，因此半导体晶体颗粒的能级变得离散，且其带隙(bandgap)会因粒径而发生变化。由于这些效果，与通常的荧光体相比，量子点的荧光发光的亮度高且效率高，并且其发光峰尖锐(sharp)。
此外，由于带隙因其粒径而发生变化这一特性，量子点具有能够控制发射波长的特征，其作为固态照明或显示器的波长转换材料的应用受到期待。例如，通过将量子点作为波长转换材料而用于显示器，能够实现比以往的荧光体材料更宽的色域、更低的耗电。
作为将量子点用作波长转换材料的安装方法，提出了一种使量子点分散于树脂材料中，通过在透明膜上层压含有量子点的树脂材料从而制成波长转换膜，并将其安装到背光单元中的方法(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2013-544018号公报
非专利文献
非专利文献1：Journal of the American Chemical Society,1993,vol.115,p.8706-8715
非专利文献2：Nano Letters 2015,Vol.15,Issue 6,p3692-3696
非专利文献3：Journal of American Chemical Society 2003,Vol.125,Issue41,p12567-12575
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，由于量子点的带隙因粒径而发生变化、发射波长会发生位移，因此存在为了获得目标波长必须将粒径控制在纳米级别的问题、以及发光因粒径不均而变宽的问题。通常，使前驱体在溶液中进行反应，由此以胶体颗粒的形式合成量子点，但在溶液反应中，将粒径如此精密地控制在纳米尺寸并不容易。此外，在工业化时扩大规模的情况下，溶液反应中还存在前驱体的浓度不均或温度分布的问题，粒径的控制会进一步变难。
作为通常的量子点的合成方法，使用热注入法。热注入法是指，在非活性氛围下，向以高温加热后的Cd、In等金属元素的前驱体溶液中迅速地加入S、Se、P等的前驱体溶液，通过均匀的核生成来合成粒径一致的纳米尺寸的胶体颗粒的方法(非专利文献1)。
然而，该热注入法虽然可在烧瓶尺寸的小规模的合成中合成粒径均匀的纳米颗粒，但在数十升、数百升的大规模的合成中，会在加入前驱体溶液时产生局部浓度不均，会产生纳米颗粒的均匀性变差的问题。此外，合成规模越大，该局部浓度不均越大，导致粒径的不均匀性的问题。
尤其是在作为通常的钙钛矿型的量子点的制造方法而进行热注入法后，通过急速冷却来使反应停止，进行粒径的控制(非专利文献2)。然而，若合成规模变大，则难以从加热状态急速冷却，因此更难以进行粒径控制。
本发明为了解决上述问题而完成，其目的在提供一种可高精度地进行粒径的控制，同时在大规模的合成中也可得到粒径均匀的纳米颗粒的量子点的制造方法。
解决技术问题的技术手段
本发明为了达成上述目的而完成，其提供一种量子点的制造方法，其为钙钛矿型的量子点的制造方法，其中，使用分别包含不同元素的多个前驱体溶液，将所述多个前驱体溶液分别加热，制成所述前驱体溶液的气溶胶并分别进行喷雾，使多个所述气溶胶碰撞而进行气相反应并滴加至溶剂中，由此合成包含所述不同元素的核颗粒。
根据这种量子点的制造方法，可高精度地进行粒径的控制，同时在大规模的合成中也可得到粒径均匀的纳米颗粒。
此时，优选使用单流体喷嘴或双流体喷嘴进行所述喷雾。
根据这种喷雾方法，可进一步精度良好地进行粒径的控制，同时在大规模的合成中也可进一步精度良好地得到粒径均匀的纳米颗粒。
此时，优选以超声波方式进行所述喷雾。
根据这种喷雾方法，可进一步精度良好地进行粒径的控制，同时在大规模的合成中也可进一步精度良好地得到粒径均匀的纳米颗粒。
发明效果
如上所述，根据本发明的量子点的制造方法，可高精度地进行粒径的控制，同时在大规模的合成中也可得到粒径均匀的纳米颗粒。此外，由此能够得到具有期望的发射波长、发射波长的分布狭窄的量子点。此外，通过将本发明的量子点用于波长转换材料或图像显示装置，可得到色彩再现性良好的波长转换材料或图像显示装置。
附图说明
图1为示出本发明的实施方案的一个实例(实施例1)的图。
图2为示出本发明的实施方案的一个实例(实施例2)的图。
图3为示出比较例1中使用的制造量子点的装置的图。
图4为示出比较例2中使用的制造量子点的装置的图。
图5为示出比较例3中使用的制造量子点的装置的图。
图6为示出比较例4中使用的制造量子点的装置的图。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于此。
