JP6161838B2 - チオエーテルリガンドを含む複合ナノ粒子 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
[背景]
量子ドット広色域化フィルム(QDEF)は、LCDディスプレイ用光源として使用される。QDEFにおいて赤色及び緑色量子ドットは、青色LEDと共に光源として使用され、全領域の色を与える。これは、典型的なLCDディスプレイの色域を改善する点、及びLEDディスプレイと比べエネルギー消費を低く保つ点において有利である。
一旦、量子ドットを合成し、それらを、量子ドット外面へ結合する有機リガンドにより処理する。表面トラップを不活性化すること、溶媒又はポリマーマトリックス中における分散安定性を制御すること、凝集及び分解に対し安定化すること、並びに、合成中のナノ粒子(好ましくは、ナノ結晶)の成長速度へ影響を与えることにより、有機リガンドにより安定化するコロイド状量子ドットナノ粒子(好ましくは、ナノ結晶)は、改善された量子収率を有し得る。そのため、有機リガンドを最適化することは、最適な量子収率、加工適性、及びQDEFにおける機能寿命を達成するため重要である。
[概要]
蛍光発光が可能であり、量子ドット広色域化フィルムにおける使用に好適である複合粒子を提供する。
一態様において、本開示は、蛍光性半導体のコアシェル型ナノ粒子(好ましくは、ナノ結晶)及び、そのコアシェル型ナノ粒子外側の表面へ結び付いたチオエーテル置換リガンドを含む複合粒子を提供する。一態様において、本開示は、蛍光性半導体のコアシェル型ナノ粒子(好ましくは、ナノ結晶)及び、そのコアシェル型ナノ粒子外側の表面へ結び付いたチオエーテル置換リガンドを含む複合粒子を提供する。蛍光性半導体のコアシェル型ナノ粒子は、InPのコア、コアを被覆する内側シェルであってその内側シェルがセレン化亜鉛及び硫化亜鉛を含むもの、並びに、内側シェルを被覆する外側シェルであってその外側シェルが硫化亜鉛を含むものを含む。
チオエーテル置換リガンドは、(ナノ粒子へ結び付く前)、下記化学式Iで表される。

(式中、Rは、(ヘテロ)ヒドロカルビル基又は(メタ)アクリレートオリゴマー基であり、
は、ヒドロカルビル基であり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
いくつかの実施形態において、Rは、アリール基及び、直鎖状又は分枝状のアルキル基を含む(ヘテロ)ヒドロカルビル基より選択され、そのアルキルは、任意のものとして−O−、−CO−、−NR−、−CONR−、−SO−、−OC(O)NR−を含む鎖中官能基を含み、RはH又はC〜Cのアルキルである。特に、Rは、2〜50の炭素原子を有するアルキル基より選択し得る。その他の実施形態において、Rは、2〜50の炭素原子を有するアルキルオキシアルキレンより選択し得る。
いくつかの実施形態において、Rは、アルキル、アリール、アラルキル及びアルカリール基より選択し得、それには、1個以上のアルキル基で置換した、フェニル、ビフェニル及びナフチルが挙げられる。
いくつかの実施形態において、Rは、下記化学式で表される(メタ)アクリレートオリゴマーより選択される。

(式中、Rは、各々独立して、H、又はCHであり、
は、各々、C〜C30のアルキルであり、
donorは、π電子供与性基Xを有し、
mは少なくとも2、好ましくは2〜100、より好ましくは2〜50であり、
pはゼロでもゼロでなくてもよい。Rdonor基のXは、化学式Iのリガンドのそれと、同一のXでも異なるXでもよい。)
π電子供与性基Xは、電子不足のナノ粒子へ共鳴により電子密度を供与可能な、あらゆる官能基であり得る。例えば、Xは、−COH、−OH、−P(O)(OH)、−P(O)OH、−NH、及び−SOHより選択し得る。
複合粒子は、光学ディスプレイにおける使用のための、被覆及びフィルムに使用し得る。蛍光性半導体のナノ粒子は、第2の光波長より短い第1の光波長により励起する際、第2の光波長にて蛍光シグナルを発する。
本明細書で使用する、
「アルキル」は、直鎖状又は分枝状、環状又は非環状の、飽和1価炭化水素を意味する。
「アルキレン」は、直鎖状又は分枝状の、不飽和2価炭化水素を意味する。
「アルケニル」は、直鎖状又は分枝状の、不飽和炭化水素を意味する。
「アリール」は、フェニル、ナフチルなどの1価芳香族を意味する。
「アリーレン」は、フェニレン、ナフタレンなどの多価芳香族を意味する。
「アラルキレン」は、例えばベンジル、1−ナフチルエチルなどの、アルキレンへアリール基が結合した、上記で定義した基を意味する。
本明細書で使用する、「(ヘテロ)ヒドロカルビル基」はヒドロカルビル基のアルキル及びアリール基、並びに、ヘテロヒドロカルビル基のヘテロアルキル及びヘテロアリール基を包括的に表し、後者は、エーテル又はアミノ基などの1つ以上のカテナリー型(鎖中)ヘテロ原子を含む。ヘテロヒドロカルビル基は、エステル、アミド、ウレア、ウレタン、及びカーボネート官能基を含む、1つ以上のカテナリー(鎖中)官能基を任意に含み得る。別途記載のない限り、ポリマーでない(ヘテロ)ヒドロカルビル基は、典型的には、1〜60の炭素原子を有する。本明細書で使用するヘテロヒドロカルビル基のいくつかの例としては、上記の「アルキル」、「ヘテロアルキル」及び「アリール」について記載されたものに加え、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、4−ジフェニルアミノブチル、2−(2’−フェノキシエトキシ)エチル、3,6−ジオキサヘプチル、3,6−ジオキサヘキシル−6−フェニルが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用する用語「複合粒子」は、ナノ粒子を指し、これは典型的にはコアシェル型ナノ粒子(好ましくは、ナノ結晶)の形であり、ナノ粒子の表面上に、普通の溶媒和によっては表面から除去されない任意の付随する有機被覆又は他の材料を有している。そのような複合粒子は、「量子ドット」として有用であり、半導体材料使用の結果として、近紫外光(UV)から遠赤外光(IR)の範囲において可変発光性を有する。
用語「ナノ粒子」は、0.1ナノメートルから1000ナノメートルの範囲の、例えば、0.1ナノメートルから100ナノメートルの範囲、又は1ナノメートルから100ナノメートルの範囲の、平均粒径を有する粒子を指す。用語「径(diameter)」は、実質的に球状の粒子の径のみならず、構造体の最短軸に沿っての長さも指す。平均粒径を測定するのに好適な技法としては、例えば、走査型トンネル顕微鏡、光散乱法、及び透過型電子顕微鏡が挙げられる。
ナノ粒子の「コア」は、シェルが適用されていないナノ粒子(好ましくは、ナノ結晶)、又はコアシェル型ナノ粒子の内側部分を意味するものとする。ナノ粒子のコアは均一な組成を有してもよく、又はその組成がコア内部への深度と共に変化してもよい。コアのナノ粒子には多くの材料が既知であり使用されており、及び、コアのナノ粒子へ1種以上のシェルを適用する技術には多くの方法が既知である。コアは、1種以上のシェルとは異なる組成を有する。コアは、典型的には、コアシェル型ナノ粒子のシェルとは異なる化学組成を有する。
本明細書で使用する用語「化学線」は、電磁波の帯域のいずれかの波長範囲における放射を指す。化学線は、典型的には、紫外光波長の範囲、可視光波長の範囲、赤外光波長の範囲のもの、又はそれらの組み合わせである。当技術分野において既知のあらゆる好適なエネルギー源を、化学線を提供するため使用し得る。
本開示の上記の概要は、開示される各々の実施形態、又は本開示の全ての実現形態を説明することを目的としたものではない。以下の説明は、例示的な実施形態を、より具体的に例示するものである。本出願の全体を通じて数箇所で、実施例を列挙することにより指針が提供されており、それらの実施例を様々に組み合わせて使用し得る。各々の事例において、列挙される一覧は代表的な群としてのみ与えられるのであって、限定的な一覧として解釈されるべきではない。
量子ドットを含む例示的なフィルム物品のエッジ領域の概略側面図である。 量子ドットフィルムを形成する例示的な方法のフロー図である。 量子ドット物品を含むディスプレイの一実施形態の概略図である。
[詳細な説明]
本開示は、化学線によって励起する際に、蛍光発光し得る蛍光性半導体のナノ粒子を含む複合粒子を提供する。複合粒子は、光学ディスプレイで使用のための、被覆及びフィルムに使用し得る。
蛍光性半導体のナノ粒子は、好適に励起する際、蛍光シグナルを発する。それらは、化学線の第2の波長より短い、化学線の第1の波長により励起する際、化学線の第2の光波長にて蛍光発光する。いくつかの実施形態において、蛍光性半導体のナノ粒子は、電磁波の帯域の紫外光領域における波長の光に曝される際、電磁波の帯域の可視光領域において蛍光発光し得る。他の実施形態において、蛍光性半導体のナノ粒子は、電磁波の帯域の紫外光領域又は可視光領域において励起する際、赤外光領域において蛍光発光し得る。なおも他の実施形態において、蛍光性半導体のナノ粒子は、紫外光領域において、より短波長の光により励起する際、紫外光領域において蛍光発光し得るものであり、可視光領域において、より短波長の光により励起する際、可視光領域において蛍光発光し得るものであり、又は、赤外光領域において、より短波長の光により励起する際、赤外光領域において蛍光発光し得るものである。蛍光性半導体のナノ粒子は、例えば、1200ナノメートル(nm)まで、又は1000nmまで、900nmまで、又は800nmまでの波長などの波長範囲において、多くの場合に蛍光発光することが可能である。例えば、蛍光性半導体のナノ粒子は、400ナノメートルから800ナノメートルの範囲において、多くの場合に蛍光発光が可能である。
ナノ粒子は、少なくとも0.1ナノメートル(nm)、又は少なくとも0.5nm、又は少なくとも1nmの平均粒径を有する。ナノ粒子は、1000nmまで、又は500nmまで、又は200nmまで、又は100nmまで、又は50nmまで、又は20nmまで、又は10nmまでの平均粒径を有する。半導体のナノ粒子、特に1nm〜10nmの規模の径のものは、最先端技術用に最も有望な新素材の範疇のものとして浮上してきた。
半導体材料としては、周期表(現代の族番号1〜18の体系を使用)の、第2族〜第16族、第12族〜第16族、第13族〜第15族、第14族〜第16族、及び第14族の、半導体である、元素又は複合物が挙げられる。いくつかの好適な量子ドットとしては、金属リン化物、金属セレン化物、金属テルル化物、又は金属硫化物が挙げられる。代表的な半導体材料としては、Si、Ge、Sn、BN、BP、BAs、AIN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、lnAs、InSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、MgTe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCI、CuBr、CuI、Si、Ge、Al、(Ga,In)(S,Se,Te)、AlCO、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe、BaS、BaSe、BaTe、及びそのような半導体2種以上の適切な組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。これらの半導体材料は、コアに、1層以上のシェル層に、又は両者に使用し得る。
数種の実施形態において、代表的な金属リン化物の量子ドットとしては、リン化インジウム及びリン化ガリウムが挙げられ、代表的な金属セレン化物の量子ドットとしては、セレン化カドミウム、セレン化鉛及びセレン化亜鉛が挙げられ、代表的な金属硫化物の量子ドットとしては、硫化カドミウム、硫化鉛及び硫化亜鉛が挙げられ、並びに代表的な金属テルル化物の量子ドットとしては、テルル化カドミウム、テルル化鉛及びテルル化亜鉛が挙げられる。他の好適な量子ドットとしては、ヒ化ガリウム及びリン化インジウムガリウムが挙げられる。代表的な半導体材料は、Evident Technologies(ニューヨーク州トロイ)より商業的に市販されている。
本発明において使用するナノ結晶(又は他のナノ構造体)は、当業者に既知のあらゆる方法を使用して製造し得る。好適な方法は、2004年3月10日出願の米国特許出願第10/796,832号、米国特許第6,949,206号(Whiteford)、及び2004年6月8日出願の米国特許仮出願第60/578,236号に開示されており、その各々の開示の全体を本明細書に参照により援用する。本発明において使用するナノ結晶(又は他のナノ構造体)は、あらゆる好適な材料より、好適には無機材料より、及びより好適には無機導電性又は半導電材料より製造し得る。好適な半導体材料としては、米国特許出願第10/796,832号に開示のものが挙げられ、第2族〜第6族、第3族〜第5族、第4族〜第6族、及び第4族の半導体を含む、あらゆる型の半導体が挙げられる。好適な半導体材料としては、Si、Ge、Sn、Se、Te、B、C(ダイアモンドを含む)、P、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlN、AlP、As、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、CuI、Si、Ge、Al、(Ga,In)(S,Se,Te)、AlCO、及びそのような半導体2種以上の適切な組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
数種の態様において、半導体のナノ結晶又は他のナノ構造体は、p型ドーパント又はn型ドーパントからなる群よりのドーパントを含み得る。本発明に有用なナノ結晶(又は他のナノ構造体)は、第2族〜第6族、又は第3族〜第5族の半導体もまた含み得る。第2族〜第6族、又は第3族〜第5族の半導体のナノ結晶及びナノ構造体の例としては、周期表の、Zn、Cd、及びHgなどの第2族よりの元素の、S、Se、Te、Poなどの第6族よりのあらゆる元素とのあらゆる組み合わせ、並びに、周期表の、B、Al、Ga、In及びTlなどの第3族よりの元素の、N、P、As、Sb及びBiなどの第5族のいずれかの元素との任意の組み合わせが挙げられる。
他の好適な無機ナノ構造体としては、金属ナノ構造体が挙げられる。好適な金属としては、Ru、Pd、Pt、Ni、W、Ta、Co、Mo、Ir、Re、Rh、Hf、Nb、Au、Ag、Ti、Sn、Zn、Fe、FePtなどが挙げられるが、これらに限定されない。
ナノ結晶のリンを生成させるため、あらゆる既知の方法を使用し得るが、無機ナノ材料のリンの成長を制御するために、好適には溶液相コロイド法を使用する。Alivisatos,A.P.,「Semiconductor clusters,nanocrystals,and quantum dots,」Science 271:933(1996)、X.Peng,M.Schlamp,A.Kadavanich,A.P.Alivisatos,「Epitaxial growth of highly luminescent CdSe/CdS Core/Shell nanocrystals with photostability and electronic accessibility,」J.Am.Chem.Soc.30:7019〜7029(1997)、及び、C.B.Murray,D.J.Norris,M.G.Bawendi,「Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE(E=sulfur,selenium,tellurium)semiconductor nanocrystallites,」J.Am.Chem.Soc.115:8706(1993)を参照。この生産プロセス技術により、クリーンルーム及び高価な生産設備を必要としない、低コストの加工適性が得られる。これらの方法において、高温において熱分解する金属前駆体が、有機界面活性剤分子の熱い溶液へ、速やかに注入される。これらの前駆体は、昇温した温度において分裂し、反応してナノ結晶の核を生成する。この初期の核生成段階後、モノマー添加により、成長段階が始まり、結晶が成長する。成績体は、溶液中において自立している結晶質ナノ粒子であり、それらの表面を被覆する有機界面活性剤分子を有している。
