不含镉的量子点、包括其的量子点-聚合物复合物、和显示装置的制作方法

文档序号:18213292发布日期:2019-07-19 22:27阅读:363来源:国知局
不含镉的量子点、包括其的量子点-聚合物复合物、和显示装置的制作方法

本申请要求2018年1月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2018-0003832的优先权和权益,将其全部内容引入本文作为参考。

公开量子点、包括其的组合物或量子点-聚合物复合物、和包括该量子点-聚合物复合物的电子装置(例如,显示装置)。



背景技术:

量子点(即,纳米尺寸的半导体纳米晶体)可通过控制其尺寸和组成而具有不同的能带隙,并且因此在被(例如,光)激发时可发射多种波长的光。量子点可呈现电致发光和光致发光性质。在化学湿法工艺中,在晶体生长期间使有机材料例如配体、分散剂、或溶剂配位在半导体纳米晶体的表面上以提供具有受控的尺寸和光致发光特性的量子点。量子点的光致发光性质可应用于多种领域中。从环境观点来看,开发能够实现改善的光致发光性质的不含镉的量子点是合乎需要的。



技术实现要素:

一种实施方式提供具有改善的光致发光性质的不含镉的量子点。

另一实施方式提供制造所述不含镉的量子点的方法。

又一实施方式提供包括所述不含镉的量子点的组合物。

再一实施方式提供包括所述不含镉的量子点的量子点-聚合物复合物。

还一实施方式提供包括所述量子点-聚合物复合物的电子装置(例如显示装置)。

在一种实施方式中,不含镉的量子点包括半导体纳米晶体芯和设置在所述芯上的半导体纳米晶体壳并且不包括镉,其中所述量子点包括铟和锌并且具有在红色光波长区域中的最大光致发光峰,所述最大光致发光峰的半峰全宽(fwhm)小于或等于约40nm,所述量子点的紫外-可见吸收光谱在约450nm和第一吸收峰波长之间具有谷部,并且通过以下方程定义的谷深度(vd)大于或等于约0.2:

(abs第一-abs谷)/abs第一=vd

其中,abs第一为在所述第一吸收峰波长处的吸收强度并且abs谷为在所述谷部的最低点处的吸收强度。

所述红色光波长区域可在大于或等于约600nm且小于或等于约650nm的范围内。

所述最大光致发光峰的半峰全宽(fwhm)可小于或等于约39nm。

所述最大光致发光峰的fwhm可小于或等于约38nm。

所述最大光致发光峰的fwhm可小于或等于约37nm。

所述第一吸收峰的半峰半宽(hwhm)可小于或等于约25nm。

所述不含镉的量子点的量子效率(量子产率)可大于或等于约80%。所述不含镉的量子点的量子效率可大于或等于约85%。所述不含镉的量子点的量子效率可大于或等于约88%。

所述不含镉的量子点可具有大于或等于约10且小于或等于约40的锌相对于铟的摩尔比和大于或等于约6nm的尺寸。

所述不含镉的量子点可具有大于或等于约12且小于或等于约30的锌相对于铟的摩尔比和大于或等于约7nm的尺寸。

所述半导体纳米晶体芯可包括iii-v族化合物。所述iii-v族化合物可包括铟作为iii族金属。

所述半导体纳米晶体芯可不包括锌。

所述半导体纳米晶体芯可具有大于或等于约2.5nm的尺寸。

所述壳可包括:包括锌和硒的第一半导体纳米晶体壳和设置在所述第一半导体纳米晶体壳上并且包括锌和硫的第二半导体纳米晶体壳。

所述第一半导体纳米晶体壳可直接设置在所述半导体纳米晶体芯的表面上。所述第一半导体纳米晶体壳可不包括硫。

所述第一半导体纳米晶体壳可具有大于或等于约3个单层的厚度。

所述第一半导体纳米晶体壳可具有小于或等于约10个单层的厚度。

所述第二半导体纳米晶体壳可为所述量子点的最外层。

所述第二半导体纳米晶体壳可直接设置在所述第一半导体纳米晶体壳上。

所述第二半导体纳米晶体壳可包括znses、zns、或其组合。

在所述量子点中,硫和硒的总摩尔量相对于铟的摩尔量的比率[(s+se)/in]可大于或等于约10、例如大于或等于约11且小于或等于约40、例如小于或等于约30、小于或等于约20、或者小于或等于约15。

所述不含镉的量子点可具有大于或等于约1例如大于或等于约1.1的硒相对于硫的摩尔比。所述不含镉的量子点可具有小于或等于约3、例如小于或等于约2.8的硒相对于硫的摩尔比。

所述半导体纳米晶体壳的厚度可大于约1.5nm、例如大于或等于约2nm、或者大于约2nm。

在另一实施方式中,量子点-聚合物复合物包括聚合物基体;和分散在所述聚合物基体中的多个量子点,

其中所述多个量子点包括前述不含镉的量子点。

所述聚合物基体可包括交联聚合物、具有羧酸基团的粘合剂聚合物、或其组合。

所述交联聚合物可包括包含碳-碳双键的能光聚合的单体的聚合产物、所述能光聚合的单体与(例如,在其末端处)具有至少两个硫醇基团的多硫醇化合物的聚合产物、或其组合。

所述量子点-聚合物复合物可包括在所述聚合物基体中的金属氧化物细颗粒。

在另一实施方式中,显示装置包括光源和发光元件(例如,光致发光元件),其中所述发光元件包括前述量子点-聚合物复合物并且所述光源配置成向所述发光元件提供入射光。

所述入射光可具有约440nm-约460nm的光致发光峰值波长。

所述发光元件可包括所述量子点-聚合物复合物的片材。

所述显示装置可进一步包括液晶面板,和

所述量子点-聚合物复合物的片材可设置在所述光源和所述液晶面板之间。

所述发光元件可包括堆叠结构体,所述堆叠结构体包括基板和设置在所述基板上的发光层(例如,光致发光层),其中所述发光层包括所述量子点-聚合物复合物的图案并且所述图案包括至少一种配置成发射预定波长的光的重复段。

所述显示装置可配置成具有按照bt2020标准大于或等于约80%的颜色再现性。

所述图案可包括配置成发射第一种光的第一重复段和配置成发射具有与所述第一种光不同的中心波长的第二种光的第二重复段。

所述光源可包括与所述第一重复段和所述第二重复段的每一个对应的多个发光单元,其中所述发光单元可包括彼此面对的第一电极和第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电致发光层。

所述显示装置可进一步包括下部基板、设置在所述下部基板下面的偏振器、以及设置在所述堆叠结构体和所述下部基板之间的液晶层,其中所述堆叠结构体设置成使得所述发光层面对所述液晶层。

所述显示装置可进一步包括在所述液晶层和所述发光层之间的偏振器。

所述光源可包括发光二极管(led)和任选的导光板(lgp)。

一种实施方式提供不含镉的量子点,其包括

包含inp、inas、或其组合的半导体纳米晶体芯;和

设置在所述芯上的包含znse、znses、zns、或其组合的半导体纳米晶体壳,

其中所述量子点具有在大于或等于约600纳米且小于或等于约650纳米的红色光波长范围中的最大光致发光峰,

所述最大光致发光峰的半峰全宽小于或等于约37纳米,和

所述第一吸收峰的半峰半宽小于或等于约25纳米。

根据实施方式的不含镉的量子点可以改善的发光效率发射具有相对窄的半峰全宽(fwhm)的红色光。包括根据实施方式的不含镉的量子点的组合物可提供改善的工艺稳定性。所述不含镉的量子点可被用于多种显示装置和生物标记(例如生物传感器、生物成像等)、光电探测器、太阳能电池、混杂复合材料等中。包括根据实施方式的不含镉的量子点的显示装置可实现改善的显示品质(按照下一代颜色标准bt2020基准的提高的颜色再现性)。

附图说明

由结合附图考虑的实施方式的以下描述,这些和/或其它方面将变得明晰和更容易领会,其中:

图1显示根据实施方式的量子点的紫外-可见吸收光谱的谷深度。

图2显示根据实施方式的量子点的紫外-可见吸收光谱中的第一吸收峰的半峰半宽(hwhm)。

图3为根据一种实施方式的显示装置的分解图。

图4显示使用根据实施方式的组合物制造量子点-聚合物复合物图案的方法。

图5a为根据另一实施方式的显示装置的示意性横截面图。

图5b为根据另一实施方式的显示装置的示意性横截面图。

图6为根据又一实施方式的显示装置的示意性横截面图。

具体实施方式

参照以下实例实施方式连同附于此的附图,本公开内容的优点和特性、以及用于实现其的方法将变得明晰。然而,所述实施方式不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。如果未另外定义,本说明书中的所有术语(包括技术和科学术语)可如本领域技术人员通常理解地定义。在常用词典中定义的术语不可被理想化地或夸大地解释,除非清楚地定义。另外,除非明确地相反描述,否则词语“包括”和变型例如“包含”或“含有”将被理解为暗示包括所陈述的要素,但不排除任何另外的要素。

此外,单数包括复数,除非另外提及。

在附图中,为了清楚,层、膜、板(面板)、区域等的厚度被放大。在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。

将理解,当一个元件例如层、膜、区域、或基板被称为“在”另外的元件“上”时,其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反,当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时,则不存在中间元件。

如本文中使用的“约”或“大约”包括所陈述的值且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量和与具体量的测量有关的误差(即,测量系统的限制)所确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如,“约”可意味着相对于所陈述的值的偏差在一个或多个标准偏差范围内,或者在±10%或5%的范围内。

将理解,尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层和/或段,但这些元件、组分、区域、层和/或段不应被这些术语限制。这些术语仅用于使一个元件、组分、区域、层或段区别于另外的元件、组分、区域、层或段。因此,在不背离本文中的教导的情况下,下面讨论的第一“元件”、“组分”、“区域”、“层”或“段”可称为第二元件、组分、区域、层或段。

