量子点、组合物、量子点复合物和显示面板的制作方法

文档序号:32946582发布日期:2023-01-14 11:14阅读:96来源:国知局
量子点、组合物、量子点复合物和显示面板的制作方法
量子点、组合物、量子点复合物和显示面板
1.本技术要求于2021年7月7日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0089076号韩国专利申请的优先权和由此获得的所有权益,该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
2.公开了一种量子点、用于制备量子点复合物的组合物、量子点复合物和显示面板。


背景技术:

3.量子点是纳米尺寸的半导体纳米晶体材料,并且可以通过改变它们的尺寸和/或组成来控制它们的光学性质(例如,发光性质)。量子点的发光性质可以应用于电子设备(例如,显示装置)。当应用于装置中时,量子点可以以复合物的形式应用。需要开发环境友好的且在应用于电子设备时能够表现出改善的物理性质的量子点和量子点复合物。


技术实现要素:

4.实施例提供了(例如,当以复合物的形式应用于装置时)即使在高亮度光源下也可以长时间稳定地驱动而不降低亮度的量子点,从而确保高可靠性。
5.另一实施例提供了一种包括该量子点的量子点复合物。
6.另一实施例提供了一种用于制备该量子点复合物的组合物和包括该量子点复合物的显示面板。
7.根据实施例的量子点包括半导体纳米晶体核,半导体纳米晶体核包括铟和磷且具有在约600nm与约650nm之间的发射峰值波长或在约500nm与约550nm之间的发射峰值波长,其中,在用差示扫描量热仪(dsc)测量的热重分析(tga)曲线中,在约400℃至约500℃之间的峰的面积是相对于在约200℃至约300℃之间的峰的面积的约0.17倍或更大且约0.5倍或更小。
8.在量子点的热重分析曲线中,基于峰的总面积,在约200℃与约400℃之间的峰的面积可以是约40%或更大。
9.量子点还可以包括设置在半导体纳米晶体核上且包含锌和硒的半导体纳米晶体壳。
10.半导体纳米晶体壳还可以包括硫。
11.半导体纳米晶体壳还可以包括:第一半导体纳米晶体壳,设置在半导体纳米晶体核上且包括锌和硒;以及第二半导体纳米晶体壳,设置在第一半导体纳米晶体壳上且包括锌和硫。
12.量子点还可以包括设置在量子点的表面上的有机化合物,有机化合物可以包括结合到量子点的表面的羧基、硫醇基或它们的组合。
13.其中结合到量子点的表面的部分是羧基的有机化合物可以由rcooh、rcoor'或它们的组合表示,其中,r和r'均独立地是取代或未取代的c1至c30饱和或不饱和脂肪族烃基、
取代或未取代的c3至c30饱和或不饱和脂环族烃基、取代或未取代的c6至c30芳香族烃基或者它们的组合。
14.其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物可以包括:硫醇基,在一个末端处;有机基团,在另一末端处,该有机基团为取代或未取代的c1至c30饱和或不饱和脂肪族烃基、取代或未取代的c3至c30饱和或不饱和脂环族烃基、取代或未取代的c6至c30芳香族烃基或者它们的组合;以及-{(c
nh2n
)
a-o}-(其中,n和a均独立地是大于或等于1的整数)以及可选的,-(c=o)o-、取代或未取代的c1至c30亚烷基或者-(c=o)o-和取代或未取代的c1至c30亚烷基的组合,在硫醇基与有机基团之间。
15.其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物可以由化学式1表示:
16.[化学式1]
[0017]
r-o-{(c
nh2n
)ao}
b-(c
nh2n
)
c-(o)
d-(c=o)
e-(o)
f-(c
nh2n
)
g-(chsh)
h-(c
nh2n
)
i-[(c=o)o{(c
nh2n
)jo}kr]
l-(sh)m。
[0018]
在化学式1中,
[0019]
r是取代或未取代的c1至c30饱和或不饱和脂肪族烃基、取代或未取代的c3至c30饱和或不饱和脂环族烃基、取代或未取代的c6至c30芳香族烃基或者它们的组合,
[0020]
n是大于或等于1的整数,
[0021]
a、b、c、g、i、j和k均独立地是大于或等于0的整数,
[0022]
d、e、f、h、l和m全部是0或1,前提条件是h和m不同时是0,
[0023]
当h和m两者是1时,l是0,并且
[0024]
当h和l两者是1时,m是0。
[0025]
其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物可以由化学式1-1至化学式1-6中的一个或更多个表示:
[0026]
[化学式1-1]
[0027][0028]
[化学式1-2]
[0029][0030]
[化学式1-3]
[0031][0032]
[化学式1-4]
[0033][0034]
[化学式1-5]
[0035][0036]
[化学式1-6]
[0037][0038]
在化学式1-1至化学式1-6中,
[0039]
r1至r7均独立地是取代或未取代的c1至c10烷基或者取代或未取代的c6至c20芳基,
[0040]
l1至l
16
均独立地是取代或未取代的c1至c10亚烷基,并且
[0041]
n1至n7均独立地是0至10的整数。
[0042]
在量子点中,锌的重量与铟的重量的比可以是约10:1至约30:1,并且硒的重量与铟的重量的比可以是约2.9:1至约20:1。
[0043]
根据另一实施例的用于制备量子点复合物的组合物包括所述量子点以及包含碳-碳不饱和键的可聚合单体和分散剂中的至少一种。
[0044]
组合物还可以包括在末端处具有至少一个硫醇基的硫醇化合物、金属氧化物颗粒或它们的组合。
[0045]
分散剂可以是包括羧基的有机化合物,并且可以包括:包括第一单体、第二单体和可选的第三单体的单体的组合或者其共聚物,第一单体具有羧基和碳-碳双键,第二单体具有碳-碳双键和疏水部分且不具有羧基,可选的第三单体具有碳-碳双键和亲水部分且不具有羧基;含多个芳香环的聚合物,具有其中主链中的两个芳香环结合到季碳原子的骨架且具有羧基,季碳原子是其它环部分的构成原子;或者它们的组合。
[0046]
金属氧化物颗粒可以包括tio2、sio2、batio3、ba2tio4、zno或它们的组合。
[0047]
硫醇化合物可以包括由化学式2表示的化合物:
[0048]
[化学式2]
[0049][0050]
在化学式2中,
[0051]
r1是: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(-nrr',其中,r和r'均独立地是氢或者c1至c30直链或支链烷基且不同时是氢);异氰酸酯基;卤素;-ror',其中,r是取代或未取代的c1至c20亚烷基,并且r'是氢或者c1至c20直链或支链烷基;酰卤基(-rc(=o)x,其中,r是取代或未取代的c1至c20亚烷基,并且x是卤素);-c(=o)or'(其中,r'是氢或者c1至c20直链或支链烷基);-cn;或者-c(=o)orr'或-c(=o)onrr'(其中,r和r'均独立地是氢或者c1至c20直链或支链烷基),
[0052]
l1是:碳原子;取代或未取代的c1至c30亚烷基;其中至少一个亚甲基(-ch
2-)被磺酰基(-s(=o)
2-)、羰基(-c(=o)-)、醚键(-o-)、硫基(-s-)、亚砜基(-s(=o)-)、酯基(-c(=o)o-)、酰胺基(-c(=o)nr-,其中,r是氢或者c1至c10直链或支链烷基)或者它们的组合代替的取代或未取代的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,
[0053]
y1是: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;或者其中至少一个亚甲基(-ch
2-)被磺酰基(-s(=o)
2-)、羰基(-c(=o)-)、醚键(-o-)、硫基(-s-)、亚砜基(-s(=o)-)、酯基(-c(=o)o-)、酰胺基(-c(=o)nr-,其中,r是氢或者c1至c10直链或支链烷基)、亚胺基(-nr-,其中,r是氢或者c1至c10直链或支链烷基)或者它们的组合代替的c1至c30亚烷基或者c2至c30亚烯基,
[0054]
m是大于或等于1的整数,
[0055]
k1是0或者大于或等于1的整数,并且k2是大于或等于1的整数,
[0056]
m和k2的和是大于或等于3的整数,
[0057]
m不超过y1的化合价,并且
[0058]
k1和k2的和不超过l1的化合价。
[0059]
根据另一实施例的量子点复合物包括聚合物基质和分散在聚合物基质中的多个量子点,并且被构造为发射绿光或红光,其中,多个量子点中的每个包括包含铟和磷的半导体纳米晶体核,并且其中,在用差示扫描量热仪(dsc)测量的量子点复合物的热重分析曲线中,在约350℃至约450℃之间的峰的强度可以是相对于在约200℃与约300℃之间的峰的强度的约8倍或更大且约13倍或更小。
[0060]
多个量子点还包括设置在半导体纳米晶体核上且包含锌、硒和硫的半导体纳米晶体壳,并且基于量子点复合物的总重量,可以包括约0.5wt%至约2.5wt%的铟、约10wt%至约25wt%的锌、约4.5wt%至约15wt%的硒和约5wt%至约15wt%的硒。
[0061]
多个量子点还可以包括设置在半导体纳米晶体核上且包含锌、硒和硫的半导体纳米晶体壳,当多个量子点是发绿光的量子点时,通过icp(电感耦合等离子体)发射光谱测量的量子点复合物中的锌的总摩尔数与硫和硒的总摩尔数的比可以大于或等于约1.12:1,当多个量子点是发红光的量子点时,通过icp发射光谱测量的量子点复合物中的锌的总摩尔数与硫和硒的总摩尔数的比可以大于或等于约1.0:1。
[0062]
根据另一实施例的显示面板包括由用于制备量子点复合物的组合物制造的量子点复合物或上述量子点复合物。
[0063]
