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量子点、包括其的复合物以及包括其的显示装置的制作方法

2021-02-02 17:02:04|279|起点商标网
量子点、包括其的复合物以及包括其的显示装置的制作方法

本申请要求于2019年6月18日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0072494号韩国专利申请的优先权和由此获得的所有权益,该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。

公开了量子点(qd)、包括该量子点的组合物或复合物以及包括该量子点或包含该量子点的复合物的电子装置(例如,显示装置)。



背景技术:

不同于体(bulk)材料,量子点(例如,纳米尺寸的半导体纳米晶体)具有可通过调整量子点的尺寸或组成进行控制的能带隙。量子点可以表现出电致发光性质和光致发光性质。可以通过胶体合成制备量子点,并且诸如分散剂的有机材料可以在晶体生长期间与半导体纳米晶体的表面配位(例如,结合),以提供具有受控尺寸并且具有期望的发光性质的量子点。最后,从环境角度出发,期望开发一种具有改善的光致发光性质的无镉量子点。



技术实现要素:

实施例提供了一种基本无镉的环境友好型量子点,其可以表现出改善的光致发光性质和增强的稳定性(例如,热稳定性)。

实施例提供了一种制造上述量子点的方法。

实施例提供了一种包括上述量子点的组合物。

实施例提供了一种包括上述量子点的量子点-聚合物复合物。

实施例提供了一种包括上述量子点的电子装置。

实施例提供了一种层状结构和一种包括该层状结构的电子装置,层状结构在至少一层中包括上述量子点-聚合物复合物。

在实施例中,量子点包括:半导体纳米晶体核,包括铟(in)和磷(p);以及半导体纳米晶体壳,设置在半导体纳米晶体核上,半导体纳米晶体壳包括锌、硒和硫,

其中,量子点在绿光波长区域中具有最大光致发光峰,在量子点的紫外-可见(uv-vis)吸收光谱中,比率a450/afirst(即,450纳米(nm)处的吸收值相对于第一吸收峰的吸收值)大于或等于大约0.7,并且由下面的等式定义的谷深(vd)大于或等于大约0.4:

1-(absvalley/absfirst)=vd

其中,absfirst是第一吸收峰的吸收值,absvalley是与第一吸收峰相邻的谷的最低点处的吸收值,并且

其中,量子点不包括镉。

半导体纳米晶体核还可以包括锌。

在量子点中,硫相对于硒的摩尔比(s/se)可以小于或等于大约2.5:1。

在量子点中,硫相对于硒的摩尔比(s/se)可以小于或等于大约1:1。

在量子点中,硫相对于硒的摩尔比(s/se)可以小于或等于大约0.8:1。

在量子点中,锌相对于铟的摩尔比(zn/in)可以大于或等于大约10:1。

在量子点中,锌相对于铟的摩尔比(zn/in)可以小于或等于大约50:1、小于或等于大约49:1、小于或等于大约48:1、小于或等于大约47:1或者小于或等于大约46:1。

在量子点中,锌相对于铟的摩尔比大于或等于大约26:1且小于或等于大约45:1。

在量子点中,硒和硫的总和相对于铟的摩尔比(s+se)/in可以大于或等于大约10:1。

在量子点中,硒和硫的总和相对于铟的摩尔比(s+se)/in可以小于或等于大约40:1。

半导体纳米晶体壳可以包括包含锌和硒的第一壳层以及设置在第一壳层上并包含锌和硫的第二壳层。第一壳层可以位于半导体纳米晶体核与第二壳层之间。

第一壳层可以直接设置在半导体纳米晶体核上。第一壳层可以不包括硫。

第二壳层可以不包括硒。

第二壳层可以是量子点(或半导体纳米晶体壳)的最外层。

绿光波长区域可以大于或等于大约500nm。

绿光波长区域可以小于或等于大约560nm。

最大光致发光峰的波长可以大于或等于大约525nm且小于或等于大约540nm。第一吸收峰可以在大于大约450nm且小于或等于大约最大光致发光峰的波长的波长范围内。

第一吸收峰可以在大于或等于大约455nm的波长范围内。

与第一吸收峰相邻的谷可以存在于大于或等于大约420nm、大于或等于大约425nm、大于或等于大约430nm、大于或等于大约440nm、大于或等于大约450nm或者大于或等于大约460nm的波长范围内。

谷(或谷的最低点)可以存在于小于或等于大约第一吸收峰的波长的范围内。

与第一吸收峰相邻的谷可以存在于小于或等于大约490nm、小于或等于大约485nm、小于或等于大约480nm、小于或等于大约475nm或者小于或等于大约470nm的波长范围内。

与第一吸收峰相邻的谷存在于大于或等于大约420纳米且小于或等于大约490纳米的范围内。

在量子点的紫外-可见(uv-vis)吸收光谱中,450nm处的吸收值相对于第一吸收峰处的吸收值的比率可以大于或等于大约0.75。

谷深(vd)可以大于或等于大约0.5。

谷深(vd)可以大于或等于大约0.52。

量子点可以构成具有大于或等于大约4nm且小于或等于大约8nm的平均尺寸和小于或等于平均尺寸的大约30%的标准偏差的量子点群体(即,以多个量子点存在)。

量子点可以具有具备小于或等于大约50nm(例如,小于或等于大约45nm或者小于或等于大约40nm)的半峰全宽的最大光致发光峰。

量子点的量子效率(量子产率)可以大于或等于大约80%或者大于或等于大约84%。

在实施例中,组合物包括上述(例如,多个)量子点、分散剂和有机溶剂。分散剂可以包括含羧酸基的粘合剂聚合物。组合物还可以包括包含碳-碳双键的可(光)聚合单体和可选的(热或光)聚合引发剂。

在实施例中,量子点-聚合物复合物包括聚合物基质和分散在聚合物基质中的上述(例如,多个)量子点。

聚合物基质可以包括线性聚合物、交联聚合物或它们的组合。

聚合物基质可以包括含羧酸基的粘合剂聚合物。

含羧酸基的粘合剂聚合物可以包括:单体混合物的共聚物,单体混合物包括第一单体、第二单体和可选的第三单体,第一单体包含羧酸基和碳-碳双键,第二单体包含碳-碳双键和疏水部分且不包含羧酸基,可选的第三单体包含碳-碳双键和亲水部分且不包含羧酸基;含多个芳香环的聚合物,包括其中两个芳香环结合到季碳原子的骨架结构,季碳原子是骨架结构的主链中的另一环部分的构成原子,含多个芳香环的聚合物包括羧酸基(-cooh);或者共聚物和含多个芳香环的聚合物的组合。

聚合物基质可以包括交联聚合物、具有羧酸基的线性聚合物或它们的组合。

聚合物基质可以包括交联聚合物,并且交联聚合物包括具有至少两个碳-碳双键的单体的聚合产物、所述单体与包含至少两个硫醇基的多硫醇化合物的聚合产物或它们的组合。聚合物基质可以包括分散在聚合物基质中的金属氧化物细颗粒。

聚合物基质还可以包括单体组合与单硫醇化合物或多硫醇化合物的聚合产物、金属氧化物细颗粒或它们的组合,单体组合包括碳-碳双键,单硫醇化合物或多硫醇化合物(例如,在硫醇化合物的末端处)包括至少一个(或至少两个)硫醇基。

量子点-聚合物复合物可以呈图案化膜的形式。

在实施例中,显示装置包括光源和发光元件,其中,发光元件包括前述量子点-聚合物复合物,且光源向发光元件提供入射光。

基于bt2020,显示装置可以表现出大于或等于大约80%的颜色再现性。入射光可以具有大约440纳米至大约460纳米的发光峰值波长。

在实施例中,发光元件可以包括包含量子点-聚合物复合物的片。

在实施例中,发光元件可以包括堆叠结构,该堆叠结构包括基底和设置在基底上的发光层,其中,发光层包括包含量子点-聚合物复合物的图案。

量子点-聚合物复合物图案可以包括被构造为发射预定波长的光的至少一个重复部分。

量子点-聚合物复合物图案可以包括被构造为发射第一光的第一部分。

量子点-聚合物复合物图案还可以包括第二部分,第二部分被构造为发射具有与第一光的中心波长不同的中心波长的第二光。

量子点-聚合物复合物在大约180℃的温度下被热处理30分钟之后可以包括大于或等于大约29%的蓝光转换率。实施例的量子点可以表现出改善的发光性质以及增强的(工艺)稳定性。包括上述量子点的组合物可以提供改善的可加工性。量子点可以在各种显示装置和生物标记(例如,生物传感器、生物成像等)、光检测器、太阳能电池、杂化复合物等中发现用途。

实施例的量子点可以呈现出增强的蓝光吸收,这可以在基于量子点的光致发光滤色器中发现它们潜在的用途。光致发光滤色器可以用于包括各种蓝色光源(例如,蓝色发光oled、发射蓝光的微led)的显示装置和包括蓝色光源的液晶显示装置中。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述,这些和/或其它方面将变得明显且更容易理解,在附图中:

图1是示出根据实施例的量子点的紫外-可见吸收光谱的谷深与吸收强度的比率的视图;

图2是根据实施例的显示装置的分解图;

图3a是根据实施例的显示装置的剖视图;

图3b是根据实施例的显示装置的剖视图;

图4是根据实施例的显示装置的剖视图;以及

图5示出了使用根据实施例的组合物制造量子点-聚合物复合物图案的工艺。

具体实施方式

参照下面的示例实施例以及附图,本公开的优点和特性及其实现方法将变得明显。然而,实施例不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的,并且将向本领域技术人员充分地传达发明的范围。同样的附图标记始终表示同样的元件。

如果不另外定义,则说明书中的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以被定义为本领域技术人员通常所理解的。还将理解的是,术语(诸如通用字典中定义的术语)应被解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义,而将不以理想的或过于形式的含义进行解释,除非在此明确的如此定义。

在此使用的术语仅是出于描述具体实施例的目的,而不是进行限制。如在此使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一”、“一个(种/者)”和“所述(该)”意图包括包含“至少一个(种/者)”的复数形式。“至少一个(种/者)”不被解释为限定“一”或“一个(种/者)”。“或”表示“和/或”。如在此使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和全部组合。

还将理解的是,术语“包括”、“包含”和/或其变型用在本说明书中时,说明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

将理解的是,当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时,该元件可以直接在所述另一元件上,或者也可以存在中间元件。相反地,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。

考虑到所讨论的测量和与特定量的测量有关的误差(即,测量系统的局限性),如在此使用的“大约(约)”或“近似(几乎)”包括所述的值,并表示在如由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受偏差范围内。例如,“大约(约)”可以表示在一个或更多个标准偏差内,或者在所陈述的值的±10%或±5%内。

如在此使用的,“不包括镉(或其它重金属)”或“基本不含镉(或其它重金属)”的表述包括其中镉(或其它重金属)的浓度可以小于或等于大约100ppm、小于或等于大约50ppm、小于或等于大约10ppm或者几乎为零的情况。在实施例中,基本不存在镉(或其它重金属)的量,或者如果存在的话,镉(或其它重金属)的量小于或等于检测限度或作为给定分析工具(例如,电感耦合等离子体原子发射光谱法)的杂质水平。

将理解的是,虽然在此可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离这里的教导的情况下,下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。

在此参照作为理想化实施例的示意图的剖视图来描述示例性实施例。如此,将预期出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此,在此描述的实施例不应被解释为局限于如在此示出的区域的具体形状,而是将包括例如由制造导致的形状的偏差。例如,示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性的特征。此外,示出的锐角可以是圆形的。因此,附图中示出的区域在本质上是示意性的,并且它们的形状不意图示出区域的精确形状且不意图限制本权利要求书的范围。

如在此使用的,除非另外提供定义,否则术语“取代的”指其中其至少一个氢原子被取代基取代的化合物或基团(或部分)。取代基可以包括c1至c30烷基、c2至c30烯基、c2至c30炔基、c6至c30芳基、c7至c30烷基芳基、c1至c30烷氧基、c1至c30杂烷基、c3至c40杂芳基、c3至c30杂烷基芳基、c3至c30环烷基、c3至c15环烯基、c6至c30环炔基、c2至c30杂环烷基、卤素(-f、-cl、-br或-i)、羟基(-oh)、硝基(-no2)、氰基(-cn)、氨基或胺基(-nrr',其中,r和r'相同或不同,且独立地为氢或c1至c6烷基)、叠氮基(-n3)、脒基(-c(=nh)nh2)、肼基(-nhnh2)、腙基(=n(nh2))、醛基(-c(=o)h)、氨甲酰基(-c(o)nh2)、硫醇基(-sh)、酯基(-c(=o)or,其中,r为c1至c6烷基或c6至c12芳基)、羧酸基(-cooh)或其盐(-c(=o)om,其中,m为有机阳离子或无机阳离子)、磺酸基(-so3h)或其盐(-so3m,其中,m为有机阳离子或无机阳离子)、磷酸基(-po3h2)或其盐(-po3mh或-po3m2,其中,m为有机阳离子或无机阳离子)或者它们的组合。