この手法を利用し、数秒かけて行なわれる初期の核生成事象としての合成が起き、続いて、昇温した温度において数分かけての結晶成長となる。温度、存在する界面活性剤の型、前駆体材料、及び界面活性剤のモノマーに対する比率などのパラメータは、反応の性質及び進行を変化させるため修正し得る。温度は、核生成事象の構造的様相、前駆体の分解速度、及び成長速度を制御する。有機界面活性剤分子は、溶解度及びナノ結晶形状制御の両者を調整する。
半導体のナノ結晶において、ナノ結晶のバンドエッジ状態より、光誘起発光が発生する。ナノ結晶よりのバンドエッジ発光は、表面電子状態より生じる、放射性及び非放射性崩壊経路と競合する。X.Peng,et al.,J.Am.Chem.Soc.30:7019〜7029(1997)。結果として、ダングリングボンドのような表面欠陥の存在は、非放射性再結合中心を提供し、及び、発光効率低下の一因となる。表面トラップ状態を不活性化し除去する、効率的かつ永続的な方法は、ナノ結晶の表面上に、無機シェル材料をエピタキシャル成長させることである。X.Peng,et al.,J.Am.Chem.Soc.30:7019〜7029(1997)。シェル材料は、コア材料(例えば、電子及びホールがコアへ局在化している電位ステップを提供する、より広いバンドギャップのもの)に対して、電子準位がタイプI型であるように選択し得る。結果として、非放射性再結合確率を低減させ得る。
コアシェル構造体は、シェル材料を含む有機金属前駆体を、コアナノ結晶を含む反応混合物へ添加することにより得られる。この場合、核生成事象及び続いての成長ではなく、コアが核として作用し、シェルがそれらの表面より成長する。反応温度は、シェル材料モノマーのコア表面への添加に好都合となるよう、低く保たれ、その一方、シェル材料のナノ結晶の独立した核生成を防止している。反応混合物中の界面活性剤は、シェル材料の制御された成長を行わせるため存在し、及び、溶解度を確保している。2種の材料間の格子不整合が小さい場合、均等なエピタキシャル成長したシェルが得られる。加えて、球状形状は、大きな半径の湾曲による界面ひずみエネルギーを最少化するように作用し、それにより、ナノ結晶系の光学特性を劣化させ得る転位の形成を防止する。
好適な実施形態において、ZnSは、既知の合成プロセスを使用するシェル材料として使用可能であり、高品位の発光をもたらす。前述のように、必要な場合、例えば、コア材料が修正された場合、この材料は容易に置き換え得る。更なる代表的コア材料及びシェル材料は、本明細書に記載され、及び/又は当技術分野において既知である。
量子ドットの多くの用途について、材料を選択する際、2種の要因を典型的なものとして考察する。第1の要因は、可視光の吸収能力及び発光能力である。この考察より、InPが大変に望ましい基礎材料となる。第2の要因は、材料のフォトルミネセンス効率(量子収率)である。一般に、第12族〜第16族の量子ドット(セレン化カドミウムなど)は、第13族〜第15族の量子ドット(InPなど)より高い量子収率を有する。従来製造されたInPコアの量子収率は非常に低く(<1%)、それ故、コアとしてInPを用い、シェルとしてより高いバンドギャップを持つその他の半導体化合物(例えば、ZnS)を用いる、コアシェル型構造体の製造においては、量子収率改善の試行が追究されている。
そのため、本開示の蛍光性半導体のナノ粒子(すなわち、量子ドット)は、コア及び、少なくとも部分的にコアを包み込むシェルを含む。コアシェル型ナノ粒子は、識別可能な2層、すなわち、半導体又は金属のコア及び、コアを包み込む、絶縁材料又は半導体材料のシェル、を有し得る。コアは、第1の半導体材料を多くの場合に含み、及びシェルは、第1の半導体材料とは異なる第2の半導体材料を多くの場合に含む。例えば、第1の第12族〜第16族(例えば、CdSe)の半導体材料は、コア中に存在し得、第2の第12族〜第16族(例えば、ZnS)の半導体材料は、シェル中に存在し得る。
本開示の数種の実施形態において、コアは、金属リン化物(例えば、リン化インジウム(InP)、リン化ガリウム(GaP)、リン化アルミニウム(AlP))、金属セレン化物(例えば、セレン化カドミウム(CdSe)、セレン化亜鉛(ZnSe)、セレン化マグネシウム(MgSe))、又は金属テルル化物(例えば、テルル化カドミウム(CdTe)、テルル化亜鉛(ZnTe))を含む。数種の実施形態において、コアは、金属リン化物(例えば、リン化インジウム)、又は金属セレン化物(例えば、セレン化カドミウム)を含む。本開示の数種の好ましい実施形態において、コアは、金属リン化物(例えば、リン化インジウム)を含む。
シェルは、単層でも又は多層化されていてもよい。いくつかの実施形態において、シェルは、多層化シェルである。シェルは、本明細書に開示されるコア材料のいずれかを含み得る。数種の実施形態において、シェル材料は、半導体コアより高いバンドギャップエネルギーを有する半導体材料であってもよい。他の実施形態において、好適なシェル材料は、半導体コアに対し、良好な伝導帯オフセット及び価電子帯オフセットを有していてもよく、並びに、いくつかの実施形態において、伝導帯はコアのそれよりより高くてもよく、及び、価電子帯はコアのそれより低くてもよい。例えば、数種の実施形態において、可視光領域においてエネルギーを発する半導体コア、例えば、CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、ZnTe、GaP、InP、若しくはGaAsなど、又は近赤外光領域においてエネルギーを発する半導体コア、例えば、InP、InAs、InSb、PbS、若しくはPbSeなどは、紫外光領域におけるバンドギャップエネルギーを有するシェル材料、例えば、ZnS、GaN、及び、マグネシウムカルコゲン化物として、MgS、MgSe、及びMgTeなど、によって被覆してもよい。他の実施形態において、近赤外光領域において発光する半導体コアは、可視光領域においてバンドギャップエネルギーを有する材料、例えば、CdS又はZnSeによって被覆してもよい。
コアシェル型ナノ粒子の形成は、様々な方法により実行し得る。半導体コアを調製するために有用な、好適なコア前駆体及びシェル前駆体は、当技術分野において既知であり、第2族元素、第12族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、及びそれらの塩の形のものを挙げ得る。例えば、第1の前駆体としては、例えば、Zn、Cd、Hg、Mg、Ca、Sr、Ba、Ga、In、Al、Pb、Ge、Siなどの金属原子(M+)、若しくは塩のもの、及び対イオン(X−)を含む金属塩(M+X−)、又は有機金属種、例えば、ジアルキル金属錯体など、を挙げ得る。被覆した半導体のナノ結晶コア及びコアシェル型ナノ結晶の調製は、例えば、Dabbousi et al.(1997)J.Phys.Chem.B 101:9463,Hines et al.(1996)J.Phys.Chem.100:468〜471、及び、Peng et al.(1997)J.Amer.Chem.Soc.119:7019〜7029、並びに、米国特許第8,283,412号(Liuら)、及び、国際公開第2010/039897号(Tulskyら)において知り得る。
本開示の数種の好ましい実施形態において、シェルは、金属硫化物(例えば、硫化亜鉛又は硫化カドミウム)を含む。数種の実施形態において、シェルは、亜鉛含有化合物(例えば、硫化亜鉛又はセレン化亜鉛)を含む。数種の実施形態において、多層化したシェルは、コアを被覆する内側シェルを含み、内側シェルはセレン化亜鉛及び硫化亜鉛を含む。数種の実施形態において、多層化したシェルは、内側シェルを被覆する外側シェルを含み、外側シェルは硫化亜鉛を含む。
いくつかの実施形態において、コアシェル型ナノ粒子のコアは、金属リン化物として、リン化インジウム、リン化ガリウム、又はリン化アルミニウムなどを含む。シェルは、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、又はそれらの組み合わせを含む。いくつかのより具体的な実施形態において、コアはリン化インジウムを含み、並びにシェルは、セレン化亜鉛及び硫化亜鉛の両者を含む内側シェル、並びに硫化亜鉛を含む外側シェルによって多層化されている。
シェル(複数可)の厚みは、実施形態間で変化し得、並びに、蛍光波長、量子収率、蛍光安定性、及びナノ結晶の他の光安定性特性へ影響を及ぼし得る。熟練技能者は、望ましい特性を達成するために適切な厚みを選択し得、及び、適切なシェル(複数可)の厚みを達成するためにコアシェル型ナノ粒子の作製方法を修正し得る。
本開示の、蛍光性半導体のナノ粒子(すなわち、量子ドット)の径は、蛍光波長へ影響を及ぼし得る。量子ドットの径は、蛍光波長に対し、多くの場合、直接関連する。例えば、平均粒径約2ナノメートルから3ナノメートルを有するセレン化カドミウムの量子ドットは、可視光領域の青色領域又は緑色領域において蛍光発光する傾向があり、一方、平均粒径約8ナノメートルから10ナノメートルを有するセレン化カドミウムの量子ドットは、可視光領域の赤色領域において蛍光発光する傾向がある。
蛍光性半導体のナノ粒子は、それらの液体中における分散性を高めるため、表面修飾剤によって表面修飾される。すなわち、表面修飾剤は、蛍光性半導体のナノ粒子の、非水溶媒、及び組成物のあらゆる他成分(例えば、ポリマー材料、ポリマー材料の前駆体、又はそれらの組み合わせ)、との相溶性を向上させる傾向がある。
表面修飾には、蛍光性半導体のナノ粒子を、蛍光性半導体のナノ粒子の表面へ結び付いて蛍光性半導体のナノ粒子の表面特性を修正する、表面修飾剤又は表面修飾剤の組み合わせ、と結合させることが包まれる。この文脈において、「結び付く」又は「結び付いた」は、表面修飾剤及び、蛍光性半導体のナノ粒子の、表面修飾した粒子がその目的とする使用に好適であるために満足な安定性を持つ、会合を指す。会合は、物理的(例えば、吸収又は吸着によるもの)であっても、化学的(例えば、共有結合、イオン結合、水素結合によるもの)であっても、又はそれらの組み合わせでもよい。
表面修飾剤は、蛍光性半導体のナノ粒子の表面へ結び付くための1種以上の基、及び、様々な機能、例えば、粒子を溶媒と相溶化させることなどのための1種以上の基を有し、材料の量子収率を改善する。基は、例えば、吸着、吸収、イオン結合形成、共有結合形成、水素結合形成、又はそれらの組み合わせにより、表面へ結び付く。
量子効率(文献において、量子収率としてもまた知られるもの)は、吸収される光子毎に起こる、定義した事象の数(例えば、ナノ粒子により吸収される光子毎の、ナノ粒子により発光される光子の数)である。従って、本開示の一つの一般的な実施形態は、45%以上、又は50%以上、又は55%以上、又は60%以上の量子効率を発現するナノ粒子の集合を提供する。
本開示において有用な表面修飾剤は、化学式I(上記)のチオエーテルリガンドである。そのようなチオエーテルリガンドは、下記化学式:
10−Y;III
の化合物の、
下記化学式:
HS−R(X),IV
のチオールとの求核置換反応により調製し得る。
(式中、R10は、(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
Yは、ハライド、トシレート、アセテートを含む脱離基であり、
は、アルキレンであり、
nは少なくとも1であり、
Xは、π電子供与性基である。)
或いは、化学式Iの化合物を、化学式IVのチオール化合物の、下記化学式Vのオレフィンへのフリーラジカル付加反応により調製し得る。
10−CH=CH
他の実施形態において、化学式Iのリガンドを、化学式R−SHのチオールの、化学式CH=CH(R)COのアクリレートへのマイケル付加反応、続いてのエステルの加水分解により化学式R−S−CHCHRCOHを形成することによって作製し得る。
化学式IIIの化合物としては、n−C13−Br、(Me)CH(CH−Br、n−C17−Br、i−C17−Br、t−Bu−CH−Br、C1021−Br、C1225−Br、C1429−Br、C1633−Br、C1837−Br、C1021−OSOCH、C1021−OSOPhCH、C1021−OSOCF、C1633−Iなどが挙げられる。
化学式IVの化合物としては、HS−CHCOH、HS−CHCHCOH、HS−(CH10COH、HS−CH(COH)CHCOH、HS−CHCHNH、HS−CHCH(OH)CHOH、HS−CHCHCOCHCH(OH)CHOH、HS−CHCHCHSOH、HS−Ph−COH、及びHS−Ph−NHなどが挙げられる。
化学式Vの化合物としては、C−CH=CH、C11−CH=CH、C13−CH=CH、C15−CH=CH、C17−CH=CH、C19−CH=CH、C1021−CH=CH、C1123−CH=CH、C1225−CH=CH、C1327−CH=CH、C1429−CH=CH、及びC1633−CH=CHなどが挙げられる。
化学式Iのリガンドに関し、いくつかの実施形態において、電子供与性基Xは、カルボン酸基であり、下付きのnは、1であり、下記化学式:
−S−CHCHCOH Ia
のリガンドを提供する。(式中、Rは(ヘテロ)ヒドロカルビル基である)。
化学式Iのリガンドに関し、いくつかの実施形態において、電子供与性基Xは、カルボン酸基であり、下付きのnは、2であり、下記化学式:
−S−CH(COH)CHCOH Ib
のリガンドを提供する(式中、Rは(ヘテロ)ヒドロカルビル基である)。
化学式IIのオリゴマーリガンドに更に関し、下付きのpが付く第2の任意のモノマー単位は、電子供与性基を有するビニルモノマーであってもよく、アクリル酸、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、及びビニルリン酸などであり、ここで、Rdonorは、化学式IのXである。換言すれば、Rdonorは、−COH、−SOH、−P(O)(OH)、−OP(O)(OH)、−OH、及び−NHであってもよい。
他の実施形態において、第2のモノマーは、電子供与性基を有する(メタ)アクリレートモノマーであり、ここでRdonorは、−CO−O−R−Xであり、Rは、C〜C10のアルキレンであり、及びXは電子供与性基である。
donorが(メタ)アクリレートオリゴマーであり、Xがカルボン酸基である実施形態において、オリゴマーリガンドを下記化学式で表し得る。

(式中、Rは、各々独立して、−H、又は、−CHであり、
は、各々、C1〜C30のアルキルであり、
mは少なくとも2、好ましくは2〜100、より好ましくは2〜50であり、
pはゼロでもゼロでなくてもよい。)
他の実施形態において、Rdonorは、−CO−O−R−Xであってもよく、下記化学式の(メタ)アクリレートオリゴマーリガンドを提供し得る。
他の電子供与性基Xは、前に示したカルボキシレートで置き換えてもよい。
そのような化合物は、1種以上のアクリル酸エステルモノマー、並びに、(メタ)アクリル酸及び2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸モノマーなどの任意の電子供与性末端アクリレートモノマーの、化学式IVのチオール酸存在下及びフリーラジカル開始剤存在下におけるフリーラジカル重合により調製し得る。
