被封装的量子点及使用该量子点的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于提高量子点性质的被封装的量子点及使用该量子点的装置。
【背景技术】
[0002] 量子点为具有晶体结构的物质，其尺寸仅为几个纳米，并由约几百至数千个原子 组成。由于量子点的尺寸极其小，因而会产生量子限域效应。量子限域效应是指，当物体的 尺寸达到纳米尺寸或以下时，则该物体的能带隙会变大。因此，当比所述能带隙具有更高能 量的波长的光入射于量子点时，量子点会吸收该光的能量，从而量子点的能级被激活而使 之处于激发态，然后发射特定波长的光，最后量子点的能级降到基态。发射光的波长取决于 与所述带隙相对应的能量。
[0003] 通常，量子点的粒子愈小，则发射光的波长愈短，而量子点的粒子愈大，则发射光 的波长愈长。这些是与现有的半导体材料相区别的独特的电学及光学性质。因此，通过控 制量子点尺寸和组成等来实现所期望的量子点的发光特性。
【发明内容】
[0004] 技术问题
[0005] 本发明的目的在于，提供一种被封装的量子点，其可以提高分散稳定性和发光特 性。
[0006] 本发明的目的还在于，提供一种包含所述量子点的组合物。
[0007] 本发明的目的还在于，提供一种由所述组合物形成的涂层或薄膜、及使用该涂层 或薄膜的装置。
[0008] 技术方案
[0009] 本发明的一个示例性实施例提供用硅氧烷类化合物进行封装的量子点，该硅氧烷 类化合物包括具有4~20碳原子的烷基。
[0010] 在一个示例性实施例中，硅氧烷类化合物可以具有以下化学式1的结构。
[0011] 【化学式1】
[0013] 在化学式1中，札~1?1(1中的至少一个为具有4~20碳原子的烷基，其它分别独 立为具有1~3碳原子的烷基、或具有6~18碳原子的芳基，且a和b可以为能够满足 0? 04-0. 96:0? 04-0. 96 (a:b)比例的整数。
[0014] 本发明的另一个示例性实施例提供一种组合物，该组合物包含被封装的量子点和 分散有所述量子点的树脂。
[0015] 本发明的又一个示例性实施例提供由所述组合物形成的涂层或薄膜、或者使用该 涂层或薄膜的装置。
[0016] 有益效果
[0017] 本发明的被封装的量子点由于具有优异的量子产率和分散稳定性而可以有效地 应用于各种类型的装置。
【附图说明】
[0018] 图1为说明通常的量子点结构的概念图。
[0019] 图2为说明本发明的一个示例性实施例的被封装的量子点的概念图。
[0020] 图3为说明包含由本发明的一个示例性实施例的组合物形成的涂层的LED装置的 截面图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的被封装的量子点是用硅氧烷类化合物进行封装的，该硅氧烷类化合物包 含4~20碳原子的烷基。下面，将结合图1简要说明通常的量子点的结构，结合图2具体 说明被封装的量子点的形式的本发明。
[0022] 图1为说明通常的量子点的概念图。
[0023] 根据图1，量子点5通常包括核粒子1及与其表面结合的配体2。
[0024] 用于形成所述核粒子1的材料的例子包括II-VI族的化合物半导体纳米晶体，如 CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe和HgTe;III-V族的化合物半导体纳米晶体， 如GaN、GaP、GaAs、InP和InAs，或这些物质的混合物等。所述核心粒子1可以具有核/壳 结构，且所述核粒子1的核和壳可以分别包括所示例的化合物。所示例的化合物可以分别 独立使用或者组合两个或以上的所述化合物而使用，并包含于所述核或壳中。例如，所述核 粒子1可以具有CdSe-ZnS(核/壳）结构，该结构包括含有CdSe的核及含有ZnS的壳。
