2(S、Se、Te)3、A12C03,和两种或更多种这样的半导体的合适的组合。
[0067] 在一些实施方案中,半导体纳米晶体或其他纳米结构还可以包含掺杂剂,如p型 掺杂剂或η型掺杂剂。在本发明中有用的纳米晶体(或其他纳米结构)还可以包含II-VI 或m-v半导体。Π_νι或m-v半导体纳米晶体和纳米结构的实例包括来自周期表第Π 族的任何元素(如Zn、Cd和Hg)与来自第VI族的任何元素(如S、Se、Te、Po)的任何组合; 和来自周期表第III族的元素(如8^1、6&、111和1'1)与来自第¥族的任何元素(如1?、 As、Sb和Bi)的任何组合。其他合适的无机纳米结构包括金属纳米结构。合适的金属包括 但不限于,Ru、Pd、Pt、Ni、W、Ta、Co、Mo、Ir、Re、Rh、Hf、Nb、Au、Ag、Ti、Sn、Zn、Fe、FePt等。
[0068] 虽然普通技术人员已知的任何方法可以用于产生纳米晶体磷光体,但是合适地 使用用于无机纳米材料磷光体的控制生长的溶液相胶体方法。参见Alivisatos,A.P., ''Semiconductorclusters,nanocrystals,andquantumdots,''Science271:933 (1996); X.Peng,M.Schlamp,A.Kadavanich,A.P.Alivisatos,"Epitaxialgrowthofhighly luminescentCdSe/CdSCore/Shellnanocrystalswithphotostabilityandelectronic accessibility, "J.Am.Chem.Soc. 30:7019-7029(1997);和C.B.Murray,D.J.Nor;ris, M.G.Bawendi,"SynthesisandcharacterizationofnearlymonodisperseCdE(E =sulfur,selenium,tellurium)semiconductornanocrystallites,v].Am.Chem. Soc. 115:8706(1993),将其全部公开内容引入本文作为参考。该制造工艺技术利用低成本 可加工性,无需洁净室和昂贵的制造设备。在这些方法中,将在高温下经历热解的金属前体 迅速注入到有机表面活性剂分子的热溶液中。这些前体在高温下分裂并反应成有核纳米晶 体。在该初始的成核相后,通过将单体加入到生长的晶体中开始生长相。该结果是溶液中 的独立的晶体纳米颗粒,其具有覆盖在其表面的有机表面活性剂分子。
[0069] 利用这一方法,合成作为初始的成核事件在数秒内发生,接着在升高的温度下晶 体生长数分钟。参数如温度、所存在的表面活性剂的类型、前体材料和表面活性剂与单体的 比例可以调整以改变反应的性质和进程。温度控制成核事件的结构相、前体的分解速率和 生长速率。有机表面活性剂分子介导溶解度和纳米晶体形状的控制两者。表面活性剂与单 体的比例、表面活性剂彼此之间的比例、单体彼此之间的比例和单体的单个浓度强烈地影 响生长动力学。
[0070] 在半导体纳米晶体中,光诱导的发射由纳米晶体的带边态产生。来自发光纳米晶 体的带边发射与源于表面电子态的辐射和非辐射衰减通道竞争。X.Peng等,J.Am.Chem. Soc. 30:7019-7029(1997)。结果,表面缺陷如悬空键的存在提供了非辐射性重组中心,并有 助于降低的发射效率。钝化和去除表面陷阱态的有效和永久的方法是在纳米晶体的表面上 外延生长无机壳材料。X.Peng等,J.Am.Chem.Soc. 30:7019-7029(1997)。壳材料可以如此 选择以使电子水平相对于芯材料为I型(例如,具有更大的能带隙以提供将电子和空穴集 中在芯的电位阶跃)。结果,非辐射性重组的概率可降低。
[0071] 通过将含有壳材料的有机金属前体加入含有芯纳米晶体的反应混合物中来获得 芯-壳结构。在该情况下,芯充当核且壳从其表面生长,而不是成核事件之后接着生长。将 反应温度保持低以有利于将壳材料单体加入到芯表面,同时防止壳材料的纳米晶体独立成 核。表面活性剂存在于反应混合物中以引导壳材料的控制生长并确保溶解度。当在两种材 料之间具有低的晶格失配时,获得均匀和外延生长的壳。