有用なアクリル酸エステルモノマーとしては、それらのうち、三級ではないアルコールの(メタ)アクリル酸エステルが挙げられ、そのアルコールは、1〜30個の炭素原子を有し、好ましくは平均4〜20個の炭素原子を有する。そのようなモノマーの混合物を使用してもよい。
(メタ)アクリレートエステルモノマーとして使用するのに好適なモノマーの例としては、アクリル酸又はメタクリル酸のいずれかの、三級ではないアルコールとのエステル、例えばエタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、イソオクチルアルコール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−デカノール、2−プロピルヘプタノール、1−ドデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、シトロネロール、ジヒドロシトロネロールなどとのエステルが挙げられる。いくつかの実施形態において、2種以上の異なる(メタ)アクリレートエステルモノマーの組み合わせが好適ではあるが、好ましい(メタ)アクリレートエステルモノマーは、(メタ)アクリル酸の、ブチルアルコール若しくはイソオクチルアルコール、又はそれらの組み合わせとのエステルである。
オリゴマーは、任意の電子供与官能性アクリレートモノマーを含み、電子供与性基は、酸官能性基であってもよく、酸官能性基は、それ自体が、カルボン酸などの酸でもよく、又は一部分はカルボン酸アルカリ金属塩などのそれらの塩であってもよい。有用な酸官能性モノマーとしては、エチレン系不飽和カルボン酸、エチレン系不飽和スルホン酸、エチレン系不飽和ホスホン酸、及びそれらの混合物より選択されるものが挙げられるが、これらに限定されない。そのような化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、マレイン酸、オレイン酸、(メタ)アクリル酸β−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2−スルホエチル、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルホスホン酸、及びそれらの混合物より選択されるものが挙げられる。
任意の(メタ)アクリル酸は、mが1〜100であり、pがゼロでもゼロでなくてもよく、pに対するmの比が少なくとも5:1であるような量で使用し得る。いくつかの実施形態において、mは3〜50であり、pは少なくとも1であり、及び、m>pである。いくつかの実施形態において、モノマー及び量の選択は、Fox式により算出したTが80℃未満、好ましくは60℃未満、より好ましくは50℃未満となるようにする。
いくつかの実施形態において、オリゴマーリガンドは室温で液体であること、及び相当するリガンド置換量子ドットは同じく液体であることが望ましい。そのような事例において、オリゴマーリガンドはTが約20℃を超えるように選択し得る。
蛍光性半導体のナノ粒子を、リガンド化合物を用いて表面修飾するため、様々な方法を使用し得る。いくつかの実施形態において、米国特許第7,160,613号(Bawendiら)及び米国特許第8,283,412号(Liuら)に記載されたものと同様の手順を、表面修飾剤を添加するために使用し得る。例えば、表面修飾剤及び蛍光性半導体のナノ粒子は、昇温した温度(例えば、少なくとも50℃、少なくとも60℃、少なくとも80℃、又は少なくとも90℃)において、連続した時間(例えば、少なくとも1時間、少なくとも5時間、少なくとも10時間、少なくとも15時間、又は少なくとも20時間)をかけて、加熱し得る。
望む場合、合成プロセスのあらゆる副生成物、又は表面修飾プロセスにおいて使用するあらゆる溶媒は、例えば、蒸留、ロータリーエバポレータによる留去、又はナノ粒子の沈降分離、並びに、混合物の遠心分離、続いて液体をデカンテーションにより移すこと、及び表面修飾したナノ粒子を残しておくこと、により除去し得る。いくつかの実施形態において、表面修飾した蛍光性半導体のナノ粒子を、表面修飾後乾燥し、粉体とする。他の実施形態において、表面修飾のため使用する溶媒は、ナノ粒子が含まれる組成物中において使用される、あらゆるポリマー材料及び/又はポリマー材料の前駆体と、相溶可能(すなわち、混和可能)である。これらの実施形態において、表面修飾反応のため使用する溶媒の少なくとも一部を、表面修飾した蛍光性半導体のナノ粒子が分散している溶液中に、含み得る。
InPは、ドデシルコハク酸(DDSA)及びラウリン酸(LA)と結合することによってまず精製され、続いてエタノールより沈降分離するため、沈降した量子ドットは、それらに結び付いたいくつかの酸官能性リガンドを、そこにあるチオール官能性シリコーンとの反応に先立ち、有し得る。同様に、CdSeの量子ドットは、それらの沈降の結果としてアミン官能性リガンドによる官能性を、そこにあるリガンドによっての官能性付与に先立ち、付与し得る。結果として、量子ドットは、そこにあるチオール官能性シリコーン、及びカルボン酸官能性リガンド若しくはアミン官能性リガンドの組み合わせによって官能性を持ち得る。いくつかの実施形態において、量子ドットは、下記化学式のリガンドを用いて付加的に官能性を付与し得る。
化学式:
−R(X)n
(式中、Rは、C2からC30の炭素原子を有する(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
は、アルキレン、アリーレン、アルカリーレン、及びアラルキレン含むヒドロカルビル基であり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
そのような付加的な非チオエーテルリガンドは、化学式Iのリガンドを用いて官能性を付与する際、添加し得る。そのような付加的なリガンドは、チオエーテルリガンドの量に対し10重量%以下の量を、通常使用する。
表面修飾剤は、分散組成物中において凝集した蛍光性半導体のナノ粒子の数を、少なくとも部分的に低減するように機能する。凝集した蛍光性半導体のナノ粒子の形成により、分散組成物の蛍光特性は変化する可能性がある。本明細書で使用する用語「凝集した」又は「凝集」は、互いに強く会合している蛍光性半導体のナノ粒子の、クラスタ又は塊を指す。凝集粒子の分離は、典型的には高い剪断力を必要とする。それに対し、「凝塊」又は「凝塊となった」は、ナノ粒子の結集又はクラスタを指し、電荷の中和に多くの場合寄与可能なものである。凝塊は、典型的には中程度の剪断力によって、又はより相溶性の溶媒を選択することによって、元に戻し得る。
化学式Iの表面修飾剤は、蛍光性半導体のナノ粒子の凝集を最小化するために及び、分散液の相当な振盪によらずとも有用な期間中分散状態を維持する、又は最小限のエネルギー投入によって容易に再分散し得る、分散組成物を形成するために、満足な量を添加する。理論に束縛されるものではないが、表面修飾剤は、蛍光性半導体のナノ粒子の凝集を立体的に抑制すると考えられる。好ましくは、表面処理剤は、半導体のナノ粒子の蛍光発光に支障とならない。
本開示の複合ナノ粒子(すなわち、表面修飾した蛍光性半導体のナノ粒子)は、既存の電子機器、半導体デバイス、電気的システム、光学系、民生用電子機器、産業用又は軍用電子機器、並びに、ナノ結晶、ナノワイヤ(NW)、ナノロッド、ナノチューブ、及びナノリボン技術、において使用し得る。
表面修飾した蛍光性半導体のナノ粒子は、(a)任意の非水溶媒、及び(b)ポリマーバインダー、ポリマーバインダーの前駆体、又はそれらの組み合わせを含む溶液中、分散し得る。分散組成物中に含まれるあらゆるポリマー材料は、非水溶媒に典型的には可溶であり、人の眼で見て無色透明の被覆を形成する。同じように、分散組成物中に含まれるポリマー材料のあらゆる前駆体は、非水溶媒に可溶であり、人の裸眼で見て無色透明のポリマー被覆を形成する。透明という用語は、可視光領域(約400nm〜700nmの波長)において入射光の少なくとも85%が透過することを意味する。無色という用語は、500ミクロンの厚みの試料について、CIELAB表色系において、約1.5単位未満、好ましくは約1.0単位未満のbを有することを意味する。
ポリマーバインダーは、望ましくは、酸素及び水分を遮断する、バリア特性を提供する。水及び/又は酸素が量子ドット物品に入った場合、量子ドットは劣化する可能性があり、最終的には、紫外光又は青色光の照射により励起する際、発光し得ない可能性がある。積層のエッジに沿っての量子ドットの劣化を遅延させること、又は排除することが、例えば、携帯用デバイス及びタブレットにおいて利用されるもののような、より小型の電子デバイスにおけるディスプレイの実用寿命を延ばすためには、特に重要である。
代表的なポリマー材料としては、ポリシロキサン、フルオロエラストマ、ポリアミド、ポリイミド、カプロラクトン、カプロラクタム、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、及びポリメタクリルアミドが挙げられるが、これらに限定されない。ポリマー材料の好適な前駆体(すなわち、前駆体材料)としては、前に列挙したポリマー材料を調製するため使用する任意の前駆体材料が挙げられる。代表的な前駆体材料としては、重合してポリアクリレートとなり得るアクリレート、重合してポリメタクリレートを形成し得るメタクリレート、重合してポリアクリルアミドを形成し得るアクリルアミド、重合してポリメタクリルアミドを形成し得るメタクリルアミド、重合してポリエステルを形成し得るエポキシ樹脂及びジカルボン酸、重合してポリエーテルを形成し得るジエポキシド、重合してポリウレタンを形成し得るイソシアネート及びポリオール、又は、重合してポリエステルを形成し得るポリオール及びジカルボン酸が挙げられる。
いくつかの実施形態において、ポリマーバインダーは、熱硬化性エポキシ−アミン組成物であり、任意のものとして放射線硬化性アクリレートを更に含む。このような接着剤は、本出願人の同時係属中である米国特許出願第61/919219号(Eckertら)に記載されており、本明細書に参照により援用する。
いくつかの好ましい実施形態において、ポリマーバインダーは、下記一般式:
Olig−(L−Z
を有する放射線硬化性オリゴマーである。
(式中、ROlig基は、ウレタン、ポリウレタン、エステル、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリブタジエン、及びエポキシを含み、
は連結基であり、
は、(メタ)アクリロイル、ビニル、又はアルキニルなどの側鎖のフリーラジカル重合性基であり、好ましくは(メタ)アクリレートであり、
dは1より大きく、好ましくは少なくとも2である。)
オリゴマーセグメント及びエチレン系不飽和末端基の間の連結基Lとしては、アルキレン、アリーレン、ヘテロアルキレン、又はそれらの組み合わせより選択される2価又はより高い価の基、並びに、カルボニル、エステル、アミド、スルホンアミド、又はそれらの組み合わせより選択される任意の2価の基が挙げられる。Lは、無置換であっても、又は、アルキル、アリール、ハロゲン、若しくはそれらの組み合わせによって置換されていてもよい。L基は、典型的には30以下の炭素原子を有する。いくつかの化合物において、L基は、20以下の炭素原子を、10以下の炭素原子を、6以下の炭素原子を、又は4以下の炭素原子を有する。例えば、Lは、アルキレン基でも、アリール基で置換されたアルキレン基でも、又は、アリーレンと結合したアルキレンでも、又は、アルキルエーテル連結基若しくはアルキルチオエーテル連結基でもよい。
側鎖のフリーラジカル重合性官能基Zは、ビニル、ビニルエーテル、エチニル、並びに、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド及びメタクリルアミド基を含む(メタ)アクリロイルからなる群より選択し得る。
オリゴマー基ROligは、ポリ(メタ)アクリレート、ポリウレタン、ポリエポキシド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリスルフィド、ポリブタジエン、水素化ポリオレフィンより選択し得、それには水素化ポリブタジエン、イソプレン及びエチレン/プロピレン共重合体が含まれ、並びにポリカーボネートオリゴマー鎖を有するものより選択し得る。
本明細書で使用する、「(メタ)アクリル化オリゴマー」は、少なくとも2個の側鎖(メタ)アクリロイル基を有し、及びゲル浸透クロマトグラフィにより求めるものとしての重量平均分子量(M)が少なくとも1,000g/モル、かつ典型的には50,000g/モル未満である、ポリマーの分子を意味する。
(メタ)アクリロイルエポキシオリゴマーは、エポキシ樹脂の多官能(メタ)アクリレートエステル及びアミドであり、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリル化エステルなどである。商業的に市販されている(メタ)アクリル化エポキシの例としては、Cytec Industries,Inc.(ニュージャージー州ウッドランドパーク)より市販の、商品表示EBECRYL 600(分子量525のビスフェノールA型エポキシジアクリレート)、EBECRYL 605(EBECRYL 600と、25%のトリプロピレングリコールジアクリレート)、EBECRYL 3700(分子量524のビスフェノールAジアクリレート)、及びEBECRYL 3720H(分子量524のビスフェノールAジアクリレートと、20%のヘキサンジオールジアクリレート)、並びに、BASF Corp.(オハイオ州シンシナティ)より市販の、PHOTOMER 3016(ビスフェノールA型エポキシアクリレート)、PHOTOMER 3016−40R(エポキシアクリレート及び40%トリプロピレングリコールジアクリレートのブレンド物)、及びPHOTOMER 3072(変性ビスフェノールAアクリレート等)、並びに、Cytec Industries,Inc.(ニュージャージー州ウッドランドパーク)より市販の、Ebecryl 3708(変性ビスフェノールA型エポキシジアクリレート)として既知のものが挙げられる。
(メタ)アクリル化ウレタンは、ヒドロキシ末端イソシアネートにより伸長したポリオール、ポリエステル、又はポリエーテルの多官能(メタ)アクリレートエステルである。(メタ)アクリル化ウレタンオリゴマーは、例えば、ジイソシアネート又は他の多価イソシアネート化合物を、多価ポリオール(ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールを含む)と反応させ、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを与えることにより合成し得る。ポリエステルポリオールは、多塩基酸(例えば、テレフタル酸又はマレイン酸)を、多価アルコール(例えば、エチレングリコール又は1,6−ヘキサンジオール)と反応させることにより形成し得る。アクリレート官能性を持つウレタンオリゴマーの作製に有用なポリエーテルポリオールは、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(テトラヒドロフラン)、ポリ(2−メチルテトラヒドロフラン)、ポリ(3−メチルテトラヒドロフラン)等より選び得る。或いは、アクリル化ウレタンオリゴマーのポリオールによる連結基は、ポリカーボネートポリオールであってもよい。
次いで、ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートは、プレポリマーの末端イソシアネート基と次に反応し得る。芳香族の、好ましくは脂肪族の両者のイソシアネートは、オリゴマーを得るために、ウレタンと反応させるため使用し得る。(メタ)アクリル化オリゴマーを作製するのに有用なジイソシアネートの例は、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等である。アクリル化オリゴマーを作製するのに有用なヒドロキシ末端アクリレートの例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸α−ヒドロキシブチル、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられるが、これらに限定されない。
