阅读说明：本技术 量子点组合物及其在制备量子点发光器件中的应用 (Quantum dot composition and its preparing the application in quantum dot luminescent device ) 是由 刘玉婧 林佳丽 刘雅俊 韩璐 高林华 于 2019-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种量子点组合物及其在制备量子点发光器件中的应用,所述量子点组合物包括主体树脂、单体、量子点和有机小分子材料。本发明的量子点组合物实现了在不添加额外量子点的条件下提高发光器件的发光强度,显著降低了制备成本。(The present invention relates to a kind of quantum dot composition and its application in quantum dot luminescent device is being prepared, the quantum dot composition includes matrix resin, monomer, quantum dot and organic small molecule material.Quantum dot composition of the invention realizes the luminous intensity that luminescent device is improved under conditions of not adding additional quantum dot, significantly reduces preparation cost.)

量子点组合物及其在制备量子点发光器件中的应用

技术领域

本发明涉及材料领域，特别是涉及一种量子点组合物及其在制备量子点发光器件中的应用。

背景技术

量子点是一种零维纳米半导体发光材料，又被称为人工原子或纳米晶。其尺寸在2～10nm之间，具有激发波长范围宽、发射峰窄、发光效率高、可通过改变量子点尺寸来控制其发射峰等特点。量子点广泛应用于显示、医疗、太阳能等多种行业。

在显示行业，相比传统发光材料，量子点具有高色纯度、高发光效率、光稳定性好、发光波长连续可调等优点，可以大幅提升显示背光的色域及色彩饱和度。商业应用中，量子点一般以量子点膜片或量子点滤光片的形式应用在液晶电视中。其中，量子点胶水是制备量子点膜片的重要原料，量子点墨水是制备量子点滤光片及量子点电致发光器件的重要原料。为了提高量子点发光器件的发光强度，通常采用增大量子点胶水或量子点墨水中量子点占比的方法，但由于量子点的成本较高，导致量子点胶水及量子点墨水的总成本居高不下。

发明内容

基于此，有必要提供一种制备成本低且发光强度高的量子点组合物及其应用。

一种量子点组合物，所述量子点组合物包括主体树脂、单体、量子点和有机小分子材料。

在其中一个实施例中，以100重量份的所述量子点组合物为基准，所述主体树脂的含量为5～70重量份，所述单体的含量为20～80重量份，所述量子点的含量为0.1～20重量份，所述有机小分子材料的含量为0.1～10重量份。

在其中一个实施例中，所述有机小分子材料选自脂肪酸、脂肪胺、烷基膦类化合物、烷基硫醇、吡啶和呋喃中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述有机小分子材料选自十四酸、十六酸、十八酸、硬脂酸、油酸、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、油胺、二辛胺，三辛基膦、三辛基氧磷、十二烷基磷酸、十四烷基磷酸、十六烷基磷酸和十八烷基磷酸的至少一种。

在其中一个实施例中，所述量子点选自VI-II族量子点、III-V族量子点和IV-VI族量子点中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述主体树脂选自丙烯酸类树酯、环氧类树脂和有机硅类树脂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述单体选自丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯和乙酸乙酯中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述量子点组合物还包括添加剂，所述添加剂包括消泡剂、光引发剂、流平剂、偶联剂和无机填料中的至少一种。

上述量子点组合物在制备量子点发光器件中的应用。

在其中一个实施例中，所述量子点发光器件包括量子点膜片、量子点滤光片和电致发光器件的量子点涂层中的至少一种。

通过添加有机小分子材料，使量子点组合物中存在一定数量的游离有机小分子，其能促进量子点对光子的捕捉与利用，从而实现在不增大量子点占比的条件下提高发光器件的发光强度，显著降低成本。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

一实施方式的量子点组合物，该量子点组合物可作为量子点胶水、量子点墨水等用于制备发光器件，包括主体树脂、单体、量子点和有机小分子材料。

具体地，以100重量份的量子点组合物为基准，主体树脂的含量可以为5～70重量份，单体的含量可以为20～80重量份，量子点的含量可以为0.1～20重量份，有机小分子材料的含量可以为0.1～10重量份。上述含量范围内的量子点组合物中，有机小分子材料的含量适中，能够达到较好的提高发光器件发光强度的效果。

进一步地，以100重量份的量子点组合物为基准，主体树脂的含量为10～60重量份，单体的含量可以为25～70重量份，量子点的含量为0.5～15重量份，有机小分子材料的含量为3～8重量份。上述含量范围内的量子点组合物有利于进一步提高发光器件发光强度的效果。

有机小分子材料是与“有机高分子(聚合物)材料”相对应的概念，指具有固定的重均分子量尤其是不高于10000的重均分子量、分子中不具有聚合度的有机物材料。进一步地，有机小分子材料的重均分子量可以为200～500。

