量子点组合物、量子点发光材料、其制备方法及含有其的发光器件与流程

文档序号:17049831发布日期:2019-03-05 19:56阅读:281来源:国知局
量子点组合物、量子点发光材料、其制备方法及含有其的发光器件与流程

本发明涉及发光材料溶液领域,具体而言,涉及一种量子点组合物、量子点发光材料、其制备方法及含有其的发光器件。



背景技术:

由于量子点的尺寸非常小,多为1-10nm,具有非常大的比表面积,表面存在大量未配对电子和不饱和悬健,化学性质极其不稳定,对氧气分子和水分子极度敏感。由于量子点表面存在大量的未配对电子和不饱和悬健,一方面通过核壳结构的设计提高量子点的稳定性,另一方面在量子点表面通过配体修饰提高量子点的稳定性。壳层和配体的种类以及厚度对量子点的稳定性具有重要影响。

量子点材料在合成过程中,一般多选择有机溶剂对其进行分散,包括苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、正辛烷、正己烷、环己烷、二氯乙烷、二氯甲烷等,形成澄清透明的量子点溶液。量子点粉末或量子点吸附微球也有相关报道,通过离心沉淀的方法提取,再通过二氧化硅等无机粒子或多孔材料进行包覆吸附形成。

在量子点应用过程中,量子点不能单独使用,必须分散在高分子前体中。考虑到量子点本身的特性,高分子前体必须具有以下特性:(1)与量子点材料有较好的相容性,不会淬灭量子点;(2)具有较好的阻隔性,对水气和氧气有较好的阻隔性;(3)在光或热的作用下可由液态固化成固态。

迄今为止,关于分散量子点的高分子前体有很多报道,可归纳为以下几类:(1)对量子点表面进行硅氧烷改性,选择有机硅材料作为高分子前体,主要用于led芯片的原位封装。(2)利用多孔材料吸附量子点或将量子点用环氧树脂包覆做成微球。(3)选择丙烯酸酯单体作为高分子前体。(4)形成相分离结构,利用疏水体系(丙烯酸酯树脂)分散量子点,外层用亲水体系(环氧树脂)隔绝氧气,在宏观上形成相分离结构。

以上高分子基体与量子点的相容性存在一定问题,在不同程度上会导致量子点效率衰减。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供一种量子点组合物、量子点发光材料、其制备方法及含有其的发光器件,以解决现有技术中的量子点发光材料存在老化不稳定的问题。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种量子点组合物,量子点组合物包括微乳及分散微乳的高分子前体,其中,微乳包括量子点、溶解量子点的溶解介质和包裹溶解介质的乳化剂。

进一步地,溶解介质选自溶剂或反应性单体。

进一步地,溶解介质为溶剂,量子点为油溶性量子点,溶剂为非极性有机溶剂,乳化剂为水包油型乳化剂,高分子前体为水溶性高分子前体;优选地,非极性有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、正辛烷、正己烷、环己烷、正庚烷、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷和四氯化碳中的一种或多种。

进一步地,溶解介质为溶剂,量子点为水溶性量子点,溶剂为极性有机溶剂,乳化剂为油包水型乳化剂,高分子前体为油溶性高分子前体;优选地,极性有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、2-丁酮、四氢呋喃、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和1,4-二氧六环中的一种或多种。

进一步地,溶解介质为反应性单体,量子点为油溶性量子点,反应性单体为油溶性单体,微乳中还含有可选的第一固化剂,乳化剂为水包油型乳化剂,高分子前体为水溶性高分子前体;优选地,油溶性单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、二十二烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯及硬脂酸甲基丙烯酸酯中的一种或多种。

进一步地,溶解介质为反应性单体,量子点为水溶性量子点,反应性单体为水溶性单体,微乳中还含有可选的第二固化剂,乳化剂为油包水型乳化剂,高分子前体为油溶性高分子前体;优选地,水溶性单体选自丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、n,n-二甲基丙烯酰胺及水溶性环氧树脂中的一种或多种。