(メタ)アクリル化ウレタンオリゴマーは、例えば、少なくとも2個のアクリレート官能性基を有し、及び一般に約6個未満の官能性基を有する、あらゆるウレタンオリゴマーであってもよい。好適な(メタ)アクリル化ウレタンオリゴマーはまた、商業的に市販もされており、例えば、Henkel Corp.より市販の商品表示PHOTOMER 6008、6019、6184(脂肪族ウレタントリアクリレート)、UCB Chemicalより市販のEBECRYL 220(分子量1000の6官能性芳香族ウレタンアクリレート)、EBECRYL 284(分子量1200の脂肪族ウレタンジアクリレートを12%の1,6−ヘキサンジオールジアクリレートで希釈したもの)、EBECRYL 4830(分子量1200の脂肪族ウレタンジアクリレートを10%のテトラエチレングリコールジアクリレートで希釈したもの)、及びEBECRYL 6602(分子量1300の3官能性芳香族ウレタンアクリレートを40%のトリメチロールプロパンエトキシトリアクリレートで希釈したもの)、並びに、Sartomer Co.(ペンシルベニア州エクストン)より市販のSARTOMER CN1963、963E75、945A60、963B80、968、及び983)として既知のものなどである。
これらの材料の特性は、イソシアネートの型、ポリオール修飾基の型、反応性の官能性基、及び分子量の選択によって変化し得る。ジイソシアネートは、ウレタンアクリレート合成に広く使用され、並びに、芳香族ジイソシアネート及び脂肪族ジイソシアネートへ区分し得る。芳香族ジイソシアネートは、脂肪族ウレタンアクリレートよりかなり低コストの芳香族ウレタンアクリレートの生産に使用されるが、白色又は淡色の基材上では目立って黄ばむ傾向がある。脂肪族ウレタンアクリレートは、脂肪族ジイソシアネートを含み、同じ官能性、同様のポリオール修飾基、及び同様の分子量、を有する芳香族ウレタンアクリレートよりわずかに高い可撓性を示す。
硬化性組成物は、官能性を付与したポリ(メタ)アクリレートオリゴマーを含み得、それは、(a)ホモ重合性又は共重合性でありポリマーとなる、(メタ)アクリレートエステルモノマー単位が50重量部から99重量部、(b)側鎖のフリーラジカル重合性官能基を有するモノマー単位が1重量部から50重量部の反応生成物より得ることが可能である。そのような材料の例は、Lucite International(テネシー州コルドバ)より市販の商品表示Elvacite 1010、Elvacite 4026、及びElvacite 4059のものである。
(メタ)アクリル化ポリ(メタ)アクリレートオリゴマーは、アクリル系又は炭化水素系ポリマーの、多官能性(メタ)アクリレート希釈剤とのブレンド物を含み得る。好適なポリマー/希釈剤ブレンド物としては、商業的に市販されている製品、例えば、Cytec Industries,Inc.より全て市販の、EBECRYL 303、745及び1710などが挙げられる。
硬化性組成物は、(メタ)アクリル化ポリブタジエンオリゴマーを含み得、それは、カルボキシル官能性又はヒドロキシル官能性を付与したポリブタジエンより得ることが可能である。カルボキシル官能性又はヒドロキシ官能性を付与したポリブタジエンとは、遊離の−OH又は遊離の−COOH基を有するポリブタジエンを示す意味である。カルボキシル官能性を付与したポリブタジエンは既知であり、それらは、例えば、米国特許第3,705,208号(Nakamutaら)に記載されており、商品名Nisso PB C−1000(Nisso America(ニューヨーク州ニューヨーク)として商業的に市販されている。カルボキシル官能性を付与したポリブタジエンは、ヒドロキシル官能性を付与したポリブタジエン(すなわち、遊離のヒドロキシル基を有するポリブタジエン)の、環状無水物との反応によってもまた得ることが可能であり、例えば米国特許第5,587,433号(Boeckeler)、米国特許第4,857,434号(Klinger)、及び米国特許第5,462,835号(Mirle)などに記載されている。
本発明によるプロセスに使用するのに好適な、カルボキシル官能性及びヒドロキシル官能性を付与したポリブタジエンは、カルボキシル基及び/又はヒドロキシル基に加え、ブタジエンの重合より誘導される単位を有する。ポリブタジエン(PDB)は一般に、1−4シス単位/1−4トランス単位/1−2シス単位を、a/b/cの比率で有し、a、b及びcは0〜1の範囲であり、a+b+c=1である。官能性を付与したポリブタジエンの数平均分子量(M)は、好ましくは、200Da〜10000Daである。Mは、より好ましくは少なくとも1000である。Mは、より好ましくは5000Da以下である。−COOH又は−OHの官能性基は一般に、1.5から9個、好ましくは1.8から6個である。
代表的なヒドロキシル及びカルボキシルポリブタジエンとしては、Atofinaより上市されたPoly BD R−20LM(ヒドロキシル官能性を付与したPDB、a=0.2、b=0.6、c=0.2、M 1230)及びPoly BD R45−HT(ヒドロキシル官能性を付与したPDB、a=0.2、b=0.6、c=0.2、M 2800)、並びに、Nisso America(ニューヨーク州ニューヨーク)より入手可能なNisso−PB G−1000(ヒドロキシル官能性を付与したPDB、a=0、b<0.15、c>0.85、M 1250〜1650)、Nisso−PB G−2000(ヒドロキシル官能性を付与したPDB、a=0、b<0.15、c>0.85、M 1800〜2200)、Nisso−PB G−3000(ヒドロキシル官能性を付与したPDB、a=0、b<0.10、c>0.90、M 2600〜3200)、Nisso−PB C−1000(カルボキシル官能性を付与したPDB、a=0、b<0.15、c>0.85、Mn 1200〜1550)が挙げられるが、これらに限定されない。
ヒドロキシル官能性を付与したポリブタジエンの環状無水物との反応より得られる、カルボキシル官能性を付与したポリブタジエンを使用する場合、この環状無水物としては好ましくは、無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水グルタル酸、無水コハク酸、無水ドデセニルコハク酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸が挙げられる。無水物の混合物もまた使用してもよい。ヒドロキシル官能性を付与したポリブタジエンよりの、カルボキシル官能性を付与したポリブタジエンの調製に使用する無水物の量は一般に、ポリブタジエン中に存在する−OH基のモル当量当たり、少なくとも0.8モル当量、好ましくは少なくとも0.9モル当量、及びより好ましくは少なくとも0.95モル当量である。
カルボキシル官能性を付与したポリブタジエンの反応生成物である、(メタ)アクリル化ポリブタジエンオリゴマーは、(メタ)アクリル化モノエポキシドを用いて調製し得る。(メタ)アクリル化モノエポキシドは既知である。使用可能な(メタ)アクリル化モノエポキシドの例は、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテルモノアクリレートなどである。(メタ)アクリル化モノエポキシドは、好ましくはグリシジルアクリレート及びグリシジルメタクリレートより選ばれる。或いは、ヒドロキシル官能性を付与したポリブタジエンの反応生成物である、(メタ)アクリル化ポリブタジエンオリゴマーは、(メタ)アクリレートエステル又はハライドを用いて調製し得る。
使用可能ないくつかの(メタ)アクリル化ポリブタジエンとしては、例えば、Sartomer Company(米国ペンシルベニア州エクストン)により生産されている、Ricacryl 3100及びRicacryl 3500、並びに、Nisso America(ニューヨーク州ニューヨーク)より市販のNisso TE−2000が挙げられる。或いは、他の(メタ)アクリル化ポリブタジエンを使用してもよい。これらとしては、変性しエステル化した液状ポリブタジエンジオールより構成される、液状ポリブタジエン樹脂のジメタクリレートが挙げられる。これらは、Sartomer Company(米国ペンシルベニア州エクストン、により生産され、商品名CN301及びCN303及びCN307として市販されている。メタクリル化ポリブタジエンが本発明の実施形態に使用されているか否かとは無関係に、メタクリル化ポリブタジエンは、鎖毎に、約2から約20の数のメタクリレート基を有し得る。
或いは、アクリレート官能性を付与したオリゴマーは、ポリエステルアクリレートオリゴマー、アクリル化アクリル系オリゴマー、ポリカーボネートアクリレートオリゴマー、又はポリエーテルアクリレートオリゴマーであってもよい。有用なポリエステルアクリレートオリゴマーとしては、Sartomer Co.(ペンシルベニア州エクストン)よりのCN293、CN294、及びCN2250、2281、2900、並びに、UCB Chemicals(ジョージア州シュミルナ)よりのEBECRYL 80、657、830、及び1810、が挙げられる。好適なポリエーテルアクリレートオリゴマーとしては、Sartomer Co.(ペンシルベニア州エクストン)よりのCN501、502、及び551、が挙げられる。有用なポリカーボネートアクリレートオリゴマーは、米国特許第6,451,958号(Sartomer Technology Company Inc.(デラウェア州ウィルミントン)により調製し得る。
(メタ)アクリル化オリゴマーを含む各々の実施形態において、硬化性接着剤組成物は、任意のものとして、なおも好ましくは、硬化性組成物の粘度を、それが基材を被覆し得るように低減するために、満足な量の希釈剤モノマーを含む。一般に、組成物は、オリゴマー成分の粘度を10000センチポアズ未満まで低減するため、及び加工適性を改善するため、約70重量%以下の希釈剤モノマーを含み得る。
有用なモノマーは、望ましくは、(メタ)アクリル化オリゴマー中に可溶又は混和可能であり、それらとの重合性が高い。有用な希釈剤は、(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリルアミドなどの、モノエチレン系及びポリエチレン系不飽和モノマーである。好適なモノマーは、典型的には、450g/モル以下の数平均分子量を有する。希釈剤モノマーは、望ましくは、組成物を硬化するために使用する放射波長において、最小限の吸光度を有する。そのような希釈剤モノマーとしては、例えば、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヘキシル、2−エチル−ヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、イソデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、ラウリルメタクリレート、メトキシ−ポリエチレングリコール−モノメタクリレート、ラウリルアクリレート、テトラヒドロフルフリル−アクリレート、アクリル酸エトキシ−エトキシエチル、及びエトキシル化ノニルアクリレートを挙げ得る。特に好ましくは、2−エチル−ヘキシルアクリレート、アクリル酸エトキシ−エトキシエチル、トリデシルアクリレート、及びエトキシル化ノニルアクリレートである。1個のエチレン系不飽和基及を有し、相当するホモポリマーのガラス転移温度が50℃以上である、本発明において好適な高いTのモノマーとしては、例えば、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、アクリル酸イソボルニル、アクリロイルモルホリン、イソボルニルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、メチルメタクリレート、及びアクリルアミドが挙げられる。
更にまた、希釈剤モノマーは平均2個以上のフリーラジカル重合性基を有していてもよい。そのような反応性基を3個以上有する希釈剤も同じく存在し得る。そのようなモノマーの例としては、C〜C18のアルキレンジオールジ(メタ)アクリレート、C〜C18のアルキレントリオールトリ(メタ)アクリレート、それらのポリエーテル類縁体等、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、及びトリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなど、並びにジ−トリメチロールプロパンテトラアクリレートが挙げられる。
好適な好ましい希釈剤モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシ−2−メチルエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエトキシエチル、アクリル酸1−ナフチルオキシエチル、アクリル酸2−ナフチルオキシエチル、アクリル酸フェノキシ−2−メチルエチル、アクリル酸フェノキシエトキシエチル、アクリル酸2−フェニルフェノキシエチル、アクリル酸4−フェニルフェノキシエチル、及びアクリル酸フェニルが挙げられる。
1種のみの希釈剤を含むことが、容易に生産するために好ましい。好ましい希釈剤モノマーとしては、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、及び(メタ)アクリル酸ベンジルが挙げられる。アクリル酸フェノキシエチルは、Sartomerより商品表示「SR339」として、Eternal Chemical Co.より商品表示「Etermer 210」として、及び東亜合成より商品表示「TO−1166」として、商業的に市販されている。アクリル酸ベンジルは、大阪有機化学工業(日本、大阪市)より商業的に市販されている。
そのような任意のモノマー(複数可)は、重合性組成物中、少なくとも約5重量%の量、存在し得る。任意のモノマー(複数可)は、典型的には総計で、硬化性組成物の約70重量%以下となる。いくつかの実施形態において、希釈剤モノマーの総量は約10重量%から約50重量%の範囲である。
量子ドット層は、あらゆる有用な量の量子ドットを有し得、及び、いくつかの実施形態において、量子ドット層は、量子ドット層(ドット及びポリマーバインダー)の総重量に対し、0.1重量%から1重量%の量子ドットを含み得る。
分散組成物は、界面活性剤(すなわち、平滑化剤)、重合開始剤、及び他の添加剤もまた、当技術分野にて既知のものとして含み得る。