如在此使用的,除非另外提供定义,否则术语“杂”指包括至少一个(种)(例如,一个(种)至三个(种))杂原子的化合物或基团,其中,杂原子均独立地为n、o、s、si、p或它们的组合。

如在此使用的,除非另外提供定义,否则术语“亚烷基”指化合价至少为二的直链(或支链)的饱和脂肪烃基。亚烷基可以可选地(任选地,optionally)取代有一个或更多个取代基。

如在此使用的,除非另外提供定义,否则术语“亚芳基”指化合价至少为二并且通过从芳香烃的一个或更多个环去除至少两个氢原子而形成的官能团,其中,可以从同一环或不同的环(优选不同的环)去除氢原子,每个环可以是芳香的或非芳香的。亚芳基可以可选地取代有一个或更多个取代基。

如在此使用的,除非另外提供定义,否则术语“(甲基)丙烯酸酯”指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯或它们的组合。(甲基)丙烯酸酯可以包括丙烯酸(c1至c10烷基)酯、甲基丙烯酸(c1至c10烷基)酯或它们的组合。

如在此使用的,光转换效率指发射的光的量相对于量子点-聚合物复合物吸收的光的量的比率,其中,吸收的光占投射到量子点-聚合物复合物上的入射光(例如,蓝光)的一部分。入射光的总光量(b)可以通过对入射光的光致发光(pl)光谱进行积分获得。测量量子点-聚合物复合物膜的pl光谱以获得从量子点-聚合物复合物膜发射的处于绿光(或红光)波长区域内的光的量(a)和穿过量子点-聚合物复合物膜的入射光的量(b'),并且通过下面的等式获得光转换效率:

a/(b-b')×100%=光转换效率(%)

(b-b')/b×100%=膜的蓝色(蓝光)吸收率(%)。

如在此使用的,除非另外提供定义,否则术语“分散体”指其中分散相为固体且连续相包括液体的体系。例如,术语“分散体”可以指胶体分散体,其中,分散相包括具有至少大约1nm(例如,至少大约2nm、至少大约3nm或至少大约4nm)且小于或等于大约几微米(μm)(例如,2μm或更小或者1μm或更小)的尺寸的颗粒。

在说明书中,iii族、ii族等中的术语“族”指元素周期表的族。

如在此使用的,“i族”指ia族和ib族,并且可以包括li、na、k、rb和cs,但不限于此。

如在此使用的,“ii族”指iia族和iib族,ii族金属的示例可以包括cd、zn、hg和mg,但不限于此。

如在此使用的,“iii族”指iiia族和iiib族,iii族金属的示例可以包括al、in、ga和tl,但不限于此。

如在此使用的,“iv族”指iva族和ivb族,iv族金属的示例可以包括si、ge和sn,但不限于此。如在此所使用的,术语“金属”可以包括诸如si的半金属。

如在此使用的,“v族”指va族,并且可以包括氮、磷、砷、锑和铋,但不限于此。

如在此使用的,“vi族”指via族,并且可以包括硫、硒和碲,但不限于此。

如在此使用的,术语“第一吸收峰值波长”指量子点的uv-vis吸收光谱的最长波长区域中(例如,首次出现)的主激子峰(即,uv-vis吸收光谱中的最低能量区域处(例如,出现)的主激子峰)的波长。

半导体纳米晶体颗粒(也称为量子点)是纳米尺寸的结晶性材料。半导体纳米晶体颗粒由于半导体纳米晶体颗粒的相对小的尺寸而可以具有大的每单位体积的表面积,并且由于量子限制效应而可以表现出与具有相同组成的体材料的特性不同的特性。量子点可以吸收来自激发源的光而被激发,并且可以发射对应于量子点的能带隙的能量。

由于量子点的独特光致发光特性,量子点在各种装置(例如,电子装置)中具有潜在的适用性。

为了在光致发光滤色器中使用,量子点可能必须具有增强的光学性质(例如,发光率或吸收率)和稳定性,使得量子点即使在暴露于图案化工艺所需的温度和化学条件之后也能够维持其发光性质。

具有适用于实际电子装置的性质的量子点可能包括镉,并且在本领域中通常被称为镉基量子点。然而,镉通常涉及严重的环境/健康影响或关注,并因此对于许多商业应用(例如,消费者应用或产品)是一种受限制的元素。作为一种量子点,不包括镉(例如,基本无镉)的基于iii-v族的纳米晶体(下文中,称为无镉量子点)已经进行了广泛的研究。然而,与镉基量子点相比,许多无镉量子点具有技术缺陷或局限。如在稳定性(例如热稳定性)方面所指出的,当无镉量子点经历用于制造电子装置的各种制造工艺时,无镉量子点可以表现出发光或其它光学性质的急剧降低。

量子点在电子装置(例如,电子显示装置)的应用中通常使用(例如,具有大约450nm的波长的)蓝光作为激发能量源。与通常具有高水平的蓝光吸收的镉基量子点相反,大多数目前已知的无镉量子点(例如,发射绿光的量子点)具有可能不足以进行激发的(例如,具有大约450nm的波长的)蓝光吸收值(例如,吸收强度或吸收率),而这可能导致显示装置的亮度降低。

在无镉量子点中,已经证明核-壳结构的引入增强或改善发光性质和热稳定性。例如,基于inp的核可以利用增加厚度的znse/zns壳进行钝化,然后将其应用于量子点-聚合物复合物图案中。虽然为了实现适当水平的稳定性和发光性质可能期望增大(例如,znse/zns)壳的厚度,但是壳的厚度增大也将引起每个量子点的重量(或相对重量)增加。然后,每个量子点的重量的增加将导致例如显示装置的发射层中的每给定重量的量子点-聚合物复合物的量子点的数量密度减少,因而将导致量子点-聚合物复合物的激发光吸收的降低。

如果量子点用于诸如滤色器的图案化量子点-聚合物复合物膜中时,激发光吸收的降低可能是显示装置中蓝光泄漏的直接原因,这可能对色域(例如,dci标准下的覆盖率)产生不利的影响,并且导致发光效率的降低。

基于量子点的显示装置可以表现出改善的色纯度、亮度等。例如,液晶显示器(下文中,称为lcd)通过以下方式来实现颜色:将光在穿过液晶之后使其偏振穿过吸收型滤色器。结果,由于吸收型滤色器,lcd具有窄视角和低透光率的问题。另一方面,量子点可以发射具有大约100%的理论量子效率(qy)和高色纯度(例如,小于或等于大约40nm的半峰全宽(fwhm))的光,从而实现增大的发光效率和改善的颜色再现性。因此,可以利用包括在此描述的量子点的光致发光型滤色器代替吸收型滤色器,以实现较宽的视角和改善的亮度。

量子点可以分散在主体基质(例如,包括聚合物和/或无机材料)中以形成量子点-聚合物复合物(在下文中,也可以简称为“复合物”),然后将其应用于电子装置(例如,显示装置)的制造。在具有高亮度、宽视角和高颜色再现性的显示装置中实现量子点-聚合物复合物或包括量子点-聚合物复合物的滤色器具有商业重要性,因此具有技术意义。然而,由于各种工艺相关的原因,可包括在用于这样的应用的复合物中的量子点的重量可能受到限制。因此,将期望开发可以表现出增强的蓝光吸收率以及改善的亮度和热稳定性的量子点。

实施例的量子点即使不存在镉(例如,即使在基本无镉的量子点的情况下)仍可以显示增强的发光(或光学)性质和稳定性(例如,工艺稳定性或热稳定性)。如在此所使用的,术语“量子点”可以指单个颗粒或多个颗粒。

在实施例中,量子点不包括镉。在实施例中,量子点基本无镉。量子点在绿光波长区域内具有最大光致发光峰。绿光波长区域可以大于或等于大约500nm、大于或等于大约510nm、大于或等于大约520nm、大于或等于大约525nm、大于或等于大约530nm或者大于或等于大约535nm并且小于或等于大约560nm、小于或等于大约550nm、小于或等于大约545nm、小于或等于大约540nm或者小于或等于大约539nm。在实施例中,最大光致发光峰可以存在于前述范围中的任一范围中,例如,存在于大于或等于大约530nm且小于或等于大约540nm的范围中。

量子点包括包含铟(in)和磷(p)的半导体纳米晶体核以及设置在半导体纳米晶体核上并包含锌、硒和硫的半导体纳米晶体壳。

在实施例中,量子点可以具有核-多壳结构。在实施例中,量子点可以包括:核,包括磷化铟(例如,inp或inznp);第一壳层,设置在(或直接在)核上并且包括zn和se(例如,znse);以及第二壳层,设置在(或直接在)第一壳层上,具有与第一壳层的组成不同的组成,并且包括zn和s(例如,zns)。在实施例中,量子点在其表面上不包括烷烃单硫醇化合物。

在实施例中,半导体纳米晶体核可以包括inp或inznp。术语“inznp”可以包括磷化铟和磷化锌的合金以及其中锌例如以掺杂或涂覆形式包括在磷化铟中的材料。

核的尺寸可以大于或等于大约1nm、大于或等于大约1.5nm或者大于或等于大约2nm。在实施例中,核的尺寸可以小于或等于大约4nm、小于或等于大约3nm或者小于或等于大约2.7nm(例如,小于或等于大约2.5nm)。

如在此所使用的,用语“尺寸”可以是单个实体的尺寸或多个实体的平均尺寸。

本发明人已经发现,在具有基于inp的核以及包括zn、se和s的壳的量子点的情况下,例如,由于在壳钝化步骤之前和/或期间的氧化现象或者核材料与壳材料的晶格之间的差异,可能难以实现改善质量的壳涂层或者避免不均匀的壳涂层。因为激子主要在核中产生,所以inp核的表面氧化的增加也可能导致发光效率的显著降低。此外,由于不均匀的壳涂层不能充分地使量子点的核与表面分离,因此量子点表面上的缺陷可能导致量子效率降低。根据本发明人的研究,这可能是在滤色器工艺步骤(例如,高温处理步骤)之后量子效率降低的原因。

虽然壳厚度的增加可以部分地解决壳层的不均匀性问题或者可以使壳层的不均匀性问题最小化,但是无镉核-壳量子点的厚壳可能导致量子点重量的显著增加,这进而导致在量子点-聚合物复合物中对于每给定重量的复合物而言量子点的数量密度降低。具体地,在基于量子点的滤色器中,期望使对于每给定重量的复合物而言量子点的数量密度最大化。因此,在基于无镉量子点的滤色器中,应用厚壳量子点的策略可能不是最佳方案。

因此,期望开发这样的无镉量子点:具有相对薄的壳以增大对于每给定重量的复合物而言量子点的数量密度,并同时将发光效率和/或稳定性保持或改善为期望水平。

发明人已经惊奇地证明,uv-vis吸收光谱的形状(例如,第一吸收峰、与其相邻的谷)以及450nm处的吸收强度与第一吸收峰处的吸收强度之间的比率可以与核的氧化程度和半导体纳米晶体核的均匀涂层质量有某种关系。

如图1中所表示,在实施例的量子点的紫外-可见(uv-vis)吸收光谱中,450nm处的吸收强度(c)(a450)与第一吸收峰(1)处的吸收值(a)(afirst)的比率(即,a450/afirst或c/a)大于或等于大约0.7,并且由下面的等式定义的谷深(vd)大于或等于大约0.4,例如,大于或等于大约0.41、大于或等于大约0.42、大于或等于大约0.45或者大于或等于大约0.5:

1-(absvalley/absfirst)=vd

其中,absfirst是第一吸收峰(1)处的吸收值或吸光度(a),absvalley是与第一吸收峰(1)相邻的谷的最低点处的吸收值或吸光度(b)。

吸收值可以使用市售的分光光度计(例如,安捷伦科技(agilenttechnology)或shimazdzu制造的cary系分光光度计)通过吸收光谱(即,uv-vis吸收光谱法)确定。

如在此使用的,uv-vis吸收光谱的谷指光谱中随着波长增加,uv-vis吸收光谱曲线的切线的斜率从负值变为正值的部分(2)。谷部可以存在于第一吸收峰(1)(见图1)附近(与第一吸收峰(1)邻近)。

uv-vis吸收光谱法涉及可见光和相邻(近紫外和近红外)范围内的光的测量。uv-vis吸收光谱法基于吸光度或吸收值。在光谱学中,吸收值或吸光度a可以定义为:

aλ=log10(i0/i)