如上所述，存在大规模合成中的量子点的粒径的不均匀化及伴随于此的发射波长的分布增大的问题，谋求一种可高精度地进行粒径的控制，同时在大规模的合成中也可得到粒径均匀的纳米颗粒的量子点的制造方法。
即，本申请的发明人对上述技术问题反复进行了深入研究，结果发现通过下述量子点的制造方法，可进行粒径的控制，在大规模的合成中也可得到粒径均匀的纳米颗粒，所述量子点的制造方法为钙钛矿型的量子点的制造方法，其中，使用分别包含不同元素的多个前驱体溶液，将所述多个前驱体溶液分别加热，制成所述前驱体溶液的气溶胶并分别进行喷雾，使多个所述气溶胶碰撞而进行气相反应并滴加至溶剂中，由此合成包含所述不同元素的核颗粒。
通过本发明的量子点的制造方法制造的量子点只要为钙钛矿型，则没有特别限定，可以具有核壳结构，也可以具有多个壳。
量子点的组成没有特别限制，可根据使用所制造的量子点而制作的波长转换材料、光学元件进行适当选择。
作为钙钛矿型的量子点的核颗粒的组成，可例示出CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbI3、CsSnCl3、CH3NH3SnCl3、CsSnBr3、CH3NH3SnBr3、CsSnI3、CH3NH3SnI3、Cs2TiCl6、Cs2TiBr6、Cs2TiI6、CH3NH3Bi2Cl9、CH3NH3Bi2Br9、CH3NH3Bi2I9、Cs2AgInCl6、Cs2AgInBr6、Cs2AgInI6、Cs2CuInCl6、Cs2CuInBr6、Cs2CuInI6、Cs2AgGaCl6、Cs2AgGaBr6、Cs2AgGaI6、Cs2CuGaCl6、Cs2CuGaBr6、Cs2CuGaI6及它们的混晶等。
作为钙钛矿型的量子点的壳层的组成，可例示出ZnSe、ZnS、AlP、AlN、GaN、Ga2S3、MgSe、MgS等。壳层可以为一层，也可以为两层以上，可根据核颗粒的组成或目的适当变更。此外，壳的合成方法没有特别限制，可适当选择。作为壳的合成方法，可例示出交替滴加不同元素的壳前驱体溶液而进行反应的SILAR(Successive Ion Layer Adsorption andReaction(连续离子层吸附反应))法(非专利文献3)等。
核颗粒及壳层的尺寸、形状没有特别限定，可根据目标发射波长、特性而进行适当选择。例如，可将核颗粒设为2～6nm，壳层的厚度可设为0.4～3nm。
进一步，可以在钙钛矿型的量子点的表面进一步具有有机分子或无机分子、或者聚合物的覆盖层。此外，它们的结构没有限制，覆盖层的厚度也可根据目的进行适当选择。覆盖层的厚度没有特别限制，若量子点的粒径小于100nm，则可更有效地抑制分散性的降低与伴随于此的透光率的降低或凝集的发生，因此优选将覆盖层的厚度设为使量子点的粒径为小于100nm的程度的厚度。
作为覆盖层，可例示出硬脂酸、油酸、棕榈酸、二巯基琥珀酸、油胺、十六胺、十八胺、1-十二烷硫醇等有机分子；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚倍半硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙二醇等聚合物；二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化镓等无机分子。
以下，参照附图对本发明的量子点的制造方法进行说明。
图1为示出本发明的实施方案的一个实例的图。图1示出了下述情况：用搅拌棒12搅拌收纳于反应容器10的溶剂11，同时分别对前驱体溶液13a和包含与前驱体溶液13a不同的元素的前驱体溶液14a进行加热，使用流体喷嘴15制成前驱体溶液13a的气溶胶13b与前驱体溶液14a的气溶胶14b并进行喷雾，使气溶胶13b与气溶胶14b碰撞从而进行气相反应并滴加至溶剂11中，由此合成包含不同元素的核颗粒。虽然图1的实例中，作为分别包含不同元素的前驱体溶液而使用了两种前驱体溶液，但在本发明的量子点的制造方法中，能够使用更多的前驱体溶液。
图1的下半部分为扩大了反应容器10内被虚线包围的部分的示意图。通过流体喷嘴15雾化的前驱体溶液13a、14a进行气相反应，形成极微小的液滴16而滴加至溶剂11中。收纳于反应容器10中的溶剂11的温度比加热后的前驱体溶液13a、14a的温度低。在本发明的量子点的制造方法中，在气溶胶13b、14b碰撞时进行气相反应，形成液滴16而滴加至反应容器10中的溶剂11中从而被急速冷却，由此反应停止。