进一步地,水溶性高分子前体固化后形成水溶性高分子基体,水溶性高分子基体选自水溶性有机硅树脂、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚氨酯树脂中的一种或多种。

进一步地,水包油型乳化剂的hlb值范围为8~18;优选地,水包油型乳化剂选自油酸钠、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯山梨醇羊毛脂衍生物、聚氧乙烯氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯十六烷基醇、聚乙二醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯油醇、聚氧乙烯十八醇、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙烯植物油、聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯单油酸酯、六乙二醇单硬脂酸酯及聚氧丙烯硬脂酸酯中的一种或多种。

进一步地,油溶性高分子前体固化后形成油溶性高分子基体,油溶性高分子基体选自油溶性有机硅树脂、油溶性环氧树脂、油溶性丙烯酸树脂和油溶性聚氨酯树脂中的一种或多种。

进一步地,油包水型乳化剂的hlb值范围为3~6;优选地,油包水型乳化剂选自选自丙二醇单硬脂酸酯、单硬脂酸甘油酯、羟基化羊毛脂、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯油醇醚、二乙二醇脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯及聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物中的一种或多种。

进一步地,量子点组合物中,量子点与高分子前体的质量比为1~20:100;优选地,乳化剂与高分子前体的质量比为0.1~10:100。

进一步地,乳化剂与溶解介质及量子点之和的质量比为10~30:100。

进一步地,高分子前体包括预聚物、稀释单体以及可选的第三固化剂。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种量子点发光材料,量子点发光材料根据上述任一种量子点组合物制备而成。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种量子点发光材料,量子点发光材料包括高分子基体以及分散在高分子基体间的微乳,其中,微乳包括量子点、溶解量子点的溶解介质以及包裹溶解介质的乳化剂。

进一步地,溶解介质选自溶剂或反应性单体。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种量子点发光材料,量子点发光材料包括高分子基体以及分散在高分子基体间的微乳,其中,微乳包括量子点、分散量子点的聚合物和包裹聚合物的乳化剂,聚合物通过反应性单体聚合形成。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种量子点发光材料,量子点发光材料包括高分子基体以及分散在高分子基体间的微孔,其中,微孔中包括量子点。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种发光器件,包括量子点发光材料,量子点发光材料为上述任一种量子点发光材料。

进一步地,发光器件为量子点膜或量子点管。

根据本发明的另一方面,提供了一种量子点发光材料的制备方法,该制备方法包括:将上述任一种量子点组合物中的量子点、溶解量子点的溶解介质、乳化剂以及高分子前体进行混合,得到混合物;对混合物进行固化,得到量子点发光材料。

进一步地,固化为热固化和/或uv固化;优选地,热固化是在80℃~150℃的条件下固化15~150min;优选地,uv固化的能量为500~5000mj/cm2

进一步地,混合通过超声混合或机械搅拌混合。

应用本发明的技术方案,本申请所提供的量子点组合物通过先将量子点溶解在溶解介质中,再将溶解有量子点的溶解介质加入到高分子前体中。由于乳化剂具有两亲性,一端与高分子前体连接,另一端与溶解介质连接,利用乳化剂的乳化作用使得溶解有量子点的溶解介质形成微乳,有效避免了量子点与高分子前体的接触,从而确保了量子点存在于微乳内部,并稳定地分散在高分子前体中,进而提高了所形成的量子点发光材料的发光效率和量子点的老化稳定性能。本申请的溶解是指量子点稳定均匀地分布在溶解介质中,无析出无沉淀,从而能保持长期稳定的效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1示出了根据本发明的一种优选的实施例中的含微乳的量子点组合物的微观结构示意图;以及

图2a和图2b示出了根据本发明的一种优选的实施例中量子点微乳的固化后的电镜图;其中,图2a示出了单个微乳的电镜图,图2b示出了微乳分散在高分子基体中的电镜图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

1、量子点;2、溶解介质;3、乳化剂;4、高分子前体;