其中,i是穿过样品的指定波长λ处的光强度(透射光强度),i0是进入样品之前的光(或入射光)的强度。吸光度或吸收值没有实际单位。

对于具有基于inp的核以及包括zn、se和s的壳(例如,znse/zns壳)的绿光发射量子点,本发明人已经使用了有效质量近似法,并且获得了inp/znse/znsqd中的吸收光谱、有助于第一吸收峰和第二吸收峰中的每个的能级以及量子点结构中对应于每一能级的波函数分布。结果,本发明人已经发现,对应于第二吸收峰的波长处的强度是450nm处的吸收强度,这对于在量子点滤色器中使用是重要的,并且对应的波函数不仅涉及inp核,而且涉及两层壳结构中的znse壳的大部分和zns壳的一部分。不希望受任何理论束缚,这样的结果表明在uv-vis吸收光谱中,第二吸收峰可以指示znse壳层和zns壳层的特性。对壳形成期间的吸收光谱进行进一步分析,可以使用高斯函数拟合在数学上分离吸收光谱中的第一吸收峰和第二吸收峰。因此,本发明人已经发现,通过添加第二壳层zns,第二吸收峰可能会随着强度增加而蓝移。

不希望受任何理论的束缚,光谱结果还可以表明上述两个壳层的形成可能导致壳层(例如znse和zns)之间在与第二吸收峰相关的能级处的杂化和能级的增加。在具有inp核以及包括zn、se和s的壳的无镉量子点的情况下,存在于uv-vis吸收光谱中的谷深(vd)可以表现壳组分之间的杂化程度。换言之,通过光谱数据,uv-vis吸收光谱中增大的谷深可以表明壳组分(例如,znse和zns)被更均匀涂覆,并且它们之间的结合面积也增大。因此,实施例的量子点可以具有上述vd值,从而表现出提高的量子效率和增强的工艺稳定性。

然而,根据本发明人的附加研究,增大的vd值不会排他地且完全地与所有前述技术结果相关。如果在壳组分(例如,两个壳层)之中znse组分的贡献不足,则zns组分的贡献变得相对较大,这也可能引起vd值增大。在这种情况下,即使具有大的vd值,核与最终表面之间的物理距离对于量子点而言仍是不足的,因此其对应的表面状态会对核具有不利影响,并且涉及量子点的发光性质的工艺稳定性会急剧降低。

在实施例的量子点中,znse壳层(例如,以预定厚度或更大厚度)充分存在(这可以通过450nm处的吸收值(或强度)相对于第一吸收峰处的第一吸收值(或强度)来确认),因此量子点可以具有450nm处的吸收值相对于第一吸收峰处的吸收值的上述比率。

实施例的量子点可以具有上述(组成)结构和上述vd值以及450nm处的吸收(值或强度)与第一吸收峰处的吸收(值或强度)的上述比率。因此,量子点可以表现出改善的光学性质(例如,提高的发光效率和提高的激发吸收率)。量子点还可以表现出相对增强的壳的涂层质量,这又可以使壳的电子屏蔽功能最大化。实施例的量子点可以用于形成量子点-聚合物复合物图案。

在实施例的量子点中,壳层的增强的涂层质量可以使得量子点具有相对减小的重量以及改善的稳定性(热稳定性)和增强的光学性质成为可能,因此在量子点-聚合物复合物中对于给定重量的量子点而言可包括的量子点的数量密度也将增加。因此,实施例的量子点可以被用于光致发光滤色器中。

在量子点的uv-vis吸收光谱中,比率a450/afirst(即,450nm处的吸收值与第一吸收峰处的吸收值的比率)可以大于或等于大约0.71、大于或等于大约0.72、大于或等于大约0.73、大于或等于大约0.74、大于或等于大约0.75、大于或等于大约0.76、大于或等于大约0.77或者大于或等于大约0.78。谷深可以大于或等于大约0.41、大于或等于大约0.45、大于或等于大约0.5、大于或等于大约0.52或者大于或等于大约0.53。

在实施例的量子点中,硫相对于硒的摩尔比(s/se)可以小于或等于大约2.5:1。在实施例的量子点(例如,发射绿光或红光的qd)中,硫相对于硒的摩尔比可以小于或等于大约2.4:1、小于或等于大约2.3:1、小于或等于大约2.2:1、小于或等于大约2.1:1、小于或等于大约2.0:1、小于或等于大约1.9:1、小于或等于大约1.8:1、小于或等于大约1.7:1、小于或等于大约1.6:1、小于或等于大约1.5:1、小于或等于大约1.4:1、小于或等于大约1.3:1、小于或等于大约1.2:1、小于或等于大约1.1:1、小于或等于大约1:1、小于或等于大约0.9:1或者小于或等于大约0.8:1、小于或等于大约0.7:1、小于或等于大约0.65:1或者小于或等于大约0.6:1。在实施例的量子点中,硫相对于硒的摩尔比可以大于或等于大约0.05:1、大于或等于大约0.07:1、大于或等于大约0.1:1、大于或等于大约0.2:1、大于或等于大约0.3:1、大于或等于大约0.4:1或者大于或等于大约0.5:1。

在量子点的实施例中,锌相对于铟的摩尔比可以大于或等于大约10:1、大于或等于大约15:1、大于或等于大约20:1、大于或等于大约25:1、大于或等于大约30:1或者大于或等于大约35:1。

在量子点的实施例中,锌相对于铟的摩尔比可以小于或等于大约50:1、小于或等于大约49:1、小于或等于大约48:1、小于或等于大约47:1、小于或等于大约46:1、小于或等于大约45:1、小于或等于大约44:1、小于或等于大约43:1、小于或等于大约42:1、小于或等于大约41:1、小于或等于大约40:1、小于或等于大约39:1、小于或等于大约38:1或者小于或等于大约35:1。

在量子点的实施例中,硫和硒的总和相对于铟的摩尔比(se+s)/in可以大于或等于大约10:1、大于或等于大约15:1、大于或等于大约19:1、大于或等于大约20:1、大于或等于大约21:1、大于或等于大约22:1、大于或等于大约23:1、大于或等于大约24:1、大于或等于大约25:1、大于或等于大约26:1、大于或等于大约27:1、大于或等于大约28:1、大于或等于大约29:1或者大于或等于大约30:1。在量子点的实施例中,硫和硒的总和相对于铟的摩尔比(se+s)/in)可以小于或等于大约40:1、小于或等于大约39:1、小于或等于大约38:1、小于或等于大约37:1、小于或等于大约36:1、小于或等于大约35:1、小于或等于大约34:1、小于或等于大约33:1或者小于或等于大约32:1。

半导体纳米晶体壳可以包括包含锌和硒的第一壳层以及设置在第一壳层上并且包含锌和硫的第二壳层。第一壳层可以直接设置在核上。第一壳层可以包括znse、znses或它们的组合。第一壳层可以不包括硫。

在实施例中,第一壳层的厚度可以大于或等于大约3个单分子层(monolayer,ml),例如,大于或等于大约3.5ml、大于或等于大约3.6ml、大于或等于大约3.7ml、大于或等于大约3.8ml、大于或等于大约3.9ml或者大于或等于大约4ml。在实施例中,第一壳层的厚度可以小于或等于大约7ml,例如,小于或等于大约6ml或者小于或等于大约5ml。

在实施例中,第一壳层的厚度可以大于或等于大约0.9nm、大于或等于大约1nm、大于或等于大约1.1nm、大于或等于大约1.2nm、大于或等于大约1.3nm、大于或等于大约1.4nm、大于或等于大约1.5nm或者大于或等于大约1.6nm并且小于或等于大约2.5nm、小于或等于大约2nm、小于或等于大约1.9nm、小于或等于大约1.8nm、小于或等于大约1.75nm、小于或等于大约1.7nm、小于或等于大约1.4nm、小于或等于大约1.3nm或者小于或等于大约1.25nm。

第二壳层可以包括zns。第二壳层可以不包括硒。第二壳层可以直接设置在第一壳层上。第二壳层可以是量子点的最外层。

在实施例中,第二壳层的厚度可以小于或等于大约0.7nm,例如,小于大约0.7nm、小于或等于大约0.65nm、小于或等于大约0.64nm、小于或等于大约0.63nm、小于或等于大约0.62nm、小于或等于大约0.61nm、小于或等于大约0.6nm、小于或等于大约0.59nm、小于或等于大约0.58nm、小于或等于大约0.57nm、小于或等于大约0.56nm、小于或等于大约0.55nm、小于或等于大约0.54nm或者小于或等于大约0.53nm。

在实施例中,第二壳层的厚度可以大于或等于大约0.15nm、大于或等于大约0.16nm、大于或等于大约0.17nm、大于或等于大约0.18nm、大于或等于大约0.19nm、大于或等于大约0.2nm、大于或等于大约0.21nm、大于或等于大约0.22nm、大于或等于大约0.23nm、大于或等于大约0.24nm、大于或等于大约0.25nm、大于或等于大约0.26nm或者大于或等于大约0.27nm。

在量子点的uv-vis吸收光谱中,第一吸收峰可以存在于大于大约450nm且小于最大的光致发光峰值波长的波长范围内。第一吸收峰值波长可以大于或等于大约455nm,例如,大于或等于大约460nm、大于或等于大约465nm、大于或等于大约470nm、大于或等于大约475nm、大于或等于大约480nm、大于或等于大约485nm或者大于或等于大约490nm。第一吸收峰值波长可以小于或等于大约520nm、小于或等于大约515nm或者小于或等于大约510nm。

与第一吸收峰相邻的谷或其最低点可以存在于大于或等于大约420nm(例如,大于或等于大约425nm、大于或等于大约430nm、大于或等于大约435nm、大于或等于大约440nm、大于或等于大约445nm、大于或等于大约450nm、大于或等于大约455nm或者大于或等于大约460nm)的波长范围内。与第一吸收峰相邻的谷或其最低点可以存在于小于或等于大约490nm(例如,小于或等于大约485nm、小于或等于大约480nm、小于或等于大约475nm或者小于或等于大约470nm)的波长范围内。

在实施例中,量子点的尺寸(或平均尺寸)可以大于或等于大约1nm、大于或等于大约2nm、大于或等于大约3nm、大于或等于大约4nm或者大于或等于大约5nm。在实施例中,量子点的尺寸(或平均尺寸)可以小于或等于大约30nm,例如,小于或等于大约25nm、小于或等于大约24nm、小于或等于大约23nm、小于或等于大约22nm、小于或等于大约21nm、小于或等于大约20nm、小于或等于大约19nm、小于或等于大约18nm、小于或等于大约17nm、小于或等于大约16nm、小于或等于大约15nm、小于或等于大约14nm、小于或等于大约13nm、小于或等于大约12nm、小于或等于大约11nm、小于或等于大约10nm、小于或等于大约9nm、小于或等于大约8nm或者小于或等于大约7nm。

量子点的尺寸可以是颗粒的直径。在非球形形状的颗粒的情况下,量子点的尺寸可以通过将颗粒的电子显微图像的(例如,二维)面积转换成圆(例如,等效圆面积)来计算。

在实施例中,可以根据量子点的期望发光波长适当地选择核的尺寸(或平均尺寸)。例如,核的尺寸(或平均尺寸)可以大于或等于大约1nm、大于或等于大约1.5nm或者大于或等于大约2nm。核的尺寸(或平均尺寸)可以小于或等于大约5nm、小于或等于大约4nm、小于或等于大约3nm、小于或等于大约2.5nm或者小于或等于大约2nm。

在实施例中,壳的厚度可以大于或等于大约0.5nm、大于或等于大约0.6nm、大于或等于大约0.7nm、大于或等于大约0.8nm或者大于或等于大约0.9nm。在实施例中,壳的厚度可以小于或等于大约3nm、小于或等于大约2.5nm、小于或等于大约2nm、小于或等于大约1.9nm、小于或等于大约1.5nm、小于或等于大约1.2nm、小于或等于大约1nm或者小于或等于大约0.9nm。

量子点可以构成表现出改善的尺寸分布的量子点群体。在实施例中,量子点群体(或多个量子点)可以具有小于或等于大约30%、小于或等于大约20%、小于或等于大约15%、小于或等于大约14%、小于或等于大约13%、小于或等于大约12%、小于或等于大约11%或者小于或等于大约10%的尺寸分布(标准偏差)。

量子点的形状不受特别限制,而是可以为例如球形、多面体、棱锥、多脚体或立方体形状的纳米管、纳米线、纳米纤维、纳米片或它们的组合,但不限于此。

量子点可以具有大于或等于大约70%(例如,大于或等于大约72%、大于或等于大约75%、大于或等于大约80%、大于或等于大约85%、大于或等于大约86%、大于或等于大约87%、大于或等于大约88%、大于或等于大约89%或者大于或等于大约90%)的量子效率。量子点可以表现出具有小于或等于大约50nm或者小于或等于大约45nm的半峰全宽的最大光致发光峰。