若像本发明这样将多个前驱体溶液制成气溶胶并使其进行气相反应，则前驱体溶液会形成微细的液滴，所有液滴的表面积的合计变大，溶液之间的碰撞概率变高，与在溶剂中进行反应相比，反应性会提高，能够抑制生成颗粒的不均。因此，根据本发明的量子点的制造方法，生成颗粒的尺寸不均会变小，可高精度地进行粒径的控制，同时在大规模的合成中也可得到粒径均匀的纳米颗粒。
此外，制造钙钛矿型的量子点时的温度、浓度等合成条件没有特别限制，可根据其组成或目标发光特性进行适当选择。例如，可将反应容器内的溶剂的温度设为-10～20℃。优选冷却至室温以下的温度。另一方面，可将进行喷雾的前驱体溶液的温度设为20～250℃，浓度可以为0.01～3.0M(mol/L)。
在本发明的核颗粒的合成中，在将已加热的分别包含不同元素的多个前驱体溶液喷雾，使其以气溶胶的状态碰撞而进行气相反应的方法中，优选气溶胶状态为800μm以下的液体胶体状态。气溶胶的微粒的尺寸可通过喷雾方法、喷雾条件进行控制，可根据谋求的量子点的特性进行适当选择。气溶胶状态下的喷雾方法没有特别限制，可根据合成装置的规模或作为目标的量子点的特性进行选择。
作为喷雾方法，可例示出使用了非活性气体载体的单流体喷嘴或双流体喷嘴。尤其是通过使用双流体喷嘴，微粒化性能高，能在较低的低压下进行微粒化，而且不易引起喷嘴的堵塞，故而优选。通常，为了排除氧气或湿气，在非活性气体氛围下进行量子点的合成，因此优选载气为非活性气体。非活性气体的种类可自由选择，可例示出氮气或氩气等。单流体喷嘴及双流体喷嘴的结构或喷雾压力、喷雾流量没有特别限制，可根据作为目标的钙钛矿型的量子点的特性或反应条件进行适当选择。此外，作为液体的供给方式，有液体加压方式或抽吸(suction)方式等，可根据前驱体溶液的性质进行适当选择。进一步，喷嘴的喷雾图案有扇形或圆锥形等，可根据合成规模或前驱体溶液的反应性等进行适当变更。
作为其他的优选的喷雾方法，有基于超声波方式的喷雾方法。基于超声波方式的喷雾方法中，有利用超声波喷嘴直接将前驱体溶液喷雾的方法，还有通过超声波雾化将前驱体溶液制成胶体，使用载气将胶体状的前驱体喷雾的方法等。喷雾方法没有特别限制，可根据合成装置的规模或作为目标的量子点的特性进行选择。
此外，作为喷雾方法，可使用多个具有上述方式的喷嘴，也可根据前驱体溶液而组合不同的方式，可根据合成装置的规模或合成条件进行适当变更。
此外，可使用本发明的量子点提供波长转换材料。作为波长转换材料，例如可列举出波长转换膜或彩色滤光片等用途，但不限于这些用途。通过本发明的量子点的效果，可得到一种具有目标发射波长的色彩再现性良好、发光效率良好的波长转换材料。
例如，将本发明的量子点与树脂进行混合从而使量子点分散于树脂中，并进一步层压树脂材料，由此可得到含有本发明的量子点的波长转换膜。在该工序中，可将量子点分散于溶剂并将其添加、混合于树脂中从而使量子点分散于树脂中。此外，通过将去除溶剂而成为粉体状的量子点添加至树脂中并进行混炼，也可使量子点分散于树脂中。或者，有使树脂的构成要素的单体或低聚物在量子点共存下聚合的方法。量子点在树脂中的分散方法没有特别限制，除了例示的方法以外，还可根据目的进行适当选择。
使量子点分散的溶剂与所使用的树脂具有相容性即可，没有特别限制。此外，树脂材料没有特别限制，可根据期望的特性适当选择有机硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂等。为了提高作为波长转换材料的效率，优选这些树脂的透射率高，特别优选透射率为80％以上。
此外，波长转换材料中也可包含除量子点以外的物质，可包含作为光散射体的二氧化硅或氧化锆、氧化铝、二氧化钛等微粒，也可包含无机荧光体或有机荧光体。作为无机荧光体，可例示出YAG、LSN、LYSN、CASN、SCASN、KSF、CSO、β-SIALON、GYAG、LuAG、SBCA等，作为有机荧光体，可例示出苝衍生物、蒽醌衍生物、蒽衍生物、酞菁衍生物、花青衍生物、二噁嗪衍生物、苯并噁嗪酮衍生物、香豆素衍生物、喹酞酮衍生物、苯并噁唑衍生物、吡唑啉衍生物等。
含有本发明的量子点的波长转换材料的制作方法没有特别限定，可根据目的进行适当选择。例如，将在树脂中分散有本发明的量子点的树脂组合物涂布于PET或聚酰亚胺等透明膜并使其固化、进行层压加工，由此可得到波长转换材料。