此外,相对术语例如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”可在本文中用于描述如图中所示的一个元件与另外的元件的关系。将理解,除图中所描绘的方位之外,相对术语还意图包括装置的不同方位。例如,如果将图之一中的装置翻转,被描述为在其它元件的“下部”侧上的元件则将定向在所述其它元件的“上部”侧时。因此,取决于图的具体方位,示例性术语“下部”可涵盖“下部”和“上部”两种方位。类似地,如果将图之一中的装置翻转,被描述为“在”其它元件“下面”或“之下”的元件则将定向在所述其它元件“上方”。因此,示例性术语“在……下面”或“在……之下”可涵盖在……上方和在……下面两种方位。

除非另外定义,本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同。将进一步理解,术语,例如常用字典中定义的那些,应被解释为其含义与它们在相关领域的背景和本公开内容中的含义一致,并且将不以理想化的或者过于形式的意义进行解释,除非在本文中清楚地如此定义。

在本文中参考作为理想化实施方式的示意图的横截面图描述示例性实施方式。这样,将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图的形状的偏差。因此,本文中描述的实施方式不应解释为限于本文中所示的区域的具体形状,而是包括由例如制造导致的形状上的偏差。例如,图解或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙和/或非线性特征。此外,图解的尖锐的角可为圆形的。因此,图中所示的区域在本质上是示意性的,且它们的形状不意图图示区域的精确形状,且不意图限制本权利要求的范围。

如本文中使用的,当未另外提供定义时,“取代(的)”可指的是化合物或基团的氢被选自如下的取代基代替:c1-c30烷基、c2-c30烯基、c2-c30炔基、c6-c30芳基、c7-c30烷芳基、c1-c30烷氧基、c1-c30杂烷基、c3-c30杂烷芳基、c3-c30环烷基、c3-c15环烯基、c6-c30环炔基、c2-c30杂环烷基、卤素(-f、-cl、-br、或-i)、羟基(-oh)、硝基(-no2)、氰基(-cn)、氨基(-nrr',其中r和r'独立地为氢或c1-c6烷基)、叠氮基(-n3)、脒基(-c(=nh)nh2)、肼基(-nhnh2)、腙基(=n(nh2))、醛基(-c(=o)h)、氨基甲酰基(-c(o)nh2)、硫醇基团(-sh)、酯基(-c(=o)or,其中r为c1-c6烷基或c6-c12芳基)、羧基(-cooh)或其盐(-c(=o)om,其中m为有机或无机阳离子)、磺酸基团(-so3h)或其盐(-so3m,其中m为有机或无机阳离子)、磷酸基团(-po3h2)或其盐(-po3mh或-po3m2,其中m为有机或无机阳离子)、及其组合。

如本文中使用的,除非另外提供定义,否则术语“杂”意指化合物或基团包括至少一个(例如,一至三个)杂原子,其中所述杂原子各自独立地为n、o、s、si、p、或其组合。

如本文中使用的,除非另外提供定义,否则术语“亚烷基”指的是具有至少二的化合价的直链或支链饱和脂族烃基团。亚烷基可任选地被一个或多个取代基取代。

如本文中使用的,除非另外提供定义,否则术语“亚芳基”指的是具有至少二的化合价并且通过从芳族烃的一个或多个环除去至少两个氢原子而形成的基团,其中所述氢原子可从相同或不同的环(优选地不同的环)除去,所述环各自可为芳族或非芳族的。亚芳基可任选地被一个或多个取代基取代。

如本文中使用的,除非另外提供定义,否则术语“脂族烃基团”指的是c1-c30线型或支化的烷基、c2-c30线型或支化的烯基、和c2-c30线型或支化的炔基,术语“芳族烃基团”指的是c6-c30芳基或者c2-c30杂芳基,并且术语“脂环族烃基团”指的是c3-c30环烷基、c3-c30环烯基、和c3-c30环炔基。

如本文中使用的,除非另外提供定义,否则术语“(甲基)丙烯酸酯”指的是丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。所述(甲基)丙烯酸酯可包括丙烯酸(c1-c10烷基)酯和/或甲基丙烯酸(c1-c10烷基)酯。

在一些实施方式中,“疏水部分”可指的是向相应的化合物提供在水溶液中附聚和排斥水的倾向的部分。例如,疏水部分可包括具有1或更大(例如2或更大、3或更大、4或更大、或者5或更大)的碳数的脂族烃基团(烷基、烯基、炔基等)、具有6或更大的碳数的芳族烃基团(苯基、萘基、芳烷基等)、或者具有5或更大的碳数的脂环族烃基团(环己基、降冰片烯、降莰烷基、三环癸烷基等)。

如本文中使用的,“分散体”可指的是其中分散相为固体并且连续相包括液体的分散体。例如,“分散体”可指的是其中分散相具有大于或等于约1nm例如大于或等于约2nm、大于或等于约3nm、或者大于或等于约4nm且几微米(μm)或更小(例如约2μm或更小或者约1μm或更小)的尺寸的胶体分散体。

如本文中使用的,术语“族”可指的是周期表的族。

如本文中使用的,“i族”可指的是ia族和ib族,并且实例可包括li、na、k、rb、和cs,但不限于此。

如本文中使用的,“ii族”可指的是iia族和iib族,并且ii族金属的实例可为cd、zn、hg、和mg,但不限于此。

如本文中使用的,“iii族”可指的是iiia族和iiib族,并且iii族金属的实例可为al、in、ga、和tl,但不限于此。

如本文中使用的,“iv族”可指的是iva族和ivb族,并且iv族金属的实例可为si、ge、和sn,但不限于此。如本文中使用的,术语“金属”可包括半金属例如si。

如本文中使用的,“v族”可指的是va族,并且实例可包括氮、磷、砷、锑、和铋,但不限于此。

如本文中使用的,“vi族”可指的是via族,并且实例可包括硫、硒、和碲,但不限于此。

半导体纳米晶体颗粒(也称作量子点)是纳米尺寸的结晶材料。半导体纳米晶体颗粒可由于所述半导体纳米晶体颗粒的相对小的尺寸而具有大的每单位体积的表面积并且可由于量子限制效应而呈现出与具有相同组成的块体材料不同的特性。量子点可吸收来自激发源的光以被激发,并且可发射与其能带隙对应的能量。量子点由于独特的光致发光特性而对于多种装置(例如电子装置)具有潜在的可应用性。具有目前可应用于电子装置等的性质的量子点可为基于镉的。然而,镉可造成严重的环境/健康问题并且因此是被限制的元素。作为一种类型的不含镉的量子点,基于iii-v族的半导体纳米晶体已经被大量研究。然而,与基于镉的量子点的那些相比,所述不含镉的量子点可具有差的光致发光性质(例如半峰全宽(fwhm)和发光效率)。所述不含镉的量子点的光致发光性质可显著恶化,尤其是在为了向电子装置的应用而使其经历各种过程时。

根据实施方式的不含镉的量子点包括半导体纳米晶体芯和设置在所述芯上的半导体纳米晶体壳并且不包括镉。所述量子点包括铟和锌,所述量子点具有在红色光波长区域中的最大光致发光峰,所述最大光致发光峰的半峰全宽(fwhm)小于或等于约40nm,所述量子点的紫外-可见吸收光谱在约450nm和第一吸收峰波长之间具有谷部,并且通过以下方程定义的谷深度(vd)大于或等于约0.2:

(abs第一-abs谷)/abs第一=vd

其中,abs第一为在所述第一吸收峰波长处的吸收强度并且abs谷为在所述谷部的最低点处的吸收强度。

如本文中使用的,术语“第一吸收峰波长”指的是从量子点的紫外-可见光谱的最长波长区域起首先出现(即,在所述紫外-可见光谱的最低能量区域中出现)的主要激子峰的波长。

所述红色光波长区域可大于或等于约600nm、例如大于或等于约605nm、或者大于或等于约610nm的范围内。所述红色光波长区域可在小于或等于约650nm、例如小于或等于约645nm、小于或等于约640nm、小于或等于约635nm、或者小于或等于约630nm的范围内。所述第一吸收峰可存在于大于或等于约580nm、大于或等于约590nm、大于或等于约600nm、或者大于或等于约610nm且小于或等于约650nm、小于或等于约630nm、小于或等于约620nm、小于或等于约610nm、或者小于或等于约605nm的范围内。

如本文中使用的,紫外-可见吸收光谱的谷部指的是其中随着波长增加,紫外-可见吸收光谱曲线的切线的斜率从负的值变成正的值的部分2。谷部可存在于第一吸收峰1附近(参见图1)。

所述不含镉的量子点(例如,包括铟(in)和磷(p)的基于iii-v族化合物的量子点)与基于镉的芯例如cdse芯等相比具有更小的带隙但是更大的玻尔半径并且因此具有大的取决于尺寸的半峰全宽(fwhm)变化。另外,包括铟和磷(p)的芯在表面氧化方面是弱的,例如表面可被相对容易地氧化,并且因此在壳包覆之后可无法实现例如提供期望的量子效率和半峰全宽(fwhm)。发射红色光的不含镉的量子点(例如,包括铟和磷的量子点)具有相对大的芯尺寸(例如,与发射绿色光的不含镉的量子点的芯尺寸相比)。增加的芯尺寸可导致量子点尺寸分布的不均匀性。另外,所述发射红色光的基于inp的量子点为了均匀的壳包覆而保持相对薄的壳厚度,这可限制发光效率的增加和半峰全宽(fwhm)的减小。例如,所述发射红色光的基于inp的量子点可具有小于或等于约60%的发光效率和大于约40nm的半峰全宽(fwhm)。