分散組成物は非水溶媒もまた含み得る。本明細書で使用する用語「非水」は、水を組成物へ意図的に添加していないことを意味する。しかし、小量の水は、他の成分中に不純物として存在する可能性があろうし、又は、表面修飾プロセス若しくは重合プロセスの反応副生成物として存在する可能性があろう。非水溶媒は、典型的には、蛍光性半導体のナノ粒子の表面へ添加される表面修飾剤と、相溶可能(すなわち、混和可能)であるものとして選択される。好適な非水溶媒としては、芳香族炭化水素(例えば、トルエン、ベンゼン、若しくはキシレン)、脂肪族炭化水素としてアルカン(例えば、シクロヘキサン、ヘプタン、ヘキサン、若しくはオクタン)など、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、若しくはブタノール)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、若しくはシクロヘキサノン)、アルデヒド、アミン、アミド、エステル(例えば、酢酸アミル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、若しくは酢酸メトキシプロピル)、グリコール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコール、ヘイレングリコール、若しくはグリコールエーテルとしてDow Chemical(ミシガン州ミッドランド)より商品表示DOWANOLとして商業的に市販のものなど)、エーテル(例えば、ジエチルエーテル)、ジメチルスルホキシド、テトラメチルスルホン、ハロカーボン(例えば、メチレンクロリド、クロロホルム、若しくはヒドロフルオロエーテル)、又はそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
一般に、リガンド官能性量子ドット、ポリマーバインダー、及び任意の溶媒を合わせ、ポリマーマトリックス中においてリガンド官能性量子ドットの分散物を製造するため、高い剪断力による混合にかける。マトリックスは、限定的な相溶性があるものが選ばれ、量子ドットはマトリックス中において分離した非凝集相を形成する。分散物は次に、分散構造体中に固定するため、並びに分散した量子ドットより酸素及び水を遮断するため、熱的に、フリーラジカル的に、又は両者により被覆硬化される。
フリーラジカル硬化性のポリマーバインダーを使用する場合、硬化性組成物は、約0.1重量%及び約5重量%の範囲内の量、光開始剤を更に含む。
有用な光開始剤としては、多官能性(メタ)アクリレートをフリーラジカル的に光硬化するのに有用であることが既知のものが挙げられる。代表的な光開始剤としては、ベンゾイン及びその誘導体、例えば、アルファメチルベンゾイン、アルファフェニルベンゾイン、アルファアリルベンゾイン、アルファベンジルベンゾイン、ベンゾインエーテルとして、ベンジルジメチルケタール(例えば、BASF(ニュージャージー州フロハムパーク)よりの「IRGACURE 651」)、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテルなど、アセトフェノン及びその誘導体として、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン(例えば、BASF(ニュージャージー州フロハムパーク)より「DAROCUR 1173」)、及び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(例えば、BASF(ニュージャージー州フロハムパーク)より「IRGACURE 184」)、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルホリニル)−1−プロパノン(例えば、BASF(ニュージャージー州フロハムパーク)より「IRGACURE 907」)、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン(例えば、BASF(ニュージャージー州フロハムパーク)より「IRGACURE 369」)など、及びホスフィンオキサイド誘導体として、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート(例えば、BASF(ニュージャージー州フロハムパーク)より「TPO−L」)、及びBASF(ニュージャージー州フロハムパーク)より市販のIRGACURE 819(フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキサイド)などが挙げられる。
他の有用な光開始剤としては、例えば、ピバロインエチルエーテル、アニソインエチルエーテル、アントラキノン(例えば、アントラキノン、2−エチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、1−メトキシアントラキノン、又はベンズアントラキノン)、ハロメチルトリアジン、ベンゾフェノン及びその誘導体、イオドニウム塩及びスルホニウム塩、チタン錯体として、ビス(eta−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス[2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル]チタン(例えば、BASF(ニュージャージー州フロハムパーク)よりの「CGI 784DC」)、ハロメチルニトロベンゼン(例えば、4−ブロモメチルニトロベンゼン)、モノ及びビスアシルホスフィン(例えば、「IRGACURE 1700」、「IRGACURE 1800」、「IRGACURE 1850」、及び「DAROCUR 4265」)、が挙げられる。
硬化性組成物を、活性UV又は可視光放射によって照射し、好ましくは250ナノメートルから500ナノメートルの波長において成分を重合し得る。UV光源としては、2種の型があり得、すなわち、1)比較的低輝度の光源、例えば、280ナノメートルから400ナノメートルの波長範囲にわたって一般に10mW/cm以下を提供するブラックライト(United States National Institute of Standards and Technologyにより承認された手順に従って測定してのもの、例えば、Electronic Instrumentation & Technology,Inc.(バージニア州スターリング)により生産されているUVIMAP(商標)、UM 365 L−Sの照度計によって測定してのもの)であっても、及び、2)比較的高輝度の光源であり、320nm〜390nmの波長範囲において一般に10mW/cmから5000mW/cmの強度を提供するもの、例えば、中圧及び高圧水銀灯、無電極水銀灯、発光ダイオード、水銀−キセノン灯、レーザーなど(United States National Institute of Standards and Technologyにより承認された手順に従って測定してのもの、例えば、Electronic Instrumentation & Technology,Inc.(バージニア州スターリング、により生産されているPowerPuck(商標)照度計によって測定してのもの)であってもよい。
図1を参照すると、量子ドット物品10は、第1のバリア層32、第2のバリア層34、並びに、第1のバリア層32及び第2のバリア層34の間の量子ドット層20を含む。量子ドット層20は、マトリックス24中に分散した複数の量子ドット22を含む。
バリア層32、34は、例えば酸素、水、及び水蒸気などの環境よりの汚染物質への曝露より量子ドット22を保護し得る、あらゆる有用な材料で形成し得る。好適なバリア層32、34としては、ポリマー、ガラス、及び誘電材料のフィルムが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、バリア層32、34の好適な材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリマー、酸化ケイ素、酸化チタン、又は酸化アルミニウム(例えば、SiO、Si、TiO、又はAl)などの酸化物、及びそれらの好適な組み合わせが挙げられる。
より具体的には、バリアフィルムは様々な構成より選択し得る。バリアフィルムは、典型的には、用途により要求される特定のレベルの酸素及び水透過率を有するよう選択される。いくつかの実施形態において、バリアフィルムは、38℃及び相対湿度100%において、約0.005g/m/日未満の水蒸気透過率(WVTR)を有し、いくつかの実施形態においては、38℃及び相対湿度100%において、約0.0005g/m/日未満、並びに、いくつかの実施形態においては、38℃及び相対湿度100%において、約0.00005g/m/日未満である。いくつかの実施形態において、可撓性バリアフィルムは、50℃及び相対湿度100%において、約0.05、0.005、0.0005、又は0.00005g/m/日未満のWVTRを有し、又は更に、85℃及び相対湿度100%において、約0.005、0.0005、0.00005g/m/日未満のWVTRを有する。いくつかの実施形態において、バリアフィルムは、23℃及び相対湿度90%において、約0.005g/m/日未満の酸素透過率を有し、いくつかの実施形態においては、23℃及び相対湿度90%において、約0.0005g/m/日未満、並びに、いくつかの実施形態においては、23℃及び相対湿度90%において、約0.00005g/m/日未満である。
代表的な、有用なバリアフィルムとしては、原子層エピタキシー、熱蒸着、スパッタリング、及び化学蒸着により調製した無機フィルムが挙げられる。有用なバリアフィルムは、典型的には、可撓性及び透明である。いくつかの実施形態において、有用なバリアフィルムは、無機/有機を含む。無機/有機多層を含む可撓性超バリアフィルムは、例えば、米国特許第7,018,713号(Padiyathら)に記載されている。そのような可撓性超バリアフィルムは、少なくとも1層の第2のポリマー層により隔てられた2層以上の無機バリア層によって上から被覆したポリマーフィルム基材上に設けた、第1のポリマー層を有してもよい。いくつかの実施形態において、バリアフィルムは、ポリマーフィルム基材上に設けた第1のポリマー層、及び第2のポリマー層224の間に介在する、1層の無機バリア層を含む。
いくつかの実施形態において、量子ドット物品10の各バリア層32、34は、材料又は組成物が異なる、少なくとも2つの亜層(sub-layers)を含む。いくつかの実施形態において、そのような多層バリア構成により、バリア層32、34におけるピンホール欠陥の配列をより効果的に低減又は排除し得、酸素及び水分のマトリックス24中への浸透に対するより効果的な遮蔽を提供し得る。量子ドット物品10は、あらゆる好適な材料又はバリア材料の組み合わせ、及び、あらゆる好適な数のバリア層又は亜層を、量子ドット層20のいずれかの側又は両側に含み得る。バリア層及び亜層の、材料、厚み、及び数は、特定の用途により決まるものであり、量子ドット22のバリア保護及び輝度を最大化する一方で量子ドット物品10の厚みを最小化するよう好適に選ぶ。いくつかの実施形態において、各バリア層32、34は、それ自体が二重積層フィルムなどの積層フィルムであり、各バリアフィルム層は、ロールトゥロール方式における、又は積層生産プロセスにおける、しわを排除するのに満足な厚みのものである。一つの例示的な実施形態において、バリア層32、34は、その曝露面上に酸化物層を有するポリエステルフィルム(例えば、PET)である。
量子ドット層20は、量子ドット又は量子ドット材料22の、1つ以上の集合を含み得る。代表的な量子ドット又は量子ドット材料22は、青色LEDよりの青色一次光を、量子ドットが発する二次光へダウンコンバージョンする際に、緑色光及び赤色光を発する。赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれの部分は、量子ドット物品10を組み込んだ表示デバイスが発する白色光のために、望む白色点を達成するよう制御し得る。量子ドット物品10における使用のための代表的な量子ドット22としては、ZnSシェルを有するCdSeが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に記載の量子ドット物品における使用に好適な量子ドットとしては、コアシェル型発光ナノ結晶が挙げられ、それにはCdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、又はCdTe/ZnSが挙げられるが、これらに限定されない。代表的な実施形態において、発光ナノ結晶は、外部リガンド被覆を含み、ポリマーマトリックス中に分散されている。量子ドット及び量子ドット材料22は、例えば、Nanosys Inc.(カリフォルニア州ミルピタス)より商業的に市販されている。量子ドット層20は、あらゆる有用な量の量子ドット22を有し得、いくつかの実施形態において、量子ドット層20は、量子ドット層20の総重量に対し、0.1重量%から1重量%の量子ドットを含み得る。
いくつかの実施形態において、量子ドット材料は、液体キャリア中に分散した量子ドットを含み得る。例えば、液体キャリアは、アミノシリコーンオイルなどの油を含み得る。
1つ以上の実施形態において、量子ドット層20は、任意のものとして、散乱ビーズ又は粒子を含み得る。これらの散乱ビーズ又は粒子は、マトリックス材料24の屈折率と、少なくとも0.05又は少なくとも0.1異なる屈折率を有する。これらの散乱ビーズ又は粒子としては、例えば、ポリマーとして、シリコーン、アクリル系、ナイロンなど、又は無機材料として、TiO、SiO、AlOなど、及びそれらの組み合わせを挙げ得る。いくつかの実施形態において、散乱粒子を量子ドット層20に含むことにより、量子ドット層20を通る光路長を長くすることが可能であり、及び量子ドットの吸収及び効率を改善することが可能である。多くの実施形態において、散乱ビーズ又は粒子は、1マイクロメートルから10マイクロメートル、又は2マイクロメートルから6マイクロメートルの平均粒径を有する。いくつかの実施形態において、量子ドット材料20は、任意のものとして、フュームドシリカなどの填料を含み得る。
いくつかの好ましい実施形態において、散乱ビーズ又は粒子は、Momentive Specialty Chemicals Inc.(オハイオ州コロンバス)より市販の、Tospearl(商標)120A、130A、145A、及び2000Bの、球状シリコーン樹脂であり、それぞれの粒径は2.0ミクロン、3.0ミクロン、4.5ミクロン、及び6.0ミクロンである。
量子ドット層20のマトリックス24は、バリア層32、34を形成する材料へ接着するポリマーバインダー又は接着剤前駆体より形成し得るものであり、積層構成を形成し得、並びにまた、量子ドット22のための保護マトリックスも形成する。一つの実施形態において、マトリックス24は、エポキシアミンポリマー及び任意の放射線硬化性メタクリレート化合物を含む接着剤組成物を、硬化又は硬質化させることにより形成する。
図2を参照すると、その他の態様において、本開示は、量子ドットフィルム物品を形成する方法(100)を対象とし、それは、第1のバリア層上に、量子ドットを含む接着剤組成物を被覆すること(102)、及び、第2のバリア層を量子ドット材料上に設けること(104)を含む。いくつかの実施形態において、方法100は、部分的に硬化した量子ドット材料を形成するため、放射線硬化性メタクリレート化合物を重合(例えば、放射線硬化)すること(106)、及び硬化したマトリックスを形成するため、接着剤組成物を重合すること(108)を含む。
いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、加熱により硬化又は硬質化し得る。他の実施形態において、接着剤組成物は、例えば紫外光(UV)などの放射を適用することによってもまた硬化又は硬質化し得る。硬化又は硬質化工程は、UV硬化、加熱、又は両者を含み得る。いくつかの実施例の実施形態において、それらに限定されるものではないが、UV硬化条件としては、約10mJ/cm〜約4000mJ/cmのUVAを)より好ましくは約10mJ/cm〜約200mJ/cmのUVAを、適用することを挙げ得る。加熱及びUV光は、接着剤組成物の粘度を増加させるため、単独でも組み合わせでもまた適用し得、それにより、被覆及び加工ラインでのより容易な取り扱いが可能となる。