向透明膜的涂布可使用喷雾或喷墨等的喷雾法、旋涂法或棒涂法、刮刀涂布法或凹版印刷法或胶版印刷法，可通过涂布而形成树脂层。此外，树脂层及透明膜的厚度没有特别限制，可根据用途进行适当选择。
作为本发明的量子点的实施方案之一，可提供一种使用了本发明的量子点的波长转换膜被设置在结合于蓝色LED的导光面板面上的背光单元。此外，作为实施方案之一，可提供一种使用了本发明的量子点的波长转换膜被配置在结合于蓝色LED的导光面板面与液晶显示面板之间的图像显示装置。在上述实施方案中，使用了本发明的量子点的波长转换膜吸收作为光源且为一次光的蓝色光的至少一部分，并释放出波长比一次光长的二次光。由此，可转换为具有依赖于量子点的发射波长的任意波长分布的光。
实施例
以下，虽列举实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于此。
量子点的荧光发光特性评价中，使用量子效率测定系统(OTSUKA ELECTRONICSCO.,LTD.制造的QE-2100)，将激发波长设为450nm，测定发光特性。此外，将前驱体溶液喷雾时的液滴的粒径以使用激光多普勒法测得的测定值的平均来表示。此外，测定的量子点的发光特性中，发光的半值宽度反映粒径的分布，可评价为发光的半值宽度越狭窄，粒径的分布越均匀。
(实施例1)
实施例1中，使用图1所示的装置制造量子点。将1.2g的碳酸铯与0.4mL的油酸加入5L的1-十八碳烯中，于150℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作铯溶液(前驱体溶液13a)。
此外，将1.5g的溴化铅、0.7mL的油酸、0.7mL的油胺加入6L的1-十八碳烯中，于50℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作溴化铅溶液(前驱体溶液14a)。
向50L的反应容器10中加入12L的1-十八碳烯(溶剂11)，并保持于10℃。将上述铯溶液(前驱体溶液13a)与溴化铅溶液(前驱体溶液14a)分别以加热至200℃的状态、以使彼此的液滴碰撞的方式使用不同的扇形单流体喷嘴15喷雾至该反应容器10内，分别制成气溶胶13b、14b的状态而使其进行气相反应，并滴加至正在用搅拌棒12进行搅拌的12L的1-十八碳烯(溶剂11)中。喷雾条件均设为氮气压力为0.05MPa、喷雾流量约为1L/min。此时的液滴的平均粒径约为220μm。
向反应后的量子点溶液添加以体积比计为5倍的丙酮，使量子点沉淀，利用离心分离机以10000rpm(min-1)进行10min的离心分离处理，将回收的沉淀物再次分散于甲苯中，从而将量子点纯化。
对通过上述工序得到的CsPbBr3量子点的发光特性进行测定，结果发射波长为539nm、发光的半值宽度为27nm、内量子效率为82％。
(比较例1)
图3为示出比较例1中使用的制造量子点的装置的图。将1.2g的碳酸铯与0.4L的油酸加入5L的1-十八碳烯中，于150℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作铯溶液(前驱体溶液33a)。
此外，将1.5g的溴化铅、0.7L的油酸、0.7L的油胺加入6L的1-十八碳烯中，于50℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作溴化铅溶液(前驱体溶液34a)。
向50L的反应容器30中加入12L的1-十八碳烯(溶剂31)，并保持于200℃。利用柱塞泵37向该反应容器30内输送上述铯溶液(前驱体溶液33a)与溴化铅溶液(前驱体溶液34a)，通过不同的喷嘴35将铯溶液(前驱体溶液33a)与溴化铅溶液(前驱体溶液34a)制成液滴33b、34b并滴加至反应容器30内的正在用搅拌棒32进行搅拌的溶剂31中。此时，流量约为0.8L/min。滴加结束后，将反应容器30内的溶液冷却至室温。图3的下半部分为扩大了反应容器30内被虚线包围的部分的示意图。通过滴加喷嘴35将前驱体溶液制成液滴36并滴加至溶剂31中。
向该反应后的量子点溶液中添加以体积比计为5倍的丙酮，使量子点沉淀，利用离心分离机以10000rpm(min-1)进行10min的离心分离处理，将回收的沉淀物再次分散于甲苯中，从而将量子点纯化。
对通过上述工序得到的CsPbBr3量子点的发光特性进行测定，结果发射波长为550nm、发光的半值宽度为41nm、内量子效率为53％。如此，在加热后的溶剂中使多个前驱体溶液反应而制作的量子点的半值宽度比实施例1大。
(比较例2)