根据实施方式的量子点在紫外-可见吸收光谱中在第一吸收峰与邻近于所述第一吸收峰的谷部之间具有大的强度差异。根据实施方式的量子点的谷深度可大于或等于约0.2、例如大于或等于约0.21、大于或等于约0.22、大于或等于约0.24、大于或等于约0.25、大于或等于约0.26、大于或等于约0.27、大于或等于约0.28、大于或等于约0.29、大于或等于约0.30、大于或等于约0.31、大于或等于约0.32、大于或等于约0.33、大于或等于约0.34、或者大于或等于约0.35。根据实施方式的量子点在紫外-可见吸收光谱中可具有小于约25nm、例如小于或等于约24nm、或者小于或等于约23nm的hwhm。

本发明人已经发现,所述量子点的紫外-可见吸收光谱中的谷深度或者半峰半宽(下文中,hwhm)与量子点的最大光致发光峰的fwhm具有相关性。如本文中使用的,术语“半峰半宽”指的是从第一吸收峰波长1至在较低能量(较长波长)区域中的为最大振幅的一半的在吸收强度轴(即y轴)上的点2测量的紫外-可见吸收峰的右边的半宽度(见图2)。

不受任何理论约束,认为,所述谷深度可代表量子点(或芯)的尺寸均匀性或者芯-壳量子点的壳包覆均匀性。不受任何理论约束,谷深度越大,量子点(或芯)的尺寸均匀性或者芯-壳量子点的壳包覆均匀性越高。根据实施方式的量子点可具有小于约41nm、例如小于或等于约40nm、小于或等于约39nm、小于或等于约38nm、或者小于或等于约37nm的最大光致发光峰的半峰全宽(fwhm)。

在一种实施方式中,所述半导体纳米晶体芯可包括iii-v族化合物。例如,所述半导体纳米晶体芯可包括铟。所述半导体纳米晶体芯可包括磷或砷。所述半导体纳米晶体芯可包括inp、inas、inpas、gap、gaas、ingap、ingaas、ingapas、或其组合。所述半导体纳米晶体芯可不包括锌,即,可不含锌或者可不添加锌。

所述芯的尺寸可考虑光致发光波长而合乎需要地选择。例如,所述芯的尺寸可大于或等于约2.5nm、大于或等于约2.6nm、大于或等于约2.7nm、大于或等于约2.8nm、或者大于或等于约2.9nm。例如,所述芯的尺寸可小于或等于约4.5nm、例如小于或等于约4nm、或者小于或等于约3.5nm。

所述壳可包括包含锌和硒的第一半导体纳米晶体壳。所述壳可进一步包括包含锌和硫并且设置在所述第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳。在一种实施方式中,所述量子点可包括包含磷化铟(例如inp)的芯。所述量子点可具有芯-多层壳结构。例如,所述量子点可包括直接在所述芯上并且包括znse、znses、或其组合的第一壳。所述量子点可具有拥有如下的第二壳的芯-多层壳结构:所述第二壳直接在所述第一壳上,具有与所述第一壳不同的组成,并且包括zns、znses、或其组合。

所述不含镉的量子点可具有大于或等于约10的锌相对于铟的摩尔比。根据实施方式的量子点包括在芯上的具有改善的品质和增加的厚度的包覆层(壳),并且锌相对于铟的摩尔比可代表这些特性。在所述不含镉的量子点中,锌相对于铟的摩尔比可大于或等于约10.5、大于或等于约11、大于或等于约11.5、大于或等于约12、或者大于或等于约12.5。在所述不含镉的量子点中,锌相对于铟的摩尔比可小于或等于约40、例如小于或等于约35、小于或等于约30、小于或等于约25、小于或等于约24、小于或等于约23、小于或等于约22、小于或等于约21、小于或等于约20、或者小于或等于约19.5。

所述第一半导体纳米晶体壳可包括znse。所述第一半导体纳米晶体壳可不包括硫(s),例如,可不含s或不添加s。例如,所述第一半导体纳米晶体壳可不包括,例如可不含znses。所述第一半导体纳米晶体壳可直接设置在所述半导体纳米晶体芯上。所述第一半导体纳米晶体壳可具有大于或等于约3个单层(ml)、或者大于或等于约4ml的厚度。所述第一半导体纳米晶体壳可具有小于或等于约10ml、例如小于或等于约9ml、小于或等于约8ml、或者小于或等于约7ml的厚度。

在根据实施方式的量子点中,硒相对于铟的摩尔比可大于或等于约5.7、例如大于或等于约5.8、大于或等于约5.9、大于或等于约6.0、大于或等于约6.1、大于或等于约6.2、大于或等于约6.3、大于或等于约6.4、大于或等于约6.5、大于或等于约6.6、或者大于或等于约6.7。在根据实施方式的量子点中,硒相对于铟的摩尔比可小于或等于约20、小于或等于约19、小于或等于约18、小于或等于约17、小于或等于约16、小于或等于约15、小于或等于约14、小于或等于约13、小于或等于约12、小于或等于约11、或者小于或等于约10。不受任何理论约束,根据实施方式的量子点包括具有相对增加的厚度的第一半导体纳米晶体壳,并且该壳可对实现壳均匀性和改善所述量子点的光学性质(谷深度、hwhm、半峰全宽(fwhm)等)作贡献。

所述第二半导体纳米晶体壳可为所述量子点的最外层。所述第二半导体纳米晶体壳可直接设置在所述第一半导体纳米晶体壳上。所述第二半导体纳米晶体壳可包括znses、zns、或其组合。在根据实施方式的量子点中,硫相对于铟的摩尔比可大于或等于约2、例如大于或等于约3、大于或等于约3.1、大于或等于约3.2、大于或等于约3.4、大于或等于约4、或者大于或等于约5。在根据实施方式的量子点中,硫相对于铟的摩尔比可小于或等于约20、小于或等于约19、小于或等于约18、小于或等于约17、小于或等于约16、小于或等于约15、小于或等于约14、小于或等于约13、小于或等于约12、小于或等于约11、或者小于或等于约10。在根据实施方式的量子点中,硒相对于硫的摩尔比可大于或等于约1、例如大于或等于约1.1、大于或等于约1.2、大于或等于约1.3、或者大于或等于约1.4。在根据实施方式的量子点中,硒相对于硫的摩尔比可小于或等于约5、例如小于或等于约4、小于或等于约3.5、或者小于或等于约3。具有所述组成的壳的所述不含镉的量子点可呈现出改善的光学性质(谷深度、hwhm、半峰全宽(fwhm)等)。

在所述不含镉的量子点中,硒与硫之和相对于铟的摩尔比(即,(s+se):in)可大于或等于约3、大于或等于约4、大于或等于约5、大于或等于约6、大于或等于约7、大于或等于约8、大于或等于约9、大于或等于约10、大于或等于约11、或者大于或等于约12。在所述不含镉的量子点中,硒与硫之和相对于铟的摩尔(即,(s+se):in)比可小于或等于约40、小于或等于约35、小于或等于约30、小于或等于约25、小于或等于约24、小于或等于约23、小于或等于约22、小于或等于约21、小于或等于约20、小于或等于约19、或者小于或等于约18。

所述不含镉的量子点可具有大于或等于约6nm、例如大于或等于约6.5nm、大于或等于约7.0nm、大于或等于约7.5nm、大于或等于约7.6nm、大于或等于约7.7nm、大于或等于约7.8nm、大于或等于约7.9nm、或者大于或等于约8.0nm的尺寸。所述不含镉的量子点可例如具有小于或等于约20nm、小于或等于约19nm、小于或等于约18nm、小于或等于约17nm、小于或等于约16nm、小于或等于约15nm、小于或等于约14nm、小于或等于约13nm、小于或等于约12nm、小于或等于约11nm、小于或等于约10nm、或者小于或等于约9nm的尺寸。所述量子点的所述尺寸可为颗粒直径。当所述量子点不具有球形形状时,所述量子点的所述尺寸可为通过将经由透射电子显微镜分析确认的二维面积(区域)换算成圆而计算的直径。如本文中使用的,术语“尺寸”可指单个颗粒的尺寸或多个颗粒的平均尺寸。

基于量子点的显示装置可显示出改善的色纯度、亮度等。例如,液晶显示器(下文中lcd)通过在穿过液晶之后穿过吸收型滤色器的偏振光实现颜色。由于所述吸收型滤色器,lcd具有窄的视角和低的光透射率的问题。量子点可发射具有约100%的理论量子效率(qy)和高的色纯度(例如小于或等于约40nm的半峰全宽(fwhm))的光并且因此实现增加的发光效率和改善的颜色再现性。可将所述吸收型滤色器用包括所述量子点的光致发光型滤色器代替以实现更宽的视角和改善的亮度。

所述量子点可被分散在主体基体(例如,包括聚合物和/或无机材料)中以形成复合物并且因此可被应用于装置。根据实施方式的量子点具有改善的光学性质和工艺稳定性,并且因此,在被作为量子点-聚合物复合物或者其图案化形式包括在显示装置中时,可实现改善的亮度、更宽的视角、和改善的颜色再现性。根据实施方式的量子点具有相对更窄的半峰全宽(fwhm)并且因此,可实现基于作为显示装置的下一代标准的bt2020的改善的颜色再现性。例如,具有大于约40nm(例如约45nm)的半峰全宽(fwhm)的发射红色光的量子点显示出根据bt2020标准测量的小于或等于约86%的颜色再现性(r:635nm,g:530nm,蓝色led448nm,假定相同的r/g半峰全宽)。另一方面,具有小于约40nm的半峰全宽(fwhm)的发射红色光的量子点可显示出根据bt2020标准测量的大于或等于约88%(例如,大于或等于约90%)的颜色再现性。

所述量子点的形状没有特别限制,并且可例如为球形的、多面体、棱锥、多脚、或立方体形状、纳米管、纳米线、纳米纤维、纳米片、或其组合,但不限于此。所述量子点可在其表面上包括有机配体和/或有机溶剂,其将稍后描述。所述有机配体和/或有机溶剂可结合至所述量子点的表面。

另一实施方式提供制造以上不含镉的量子点的方法,其包括

通过在加热的有机溶剂和有机配体中在包括铟的半导体纳米晶体芯的存在下使包含锌的前体与包含硒的前体在第一反应温度下反应大于或等于约40分钟而在所述半导体纳米晶体芯上形成第一半导体纳米晶体壳;和