10、微乳;11、高分子基体。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

本申请中的“高分子前体”是指可以通过加热或光照等固化形式使其变成具有一定分子量的交联高分子(一般分子量大于5000的称作高分子)的物质,通常包括预聚物、稀释单体和可选的固化剂的混合物。

hlb值(hydrophile-lipophilebalancenumber):称亲水亲油平衡值,也称水油度。hlb=亲水基的亲水性/亲油基的亲油性,hlb值越大,代表亲水性越强;hlb值越小,代表亲油性越强。

如背景技术所提到的,现有的量子点发光材料,由于量子点与高分子基体在相容性方面相对较差,因而一定程度上影响了量子点的发光效率。为了改善现有技术这一状况,在本申请一种典型的实施方式中,提供了一种量子点组合物,如图1所示,该量子点组合物包括微乳及分散微乳的高分子前体4,微乳包括量子点1、溶解量子点的溶解介质2和包裹溶解介质的乳化剂3。本申请中的微乳是指尺寸为纳米或微米级别的微结构,该微结构在油水两相中通过乳化剂作用形成。

本申请所提供的量子点组合物,量子点1以溶解的方式存在于溶解介质2中,乳化剂3围绕溶解介质2,位于溶解介,2与高分子前体4的界面,一端亲溶解介质,另一端亲高分子前体,溶解有量子点的溶解介质通过微乳的形态在高分子前体中较为均匀地分散,且量子点安全地位于微乳内部,进而避免了高分子前体与量子点接触导致的量子效率降低的问题。具体地:溶解介质和高分子前体具有截然相反的水/油溶解性。溶解介质为水溶性时,对应的高分子前体为油溶性;溶解介质为油溶性时,对应的高分子前体为水溶性。由于乳化剂具有两亲性,一端与高分子前体连接,另一端与溶解介质连接(乳化剂的连接为非化学键连接,依靠基团之间的吸引力),利用乳化剂的乳化作用使得溶解有量子点的溶解介质形成微乳,有效避免了量子点与高分子前体的接触,从而确保了量子点存在于微乳内部而稳定地分散在高分子前体中,进而提高了所形成的量子点发光材料的发光效率和量子点的老化稳定性能。本申请的溶解是指量子点稳定均匀地分布在溶解介质中,无析出无沉淀,从而能保持长期稳定的效率。本申请的量子点表面具有保护性配体,该保护性配体对量子点的溶解性能具有重要影响。

在一种优选的实施例中,上述溶解介质为溶剂或反应性单体。根据量子点的溶解性选择合适的溶解介质,可以溶解在有机溶剂中,也可以溶解在反应性单体中。此处的反应性单体可以通过固化剂在固化条件下发生聚合反应,形成的聚合物存在于固化后形成的量子点发光材料中;也可以不发生固化反应而以液态的反应性单体存在于固化后形成的量子点发光材料中。

根据量子点性质的不同,可以选择不同的溶解介质和不同的高分子前体来形成不同的量子点组合物。在一种优选的实施例中,量子点为油溶性量子点,溶剂为非极性有机溶剂,乳化剂为水包油型乳化剂,高分子前体为水溶性高分子前体;优选地,非极性有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、正辛烷、正己烷、环己烷、正庚烷、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷和四氯化碳中的一种或多种。

上述优选实施例中,量子点为油溶性量子点,根据相似相容原理,该量子点的溶解介质为非极性的有机溶剂,上述非极性有机溶剂能有效溶解油溶性的量子点。水包油型乳化剂具有两亲性,对外具有亲水性,能够与水溶性高分子前体很好地相容,对内具有亲油性,能够将油溶性的非极性有机溶剂及其分散的量子点包裹起来,从而形成了以乳化剂为连接桥梁的水溶性高分子前体与溶解介质的组合物,且乳化剂包裹该溶解介质形成微乳,包裹是指乳化剂位于溶解介质和高分子前体的界面上,而量子点存在于溶解介质中,具有高度稳定性。该组合物中,微乳的存在减少了高分子前体中活性基团与量子点的接触机会,进而也降低了活性基团对量子点的破坏,从而提高了量子点的发光效率及其老化稳定性。