图4为示出比较例2中使用的制造量子点的装置的图。将1.2g的碳酸铯与0.4L的油酸加入5L的1-十八碳烯中，于150℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作铯溶液(前驱体溶液43a)。
此外，将1.5g的溴化铅、0.7L的油酸、0.7L的油胺加入6L的1-十八碳烯中，于50℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作溴化铅溶液(前驱体溶液44a)。
向50L的反应容器40中加入12L的1-十八碳烯(溶剂41)，并保持于10℃。将上述铯溶液(前驱体溶液43a)与溴化铅溶液(前驱体溶液44a)分别以加热至200℃的状态、利用柱塞泵47输送至该反应容器40内，用T型搅拌机48将2种溶液混合，然后利用滴加喷嘴45制成液滴46并滴加至反应容器40内的正在用搅拌棒42进行搅拌的溶剂41中。此时，流量约为0.8L/min。滴加后，将反应容器40内的溶液冷却至室温。
向反应后的量子点溶液中添加以体积比计为5倍的丙酮，使量子点沉淀，利用离心分离机以10000rpm(min-1)进行10min的离心分离处理，将回收的沉淀物再次分散于甲苯中，从而将量子点纯化。
对通过上述工序得到的CsPbBr3量子点的发光特性进行测定，结果发射波长为543nm、发光的半值宽度为38nm、内量子效率为80％。如此，预先使多个前驱体溶液进行反应后制成液滴并进行冷却而制作的量子点的半值宽度比实施例1大。
(比较例3)
图5为示出比较例3中使用的制造量子点的装置的图。将1.2g的碳酸铯与0.4mL的油酸加入5L的1-十八碳烯中，于150℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作铯溶液(前驱体溶液53a)。
此外，将1.5g的溴化铅、0.7mL的油酸、0.7mL的油胺加入6L的1-十八碳烯中，于50℃下进行60min脱气。然后，将容器内设为氮气氛围，制作溴化铅溶液(前驱体溶液54a)。
向50L的反应容器50中加入12L的1-十八碳烯(溶剂51)，并保持于200℃。使用不同的扇形单流体喷嘴55，以不使彼此的液滴碰撞的方式将上述铯溶液(前驱体溶液53a)与溴化铅溶液(前驱体溶液54a)喷雾至该反应容器50内，分别制成气溶胶53b、54b的状态并滴加，一边用搅拌棒52进行搅拌一边使其在溶剂51中反应。喷雾条件均设为氮气压力为0.05MPa、喷雾流量约为1L/min，此时，液滴的平均粒径约为220μm。喷雾后，将反应容器50内的溶液冷却至室温。
向反应后的量子点溶液中添加以体积比计为5倍的丙酮，使量子点沉淀，利用离心分离机以10000rpm(min-1)进行10min的离心分离处理，将回收的沉淀物再次分散于甲苯中，从而将量子点纯化。
对通过上述工序得到的CsPbBr3量子点的发光特性进行测定，结果发射波长为542nm、发光的半值宽度为36nm、内量子效率为77％。如此，使制成气溶胶状态的多个前驱体溶液在加热后的溶剂中进行反应而制作的量子点的半值宽度比实施例1大。
(实施例2)
图2为示出实施例2中使用的制造量子点的装置的图。将2.4g的溴化铯与0.5mL的油酸加入8L的1-十八碳烯中，于150℃下进行60min脱气，制作铯溶液(前驱体溶液23a)。然后，对安装有2.4MHz的超声波雾化单元28的密封容器内进行氮气置换，向处于氮气氛围下的容器内加入铯溶液(前驱体溶液23a)。
此外，将2.2g的溴化锡(II)、1.0mL的油酸、1.0mL的油胺加入8L的1-十八碳烯中，于50℃下进行60min脱气，制作溴化锡(II)溶液(前驱体溶液24a)。然后，对安装有2.4MHz的超声波雾化单元28的密封容器内进行氮气置换，向处于氮气氛围下的容器内加入溴化锡(II)溶液(前驱体溶液24a)。
向50L的反应容器20中加入16L的1-十八碳烯(溶剂21)，并保持于10℃。将上述铯溶液(前驱体溶液23a)与溴化锡(II)溶液(前驱体溶液24a)分别以加热至200℃的状态、使用不同的超声波雾化单元28进行雾化，分别制成气溶胶23b、24b的状态。以氮气为载体，向反应容器20内输送气溶胶23b、24b，以使气溶胶23b、24b彼此的液滴发生碰撞的方式分别从喷雾喷嘴25进行喷雾，使其进行气相反应，并滴加至正在用搅拌棒22进行搅拌的溶剂21中。喷雾条件均设为氮气压力为0.05MPa、喷雾流量约为1L/min。此时的液滴的平均粒径约为220μm。