通过在所述有机溶剂和所述有机配体中在具有在所述半导体纳米晶体芯上形成的所述第一半导体纳米晶体壳的颗粒的存在下使包含锌的前体、包含硫的前体、和如果必要的硒前体在第二反应温度下反应而在所述第一半导体纳米晶体壳上形成第二半导体纳米晶体壳。

在该方法中,相对于铟的所述包含锌的前体的总的注入摩尔比可大于或等于约15、例如大于或等于约16、大于或等于约17、大于或等于约18、大于或等于约19、或者大于或等于约20。在所述方法中,相对于铟的所述包含锌的前体的总的注入摩尔比可小于或等于约50、小于或等于约45、小于或等于约40、小于或等于约35、小于或等于约30、或者小于或等于约25。

可调节相对于所述芯的所述包含硒的前体和所述包含硫的前体的量,使得所得不含镉的量子点可具有前述组成和结构。

所述不含镉的量子点的细节与以上描述的相同。

所述有机配体可包括rcooh、rnh2、r2nh、r3n、rsh、rh2po、r2hpo、r3po、rh2p、r2hp、r3p、roh、rcoor'、rpo(oh)2、rhpooh、r2pooh(其中r和r'相同或不同,并且独立地为氢、c1-c40脂族烃基团例如c1-c40(例如c3-c24)烷基或c2-c40(例如c3-c24)烯基、c2-c40(例如c3-c24)炔基或者c6-c40芳族烃基团例如c6-c20芳基)、聚合物型有机配体、及其组合。

所述有机配体可配位至所获得的纳米晶体的表面并且使所述纳米晶体在溶液中良好地分散和/或影响量子点的发光和电特性。所述有机配体的实例可包括甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二烷硫醇、十六烷硫醇、十八烷硫醇、或苄硫醇;甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、十二烷胺、十六烷胺、十八烷胺、二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺;甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二烷酸、十六烷酸、十八烷酸、油酸、或苯甲酸;膦例如取代或未取代的甲基膦(例如三甲基膦、甲基二苯基膦等)、取代或未取代的乙基膦(例如三乙基膦、乙基二苯基膦等)、取代或未取代的丙基膦、取代或未取代的丁基膦、取代或未取代的戊基膦、或者取代或未取代的辛基膦(例如三辛基膦(top));膦氧化物例如取代或未取代的甲基膦氧化物(例如三甲基膦氧化物、甲基二苯基膦氧化物等)、取代或未取代的乙基膦氧化物(例如三乙基膦氧化物、乙基二苯基膦氧化物等)、取代或未取代的丙基膦氧化物、取代或未取代的丁基膦氧化物、或者取代或未取代的辛基膦氧化物(例如三辛基膦氧化物(topo));二苯基膦、三苯基膦化合物、或其氧化物化合物;单或二(c5-c20烷基)次膦酸例如单或二己基次膦酸、单或二辛基次膦酸、单或二(十二烷基)次膦酸、单或二(十四烷基)次膦酸、单或二(十六烷基)次膦酸、单或二(十八烷基)次膦酸、或其组合;c5-c20烷基次膦酸;c5-c20烷基膦酸例如己基膦酸、辛基膦酸、十二烷基膦酸、十四烷基膦酸、十六烷基膦酸、十八烷基膦酸、或其组合;等等,但不限于此。所述有机配体可单独地或作为两种或更多种的混合物使用。

所述溶剂可选自c6-c22伯胺例如十六烷基胺;c6-c22仲胺例如二辛基胺;c6-c40叔胺例如三辛基胺;包含氮的杂环化合物例如吡啶;c6-c40脂族烃(例如烷烃、烯烃、炔烃等)例如十六烷、十八烷、十八碳烯、或角鲨烷;c6-c30芳族烃例如苯基十二烷、苯基十四烷、或苯基十六烷;被c6-c22烷基取代的膦例如三辛基膦;被c6-c22烷基取代的膦氧化物例如三辛基膦氧化物;c12-c22芳族醚例如苯基醚、或苄基醚;及其组合。所述溶剂的类型和量可考虑前体和有机配体而适当地选择。

可将所述有机溶剂和所述有机配体的混合物在预定温度例如大于或等于约100℃、大于或等于约120℃、大于或等于约150℃、大于或等于约200℃、大于或等于约250℃、或者大于或等于约270℃且所述第一反应温度或更低下例如在真空和/或惰性气氛下加热。

所述包括铟的半导体纳米晶体芯的细节与以上阐述的相同。所述包括铟的半导体纳米晶体芯可进一步包括磷。所述芯可为可商购获得的或者可以任何合适的方法制备。所述芯的制备没有特别限制并且可以任何制造基于磷化铟的芯的方法进行。在一些实施方式中,所述芯可以热注入方式合成,其中将包括金属前体(例如铟前体)和任选的配体的溶液在高的温度(例如大于或等于约200℃)下加热,然后将磷前体注入该加热的热溶液中。在另外的实施方式中,所述芯的合成可采用低温注入方法。可将所制备的芯注入大于或等于约100℃的温度的加热的有机溶剂中。

所述包含锌的前体没有特别限制并且可合乎需要地选择。例如,所述包含锌的前体可为zn金属粉末、烷基化的zn化合物、zn醇盐(醇zn)、羧酸zn、硝酸zn、高氯酸zn、硫酸zn、乙酰丙酮zn、卤化zn、碳酸zn、氰化zn、氢氧化zn、氧化zn、过氧化zn、或其组合。所述包含锌的前体的实例可为二甲基锌、二乙基锌、乙酸锌、乙酰丙酮锌、碘化锌、溴化锌、氯化锌、氟化锌、碳酸锌、氰化锌、硝酸锌、氧化锌、过氧化锌、高氯酸锌、硫酸锌等。所述包含锌的前体可单独地或以两种或更多种的组合使用。

所述包含硒的前体没有特别限制并且可合乎需要地选择。例如,所述包含硒的前体包括硒-三辛基膦(se-top)、硒-三丁基膦(se-tbp)、硒-三苯基膦(se-tpp)、或其组合,但不限于此。

所述第一反应温度可合乎需要地选择。例如,所述第一反应温度可大于或等于约280℃、大于或等于约290℃、大于或等于约300℃、大于或等于约310℃、或者大于或等于约315℃。在将包括包含铟的半导体纳米晶体芯和包含锌的前体的反应混合物在所述第一反应温度下加热之后或同时,可多于或等于一次(例如两次或更多次、三次或更多次)添加所述包含硒的前体。

在所述第一反应温度下的反应时间可大于或等于约40分钟例如大于或等于约50分钟、大于或等于约60分钟、大于或等于约70分钟、大于或等于约80分钟、大于或等于约90分钟且例如小于或等于约4小时、小于或等于约3小时、或者小于或等于约2小时。

在以上时间范围内的所述在第一反应温度下的反应可将所述第一半导体纳米晶体壳形成为具有大于或等于约三个单层的厚度。此处,可调节硒前体相对于铟的量以用预定的反应时间形成具有预定厚度的第一半导体纳米晶体壳。在一种实施方式的方法中,硒可以基于约1摩尔铟大于或等于约7摩尔、大于或等于约8摩尔、或者大于或等于约9摩尔的量使用。基于1摩尔铟的硒的量可小于或等于约20摩尔或者小于或等于约15摩尔。

所述方法可不包括将包括具有所述第一半导体纳米晶体壳的颗粒的反应溶液冷却至低于100℃(例如小于或等于约50℃(例如小于或等于约30℃或者室温)的温度。

所述包含硫的前体没有特别限制并且可合乎需要地选择。所述包含硫的前体可为己硫醇、辛硫醇、癸硫醇、十二烷硫醇、十六烷硫醇、巯基丙基硅烷、硫-三辛基膦(s-top)、硫-三丁基膦(s-tbp)、硫-三苯基膦(s-tpp)、硫-三辛基胺(s-toa)、三甲基甲硅烷基硫、硫化铵、硫化钠、或其组合。可一次或多次(例如两次或更多次)注入所述包含硫的前体。

例如,所述第二反应温度可大于或等于约280℃、大于或等于约290℃、大于或等于约300℃、大于或等于约310℃、或者大于或等于约315℃。在所述第二反应温度下加热之后或同时,可多于或等于一次(例如两次或更多次、或者三次或更多次)注入所述包含硫的前体。

在所述第二反应温度下的反应时间可适当地调节,但是没有特别限制。例如,在所述第二反应温度下的反应时间可大于或等于约30分钟、大于或等于约40分钟、大于或等于约50分钟、大于或等于约60分钟、大于或等于约70分钟、大于或等于约80分钟、或者大于或等于约90分钟且小于或等于约4小时、小于或等于约3小时、或者小于或等于约2小时。

可调节硫前体相对于铟的量以用预定的反应时间形成具有预定厚度的第二半导体纳米晶体壳。在一种实施方式中,每1摩尔铟的硫的量可适当地调节,但是没有特别限制。例如,每1摩尔铟的硫的量可大于或等于约3摩尔、大于或等于约4摩尔、大于或等于约5摩尔、大于或等于约6摩尔、大于或等于约7摩尔、大于或等于约8摩尔、大于或等于约9摩尔、大于或等于约10摩尔、大于或等于约11摩尔、大于或等于约12摩尔、大于或等于约13摩尔、大于或等于约14摩尔、大于或等于约15摩尔、大于或等于约16摩尔、大于或等于约17摩尔、大于或等于约18摩尔、或者大于或等于约19摩尔且小于或等于约40摩尔、小于或等于约35摩尔、小于或等于约30摩尔、小于或等于约25摩尔、小于或等于约20摩尔、或者小于或等于约15摩尔,但不限于此。