いくつかの実施形態において、接着剤組成物は、外側の層となっているバリアフィルム32、34の間への積層後に硬化し得る。そのため、接着剤組成物の粘度増加は、積層直後の被覆品質を確定する。被覆又は積層直後に硬化することにより、いくつかの実施形態において、硬化した接着剤は、接着剤組成物が感圧接着剤(PSA)として作用する点まで、粘度増加し、硬化中に積層体を保持し、及び、硬化中の欠陥を大幅に低減する。いくつかの実施形態において、接着剤の放射線硬化は、従来の熱硬化と比較して、被覆、硬化、及びウェブ取り扱いをより大幅に制御するものである。
一たび少なくとも部分的に硬化すると、接着剤組成物は、量子ドット22のための保護用支持マトリックス24を提供するポリマー網目構造を形成する。
エッジ侵入を含む侵入は、水分及び/又は酸素のマトリックス24への侵入による、量子ドット性能の損失により定義される。様々な実施形態において、水分及び酸素の、硬化したマトリックス24へのエッジ侵入は、85℃で1週間後、約1.25mm未満、又は85℃で1週間後、約0.75mm未満、又は85℃で1週間後、約0.5mm未満、である。様々な実施形態において、硬化したマトリックスへの酸素浸透率は、約80(cc.mil)/(mday)未満、又は、約50(cc.mil)/(mday)未満である。様々な実施形態において、硬化したマトリックスの水蒸気透過率を、約15(20g/m.mil.day)未満、又は、約10(20g/m.mil.day)未満とすべきである。
様々な実施形態において、量子ドット層20の厚みは、約80ミクロンから約250ミクロンである。
図3は、本明細書に記載の量子ドット物品を含む、表示デバイス200の一実施形態の概略図である。この図は、単に一例として提供され、限定するものではない。表示デバイス200は、例えば発光ダイオード(LED)などの光源204を有する、バックライト202を含む。光源204は、発光軸235に沿って光を発する。光源204(例えば、LED光源)は、入力エッジ208を通して、上に背面反射部212を有する中空光再利用用空隙210中へ光を発する。背面反射部212は、主に鏡面反射性でも、拡散性でも、又はそれらの組み合わせでもよく、好ましくは、高反射性である。バックライト202は、量子ドット物品220を更に含み、中に量子ドット222を分散した保護用マトリックス224を含む。保護用マトリックス224は、ポリマーバリアフィルム226、228による両面上に閉じ込められており、単層又は多層を含み得る。
表示デバイス200は、多方向性の再利用用フィルム又は層を含む、前面反射部230を更に含み、これは、ディスプレイの軸により近い方向に軸外光を再方向付けする表面構造を有する光学フィルムであり、表示デバイスを通して軸上に伝搬する光の量を増加させ得、これは、見る者に見える画像の輝度及びコントラストを高める。前面反射部230は、偏光子などの他の型の光学フィルムもまた含み得る。一つの非限定的な実施例において、前面反射部230は、1つ以上のプリズムフィルム232及び/又は利得拡散部を含み得る。プリズムフィルム232は、軸に沿って延びるプリズムを有し得、光源204の発光軸235に対し平行にも、又は垂直にも配向してよい。いくつかの実施形態において、プリズムフィルムのプリズム軸は交差し得る。前面反射部230は、1つ以上の偏光フィルム234を更に含み得、多層光学偏光フィルム、拡散反射偏光フィルムなどを含み得る。前面反射部230が発した光は、液晶(LC)パネル280に入る。バックライト用構造体及びフィルムの多数の例は、例えば、米国特許出願公開第2011/0051047号において知り得る。
様々な複合粒子を提供する。
実施形態1は、蛍光性半導体のコアシェル型ナノ粒子、及びコアシェル型ナノ粒子外側の表面へ結び付いた化学式Iのチオエーテルリガンドを含む複合粒子である。
実施形態2は、コアが第1の半導体材料を含み、シェルが第1の半導体材料と異なる第2の半導体材料を含む、実施形態1に記載の複合粒子である。
実施形態3は、コアが金属リン化物又は金属セレン化物を含む、実施形態1又は2に記載の複合粒子である。
実施形態4は、コアがInP又はCdSeを含む、実施形態3に記載の複合粒子である。
実施形態5は、シェルが亜鉛含有化合物を含む、実施形態1〜4のいずれか一つに記載の複合粒子である。
実施形態6は、シェルが多層化シェルである、実施形態1〜5のいずれか一つに記載の複合粒子である。
実施形態7は、多層化シェルが、コアを被覆する内側シェルを含み、内側シェルが、セレン化亜鉛及び硫化亜鉛を含む、実施形態6に記載の複合粒子である。
実施形態8は、多層化シェルが、内側シェルを被覆する外側シェルを含み、外側シェルが、硫化亜鉛を含む、実施形態7に記載の複合粒子である。
実施形態9は、化学式Iのチオエーテルリガンドが、非極性有機溶媒へ、室温において少なくとも1重量%の量、可溶である、実施形態1〜8のいずれか一つに記載の複合粒子である。
実施形態10は、InPのコアと、コアを被覆する内側シェルと、内側シェルを被覆する外側シェルとを含む蛍光性半導体のコアシェル型ナノ粒子を含み、内側シェルはセレン化亜鉛及び硫化亜鉛を含み、外側シェルは硫化亜鉛を含み、コアシェル型ナノ粒子外側の表面へ結び付いた化学式Iのチオエーテルリガンドを含む、複合粒子である。
様々な量子ドット物品を更に提供する。
実施形態11は、第1のバリア層と、第2のバリア層と、第1のバリア層及び第2のバリア層の間の量子ドット層と、含む量子ドットフィルム物品であって、量子ドット層が、接着剤マトリックス中に分散した量子ドットを含む、物品である。
実施形態12は、接着剤マトリックスが硬化した組成物を含み、組成物がエポキシド及びアミノ官能性化合物及び放射線硬化性メタクリレート化合物を含む、実施形態11に記載の物品である。
実施形態13は、接着剤組成物が光開始剤を更に含む、実施形態11又は12に記載の物品である。
実施形態14は、マトリックスが、約5重量%〜約25重量%のメタクリレート化合物を、並びに、70重量%〜90重量%の、エポキシド及びアミノ官能性化合物の反応より形成されるエポキシポリマーを含む、実施形態11〜13のいずれか一つに記載の物品である。
実施形態15は、マトリックスが、1マイクロメートル〜10マイクロメートルの範囲の平均粒径を有する散乱粒子を更に含む、実施形態11〜14のいずれか一つに記載の物品である。
実施形態16は、第1及び第2のバリア層の少なくとも1つが、少なくとも一種のポリマーフィルムを含む、実施形態11〜15のいずれか一つに記載のフィルム物品である。
実施形態17は、実施形態11〜16のいずれか一つに記載のフィルム物品を含む表示デバイスである。
実施形態18は、第1のポリマーフィルム上へ量子ドット材料を被覆することを含む、物品の形成方法であり、量子ドット材料が、エポキシド、アミノ官能性化合物、放射線硬化性メタクリレート化合物、及び光開始剤を含む接着剤組成物中に量子ドットを含むものである。
実施形態19は、接着剤組成物を硬化することを更に含む、実施形態18に記載の方法である。
実施形態20は、接着剤組成物上へ第2のポリマーフィルムを適用することを更に含む、実施形態19に記載の方法である。
以下の実施例により本発明を更に説明するものであるが、いかなる意味においても本発明を限定するものではない。
実施例において使用する、全ての重量及び百分率は、他に記載のない限り重量基準である。以下の表に具体的に列挙されていない全ての材料は、Aldrich Chemical Company(米国ウィスコンシン州ミルウォーキー)などの化成品供給元より入手可能である。
材料
「QD−1」、InP/SeS−ZnSコアシェル型量子ドット(QD)粒子、オクタデセン(ODE)液。(ロット番号#334−20、QY=61.8%、FWHM=44.3mm、吸収極大=507.3nm、発光極大@538.4nm、OD460=6.9mg/mL)、Nanosys,Inc.(カリフォリニア州ミルピタス)より入手。
「QD−2」、InP/SeS−ZnSのQD、コアシェル型量子ドット、トルエン液。(ロット#321−93−3、報告のQY=51.8%、FWHM=40.7mm、吸収極大@493.6nm、発光極大@527.4nm、OD(460nm)=10.4)、Nanosys,Inc.(カリフォリニア州ミルピタス)より入手。
「DDSA」、無水ドデセニルコハク酸は、Nanosys,Inc.(カリフォルニア州ミルピタス)より入手した。
メルカプトコハク酸、3−メルカプトプロピオン酸、1−ドデセン(n−C1021CH=CH)、アクリル酸オクタデシル、コハク酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(CH=CMeCOCHCHO(O)CHCHCOH、CAS番号20882−04−6)は、Aldrich Chemical Company(ウィスコンシン州ミルウォーキー)より入手した。
アクリル酸n−ラウリルは、Pfaltz Bauer,Inc.(コネチカット州ウォーターバリー)より入手した。
メタクリル酸n−ドデシルは、Avocado Research Chemicals,Inc.(英国ランカシャー州ヘイシャム)より入手した。
メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸は、Alfa Aesar(マサチューセッツ州ワードヒル)より入手した。
アクリル酸2−エチルヘキシルは、Celanese Ltd.(テキサス州アービング)より入手した。
コハク酸モノアクリロイルオキシエチルエステル(CAS番号50940−49−3、CH=CHCOCHCHOC(O)CHCHCOH)は、TCI−America(マサチューセッツ州シーコンク)より入手した。
「VAZO−67」は、E.I.du Pont de Nemours and Company(デラウェア州ウィルミントン)より、商品表示「VAZO−67」のものとして入手した。
調製例1〜9(PE1〜PE9)
メルカプトコハク酸誘導体の調製
調製例1(PE1)
n−C1225−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE1は、メルカプトコハク酸及び1−ドデセンより、J.Am.Oil Chem.Soc.72(7),805,1995、Katsuhisa Kamioらに記載のプロセスにより調製した。
調製例2(PE2)
H−[CH(CO1225−n)CH−S−CH(COH)CHCOHの調製
8オンス(0.24L)のボトルに、メルカプトコハク酸5.02g(MW=150.15、33.4mmol)、アクリル酸ラウリル24.04g(MW=240.39、100mmol)、及び酢酸エチル70gを入れた。溶液を、Nで2分バブリングし、次にVAZO−67を0.67g添加した。ボトルに栓をして後、溶液を、70℃の油浴中、24時間かけ、マグネチックスターラーで撹拌しつつ重合し、均一溶液を形成。溶媒を真空ロータリーエバポレータ留去により除去し、液体オリゴマーを与え、これをFT−IR分析により確認した(−SH及びアクリレートのシグナルがないことの確認)。
調製例3(PE3)
H−[CH(CO1225−n)CH−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE3は、PE2と同様に、メルカプトコハク酸4.02g(MW=150.15、26.77mmol)、アクリル酸ラウリル32.33g(MW=240.39、134.5mmol)より、酢酸エチル80g中、VAZO−67を1.25g用いて調製した。溶媒除去後は液体。
調製例4(PE4)
H−[CH(CO1837−n)CH−[CMe(COH)CH]−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE4は、PE2と同様に、メルカプトコハク酸3.02g、MW=150.39、(20mmol)、アクリル酸オクタデシル19.48g(MW=324.55、60mmol)、及びメタクリル酸1.72g(MW=86.09、20mmol)より、酢酸エチル80g中、VAZO−67を1.06g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例5(PE5)
H−[CH(CO1837−n)CH−[CMe(COH)CH−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE5は、PE2と同様に、メルカプトコハク酸1.38g(MW=150.15、9.2mmol)、アクリル酸オクタデシル24.35g(MW=324.55、75mmol)、及びメタクリル酸6.45g(MW=86.09、20mmol)より、酢酸エチル80g中、VAZO−67を0.86g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例6(PE6)
H−[CH(COCHCH(Et)C−n)CH−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE6は、PE2と同様に、メルカプトコハク酸1.50g(MW=150.15、10mmol)、及びアクリル酸2−エチルヘキシル9.20g(184.28、50mmol)より、酢酸エチル30g中、VAZO−67を0.12g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例7(PE7)
H−[CMe(COCHCH(Et)C−n)CH10−[CMe(COH)CH−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE7は、PE2と同様に、メルカプトコハク酸1.50g(MW=150.15、10mmol)、メタクリル酸2−エチルヘキシル19.83g(MW=198.31、100mmol)、及びメタクリル酸1.72g(MW=86.09、20mmol)より、酢酸エチル60g中、VAZO−67を0.23g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例8(PE8)
H−[CH(COCHCH(Et)C−n)CH−[CH(COOC(O)CCOH)CH]−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE8は、PE2と同様に、メルカプトコハク酸1.50g(MW=150.15、10mmol)、アクリル酸2−エチルヘキシル9.21g(MW=184.28、50mmol)、及びCH=CHCOCHCHOC(O)CHCHCOHを2.16g(MW=216.19、10mmol)より、酢酸エチル60g中、VAZO−67を0.23g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例9(PE9)
H−[CH(COCHCH(Et)C−n)CH−[CMe(COOC(O)CCOH)CH]−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE9は、PE2と同様に、メルカプトコハク酸1.50g(MW=150.15、10mmol)、アクリル酸2−エチルヘキシル9.21g(MW=184.28、50mmol)、及びCH=CHCOCHCHOC(O)CHCHCOHを2.30g(MW=230.21、10mmol)より、酢酸エチル60g中、VAZO−67を0.23g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例10(PE10)
H−[CMe(COCHCH(Et)C−n)CH−[CMe(COOC(O)CCOH)CH]−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE10では、PE2と同様に、メルカプトコハク酸1.50g(MW=150.15、10mmol)、メタクリル酸2−エチルヘキシル9.92g(MW=198.31、50mmol)、及びCH=CMeCOCHCHOC(O)CHCHCOHを2.30g(MW=230.21、10mmol)より、酢酸エチル40g中、VAZO−67を0.25g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例11(PE11)