在实施例中,“量子产率(或量子效率)”是发射的光子与例如被纳米结构或纳米结构群吸收的光子的比率。在实施例中,可以通过任何方法来确定量子效率。例如,可以有两种测量荧光量子产率或效率的方法:绝对方法和相对方法。绝对方法通过使用积分球检测所有样品荧光强度而直接获得量子产率。相对方法将标准样品的荧光强度与未知样品的荧光强度进行比较,以计算未知样品的量子产率。通过使用可商购的设备可以容易地确定qy。

量子点可以在量子点的表面上包括有机配体、有机溶剂或它们的组合,这将在下面描述。有机配体、有机溶剂或它们的组合可以结合到量子点的表面。

在实施例中,量子点可以通过包括以下步骤的方法进行制备:获得半导体纳米晶体核;以及形成半导体纳米晶体壳,其中,控制壳形成的反应条件(温度/时间/前驱体的量),使得所得量子点可以满足前述组成同时表现出具有前述特征的uv-vis光谱。

在实施例中,该方法可以包括以下步骤:

获得包括含锌前驱体(下文中,称为锌前驱体)、有机配体和有机溶剂的第一混合物;

可选地加热第一混合物;

将包括铟和磷的半导体纳米晶体核以及含硒前驱体注入到(可选地加热的)第一混合物中以获得第二混合物;

在第一反应温度下加热第二混合物并保持第一反应温度至少大约40分钟(例如至少大约50分钟、至少大约60分钟、至少大约70分钟或至少大约80分钟),以获得第三混合物,第三混合物包括这样的颗粒:包括形成在半导体纳米晶体核上的包含锌和硒的第一壳层;以及

在第一反应温度下将含硫前驱体(例如,包括含硫前驱体的储备液)注入到第三混合物中,以在第一壳层上形成第二壳层。

在该方法中,分别且彼此或独立地控制第二混合物中含硒前驱体相对于核的量和第三混合物中含硫前驱体相对于核的量(并且可选地控制每一步骤中的反应持续时间),以使所得量子点实现前述壳组成并表现出前述uv-vis吸收光谱。

量子点、半导体纳米晶体核、半导体纳米晶体壳(例如,第一壳层和第二壳层)的细节与上面阐述的相同。

锌前驱体没有特别限制。在实施例中,锌前驱体可以包括zn金属粉末、烷基化的zn化合物(例如,二甲基锌、二乙基锌或它们的组合)、醇锌、羧酸锌(例如,乙酸锌)、碳酸锌、硝酸锌、高氯酸锌、硫酸锌、乙酰丙酮锌、卤化锌(例如,氯化锌、溴化锌、碘化锌、氟化锌或它们的组合)、氰化锌、氢氧化锌、氧化锌、过氧化锌或它们的组合。

锌前驱体的示例可以包括但不限于二甲基锌、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。含锌前驱体可以单独使用,或者可以以两种或更多种上述前驱体化合物的组合使用。

有机配体可以包括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,并且独立地为取代或未取代的c1至c40(或c3至c24)脂肪族烃基(例如,烷基、烯基或炔基)、取代或未取代的c6至c40的芳香族烃基(例如,c6至c20芳基)、聚合有机配体或它们的组合。

有机配体可以与所获得的纳米晶体的表面配位(例如,结合),并且可以有助于使纳米晶体很好地分散在溶液中,并且还可以影响量子点的发光特性和/或电特性。

有机配体的示例可以包括:甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、辛硫醇、十二硫醇、十六硫醇、十八硫醇或苄硫醇;甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺;甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、十二酸、十六酸、十八酸、油酸或苯甲酸;膦,诸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));氧化膦,诸如取代或未取代的甲基氧化膦(例如,三甲基氧化膦、甲基二苯基氧化膦等)、取代或未取代的乙基氧化膦(例如,三乙基氧化膦、乙基二苯基氧化膦等)、取代或未取代的丙基氧化膦、取代或未取代的丁基氧化膦或取代或未取代的辛基氧化膦(例如,三辛基氧化膦(topo));二苯基膦、三苯基膦、二苯基氧化膦或三苯基氧化膦;烷基次膦酸(例如,c5至c20烷基次膦酸(例如己基次膦酸、辛基次膦酸、十二烷基次膦酸、十四烷基次膦酸、十六烷基次膦酸、十八烷基次膦酸等))、烷基膦酸(诸如,c5至c20烷基膦酸);等等,但不限于此。有机配体可以单独使用,或者可以作为至少两种配体化合物的混合物来使用。

有机溶剂可以是:c6至c22伯胺,诸如十六胺;c6至c22仲胺,诸如二辛胺;c6至c40叔胺,诸如三辛胺;含氮杂环化合物,诸如吡啶;c6至c40脂肪族烃(例如,烷烃、烯烃、炔烃等),诸如十六烷、十八烷、十八烯或角鲨烷;c6至c30芳香族烃,诸如苯基十二烷、苯基十四烷或苯基十六烷;取代有c6至c22烷基的膦,诸如三辛基膦;取代有c6至c22烷基的氧化膦,诸如三辛基氧化膦;c12至c22芳香醚,诸如苯醚或苄醚;或它们的组合。

考虑到前驱体和有机配体,可以适当地选择有机溶剂的类型和量。

可以在真空、惰性气氛或部分真空/惰性气氛下将第一混合物加热至预定温度(例如,大于或等于大约100℃,例如,大于或等于大约120℃、大于或等于大约150℃、大于或等于大约200℃、大于或等于大约250℃或者大于或等于大约270℃且小于或等于大约第一反应温度)。

包括铟和磷的半导体纳米晶体核的细节与上面阐述的相同。核可以是市售的或可以以任何合适的方法制备。核的制备没有特别限制,而是可以以制造基于磷化铟的核的任何方法来执行。在实施例中,核可以以热注入方式合成,其中,在高温(例如,大于或等于大约200℃)下加热包括含金属前驱体(例如,含铟前驱体)和可选的有机配体的溶液,然后将含磷前驱体注入加热的热溶液中。

含硒前驱体没有特别限制,而是可以期望地选择。在实施例中,含硒前驱体包括硒-三辛基膦(se-top)、硒-三丁基膦(se-tbp)、硒-三苯基膦(se-tpp)、碲-三丁基膦(te-tbp)或它们的组合,但不限于此。

第一反应温度可以适当地选择,例如,可以大于或等于大约280℃、大于或等于大约290℃、大于或等于大约300℃、大于或等于大约310℃或者大于或等于大约315℃并且小于或等于大约390℃、小于或等于大约380℃、小于或等于大约370℃、小于或等于大约360℃、小于或等于大约350℃、小于或等于大约340℃或者小于或等于大约330℃。

在将第二混合物加热至第一反应温度之后或期间,可以例如将含硒前驱体例如以限定浓度(诸如,小于1m或小于0.5m)以预定时间间隔注入至少一次(例如,至少两次、至少三次、至少四次或至少五次)或连续地注入。

反应时间(将第二混合物保持在第一反应温度的反应时间)可以大于或等于大约40分钟,例如大于或等于大约50分钟、大于或等于大约60分钟、大于或等于大约70分钟、大于或等于大约80分钟或者大于或等于大约90分钟并且小于或等于大约4小时,例如小于或等于大约3小时或者小于或等于大约2小时,从而形成第三混合物,第三混合物包括这样的颗粒:具有设置在半导体纳米晶体核上的包括锌和硒的第一壳层。

通过在第一反应温度下反应前述时间段,可以形成包括锌和硒并且具有大于或等于大约1单分子层(ml)(例如,大于或等于大约1.5ml、大于或等于大约1.7ml或者大于或等于大约3ml(或者1ml至2.5ml或1ml至2ml))的厚度的第一壳层。在这种情况下,在第二混合物中,可以控制含硒前驱体相对于铟的量,使得在预定反应时间期间,可以形成具有预定厚度(例如,0.5nm或更大、0.7nm或更大、0.9nm或更大、1nm或更大或者1.2nm或更大)的第一壳层。

在实施例中,每1摩尔铟的硒的量可以大于或等于大约3摩尔、大于或等于大约4摩尔、大于或等于大约5摩尔、大于或等于大约6摩尔、大于或等于大约7摩尔、大于或等于大约8摩尔、大于或等于大约9摩尔或者大于或等于大约10摩尔,但不限于此。在实施例中,每1摩尔铟的硒的量可以小于或等于大约20摩尔、小于或等于大约18摩尔、小于或等于大约15摩尔、小于或等于大约10摩尔或者小于或等于大约9摩尔,但不限于此。

第三混合物可以不包括含硫前驱体。

在第一反应温度下,将包括含硫前驱体的储备液加入第三混合物中以在第一壳层上形成第二壳层。

在实施例中,制造量子点的方法不包括将第三混合物的温度降低至等于或低于大约100℃,例如小于或等于大约50℃(例如,30℃或更低或者室温)。换言之,该方法可以包括将包括颗粒(颗粒在核上具有第一壳层)的反应混合物的温度维持在大于或等于100℃(例如,大于或等于50℃或者大于或等于30℃)的温度。

含硫前驱体的类型没有特别限制,而是可以适当地选择。含硫前驱体可以包括己硫醇、辛硫醇、癸硫醇、十二硫醇、十六硫醇、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-三辛胺(s-toa)、三甲基甲硅烷基硫、硫化铵、硫化钠或者它们的组合。可以注入含硫前驱体至少一次(例如,至少两次)。

为了促进与znse壳组分的杂化,含硫前驱体的注入可以以受控的方式(浓度小于第一壳层形成时含硒前驱体的浓度,并且时间小于或等于大约3小时)间歇地或连续地进行。

用于形成第二壳层的持续时间可以大于或等于大约5分钟、大于或等于大约10分钟、大于或等于大约15分钟、大于或等于大约20分钟、大于或等于大约25分钟、大于或等于大约30分钟或者大于或等于大约35分钟并且小于或等于大约3小时、小于或等于大约2小时、小于或等于大约1小时、小于或等于大约50分钟、小于或等于大约45分钟或者小于或等于大约40分钟。

在实施例中,考虑到前驱体的反应性和反应温度,可以控制第三混合物中相对于1摩尔铟的硫的量以获得期望的壳组成(例如,使得其厚度小于或等于大约0.7nm)。

在实施例中,第三混合物中相对于1摩尔铟的硫的量可以大于或等于大约2mol、大于或等于大约3mol、大于或等于大约4mol、大于或等于大约5mol、大于或等于大约6mol、大于或等于大约7mol、大于或等于大约8mol、大于或等于大约9mol或者大于或等于大约10mol。第三混合物中相对于1摩尔铟的硫的量可以小于或等于大约45mol、小于或等于大约40mol、小于或等于大约35mol、小于或等于大约30mol、小于或等于大约25mol、小于或等于大约20mol、小于或等于大约19mol、小于或等于大约18mol、小于或等于大约17mol、小于或等于大约16mol、小于或等于大约15mol、小于或等于大约14mol、小于或等于大约13mol、小于或等于大约12mol、小于或等于大约11mol、小于或等于大约10mol、小于或等于大约9mol、小于或等于大约8mol、小于或等于大约7mol、小于或等于大约6mol或者小于或等于大约5mol。

在反应之后,将非溶剂加入所获得的最终反应溶液中,以促进有机配体配位的量子点的沉淀。非溶剂可以是与反应中使用的有机溶剂混溶而纳米晶体不可分散在其中的极性溶剂。可以根据反应中使用的有机溶剂来选择非溶剂,非溶剂可以是例如丙酮、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇、水、四氢呋喃(thf)、二甲基亚砜(dmso)、二乙醚、甲醛、乙醛、具有与前述溶剂的溶解度参数相似的溶解度参数的溶剂或者它们的组合。可以通过离心、沉淀、层析或蒸馏进行沉淀后的量子点的分离。如果需要,可以将分离的纳米晶体加入洗涤溶剂中并对其进行洗涤。洗涤溶剂没有特别限制,而可以包括具有与有机配体的溶解度参数相似的溶解度参数的溶剂,并且可以例如包括己烷、庚烷、辛烷、氯仿、甲苯、苯等。

可以将量子点分散在分散溶剂中。量子点可以形成有机溶剂分散体。有机溶剂分散体可以不含水,可以不含与水可混溶的有机溶剂,或者它们的组合。可以适当地选择分散溶剂。分散溶剂可以包括前述有机溶剂(或由前述有机溶剂组成)。分散溶剂可以包括取代或未取代的c1至c40脂肪族烃、取代或未取代的c6至c40芳香族烃或它们的组合(或由取代或未取代的c1至c40脂肪族烃、取代或未取代的c6至c40芳香族烃或它们的组合组成)。

在实施例中,组合物包括:(例如,多个)前述量子点;分散剂(可以分散量子点并且可选地可以包括含羧酸基的(粘合剂)聚合物);以及有机溶剂(和/或液态载体)。组合物还可以包括:可聚合(例如,可光聚合)单体,包括碳-碳双键;以及可选的引发剂(例如,光引发剂或热引发剂)。组合物可以是光敏的。