[0072] 用于制备芯-壳发光纳米晶体的例举材料包括但不限于 括金刚石)、P、Co、Au、BN、BP、BAs、AIN、A1P、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AIN、A1P、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、 CdSeZn、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、 PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、Cul、Si3N4、Ge3N4、A1203、(Al、Ga、In)2(S、Se、Te)3、A12C03,和两种或更多种这样的材料的合适的组合。用于本发明的实践中的例举的芯-壳发 光纳米晶体包括但不限于(以芯/壳表示)CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/ CdS、CdTe/ZnS等。
[0073] 在一些实施方案中,由于该材料的合成的相对成熟度,CdSe用作纳米晶体材料。 由于一般表面化学的使用,还可以替代不含镉的纳米晶体。例举的发光纳米晶体材料包括 CdSe或ZnS,包括包含CdSe/CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSeZn/CdS/ZnS、CdSeZn/ZnS、InP/ZnS、 PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS或CdTe/ZnS的芯/壳发光纳米晶体。最优选地,本发明的 量子点可以包括芯-壳QD,其具有包括CdSe的芯和至少一个包括CdS或ZnS的包封壳层。 在其他实施方案中,InP用作纳米晶体材料。
[0074] 在一些实施方案中,量子点可以是第II-VI族,第III-V族,第IV-VI族,或第IV 族半导体。在其他实施方案中,量子点可以是Si,Ge,Sn,Se,Te,B,C,P,BN,BP,BAs,A1N, A1P,AlAs,AlSb,GaN,GaP,GaAs,GaSb,InN,InP,InAs,InSb,A1N,A1P,AlAs,AlSb,GaN, GaP,GaAs,GaSb,ZnO,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdS,CdSe,CdSeZn,CdTe,HgS,HgSe,HgTe,BeS,BeSe, BeTe,MgS,MgSe,GeS,GeSe,GeTe,SnS,SnSe,SnTe,PbO,PbS,PbSe,PbTe,CuF,CuCl,CuBr, Cul,Si3N4,Ge3N4,A1203,Al2,Ga2,In2,S3,Se3,Te3,或A12C03.在一些其他实施方案中,量子点 可以包括CdSe,CdTe或InP。
[0075] 发光纳米晶体可以由不能透氧的材料制成,从而简化在QD磷光体材料中的QD的 氧屏障要求和耐光性。在一些实施方案中,发光纳米晶体可以涂覆有一种或多种本发明的 量子点键合配体并分散于具有一种或多种如以下更详细地讨论的基质材料的有机聚合物 基质中。发光纳米晶体可以进一步涂覆有一个或多个无机层,所述无机层具有一种或多种 材料,如二氧化硅、氧化铝或二氧化钛(例如,Si02、Si203、1102或A1 203),以密闭地密封QD。
[0076] 可使用本发明的量子点组合物来形成照明装置,例如背光模块(BLU)。典型的BLU 可包括夹在两层屏障层之间的QD膜。本发明的QD膜可包括单一量子点和单一量子点键 合-配体,或者多个量子点和多个量子点键合-配体。例如,本发明的QD膜可包括镉量子 点,例如CdS,CdTe,CdSe,CdSe/CdS,CdTe/CdS,CdTe/ZnS,CdSe/CdS/ZnS,CdSe/ZnS,CdSeZn/ CdS/ZnS,或CdSeZn/ZnS,和具有胺键合基团的量子点键合配体。本发明的QD膜可包括InP 量子点,例如InP或InP/ZnS,和具有羧基键合基团的量子点键合-配体。
[0077] 在一些实施方案中,本发明的QD膜包括含镉和铟两者的量子点。当含镉和铟两者 的量子点存在时,QD膜可包括含镉量子点的第一膜和含铟量子点的第二膜。这些膜然后可 层叠在彼此之上,形成层状膜。在一些实施方案中,可在每一镉和铟膜之间层叠屏障膜或其 他类型的膜。在其他实施方案中,在单一的QD膜内,一起混合锦和铟量子点与各自的量子 点键合-配体。
[0078] 具有或者单一层或者多层膜的混合QD膜具有的优点是,减少系统中的镉量。例 如,镉可以下降到低于300??111,200,100,75,50或25??111。在一些实施方案中,〇0膜含有小 于约lOOppm锦。在其他实施方案中,QD膜含有小于约50ppm。
[0079] 其他工艺因子
[0080] 可在任何合适的条件,例如温度,时间,压力,氛围和光下实践本发明的方法。例 如,可使用任何合适的混合装置。在一些实施方案中,混合可
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