基于所述芯的铟的所述包含锌的前体、所述包含硒的前体、和所述包含硫的前体的量可考虑所得不含镉的量子点的性质和结构而选择。

当将非溶剂添加到所获得的最终反应溶液中时,有机配体配位的纳米晶体可被分离(例如,析出(沉淀))。所述非溶剂可为与在所述反应中使用的溶剂可混溶并且纳米晶体在其中是不可分散的极性溶剂。所述非溶剂可取决于在所述反应中使用的溶剂而选择并且可为例如丙酮、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇、水、四氢呋喃(thf)、二甲亚砜(dmso)、二乙基醚、甲醛、乙醛、具有与前述溶剂类似的溶度参数的溶剂、或其组合。所述分离可通过离心、沉淀、层析法、或蒸馏进行。如果必要,可将所分离的纳米晶体添加至洗涤溶剂并且洗涤。所述洗涤溶剂没有特别限制并且可具有与所述配体的溶度参数类似的溶度参数并且可例如包括己烷、庚烷、辛烷、氯仿、甲苯、苯等。

在另一实施方式中,量子点组合物包括所述不含镉的量子点、任选的粘合剂聚合物、包含碳-碳双键的能光聚合的单体、和光引发剂。所述组合物可进一步包括有机溶剂。

在所述组合物中,所述不含镉的量子点与以上描述的相同。在所述组合物中,所述量子点的量可考虑所述组合物的最终用途和组成而合乎需要地选择。在一种实施方式中,所述量子点的量可为基于所述组合物的固体内容物的大于或等于约1重量%、例如大于或等于约2重量%、大于或等于约3重量%、大于或等于约4重量%、大于或等于约5重量%、大于或等于约6重量%、大于或等于约7重量%、大于或等于约8重量%、大于或等于约9重量%、大于或等于约10重量%、大于或等于约15重量%、大于或等于约20重量%、大于或等于约25重量%、大于或等于约30重量%、大于或等于约35重量%、或者大于或等于约40重量%。所述量子点的量可为基于所述组合物的固体内容物的小于或等于约70重量%、例如小于或等于约65重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约55重量%、或者小于或等于约50重量%。

在根据一种实施方式的组合物中,所述粘合剂聚合物包括羧酸基团。所述粘合剂聚合物可包括包含如下的单体混合物的共聚物:包括羧酸基团和碳-碳双键的第一单体、包括碳-碳双键和疏水部分并且不包括羧酸基团的第二单体、和任选的包括碳-碳双键和亲水部分并且不包括羧酸基团的第三单体;

包含多个芳族环的聚合物,其具有骨架结构并且包括羧酸基团(-cooh),在所述骨架结构中,两个芳族环结合至作为主链中的另一环状部分的构成原子的季碳原子;或

其组合。

所述第一单体的实例可包括不饱和羧酸化合物例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸、3-丁烯酸等,但不限于此。所述第一单体可为至少一种化合物。

所述第二单体的实例可为羧酸乙烯基酯化合物例如乙酸乙烯酯、或苯甲酸乙烯酯;烯基芳族化合物例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、或乙烯基苄基甲基醚;不饱和羧酸酯化合物例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、或甲基丙烯酸苯酯;不饱和羧酸氨基烷基酯化合物例如丙烯酸2-氨基乙酯、甲基丙烯酸2-氨基乙酯、丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、或甲基丙烯酸2-二甲基氨基乙酯;马来酰亚胺类例如n-苯基马来酰亚胺、n-苄基马来酰亚胺、n-烷基马来酰亚胺;不饱和羧酸缩水甘油酯化合物例如丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯;乙烯基氰化物化合物例如丙烯腈、甲基丙烯腈;或者不饱和酰胺化合物例如丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺,但不限于此。作为所述第二单体,可使用至少一种化合物。

所述第三单体的具体实例可包括丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丁酯、或者甲基丙烯酸2-羟基丁酯,但不限于此。作为所述第三单体,可使用至少一种化合物。

在所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物中,得自第一单体的第一重复单元的量可大于或等于约10摩尔%、例如大于或等于约15摩尔%、大于或等于约25摩尔%、或者大于或等于约35摩尔%。在所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物中,第一重复单元的量可小于或等于约90摩尔%、例如小于或等于约89摩尔%、小于或等于约80摩尔%、小于或等于约70摩尔%、小于或等于约60摩尔%、小于或等于约50摩尔%、小于或等于约40摩尔%、小于或等于约35摩尔%、或者小于或等于约25摩尔%。

在所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物中,得自第二单体的第二重复单元的量可大于或等于约10摩尔%、例如大于或等于约15摩尔%、大于或等于约25摩尔%、或者大于或等于约35摩尔%。在所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物中,第二重复单元的量可小于或等于约90摩尔%、例如小于或等于约89摩尔%、小于或等于约80摩尔%、小于或等于约70摩尔%、小于或等于约60摩尔%、小于或等于约50摩尔%、小于或等于约40摩尔%、小于或等于约35摩尔%、或者小于或等于约25摩尔%。

在所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物中,如果得自第三单体的第三重复单元存在的话,则其量可大于或等于约1摩尔%、例如大于或等于约5摩尔%、大于或等于约10摩尔%或者大于或等于约15摩尔%。在所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物中,第三重复单元的量可小于或等于约30摩尔%、例如小于或等于约25摩尔%、小于或等于约20摩尔%、小于或等于约18摩尔%、小于或等于约15摩尔%、或者小于或等于约10摩尔%。

所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物可为如下的共聚物:(甲基)丙烯酸;选自(甲基)丙烯酸烷基或芳烷基酯和苯乙烯的至少一种第二单体;以及任选的选自(甲基)丙烯酸羟烷基酯的第三单体。例如,所述粘合剂聚合物可为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物、或者甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物。

在一种实施方式中,所述包含羧酸基团的粘合剂可包括包含多个芳族环的聚合物。所述包含多个芳族环的聚合物可包括羧酸基团(-cooh)和其中引入有骨架结构的主链,其中所述骨架结构包括包含如下的环状基团:作为所述环状基团的一部分的季碳原子、和结合至所述季碳原子的两个芳族环。所述羧酸基团可结合至所述主链。所述包含多个芳族环的聚合物也称作轴节(cardo)粘合剂,其可通过已知方法合成或者是可商购获得的(例如从nipponsteelchemicalco.,ltd.)。

所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物可具有大于或等于约50mgkoh/g的酸值。例如,所述包括羧酸基团的粘合剂聚合物可具有大于或等于约60mgkoh/g、大于或等于约70mgkoh/g、大于或等于约80mgkoh/g、大于或等于约90mgkoh/g、大于或等于约100mgkoh/g、大于或等于约110mgkoh/g、大于或等于约120mgkoh/g、大于或等于约125mgkoh/g、或者大于或等于约130mgkoh/g的酸值。所述聚合物的酸值可例如小于或等于约250mgkoh/g、例如小于或等于约240mgkoh/g、小于或等于约230mgkoh/g、小于或等于约220mgkoh/g、小于或等于约210mgkoh/g、小于或等于约200mgkoh/g、小于或等于约190mgkoh/g、小于或等于约180mgkoh/g、或者小于或等于约160mgkoh/g,但不限于此。

所述粘合剂聚合物(例如,包含羧酸基团,例如包含羧酸基团的粘合剂)可具有大于或等于约1000g/摩尔、例如大于或等于约2000g/摩尔、大于或等于约3000g/摩尔、或者大于或等于约5000g/摩尔的重均分子量。所述粘合剂聚合物可具有小于或等于约100000g/摩尔、例如小于或等于约50000g/摩尔的重均分子量。

在所述组合物中,基于所述组合物的总重量,所述粘合剂聚合物的量可大于或等于约0.5重量%、例如大于或等于约1重量%、大于或等于约5重量%、大于或等于约10重量%、大于或等于约15重量%、或者大于或等于约20重量%,但不限于此。基于所述组合物的总重量,所述粘合剂聚合物的量可小于或等于约35重量%、例如小于或等于约33重量%、或者小于或等于约30重量%。在所述范围内,可保证所述量子点的分散。基于所述组合物的固体内容物的总重量,所述粘合剂聚合物的量可为约0.5重量%-约55重量%。

在所述组合物中,所述包含碳-碳双键的能光聚合的单体可包括能光聚合的基于丙烯酰基的单体。所述能光聚合的基于丙烯酰基的单体可包括(甲基)丙烯酸烷基酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、一缩二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、一缩二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、一缩二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、一缩二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚a二(甲基)丙烯酸酯、双酚a环氧丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、线型酚醛(novolac)环氧(甲基)丙烯酸酯、一缩二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、磷酸三(甲基)丙烯酰氧基乙酯、或其组合。

基于所述组合物的总重量,所述能光聚合的单体的量可大于或等于约0.5重量%、例如大于或等于约1重量%或者大于或等于约2重量%。基于所述组合物的总重量,所述能光聚合的单体的量可小于或等于约30重量%、例如小于或等于约28重量%、小于或等于约25重量%、小于或等于约23重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约18重量%、小于或等于约17重量%、小于或等于约16重量%、或者小于或等于约15重量%。

实施方式的组合物中包括的(光)引发剂可为能够(例如通过光)引发所述基于丙烯酰基的单体((甲基)丙烯酸酯单体)和/或将稍后描述的硫醇化合物的自由基聚合的化合物。所述引发剂的类型没有特别限制并且可适当地选择。例如,所述引发剂可为光引发剂并且可包括三嗪化合物、乙酰苯化合物、二苯甲酮化合物、噻吨酮化合物、安息香化合物、肟化合物、氨基酮化合物、膦或膦氧化物化合物、咔唑化合物、二酮化合物、硼酸锍化合物、偶氮化合物(例如重氮化合物)、二咪唑(联咪唑)化合物、或其组合,但是其不限于此。

在实施方式的组合物中,可根据如所使用的能光聚合的单体的类型和量调节所述引发剂的量。在一些实施方式中,基于所述组合物的总重量,所述引发剂的量可大于或等于约0.01重量%或者大于或等于约1重量%且小于或等于约10重量%、小于或等于约9重量%、小于或等于约8重量%、小于或等于约7重量%、小于或等于约6重量%、或者小于或等于约5重量%,但是不限于此。