在组合物中,量子点的细节与上面阐述的相同。在组合物中,量子点的量可以根据组合物中其它组分的类型和量及其最终用途来适当地选择。在实施例中,基于组合物的总固体含量,量子点的量可以大于或等于大约1重量百分比(wt%),例如,大于或等于大约2wt%、大于或等于大约3wt%、大于或等于大约4wt%、大于或等于大约5wt%、大于或等于大约6wt%、大于或等于大约7wt%、大于或等于大约8wt%、大于或等于大约9wt%、大于或等于大约10wt%、大于或等于大约15wt%、大于或等于大约20wt%、大于或等于大约25wt%、大于或等于大约30wt%、大于或等于大约35wt%或者大于或等于大约40wt%。基于组合物的总固体含量,量子点的量可以小于或等于大约70wt%,例如,小于或等于大约65wt%、小于或等于大约60wt%、小于或等于大约55wt%或者小于或等于大约50wt%。基于组合物的总固体含量,组分的重量百分比可以表示将在下面描述的复合物中的组分的量。

实施例的组合物可以用于提供包括量子点-聚合物复合物的图案。在实施例中,组合物可以是可适用于光刻工艺的光致抗蚀剂组合物。在其它实施例中,组合物可以是可适用于喷墨工艺(例如,诸如喷墨印刷的液滴排放法)的墨组合物。在实施例中,组合物可以不包括共轭聚合物(除了下面将描述的cardo粘合剂之外)。在实施例中,组合物可以包括共轭(或导电)聚合物。如在此使用的,共轭聚合物可以是包括共轭双键的聚合物,诸如聚苯撑乙烯撑。

在实施例的组合物中,分散剂是能够确保(例如,改善)量子点的分散性的化合物。分散剂可以是粘合剂聚合物。粘合剂聚合物可以(例如,在粘合剂聚合物的重复单元中)包括羧酸基。粘合剂聚合物可以是(电)绝缘聚合物。

在实施例中,粘合剂聚合物可以包括:包括第一单体、第二单体和可选的第三单体的单体组合的共聚物,第一单体包括羧酸基和碳-碳双键,第二单体包括碳-碳双键和疏水部分且不包括羧酸基,第三单体包括碳-碳双键和亲水部分且不包括羧酸基;含多个芳香环的聚合物(例如,也被称为cardo粘合剂),包括羧酸基(-cooh)并且在主链中包括骨架结构(例如,包含在主链中的骨架结构),其中,骨架结构包括包含季碳原子和与季碳原子结合的两个芳香环的环状基团;或者它们的组合。

共聚物可以包括衍生自第一单体的第一重复单元、衍生自第二单体的第二重复单元和可选的衍生自第三单体的第三重复单元。可以适当地选择第一单体、第二单体和第三单体的类型和量。作为包括第一单体、第二单体和可选的第三单体的共聚物,可以使用在光致抗蚀剂中使用的常规共聚物(可溶于碱性水溶液的粘合剂聚合物),其是市售的。

在实施例中,粘合剂聚合物可以包括含多个芳香环的聚合物。可以使用含多个芳香环的聚合物(也被称为cardo粘合剂),其可以是市售的。

含羧酸基的粘合剂的酸值可以大于或等于大约50毫克氢氧化钾每克(mgkoh/g)。例如,含羧酸基的粘合剂的酸值可以大于或等于大约60mgkoh/g、大于或等于大约70mgkoh/g、大于或等于大约80mgkoh/g、大于或等于大约90mgkoh/g、大于或等于大约100mgkoh/g、大于或等于大约110mgkoh/g、大于或等于大约120mgkoh/g、大于或等于大约125mgkoh/g或者大于或等于大约130mgkoh/g,但不限于此。含羧酸基的粘合剂的酸值可以小于或等于大约250mgkoh/g,例如,小于或等于大约240mgkoh/g、小于或等于大约230mgkoh/g、小于或等于大约220mgkoh/g、小于或等于大约210mgkoh/g、小于或等于大约200mgkoh/g、小于或等于大约190mgkoh/g、小于或等于大约180mgkoh/g或者小于或等于大约160mgkoh/g,但不限于此。

(例如,包含羧酸基的)粘合剂聚合物(诸如含羧酸基的粘合剂)的重均(或数均)分子量可以大于或等于大约1000克每摩尔(g/mol),例如,大于或等于大约2000g/mol、大于或等于大约3000g/mol或者大于或等于大约5000g/mol。粘合剂聚合物的重均(或数均)分子量可以小于或等于大约100000g/mol,例如,小于或等于大约50000g/mol、小于或等于大约25000g/mol或者小于或等于大约10000g/mol。

在组合物中,基于组合物的总重量(或总固体含量),分散剂(例如,粘合剂聚合物)的量可以大于或等于大约0.5wt%,例如,大于或等于大约1wt%、大于或等于大约5wt%、大于或等于大约10wt%、大于或等于大约15wt%或者大于或等于大约20wt%。在实施例中,基于组合物的总重量(或总固体含量),分散剂(例如,粘合剂聚合物或含羧酸基的粘合剂)的量可以小于或等于大约50wt%、小于或等于大约40wt%、小于或等于大约35wt%、小于或等于大约33wt%或者小于或等于大约30wt%。

在根据实施例的组合物中,包括至少一个(例如,至少两个、至少三个或更多个)碳-碳双键的可(光)聚合单体可以包括(例如,可光聚合的)(甲基)丙烯酸酯单体。可(光)聚合单体可以是绝缘聚合物的前驱体。可(光)聚合单体的示例可以包括但不限于(甲基)丙烯酸c1-c10烷基酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双酚a环氧(甲基)丙烯酸酯、双酚a二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、酚醛环氧(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯或者它们的组合。

相对于组合物的总重量(或总固体含量),可(光)聚合单体的量可以大于或等于大约0.5wt%,例如,大于或等于大约1wt%或者大于或等于大约2wt%。相对于组合物的总重量(或总固体含量),可(光)聚合单体的量可以小于或等于大约50wt%,例如,小于或等于大约40wt%、小于或等于大约30wt%、小于或等于大约28wt%、小于或等于大约25wt%、小于或等于大约23wt%、小于或等于大约20wt%、小于或等于大约18wt%、小于或等于大约17wt%、小于或等于大约16wt%或者小于或等于大约15wt%。

包括在组合物中的(光)引发剂可以用于使可(光)聚合单体聚合。引发剂可以是能够在温和条件下(例如通过光或热)产生自由基物质以促进自由基反应(例如,单体的自由基聚合)的引发的化合物。引发剂可以是热引发剂或光引发剂。引发剂没有具体限制,而可以适当地选择。

热引发剂的示例可以包括偶氮二异丁腈(aibn)、过氧化苯甲酰(bpo)等,但不限于此。

光引发剂可以是能够引发前述可光聚合(例如丙烯酸类)单体的自由基聚合的化合物、下面将描述的硫醇化合物或它们组合。光引发剂没有特别限制。光引发剂可以包括三嗪化合物、苯乙酮化合物、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、膦或氧化膦化合物、咔唑化合物、二酮化合物、硼酸锍化合物、重氮化合物、二咪唑化合物、偶氮化合物、联咪唑化合物或它们的组合。

在实施例的组合物中,可以根据如所使用的可(光)聚合单体的类型和量来调节引发剂的量。在实施例中,基于组合物的总重量(或总固体含量),引发剂的量可以大于或等于大约0.01wt%或者大于或等于大约1wt%且小于或等于大约10wt%、小于或等于大约9wt%、小于或等于大约8wt%、小于或等于大约7wt%、小于或等于大约6wt%或者小于或等于大约5wt%,但不限于此。

(光敏)组合物还可以包括硫醇化合物(例如,单硫醇化合物或者具有两个或更多个硫醇基的多硫醇化合物)、金属氧化物细颗粒或其组合。

当聚合物基质中存在多个金属氧化物细颗粒时,金属氧化物细颗粒可以包括tio2、sio2、batio3、ba2tio4、zno或它们的组合。金属氧化物细颗粒的颗粒尺寸(或平均颗粒尺寸,在下文中称为颗粒尺寸)没有特别限制,而是可以适当地选择。金属氧化物细颗粒的颗粒尺寸可以大于或等于大约100nm、大于或等于大约150nm或者大于或等于大约200nm且小于或等于大约1000nm、小于或等于大约900nm或者小于或等于大约800nm。金属氧化物细颗粒可以是非发光的。

基于组合物的总重量(或总固体含量),金属氧化物细颗粒的量可以小于或等于大约50wt%、小于或等于大约40wt%、小于或等于大约30wt%、小于或等于大约25wt%、小于或等于大约20wt%、小于或等于大约15wt%、小于或等于大约10wt%或者小于或等于大约5wt%。基于组合物的总重量(或总固体含量),金属氧化物细颗粒的量可以大于或等于大约1wt%、大于或等于大约5wt%或者大于或等于大约10wt%。

多硫醇化合物可以包括由化学式1表示的化合物:

化学式1

其中,

r1为氢;取代或未取代的c1至c30直链或支链烷基;取代或未取代的c6至c30芳基;取代或未取代的c3至c30杂芳基;取代或未取代的c3至c30环烷基;取代或未取代的c3至c30杂环烷基;c1至c10烷氧基;羟基;-nh2;取代或未取代的c1至c30胺基,其中-nrr',其中,r和r'独立地为氢或c1至c30直链或支链烷基,但不同时为氢;异氰酸酯基;卤素;-ror',其中,r为取代或未取代的c1至c20亚烷基,且r'为氢或c1至c20直链或支链烷基;酰卤,其中-rc(=o)x,其中,r为取代或未取代的亚烷基,且x为卤素;-c(=o)or',其中,r'为氢或c1至c20直链或支链烷基;-cn;-c(=o)nrr',其中,r和r'独立地为氢或c1至c20直链或支链烷基;-c(=o)onrr',其中,r和r'独立地为氢或c1至c20直链或支链烷基;或者它们的组合,

l1为碳原子、取代或未取代的c1至c30亚烷基、其中亚甲基被磺酰基部分、羰基部分、醚部分、硫醚部分、亚砜部分、酯部分、包括氢或c1至c10烷基的酰胺部分或它们的组合取代的取代的或未取代的c1至c30亚烷基或者未取代的c1至c30亚烷基、取代或未取代的c3至c30亚环烷基、取代或未取代的c6至c30亚芳基、取代或未取代的c3至c30亚杂芳基或者取代或未取代的c3至c30亚杂环烷基,

y1为单键;取代或未取代的c1至c30亚烷基;取代或未取代的c2至c30亚烯基;或者其中亚甲基被磺酰基部分、羰基部分、醚部分、硫醚部分、亚砜部分、酯部分、包括氢或c1至c10直链或支链烷基的酰胺部分、包括氢或c1至c10直链或支链烷基的酰亚胺部分或者它们的组合取代的取代的c1至c30亚烷基或取代的c2至c30亚烯基或者未取代的c1至c30亚烷基或未取代的c2至c30亚烯基,

m为1或更大的整数,

k1为0或者1或更大的整数,k2为1或更大的整数,并且

m和k2之和为3或更大的整数,

前提条件是m不超过y1的化合价,并且k1和k2之和不超过l1的化合价。

多硫醇化合物可以包括二硫醇化合物、三硫醇化合物、四硫醇化合物或它们的组合。例如,多硫醇化合物可以包括二醇二-3-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个至10个乙二醇重复单元的聚乙二醇二硫醇或它们的组合。

基于组合物的总重量(或总固体含量),硫醇化合物的量可以小于或等于大约50wt%、小于或等于大约40wt%、小于或等于大约30wt%、小于或等于大约20wt%、小于或等于大约15wt%或者小于或等于大约10wt%。基于组合物的总重量(或总固体含量),硫醇化合物的量可以大于或等于大约1wt%,例如,大于或等于大约5wt%、大于或等于大约10wt%、大于或等于大约15wt%或者大于或等于大约20wt%。

组合物还可以包括有机溶剂(或液态载体)(在下文中,简称为“溶剂”)。溶剂没有特别限制。可以通过考虑前述主要组分(即,量子点、分散剂、可(光)聚合单体、(光)引发剂和如果使用的硫醇化合物)以及下面将描述的添加剂的类型和量来适当地选择溶剂的类型和量。除了所需量的固体含量(非挥发性组分)之外,组合物可以包含残余量的溶剂。