在一种优选的实施例中,量子点的溶解介质为溶剂,量子点为水溶性量子点,溶剂为极性有机溶剂,乳化剂为油包水型乳化剂,高分子前体为油溶性高分子前体;优选地,极性有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、2-丁酮、四氢呋喃、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和1,4-二氧六环中的一种或多种。

同样地,根据相似相容原理,当量子点为水溶性量子点时,溶剂为极性有机溶剂,上述极性有机溶剂能有效溶解水溶性的量子点。油包水型乳化剂同样是两亲性的,对内具有亲水性,能够与极性有机溶剂很好地相容,对外具有亲油性,能够与油溶性高分子前体很好地相容,从而均匀分散在高分子前体中,且乳化剂作用下形成的微乳有效地隔离了量子点与高分子前体,降低了其活性基团对量子点的破坏,比如破坏量子点表面的保护性配体,提高了量子点的发光效率及其老化稳定性。

根据溶解量子点的溶解介质的不同,所形成的量子点组合物也不同。在一种优选的实施例中,溶解介质为反应性单体,量子点为油溶性量子点,反应性单体为油溶性单体,微乳中还含有可选的第一固化剂,乳化剂为水包油型乳化剂,高分子前体为水溶性高分子前体;优选地,油溶性单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、二十二烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯及硬脂酸甲基丙烯酸酯中的一种或多种。

上述优选的实施例中,当溶解介质为反应性单体时,微乳中也可以含有固化剂。在制备量子点发光材料时,固化剂是必要的(但本申请的量子点组合物可以不含有固化剂,而是在制备时根据需要添加合适种类的固化剂),而分散于高分子前体中的固化剂根据其性质的差异可能会进入微乳中。因而,无论是反应性单体的溶解介质中本身含有固化剂,还是高分子前体中添加的固化剂渗入含反应性单体的微乳中,当其含有固化剂时,在固化的过程中,反应性单体会聚合形成聚合物。此处需要说明的是,反应性单体也是含有活性基团的,但由于其极性与量子点表面的保护性配体的极性相似,对量子点的破坏比如荧光猝灭可以降到最低,能完全溶解量子点。反应性单体的固化与高分子前体的固化条件可以不同,反应性单体自身固化将量子点包覆,形成量子点微球。

当量子点为油溶性量子点时,反应性单体为油溶性单体,上述油溶性单体能够有效溶解油溶性的量子点。采用水包油型乳化剂,对内与油溶性量子点和油溶性单体具有很好的相容性,对外与水溶性高分子前体具有很好的相容性,从而形成相容性优良的量子点组合物,且该组合物中的量子点发光效率高,老化稳定性好。

在另一种优选的实施例中,溶解介质为反应性单体,量子点为水溶性量子点,反应性单体为水溶性单体,微乳中还含有可选的第二固化剂,乳化剂为油包水型乳化剂,高分子前体为油溶性高分子前体;优选地,水溶性单体选自丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、n,n-二甲基丙烯酰胺及水溶性环氧树脂中的一种或多种。

上述优选的实施例中,量子点为水溶性量子点,反应性单体为水溶性单体,采用油包水型乳化剂,对内与水溶性单体具有很好的相容性,对外与油溶性高分子前体具有很好的相容性,从而形成相容性优良的量子点组合物,且该组合物中的量子点发光效率高,老化稳定性好。上述水溶性单体能够有效溶解水溶性的量子点。固化剂的存在形态同上,此处不再赘述。

上述多个优选实施例中,水溶性高分子前体固化后形成水溶性高分子基体,具体的水溶性高分子基体可以根据水溶性高分子前体的种类进行合理确定。在一种优选的实施例中,水溶性高分子前体固化后形成水溶性高分子基体,水溶性高分子基体选自水溶性有机硅树脂、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂和水溶性聚氨酯树脂中的一种或多种。这些水溶性高分子基体应用范围广泛,具有优良的隔水隔氧性和耐候性,老化性能优越。