进一步地，有机小分子材料选自脂肪酸、脂肪胺、烷基膦类化合物(如烷基氧化膦、烷基膦酸、烷基次磷酸等)、烷基硫醇、吡啶和呋喃中的至少一种。上述有机小分子材料有利于促进量子点对光子的捕捉与利用，从而提高发光器件的发光强度。

具体地，有机小分子材料可以包括但不限于十四酸、十六酸、十八酸、硬脂酸、油酸、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、油胺、二辛胺，三辛基膦、三辛基氧磷、十二烷基磷酸、十四烷基磷酸、十六烷基磷酸和十八烷基磷酸等。

量子点可以为本领域常规的任意种类。具体地，量子点可以选自VI-II族量子点、III-V族量子点和IV-VI族量子点中的至少一种。量子点的结构没有特殊限制，可以为核结构的量子点、核/壳结构的量子点、核/壳/壳结构的量子点等各种常规结构的量子点。量子点可以为常规二元量子点或相关三元、四元量子点等，其可以本身具有配体，或者不具有配体。量子点可以商购得到，也可以采用本领域公知的方法制备得到，其粒径一般为1～10nm。

具体地，量子点可以包括但不限于CdSe量子点、CdS量子点、CdTe量子点、ZnSe量子点、ZnTe量子点、PbSe量子点、PbTe量子点、InP量子点、InAs量子点、InSb量子点、GaAs量子点、GaP量子点、CuInS₂量子点、AgInS₂量子点、碳量子点、钙钛矿量子点、ZnSe/ZnS量子点、CdS/ZnS量子点、CdSe/ZnS量子点、CdSe/CdS/ZnS量子点等。

在一个实施例中，主体树脂可以选自丙烯酸类树酯、环氧类树脂和有机硅类树脂中的至少一种。

单体可以为单官能单体、双官能单体、三官能单体和多官能单体。在其中一个实施例中，单体选自丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯和乙酸乙酯中的至少一种。

在其中一个实施例中，量子点组合物还包括添加剂。添加剂可以为用于改善量子点组合物功能性的各种常规添加剂。具体地，添加剂可以包括消泡剂、光引发剂、流平剂、偶联剂和无机填料中的至少一种。

进一步地，光引发剂可以为本领域的常规种类，例如自由基光引发剂。具体地，光引发剂可以选自苯偶姻及其衍生物类光引发剂、苯偶酰类光引发剂、烷基苯酮类光引发剂、酰基磷氧化物类光引发剂、二苯甲酮类光引发剂和硫杂蒽酮类光引发剂中的至少一种。进一步地，以100重量份的所述量子点组合物为基准，光引发剂的含量可以为0～5重量份。

进一步地，消泡剂选自聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂和聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种。进一步地，以100重量份的所述量子点组合物为基准，消泡剂的含量可以为0～0.2重量份。

进一步地，流平剂选自丙烯酸类流平剂和有机硅类流平剂中的至少一种。进一步地，以100重量份的所述量子点组合物为基准，流平剂的含量可以为0～5重量份。

进一步地，偶联剂为硅烷偶联剂。进一步地，以100重量份的所述量子点组合物为基准，偶联剂的含量可以为0～5重量份。

进一步地，无机填料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锌中的至少一种。进一步地，以100重量份的所述量子点组合物为基准，无机填料的含量可以为0～10重量份。

在其中一个实施例中，主体树脂为丙烯酸类树脂，单体选自丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种，添加剂包括无机填料、偶联剂和光引发剂中的至少一种。该实施例的量子点组合物特别适用于作为光固化胶水，可用于制备量子点膜片、量子点滤光片等量子点发光器件。

在其中一个实施例中，主体树脂为有机硅类树脂，单体选自苯乙烯和乙酸乙酯中的至少一种，添加剂包括消泡剂和无机填料中的至少一种。该实施例的量子点组合物特别适用于作为热固化胶水，可用于制备量子点膜片、量子点滤光片等量子点发光器件。

在其中一个实施例中，主体树脂为丙烯酸类树脂，单体选自丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种，添加剂包括流平剂、光引发剂和消泡剂中的至少一种。该实施例的量子点组合物特别适用于作为量子点墨水，可用于制备量子点滤光片、量子点电致发光单元等量子点发光器件。

将主体树脂、单体、量子点、有机小分子材料和可选的添加剂按照一定配比混合均匀，即可得到本发明的量子点组合物。

通过加入有机小分子材料，提高了量子点对光子的捕捉与利用，从而实现在不添加额外量子点的基础上提高量子点发光器件的发光强度，显著降低成本。

上述量子点组合物在制备量子点发光器件中的应用。

具体地，量子点发光器件可以包括量子点膜片、量子点滤光片和电致发光器件的量子点涂层中的至少一种。采用上述量子点组合物制备量子点发光器件的方法没有特殊的限制，可以为本领域的各种常规方法。

