用于纳米晶体的烷基-酸配体的制作方法
【专利说明】用于纳米晶体的烷基-酸配体
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求2013年3月14日提交的美国临时申请No. 61/783,724的优先权，在 此为了所有目的，通过参考将其全文引入。
[000引发明背景
[0004] 高性能下变频憐光体技术将在下一代的可见光发射中起到突出的作用，其中包括 高效率固态白光照明（SSWL)。此外，运样的技术还适用于近红外（NIR)和红外（IR)发光技 术。从紫外0JV)或蓝色发光半导体发光二极管（LED)下变频为蓝色、红色和绿色波长提供 了用于传输商业上有吸引力的白色光源的快速、有效和成本合算的途径。不幸的是，现有的 稀±活化的憐光体或面代憐酸盐是目前用于固态下变频的主要来源，其最初被开发用于巧 光灯和阴极射线管（CRT)，因此当谈到SSWL的独特要求时，其具有许多关键的不足。正因为 如此，虽然一些SSWL系统是可用的，但差的功率效率（<20光流明/瓦特（Im/W))、差的显色 性（显色指数（CRIK75)和极高的成本（>$200/千流明（klm))将该技术限制在小摊贩市 场，如手电筒和人行道照明。
[0005] 此外，由于在忍片/涂层界面处的光子的内反射，L邸通常遭受降低的性能。典型 地，L邸被封装或涂布在聚合物材料中（其可W包含憐光体）W向发光忍片提供稳定性。目 前运些涂层通过使用具有非常不同于基材（即，忍片）的折射率的无机或有机涂层制成，其 由于在两种材料之间的界面处的折射率失配而导致有害的光学效应。此外，LED的溫度可 W超过l〇〇°C。为了允许可W伴随该溫度上升的膨胀和收缩，柔性聚合物层（例如娃酬）通 常与忍片接触放置。为了向L邸提供另外的稳定性，该柔性层通常另外涂布有硬壳聚合物。
[0006] 由于与L邸相关的聚合物涂层的更低的折射率，所得L邸结构在忍片/柔性聚合 物界面处遭受光损失。然而，如果柔性层的折射率升高，那么由于内反射，在柔性聚合物和 硬壳聚合物之间的高折射率/低折射率界面处将发生甚至更高的损失。
[0007] 当使用常规的无机憐光体用于SSWL时，有若干关键因素导致差的功率效率。运些 包括：在L邸忍片和憐光体层界面处的总的内反射导致差的从L邸到憐光体层的光摄取； 由于憐光体颗粒产生的光散射W及L邸忍片的寄生吸收、金属接触和屏蔽导致的从憐光体 层到周围的差的摄取效率；在红光波长范围内的宽的憐光体发射导致未使用的光子发射到 近IR;W及当在蓝光波长范围内激发时憐光体自身的差的下变频效率（运是吸收和发射效 率的组合）。虽然效率通过UV激发改进，但是由于在UV中比在蓝光波长范围中的斯托克斯 位移发射（Stokes-shiftedemission)更大且LED效率更低导致的另外的损失使其在整体 上是不太吸引人的解决方案。
[0008] 结果，差的效率驱动高效的拥有成本。成本还显著地受到构建运样的装置的 费力的制造和组装过程的影响，例如在封装过程中将憐光体层异构集成到L邸忍片上 (美国能源部和光电产业发展协会值0EandOptoelectronicsIndustiTDevelopment Association)"Lightemittingdiodes(LEDs)forgeneralillumination,"Technology Roa血ap(2002))。在历史上，蓝色L邸已与多种带边滤波器和憐光体联合使用来产生白光。 然而，许多当前的滤波器允许光子从光谱的蓝端发射，从而限制了白色L邸的质量。由于能 够同时在蓝光中激发的可用憐光体颜色和颜色组合的数量有限，因此装置的性能还遭受差 的显色性。因此，需要有效的纳米复合材料滤波器，可W调整所述滤波器W滤除在可见光 (尤其是蓝端）、紫外和近红外光谱中的特定光子发射。
[0009] 虽然针对SSWL的有机憐光体已取得了一些进展，但是有机材料具有若干不能克 服的缺点，使其不可能成为针对高效SSWL的可行的解决方案。运些包括：快速光降解导致 差的寿命，尤其在蓝光和近UV光的存在下；低的吸收效率；光散射、在忍片界面处的差的折 射率匹配、对不同颜色的憐光体窄的和非重叠的吸收光谱使其难W或不可能同时激发多种 颜色；和宽的发射光谱。因此需要聚合物层，所述聚合物层帮助产生高质量、高强度的白光。 令人惊讶地，本发明满足了该需求和其他需求。
[0010] 发明简述
[0011] 在一些实施方案中，本发明提供具有下式的量子点结合配体：