上述多个优选实施例中,乳化剂根据实际需要可以选择合适的水包油型乳化剂或油包水型乳化剂,其具体种类在本申请中不做特殊限定。在一种优选的实施例中,水包油型乳化剂的hlb值范围为8~18;优选地,水包油型乳化剂选自油酸钠、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯山梨醇羊毛脂衍生物、聚氧乙烯氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯十六烷基醇、聚乙二醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脂肪醇、聚氧乙烯油醇、聚氧乙烯十八醇、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙烯植物油、聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯单油酸酯、六乙二醇单硬脂酸酯及聚氧丙烯硬脂酸酯中的一种或多种。

hlb值越大,代表亲水性越强;hlb值越小,代表亲油性越强。hlb值范围为8~18的水包油型乳化剂能有效地将油溶性量子点及其溶解介质形成微乳,有效地将水溶性高分子前体和油溶性量子点隔离,降低了水溶性高分子前体对油溶性量子点的破坏。上述所优选的具体种类的水包油型乳化剂应用范围广泛,能有效快速地形成微乳,且微乳较为稳定,乳化性能优越。

上述多个优选实施例中,油溶性高分子前体固化后形成油溶性高分子基体,油溶性高分子基体的具体种类可以从现有的高分子基体中合理选择。在另一种优选的实施例中,油溶性高分子前体固化后形成油溶性高分子基体,油溶性高分子基体选自油溶性有机硅树脂、油溶性环氧树脂、油溶性丙烯酸树脂和油溶性聚氨酯树脂中的一种或多种。这些油溶性高分子基体应用范围广泛,具有优良的隔水隔氧性和耐候性,老化性能优越。

上述多个优选实施例中,油包水型乳化剂也可以根据实际需要优化选择得到。在一种优选的实施例中,油包水型乳化剂的hlb值范围为3~6;优选地,油包水型乳化剂选自选自丙二醇单硬脂酸酯、单硬脂酸甘油酯、羟基化羊毛脂、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯油醇醚、二乙二醇脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯及聚氧乙烯山梨醇蜂蜡衍生物中的一种或多种。

上述实施例中,hlb值范围为3~6的油包水型乳化剂能有效地将水溶性量子点及其溶解介质形成微乳,有效地将油溶性高分子前体和水溶性量子点隔离,降低了油溶性高分子前体对水溶性量子点的破坏。上述所优选的具体种类的油包水型乳化剂应用范围广泛,能有效快速地形成微乳,且微乳较为稳定,乳化性能优越。

在本申请的上述量子点组合物中,量子点与高分子前体的用量比可以根据发光材料的发光需求进行合理确定。在一种优选的实施例中,上述量子点组合物中,溶解有量子点的溶解介质中量子点与高分子前体的质量比为1~20:100;优选地,乳化剂与高分子前体的质量比为0.1~10:100。在该比例下,能有效地形成微乳。

上述量子点组合物中,乳化剂的作用是形成微乳从而隔离量子点与高分子前体。因而,乳化剂的用量也因量子点的量的变化而变化。在一种优选的实施例中,乳化剂与量子点和溶解介质之和的质量比为10~30:100。将两者的质量比控制在该范围内能有效地发挥乳化剂的乳化效果,形成性能稳定的微乳。

在上述量子点组合物中,第一或第二或第三固化剂为自由基光固化剂、阳离子光固化剂和/或热固化剂,且第一或第二或第三固化剂可以相同。

上述自由基光固化剂的具体种类包括但不仅限于1-羟基环己基苯基酮(光引发剂184)、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮(光引发剂907)、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(光引发剂1173)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(光引发剂tpo)、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-[4-吗啉苄苯基]-丁酮(光引发剂369)、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮(光引发剂651)、二苯甲酮(光引发剂bp)以及苯甲酰甲酸甲酯(光引发剂mbf)中的任意一种或几种。