向反应后的量子点溶液中添加以体积比计为5倍的丙酮，使量子点沉淀，利用离心分离机以10000rpm(min-1)进行10min的离心分离处理，将回收的沉淀物再次分散于甲苯中，从而将量子点纯化。
对通过上述工序得到的CsSnBr3量子点的发光特性进行测定，结果发射波长为537nm、发光的半值宽度为35nm、内量子效率为71％。
(比较例4)
图6为示出比较例4中使用的制造量子点的装置的图。将2.4g的溴化铯与0.5mL的油胺加入8L的1-十八碳烯中，于150℃下进行60min脱气，制作铯溶液(前驱体溶液63a)。然后，对安装有2.4MHz的超声波雾化单元68的密封容器内进行氮气置换，向处于氮气氛围下的容器内加入铯溶液(前驱体溶液63a)。
将2.2g的溴化锡、1.0mL的油酸、1.0mL的油胺加入8L的1-十八碳烯中，于50℃下进行60min脱气，制作溴化锡(II)溶液(前驱体溶液64a)。然后，对安装有2.4MHz的超声波雾化单元68的密封容器内进行氮气置换，向处于氮气氛围下的容器内加入溴化锡(II)溶液(前驱体溶液64a)。
向50L的反应容器60中加入16L的1-十八碳烯(溶剂61)，并保持于220℃。将上述铯溶液(前驱体溶液63a)与溴化锡(II)溶液(前驱体溶液64a)分别以加热至200℃的状态、使用不同的超声波雾化单元68进行雾化，分别制成气溶胶63b、64b的状态。以氮气为载体，向反应容器60内输送气溶胶63b、64b，以不使气溶胶63b、64b彼此的液滴发生碰撞的方式分别从喷雾喷嘴65进行喷雾，并滴加至正在用搅拌棒62进行搅拌的溶剂61中，使其在溶剂61中反应。喷雾条件均设为喷雾流量约为0.2L/min。此时的液滴的平均粒径约为5μm。将喷雾后的溶液冷却至室温。
向反应后的量子点溶液中添加以体积比计为5倍的丙酮，使量子点沉淀，利用离心分离机以10000rpm(min-1)进行10min的离心分离处理，将回收的沉淀物再次分散于甲苯中，从而将量子点纯化。
对通过上述工序得到的CsSnBr3量子点的发光特性进行测定，结果发射波长为544nm、发光的半值宽度为49nm、内量子效率为61％。如此，使制成气溶胶状态的多个前驱体溶液在加热后的溶剂中进行反应而制作的量子点的半值宽度比实施例2大。
根据上述实施例、比较例的结果可知，合成钙钛矿型的量子点时，通过将已加热的分别包含不同元素的多个前驱体溶液喷雾，使其以气溶胶的状态碰撞而进行气相反应并滴加至溶剂中，即使扩大规模也可均匀地控制量子点的粒径，因此能够抑制发光的半值宽度的增加。
另外，本发明并不限定于上述实施方案。上述实施方案为例示，具有与本发明的权利要求书中记载的技术构思实质相同的构成、发挥相同的作用效果的技术方案均包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种量子点的制造方法，其为钙钛矿型的量子点的制造方法，其特征在于，
使用分别包含不同元素的多个前驱体溶液，将所述多个前驱体溶液分别加热，制成所述前驱体溶液的气溶胶并分别进行喷雾，使多个所述气溶胶碰撞而进行气相反应并滴加至溶剂中，由此合成包含所述不同元素的核颗粒。
2.根据权利要求1所述的量子点的制造方法，其特征在于，使用单流体喷嘴或双流体喷嘴进行所述喷雾。
3.根据权利要求1所述的量子点的制造方法，其特征在于，以超声波方式进行所述喷雾。
CN202180041886.2A 2020-06-15 2021-05-06 量子点的制造方法 Active CN115943122B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-102926 2020-06-15
JP2020102926A JP7427541B2 (ja) 2020-06-15 2020-06-15 量子ドットの製造方法
PCT/JP2021/017322 WO2021256109A1 (ja) 2020-06-15 2021-05-06 量子ドットの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115943122A true CN115943122A (zh) 2023-04-07
CN115943122B CN115943122B (zh) 2024-09-17

Family