下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但不用于限制本发明。

实施例中所采用的量子点为按照文献(Xie R,Kolb U,Li J,et al.Synthesisand characterization of highly luminescent CdSe-core CdS/Zn_0.5Cd_0.5S/ZnSmultishell nanocrystals[J].Journal of the American Chemical Society,2005,127(20):7480-7488.)中公开的方法自制的硒化镉量子点，绿色量子点发射波长525nm，半峰宽26nm，红色量子点发射波长627nm，半峰宽25nm。其余原材料均为市售产品。

实施例1

本实施例的量子点组合物中，主体树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(购自Sartomer，商品号为CN9013 NS)，单体为丙烯酸异冰片酯(购自Sartomer，商品号为SR506 NS)，光引发剂为巴斯夫Irgacure 2100，有机小分子材料为油酸(购自Sigmaaldrich，商品号为91541，分子量为282)。

将45重量份的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、49重量份的丙烯酸异冰片酯、0.9重量份的绿色量子点、0.1重量份的红色量子点、3重量份的油酸与2重量份的巴斯夫Irgacure 2100混合均匀，得到本实施例的量子点组合物。

实施例2

本实施例的量子点组合物中，主体树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(购自Sartomer，商品号为CN9013 NS)，单体为丙烯酸异冰片酯(购自Sartomer，商品号为SR506 NS)，光引发剂为巴斯夫Irgacure 2100，有机小分子材料为十二烷基磷酸(购自湖北楚胜威化工，分子量为250)。

将45重量份的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、48重量份的丙烯酸异冰片酯、0.9重量份的绿色量子点、0.1重量份的红色量子点、4重量份的十二烷基磷酸与2重量份的巴斯夫Irgacure 2100混合均匀，得到本实施例的量子点组合物。

实施例3

本实施例的量子点组合物中，主体树脂为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(购自Sartomer，商品号为CN9013 NS)，单体为丙烯酸异冰片酯(购自Sartomer，商品号为SR506 NS)，光引发剂为巴斯夫Irgacure 2100，有机小分子材料为三辛基氧磷(购自SigmaAldrich，商品号为223301，分子量为387)。

将45重量份的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、47重量份的丙烯酸异冰片酯、0.9重量份的绿色量子点、0.1重量份的红色量子点、5重量份的三辛基氧磷与2重量份的巴斯夫Irgacure2100混合均匀，得到本实施例的量子点组合物。

实施例4

本实施例的量子点组合物与实施例3的区别在于，原料为：45重量份的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、51重量份的丙烯酸异冰片酯、0.9重量份的绿色量子点、0.1重量份的红色量子点、1重量份的三辛基氧磷与2重量份的巴斯夫Irgacure 2100。

实施例5

本实施例的量子点组合物与实施例3的区别在于，原料为：45重量份的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、51.5重量份的丙烯酸异冰片酯、0.9重量份的绿色量子点、0.1重量份的红色量子点、0.5重量份的三辛基氧磷与2重量份的巴斯夫Irgacure 2100。

实施例6

本实施例的量子点组合物与实施例3的区别在于，原料为：45重量份的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、42重量份的丙烯酸异冰片酯、0.9重量份的绿色量子点、0.1重量份的红色量子点、10重量份的三辛基氧磷与2重量份的巴斯夫Irgacure 2100。

对比例1

本对比例的量子点组合物与实施例1的区别在于，不加入有机小分子材料，即原料为：45重量份的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、52重量份的丙烯酸异冰片酯、0.9重量份的绿色量子点、0.1重量份的红色量子点与2重量份的巴斯夫Irgacure 2100。

测试例

采用实施例和对比例的量子点组合物制备量子点膜片，并测试所得量子点膜片的光学性能，结果列于表1。

量子点膜片的制备方法为：将量子点组合物涂覆在水样阻隔膜上(购自I-component)上，在350nm条件下进行UV固化，得到附着有量子点胶层的量子点膜片，量子点胶层的厚度为100μm。

采用Cary Eclipse荧光分光光度计测试发射峰强度，Chroma Display ColorAnalyzer 7123色彩分析仪测试发光强度。

表1

	绿色峰强(强度)	红色峰强(强度)	发光强度(cd/m<sup>2</sup>)
				实施例1	217.59	73.63	322.5
实施例2	262.29	84.76	363.4
				实施例3	268.05	87.72	340.1
实施例4	180.39	61.65	294.4
				实施例5	147.34	49.55	288.7
实施例6	120.82	40.56	240.4
				对比例1	113.98	38.18	228.3

由表1可见，在不增大量子点占比的条件下，相比于不加入有机小分子材料的对比例1，实施例1～6制备的量子点膜片的绿色及红色峰强以及发光强度均有明显增加。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。