显示面板可以包括颜色转换层,颜色转换层包括包含颜色转换区域的多个区域,并且量子点复合物可以在颜色转换层中设置在颜色转换区域中。
[0064]
显示面板还可以包括包含发光源的发光面板,并且颜色转换层可以转换从发光面板发射的光的发射光谱。
[0065]
即使当在高亮度光源下长时间驱动时,包括根据实施例的量子点与聚合物基质一起的量子点复合物也可以表现出稳定的发光特性而不降低亮度。因此,根据实施例的量子点复合物可以有利地应用在各种显示装置(具体地,诸如需要高亮度的虚拟现实(vr)和增强现实(ar:增强现实)的实现图像的装置、诸如手表和电视的显示装置)中以实现高亮度、高色纯度和高可靠性。
附图说明
[0066]
图1a示意性地示出了根据实施例的使用用于制造量子点复合物的组合物的图案形成工艺。
[0067]
图1b示意性地示出了根据实施例的使用墨组合物作为量子点复合物的形式的图案形成工艺。
[0068]
图2是示出了根据实施例的显示面板的示例的透视图。
[0069]
图3是图2的显示面板的剖视图。
[0070]
图4是示出了图2的显示面板的像素布置的示例的平面图。
[0071]
图5是沿着线iv-iv截取的图4的显示面板的剖视图。
[0072]
图6至图8是均示出了发光器件的示例的剖视图。
[0073]
图9是根据实施例的显示装置的示意性剖视图。
[0074]
图10是使用差示扫描量热仪测量的在示例1和对比示例1中制备的表面改性的绿色量子点中的每个的热重分析曲线图。
[0075]
图11是使用差示扫描量热仪测量的在示例3和对比示例3中制备的表面改性的红色量子点中的每个的热重分析曲线图。
[0076]
图12是使用差示扫描量热仪测量的分别在合成示例3和合成示例4中制备的在表面上包含油酸且未附加地表面改性的红色量子点和绿色量子点中的每个的热重分析曲线图。
[0077]
图13是使用差示扫描量热仪测量的由在示例5和对比示例5中制备的包括表面改性的绿色量子点的墨组合物制造的单个膜中的每个的热重分析曲线的曲线图。
[0078]
图14是由在示例5和对比示例5中制备的包括表面改性的绿色量子点的墨组合物制造的单个膜中的每个的扫描电子显微镜(sem)照片。
[0079]
图15是示出了针对由在示例5和对比示例5中制备的包括表面改性的绿色量子点的墨组合物制造的单个膜中的每个,当在用具有约100,000尼特的初始亮度的光源照射激发光的同时而被驱动时亮度根据时间的流逝的变化的曲线图。
[0080]
图16是示出了针对由在示例7和对比示例7中制备的包括表面改性的红色量子点的墨组合物制造的单个膜中的每个,当在用具有约100,000尼特的初始亮度的光源照射激发光的同时而被驱动时亮度根据时间的流逝的变化的曲线图。
[0081]
图17是示出了针对由分别在对比示例9和对比示例10中制备的包括非表面改性的
cooh)或其盐(-c(=o)om,其中,m是有机阳离子或无机阳离子)、磺酸基(-so3h)或其盐(-so3m,其中,m是有机阳离子或无机阳离子)、磷酸基(-po3h2)或其盐(-po3mh或-po3m2,其中,m是有机阳离子或无机阳离子)或者它们的组合。
[0090]
如在此所使用的,“单价有机官能团”指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c30杂烷基芳基、c3至c30环烷基、c3至c15环烯基、c6至c30环炔基或c2至c30杂环烷基。
[0091]
另外,当下面没有另外提供定义时,“杂”意指包括可以是n、o、s、si或p的1个至3个杂原子的化合物、基团或取代基。
[0092]
如在此所使用的,“亚烷基”是可选地包括至少一个取代基且化合价为二或更高价态的直链或支链饱和脂肪族烃基。如在此所使用的,“亚芳基”可以是可选地包括至少一个取代基且通过在至少一个芳香环中去除至少两个氢而形成的化合价为二或更高价态的官能团。
[0093]
另外,“脂肪族基团”指由碳和氢组成的饱和或不饱和的直链或支链c1至c30基团,“芳香族有机基团”包括c6至c30芳基或c2至c30杂芳基,“脂环族基团”指由碳和氢组成的饱和或不饱和的c3至c30环基。
[0094]
如在此所使用的,术语“(甲基)丙烯酸酯”指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
[0095]
如在此所使用的,“光转换率”是量子点复合物的发射量(g或r)(其被表示为a)与从量子点复合物的激发光(例如,蓝光)(b)吸收的光(b-b')的量的比。另外,“光转换效率”是量子点复合物的发射量(g或r)与激发光的发射量(b)的比。通过对pl光谱进行积分获得激发光的总光量(b),测量量子点复合物膜的pl光谱,获得从量子点复合物膜发射的绿色波长或红色波长中的光量(g或r)以及激发光的光量(b'),并且通过以下等式获得光转换率、光转换效率和蓝光吸收率:
[0096]
a/(b-b')
×
100=光转换率(%)
[0097]
a/b
×
100=光转换效率(%)
[0098]
(b-b')/b
×
100=单个膜的蓝光吸收率(%)。
[0099]
如在此所使用的,“分散体”指其中分散相是固体且连续相包括液体的分散体。“分散体”可以包括胶态分散体,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。
[0100]
在此,术语“量子点”指表现出量子限制或激子限制的纳米结构(诸如基于半导体的纳米晶体(颗粒)),例如,(例如,能够通过能量激发而发射光的)发光纳米结构。如在此所使用的,除非另外定义,否则术语“量子点”在其形状上没有限制。
[0101]
这里,“尺寸(例如,大小、直径、厚度等)”可以是平均尺寸(例如,大小、直径、厚度等)。这里,“平均”可以是均值或中值。尺寸可以是通过电子显微镜分析获得的值。尺寸可以是考虑量子点的组成和光学性质(例如,uv吸收波长)而计算的值。
[0102]
在此,“量子效率(或量子产率)”可以在溶液状态中或在固态下(处于复合物)测量。在实施例中,量子效率(或量子产率)是由纳米结构或纳米结构的群(population)发射的光子与吸收的光子的比。在实施例中,量子效率可以通过任何方法来测量。例如,针对荧光量子产率或效率,可以有两种方法:绝对方法和相对方法。在绝对方法中,通过积分球检
测所有样品的荧光来获得量子效率。在相对方法中,通过将标准染料(标准样品)的荧光强度与未知样品的荧光强度进行比较来计算未知样品的量子效率。香豆素153、香豆素545、罗丹明101内盐、蒽和罗丹明6g可以根据其pl波长而被用作标准染料,但是本公开不限于此。
[0103]
可以使用来自日立(hitachi)或滨松(hamamatsu)等的市售设备并参照由例如相应的设备制造商提供的说明书容易地且可再现地确定量子效率(或量子产率)。
[0104]
可以例如通过由诸如荧光分光光度计等的分光光度计获得的发射光谱来测量半峰全宽(fwhm)和最大发射(pl:光致发光)峰值波长。
[0105]
在此,不包括镉(或者其它有毒重金属或给定的元素)的描述意指镉(或者对应的有毒重金属或给定的元素)的浓度小于或等于约100ppm、小于或等于约50ppm、小于或等于约10ppm或者接近0。在实施例中,基本上不存在镉(或其它有毒重金属),或者如果存在,则镉以低于给定的检测手段的检测限度的量或以杂质水平存在。
[0106]
半导体纳米晶体(也被称为“量子点”)是具有纳米级颗粒尺寸的晶体半导体材料。量子点具有大的每单位体积的表面积,表现出量子限制效应,并且可以表现出与具有相同组成的体(bulk)材料的性质不同的性质。量子点吸收来自激发源的光以被激发,并且发射与其能带隙对应的能量。
[0107]
量子点可以用作显示装置中的发光材料。例如,包括分散在聚合物基质等中的多个量子点的量子点复合物可以用作显示装置中的光转换层(例如,颜色转换层),该光转换层将来自光源(例如,背光单元(blu))的光(例如,蓝光)转换为期望波长的光(例如,绿光或红光)。即,与常规吸收型滤色器不同,包括量子点复合物的图案化膜可以用作发射型滤色器。由于发射型滤色器设置在显示装置的前面,因此当通过穿过例如液晶层而具有线性的激发光到达发射型滤色器时,其在所有方向上散射以实现较宽的视角,并且可以避免由于吸收型滤色器引起的光损失。
[0108]
为了形成具有量子点的颜色转换层,必须制备例如包括量子点的光致抗蚀剂(pr)组合物或墨组合物,并且将该组合物应用于图案化工艺或印刷工艺以形成具有期望图案的像素。为了制备这种pr组合物或墨组合物,应将量子点与包括在pr组合物或墨组合物中的单体或粘合剂充分混合,为此目的,可以使用以下两种方法。
[0109]
第一种方法是使用可以与量子点和粘合剂两者充分混合的两性溶剂。可以通过使用两性溶剂均匀地分散量子点和粘合剂来制备组合物(例如,pr组合物)。
[0110]
另一种方法是用另一配体取代在量子点的表面上的配体。在通过使用常用的湿制备法制备量子点的情况下,在量子点的制备中所使用的有机溶剂或者为了在量子点制备工艺期间控制量子点的尺寸或使量子点的表面缺陷钝化而加入的有机化合物可以存在且结合到量子点的表面。以这种方式,通过用亲水材料取代结合到量子点的表面的有机溶剂和/或有机化合物(即,所谓的配体材料),亲水材料取代的量子点可以很好地分散在pr组合物或墨组合物中。
[0111]
然而,第一种方法的问题在于量子点的分散程度会根据溶剂的类型或特性而变化,不存在适用于工业目的的许多类型的两性溶剂。另外,当使用以上溶剂时,分散性不足,并且应向组合物加入分散剂,在这种情况下,存在组合物的粘度范围应受限制的问题。另外,使用两性溶剂的方法主要适用于pr组合物。虽然该方法可以应用于墨组合物,但是不适合将这种组合物用作颜色转换层。
[0112]
另一方面,在第二种方法中,量子点的性质会根据如何进行配体取代而变化很大,第二种方法可以应用于不包括溶剂的无溶剂墨组合物,并且也可以应用于光致抗蚀剂(pr)组合物。然而,这种配体取代法可以作为用于将量子点分散在光致抗蚀剂组合物或墨组合物中的方法中的一种而考虑,并且发明人没有意识到关于包括通过该方法的配体取代的量子点的复合物确认当在高亮度光源下延长时间驱动时是否可以获得稳定的发光特性且初始亮度随时间降低少或不降低的能力的研究。
[0113]
同时,使用量子点的颜色转换层可以应用于各种显示装置。这种显示装置的示例包括诸如手表、移动电话、tv、ar和vr的各种装置。在这些装置之中,包括液晶显示器(lcd)或有机发光二极管(oled)作为光源的装置可以具有从约1,000尼特至约3,000尼特的蓝色亮度的足够的白色亮度以及大于或等于约10,000小时(hr)的足够的寿命。然而,在小led、微led(μled)等的情况下,需要数十万尼特的蓝色光源,为了针对这种高亮度光源而用作颜色转换层,量子点的稳定性是非常重要的。在到目前为止开发的量子点之中,还没有量子点在亮度方面随时间不显著地降低或减少的情况下在数十万尼特下操作500小时或更长的报道。例如,在先前开发的绿色量子点的情况下,当应用于具有约100,000尼特的初始亮度的光源时,亮度会随时间显著地降低,因此,在100小时处或在100小时之前亮度从初始亮度值降低约30%或更大,或者在200小时之后降低约50%或更大。
[0114]
本发明人已经试图解决以上问题,并且制备包括量子点复合物的颜色转换层,该量子点复合物即使在应用于高亮度光源时也可以长时间稳定地驱动而不降低亮度,结果,已经发现,当存在于量子点的表面上的配体具有特定组成时,包括这种量子点的量子点复合物可以解决以上问题。
[0115]
具体地,根据实施例的量子点包括半导体纳米晶体核,该半导体纳米晶体核包括铟和磷且具有约600nm与约650nm之间的发射峰值波长或在约500nm与约550nm之间的发射峰值波长,其中,在用差示扫描量热仪(dsc)测量的热重分析(tga)曲线中,在约400℃至约500℃之间的峰的面积是相对于在约200℃至约300℃之间的峰的面积的约0.17倍或更大。此外,在用差示扫描量热仪(dsc)测量的热重分析(tga)曲线中,量子点表现出是相对于在约200℃与约300℃之间的峰的面积的约0.5倍或更小的在约400℃与约500℃之间的峰的面积。
[0116]“热重分析(tga)”是跟踪材料的重量变化以分析材料的性质(例如,组成等)的方法。通常,材料通过加热被热解且表现出重量减轻,因此,可以跟踪通过这种加热的材料的重量变化以检查成分或组成、性质等。例如,当在特定材料的热重分析(tga)曲线中在特定温度范围内出现峰时,对应的材料可以包括在峰出现的温度范围内分解的材料。另外,当以上峰在tga曲线中出现在各种温度范围内时,对应的材料可以被解释为一起包括几种不同类型的材料。此外,峰的面积可以用于分析在对应的温度范围内分解的材料的含量。换句话说,当对应的峰具有较大的面积时,在对应的温度范围内分解的材料的含量(即,重量)可以较大。
[0117]
换句话说,根据用差示扫描量热仪(dsc)分析的tga曲线,根据实施例的量子点包括在约400℃至约500℃之间分解的至少一种类型的材料和在约200℃与约300℃之间分解的至少另一类型的材料,并且因此包括两种不同类型的材料,其中,在约400℃至约500℃之间分解的至少一种材料的含量(重量)大于或等于在约200℃与约300℃之间分解的至少另
一类型的材料的含量(重量)的约0.17倍。原因在于量子点包括在约400℃至约500℃之间热分解的第一化合物和在约200℃与约300℃之间热分解的第二化合物作为表面上的材料(即,配体),其中,可以解释为第一化合物以相对于第二化合物的重量约0.17倍或更大的重量比存在。因此,根据实施例的量子点在表面上包括两种不同类型的化合物,其中,至少一种类型的化合物是在约400℃至约500℃之间分解的化合物,其它(至少另一类型的)化合物是在约200℃与约300℃之间分解的化合物,其中,在约400℃至约500℃之间分解的至少一种类型的化合物的含量(重量)是相对于在约200℃与约300℃之间分解的至少另一类型的化合物的含量(重量)的约0.17倍或更大。在实施例中,在量子点的表面上,在约400℃至约500℃之间分解的至少一种类型的化合物的含量(重量)相对于在约200℃与约300℃之间分解的至少另一类型的化合物的含量(重量)的比可以是例如约0.175倍或更大、约0.18倍或更大、约0.19倍或更大、约0.2倍或更大、约0.3倍或更大、约0.4倍或更大或者约0.45倍或更大且另外约0.5倍或更小(例如,约0.45倍或更小,例如,约0.4倍或更小,例如,约0.3倍或更小,例如,约0.2倍或更小)且在该范围内,不限于以上含量比。
[0118]
以这种方式,根据实施例的量子点包括在每个温度范围内分解的至少两种类型的化合物,以满足tga曲线中的特定面积比。例如,与当包括仅包含一种类型的配体的量子点的量子点复合物应用于颜色转换层时不同,当包括根据实施例的量子点的量子点复合物应用于颜色转换层然后通过具有高亮度的激发光(例如,约100,000尼特的光源)照射量子点复合物以测量亮度时,在500小时之后亮度保持初始亮度的至少大于或等于90%。换句话说,根据实施例的量子点可以有利地应用于需要数万尼特或更高的高亮度的各种显示装置。
[0119]
另外,在实施例中,基于总峰面积,在量子点的tga曲线中的在约200℃与约400℃之间的峰的面积可以是约40%或更大。即,基于存在于量子点的表面上的所有化合物的含量,量子点可以是在其表面上包含40%或更大的配体(其在约200℃至约400℃之间的温度下分解)的量子点。
[0120]
如上所述,为了简单地改善量子点的分散性的目的或为了包括量子点的组合物的稳定性而取代量子点的表面上的配体的方法(例如,用其它配体作为整体取代最初存在于量子点的表面上的配体或者用其它配体部分地取代的方法)已经是已知的。然而,如从稍后将描述的示例和对比示例可以看出的,在通过用其它配体取代现有配体中的所有而仅包括一种类型的化合物的量子点制造的量子点复合物的情况下,当使用100,000尼特的光源照射激发光时,与包括根据实施例的量子点的量子点复合物不同,亮度在预定时间内快速地降低。另外,即使量子点包括两种或更多种类型的配体,当配体在上述tga曲线上的特定温度范围内不表现出峰或者对应的峰的面积比不满足根据实施例的量子点的tga曲线上的面积比时,包括量子点的量子点复合物不会保持如包括根据实施例的量子点的量子点复合物的长期高亮度和高色纯度。因此,根据实施例的量子点不是简单地包括两种或更多种类型的配体或者以特定比包括两种或更多种类型的配体的量子点,而是可以是其中在tga曲线上的特定温度范围内显示出两种类型的峰且这两种类型的峰之间的面积比满足上述特定比的量子点。
[0121]
当根据实施例的量子点的发射峰在约500nm与约550nm之间时(即,当量子点发射绿光时),量子点的发射峰可以大于或等于约510nm、大于或等于约520nm、大于或等于约
530nm或者大于或等于约535nm且小于或等于约545nm、小于或等于约540nm或者小于或等于约535nm。
[0122]
当根据实施例的量子点的发射峰在约600nm至约650nm之间时(即,当量子点发射红光时),量子点的发射峰可以大于或等于约605nm、大于或等于约610nm、大于或等于约615nm、大于或等于约620nm或者大于或等于约650nm且小于或等于约645nm、小于或等于约640nm或者小于或等于约630nm。
[0123]
如上所述,根据实施例的量子点可以包括包含铟和磷的半导体纳米晶体核,并且还可以包括设置在半导体纳米晶体核上且包含锌和硒的半导体纳米晶体壳。另外,半导体纳米晶体壳还可以包括硫。
[0124]
当半导体纳米晶体壳还包括硫时,半导体纳米晶体壳还可以包括设置在半导体纳米晶体核上且包含锌和硒的第一半导体纳米晶体壳以及设置在第一半导体纳米晶体壳上且包含锌和硫的第二半导体纳米晶体壳。第一半导体纳米晶体壳可以不包括znses。第一半导体纳米晶体壳可以直接设置在半导体纳米晶体核上。
[0125]
第二半导体纳米晶体壳可以包括zns。第二半导体纳米晶体壳可以不包括硒。第二半导体纳米晶体壳可以直接设置在第一半导体纳米晶体壳上。第二半导体纳米晶体壳可以是量子点的最外层。
[0126]
在实施例中,半导体纳米晶体核还可以包括锌或可以不进一步包括锌。
[0127]
在实施例中,半导体纳米晶体核可以是inp或inznp。核的(平均)尺寸可以大于或等于约1nm、大于或等于约1.5nm、大于或等于约2nm、大于或等于约3nm或者大于或等于约3.3nm。例如,核的尺寸可以小于或等于约5nm、小于或等于约4nm或者小于或等于约3.8nm。
[0128]
在实施例中,量子点的壳厚度可以大于或等于约1.5nm、大于或等于约1.6nm、大于或等于约1.7nm、大于或等于约1.8nm、大于或等于约1.9nm或者大于或等于约2nm。例如,半导体纳米晶体壳的厚度可以小于或等于约2.5nm、小于或等于约2.4nm、小于或等于约2.3nm、小于或等于约2.2nm或者小于或等于约2.1nm。
[0129]
在实施例中,第一半导体纳米晶体壳的厚度可以是约3个单分子层(monolayer,ml)或更大,例如,约3.5ml或更大、约3.6ml或更大、约3.7ml或更大、约3.8ml或更大、约3.9ml或更大、约4ml或更大、约4.1ml或更大、约4.2ml或更大、约4.3ml或更大或者约4.4ml或更大。第一半导体纳米晶体壳的厚度可以是约7ml或更小,例如,约6ml或更小或者约5ml或更小。在实施例中,第一半导体纳米晶体壳的厚度可以大于或等于约0.9nm、大于或等于约1nm、大于或等于约1.1nm、大于或等于约1.2nm、大于或等于约1.3nm、大于或等于约1.4nm、大于或等于约1.43nm或者大于或等于约1.45nm。在实施例中,第一半导体纳米晶体壳的厚度可以小于或等于约1.8nm、小于或等于约1.75nm、小于或等于约1.7nm、小于或等于约1.6nm、小于或等于约1.55nm或者小于或等于约1.51nm。
[0130]
第二半导体纳米晶体壳的(平均)厚度可以小于或等于约0.65nm、小于或等于约0.64nm、小于或等于约0.63nm、小于或等于约0.62nm、小于或等于约0.61nm、小于或等于约0.6nm或者小于或等于约0.59nm。第二半导体纳米晶体壳的厚度可以大于或等于约0.4nm、大于或等于约0.45nm、大于或等于约0.5nm、大于或等于约0.51nm、大于或等于约0.52nm、大于或等于约0.53nm或者大于或等于约0.54nm。
[0131]
量子点可以指一个颗粒(单个实体)或多个颗粒,并且可以不包含有害重金属(例
如,镉、铅、汞或它们的组合)。
[0132]
在实施例的量子点中,锌的重量与铟的重量的比(zn/in)可以是10:1至约30:1,例如,约11:1至约29:1、约11.5:1至约27:1、约11.7:1至约26:1,但不限于此。例如,锌的重量与铟的重量的比(zn/in)可以是从约11.3:1、从约11.5:1、从约11.7:1、从约11.75:1、从约12:1、从约13:1、从约13.5:1、从约14:1、从约15:1、从约16:1、从约17:1、从约18:1、从约19:1、从约20:1、从约21:1、从约22:1、从约23:1、从约24:1、从约25:1至约30:1、至约29:1、至约28:1、至约27.5:1、至约27:1、至约26.5:1、至约26:1、至约25.8:1、至约25.7:1、至约25.5:1、至约25:1、至约24:1、至约23:1、至约22:1、至约21:1、至约20:1、至约19:1、至约18:1、至约17:1、至约16:1、至约15.5:1、至约15:1、至约14:1、至约13.5:1、至约13:1、至约12.5:1、至约12:1、至约11.75:1、至约11.5:1、至约11:1或至约10.5:1,但不限于此。
[0133]
在根据实施例的量子点中,硒的重量与铟的重量的比可以是约2.9:1至约20:1,例如,从约3:1、从约4:1、从约5:1、从约6:1、从约7:1、从约8:1、从约9:1、从约10:1、从约11:1、从约12:1、从约13:1、从约14:1、从约15:1、从约16:1、从约17:1、从约18:1或从约19:1至约20:1、至约19:1、至约18:1、至约17:1、至约16:1、至约15:1、至约14:1、至约13:1、至约12:1、至约11:1、至约10.5:1、至约10:1、至约9:1、至约8:1、至约7:1,至约6:1、至约5:1、至约4:1或至约3:1,但不限于此。
[0134]
在根据实施例的量子点中,硫的重量与铟的重量的比(s/in)可以大于或等于约1:1且小于或等于约10:1,例如,大于或等于约1.2:1且小于或等于约9:1、小于或等于约1.25:1且小于或等于约8.7:1,但不限于此。例如,该比可以大于或等于约1.2:1、大于或等于约1.28:1、大于或等于约1.3:1、大于或等于约1.5:1、大于或等于约2:1、大于或等于约3:1、大于或等于约4:1、大于或等于约5:1、大于或等于约6:1、大于或等于约7:1、大于或等于约8:1或者大于或等于约9:1且小于或等于约10:1、小于或等于约9.5:1、小于或等于约9:1、小于或等于约8.7:1、小于或等于约8.5:1、小于或等于约8:1、小于或等于约7:1或者小于或等于约6:1,但不限于此。在考虑量子点中的硫的重量与铟的重量的比时,不考虑衍生自如下面所描述的能够结合到量子点的表面的配体的硫的含量。
[0135]
在量子点中,铟与硫和硒的总和的摩尔比(in/(s+se))可以大于或等于约0.09:1、大于或等于约0.095:1、大于或等于约0.097:1或者大于或等于约0.0975:1。在量子点中,铟与硫和硒的总和的摩尔比(in/(s+se))可以小于或等于约0.12:1、小于或等于约0.115:1、小于或等于约0.113:1、小于或等于约0.111:1、小于或等于约0.11:1或者小于或等于约0.109:1。
[0136]
在量子点中,硫和硒的总和与铟的摩尔比可以大于或等于约8.96:1、大于或等于约9.1:1、大于或等于约9.2:1、大于或等于约9.3:1、大于或等于约9.4:1、大于或等于约9.5:1、大于或等于约9.6:1、大于或等于约9.65:1、大于或等于约9.7:1、大于或等于约9.8:1、大于或等于约9.9:1、大于或等于约10:1、大于或等于约10.1:1或者大于或等于约10.2:1。在量子点中,硫和硒的总和与铟的摩尔比可以小于或等于约10.5:1、小于或等于约10.3:1或者小于或等于约10.25:1。
[0137]
根据实施例的量子点的尺寸可以大于或等于约7.5nm、大于或等于约7.6nm或者大于或等于约7.7nm。量子点的尺寸可以小于或等于约8nm、小于或等于约7.9nm或者小于或等于约7.8nm。
[0138]
量子点的尺寸或平均尺寸可以通过电子显微镜分析图像来计算。在实施例中,尺寸(或平均尺寸)可以是通过电子显微镜图像分析而确定的直径或等效直径(或其平均值)。
[0139]
量子点的形状没有特别限制,并且可以包括例如球形、多面体、角锥形、多臂或立方体的纳米管、纳米线、纳米纤维、纳米片或它们的组合,但不限于此。
[0140]
如上所述,根据实施例的量子点可以在其表面上包括两种或更多种不同的配体(即,两种或更多种不同的化合物,例如,两种或更多种有机化合物),这些两种或更多种有机化合物可以结合到量子点的表面。
[0141]
有机化合物可以包括rcooh、rnh2、r2nh、r3n、rsh、rh2po、r2hpo、r3po、rh2p、r2hp、r3p、roh、rcoor'、rpo(oh)2、r2pooh{其中,r和r'均独立地是(例如,c1至c40或c3至c35或c8至c24)取代或未取代的脂肪族烃基(例如,烷基、烯基或炔基)、取代或未取代的(例如,c3至c30)脂环族烃基(例如,环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基等)、取代或未取代的(例如,c6至c40或c6至c30)芳香族烃基(例如,芳基等)或者它们的组合}或者它们的组合。
[0142]
有机化合物的具体示例可以包括:硫醇化合物,诸如甲硫醇、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;胺化合物,诸如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、二甲胺、二乙胺或二丙胺;含羧基化合物,诸如甲酸、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、棕榈酸或苯甲酸;脂肪族膦化合物,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));氧化膦化合物,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者取代或未取代的辛基氧化膦(例如,三辛基氧化膦(topo))等;芳香族膦化合物,诸如二苯基膦或三苯基膦或者它们的氧化物化合物;次膦酸等,但不限于此。具体地,除了上面例示的化合物之外,在一个末端处具有硫醇基的有机化合物的示例可以包括由如稍后描述的化学式1表示的化合物。
[0143]
有机化合物与根据实施例的量子点的表面配位,并且可以充当使量子点很好地分散在形成用于制备量子点复合物的基质的材料(即,例如,可聚合单体、有机溶剂或粘合剂树脂)中。另外,在两种或更多种不同类型的这些有机化合物的组合中,根据实施例的量子点在上述tga曲线中的特定温度范围内显示出峰,并且选择其类型和含量使得这些峰之间的面积表示特定比,因此即使当包括这种量子点的量子点复合物在高亮度光源下长时间驱动时,也可以保持高亮度和高色纯度而不减小亮度。这种有机化合物的示例不限于特定化合物,只要选择能够在通过dsc测量的tga曲线中在上述温度范围内显示特定峰的面积比的两种或更多种有机化合物且满足这两种或更多种有机化合物之间的含量比,就可以包括有机化合物的任何组合。
[0144]
在实施例中,有机化合物可以包括其中结合到量子点的表面的部分是羧基的有机化合物和/或其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物,但不限于此。
[0145]
例如,其中结合到量子点的表面的部分是羧基的有机化合物可以由rcooh、rcoor'
或它们的组合表示,其中,r和r'均独立地是取代或未取代的c1至c30饱和或不饱和脂肪族烃基、取代或未取代的c3至c30饱和或不饱和脂环族烃基、取代或未取代的c6至c30芳香族烃基或者它们的组合。
[0146]
在实施例中,其中结合到量子点的表面的部分是羧基的有机化合物可以是如上所述的包括羧基的化合物(例如,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、棕榈酸、苯甲酸等),但不限于此。
[0147]
其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物的示例可以包括硫醇化合物(诸如甲硫醇、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),另外,其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物的示例可以包括以下基团的有机化合物:硫醇基,在一个末端处结合到量子点;有机基团,在另一末端处,该有机基团为取代或未取代的c1至c30饱和或不饱和脂肪族烃基、取代或未取代的c3至c30饱和或不饱和脂环族烃基、取代或未取代的c6至c30芳香族烃基或者它们的组合;以及-{(c
nh2n
)
a-o}-(其中,n和a均独立地是大于或等于1的整数)以及可选的,-(c=o)o-、取代或未取代的c1至c30亚烷基或者-(c=o)o-和取代或未取代的c1至c30亚烷基的组合,在硫醇基与有机基团之间。
[0148]
在实施例中,其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物可以由以下化学式1表示:
[0149]
[化学式1]
[0150]
r-o-{(c
nh2n
)ao}
b-(c
nh2n
)
c-(o)
d-(c=o)
e-(o)
f-(c
nh2n
)
g-(chsh)
h-(c
nh2n
)
i-[(c=o)o{(c
nh2n
)jo}kr]
l-(sh)m。
[0151]
在化学式1中,
[0152]
r是取代或未取代的c1至c30饱和或不饱和脂肪族烃基、取代或未取代的c3至c30饱和或不饱和脂环族烃基、取代或未取代的c6至c30芳香族烃基或者它们的组合,
[0153]
n是大于或等于1的整数,
[0154]
a、b、c、g、i、j和k均独立地是大于或等于0的整数,
[0155]
d、e、f、h、l和m全部是0或1,前提条件是h和m不同时是0,
[0156]
当h和m两者是1时,l是0,并且
[0157]
当h和l两者是1时,m是0。
[0158]
例如,其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物可以由化学式1-1至化学式1-6中的一个或更多个表示:
[0159]
[化学式1-1]
[0160][0161]
[化学式1-2]
[0162][0163]
[化学式1-3]
[0164][0165]
[化学式1-4]
[0166][0167]
[化学式1-5]
[0168][0169]
[化学式1-6]
[0170][0171]
在化学式1-1至化学式1-6中,
[0172]
r1至r7均独立地是取代或未取代的c1至c10烷基或者取代或未取代的c6至c20芳基,
[0173]
l1至l
16
均独立地是取代或未取代的c1至c10亚烷基,并且
[0174]
n1至n7均独立地是0至10的整数。
[0175]
由化学式1-1至化学式1-6表示的化合物的具体示例可以包括由化学式a至化学式h表示的化合物,但不必限于此:
[0176]
[化学式a]
[0177][0178]
[化学式b]
[0179][0180]
[化学式c]
[0181][0182]
[化学式d]
[0183][0184]
在化学式d中,m1是0至10的整数中的一个,
[0185]
[化学式e]
[0186][0187]
[化学式f]
[0188][0189]
[化学式g]
[0190][0191]
[化学式h]
[0192][0193]
在实施例中,基于存在于量子点的表面上的所有有机化合物(即,其中结合到量子点的表面的部分是羧基的有机化合物和其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物)的总摩尔数,可以以大于约60mol%的量包括其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物。例如,基于存在于量子点的表面上的所有有机化合物的总摩尔数,可以以大于或等于约65mol%(例如,大于或等于约70mol%,或者例如,大于或等于约75mol%)且例如小于约90mol%(例如,小于或等于约85mol%,例如,小于或等于约80mol%)(例如,
约65mol%至约85mol%,例如,约70mol%至约85mol%,例如,约70mol%至约80mol%)的量包括其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物,但不限于此。
[0194]
通过基于其中结合到量子点的表面的部分是羧基的有机化合物和其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物的总摩尔数在以上含量范围内包括其中结合到量子点的表面的部分是硫醇基的有机化合物,根据实施例的在表面上包括这些有机化合物的量子点可以在通过dsc分析的tga曲线上的每个温度范围内具有上述两个峰,并且这些峰的面积比满足上述范围。如稍后描述的,根据实施例的量子点可以应用于包括呈量子点复合物的形式的各种光源的电子设备,并且即使当在高亮度光源下延长时间段驱动时,也可以实现具有高色纯度的优异发光特性而少量减小亮度(如果有的话)。
[0195]
在实施例中,量子点在溶液状态中或在固态下可以具有大于或等于约90%、大于或等于约91%、大于或等于约92%、大于或等于约93%、大于或等于约94%或者大于或等于约95%的量子效率。另外,量子点在溶液状态中或在固态下可以具有小于或等于约40nm(例如,小于或等于约39nm、小于或等于约38nm、小于或等于约36nm、小于或等于约35nm)的半峰全宽(fwhm)。
[0196]
根据实施例的量子点可以通过包括以下步骤的方法制备:准备包括包含铟和磷的半导体纳米晶体的核;以及在合适的溶剂中使用于在核上形成半导体纳米晶体壳的前驱体与所制备的核一起反应,该前驱体包括锌和硒以及可选的硫。或者,可选地,为了使其中通过反应在半导体纳米晶体核上形成了半导体纳米晶体壳的颗粒形成附加的半导体纳米晶体壳(该附加的半导体纳米晶体壳包括附加的锌和硫以及可选的硒),可以进行通过引入用于形成半导体纳米晶体壳的前驱体而进一步反应的方法,以制备根据实施例的量子点。在这种情况下,量子点可以包括在半导体纳米晶体核上的第一半导体纳米晶体壳和在第一半导体纳米晶体壳上的第二半导体纳米晶体壳,半导体纳米晶体核包括铟和磷,第一半导体纳米晶体壳包括锌和硒以及可选的硫,第二半导体纳米晶体壳包括锌和硫以及可选的硒。在此,当形成第一半导体纳米晶体壳时,可以不包括硫前驱体,并且/或者当形成第二半导体纳米晶体壳时,可以不包括硒前驱体。因此,量子点可以包括:半导体纳米晶体核,包括铟和磷;第一半导体纳米晶体壳,设置在半导体纳米晶体核上且包括锌和硒;以及第二半导体纳米晶体壳,设置在第一半导体纳米晶体壳上且包括锌和硫。
[0197]
另外,通过在用于制备量子点的溶剂中一起包括待设置在量子点的表面上的两种或更多种类型的有机化合物且使它们反应,根据实施例的量子点可以在如上所述制备的量子点的表面上包括两种或更多种类型的配体(即,两种或更多种类型的有机化合物)。可选地,将一种类型的有机化合物(例如,单独的第一化合物)加入到用于制备量子点所使用的溶剂以制备量子点,分离最终制备的量子点,将所制备的量子点加入到包括与第一化合物不同的第二化合物的溶剂且使其进一步反应,从而可以进一步使除了在量子点的制备期间结合到表面的第一化合物之外的第二化合物结合。可选地,第一化合物的一部分可以被第二化合物取代。结果,可以制备其中第一化合物和第二化合物两者存在于表面上的量子点。上述方法中的所有可以是本领域技术人员公知的方法,根据实施例的量子点可以通过这些方法中的任何一种容易地制备。然而,应包括设置在量子点的表面上的两种或更多种化合物,以在通过dsc测量的tga曲线上在上述温度范围内具有特定峰的面积比。
[0198]
当制备量子点时,如果必要,则可以通过进一步包括除了上述有机化合物之外的
表面活性剂等来进行反应。
[0199]
另一方面,包括铟和磷的半导体纳米晶体核是市售的,或者可以通过用于制造基于磷化铟的核的已知方法来合成。实施例的核可以通过热注入法来制备,在热注入法中,将包括诸如铟前驱体的金属前驱体和可选的配体的溶液加热至高温(例如,约200℃或更高)且注入磷前驱体。
[0200]
在用于制造量子点的每个反应步骤中,可以调整锌前驱体、硒前驱体与硫前驱体之间相对于铟的含量以及每种前驱体的总用量,以满足上述量子点的组成。在每个步骤中,可以调整期望的反应时间以在最终量子点中获得期望的组成和/或结构(例如,核/多层壳结构)。
[0201]
锌前驱体没有特别限制,并且可以是zn金属粉末、烷基化的zn化合物、醇zn、c2至c10羧酸zn、硝酸zn、高氯酸zn、硫酸zn、乙酰丙酮zn、卤化zn、氰化zn、氢氧化zn、氧化zn、过氧化zn或它们的组合。第一壳前驱体的示例可以包括二甲基锌、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。
[0202]
含硒前驱体没有特别限制,并且可以是例如硒、硒-三辛基膦(se-top)、硒-三丁基膦(se-tbp)、硒-三苯基膦(se-tpp)或它们的组合,但不限于此。
[0203]
含硫前驱体没有特别限制,并且可以是例如硫粉末、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、硫化钠或它们的组合。
[0204]
(有机)溶剂可以包括: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、十八烯和角鲨烷;c6至c30芳香族烃,诸如苯基十二烷、苯基十四烷和苯基十六烷;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、苄醚;以及它们的组合。考虑到前驱体和有机配体的类型,可以适当地选择溶剂的类型和含量。
[0205]
当将非溶剂加入到所获得的包括所制备的量子点的最终反应溶液中时,可以将有机配体配位的纳米晶体分离(例如,沉淀)。非溶剂可以是与反应中所使用的溶剂可混溶的极性溶剂,并且半导体纳米晶体不分散在非溶剂中。非溶剂可以根据反应中所使用的溶剂来选择,并且可以是例如丙酮、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、具有与上述溶剂的溶解度参数相似的溶解度参数的溶剂或它们的组合。
[0206]
可以通过诸如离心、沉淀、层析和蒸馏的方法使通过加入非溶剂沉淀的量子点分离。根据需要,可以使用洗涤溶剂清洁所分离的量子点。洗涤溶剂没有特别限制,并且可以使用具有与配位到量子点的表面的配体的溶解度参数相似的溶解度参数的溶剂。洗涤溶剂的示例可以包括己烷、庚烷、辛烷、氯仿、甲苯、苯等,但不限于此。
[0207]
根据另一实施例的用于制备量子点复合物的组合物包括上述量子点以及可聚合单体和分散剂中的至少一种。
[0208]
可聚合单体可以是包括碳-碳双键的可(光)聚合单体。分散剂可以分散量子点。分散剂可以包括含羧基(-cooh)的化合物(单体或聚合物)。组合物可以可选地进一步包括(热
或光)引发剂和/或(有机)溶剂(和/或液态载体)。组合物可以是光敏组合物。
[0209]
由于针对组合物中的量子点的细节与根据上述实施例的量子点的细节相同,因此将省略其详细描述。
[0210]
组合物中的量子点的含量可以考虑最终用途(例如,诸如发射型滤色器的颜色转换层或颜色转换面板)来适当地调整。在组合物(或复合物)中,基于组合物或复合物的总重量或总固体含量,(多个)量子点的含量可以大于或等于约1wt%,例如,大于或等于约2wt%、大于或等于约3wt%、大于或等于约4wt%、大于或等于约5wt%、大于或等于约6wt%、大于或等于约7wt%、大于或等于约8wt%、大于或等于约9wt%、大于或等于约10wt%、大于或等于约15wt%、大于或等于约20wt%、大于或等于约25wt%、大于或等于约30wt%、大于或等于约35wt%或者大于或等于约40wt%。基于组合物或复合物的总重量或总固体含量,量子点的含量可以小于或等于约70wt%、小于或等于约65wt%、小于或等于约60wt%、小于或等于约55wt%、小于或等于约50wt%、小于或等于约45wt%、小于或等于约40wt%或者小于或等于约30wt%。在此,(例如,当组合物包括有机溶剂时),基于组合物中的总固体的含量可以与量子点复合物中的对应的组分的含量对应。例如,当量子点组合物是无溶剂体系(不包括有机溶剂)时,组合物中的含量范围可以与复合物中的含量范围对应。
[0211]
分散剂可以有助于确保稍后将描述的量子点或金属氧化物颗粒的分散性。在实施例中,分散剂可以是例如具有羧基的有机化合物(诸如,单体或聚合物),并且可以包括例如粘合剂聚合物。分散剂或粘合剂聚合物可以是绝缘聚合物。
[0212]
具有羧基的有机化合物可以包括:单体的组合或者单体的共聚物,单体包括第一单体、第二单体和可选的第三单体的,第一单体具有羧基和碳-碳双键,第二单体具有碳-碳双键和疏水部分且不具有羧基,可选的第三单体具有碳-碳双键和亲水部分且不具有羧基;含多个芳香环的聚合物(在下文中,cardo粘合剂),具有其中主链中的两个芳香环结合到季碳原子的骨架且具有羧基,季碳原子是其它环部分的构成原子;或者它们的组合。
[0213]
分散剂可以包括第一单体、第二单体和可选的第三单体。
[0214]
基于组合物或复合物的总重量或总固体含量,组合物中的分散剂(或粘合剂聚合物)的含量可以大于或等于约0.5wt%,例如,大于或等于约1wt%、大于或等于约5wt%、大于或等于约10wt%、大于或等于约15wt%、大于或等于约20wt%、大于或等于约30wt%、大于或等于约40wt%或者大于或等于约50wt%,但不限于此。基于组合物或复合物的总重量或总固体含量,分散剂(或粘合剂聚合物)的含量可以小于或等于约60wt%、小于或等于约50wt%、小于或等于约40wt%、小于或等于约35wt%、小于或等于约33wt%、小于或等于约30wt%、小于或等于约20wt%或者小于或等于约10wt%。基于组合物或复合物的总重量或总固体含量,分散剂(或粘合剂聚合物)的含量可以是约0.5wt%至约55wt%。
[0215]
包括碳-碳双键的可聚合(例如,可光聚合)单体可以包括(例如,可光聚合)(甲基)丙烯酸单体。单体可以是绝缘聚合物的前驱体。
[0216]
基于组合物或复合物的总重量或总固体含量,单体的含量可以大于或等于约0.5wt%,例如,大于或等于约1wt%、大于或等于约2wt%、大于或等于约5wt%、大于或等于约10wt%、大于或等于约15wt%、大于或等于约20wt%、大于或等于约25wt%或者大于或等于约30wt%。基于组合物或复合物的总重量或总固体含量,可(光)聚合单体的含量可以小
于或等于约60wt%、小于或等于约50wt%、小于或等于约40wt%、小于或等于约30wt%、小于或等于约28wt%、小于或等于约25wt%、小于或等于约23wt%、小于或等于约20wt%、小于或等于约18wt%、小于或等于约17wt%、小于或等于约16wt%或者小于或等于约15wt%。
[0217]
包括在组合物中的(光)引发剂可以用于使上述单体(光)聚合。引发剂是通过在温和条件下(例如,通过热或光)产生自由基化学物质来促进自由基反应(例如,单体的自由基聚合)的化合物。引发剂可以是热引发剂或光引发剂。引发剂没有特别限制且可以适当地选择。
[0218]
在组合物中,可以考虑可聚合单体的类型和含量来适当地调整引发剂的含量。在实施例中,基于组合物的总重量(或固体含量的总重量),引发剂的含量可以大于或等于约0.01wt%(例如,大于或等于约1wt%、大于或等于约5wt%或者大于或等于约10wt%)且小于或等于例如约9wt%、小于或等于约8wt%、小于或等于约7wt%、小于或等于约6wt%或者小于或等于约5wt%,但不限于此。
[0219]
组合物还可以包括在末端处具有至少一个硫醇基的(多官能团的或单官能团的)硫醇化合物、金属氧化物颗粒或它们的组合。
[0220]
金属氧化物颗粒可以包括tio2、sio2、batio3、ba2tio4、zno或它们的组合。在实施例中,金属氧化物颗粒可以是tio2。
[0221]
基于组合物的总重量(或组合物的固体含量),组合物中的金属氧化物颗粒的含量可以大于或等于约1wt%、大于或等于约5wt%、大于或等于约10wt%、大于或等于约15wt%、大于或等于约20wt%、大于或等于约25wt%、大于或等于约30wt%或者大于或等于约35wt%并且/或者小于或等于约60wt%、小于或等于约50wt%、小于或等于约40wt%、小于或等于约30wt%、小于或等于约25wt%、小于或等于约20wt%、小于或等于约15wt%、小于或等于约10wt%或者小于或等于约5wt%。金属氧化物颗粒可以是不发光的。这里,术语金属氧化物可以包括金属或半金属的氧化物。
[0222]
金属氧化物颗粒的直径没有特别限制且可以适当地选择。金属氧化物颗粒的直径可以大于或等于约100nm(例如,大于或等于约150nm或者大于或等于约200nm)且小于或等于约1000nm、小于或等于约800nm、小于或等于约500nm、小于或等于约400nm或者小于或等于约300nm。
[0223]
包括在组合物中的硫醇化合物可以由化学式2表示:
[0224]
[化学式2]
[0225][0226]
在化学式2中,
[0227]
r1是: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(-nrr',其中,r和r'均独立地是氢或者c1至c30直链或支链烷基且不同时是氢);异氰酸酯基;卤素;-ror',其中,r是取代或未取代的c1至c20亚烷基,并且r'是氢或者c1至c20直链或支链烷基;酰卤基(-rc(=o)x,其中,r是取代或未取代的c1至c20亚烷基,并且x是卤素);-c(=o)or'(其中,
r'是氢或者c1至c20直链或支链烷基);-cn;或者-c(=o)orr'或-c(=o)onrr'(其中,r和r'均独立地是氢或者c1至c20直链或支链烷基),
[0228]
l1是:碳原子;取代或未取代的c1至c30亚烷基;其中至少一个亚甲基(-ch
2-)被磺酰基(-s(=o)
2-)、羰基(-c(=o)-)、醚键(-o-)、硫基(-s-)、亚砜基(-s(=o)-)、酯基(-c(=o)o-)、酰胺基(-c(=o)nr-,其中,r是氢或者c1至c10直链或支链烷基)或者它们的组合代替的取代或未取代的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,
[0229]
y1是: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;或者其中至少一个亚甲基(-ch
2-)被磺酰基(-s(=o)
2-)、羰基(-c(=o)-)、醚键(-o-)、硫基(-s-)、亚砜基(-s(=o)-)、酯基(-c(=o)o-)、酰胺基(-c(=o)nr-,其中,r是氢或者c1至c10直链或支链烷基)、亚胺基(-nr-,其中,r是氢或者c1至c10直链或支链烷基)或者它们的组合代替的c1至c30亚烷基或者c2至c30亚烯基,
[0230]
m是大于或等于1的整数,
[0231]
k1是0或者大于或等于1的整数,并且k2是大于或等于1的整数,
[0232]
m1和k2的和是大于或等于3的整数,
[0233]
m不超过y1的化合价,并且
[0234]
k1和k2的和不超过l1的化合价。
[0235]
(多)硫醇化合物可以是二硫醇化合物、三硫醇化合物、四硫醇化合物或它们的组合。例如,硫醇化合物可以是乙二醇二-3-巯基丙酸酯、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。
[0236]
基于组合物的总重量(或固体的总重量),(多)硫醇化合物的含量可以小于或等于约60wt%、小于或等于约50wt%、小于或等于约40wt%、小于或等于约30wt%、小于或等于约20wt%、小于或等于约10wt%、小于或等于约9wt%、小于或等于约8wt%、小于或等于约7wt%、小于或等于约6wt%或者小于或等于约5wt%。基于组合物的总重量(或固体的总重量),硫醇化合物的含量可以大于或等于约0.1wt%,例如,大于或等于约0.5wt%、大于或等于约1wt%、大于或等于约5wt%、大于或等于约10wt%、大于或等于约15wt%、大于或等于约20wt%或者大于或等于约25wt%。
[0237]
组合物还可以包括有机溶剂(或液态载体,在下文中,称为溶剂)。可用的溶剂的类型没有特别限制。溶剂或液态载体的非限制性示例可以是:3-乙氧基丙酸乙酯;乙二醇系,诸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇等;乙二醇醚系,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、二乙二醇二甲醚等;乙二醇醚乙酸酯系,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、二乙二醇单丁醚乙酸酯等;丙二醇系,诸如丙二醇等;丙二醇醚系,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、二丙二醇二乙醚等;丙二醇醚乙酸酯系,诸如丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙醚乙酸酯等;酰胺,诸如n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等;酮系,诸如甲基乙基酮(mek)、甲基异丁基酮(mibk)、环己酮等;
石油系,诸如溶剂石脑油等;酯系,诸如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯等;醚系,诸如四氢呋喃、二乙醚、二丙醚、二丁醚等;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芳香族烃(例如,甲苯、二甲苯等);卤素(例如,氯)取代的c6至c40芳香族烃;二甲基亚砜;或者它们的组合,但不限于此。
[0238]
可以通过考虑上述主要成分(即,量子点、分散剂、可聚合单体、引发剂和如果使用的硫醇化合物)以及稍后描述的添加剂的类型和含量来适当地确定有机溶剂的类型和含量。组合物可以包括除了期望含量的(非挥发性)固体之外的剩余量的溶剂。
[0239]
组合物(例如,墨组合物)在25℃下可以具有大于或等于约4cps、大于或等于约5cps、大于或等于约5.5cps、大于或等于约6.0cps或者大于或等于约7.0cps的粘度。组合物在25℃下可以具有小于或等于约12cps、小于或等于约10cps或者小于或等于约9cps的粘度。
[0240]
当用于喷墨时,组合物可以在室温下被排放到基底,并且可以例如被加热以形成量子点-聚合物复合物膜或量子点-聚合物复合物膜的图案。在具有上述粘度的同时,墨组合物在23℃下可以具有大于或等于约21mn/m、大于或等于约22mn/m、大于或等于约23mn/m、大于或等于约24mn/m、大于或等于约25mn/m、大于或等于约26mn/m、大于或等于约27mn/m、大于或等于约28mn/m、大于或等于约29mn/m、大于或等于约30mn/m或者大于或等于约31mn/m且小于或等于约40mn/m、小于或等于约39mn/m、小于或等于约38mn/m、小于或等于约36mn/m、小于或等于约35mn/m、小于或等于约34mn/m、小于或等于约33mn/m或者小于或等于约32mn/m的表面张力。墨组合物可以具有小于或等于约31mn/m、小于或等于约30mn/m、小于或等于约29mn/m或者小于或等于约28mn/m的表面张力。
[0241]
在实施例中,组合物还可以包括例如包括在用于光致抗蚀剂的组合物或墨组合物中的添加剂。添加剂可以包括光漫射剂、流平剂、偶联剂等。对于具体细节,例如,可以参照us-2017-0052444-a1中所描述的内容。
[0242]
组合物可以通过包括以下步骤的方法制备:制备包括上述量子点、分散剂和/或溶剂的量子点分散体;以及将引发剂、可聚合单体(例如,丙烯酸单体)、可选的硫醇化合物、金属氧化物颗粒以及可选的上述添加剂混合在量子点分散体中。可以顺序地或同时地混合上述成分中的每种,顺序没有特别限制。
[0243]
组合物可以用于提供根据实施例的量子点复合物(例如,量子点-聚合物复合物)。组合物可以通过自由基聚合提供例如量子点-聚合物复合物。根据实施例的用于制备量子点复合物的组合物可以是适用于光刻法的含量子点的光致抗蚀剂组合物。根据实施例的组合物可以是能够通过印刷法(例如,诸如喷墨印刷的液滴排放法)提供图案的墨组合物。
[0244]
因此,根据实施例的量子点复合物包括聚合物基质和分散在聚合物基质中的上述量子点,并且被构造为发射绿光或红光,其中,多个量子点包括包含铟和磷的半导体纳米晶体核。另外,在根据实施例的量子点复合物中,在用差示扫描量热仪(dsc)测量的热重分析(tga)曲线中,在约350℃至约450℃之间的峰的强度可以是在约200℃与约300℃之间的峰的强度的8倍或更大(例如,9倍或更大,或者例如,10倍或更大)。
[0245]
如上所述,在用差示扫描量热仪(dsc)测量的热重分析(tga)曲线中,根据实施例的量子点可以具有在约400℃至约500℃之间的峰的面积,该峰的面积是相对于在约200℃
至约300℃之间的峰的面积的0.17倍或更大。根据实施例的量子点复合物(其中多个这种量子点分散在聚合物基质中)还包括包含在聚合物基质中的有机材料以及存在于量子点的表面上的两种或更多种类型的有机化合物。因此,量子点复合物的热重分析(tga)分析结果可以与根据实施例的量子点的tga分析结果不同,并且还可以包括包含在聚合物基质中的有机材料的分析结果。作为这种量子点复合物的tga分析的结果,在约350℃至约450℃之间的峰的强度是相对于在约200℃至约300℃之间的峰的强度的8倍或更大(例如,9倍或更大,或者例如,10倍或更大)。由此,可以解释,根据实施例的量子点复合物包括在约350℃与约450℃之间的温度下分解的材料,该材料的量是在约200℃至约300℃之间的温度下分解的材料的量的8倍或更大(例如,9倍或更大,或者例如,10倍或更大)。
[0246]
从稍后将描述的示例和对比示例的结果可以看出,与包括对比示例的量子点的量子点复合物(该对比示例的量子点在表面上仅包括一种化合物,或者甚至包括其中与另一化合物相比以非常小的量包括一种化合物或基本上不包括一种化合物的两种或更多种化合物)相比,包括根据实施例的在表面上包括以特定比的两种或更多种化合物的量子点的量子点复合物还可以包括特定化合物,该特定化合物不包括在根据对比示例的量子点复合物中,或者与以相对较大的量包括的化合物相比以非常少的量包括特定化合物。这种特定化合物分解的温度范围落在约350℃与约450℃之间,因此,在根据实施例的量子点复合物中,与根据包括相同聚合物基质的对比示例的量子点复合物的tga曲线相比,在约350℃与约450℃之间的峰的强度可以更高。另外,除了在约350℃与约450℃之间分解的特定化合物之外,根据实施例的量子点复合物还在对比示例的量子点的表面上包括一种类型的化合物。由于该化合物分解所处的温度在约200℃与约300℃之间,因此在tga曲线中,即使在约200℃与约300℃之间的温度范围内,也显示出小峰。因此,在根据实施例的量子点复合物中,在约350℃与约450℃之间的峰与在约200℃与约300℃之间的小峰相比高(即,强)约8倍。例如,根据实施例的量子点复合物具有在约350℃与约450℃之间的峰,该峰与在约200℃与约300℃之间的峰相比高在约9倍或更大(例如,约10倍或更大、约11倍或更大或者约12倍或更大)且例如约13倍或更小、约12倍或更小或者约11倍或更小的范围内。
[0247]
另一方面,可以证实,在通过dsc测量的tga曲线中,根据对比示例的量子点复合物(其包括在根据实施例的量子点复合物中的量子点的表面上的两种化合物中的单独一种化合物或大部分以这一种化合物作为主要组分,但是包括相同的聚合物基质)表现出存在于约350℃与约450℃之间的峰的强度小于存在于约200℃与约300℃之间的峰的强度约8倍(例如,约7.95倍或更小,例如,约7.5倍或更小,例如,约7倍或更小)。由此,可以解释,与根据实施例的量子点不同,根据对比示例的量子点不包括或包括非常少量的在约350℃至约450℃之间分解的化合物,从而大部分作为主要组分存在于量子点的表面上的一种类型的化合物在约200℃与约300℃之间分解,因此,在根据实施例的量子点复合物的tga曲线上,在约200℃与约300℃之间的峰的强度看起来高于相同温度范围内的峰,另一方面,由于在约350℃至约450℃之间的峰中的大部分通过聚合物基质材料的分解而出现,因此与根据实施例的量子点复合物相比,在约350℃至约450℃之间的峰的高度相对于在约200℃与约300℃之间的峰的高度的比是较低的。
[0248]
不希望受特定理论的束缚,如从tga分析结果可以看出,包括根据实施例的量子点的量子点复合物具有与包括根据对比示例的量子点的量子点复合物不同的性质,因此,认
为即使当在高亮度光源下长时间驱动时,也保持高亮度和高色纯度的优异的发光特性而不降低亮度。
[0249]
在实施例中,包括在量子点复合物中的多个量子点还可以包括设置在半导体纳米晶体核上的半导体纳米晶体壳,半导体纳米晶体核包括铟和磷,半导体纳米晶体壳包括锌、硒和硫。基于量子点复合物的总重量,包括这种量子点的根据实施例的量子点复合物可以包括约0.5wt%至约2.5wt%的铟、约10wt%至约25wt%的锌、约4.5wt%至约15wt%的硒和约5wt%至约15wt%的硫。
[0250]
量子点复合物中的元素的含量可以通过icp发射光谱等确认。
[0251]
此外,在根据实施例的量子点复合物中,多个量子点还包括设置在半导体纳米晶体核上且包含锌、硒和硫的半导体纳米晶体壳,当多个量子点是发绿光的量子点时,通过icp发射光谱测量的量子点复合物中的锌基于硒和硫的总摩尔数的摩尔比大于或等于约1.12:1,但是当多个量子点是发红光的量子点时,通过icp发射光谱测量的量子点复合物中的锌基于硒和硫的总摩尔数的摩尔比可以大于或等于约1.0:1。
[0252]
如上所述,根据实施例的量子点复合物包括在表面上包括具有硫醇基的化合物和具有羧基的化合物(其在通过dsc测量的tga曲线中的特定温度范围内的峰的面积可以满足特定面积比)的量子点,并且因此可以具有与包括不满足tga曲线中的特定温度范围内的峰的面积比的量子点的量子点复合物的元素含量不同的元素含量。具体地,根据实施例的量子点复合物包括通过用具有硫醇基的化合物取代在量子点的制备期间加入的具有羧基的量子点的配体(诸如油酸等)的一部分的反应而被附加表面改性的量子点,其中,与其中油酸被具有硫醇基的化合物完全地取代的量子点相比,这些量子点可以包括少量的硫醇基(-sh)(即,硫(s))。因此,与包括其中诸如油酸等的配体被具有硫醇基的化合物大部分地取代的量子点的量子点复合物相比,根据实施例的量子点复合物可以由于附加的表面改性而包含较少的硫,从而与包括其中配体被具有硫醇基的化合物大部分地取代的量子点的量子点复合物相比,根据实施例的量子点复合物具有相对较高的锌与硫和硒的总摩尔数的摩尔比。例如,当量子点是发绿光的量子点时,在表面上包括主要具有具备硫醇基的化合物的量子点的量子点复合物具有小于约1.12:1(例如,约1.11:1)的锌与硫和硒的总摩尔数的摩尔比(其通过icp发射光谱测量),但是当量子点是发红光的量子点时,量子点复合物具有小于约1.0:1(例如,约0.95:1)的锌与硫和硒的总摩尔数的摩尔比,其中,原因可以是包括在表面上包含较大量的具有硫醇基的配体的量子点的量子点复合物由于衍生自硫醇基(-sh)的硫(s)元素的较高含量而会在元素之中具有含量比差异。