所述组合物可进一步包括在其末端处具有至少一个硫醇基团的(多或单官能的)硫醇化合物、金属氧化物粒子、或其组合。

所述金属氧化物粒子可包括tio2、sio2、batio3、ba2tio4、zno、或其组合。基于所述组合物的全部固体内容物,所述金属氧化物细颗粒的量可小于或等于约25重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约15重量%并且大于或等于约1重量%、或者大于或等于约5重量%。所述金属氧化物细颗粒的颗粒尺寸没有特别限制并且可适当地选择。所述金属氧化物细颗粒的颗粒尺寸可大于或等于约100nm、大于或等于约150nm、或者大于或等于约200nm且小于或等于约1,000nm、小于或等于约900nm、或者小于或等于约800nm。

所述硫醇化合物可为二硫醇化合物、三硫醇化合物、四硫醇化合物、或其组合。例如,所述硫醇化合物可为二醇二-3-巯基丙酸酯(例如乙二醇二-3-巯基丙酸酯)、二醇二巯基乙酸酯(例如乙二醇二巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、1,6-己二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,2-乙二硫醇、包括1-10个乙二醇重复单元的聚乙二醇二硫醇、或其组合。

基于所述组合物的总重量,所述硫醇化合物的量可小于或等于约50重量%、小于或等于约40重量%、小于或等于约30重量%、或者小于或等于约20重量%、小于或等于约10重量%、小于或等于约9重量%、小于或等于约8重量%、小于或等于约7重量%、小于或等于约6重量%、或者小于或等于约5重量%。基于所述组合物的总重量,所述硫醇化合物的量可大于或等于约0.1重量%、例如大于或等于约0.5重量%、大于或等于约1重量%、大于或等于约2重量%、大于或等于约3重量%、大于或等于约4重量%、大于或等于约5重量%、大于或等于约6重量%、大于或等于约7重量%、大于或等于约8重量%、大于或等于约9重量%、或者大于或等于约10重量%。

所述组合物可进一步包括有机溶剂和/或液体载剂(下文中,简称为“有机溶剂”)。可用的有机溶剂的类型没有特别限制。所述有机溶剂的类型和量可通过考虑以上主要组分(即,所述量子点、所述包含cooh基团的粘合剂、所述能光聚合的单体、所述光引发剂、和如果使用的所述硫醇化合物)、以及稍后描述的添加剂的类型和量而适当地确定。所述组合物可以除了期望量的固体内容物(非挥发性组分)之外的残余量包括溶剂。所述溶剂可通过考虑所述组合物中的其它组分(例如粘合剂、能光聚合的单体、光引发剂、和其它添加剂)、对于碱性显影溶液的亲和性、沸点等而适当地选择。所述溶剂的实例可包括乙二醇类例如乙二醇、一缩二乙二醇、或聚乙二醇;乙二醇醚例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、一缩二乙二醇单甲基醚、乙二醇二乙基醚、或一缩二乙二醇二甲基醚;乙二醇醚乙酸酯例如乙二醇乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、一缩二乙二醇单乙基醚乙酸酯、或者一缩二乙二醇单丁基醚乙酸酯;丙二醇类例如丙二醇;丙二醇醚类例如丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、丙二醇二甲基醚、一缩二丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、或者一缩二丙二醇二乙基醚;丙二醇醚乙酸酯类例如丙二醇单甲基醚乙酸酯、或者一缩二丙二醇单乙基醚乙酸酯;酰胺例如n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、或者二甲基乙酰胺;酮例如甲基乙基酮(mek)、甲基异丁基酮(mibk)、或环己酮;石油产品例如甲苯、二甲苯、或溶剂石脑油;酯例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、或3-乙氧基丙酸乙酯;醚例如二乙基醚、二丙基醚、或二丁基醚;氯仿;c1-c40脂族烃(例如烷烃、烯烃、或炔烃);卤素(例如氯)取代的c1-c40脂族烃(例如二氯乙烷、三氯甲烷等);c6-c40芳族烃(例如甲苯、二甲苯等);卤素(例如氯)取代的c6-c40芳族烃;或其组合。

如果期望,除了前述组分之外,所述组合物可进一步包括多种添加剂例如光扩散(漫射)剂、流平剂、或偶联剂。所述添加剂的量没有特别限制,并且可控制在其中所述添加剂不对所述组合物的制备以及所述量子点-聚合物复合物的制造和任选的所述复合物的图案化造成不利影响的合适范围内。所述添加剂可为具有期望的功能的已知化合物或材料而没有特别限制。

如果使用,所述添加剂可以基于所述组合物的总重量的大于或等于约0.1重量%、例如大于或等于约0.5重量%、大于或等于约1重量%、大于或等于约2重量%、或者大于或等于约5重量%的量使用,但不限于此。如果使用,所述添加剂的量可为基于所述组合物的总重量的小于或等于约20重量%、例如小于或等于约19重量%、小于或等于约18重量%、小于或等于约17重量%、小于或等于约16重量%、或者小于或等于约15重量%,但不限于此。

所述组合物可通过将以上组分适当地混合而制备。

在另一实施方式中,量子点-聚合物复合物包括聚合物基体;和分散在所述聚合物基体中的以上不含镉的量子点。所述聚合物基体可为交联聚合物、具有羧酸基团的粘合剂聚合物、或其组合。所述交联聚合物可包括硫醇-烯树脂、交联聚(甲基)丙烯酸酯、交联聚氨酯、交联环氧树脂、交联乙烯基聚合物、交联有机硅树脂、或其组合。在一种实施方式中,所述聚合物基体可包括:粘合剂聚合物;包含碳-碳双键的能光聚合的单体的聚合产物;所述能光聚合的单体和(例如,在其末端处)具有至少两个硫醇基团的多硫醇化合物的聚合产物;或其组合。所述不含镉的量子点、所述粘合剂聚合物、所述能光聚合的单体、和所述多硫醇化合物与以上描述的相同。

所述量子点-聚合物复合物可具有膜的形式。所述膜可具有例如小于或等于约30μm例如小于或等于约10μm、小于或等于约8μm、或者小于或等于约7μm且大于约2μm例如大于或等于约3μm、大于或等于约3.5μm、或者大于或等于约4μm的厚度。所述量子点-聚合物复合物可显示出改善的热稳定性。因此,当在氮气气氛下在约180℃下热处理约30分钟时,所述量子点-聚合物复合物可显示出大于或等于约20%的光转换效率(pce)。

在另一实施方式中,显示装置包括光源和发光元件(例如光致发光元件),并且所述发光元件包括以上量子点-聚合物复合物,并且所述光源配置成向所述发光元件提供入射光。所述入射光可具有大于或等于约440nm例如大于或等于约450nm且小于或等于约460nm的光致发光峰值波长。

在一种实施方式中,所述发光元件可包括所述量子点-聚合物复合物的片材。所述显示装置可进一步包括液晶面板并且所述量子点-聚合物复合物的片材可设置在所述光源和所述液晶面板之间。图3显示非限制性显示装置的分解图。参照图3,所述显示装置可具有如下结构:其中堆叠反射器、导光板(lgp)和蓝色led光源(蓝色-led)、所述量子点-聚合物复合物的片材(qd片材)、以及各种光学膜例如棱镜、双倍增亮膜(dbef)等,并且液晶面板设置在其上。

在另一实施方式中,所述显示装置可包括包含如下的堆叠结构体:(例如透明)基板和作为发光元件的设置在所述基板上的发光层(例如,光致发光层)。在所述堆叠结构体中,所述发光层包括所述量子点-聚合物复合物的图案,并且所述图案可包括至少一种配置成发射预定波长的光的重复段。所述量子点-聚合物复合物的图案可包括可发射第一种光的第一重复段、可发射第二种光的第二重复段、或其组合。

所述第一种光和所述第二种光在光致发光光谱中具有不同的最大光致发光峰值波长。在一种实施方式中,所述第一种光可为具有约600nm-约650nm(例如约620nm-约650nm)的最大光致发光峰值波长的红色光(r),所述第二种光可为具有约500nm-约550nm(例如约510nm-约550nm)的最大光致发光峰值波长的绿色光(g),或者反过来(即,所述第一种光可为绿色光并且所述第二种光可为红色光)。

所述基板可为包括绝缘材料的基板。所述基板可包括选自如下的材料:玻璃;多种聚合物例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)等聚酯,聚碳酸酯,聚(甲基)丙烯酸酯,聚酰亚胺,聚酰胺,及其组合(其共聚物或混合物);聚硅氧烷(例如pdms);无机材料例如al2o3或zno;或其组合,但不限于此。所述基板的厚度可考虑基板材料合乎需要地选择,但是没有特别限制。所述基板可具有柔性。对于从所述量子点发射的光,所述基板可具有大于或等于约50%、大于或等于约60%、大于或等于约70%、大于或等于约80%、或者大于或等于约90%的透射率。

所述基板的至少一部分可配置成截止(吸收或反射)蓝色光。可在所述基板的至少一个表面上设置能够阻挡(例如吸收或反射)蓝色光的层,在本文中也称作“蓝色截止层”或“蓝色光吸收层”。例如,所述蓝色截止层(蓝色光吸收层)可包括有机材料和预定的染料例如黄色染料或者能够吸收蓝色光并且透射绿色和/或红色光的染料。

在另一实施方式中,制造所述堆叠结构体的方法包括

在基板上形成以上组合物的膜;

将所述膜的选定区域暴露于光(例如,具有小于或等于约400nm的波长);和

将经曝光的膜用碱性显影溶液显影以获得所述量子点-聚合物复合物的图案。

所述基板和所述组合物的细节具有与以上所描述的相同。

参照图4说明形成所述量子点-聚合物复合物的图案的非限制性方法。

将所述组合物以旋涂、狭缝涂布等合适的方法在基板上涂布至具有预定的厚度(s1)。如果期望,可将所形成的膜预烘烤(prb)(s2)。用于预烘烤的条件(例如温度、持续时间、和气氛)可适当地选择。