ID=79197149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180041886.2A Active CN115943122B (zh) 2020-06-15 2021-05-06 量子点的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230279293A1 (zh)
JP (1) JP7427541B2 (zh)
KR (1) KR20230023638A (zh)
CN (1) CN115943122B (zh)
TW (1) TW202204575A (zh)
WO (1) WO2021256109A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116510756A (zh) * 2023-04-28 2023-08-01 广东工业大学 一种高熵氟化物量子点纳米酶、制备方法及其生化检测应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024043081A1 (ja) * 2022-08-23 2024-02-29 信越化学工業株式会社 インク組成物、インク組成物の製造方法及びカラーフィルタの製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007117937A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 微粒子粉末、その製造方法および製造装置
WO2012173262A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 独立行政法人産業技術総合研究所 エレクトロスプレーによるマイクロ反応場形成装置及び化学反応制御方法
CN107500345A (zh) * 2017-08-24 2017-12-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种钙钛矿量子点的制备方法
WO2018139446A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 国立研究開発法人産業技術総合研究所 半導体ナノ粒子製造装置及び半導体ナノ粒子の製造方法
CN109705849A (zh) * 2019-01-22 2019-05-03 南京华群光电技术有限公司 一种胺类液化钙钛矿辅助的用喷雾法制备钙钛矿量子点技术
CN111268685A (zh) * 2020-03-09 2020-06-12 邓咏兰 一种气相二氧化硅的合成工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3839335A1 (en) 2010-11-10 2021-06-23 Nanosys, Inc. Quantum dot films, lighting devices, and lighting methods
JPWO2018139447A1 (ja) * 2017-01-25 2020-01-23 日立化成株式会社 半導体ナノ粒子の製造方法
JP7212947B2 (ja) 2017-06-02 2023-01-26 ネクスドット 封入ナノ粒子を得るための方法
CN111909694A (zh) * 2019-05-07 2020-11-10 Tcl集团股份有限公司 钙钛矿量子点的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007117937A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 微粒子粉末、その製造方法および製造装置
WO2012173262A1 (ja) * 2011-06-16 2012-12-20 独立行政法人産業技術総合研究所 エレクトロスプレーによるマイクロ反応場形成装置及び化学反応制御方法
WO2018139446A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 国立研究開発法人産業技術総合研究所 半導体ナノ粒子製造装置及び半導体ナノ粒子の製造方法
CN107500345A (zh) * 2017-08-24 2017-12-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种钙钛矿量子点的制备方法