可以通过考虑组合物中的其它组分(例如,粘合剂、可(光)聚合单体、(光)引发剂和其它添加剂)、对碱显影液的亲和性、沸点等来适当地选择溶剂。溶剂的非限制性示例可以包括但不限于:3-乙氧基丙酸乙酯;乙二醇系列,诸如乙二醇、二乙二醇或聚乙二醇;乙二醇醚,诸如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、乙二醇二乙醚或二乙二醇二甲醚;乙二醇醚乙酸酯,诸如乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯或二乙二醇单丁醚乙酸酯;丙二醇系列,诸如丙二醇;丙二醇醚,诸如丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚或二丙二醇二乙醚;丙二醇醚乙酸酯,诸如丙二醇单甲醚乙酸酯或二丙二醇单乙醚乙酸酯;酰胺,诸如n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺;酮,诸如甲基乙基酮(mek)、甲基异丁基酮(mibk)或环己酮;石油制品,诸如甲苯、二甲苯或溶剂石脑油;酯,诸如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸环己酯或乳酸乙酯;醚,诸如二乙醚、二丙醚或二丁醚;氯仿;c1至c40脂肪族烃(例如,烷烃、烯烃或炔烃);卤素(例如,氯)取代的c1至c40脂肪族烃(例如,二氯乙烷、三氯甲烷等);c6至c40芳香烃(例如,甲苯、二甲苯等);卤素(例如,氯)取代的c6至c40芳香烃;或者它们的组合。

除前述组分外,组合物还可以包括各种添加剂,诸如光漫射剂、流平剂或偶联剂。添加剂的量没有特别限制,而可以在适当的范围内选择,其中,添加剂不对组合物的制备、量子点-聚合物复合物的制备和可选的复合物的图案化产生不利影响。前述添加剂的类型和示例可以包括具有所需功能的任何合适的化合物,而没有特别限制。

如果存在,则基于组合物的总重量(或组合物的总固体含量),添加剂的量可以大于或等于大约0.1wt%,例如,大于或等于大约0.5wt%、大于或等于大约1wt%、大于或等于大约2wt%或者大于或等于大约5wt%,但其不限于此。如果存在,添加剂的量可以小于或等于大约20wt%,例如,小于或等于大约19wt%、小于或等于大约18wt%、小于或等于大约17wt%、小于或等于大约16wt%或者小于或等于大约15wt%,但其不限于此。

根据实施例的组合物可以通过包括以下步骤的方法制备:准备包括前述量子点、分散剂和溶剂的量子点分散体;以及将量子点分散体与引发剂、可聚合单体(例如,丙烯酸类单体)、可选的硫醇化合物、可选的金属氧化物细颗粒和可选择的添加剂混合。可以顺序地或同时地混合每种组分,但混合顺序没有特别限制。

第一单体、第二单体、第三单体、含羧酸基的粘合剂聚合物、(甲基)丙烯酸类单体、引发剂、溶剂、多硫醇化合物和添加剂以及组合物的制备的其它细节可以参考us-2017-0059988-a1,其全部内容通过引用包含于其中。

该组合物可以经由聚合(例如光聚合)来提供量子点-聚合物复合物或量子点-聚合物复合物图案。

在实施例中,量子点-聚合物复合物可以包括聚合物基质以及分散在聚合物基质中的前述量子点。

聚合物基质可以包括交联聚合物、具有羧酸基的线性聚合物或它们的组合。具有羧酸基的线性聚合物可以作为分散剂(例如,包括羧酸基的粘合剂聚合物),交联聚合物可以包括包含(至少一个,例如,至少两个、至少三个、至少四个或至少五个)碳-碳双键的可聚合单体的聚合产物(例如,绝缘聚合物)、可聚合单体与(例如,在多硫醇化合物的末端处)包括至少两个硫醇基的多硫醇化合物的聚合产物或它们的组合。量子点-聚合物复合物还可以包括分散在聚合物基质中的金属氧化物细颗粒。

在实施例中,聚合物基质可以包括交联聚合物和分散剂(例如,(含羧基的)粘合剂聚合物)。聚合物基质可以不包括共轭聚合物(除了cardo粘合剂之外)。交联聚合物可以包括硫醇烯(thiolene)树脂、交联聚(甲基)丙烯酸酯或它们的组合。在实施例中,交联聚合物可以是可聚合单体与可选的多硫醇化合物的聚合产物。

量子点、分散剂(或粘合剂聚合物)、可聚合单体和多硫醇化合物的细节与上面描述的相同。

基于复合物的总固体含量,复合物中量子点的量(或金属氧化物细颗粒的量)可以对应于前述量范围。在复合物中,基于复合物的总重量,聚合物基质的量可以大于或等于大约3wt%、大于或等于大约5wt%、大于或等于大约10wt%、大于或等于大约15wt%、大于或等于大约20wt%或者它们的任何组合。在复合物中,基于复合物的总重量,聚合物基质的量可以小于或等于大约97wt%、小于或等于大约95wt%、小于或等于大约90wt%、小于或等于大约80wt%、小于或等于大约70wt%或者它们的任何组合。

量子点-聚合物复合物膜(或下面将描述的量子点-聚合物复合物图案)的厚度可以例如小于或等于大约30微米(μm),例如,小于或等于大约25μm、小于或等于大约20μm、小于或等于大约15μm、小于或等于大约10μm、小于或等于大约8μm、小于或等于大约7μm且大于或等于大约2μm,例如,大于或等于大约3μm、大于或等于大约3.5μm、大于或等于大约4μm、大于或等于大约5μm或者大于或等于大约6μm。

在实施例中,图案化膜包括包含发射第一光的第一部分的重复部分,其中,第一部分包括量子点-聚合物复合物。

重复部分可以包括发射第二光的第二部分,第二光具有不同于第一光的最大光致发光峰值波长的最大光致发光峰值波长。第二部分可以包括量子点-聚合物复合物。第二部分的量子点-聚合物复合物可以包括被构造为发射第二光的第二量子点。第二量子点可以包括前述量子点。第一光或第二光可以是最大光致发光峰值波长存在于大约600nm与大约650nm之间(例如,大约620nm至大约650nm)的红光或者最大光致发光峰值波长存在于大约500nm与大约550nm之间(例如,大约510nm至大约540nm)的绿光。图案化膜还可以包括发射与第一光和第二光不同的第三光(例如,蓝光)或使与第一光和第二光不同的第三光(例如,蓝光)穿过的第三部分。第三光可以具有范围从380nm至480nm的最大(例如,光致发光)峰值波长。

在实施例中,显示装置包括光源和光致发光元件,光致发光元件包括基底和设置在基底上的发射层,发射层包括量子点-聚合物复合物膜(或图案化膜)。光源被构造为向光致发光元件提供入射光。入射光的发光峰值波长可以大于或等于大约440nm,例如,大于或等于大约450nm且小于或等于大约500nm,例如,小于或等于大约480nm、小于或等于大约470nm或者小于或等于大约460nm。

在实施例中,光致发光元件可以包括量子点-聚合物复合物片。显示装置还可以包括液晶面板,并且量子点-聚合物复合物片可以设置在光源与液晶面板之间。图2示出了显示装置的分解图。参照图2,显示装置可以具有其中堆叠有反射器、导光面板(lgp)和蓝色led光源(blue-led)、量子点-聚合物复合物片(qd片)以及诸如棱镜、双亮度增强膜(dbef)等的各种光学膜并且液晶(lc)面板设置在其上的结构。

在显示装置的实施例中,发射层包括实施例的量子点-聚合物复合物图案。量子点-聚合物复合物图案可以包括被构造为发射预定波长的光的至少一个重复部分。量子点-聚合物复合物图案可以包括可发射第一光的第一重复部分、可发射第二光的第二重复部分或它们的组合。量子点-聚合物复合物图案的制备可以通过光刻法或喷墨法进行。

第一光和第二光在光致发光光谱中具有不同的最大光致发光峰值波长。在实施例中,第一光可以为具有大约600nm至大约650nm(例如,大约620nm至大约650nm)的最大光致发光峰值波长的红光(r),第二光可以为具有大约500nm至大约550nm(例如,大约510nm至大约550nm)的最大光致发光峰值波长的绿光(g),或反之亦然(即,第一光可以为绿光,第二光可以为红光)。

量子点-聚合物复合物图案还可以包括可发射和/或透射不同于第一光和第二光的第三光(例如,蓝光)的第三部分。第三光的最大(例如,光致发光)峰值波长可以大于或等于大约380nm且小于或等于大约480nm。

用于阻挡(例如,反射或吸收)激发光(例如,蓝光和/或绿光)的光学元件(例如,下面将描述的激发光阻挡层或第一滤光器)可以设置在第一部分、第二部分或它们的组合的前表面(发光表面)上。

在显示装置中,光源可以包括分别与第一部分和第二部分对应的多个发光单元,并且发光单元可以包括彼此面对的第一电极和第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的电致发光层。电致发光层可以包括有机发光材料。例如,光源的每个发光单元可以包括被构造为发射预定波长的光(例如,蓝光、绿光或它们的组合)的电致发光器件(例如,有机发光二极管(oled))。电致发光器件(例如有机发光二极管(oled))的结构和材料可以适当地选择,而没有具体限制。光源包括发射蓝光(以及可选择地,绿光)的有机发光二极管(oled)。

图3a和图3b是根据实施例的显示装置的示意性剖视图。参照图3a和图3b,光源包括发射蓝光的有机发光二极管oled。有机发光二极管oled的蓝光可以基于磷光发射、荧光发射或两者的组合。有机发光二极管oled可以包括:(至少两个,例如,三个或更多个)像素电极90a、90b、90c,形成在基底100上;像素限定层150a、150b,形成在相邻的像素电极90a、90b、90c之间;有机发光层140a、140b、140c,形成在像素电极90a、90b、90c上;以及共电极130,形成在有机发光层140a、140b、140c上。

可以在有机发光二极管oled下方设置薄膜晶体管和基底。

有机发光二极管oled的像素区域可以设置为分别对应于将在下面详细描述的第一部分、第二部分和第三部分。

包括量子点-聚合物复合物(例如,包括红色量子点的部分(r)和包括绿色量子点的部分(g))图案和基底的堆叠结构可以设置在光源上。这些部分被构造为使得从光源发射的激发光(例如蓝光)进入其中,并且可以分别发射红光和绿光。从光源发射的激发光(例如,蓝光或绿光)可以穿过第三部分。

从光源发射的光(例如,蓝光和/或绿光)可以进入量子点-聚合物复合物图案170的第二部分21和第一部分11以分别发射(例如,转换的)红光r和绿光g。从光源发射的激发光(b)穿过第三部分31或从第三部分31透射。可以在发射红光的第二部分、发射绿光的第一部分或它们的组合上方设置光学元件160。光学元件可以是截止(例如,反射或吸收)蓝光和可选的绿光的激发光(蓝色)截止层,或第一滤光器层310(见图4)。激发光(例如,蓝色和/或可选的绿色)截止层160可以设置在上基底240上。激发光截止层160可以设置在上基底240与量子点-聚合物复合物图案之间并且位于第一部分11和第二部分21上方。激发光(蓝色)截止层的细节与下面针对第一滤光器层310所阐述的相同。

可以通过单独地制造堆叠结构和(例如,发射蓝光的)led或oled然后组装它们来获得显示装置。可选地,可以通过在led或oled上形成实施例的量子点-聚合物复合物图案来获得显示装置。

基底可以是包括绝缘材料的基底。基底可以包括:玻璃;各种聚合物,诸如聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯);聚碳酸酯;聚硅氧烷(例如,聚二甲基硅氧烷(pdms));无机材料,诸如al2o3或zno;或者它们的组合,但不限于此。考虑到基底材料,可以适当地选择基底的厚度,但基底的厚度没有具体限制。基底可以具有柔性。针对从量子点发射的光,基底的透射率可以大于或等于大约50%、大于或等于大约60%、大于或等于大约70%、大于或等于大约80%或者大于或等于大约90%。

在基底上形成包括薄膜晶体管等的布线层。布线层还可以包括栅极线、维持电压线、栅极绝缘层、数据线、源电极、漏电极、半导体、保护层等。根据实施例可以确定布线层的细节结构。栅极线和维持电压线彼此电分离,并且数据线与栅极线和维持电压线绝缘且交叉。栅电极、源电极和漏电极分别形成薄膜晶体管的控制端子、输入端子和输出端子。漏电极电连接到下面将描述的像素电极。

像素电极可以用作显示装置的阳极。像素电极可以由诸如氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)的透明导电材料形成。像素电极可以由诸如金(au)、铂(pt)、镍(ni)、钨(w)、铬(cr)、钼(mo)、铁(fe)、钴(co)、铜(cu)、钯(pd)或钛(ti)的具有阻光性质的材料形成。像素电极可以具有透明导电材料和具有阻光性质的材料顺序堆叠的两层结构。