将所形成的(和任选地预烘烤的)膜在具有预定图案的掩模下暴露于预定波长的光(uv光)(exp)(s3)。光的波长和强度可取决于所述光引发剂的类型和量、所述量子点的类型和量、等等而选择。

用碱性显影溶液处理(例如喷射或浸渍)所述具有经曝光的选定区域的膜,并且由此所述膜中的未曝光区域溶解以提供期望的图案,该过程称作显影(dev)(s4)。如果期望,可将所获得的图案后烘烤(pob)(s5),例如在约150℃-约230℃的温度下后烘烤预定时间例如大于或等于约10分钟或者大于或等于约20分钟,以改善所述图案的抗开裂性和耐溶剂性。

当所述量子点-聚合物复合物图案具有多种(个)重复段时,通过如下可获得具有期望的图案的量子点-聚合物复合物:制备包括具有期望的光致发光性质(光致发光峰值波长等)的量子点(例如发射红色光的量子点、发射绿色光的量子点、或者任选的发射蓝色光的量子点)的多种组合物来形成各重复段,并且对于所述组合物的每一种重复所述图案形成过程如所需要的那么多的次数(例如两次或更多次或者三次或更多次)以形成所述量子点-聚合物复合物的期望的图案(s6)。

在另一实施方式中,可使用包括所述不含镉的量子点的群和液体载剂的实施方式的墨组合物来形成图案。例如,可通过如下形成图案:将包括多个不含镉的量子点、液体载剂、以及单体的墨组合物沉积在基板的期望区域上,任选地除去所述液体载剂,和进行聚合。

例如,所述量子点-聚合物复合物可为至少两种不同的重复颜色段(例如rgb段)的图案的形式。这样的量子点-聚合物复合物图案可用作显示装置中的光致发光型滤色器。

在另外的实施方式中,显示装置包括光源和包含堆叠结构体(也称作层状结构体)的发光元件。

所述光源可配置成向包括所述层状结构体的所述发光元件提供入射光。所述入射光可具有约440nm-约480nm例如约440nm-约470nm的波长。所述入射光可为第三种光。

在包括所述堆叠结构体的显示装置中,所述光源可包括分别对应于所述第一重复段和所述第二重复段的多个发光单元,和所述发光单元可包括彼此面对的第一电极和第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电致发光层。所述电致发光层可包括有机发光材料。

例如,所述光源的各发光单元可包括被构造为发射预定波长的光(例如蓝色光、绿色光、或其组合)的电致发光装置(例如有机发光二极管(oled))。所述电致发光装置例如有机发光二极管(oled)的结构和材料是已知的,而没有特别限制。

图5a和图5b显示包括实施方式的层状结构体的显示器的示意性横截面图。参照图5a和图5b,光源可包括有机发光二极管(oled)。例如,所述oled可发射蓝色光或者具有在约500nm或更小的区域中的波长的光。所述有机发光二极管(oled)可包括形成于基板100上的(至少两个,例如三个)像素电极90a、90b、90c,形成于相邻的像素电极90a、90b、90c之间的像素限定层150a、150b,形成于像素电极90a、90b、90c上的有机发光层140a、140b、140c,以及形成于有机发光层140a、140b、140c上的公共电极层130。

可在所述有机发光二极管下面设置薄膜晶体管和基板。可分别对应于将在下面详细描述的第一、第二、和第三重复段设置所述oled的像素区域。

所述包括量子点-聚合物复合物图案(例如包括包含发射绿色光的量子点的第一重复段和/或包含发射红色光的量子点的第二重复段)和基板的堆叠结构体、或者所述量子点-聚合物复合物图案可设置在光源上或上方,例如直接设置在所述光源上。

从所述光源发射的光(例如蓝色光)可进入所述图案的第二(重复)段21和第一(重复)段11以分别发射(例如转化的)红色光r和绿色光g。从所述光源发射的蓝色光b穿过第三(重复)段31或者从第三(重复)段31透射。在发射红色光的第二段21和/或发射绿色光的第一段11上方,可设置光学元件160。所述光学元件可为截止(例如反射或吸收)蓝色光并且任选地截止绿色光的蓝色截止层、或者第一滤光器。蓝色截止层160可设置在上部基板240上。蓝色截止层160可设置在上部基板240和所述量子点-聚合物复合物图案之间以及在第一段11和第二段21上方。所述蓝色截止层的细节与下面对于第一滤光器310所阐述的相同。

实施方式的前述装置可通过如下制造:分别单独地制造所述层状结构体和所述oled(例如蓝色oled),并且将它们组合。替代地,所述装置可通过如下制造:直接在所述oled上方形成所述量子点-聚合物复合物的图案。

在另一实施方式中,所述显示装置可进一步包括下部基板210、设置在下部基板210下方的光学元件(例如偏振器)300以及介于所述层状结构体和下部基板210之间的液晶层220。所述层状结构体可以使得发光层(即所述量子点-聚合物复合物图案)面对所述液晶层的方式设置。所述显示装置可进一步包括在液晶层220和所述发光层之间的光学元件(例如偏振器)300。所述光源可进一步包括led和任选的导光板。

参照图6,在非限制性实施方式中,所述显示装置包括液晶面板200、设置在液晶面板200上和/或下面的下部光学元件300(例如偏振器)、和在下部光学元件300下面的包括发射蓝色光的光源110的背光单元。所述背光单元可包括光源110和导光板120(边缘型)。替代地,所述背光单元可为直接光源而没有导光板(未示出)。液晶面板200可包括下部基板210、上部基板240、以及在上部和下部基板之间的液晶层220、和设置在上部基板240上或下面的发光层(滤色器层)230。发光层230可包括所述量子点-聚合物复合物(或其图案)。

在下部基板210的内表面上例如上表面上提供线路板211。线路板211可包括限定像素区域的多根栅极线(未示出)和数据线(未示出)、邻近于栅极线和数据线的交叉区域设置的薄膜晶体管、和用于各像素区域的像素电极,但不限于此。这样的线路板的细节是已知的并且没有特别限制。

液晶层220可设置在线路板211上。液晶层220可包括在液晶层220的上表面上和在液晶层220的下表面上的定向层221,以使其中包括的液晶材料初始定向。关于液晶材料、定向层材料、形成定向层的方法、形成液晶层的方法、液晶层的厚度等的细节是已知的并且没有特别限制。

在一种实施方式中,上部光学元件或上部偏振器300可提供在液晶层220和上部基板240之间,但是其不限于此。例如,上部光学元件或上部偏振器300可设置在液晶层220(或公共电极231)和所述发光层(或所述量子点-聚合物复合物图案)之间。黑色矩阵241可提供在上部基板240下面(例如在其下表面上)。黑色矩阵241内的开口与在下部基板210上的线路板211的栅极线、数据线、和薄膜晶体管对齐(或者设置成将其隐藏)。包括发射红色光的滤色器的第二段(r)、包括发射绿色光的滤色器的第一段(g)和/或包括用于发射或透射蓝色光的滤色器的第三段(b)可设置在黑色矩阵(bm)241内的开口中。例如,黑色矩阵241可具有格子形状。如果期望,所述发光层可进一步包括至少一个第四重复段。所述第四重复段可配置成发射具有与从所述第一到第三重复段发射的光的颜色不同的颜色(例如青色、品红色、黄色等)的光。

发光层(滤色器层)230可在透明的公共电极231上。

如果期望,所述显示装置可进一步包括蓝色截止滤波器310,下文中也称作第一滤光器层310。第一滤光器层310可设置在所述第二段(r)以及所述第一段(g)的上表面与上部基板240的下表面之间,或者上部基板(240)的上表面上。第一滤光器层310可包括具有对应于第三段(b)(例如显示蓝色的像素区域)的开口的片材并且可形成于对应于所述第一和第二段(g,r)的部分上。第一滤光器层310可作为一体结构形成于发光层230的如下部分上:其对应于所述第一和第二段(g,r)并且不同于与所述第三段重叠的部分,但不限于此。替代地,至少两个第一滤光器层可彼此间隔开并且可分别设置在与所述第一和第二段重叠的部分的每一个上方。

例如,所述第一滤光器层可阻挡在可见光范围内的具有预定波长范围的光并且可透射具有另外的波长范围的光。例如,所述第一滤光器层可阻挡蓝色光并且透射除了蓝色光之外的光。例如,所述第一滤光器层可透射绿色光、红色光、或黄色光(例如,绿色光和红色光的混合光)。

所述第一滤光器层可包括包含吸收具有特定波长即所要阻挡的波长的光的染料和/或颜料的聚合物薄膜。所述第一滤光器层可阻挡具有小于或等于约480nm的波长的蓝色光的至少80%、或者至少90%、甚至至少95%。对于具有其它波长的可见光,所述第一滤光器层可具有大于或等于约70%、例如大于或等于约80%、大于或等于约90%、或者甚至最高达100%的光透射率。

所述第一滤光器层可吸收和基本上阻挡具有小于或等于约500nm的波长的蓝色光,并且例如可选择性地透射绿色光或红色光。在此情况下,至少两个第一滤光器层可间隔开并且分别设置在与所述第一和第二重复段重叠的部分的每一个上。例如,选择性地透射红色光的第一滤光器层可设置在与发射红色光的重复段重叠的部分上并且选择性地透射绿色光的第一滤光器层可设置在与发射绿色光的重复段重叠的部分上。