阳离子光固化剂的具体种类包括但不仅限于4,4'-二甲基二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐、双(4-叔丁苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(4-叔丁苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、环丙基二苯基硫四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓砷酸盐、二苯基碘鎓三氟甲烷磺酸盐、三苯基硫四氟硼酸盐、三苯基溴化锍以及三对甲苯基锍六氟磷酸盐中的任意一种或几种。

热固化剂的具体种类包括但不见限于乙二胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺、二丙烯三胺、间苯二胺、二胺基二苯基砜、羟乙基乙二胺、苯酮四羧酸二酐、四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、2-甲基咪唑以及2-乙基咪唑中的任意一种或几种。上述这些固化剂具有适用性广,固化速度快,固化效率高等优点,复合使用具有一定的协同效应,得到性能良好的固化物。

在实际生产中,根据所制备的发光器件的性能要求的不同,上述量子点组合物中还可以包括用以提高其性能的成分,以进一步提高发光器件中量子点的发光效率和发光稳定性。在本发明另一种优选的实施例中,上述量子点组合物中还可以包括添加剂,该添加剂为光扩散粒子和/或抗氧剂。光扩散粒子选择常规的光扩散材料即可,在本发明中包括但不仅限于tio2、zr2o3、zno、al2o3、baso4、caco3、sio2以及有机硅类中的任意一种或几种。光扩散粒子能有效提高量子点的发光效率,而抗氧剂有助于抗氧化,延长量子点发光材料的稳定性。上述种类的光扩散粒子具有较好的光扩散效果,能有效地提高量子点发光材料出光效率。

抗氧剂包括但不仅限于4-羟基十二烷酸酰替苯胺、n,n'-六次甲基双-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺、4,4-二叔辛基二苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚(bht)、β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯(抗氧剂1076)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)以及季戊四醇二亚磷酸双十八酯(抗氧剂618)中的任意一种或几种。上述种类的抗氧剂具有较好的抗氧效果,能有效地抑制高分子基体的黄变和降解等现象。而且,受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂复配使用能达到一定的协同效应,具有更加良好的抗氧效果。

本申请的上述量子点组合物中,高分子前体是指形成高分子基体在固化之前的成分混合物,具体包括预聚物、稀释单体以及可选的第三固化剂。此处的高分子前体可以直接从市场上购买,其中是否包含固化剂根据市售产品的不同而不同。当该高分子前体中不含有固化剂时,可以在使用该高分子前体制备量子点发光材料时,选择合适的固化剂和固化条件进行固化。

在本申请第二种典型的实施方式中,提供了一种量子点发光材料,该量子点发光材料根据上述任一种量子点组合物制备而成。本申请的上述量子点组合物制备而成的发光材料具有发光效率高,且老化稳定性好的优势。

在本申请第三种典型的实施方式中,提供了一种量子点发光材料,该量子点发光材料包括高分子基体11以及分散在高分子基体间的微乳10(如图2a或图2b所示),其中,微乳包括乳化剂及乳化剂包裹的溶解有量子点的溶解介质。

优选地,溶解介质选自溶剂或反应性单体。当溶解介质为溶剂时,发光材料有可能在后续使用中缓慢挥发,但不影响发光材料的稳定性。

在本申请第四种典型的实施方式中,提供了一种量子点发光材料,该量子点发光材料包括高分子基体11以及分散在高分子基体间的微乳10(如图2a或图2b所示),其中,微乳包括量子点、分散量子点的聚合物和包裹聚合物的乳化剂,该聚合物为反应性单体聚合形成。

在本申请第五种典型的实施方式中,提供了一种量子点发光材料,该量子点发光材料包括高分子基体以及分散在高分子基体间的微孔,其中,微孔中包括量子点。当采用溶解介质为溶剂的量子点组合物制备量子点发光材料时,通过控制高分子前体,此固化过程中控制减少溶剂的挥发,当高分子前体固化为高分子基体后,再使得溶剂全部挥发,则此时,高分子基体内部形成多个微孔,而量子点留在微孔中。优选地,挥发或者固化过程在惰性气体氛围下进行,从而避免空气进入高分子基体内部影响量子点。