[0025] 所述配体2可以防止相邻的核粒子1之间容易地聚集和消光。进一步，所述配体2 与可所述核粒子1结合而使核粒子1具有疏水性。因此，将包含核粒子1和配体2的量子 点5分散于用于形成涂层或薄膜的树脂中时，相对于所述树脂的分散性与仅包含核粒子1 而没有配体2的量子点相比可以有所提高。所述配体2的例子包括含有6~30碳原子的 烷基胺类化合物，或包括羧酸化合物。所述配体2的其他例子包括含有具有6~30碳原子 的链烯基的胺类化合物，或包括羧酸化合物。
[0026] 图2为说明本发明的一个示例性实施例的被封装的量子点的概念图。
[0027] 根据图2,本发明的被封装的量子点6进一步包括包裹如图1中所说明的量子点5 的封装层。本发明的封装可以定义为，通过利用所述封装层3包裹在量子点5的周围来将 所述量子点5限制于所述封装层3中。
[0028] 所述封装层3包括含有具有4~20碳原子的烷基的硅氧烷类化合物。所述封装 层3可以通过如范德华力的引力与核粒子1或配体2结合
[0029] 尽管用于形成涂层或薄膜的树脂包括甲基或苯基而相比于量子点5变得更亲水， 然而所述被封装的量子点6的层状层3对所述量子点5和树脂均具有高亲和力，从而可以 容易地分散于所述树脂的聚合物基体中。术语"聚合物基体"可以定义为固化材料或最终 产品的内部结构，该固化材料是通过将用作用来形成涂层或薄膜的树脂的可固化树脂进行 固化而获得，所述最终产品是通过干燥热塑性树脂而获得。
[0030] 随着所述被封装的量子点6稳定地分散于所述树脂中，能够防止在包含所述被封 装的量子点6和树脂的组合物中的相邻量子点之间的聚集现象。因此，可以通过防止被封 装的量子点6的消光而在最大程度地降低量子产率的衰退。
[0031] 当所述硅氧烷类化合物的烷基的碳原子数少于4时，用所述封装层3对所述量子 点5的封装程度会降低，致使所述量子点5与硅氧烷类化合物发生分离。此外，当所述硅氧 烷类化合物的烷基的碳原子数超过20时，会发生如组合物变混浊等相容性变差的问题。此 外，当所述硅氧烷类化合物的烷基的碳原子数超过20时，可能相当难于形成封装层3。因 此，烷基的碳原子数优选为4~20。例如，所述烷基可具有6~16个碳原子。此时，所述硅 氧烷类化合物的烷基可同时包括直链型烷基和支链型烷基。
[0032] 组成所述封装层3的硅氧烷类化合物为所述量子点5的表面改性剂，且其可以不 去直接参与在固化所述组合物或利用所述组合物进行改性的过程中所发生的化学反应中。
[0033] 所述硅氧烷类化合物可根据重均分子量具有如单体、低聚物，聚合物和共聚物的 结构。因此，在封装所述量子点5的过程中，可使用以蜡型、流体型等形式的硅氧烷类化合 物。下面，术语"重均分子量"可定义为通过凝胶渗透色谱法（GPC)测量的相对于聚苯乙烯 的重均分子量。
[0034] 下面，通过化学式具体说明所述硅氧烷类化合物的例子。
[0035] 在一个示例性实施例中，所述硅氧烷类化合物可包括以下化学式1的结构。
[0036] 【化学式1】
[0038] 在化学式1中，中的至少一个为具有4~20碳原子的烷基，其它分别 独立为具有1~3碳原子的烷基、或具有6~18碳原子的芳基，且a和b为能够满足 0? 04-0. 96: 0? 04-0. 96 (a:b)比例的整数。
[0039] 作为一个实施例，在化学式1中，中的至少一个为具有4~20碳原子的 烷基，其它分别独立为甲基或苯基。此时，a和b可以满足以下比例：0. 5-0. 8:0. 2-0. 5、 0? 62-0. 72:0. 28-0. 38或0? 65:0. 35。a与b的比例可定义为摩尔比。
[0040] 在另一个示例性实施例中，所述硅氧烷类化合物可包括以下化学式2的结构。
[0041