在一些实施方式中,所述第一滤光器层可包括第一区域和第二区域的至少一种。所述第一滤光器层的第一区域阻挡(例如吸收)蓝色光和红色光并且透射具有预定范围的波长例如大于或等于约500nm、大于或等于约510nm、或者大于或等于约515nm且小于或等于约550nm、小于或等于约540nm、小于或等于约535nm、小于或等于约530nm、小于或等于约525nm、或者小于或等于约520nm的波长的光。所述第一滤光器层的第二区域阻挡(例如吸收)蓝色光和绿色光并且透射具有预定范围的波长例如大于或等于约600nm、大于或等于约610nm、或者大于或等于约615nm且小于或等于约650nm、小于或等于约640nm、小于或等于约635nm、小于或等于约630nm、小于或等于约625nm、或者小于或等于约620nm的波长的光。所述第一滤光器层的第一区域可(直接)设置在与发射绿色光的重复段重叠的位置上或上方并且所述第一滤光器层的第二区域可(直接)设置在与发射红色光的重复段重叠的位置上或上方。所述第一区域和所述第二区域可彼此光学隔离,例如通过黑色矩阵彼此光学隔离。所述第一滤光器层可对改善显示装置的色纯度作贡献。

所述第一滤光器层可为包括各自具有不同的折射率的多个层(例如无机材料层)的反射型过滤器。例如,在所述第一光学层中,可将具有不同折射率的两个层彼此交替地堆叠。例如,可将具有高折射率的层和具有低折射率的层彼此交替地层叠。

所述显示装置可进一步包括设置在发光层230和液晶层220之间、以及在发光层230(例如所述量子点-聚合物复合物层)和上部偏振器300之间的第二滤光器层311(例如,红色/绿色光或黄色光再循环层)。第二滤光器层311可透射第三种光的至少一部分,并且反射第一种光和/或第二种光的至少一部分。所述第二滤光器层可反射具有大于500nm的波长的光。所述第一种光可为绿色(或红色)光,所述第二种光可为红色(或绿色)光,并且所述第三种光可为蓝色光。

所述显示装置可显示出改善的亮度(例如大于或等于约100尼特)和宽的视角(例如大于或等于约160°)。

另一实施方式提供包括所述量子点的电子装置。所述电子装置可包括发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)、传感器、太阳能电池、成像传感器、或液晶显示器(lcd),但不限于此。

下文中,参照实施例更详细地说明实施方式。然而,它们是本公开内容的示例性实例,并且本公开内容不限于此。

[实施例]

分析方法

[1]紫外-可见光谱法分析

使用agilentcary5000光谱仪进行紫外光谱法分析并且获得紫外-可见吸收光谱。

[2]光致发光分析

使用hitachif-7000光谱仪以具有450nm的波长的激发光获得所制造的量子点的光致发光(pl)光谱。

[3]量子点的绝对量子效率(量子产率)

通过如下获得量子效率:将从样品随着光致发光而发射的光子的数量除以被样品吸收的光子的数量。量子效率是对于量子点分散体或者量子点-聚合物复合物通过使用hamamatsu-quantaurus-qy,c11347(hamamatsucorp.)测量的。

[4]icp-aes分析

电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp-aes)分析是通过使用shimadzuicps-8100进行的。

[5]复合物膜的量子效率

通过如下测量复合物膜的量子效率:将所述复合物膜置于积分球中并且用450nm的波长的激发光对其照射。

[6]tem分析

使用titanchemistem电子显微镜来进行透射电子显微镜分析以测量量子点的颗粒尺寸。

参考例1:

在200ml反应烧瓶中将乙酸铟和棕榈酸溶解在1-十八碳烯中,并且将溶液在真空下在120℃下加热。铟和棕榈酸以1:3的摩尔比使用。在1个小时后,将反应器中的气氛变换成氮气。在将反应器在280℃下加热之后,向其中快速注入三(三甲基甲硅烷基)膦(tms3p)和三辛基膦的混合溶液,并且使混合物反应20分钟。将反应溶液快速冷却至室温,向其添加丙酮,将混合物离心以获得沉淀物,并且将该沉淀物在甲苯中再次分散。tms3p的量为0.5摩尔/1摩尔铟。每1摩尔的铟,top的量为0.1摩尔-10摩尔(例如,0.5摩尔)。由其获得的inp芯具有约3nm的尺寸。

实施例1

(1)将硒分散在三辛基膦中以制备se/top原液(储备溶液),并且将硫分散在三辛基膦中以制备s/top原液。

在200ml反应烧瓶中将乙酸锌和油酸溶解在三辛基胺中,并且将溶液在120℃下真空处理10分钟。在用n2对在该反应烧瓶内部的气氛进行置换之后,在将该溶液加热至320℃的同时,向该溶液添加inp半导体纳米晶体在甲苯中的分散体,向该反应烧瓶中三次注入所述se/top和任选的乙酸锌。进行反应以获得包括具有设置在所述芯上的znse壳的颗粒的反应溶液。总的反应时间为80分钟。

随后,将s/top原液和乙酸锌注入到处于320℃的反应温度的该反应溶液中。进行反应以获得包括具有设置在znse壳上的zns壳的颗粒的反应溶液。总的反应时间为80分钟。

在反应中,基于1摩尔的铟,se的总量为7.5摩尔,s的总量为13.9摩尔,并且锌的总量为16摩尔。

向包括所获得的芯/多层壳量子点的反应物添加过量的乙醇,并且将混合物离心。在离心之后,从其丢弃上清液,将其中的沉淀物干燥,然后分散在氯仿或甲苯中以获得量子点溶液(下文中,qd溶液)。

(2)进行所获得的qd的icp-aes分析,并且结果示于表1中。进行所述qd的tem分析、紫外-可见光谱法分析、和光致发光分析,并且结果示于表2中。

实施例2

根据与实施例1相同的方法获得芯/多层壳量子点,除了如下之外:基于1摩尔的铟,使用9.7摩尔的se、20.7摩尔的s、和21摩尔的锌。

进行所述qd的icp-aes分析,并且结果示于表1中。进行所述qd的tem分析、紫外-可见光谱法分析、和光致发光分析,并且结果示于表2中。

实施例3

根据与实施例1相同的方法获得芯/多层壳量子点,除了如下之外:基于1摩尔的铟,使用8.2摩尔的se、11.5摩尔的s、和17摩尔的锌。

进行所获得的qd的icp-aes分析,并且结果示于表1中。进行所述qd的tem分析、紫外-可见光谱法分析、和光致发光分析,并且结果示于表2中。

实施例4

根据与实施例1相同的方法获得芯/多层壳量子点,除了如下之外:基于1摩尔的铟,使用10摩尔的se、17.6摩尔的s、和21摩尔的锌。

进行所获得的qd的icp-aes分析,并且结果示于表1中。进行所述qd的tem分析、紫外-可见光谱法分析、和光致发光分析,并且结果示于表2中。

对比例1

根据与实施例1相同的方法获得芯/多层壳量子点,除了如下之外:基于1摩尔的铟,使用5.6摩尔的se、15摩尔的s、和14.5摩尔的锌。

进行所获得的qd的icp-aes分析,并且结果示于表1中。进行所述qd的tem分析、紫外-可见光谱法分析、和光致发光分析,并且结果示于表2中。

对比例2

根据与实施例1相同的方法获得芯/多层壳量子点,除了如下之外:基于1摩尔的铟,使用6.2摩尔的se、15.4摩尔的s、和16.7摩尔的锌。

进行所获得的qd的icp-aes分析,并且结果示于表1中。进行所述qd的tem分析、紫外-可见光谱法分析、和光致发光分析,并且结果示于表2中。

对比例3

根据与实施例1相同的方法获得芯/多层壳量子点,除了如下之外:基于1摩尔的铟,使用1.7摩尔的se、6.2摩尔的s、和9摩尔的锌。

进行所获得的qd的icp-aes分析,并且结果示于表1中。进行所述qd的tem分析、紫外-可见光谱法分析、和光致发光分析,并且结果示于表2中。

(表1)

(表2)

参照各表的结果,与根据对比例的量子点相比,根据实例实施方式的量子点具有相对更高的vd并且显示出改善的发光效率和低的半峰全宽(fwhm)。

实验实施例:量子点-聚合物复合物和其图案

将根据实施例4和对比例3的各量子点氯仿分散体与粘合剂(甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、和苯乙烯的四元共聚物,酸值:130mgkoh/g,分子量:8000g/摩尔,甲基丙烯酸:甲基丙烯酸苄酯:甲基丙烯酸2-羟基乙酯:苯乙烯(摩尔比)=61.5%:12%:16.3%:10.2%)溶液(溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯(pgmea),具有30重量%的浓度)混合以制备量子点-粘合剂分散体。

将所述量子点-粘合剂分散体与作为能光聚合的单体的具有以下结构的六丙烯酸酯、乙二醇二-3-巯基丙酸酯(下文中,2t)、作为引发剂的肟酯化合物、作为光扩散剂的tio2、以及pgmea混合以制备组合物。

所述组合物包括基于所述组合物的固体内容物的40重量%的所述量子点、12.5重量%的所述粘合剂聚合物、25重量%的2t、12重量%的所述能光聚合的单体、0.5重量%的所述引发剂、和10重量%的所述光扩散剂,并且总的固含量为25%。

将各光敏组合物在玻璃基板上以150rpm旋涂5秒以获得膜。将所述膜在100℃下预烘烤(prb)。将这些经预烘烤的膜在具有预定图案(例如方形点或条纹图案)的掩模下暴露于光(波长:365nm,强度:100mj)的照射1秒,在氢氧化钾水溶液(浓度:0.043%)中显影50秒以获得量子点-聚合物复合物图案(厚度:6μm)。

将所获得的图案在氮气气氛下在180℃下后烘烤(pob)30分钟。

测量和计算所获得的膜(复合物)在prb和pob之后的量子效率和工艺保持率,并且结果示于表3中。

(表3)

工艺保持率是在pob之后的量子效率相对于在prb之后的量子效率的比率。

参照表3的结果,与包括根据对比例3的量子点的量子点-聚合物复合物图案相比,包括根据实施例4的量子点的量子点-聚合物复合物图案显示出改善的光转换效率和稳定性(即工艺保持率)。

虽然已经关于当前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容,但是将理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

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