在两个相邻像素电极之间,像素限定层(pdl)可以与像素电极的末端叠置,以将像素电极划分为像素单元。像素限定层是可以电阻挡至少两个像素电极的绝缘层。

像素限定层覆盖像素电极的上表面的一部分,并且像素电极的未被像素限定层覆盖的剩余区域可以提供开口。下面将描述的有机发射层可以形成在由开口限定的区域中。

有机发射层通过像素电极和像素限定层来限定每个像素区域。换言之,一个像素区域可以被限定为形成有一个有机发射单元层的区域,该有机发射单元层与被像素限定层划分的一个像素电极接触。

例如,在根据实施例的显示装置中,有机发射层可以被限定为第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域,并且每个像素区域由像素限定层留下预定间隔而彼此间隔开。

在显示装置的实施例中,有机发射层可以发射属于可见光区域或属于uv区域的第三光。也就是说,有机发射层的第一像素区域至第三像素区域中的每个可以发射第三光。在实施例中,第三光可以是在可见光区域中具有最高能量的光,例如,可以是蓝光和/或绿光。当有机发射层的所有像素区域被设计为发射同一种光时,有机发射层的每个像素区域可以全部由相同或相似的材料形成,或者由可以显示相同或相似的性质的材料形成。因此,可以显著减轻形成有机发射层的工艺难度,因此显示装置可以容易地应用于大尺寸/大面积工艺。然而,根据实施例的有机发射层不必局限于此,而可以将有机发射层设计成发射至少两种不同的光。

有机发射层在每个像素区域中包括有机发射单元层,并且除了发射层之外,每个有机发射单元层还可以包括辅助层(例如,空穴注入层(hil)、空穴传输层(htl)、电子传输层(etl)等)。

共电极可以用作显示装置的阴极。共电极可以由诸如氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)的透明导电材料形成。共电极可以形成在有机发射层上并且可以与有机发射层集成。

平坦化层或钝化层可以形成在共电极上。平坦化层可以包括用于确保与共电极的电绝缘的(例如,透明的)绝缘材料。

在实施例中,显示装置还可以包括下基底、设置在下基底下方的偏振器和设置在堆叠结构与下基底之间的液晶层,并且在堆叠结构中,有机发射层可以被设置为面对液晶层。显示装置还可以包括位于液晶层与有机发射层之间的偏振器。光源还可以包括led,并且如果需要,还可以包括导光面板。

参照附图示出了根据实施例的显示装置(例如,液晶显示装置)的非限制性示例。图4是示出根据实施例的液晶显示器的示意性剖视图。实施例的显示装置包括液晶面板200、设置在液晶面板200下方的偏振器300和设置在偏振器300下方的背光单元(blu)。

液晶面板200包括下基底210、堆叠结构和设置在堆叠结构与下基底之间的液晶层220。堆叠结构包括透明基底(或上基底)240和包括包含量子点-聚合物复合物的图案的光致发光层230。

下基底210(也称为阵列基底)可以是透明绝缘材料基底。该基底与上面描述的相同。布线板211设置在下基底210的上表面上。布线板211可以包括限定像素区域的多条栅极线和多条数据线、与栅极线和数据线的交叉区域相邻设置的薄膜晶体管以及针对每个像素区域的像素电极,但不限于此。这种布线板的细节是已知的而没有特别限制。

液晶层220可以设置在布线板211上。液晶面板200可以包括位于液晶层220上和下的取向层221,以使包括在其中的液晶材料初始取向。液晶材料和取向层的细节(例如,液晶材料、取向层材料、形成液晶层的方法、液晶层的厚度等)是已知的并且没有特别限制。

下部偏振器300设置在下基底下方。偏振器300的材料和结构是已知的而没有特别限制。(例如,发射蓝光的)背光单元可以设置在偏振器300下方。

上部光学元件(或上部偏振器)300可以设置在液晶层220与透明基底240之间,但不限于此。例如,上部偏振器可以设置在液晶层220与光致发光层230之间。该偏振器可以是用在液晶显示装置中的任何偏振器。偏振器可以是具有小于或等于大约200μm的厚度的tac(三乙酰纤维素),但不限于此。在实施例中,上部光学元件可以是控制折射率而没有偏振功能的涂层。

背光单元包括光源110。光源可以发射蓝光或白光。光源可以包括蓝色(或绿色)led、白色led、白色oled或它们的组合,但不限于此。

背光单元还可以包括导光面板120。在实施例中,背光单元可以是边光型照明。例如,背光单元可以包括反射器、设置在反射器上并向液晶面板200提供平面光源的导光面板、位于导光面板上的至少一个光学片(例如,漫射板、棱镜片等)或它们的组合,但不限于此。背光单元可以不包括导光面板。在实施例中,背光单元可以是直下式照明。例如,背光单元可以具有反射器,并且可以具有以规则间隔设置在反射器上的多个荧光灯,或者可以具有其上可以设置有多个发光二极管的led操作基底、位于led操作基底上的漫射板和可选择的至少一个光学片。这种背光单元的细节(例如,发光二极管、荧光灯、导光面板、各种光学片和反射器中的每个组件)是已知的,并且没有具体限制。

黑色矩阵241设置在透明基底240下方且具有开口,并且隐藏位于下基底上的布线板的栅极线、数据线和薄膜晶体管。例如,黑色矩阵241可以具有栅格形状。光致发光层230设置在黑色矩阵241的开口中,并且具有量子点-聚合物复合物图案,量子点-聚合物复合物图案包括被构造为发射第一光(例如,红光)的第一部分(r)、被构造为发射第二光(例如,绿光)的第二部分(g)和被构造为发射/透射例如蓝光的第三部分(b)。如果需要,光致发光层还可以包括至少一个第四部分。第四部分可以包括发射颜色与从第一部分至第三部分发射的光的颜色不同的光(例如,青色光、品红色光和黄色光)的量子点。

在光致发光层230中,形成图案的部分可以对应于形成在下基底上的像素区域而重复。透明的共电极231可以设置在光致发光层230(例如光致发光滤色器层)上。

被构造为发射和/或透射激发光或其一部分(例如,蓝光)的第三部分(b)可以是不改变光源的发光光谱的透明滤色器。在这种情况下,从背光单元发射的蓝光可以以偏振状态进入,并且可以按原样通过偏振器和液晶层发射。如果需要,第三部分可以包括发射蓝光的量子点。

如果需要,显示装置还可以包括激发光(蓝色、绿色或它们的组合)阻挡层(截止滤光器)或第一滤光器层。激发光阻挡层可以设置在第一部分(r)、第二部分(g)和可选的第三部分(b)的底表面与上基底240之间或者设置在上基底240的顶表面上。激发光(蓝色)阻挡层可以包括具有与显示蓝色的像素区域(例如,第三部分)对应的开口的片。在实施例中,激发光还可以包括绿光和蓝光,并且第三部分(例如,蓝色像素)还可以包括绿光截止层。激发光阻挡层可以形成在与第一部分和第二部分以及可选的第三部分对应的部分上。第一滤光器层可以在除了与第三部分叠置的部分之外的部分处一体地形成为一体结构,但不限于此。至少两个(例如,三个)第一滤光器层可以间隔开并设置在与第一部分和第二部分以及可选的第三部分叠置的每个位置上。

在实施例中,第一滤光器层可以阻挡具有可见光区域中的一部分波长区域的光。第一滤光器层可以透射具有其它(可见光)波长区域的光。例如,第一滤光器层可以阻挡蓝光(或绿光)并且透射除蓝光(或绿光)之外的光。例如,第一滤光器层可以透射绿光、红光以及/或者作为绿光和红光的混合光的黄光。第一滤光器层可以透射蓝光并且阻挡绿光,并可以设置在蓝光发射像素上。

在实施例中,第一滤光器层可以基本阻挡具有小于或等于大约500nm的波长的蓝光。第一滤光器层可以透射大于或等于大约500nm且小于或等于大约700nm的另一可见光波长区域的光。

在实施例中,相对于期望波长范围(例如,可以选自于大约500nm至大约700nm)的可见光,第一滤光器层可以具有大于或等于大约70%、大于或等于大约80%、大于或等于大约90%或者甚至为大约100%的透光率。

第一滤光器层可以包括聚合物薄膜,该聚合物薄膜包括吸收具有要被阻挡的波长的光的染料、颜料或它们的组合。第一滤光器层可以阻挡至少80%(或至少90%,甚至至少95%)的(例如,具有小于或等于大约480nm的波长的)激发光,并且第一滤光器层相对于期望波长范围(例如,选自于大于或等于大约500nm且小于或等于大约700nm)的可见光可以具有大于或等于大约70%、大于或等于大约80%、大于或等于大约90%或者甚至为大约100%的透光率。

第一滤光器层可以阻挡(例如,吸收)并且基本阻挡激发光或激发光的一部分(例如,绿光或波长小于或等于大约500nm的蓝光或者它们的组合),并且例如可以选择性地透射期望波长的光(例如,绿光或红光或可选的蓝光)。在这种情况下,至少两个第一滤光器层可以间隔开并且分别设置在与第一部分和第二部分叠置的每个部分上。例如,各自地,选择性地透射红光的第一滤光器层可以设置在与发射红光的部分叠置的部分上,并且选择性地透射绿光的第一滤光器层可以设置在与发射绿光的部分叠置的部分上。选择性地透射蓝光的第一滤光器层可以设置在与发射蓝光的部分叠置的部分上。

在实施例中,第一滤光器层可以包括第一区域和第二区域中的至少一者,其中,第一区域阻挡(例如,吸收)蓝光和红光并且透射具有预定范围的波长(例如,大于或等于大约500nm、大于或等于大约510nm或者大于或等于大约515nm并且小于或等于大约550nm、小于或等于大约545nm、小于或等于大约540nm、小于或等于大约535nm、小于或等于大约530nm、小于或等于大约525nm或者小于或等于大约520nm)的光,第二区域阻挡(例如,吸收)蓝光和绿光并且透射具有预定范围的波长(例如,大于或等于大约600nm、大于或等于大约610nm或者大于或等于大约615nm并且小于或等于大约650nm、小于或等于大约645nm、小于或等于大约640nm、小于或等于大约635nm、小于或等于大约630nm、小于或等于大约625nm或者小于或等于大约620nm)的光。第一区域可以设置在与发射绿光的部分叠置的位置处,第二区域可以设置在与发射红光的部分叠置的位置处。当激发光包括绿光时,阻挡(或吸收)绿光的第一滤光器层可以设置在蓝光发射部分上。

第一区域和第二区域可以是光学隔离的。第一滤光器层可以有助于改善显示装置的色纯度。

第一滤光器层可以是包括具有不同折射率的多个层(例如,无机材料层)的反射滤光器。例如,具有不同折射率的两个层可以彼此交替地堆叠,或者例如具有高折射率的层和具有低折射率的层可以彼此交替地堆叠。

当具有高折射率的层与具有低折射率的层之间的折射率差越大时,可以提供具有越高波长选择性的第一滤光器层。具有高折射率的层和具有低折射率的层的厚度和堆叠数量可以根据每层的折射率和反射波长来确定,例如,具有高折射率的每层可以具有大约3nm至大约300nm的厚度,并且具有低折射率的每层可以具有大约3nm至大约300nm的厚度。

第一滤光器层的总厚度可以为例如大约3nm至大约10000nm、大约300nm至大约10000nm或大约1000nm至大约10000nm。高折射率层可以具有彼此相同的厚度、相同的材料或它们的组合,或者可以具有彼此不同的厚度、不同的材料或它们的组合。低折射率层可以具有彼此相同的厚度、相同的材料或它们的组合,或者可以具有彼此不同的厚度、不同的材料或它们的组合。

显示装置还可以包括第二滤光器层311(例如,红光/绿光(或黄光)再循环层),第二滤光器层311设置在光致发光层与液晶层之间(例如,在光致发光层与上部偏振器之间)并且透射第三光的至少一部分并反射第一光和第二光的至少一部分。第二滤光器层可以反射大于大约500nm的波长区域中的光。第一光可以是红光,第二光可以是绿光,第三光可以是蓝光。

在根据实施例的显示装置中,第二滤光器层可以形成为具有大致平坦的表面的一体化的单一层。

在实施例中,第二滤光器层可以包括具有低折射率的单层,例如,第二滤光器层可以是具有小于或等于大约1.4、小于或等于大约1.3或者小于或等于大约1.2的折射率的透明薄膜。

具有低折射率的第二滤光器层可以是例如多孔氧化硅、多孔有机材料、多孔有机/无机复合物或它们的组合。

在实施例中,第二滤光器层可以包括具有不同折射率的多个层,例如,第二滤光器层可以通过交替地堆叠具有不同折射率的两个层来形成,或者例如,第二滤光器层可以通过交替地堆叠具有高折射率的材料和具有低折射率的材料来形成。

第二滤光器层中的具有高折射率的层可以包括例如氧化铪、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化铯、氧化镧、氧化铟、氧化铌、氧化铝和氮化硅中的至少一种,但是根据实施例,第二滤光器层中的具有高折射率的层可以包括具有比具有低折射率的层的折射率高的折射率的各种材料。