CN109705849A (zh) * 2019-01-22 2019-05-03 南京华群光电技术有限公司 一种胺类液化钙钛矿辅助的用喷雾法制备钙钛矿量子点技术
CN111268685A (zh) * 2020-03-09 2020-06-12 邓咏兰 一种气相二氧化硅的合成工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116510756A (zh) * 2023-04-28 2023-08-01 广东工业大学 一种高熵氟化物量子点纳米酶、制备方法及其生化检测应用
CN116510756B (zh) * 2023-04-28 2023-10-03 广东工业大学 一种高熵氟化物量子点纳米酶、制备方法及其生化检测应用

Also Published As

Publication number Publication date
TW202204575A (zh) 2022-02-01
WO2021256109A1 (ja) 2021-12-23
JP2021195281A (ja) 2021-12-27
JP7427541B2 (ja) 2024-02-05
US20230279293A1 (en) 2023-09-07
CN115943122B (zh) 2024-09-17
KR20230023638A (ko) 2023-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115943122B (zh) 量子点的制造方法
CN107849446B (zh) 发光晶体及其制造
US9748096B2 (en) Methods of preparation of semiconductor nanocrystals group IIIA and group VA elements
US20070096057A1 (en) Luminescent compositions, methods for making luminescent compositions and inks incorporating the same
WO2014196319A1 (ja) 光学材料、光学フィルム及び発光デバイス
CN108511582B (zh) 一种多层封装量子点的led涂层及其制备方法
WO2014208356A1 (ja) 光学フィルム及び発光デバイス
CN115362238B (zh) 量子点的制造方法
US20080251006A1 (en) Controlled synthesis of nanoparticles using continuous liquid-flow aerosol method
JP5009792B2 (ja) 微粒子及びそれを用いた赤色蛍光変換媒体
JP7273992B2 (ja) 量子ドット、波長変換材料、バックライトユニット、画像表示装置及び量子ドットの製造方法
CN111433320B (zh) 量子点及其制造方法、以及树脂组合物、波长转换材料、发光元件
Li et al. Phosphors for field emission display: recent advances in synthesis, improvement, and luminescence properties
TWI850545B (zh) 量子點之製造方法
WO2023090065A1 (ja) 量子ドットのパターニング方法、光学素子の製造方法、バックライトユニットの製造方法及び画像表示装置の製造方法
KR102222581B1 (ko) 잉크젯 패터닝이 가능한 유무기 하이브리드 페로브스카이트 양자점 잉크
Xue et al. High‐Energy Ball Milling Synthesize All‐Inorganic Lead‐Free Green Emitting Cs3MnBr5 Crystals
Afanaseva et al. The Luminescent Properties of CsPbBr 3 Precipitated in Polyurethane
Mohanty Lanthanide-Doped NaYF4 Formulated Nanoinks for Anti-Counterfeiting Applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant