選自包括以下各項(xiàng)的組:CdS,CdSe,CdTe,ZnS,ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe和HgZnSTe,甚至更特別地選自包括以下各項(xiàng)的組:CdS,CdSe,CdSe/CdS和CdSe/ CdS/ZnS〇
[0044] 在實(shí)施例中,應(yīng)用無(wú)Cd的QD。在特定實(shí)施例中,光轉(zhuǎn)換器納米顆粒包括III-V QD, 更特別地為基于InP的量子點(diǎn),諸如核-殼InP-ZnS QD。要指出的是,術(shù)語(yǔ)"InP量子點(diǎn)"或 "基于InP的量子點(diǎn)"和類(lèi)似術(shù)語(yǔ)可以涉及"裸露的"InP QD,但是也可以涉及具有InP核上 的殼的核-殼InP QD,諸如核-殼InP-ZnS QD,比如InP-ZnS QD棒中點(diǎn)(dot-in-rod)。
[0045] 發(fā)光納米顆粒(沒(méi)有涂層)可以具有大約2-50 nm的范圍內(nèi)的尺寸,特別地為2-20 nm,諸如5-15 nm ;特別地納米顆粒的至少90%分別具有在所指示的范圍內(nèi)的尺寸(即,例 如,納米顆粒的至少90%具有在2-50 nm的范圍內(nèi)的尺寸,或者特別地納米顆粒的至少90% 具有在5-15 nm的范圍內(nèi)的尺寸)。術(shù)語(yǔ)"尺寸"特別地涉及長(zhǎng)度、寬度和直徑中的一個(gè)或 多個(gè),這取決于納米顆粒的形狀。
[0046] 在實(shí)施例中,光轉(zhuǎn)換器納米顆粒具有在從大約1到大約1000納米(nm)的范圍內(nèi) 并且優(yōu)選地在從大約1到大約100 nm的范圍內(nèi)的平均顆粒大小。在實(shí)施例中,納米顆粒具 有在從大約l-50nm,特別地1到大約20nm的范圍內(nèi),并且一般至少1. 5nm,諸如至少2nm的 平均顆粒大小。在實(shí)施例中,納米顆粒具有在從大約1到大約20 nm的范圍內(nèi)的平均顆粒 大小。
[0047] 典型的點(diǎn)由諸如硒化鎘、硫化鎘、砷化銦和磷化銦之類(lèi)的二元合金制成。然而,點(diǎn) 也可以由諸如硫硒化鎘之類(lèi)的三元合金制成。這些量子點(diǎn)可以包含在具有10至50個(gè)原子 的直徑的量子點(diǎn)體積內(nèi)的如100至100, 〇〇〇個(gè)那樣少的原子。這對(duì)應(yīng)于大約2至10納米。 例如,可以提供具有大約3 nm的直徑的諸如CdSe、InP或CuInSe22類(lèi)的球形顆粒。發(fā)光 納米顆粒(沒(méi)有涂層)可以具有球形、立方體、棒、線(xiàn)、盤(pán)、多槽等的形狀,其中一個(gè)維度上的 大小小于10 nm。例如,可以提供具有20 nm長(zhǎng)度和4 nm直徑的CdSe的納米棒。因此,在 實(shí)施例中,基于半導(dǎo)體的發(fā)光量子點(diǎn)包括核-殼量子點(diǎn)。在又一實(shí)施例中,基于半導(dǎo)體的發(fā) 光量子點(diǎn)包括棒中點(diǎn)納米顆粒。也可以應(yīng)用不同類(lèi)型顆粒的組合。例如,可以應(yīng)用核-殼 顆粒和棒中點(diǎn)和/或可以應(yīng)用前述納米顆粒中的兩個(gè)或更多的組合,諸如CdS和CdSe。此 處,術(shù)語(yǔ)"不同類(lèi)型"可以涉及不同幾何形狀以及不同類(lèi)型的半導(dǎo)體發(fā)光材料。因此,也可 以應(yīng)用(以上所指示的)量子點(diǎn)或發(fā)光納米顆粒中的兩個(gè)或更多的組合。
[0048]諸如從W0 2011/031871得到的制造半導(dǎo)體納米晶體的方法的一個(gè)示例是膠體生 長(zhǎng)過(guò)程。膠體生長(zhǎng)通過(guò)將M給體和X給體注入到熱配位溶劑中而發(fā)生。用于制備單分散半 導(dǎo)體納米晶體的優(yōu)選方法的一個(gè)示例包括注入到熱配位溶劑中的諸如二甲基鎘之類(lèi)的有 機(jī)金屬試劑的熱解。這準(zhǔn)許離散成核并且導(dǎo)致半導(dǎo)體納米晶體的宏觀量的受控生長(zhǎng)。注入 產(chǎn)生可以以受控方式生長(zhǎng)以形成半導(dǎo)體納米晶體的晶核。反應(yīng)混合物可以被溫和地加熱以 使半導(dǎo)體納米晶體生長(zhǎng)和退火。樣品中的半導(dǎo)體納米晶體的平均大小和大小分布二者取決 于生長(zhǎng)溫度。維持穩(wěn)定生長(zhǎng)所必需的生長(zhǎng)溫度隨著平均晶體大小的增加而增加。半導(dǎo)體納 米晶體是半導(dǎo)體納米晶體的群體的成員。作為離散成核和受控生長(zhǎng)的結(jié)果,可以獲得的半 導(dǎo)體納米晶體的群體具有直徑的窄、單分散分布。直徑的單分散分布也可以被稱(chēng)為大小。優(yōu) 選地,顆粒的單分散群體包括顆粒的群體,其中群體中的顆粒的至少大約60%落在指定顆 粒大小范圍內(nèi)。單分散顆粒的群體優(yōu)選地在直徑方面偏離小于15% rms (均方根)并且更 優(yōu)選地小于10% rms并且最優(yōu)選地小于5%。
[0049] 在實(shí)施例中,納米顆??梢园ò雽?dǎo)體納米晶體,其包括含有第一半導(dǎo)體材料的 核和含有第二半導(dǎo)體材料的殼,其中殼布置在核表面的至少一部分之上。包括核和殼的半 導(dǎo)體納米晶體也被稱(chēng)為"核/殼"半導(dǎo)體納米晶體。
[0050] 例如,半導(dǎo)體納米晶體可以包括具有式MX的核,其中M可以是鎘、鋅、鎂、汞、鋁、 鎵、銦、鉈或其混合物,并且X可以是氧、硫、硒、碲、氮、磷、砷、銻或其混合物。適于用作半 導(dǎo)體納米晶體核的材料的示例包括但不限于:ZnO,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdO,CdS, CdSe, CdTe, MgS, MgSe, GaAs, GaN, GaP, GaSe, GaSb, HgO, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InN, InP, InSb, AlAs, AIN, A1P, AlSb, TIN, TIP, TIAs, TISb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, Ge, Si,包括前述中的任一個(gè)的合金,和/或包括前述中的任一個(gè)的混合物,包括三元和四 元混合物或合金。
[0051] 殼可以是具有與核的組成相同或不同的組成的半導(dǎo)體材料。包括核半導(dǎo)體納米晶 體的表面上的半導(dǎo)體材料的外涂層的殼可以包括IV族元素、II-VI族化合物、II-V族化合 物、III-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族 化合物、II-IV-V族化合物、包括前述中的任一個(gè)的合金、和/或包括前述中的任一個(gè)的混 合物,包括三元和四元混合物或合金。示例包括但不限于:ZnO,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgS, MgSe, GaAs, GaN, GaP, GaSe, GaSb, HgO, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InN, InP, InSb, AlAs, AIN, A1P, AlSb, TIN, TIP, TIAs, TISb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, Ge,Si,包括前述中的任一個(gè)的合金,和/或包括前述中的任一個(gè)的混合物。 例如,ZnS、ZnSe或CdS外涂層可以生長(zhǎng)在CdSe或CdTe半導(dǎo)體納米晶體上。例如,在美國(guó)專(zhuān) 利6, 322, 901中描述了外涂敷過(guò)程。通過(guò)在外涂敷期間調(diào)節(jié)反應(yīng)混合物的溫度并且監(jiān)視核 的吸收頻譜,可以獲得具有高發(fā)射量子效率和窄大小分布的經(jīng)外涂敷的材料。外涂層可以 包括一個(gè)或多個(gè)層。外涂層包括與核的組成相同或不同的至少一個(gè)半導(dǎo)體材料。優(yōu)選地, 外涂層具有從大約一到大約十個(gè)單層的厚度。外涂層也可以具有大于十個(gè)單層的厚度。在 實(shí)施例中,在核上可以包括多于一個(gè)外涂層。
[0052] 在實(shí)施例中,圍繞的"殼"材料可以具有比核材料的帶隙大的帶隙。在某些其它實(shí) 施例中,圍繞的殼材料可以具有比核材料的帶隙小的帶隙。
[0053] 在實(shí)施例中,殼可以經(jīng)選擇以便具有與"核"襯底的原子間距接近的原子間距。在 某些其它實(shí)施例中,殼和核材料可以具有相同的晶體結(jié)構(gòu)。
[0054] 半導(dǎo)體納米晶體(核)殼材料的示例包括而不限于:紅(例如,(CdSe)ZnS (核)殼)、 綠(例如,(CdZnSe)CdZnS (核)殼等)和藍(lán)(例如,(CdS)CdZnS (核)殼)(同樣進(jìn)一步參見(jiàn) 上文的例如基于半導(dǎo)體的特定光轉(zhuǎn)換器納米顆粒)。
[0055] 因此,以上提到的外表面可以是裸露量子點(diǎn)(即不包括另外的殼或涂層的QD)的表 面或者可以是諸如核-殼量子點(diǎn)(比如核-殼或棒中點(diǎn))的經(jīng)涂敷的量子點(diǎn)的表面,即殼的 (外)表面。接枝配體因此特別地接枝到量子點(diǎn)的外表面,諸如棒中點(diǎn)QD的外表面。
[0056] 因此,在特定實(shí)施例中,光轉(zhuǎn)換器納米顆粒選自包括核-殼納米顆粒的組,其中 核和殼包括以下中的一個(gè)或多個(gè):CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, GaN, GaP, GaAs, AIN, A1P, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, A1NP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GalnNP, GalnNAs, GalnPAs, InAlNP, InAlNAs和 InAlPAs。
[0057]一般而言,核和殼包括相同類(lèi)別的材料,但是基本上包括不同的材料,比如圍繞 CdSe核的ZnS殼等等。
[0058] 在本文中,使用術(shù)語(yǔ)"固體聚合物"以便指示本發(fā)明的過(guò)程的聚合最終產(chǎn)品不是液 體或溶解的聚合物,而是以例如顆粒、膜、板等形式的有形產(chǎn)品(在室溫(和大氣壓力)下)。 因此,在實(shí)施例中,光轉(zhuǎn)換器選自包括涂層、自支撐層和板的組;所述光轉(zhuǎn)換器因此特別地 在室溫,特別地甚至高達(dá)100°C,特別地甚至高達(dá)150°C,特別地甚至高達(dá)200°C下為固體。 光轉(zhuǎn)換器可以是柔性的或者可以是剛性的。另外,光轉(zhuǎn)換器可以是平坦的或彎曲的(在一個(gè) 或兩個(gè)維度上)。另外,可選地,光轉(zhuǎn)換器可以包括光轉(zhuǎn)換器的外表面的至少一部分處的出 耦合結(jié)構(gòu)。
[0059] 本發(fā)明的過(guò)程至少包括兩個(gè)過(guò)程元素,其一般將連續(xù)地執(zhí)行,其中第一過(guò)程元素 在第二過(guò)程元素之前。明確提到兩個(gè)過(guò)程元素的事實(shí)不排除一個(gè)或多個(gè)其它過(guò)程元素的存 在,其可以包括在第一過(guò)程元素之前的過(guò)程中,和/或第一與第二過(guò)程元素之間,和/或在 第二過(guò)程元素之后。例如,本發(fā)明的過(guò)程還可以包括量子納米顆粒上的現(xiàn)有接枝分子與如 本發(fā)明中所限定的接枝分子的交換。該過(guò)程還可以可選地包括過(guò)量配體(即未束縛到光轉(zhuǎn) 換器納米顆粒的配體)的移除。
[0060] 第一過(guò)程元素包括經(jīng)接枝的納米顆粒(即具有利用接枝配體接枝的外表面的轉(zhuǎn)換 器納米顆粒)和可固化的硅氧烷聚合物的混合。一般而言,當(dāng)存在QD可以分散于其中并且 特別地為用于可固化的硅氧烷聚合物的溶劑的液體的情況下,這可以加速或優(yōu)化。此處,溶 劑被認(rèn)為是在室溫時(shí)待溶解的物質(zhì)的至少0. 1克/I可以溶解在溶劑中的溶劑。溶劑可以 是任何常見(jiàn)的,優(yōu)選地非極性的溶劑,其具有優(yōu)選地低于120°c的沸點(diǎn)。例如,溶劑可以是甲 苯、苯、己烷、環(huán)己烷等。溶劑可以是極性溶劑。例如,溶劑可以是氯仿、丙酮、丙酮腈、乙酸 乙酯、石油醚等??梢岳贸R?guī)技術(shù)來(lái)完成混合??蛇x地,可以加熱混合物。
[0061] 可以利用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)來(lái)完成固化。如以上所指示的,為此目的,可固化的 硅氧烷聚合物的至少一部分可以具有反應(yīng)基,其被配置成在固化時(shí)形成交聯(lián)。固化可以通 過(guò)催化劑來(lái)輔助。另外,混合物可以被加熱和/或輻照以發(fā)起和/或傳播固化。通過(guò)固化, 獲得用于經(jīng)接枝的光轉(zhuǎn)換器納米顆粒的(固體)基質(zhì)或主體(經(jīng)接枝的光轉(zhuǎn)換器納米顆粒嵌 入并且分布在基質(zhì)或主體中)。
[0062] 如以上所提出的,本發(fā)明的過(guò)程可以提供一種(發(fā)光)光轉(zhuǎn)換器,其包括嵌入具有 利用接枝分子接枝