H−[CMe(COCHCH(Et)C−n)CH−[CMe(COOC(O)CCOH)CH]−S−CH(COH)CHCOHの調製
PE11では、PE2と同様に、メルカプトコハク酸0.75g(MW=150.15、5mmol)、メタクリル酸2−エチルヘキシル7.93g(MW=198.31、40mmol)、及びCH=CMeCOCHCHOC(O)CHCHCOHを1.15g(MW=230.21、5mmol)より、酢酸エチル30g中、VAZO−67を0.18g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
調製例12(PE12)
H−[CMe(COCHCH(Et)C−n)CH−[CMe(COOC(O)CCOH)CH]−S−CHCHCOHの調製
PE12では、PE2と同様に、メルカプトプロピオン酸1.06g(MW=106.14、10mmol)、メタクリル酸2−エチルヘキシル9.92g(MW=198.31、50mmol)、及びCH=CMeCOCHCHOC(O)CHCHCOHを2.30g(MW=230.21、10mmol)より、酢酸エチル30g中、VAZO−67を0.21g用いて調製した。溶媒除去後は固形。
実施例1〜3(EX1〜EX3)、及び比較例4〜6(CE4〜CE6)
実施例及び比較例の処方物を、それらの量子収率測定以外は窒素グローブボックス中において調製した。
実施例及び比較例の調製のため、8mLバイアルへ、DDSA(CE4用)、又は上記にて調製したメルカプトコハク酸誘導体リガンドPE1〜PE3(EX1〜EX3用)を、約15mg入れ、続いてトルエン1.5mLを添加した。CE5及びCE6はブランクであり、トルエン1.5mlのみを入れた。上記の各トルエン溶液へ、QD−1を0.28mL加え、澄んだ溶液を得た。次に、得られたEX1〜EX3、及びCE4〜CE6の混合物を、60℃で2時間(CE6については室温で2時間)、マグネチックスターラーで撹拌しつつ熟成し、それらのQYデータを、高濃度(すなわち、〜70%の吸収率)のトルエン溶液中、測定した。
量子収率データを、浜松ホトニクス(ニュージャージー州ミドルセックス)より入手したHamamatsu Quantaurus QY絶対PL量子収率測定装置C11347を使用して得た。測定結果として、量子収率(QY、%)及び吸収率(%)を挙げた。
下記の表1に、EX1〜EX3、及びCE4〜CE6の試料の、熟成後の、量子収率(QY)及び吸収率のデータをまとめる。
実施例7〜10(EX7〜EX10)及び比較例11〜12(CE11〜CE12)
EX7〜EX10を、それぞれメルカプト酸誘導体リガンドとして、PE10、PE11、PE12、及びPE6を約15mg使用したこと以外、並びにQD−1の代わりにQD−2を0.3mL添加したこと以外は、EX1〜EX3について前に記載したのと同様に調製し、澄んだトルエン溶液を得た。次に、得られたEX7〜EX10の混合物を、60℃で2時間、マグネチックスターラーで撹拌しつつ熟成した。
CE11及びCE12を、QD−1の代わりにQD−2を0.3mL添加したこと以外は、それぞれCE4及びCE5と同様に調製し、澄んだトルエン溶液を得た。
熟成後、EX7〜EX10及びCE11〜CE12の、澄んだトルエン溶液を、ヘキサン4mLを添加して希釈し、それらのQYデータを、中程度の濃度(すなわち、〜13%の吸収率)で測定した。
下記の表2に、EX7〜EX10及びCE11〜CE12の試料の、量子収率(QY)及び吸収率のデータをまとめる。
本開示は、以下の実施形態を提供する。
1.蛍光性のコアシェル型ナノ粒子、及びナノ粒子の表面へ結合した下記化学式のチオエーテルリガンドを含む、複合粒子。

(式中、Rは、(ヘテロ)ヒドロカルビル基、又は(メタ)アクリレートオリゴマー基であり、
は、アルキレン、アリーレン、アルカリーレン、及びアラルキレン含むヒドロカルビル基であり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
2.Xが、−COH、−OH、−P(O)(OH)、−P(O)OH、−NH及び−SOHより選択される、実施形態1に記載の複合粒子。
3.Rが、直鎖状又は分枝状の、2〜50の炭素原子を有するアルキレンであり、任意のものとして、鎖中、酸素、窒素、又はイオウのヘテロ原子を1個以上含み、並びに、任意のものとして、エーテル、アミン、エステル、アミド、−SO−、及びウレタンより選択される、1個以上の鎖中官能基を含む、実施形態1又は2に記載の複合粒子。
4.下付き文字nが2である、実施形態1〜3のいずれか一つに記載の複合粒子。
5.Rが、C〜C20のアルキレン又はアリーレンである、実施形態1〜4のいずれか一つに記載の複合粒子。
化学式:

(式中、Rは、各々独立して、H、又はCHであり、
は、各々、C〜C30のアルキルであり、
donorは、電子供与性基を有し、
mは少なくとも2、好ましくは2〜100、より好ましくは2〜50であり、
pはゼロでも、ゼロでなくてもよい。)
6.Rが、下記化学式の(メタ)アクリレートオリゴマーである、実施形態1〜5のいずれか一つに記載の複合粒子。

(式中、Rは、各々独立して、H、又はCHであり、
は、各々、C〜C30のアルキルであり、
mは少なくとも2、好ましくは2〜100、より好ましくは2〜50であり、
pはゼロでも、ゼロでなくてもよい。)
7.Rが、下記化学式の(メタ)アクリレートオリゴマーである、実施形態1〜5のいずれか一つに記載の複合粒子。
化学式:

(式中、Rは、各々独立して、H、又はCHであり、
は、各々、C〜C30のアルキルであり、
は、C〜C10のアルキレンであり、
mは少なくとも2、好ましくは2〜100、より好ましくは2〜50であり、
pはゼロでも、ゼロでなくてもよい。)
8.pに対するmの比が少なくとも3:1である、請求項5に記載の複合粒子。
9.mが3〜50であり、pが少なくとも1であり、及び、m>pである、実施形態5に記載の複合粒子。
10.Rが、C〜C20のアルキルである、実施形態5に記載の複合粒子。
11.オリゴマーが、80℃未満、好ましくは60℃未満、より好ましくは50℃未満のTを有する、実施形態5に記載の複合粒子。
12.平均分子量Mwが、200〜50,000、好ましくは400〜20,000である、実施形態5に記載の複合粒子。
13.ナノ粒子の表面へ結合した、下記化学式の非チオエーテルリガンドを更に含む、実施形態1〜12のいずれか一つに記載の複合粒子。
−R(X)n
(式中、
は、C2からC30の炭素原子を有する(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
は、アルキレン、アリーレン、アルカリーレン、及びアラルキレン含むヒドロカルビル基であり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
14.リガンドが下記化学式のものである、実施形態1〜13のいずれか一つに記載の複合粒子。
−S−CH(COH)CHCO
(式中、Rは、(ヘテロ)ヒドロカルビル基、又は(メタ)アクリレートオリゴマー基である)。
15.リガンドが、化学式:R10−Yの化合物の、化学式:HS−R(X)のチオールとの求核置換反応により調製される、実施形態1〜14のいずれか一つに記載の複合粒子。
(それぞれの式中、R10は、(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
Yは、ハライド、トシレート、アセテート・・・を含む脱離基であり、
は、アルキレンであり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
16.リガンドが、化学式:HS−R(X)のチオールの、化学式:R10−CH=CHのオレフィンへのフリーラジカル付加反応により調製される、実施形態1〜15のいずれか一つに記載の複合粒子。
(それぞれの式中、R10は、(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
Yは、ハライド、トシレート、アセテート・・・を含む脱離基であり、
は、アルキレン又はアリーレンであり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
17.リガンドが、化学式の化合物の存在下における、アクリル系エステルモノマー及び任意の(メタ)アクリル酸モノマーの、フリーラジカル重合により調製される、実施形態1〜16のいずれか一つに記載の複合粒子。
下記化学式のチオール:
HS−R(X)
(式中、Rは、アルキレン又はアリーレンであり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
18.HS−CHCOH、HS−CHCHCOH、HS−(CH10COH、HS−CH(COH)CHCOH、HS−CHCHNH、HS−CHCH(OH)CHOH、HS−CHCHCOCHCH(OH)CHOH、HS−CHCHCHSOH、HS−Ph−COH及びHS−Ph−NHより選択される、実施形態17に記載のチオール化合物。
19.コアが、InP、CdS又はCdSeを含む、実施形態1〜18のいずれか一つに記載の複合粒子。
20.シェルが、マグネシウム含有化合物又は亜鉛含有化合物を含む、実施形態1〜19のいずれか一つに記載の複合粒子。
21.シェルが多層化シェルである、実施形態1〜20のいずれか一つに記載の複合粒子。
22.多層化シェルが、コアを被覆する内側シェルを含み、内側シェルがセレン化亜鉛及び硫化亜鉛を含む、実施形態21に記載の複合粒子。
23.多層化シェルが、内側シェルを被覆する外側シェルを含み、外側シェルが硫化亜鉛又はMgSを含む、実施形態21に記載の複合粒子。
24.InPのコアと、
コアを被覆する、セレン化亜鉛及び硫化亜鉛を含む内側シェルと、
内側シェルを被覆する、硫化亜鉛を含む外側シェルと、を含む蛍光性半導体のコアシェル型ナノ粒子、並びに、
ナノ粒子の表面へ結合した、以下の化学式のチオエーテルリガンドを含む、複合粒子。

(式中、Rは、(ヘテロ)ヒドロカルビル基又は(メタ)アクリレートオリゴマー基であり、
は、アルキレン、アリーレン、アルカリーレン、及びアラルキレン含むヒドロカルビル基であり、
nは少なくとも1であり、
Xは電子供与性基である。)
25.実施形態1〜23のいずれか一つに記載の複合粒子、及びポリマーバインダーを含む組成物。
26.接着剤が(メタ)アクリル化オリゴマーを含む、実施形態25に記載の組成物。
27.接着剤が反応性希釈剤モノマーを更に含む、実施形態26に記載の組成物。
28.(メタ)アクリル化オリゴマーが下記一般式のものである、実施形態26に記載の組成物。
Olig−(L−Z
(式中、ROlig基は、ウレタン、ポリウレタン、エステル、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリブタジエン、及びエポキシを含み、
は連結基であり、
は、(メタ)アクリロイル、ビニル、又はアルキニルなどの、側鎖のフリーラジカル重合性基であり、好ましくは(メタ)アクリレートであり、
dは1より大きく、好ましくは少なくとも2である。)
29.2枚のバリアフィルム間において、硬化したポリマーマトリックス接着剤中に均一に分散した、実施形態25〜28のいずれか一つに記載の複合粒子を、含む物品。

Claims (12)

  1. 蛍光性のコアシェル型ナノ粒子、及び前記ナノ粒子の表面へ結合した下記式のチオエーテルリガンドを含む、複合粒子。
    (式中、Rは、ヒドロカルビル基、又は(メタ)アクリレートオリゴマー基であり、
    は、ヒドロカルビル基であり、
    nは少なくとも1であり、
    Xは電子供与性基であり、−COH、−OH、−P(O)(OH)、−P(O)OH、−NH及び−SOHより選択される。)
  2. が、下記化学式の(メタ)アクリレートオリゴマーである、請求項1に記載の複合粒子。
    化学式:
    (式中、Rは、各々独立して、H、又はCHであり、
    は、各々、C〜C30のアルキルであり、
    donorは、電子供与性基を有し、
    mは少なくとも2であり、
    pはゼロでも、ゼロでなくてもよい。)
  3. が、下記化学式の(メタ)アクリレートオリゴマーである、請求項1に記載の複合粒子。
    (式中、Rは、各々独立して、H、又はCHであり、
    は、各々、C〜C30のアルキルであり、
    mは少なくとも2であり、
    pはゼロでも、ゼロでなくてもよい。)
  4. が、下記化学式の(メタ)アクリレートオリゴマーである、請求項1に記載の複合粒子。
    化学式:
    (式中、Rは、各々独立して、H、又はCHであり、
    は、各々、C〜C30のアルキルであり、
    は、C〜C10のアルキレンであり、
    mは少なくとも2であり、
    pはゼロでも、ゼロでなくてもよい。)
  5. 前記ナノ粒子の前記表面へ結合した、下記式の非チオエーテルリガンドを更に含む、請求項1に記載の複合粒子。
    −R(X)n
    (式中、Rは、C2〜C30の炭素原子を有する(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、
    は、アルキレン、アリーレン、アルカリーレン、及びアラルキレンを含むヒドロカルビル基であり、
    nは少なくとも1であり、
    Xは電子供与性基である。)
  6. 前記リガンドが下記化学式のものである、請求項1に記載の複合粒子。
    −S−CH(COH)CHCO
    (式中、Rは、ヒドロカルビル基、又は(メタ)アクリレートオリゴマー基である)。
  7. 前記シェルが、マグネシウム含有化合物又は亜鉛含有化合物を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合粒子。
  8. 前記シェルが多層化シェルである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合粒子。
  9. InPのコアと、
    前記コアを被覆し、セレン化亜鉛及び硫化亜鉛を含む内側シェルと、
    前記内側シェルを被覆し、硫化亜鉛を含む外側シェルと、を含む蛍光性半導体のコアシェル型ナノ粒子、並びに、
    前記ナノ粒子の前記表面へ結合した下記化学式のチオエーテルリガンドを含む、請求項1に記載の複合粒子。
    (式中、Rは、ヒドロカルビル基、又は(メタ)アクリレートオリゴマー基であり、
    は、ヒドロカルビル基であり、
    nは少なくとも1であり、
    Xは電子供与性基である。)
  10. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の複合粒子、及びポリマーバインダーを含む、組成物。
  11. 前記バインダーが(メタ)アクリル化オリゴマーを含む、請求項10に記載の組成物。
  12. 2枚のバリアフィルム間において、前記複合粒子が、硬化した前記ポリマーバインダー中に均一に分散した、請求項10又は11に記載の組成物を含む、物品。
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106103645B (zh) 2014-03-10 2019-05-28 3M创新有限公司 包括硫醇取代的有机硅的复合纳米粒子
US20170352789A1 (en) 2014-12-26 2017-12-07 Ns Materials Inc. Wavelength converting member and method of producing the same