第二滤光器层中的具有低折射率的层可以包括例如氧化硅,但是根据实施例,具有低折射率的层可以包括具有比具有高折射率的层的折射率低的折射率的各种材料。

当具有高折射率的层与具有低折射率的层之间的折射率差越大时,第二滤光器层可以具有越高的波长选择性。

在第二滤光器层中,具有高折射率的层和具有低折射率的层的各自厚度及其堆叠数量可以根据各层的折射率和反射波长来确定,例如,第二滤光器层中具有高折射率的每层可以具有大约3nm至大约300nm的厚度,第二滤光器层中具有低折射率的每层可以具有大约3nm至大约300nm的厚度。第二滤光器层的总厚度可以为例如大约3nm至大约10000nm、大约300nm至大约10000nm或大约1000nm至大约10000nm。第二滤光器层中的具有高折射率的层和具有低折射率的层中的每者可以具有彼此相同的厚度和材料或者彼此不同的厚度和材料。

第二滤光器层可以反射第一光(r)和第二光(g)的至少一部分,并且透射第三光(b)的至少一部分(例如,全部)。例如,第二滤光器层可以仅透射小于或等于大约500nm的蓝光波长区域中的第三光(b),而大于大约500nm的波长区域中的光(即,绿光(g)、黄光、红光(r)等)可以不穿过第二滤光器层并被反射。因此,反射的绿光和红光可以穿过第一部分和第二部分以发射到显示装置的外部。

第二滤光器层可以反射大于大约500nm的波长区域中的光的大于或等于大约70%、大于或等于大约80%或者大于或等于大约90%,或者甚至为大约100%。

同时,第二滤光器层对小于或等于大约500nm的波长区域中的光的透射率可以例如大于或等于大约90%、大于或等于大约92%、大于或等于大约94%、大于或等于大约96%、大于或等于大约98%、大于或等于大约99%或者甚至为大约100%。

在实施例中,可以通过使用光致抗蚀剂组合物的方法制造堆叠结构。该方法可以包括以下步骤:在基底上形成组合物的膜;将膜的选定区域暴露于(例如,小于或等于大约400nm的波长的)光;以及采用碱显影液对曝光后的膜进行显影,以获得包括量子点-聚合物复合物的图案。

基底和组合物具有与上面描述的规格的相同的规格。参照图5示出了形成图案的非限制性方法。

以旋涂、狭缝涂覆等适当的方法将组合物涂覆在基底上以具有预定厚度(s1)。可以可选地对所形成的膜进行预烘焙(prb)(s2)。可以通过从温度、时间、气氛等的已知条件中选择适当的条件来执行预烘焙。

在具有预定图案的掩模下,将形成的(或可选地被预烘焙的)膜暴露于具有预定波长的光(s3)。可以考虑到(光)引发剂的类型和量、量子点的类型和量等来选择光的波长和强度。

使用碱显影液处理(例如,浸渍或喷涂)曝光后的膜,以溶解未曝光的区域并获得所需图案(s4)。可以可选地将所获得的图案例如在大约150℃至大约230℃下后烘焙(pob)预定时间(例如,大于或等于大约10分钟或者大于或等于大约20分钟),以改善图案的抗裂性和耐溶剂性(s5)。包括实施例的量子点的量子点-聚合物复合物可以表现出大于大约29%(例如大于或等于大约30%或者大于或等于大约31%)的激发光转换率。

在量子点-聚合物复合物图案具有多个重复部分的实施例中,可以通过如下方式获得具有所需图案的量子点-聚合物复合物:制备包括具有所需光致发光性质(光致发光峰值波长等)的量子点的多个组合物,以形成每个重复部分(例如,发红光的量子点、发绿光的量子点或可选的发蓝光的量子点);以及针对每个组合物重复适当次数(例如,两次或更多次或者三次或更多次)的上述图案的形成(s6)。例如,量子点-聚合物复合物可以具有(例如,设置为)包括至少两个重复颜色部分(例如,rgb部分)的图案。量子点-聚合物复合物图案可以在显示装置中用作光致发光型滤色器。

在实施例中,可以使用墨组合物制造堆叠结构。该方法可以包括使用适当的系统(例如,诸如喷墨或喷嘴印刷装置的滴排放装置)在所需基底上沉积该墨组合物(例如,以提供所需图案)并对其进行加热以去除溶剂并进行聚合。该方法可以以简单且快速的方式提供高度精确的量子点-聚合物复合物膜或图案。

实施例提供了一种包括所述量子点的电子装置。该装置可以包括发光二极管(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。

在下文中,参照下面的示例更详细地说明其它实施例。注意的是,示例表示本发明的示例性实施例,并且本发明不限于此。

示例

分析方法

1、紫外(uv)-可见(vis)吸收分析

使用shimadzuuv2700光谱仪来执行uv-vis光谱分析,并获得了uv-可见吸收光谱。

2、光致发光分析

使用plqy光谱仪otsukaqe-2100(购自大冢电子株式会社(otsukaelectronicsco.,ltd.))进行光致发光分析,并获得了光致发光光谱。在450nm的照射波长下获得制造的纳米晶体的光致发光光谱。

3、icp分析

使用shimadzuicps-8100执行电感耦合等离子体-原子发射光谱(icp-aes)分析。

4、量子点-聚合物复合物的亮度和发光效率

使用领域技术人员公知的方法利用积分球测量蓝色激发光(b)激发的发光效率。将qd-聚合物复合物置于积分球中,并被蓝色激发光照射。分别测量从被照射的复合物发射的绿光(或红光)(a)的量以及穿过复合物的蓝光(b')的量。

根据以下等式获得量子点-聚合物复合物的蓝光吸收率和量子效率:

蓝光吸收率=(b-b')/b×100%

蓝光转换率=a/b×100%

b:蓝色激发光(光子)的强度

a:蓝光激发期间从复合物发射的绿光(或红光)的强度

b':穿过复合物(或未被复合物吸收)的蓝色激发光的强度。

参考示例1:以下列方式制备inznp核。

在200毫升(ml)反应烧瓶中将乙酸铟、乙酸锌和棕榈酸溶解在1-十八烯中,并将混合物在真空下在120℃下加热1小时。添加到反应烧瓶中的铟、锌与棕榈酸的摩尔比为1:1:3。在1小时后,将氮缓慢引入反应烧瓶中至大约1atm,将反应烧瓶加热至260℃,然后快速注入三(三甲基甲硅烷基)膦(tms3p)和三辛基膦(top)的混合溶液。tms3p的量为每1摩尔铟大约0.75摩尔。将反应混合物在大约260℃下保持大约20分钟。然后将反应混合物快速冷却至室温并向反应混合物中加入丙酮以促进纳米晶体的沉淀,然后通过离心分离纳米晶体并将其分散在甲苯中,以获得inznp核的纳米晶体的甲苯分散体。inznp核的平均颗粒尺寸为大约2纳米(nm)。

示例1:

[1]量子点的合成及其表征

(1)将硒和硫分散于三辛基膦(top)中,以分别获得2摩尔(m)se/top储备液和2ms/top储备液。

在200ml反应烧瓶中,将乙酸锌和油酸溶解在三辛胺中,并将溶液在真空下在120℃下加热10分钟。10分钟之后,将氮缓慢加入反应烧瓶中至大约1atm,并将所得溶液加热至大约320℃。向反应烧瓶中注入参考示例1中制备的inznp半导体纳米晶体核的甲苯分散体,并随着时间将若干预定量的se/top储备液注入反应烧瓶中。执行反应以获得反应混合物,该反应混合物包括具有设置在inznp核上的znse壳的纳米颗粒。总反应时间为100分钟,每1摩尔铟使用se的总量为大约20摩尔。

此后,在将反应混合物保持在320℃下的情况下,在反应时间内将2ms/top储备液缓慢注入反应混合物中,以获得包括具有设置在znse壳上的zns壳的颗粒的所得溶液。总反应时间为40分钟,每1摩尔铟使用s的总量为大约12摩尔。

将过量的乙醇加入最终反应混合物中以促进inznp/znse/zns半导体纳米晶体的沉积,然后对其进行离心。离心之后,弃去上清液,将分离后的纳米晶体进行干燥并将其分散于氯仿或甲苯中,以获得量子点溶液(在下文中,称为qd溶液)。对qd溶液进行icp-aes分析,并将结果示于表1中。对qd溶液还进行uv-vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析,并将结果示于表1中。

[2]量子点-聚合物复合物及其图案的制造。

(1)量子点-粘合剂分散体的制备

将上面制得的量子点的氯仿溶液与粘合剂聚合物的溶液混合,粘合剂聚合物是甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸羟基乙酯和苯乙烯的共聚物(酸值:130毫克(mg)koh每克(mgkoh/g),分子量:8000克/摩尔(g/mol),甲基丙烯酸:甲基丙烯酸苄酯:甲基丙烯酸羟基乙酯:苯乙烯(摩尔比)=61.5:12:16.3:10.2)。使用丙二醇单甲醚乙酸酯(pgmea)作为溶剂以提供30重量百分比(wt%)的量子点-粘合剂分散体。

(2)光敏组合物的制备

向上面制得的量子点-粘合剂分散体中加入具有以下结构的六丙烯酸酯(作为可光聚合单体)、乙二醇二-3-巯基丙酸酯(在下文中,称为2t,作为多硫醇化合物)、肟酯化合物(作为光引发剂)、tio2(作为金属氧化物细颗粒)和pgmea(作为溶剂),以获得组合物。

(乙二醇二-3-巯基丙酸酯)

(六丙烯酸酯)

其中,

基于总固体含量,制得的组合物包括40wt%的量子点、12.5wt%的粘合剂聚合物、25wt%的2t、12wt%的可光聚合单体、0.5wt%的光引发剂和10wt%的tio2细颗粒。总固体含量为大约25wt%。

(3)量子点-聚合物复合物图案的形成以及热处理

将上面获得的组合物以150转每分钟(rpm)在玻璃基底上旋涂5秒(s),以提供膜。将获得的膜在100℃下预烘焙(prb)。将预烘焙的膜在具有预定图案(例如,方点或条纹图案)的掩模下暴露于光(波长:365nm,强度:100毫焦耳(mj))1秒。使用氢氧化钾水溶液(浓度:0.043重量百分比)将膜进行显影50秒,以获得厚度为6微米(μm)的量子点-聚合物复合物的图案。

将获得的图案在氮气氛下在180℃的温度下热处理30分钟(pob)。对于所获得的膜图案(qd示例1),测量光致发光峰值波长、蓝光吸收率和光转换效率,并将结果示于表2中。

示例2

1、除了每18摩尔se使用1摩尔铟之外,以与示例1中阐述的方式相同的方式制备示例2的核-壳量子点。对于获得的qd溶液,测量icp-aes分析、uv-vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析,并将结果示于表1中。

2、除了使用在示例2中获得的量子点之外,以与示例1中阐述的方式相同的方式制备量子点-聚合物复合物(qd示例2)。对于获得的膜图案,测量蓝光吸收率和光转换效率,并将结果示于表2中。

对比示例1

1、除了每7摩尔se使用1摩尔铟之外,以与示例1中阐述的方式相同的方式制备inznp/znse/zns量子点。

对于获得的qd溶液,进行icp-aes分析、uv-vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析,并将结果示于表1中。

2、除了使用在对比示例1中获得的量子点之外,以与示例1中阐述的方式相同的方式制备量子点-聚合物复合物(qd对比示例1)。对于获得的膜图案,测量蓝光吸收率和光转换效率,并将结果示于表2中。

对比示例2

1、除了通过采用快速注入方式(即,其中s/top储备液(例如,在一分钟内)以单一部分而不是如示例1中一样在几十分钟的过程中以若干不同部分注入到反应烧瓶中的工艺(即,通过快速注入提供s/top储备液))制备zns涂层之外,以与示例1中阐述的方式相同的方式制备inznp/znse/zns量子点。

对于获得的qd溶液,进行icp-aes分析、uv-vis吸收光谱分析和光致发光光谱分析,并将结果示于表1中。

2、除了使用在对比示例2中获得的量子点之外,以与示例1中阐述的方式相同的方式制备量子点-聚合物复合物(qd对比示例2)。对于获得的膜图案,测量蓝光吸收率和光转换效率,并将结果示于表2中。

表1

表2

表2中报道的结果和数据证实了,与分别包括对比示例1和对比示例2的量子点的量子点-聚合物复合物(qd对比示例1和qd对比示例2)相比,分别包括示例1至示例2的量子点的量子点-聚合物复合物(qd示例1和qd示例2)表现出增强的光学性质和稳定性(工艺保持率)。

虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施例的内容描述了本公开,但是将理解的是,发明不局限于所公开的实施例,相反地,而是意图涵盖包括在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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