上述优选实施方式中所提供的量子点发光材料,通过乳化剂包裹形成的微乳,能够有效减少固化之前高分子前体中的活性基团对量子点的破坏,从而提高了量子点发光效率和其老化稳定性能。优选地,上述溶解介质选自溶剂或反应性单体。

在本申请第六种典型的实施方式中,提供了一种发光器件,该发光器件包括量子点发光材料,其中,量子点发光材料为上述任一种量子点发光材料。该发光器件具有发光效率高,且老化稳定性好的优势。发光器件可以为电致发光或者光致发光器件,量子点的具体发光颜色可以根据实际应用需要进行合理选择。量子点可以选自红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的一种或多种。含红色量子点和绿色量子点的量子点光致发光器件能够用于显示领域,在蓝色led光的照射下,红色和绿色量子点能吸收蓝色光并将其转换成红色光和绿色光,与未被吸收的蓝色光形成rgb白光场。由于红色和绿色量子点的半峰宽窄,与传统的液晶显示相比,量子点显示产品色域高,颜色饱和度高。

上述量子点发光器件根据实际需要可以为量子点膜或量子点管。量子点发光材料的反应物在衬底上固化成膜即可形成量子点膜。在具体应用环境中,量子点膜的上层或者下层还可以有聚合物膜层形成的阻隔水氧膜或保护膜,或者在量子点膜与聚合物膜层中间还可以有其他层,比如阻隔水氧用的金属氧化物层;量子点组合物在管子的内腔中固化形成量子点发光材料从而得到量子点管产品,两者都可以用于显示背光系统的光转换器件。上述量子点膜或量子点管具有发光效率高且其老化稳定性好的优点。

在本申请第七种典型的实施方式中,提供了一种量子点发光材料的制备方法,该制备方法包括:将上述任一种量子点组合物中的分散有量子点的溶解介质、乳化剂以及高分子前体进行混合,得到混合物;对混合物进行固化,得到量子点发光材料。该混合物制备时各个物料的加入顺序没有限制,优选地,量子点、溶解介质和乳化剂一起加入高分子前体中,减少量子点与高分子前体接触的时间。

上述量子点发光材料的制备方法中,通过在组合物中添加乳化剂,使得溶解介质能够有效地与乳化剂相容,使得乳化剂将溶解介质包裹成一个个的微乳,量子点位于各个微乳中,减少了制备过程中量子点与高分子前体中活性基团的接触机会,避免了活性基团对量子点的破坏,从而提高了所述制备的量子点发光材料的发光效率,且微乳的形成使得该量子点发光材料的老化稳定性得以提高。

上述制备方法中,根据分散量子点的溶解介质及高分子前体的不同,其固化方式也不同。在一种优选的实施例中,上述固化为热固化和/或uv固化;优选地,热固化是在80℃~150℃的条件下固化15~150min;优选地,uv固化的能量为500~5000mj/cm2

当上述量子点组合物中的溶解介质为溶剂时,且高分子前体只能热固化时,热固化的时候尽量减少微乳中的溶剂的挥发,从而保持微乳的存在,因而选择合适的固化温度是需要的;当高分子前体固化完毕后,影响量子点的活性基团几乎反应完毕,所以形成高分子基体后,高分子基体对量子点的稳定性影响很少,所以此时继续使得溶剂挥发不会对量子点产生不利影响,在高分子前体完全固化后,故意使得溶剂完全挥发或者使用过程中的自然挥发都不会影响发光材料的性质。当上述量子点组合物中的溶解介质为溶剂时,且高分子前体无须热固化时,可以选择产热少的紫外固化的方式进行固化。当溶解介质为反应性单体时,高分子前体选择热固化或紫外固化均可。