[0012]
[001引其中式I中的Rla，Rlb，R2和R4各自独立地可W是H，C12。烷基，C12。杂烷基，C22。链 締基，C2 2。烘基，环烷基或芳基。式I中的RSa和R%各自独立地可W是H或Cle烷基。式 I中的下标m和n各自独立地为0或1，使得m+n为1。式I中的下标P可W是整数5-约 500。式I中的量子点结合配体是其中当下标m为0时，Ria和Rib中的至少一个为H，和r2 可W是Cg2。烷基，CS2。杂烷基，C8 2。链締基，C8 2。烘基，环烷基或芳基的那些，和当下标m为 1时，Rla和R2均为H，W及R1可W是CS2。烷基，CS2。杂烷基，CS2。链締基，CS2。烘基，环烷基 或芳基的那些。
[0014] 在一些实施方案中，本发明提供本发明的量子点结合配体，和第一组发光量子点 (QD)的组合物。
[001引发明详述[001引I.概述
[0017] 本发明提供用于结合到量子点上的烷基-簇基聚合物。该配体容易合成并因多个 簇基键合基团导致提供量子点较大的稳定性。
[001引II定义
[0019]"簇基键合基团"是指簇酸基：C(0) 0H。
[0020]"烷基"是指具有规定数量的碳原子的直链或支链的饱和脂肪族基团。烷基可 W包括任何数量的碳，如。2、。3、。4、。5、。6、。7、。9、。1。、。12、。14、。16、。18、 〔1 20,〔8 2。、〔12 2。、〔14 2。、〔16 2。和C18 2。。例如，〔1 6烷基包括但不限于，甲基、乙基、丙基、异丙 基、下基、异下基、仲下基、叔下基、戊基、异戊基、己基等。其他烷基包括辛烷基、壬烷基、癸 烷基、十一烷基、十^烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十屯烷基、十八烷基、 十九烷基和二十烷基。烷基可W是取代或未取代的。
[0021]"长链烷基"是具有至少8个碳链原子的如上定义的烷基。长链烷基可W包括任 何数量的碳，如Cs2。、2。、。4 2。、Cie2。或C18 2。。代表性的基团包括但不限于，辛烷基、壬烧 基、癸烷基、十一烷基、十^烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十屯烷基、十八 烷基、十九烷基和二十烷基。长链烷基还可W被娃烷基团取代。
[0022] "亚烷基"是指具有规定数量的碳原子且连接至少两个其他基团的直链或支链的 饱和脂肪族基团。亚烷基可W连接于2、3、4个或更多个基团，并且可W是二价的、=价的、 四价的或更多价的。连接于亚烷基的基团可W连接于亚烷基的相同原子或不同原子上。例 如，直链亚烷基可W是-(C&)。-的二价基团，其中n为1、2、3、4、5或6。代表性的亚烷基包 括但不限于，亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚下基、亚异下基、亚仲下基、亚戊基和亚 己基。亚烷基可W是取代或未取代的。
[0023] "杂烷基"是指任何合适长度的并具有1至5个杂原子如N、0和S的烷基。额外的 杂原子也可W是有用的，其中包括但不限于，B、Al、Si和P。杂原子还可W是氧化的，例如但 不限于-s(o)-和-s(o)2-。例如，杂烷基可W包括酸（亚乙基氧基和聚（亚乙基氧基））、硫 酸和烷基胺。杂烷基的杂原子部分可W替代烷基的氨，W形成径基、琉基或氨基。备选地， 杂原子部分可W是连接原子，或插入两个碳原子之间。
[0024]"长链杂烷基"为具有至少8个链原子的如上定义的杂烷基。长链杂烷基可W包括 任何数里的链原子，如Cg2。、〔12 2。、〔14 2。、〔1日2。或C18 20。
[00巧]"杂亚烷基"是指连接至少两个其他基团的如上定义的杂烷基。连接于杂亚烷基的 两个部分可W连接于杂亚烷基的相同或不同原子上。
[0026]"链締基"是指具有至少2个碳原子和至少一个双键的直链或支链控。链締基可 W包括任何数里的碳，如〔2、〔2 3、〔2 4、〔2 5、〔2 6、〔2 7、〔2 8、〔2 9、〔2 1。、〔2 12、〔2 14、〔2 16、〔2 18、 C2 2。，Cs2。、Ci2 2。、Ci4 2。、Cie2。和C18 2。。链締基可W具有任何适合数量的双键，其中包括但 不限于，1、2、3、4、5个或更多个。链締基的实例包括但不限于，乙締基（Vinyl)(乙締基 (ethenyl))、丙締基、异丙締基、1-下締基、2-下締基、异下締基、下二締基、1-