WO2016168048A1 (en) 2015-04-16 2016-10-20 3M Innovative Properties Company Quantum dot article with thiol-alkene-epoxy matrix
CN107438642B (zh) 2015-04-16 2020-03-03 3M创新有限公司 具有硫醇-环氧树脂基体的量子点制品
WO2017030857A1 (en) 2015-08-19 2017-02-23 3M Innovative Properties Company Perfluoroether-stabilized quantum dots
EP3350284B1 (en) 2015-09-15 2019-02-27 3M Innovative Properties Company Additive stabilized composite nanoparticles
EP3350285A1 (en) 2015-09-15 2018-07-25 3M Innovative Properties Company Additive stabilized composite nanoparticles
EP3377591A1 (en) 2015-11-18 2018-09-26 3M Innovative Properties Company Copolymeric stabilizing carrier fluid for nanoparticles
WO2017086362A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 Jsr株式会社 ナノ粒子集合体及びその製造方法、ナノ粒子集合体組成物、波長変換層、並びにリガンド
WO2017137843A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Nanoco Technologies Ltd. Highly stable quantum dot-containing polymer films
EP3208291A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-23 Henkel AG & Co. KGaA Nanocrystal epoxy thiol composite material and nanocrystal epoxy thiol composite film
EP3417032A1 (en) * 2016-02-16 2018-12-26 Henkel IP & Holding GmbH Nanocrystal epoxy thiol (meth)acrylate composite material and nanocrystal epoxy thiol (methacrylate) composite film
CN108699433B (zh) 2016-02-17 2020-08-14 3M创新有限公司 具有稳定含氟化合物共聚物的量子点
WO2017200824A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 3M Innovative Properties Company Quantum dots with mixed amine and thiol ligands
WO2018017514A1 (en) 2016-07-20 2018-01-25 3M Innovative Properties Company Stabilizing styrenic polymer for quantum dots
KR20190031505A (ko) 2016-07-20 2019-03-26 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 양자점을 위한 안정화 스티렌계 중합체
JP2019535840A (ja) * 2016-08-22 2019-12-12 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 光学デバイスのための混合物
WO2018092039A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-24 Sabic Global Technologies B.V. Atomic layer deposition in combination with polymer coating
KR20180073502A (ko) * 2016-12-21 2018-07-02 삼성전자주식회사 적층 구조물, 그의 제조방법, 및 이를 포함하는 액정 표시장치
TW201835297A (zh) * 2017-01-06 2018-10-01 日商Jsr股份有限公司 含螢光體粒子組成物、波長轉換層及波長轉換層的製造方法
US10649129B2 (en) * 2017-05-16 2020-05-12 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Light guide plate, backlight module and display device
CN110799623B (zh) * 2017-06-29 2023-06-27 默克专利股份有限公司 包含半导体发光纳米颗粒的组合物
US20190078017A1 (en) * 2017-09-14 2019-03-14 Lumisyn LLC Shell and core structures for colloidal semiconductor nanocrystals
KR20190043085A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 엘지디스플레이 주식회사 발광체, 이를 포함하는 발광 필름, 발광다이오드 및 발광장치
CN109671837B (zh) * 2017-10-17 2021-08-10 乐金显示有限公司 发光体以及包括其的发光膜、发光二极管和发光装置
CN108384462B (zh) * 2018-02-06 2021-03-02 苏州星烁纳米科技有限公司 胶水、量子点胶液及光转换元件
WO2019162242A1 (en) 2018-02-22 2019-08-29 Merck Patent Gmbh Semiconducting nanoparticle
JP7289650B2 (ja) * 2018-12-25 2023-06-12 東京応化工業株式会社 量子ドット含有被膜を製造する方法、及び量子ドット含有被膜形成用の組成物
CN110606935B (zh) * 2019-09-29 2021-06-15 江南大学 一种扩链剂及其制备方法
CN110962427A (zh) * 2019-11-25 2020-04-07 Tcl华星光电技术有限公司 量子点膜
JP2021161393A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 住友化学株式会社 硬化性樹脂組成物及び表示装置

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3705208A (en) 1969-05-09 1972-12-05 Hitachi Ltd Polyester resin and method of manufacturing the same
US4622412A (en) 1984-08-21 1986-11-11 Charles Piskoti Process for preparation of mercapto silicone fluid
US4857434A (en) 1986-09-23 1989-08-15 W. R. Grace & Co. Radiation curable liquid (meth) acrylated polymeric hydrocarbon maleate prepolymers and formulations containing same
US5015717A (en) 1986-12-22 1991-05-14 Wacker Silicones Corporation Sulfur-containing organopolysiloxane waxes and a method for preparing the same
US5462835A (en) 1991-09-16 1995-10-31 P T Sub Inc. Photocurable composition, flexible, photosensitive articles made therefrom, and methods of improving solvent resistance and flexibility of those articles
US5587433A (en) 1995-08-17 1996-12-24 Sartomer Company, Inc. Esters of hydroxy terminated polybutadiene compositions and methods for making same
US6451958B1 (en) 2001-04-06 2002-09-17 Sartomer Technology Company Inc. Radiation curable acrylate-terminated polymers having polycarbonate repeating units
AU2002326920B2 (en) * 2001-09-17 2007-09-13 Massachusetts Institute Of Technology Semiconductor nanocrystal composite
AU2003301769A1 (en) 2002-08-15 2004-06-07 Moungi G. Bawendi Stabilized semiconductor nanocrystals
JP2006511634A (ja) 2002-09-05 2006-04-06 ナノシス・インク. ナノ構造へ又はナノ構造から電荷移動を容易にする有機種
US7018713B2 (en) 2003-04-02 2006-03-28 3M Innovative Properties Company Flexible high-temperature ultrabarrier
JP2004307679A (ja) 2003-04-08 2004-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd 13族窒化物半導体ナノ粒子蛍光材料
US7645397B2 (en) 2004-01-15 2010-01-12 Nanosys, Inc. Nanocrystal doped matrixes
WO2005071039A1 (ja) 2004-01-26 2005-08-04 Kyocera Corporation 波長変換器、発光装置、波長変換器の製造方法および発光装置の製造方法
JP2005320468A (ja) 2004-05-11 2005-11-17 Fuji Photo Film Co Ltd ナノ粒子蛍光体及びその分散液
JP4649434B2 (ja) * 2007-03-28 2011-03-09 株式会社東芝 プラズモン発生素子
EP2255231A1 (en) 2008-02-07 2010-12-01 3M Innovative Properties Company Hollow backlight with structured films
US8440736B2 (en) 2008-04-07 2013-05-14 University Of Southern Mississippi Photocuable thiol-ene low gas permeability membranes
JP5115983B2 (ja) * 2008-09-01 2013-01-09 国立大学法人東北大学 超臨界水熱合成法による有機修飾金属硫化物ナノ粒子の合成法
WO2010039897A2 (en) 2008-10-03 2010-04-08 Life Technologies Corporation Nanocrystals with functional ligands
WO2010048580A2 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Life Technologies Corporation Stable nanoparticles and methods of making and using such particles
CN104387772B (zh) 2009-05-01 2017-07-11 纳米系统公司 用于纳米结构体分散的官能化基质
GB0916699D0 (en) * 2009-09-23 2009-11-04 Nanoco Technologies Ltd Semiconductor nanoparticle-based materials
WO2011060353A2 (en) 2009-11-16 2011-05-19 Emory University Lattice-mismatched core-shell quantum dots
JP4949525B2 (ja) * 2010-03-03 2012-06-13 シャープ株式会社 波長変換部材、発光装置および画像表示装置ならびに波長変換部材の製造方法
JP5937521B2 (ja) 2011-01-28 2016-06-22 昭和電工株式会社 量子ドット蛍光体を含む組成物、量子ドット蛍光体分散樹脂成形体、量子ドット蛍光体を含む構造物、発光装置、電子機器、機械装置及び量子ドット蛍光体分散樹脂成形体の製造方法
US8822955B2 (en) 2011-03-21 2014-09-02 East China University Of Science And Technology Polymer-conjugated quantum dots and methods of making the same
US20130189367A1 (en) * 2011-07-29 2013-07-25 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Nanovectors for targeted gene silencing and cytotoxic effect in cancer cells
US9726928B2 (en) 2011-12-09 2017-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight unit and liquid crystal display including the same
TWI596188B (zh) 2012-07-02 2017-08-21 奈米系統股份有限公司 高度發光奈米結構及其製造方法
JP2015113360A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 コニカミノルタ株式会社 光学層形成用組成物および光学フィルム
WO2015095032A1 (en) 2013-12-17 2015-06-25 3M Innovative Properties Company Composite nanoparticles including a malonic acid derivative
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