此处需要说明的是,当量子点组合物中,反应性单体溶解介质中不含有固化剂时(优选为无固化剂,减少固化剂对量子点的影响),溶解于高分子前体中的固化剂渗入微乳中的可能性较低性。当不渗入微乳中时,或者固化条件不合适时,固化过程仅是高分子前体固化为高分子基体,微乳保持不变。比如高分子前体中的固化剂是紫外固化剂,反应性单体是热固化剂,因而即使固化剂进入微乳,那么固化条件是在紫外照射下固化,反应性单体仍然是不发生固化的。

上述制备方法中,为了更快更好地形成微乳,上述混合步骤采用超声混合或快速机械搅拌混合(如根据搅拌设备的搅拌性能,将搅拌速率设置为大于等于1000rpm),这样混合均匀从而形成大小更加均匀的微乳,且更快形成微乳有利于减少量子点与高分子前体的接触时间。

当分散量子点的溶解介质为有机溶剂时,通过控制热固化的温度和/或时间,或者采用uv固化,能够使微乳中的有机溶剂不完全挥发掉,即有机溶剂分散量子点的情况下,微乳内是以液体的形式存在。此时,微乳不可能固化。而当分散量子点的溶解介质为反应性单体时,微乳内的反应性单体没有达到固化条件则可以是液体的形式存在;也可以在达到固化条件时形成聚合物,而形成在发光材料中以量子点微球形式存在。也就是说,量子点发光材料中,反应性单体可以固化或者不固化,是否固化根据固化条件决定,制备过程中的固化主要是针对高分子前体进行的。

在本申请上述所提到的量子点组合物、量子点发光材料以及量子点发光器件中,量子点为单一型量子点或掺杂型量子点,优选所述掺杂型量子点为核壳结构量子点或合金结构量子点。微乳中具有多个量子点,各个量子点的发光光谱的中心波长可以相同或者不同。

下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。

实施例1

准备高分子前体(固化前的原料包括:预聚物、稀释剂及固化剂),准备乳化剂,准备cdse/cds量子点溶液(量子点与溶解介质混合),将乳化剂和量子点溶液加入高分子前体中,在1000rpm,20min下形成具有微乳的混合物;对上述混合物进行固化,得到量子点发光材料。

混合物中的各原料见表1,各原料之间的用量比及具体反应条件见表2。

实施例2至8

实施例2至实施例8采用与实施例1相同的步骤,采用表1和表2所示的制备参数和条件进行制备。

对比例1和2

无乳化剂,其他参数条件见表1和表2。

表1:各实施例和对比例所用原料种类

表2:各实施例和对比例的制备条件

注:实施例9的量子点发光材料进一步地在120℃,45min下进行加热,使得微乳中的溶剂挥发完形成微孔。

检测:

对上述各实施例和对比例所制备的量子点发光材料的性能进行检测,具体检测方法如下,检测结果见表3。

量子点发光效率的检测方法是:利用450nm蓝色led灯作为背光光源,利用积分球分别测试蓝色背光光谱和透过量子点发光材料的光谱,利用谱图的积分面积计算量子点发光效率。

量子点发光效率=量子点吸收峰面积/(蓝色背光峰面积-透过量子点发光材料未被吸收的蓝色峰面积)*100%。

发光稳定性的检测方法是:发光稳定性的测试方法主要包括在高温蓝光光照(70℃,0.5w/cm2),高温高湿(65℃/95%相对湿度)和高温储存(85℃)等老化条件下,检测量子点发光材料的效率变化。

表3:

注:以上效率为相对效率,将对比例1的效率定为100%,其他效率同比例对应。

从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:通过选择溶剂或者高分子(反应性单体)分散量子点,以量子点溶液或量子点反应单体混合物的形式加入到高分子基体中,由于量子点溶液和量子点反应单体混合物和高分子基体不相容,在乳化剂作用下产生量子点微乳,形成量子点微乳,量子点集中存在于微乳的溶解介质中,降低量子点和高分子前体的接触,提高了量子点的发光效率和老化稳定性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1