[0253]
基于量子点复合物的总重量,多个量子点的含量可以大于或等于约10%、大于或等于约20%、大于或等于约30%、大于或等于约40%、大于或等于约50%或者大于或等于约60%,例如,大于或等于约10%且小于或等于约60%、大于或等于约15%且小于或等于约60%、大于或等于约20%且小于或等于约60%、大于或等于约25%且小于或等于约60%、大于或等于约30%且小于或等于约60%、大于或等于约30%且小于或等于约55%、大于或等于约35%且小于或等于约55%、大于或等于约40%且小于或等于约55%、大于或等于约45%且小于或等于约60%、大于或等于约45%且小于或等于约55%或约50%,但不限于此。
[0254]
基于量子点复合物的总重量,基质的含量可以大于或等于约10%、大于或等于约20%、大于或等于约30%、大于或等于约40%、大于或等于约50%、大于或等于约60%或者
大于或等于约70%且小于或等于约90%、小于或等于约80%、小于或等于约70%、小于或等于约60%、小于或等于约50%或者小于或等于约40%,例如,大于或等于约10%且小于或等于约90%、大于或等于约20%且小于或等于约85%、大于或等于约25%且小于或等于约80%、大于或等于约30%且小于或等于约75%、大于或等于约30%且小于或等于约70%、大于或等于约30%且小于或等于约65%、大于或等于约30%且小于或等于约60%、大于或等于约30%且小于或等于约55%、大于或等于约35%且小于或等于约55%、大于或等于约35%且小于或等于约50%、大于或等于约30%且小于或等于约45%、大于或等于约30%且小于或等于约40%或者大于或等于约35%且小于或等于约45%,但不限于此。
[0255]
(聚合物)基质可以包括交联聚合物和/或线性聚合物。交联聚合物可以包括硫醇烯树脂、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、交联有机硅树脂或它们的组合。线性聚合物可以包括含羧酸的重复单元。
[0256]
基质可以包括上述分散剂(例如,含羧基的单体或聚合物)、包括至少一个(例如,2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个或者5个或更多个)碳-碳双键的可聚合单体的聚合产物(诸如绝缘聚合物)以及可选的可聚合单体与在末端处具有至少一个(例如,两个或更多个)硫醇基的硫醇化合物之间的聚合产物。
[0257]
在实施例中,聚合物基质可以包括交联聚合物、线性聚合物或它们的组合。交联聚合物可以包括硫醇烯树脂、交联聚(甲基)丙烯酸酯或它们的组合。在实施例中,交联聚合物可以是上述可聚合单体和可选的(多)硫醇化合物的聚合产物。针对量子点、分散剂、可聚合单体和(多)硫醇化合物的描述的细节与上述相同。
[0258]
量子点复合物可以呈膜的形式(例如,呈图案化膜的形式)。通过在用于制备量子点复合物的组合物中包括作为分散剂的可光固化材料或可光聚合单体,可以使用光刻法等进行图案化。可选地,量子点复合物可以通过喷墨印刷工艺等以图案化形式印刷。这在下面更详细地描述。
[0259]
根据另一实施例的显示面板可以包括量子点复合物。显示面板可以包括颜色转换层,颜色转换层包括包含颜色转换区域的多个区域,根据实施例的上述量子点复合物可以在颜色转换层中设置在颜色转换区域中。在实施例中,颜色转换层还可以包括限定多个区域的分隔壁。
[0260]
在实施例中,显示面板还可以包括包含发光源的发光面板,颜色转换层可以转换从发光面板发射的光的发射光谱。例如,颜色转换层可以吸收从发光源发射的蓝光且将其转换为绿光或红光。
[0261]
在实施例中,颜色转换层可以呈图案化膜的形式。
[0262]
在实施例中,颜色转换层的颜色转换区域可以包括被构造为将由激发光照射的光转换为第一发射光谱的光且将其发射的至少一个第一区域(在下文中,也称为第一分区),第一区域可以包括根据实施例的量子点复合物。颜色转换层可以呈量子点复合物图案化膜的形式。
[0263]
颜色转换区域可以包括被构造为(例如,通过照射激发光)发射与第一光不同的第二光的(例如,一个或更多个)第二区域(在下文中,也称为第二分区)。第二区域可以包括根据实施例的量子点复合物。
[0264]
第二区域中的量子点复合物可以包括发射与第一区域中的量子点复合物不同波
长(例如,不同颜色)的光的量子点。
[0265]
第一光或第二光可以是具有约610nm至约660nm(例如,约620nm至约650nm)的发射峰值波长的红光,或者具有约500nm至约550nm(例如,约510nm至约540nm)的发射峰值波长的绿光。颜色转换层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)或使第三光(例如,蓝光)穿过的(至少一个)第三区域(在下文中,也称为第三分区)。第三光可以包括激发光。第三光可以包括具有在约430nm至约470nm的范围内的发射峰值波长的蓝光。
[0266]
在实施例中,在颜色转换区域中的被构造为发射第一光(即,具有约610nm至约660nm(例如,约620nm至约650nm)的发射峰值波长的红光)的第一区域中,基于形成第一区域的材料的总重量,铟的含量可以是约1wt%至约1.5wt%,锌的含量可以是约10wt%至约20wt%,硒的含量可以是约5wt%至约10wt%,并且硫的含量可以是约5wt%至约10wt%。
[0267]
在实施例中,在颜色转换区域中的被构造为发射第二光(即,具有约500nm至约550nm(例如,约510nm至约540nm)的发射峰值波长的绿光)的第二区域中,基于形成第二区域的材料的总重量,铟的含量可以是约0.5wt%至约2wt%,锌的含量可以是约15wt%至约25wt%,硒的含量可以是约4.5wt%至约15wt%,并且硫的含量可以是约6wt%至约15wt%。
[0268]
可以通过icp发射光谱等证实显示面板的颜色转换层中的颜色转换区域中的元素的含量。
[0269]
可以使用光致抗蚀剂组合物来制造颜色转换层(或量子点复合物的图案化膜)。该方法可以包括以下步骤:在基底上形成根据实施例的用于制备量子点复合物的组合物的膜(s1);根据选择预烘焙膜(s2);将膜的选定区域暴露于(例如,具有小于或等于约400nm的波长的)光(s3);以及用碱显影溶液对曝光的膜进行显影,以获得量子点聚合物复合物的图案(s4)。
[0270]
参照图1a,使用诸如旋涂或狭缝涂覆的适当的方法在基底上将上述组合物施用至预定厚度以形成膜(s1)。可选地,可以对所形成的膜进行预烘焙(prb)(s2)。可以通过从温度、时间、气氛等的已知条件选择适当的条件来进行预烘焙。
[0271]
在具有预定图案的掩模下,将所形成的(或可选地被预烘焙的)膜暴露于具有预定波长的光(s3)。可以考虑光引发剂的类型和含量、量子点的类型和含量等来选择光的波长和强度。
[0272]
用碱显影溶液(例如,浸渍或喷涂)处理曝光的膜,以溶解未曝光的区域且获得期望的图案(s4)。可选地,可以将所获得的图案在例如约150℃至约230℃的温度下进行后烘焙(pob)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)(s5),以改善图案的抗裂性和耐溶剂性。
[0273]
当量子点复合物的颜色转换层或图案化膜具有多个重复分区(即,颜色转换区域)时,可以通过如下方式形成每个重复分区:制备包括具有期望的发光性质(发射峰值波长等)的量子点(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)的多个组合物;以及针对每个组合物,根据需要重复上述图案形成工艺多次(例如,2次或更多次或者3次或更多次),结果获得具有期望图案的量子点-聚合物复合物。例如,量子点-聚合物复合物可以具有至少两个重复颜色分区(例如,rgb颜色分区)的图案(s6)。该量子点-聚合物复合物图案可以用作显示装置中的光致发光型滤色器。
[0274]
可以使用墨组合物来制造量子点复合物的颜色转换层或图案化膜,墨组合物被构
造为以喷墨方式形成图案。参照图1b,这种方法可以包括以下步骤:制备根据实施例的墨组合物(s1);提供(例如,具有由电极和可选的堤等图案化的像素区域的)基底(s2);在基底(或像素区域)上沉积墨组合物以形成例如第一量子点层(或第一区域)(s3);以及在基底(或像素区域)上沉积墨组合物以形成例如第二量子点层(或第二区域)(s4)。同时或顺序地进行第一量子点层的形成和第二量子点层的形成。
[0275]
可以使用例如具有墨储存器和至少一个印刷头的喷墨或喷嘴印刷系统的适当的液滴排放器进行墨组合物的沉积。沉积的墨组合物可以通过去除溶剂和经由加热而聚合提供第一量子点层或第二量子点层。该方法可以通过简单的方法在短时间内提供高度精确的量子点-聚合物复合物膜或图案化膜。
[0276]
上述量子点或量子点复合物(图案)可以包括在电子装置中。这种电子装置可以包括但不限于显示装置、发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)、量子点led、传感器、太阳能电池、成像传感器、光电检测器或液晶显示装置。上述量子点可以包括在电子设备中。这种电子设备可以包括便携式终端装置、监视器、笔记本计算机、电视、电子信号板、相机、vr(虚拟现实)或ar(增强现实)装置、汽车等,但不限于此。电子设备可以是包括包含量子点的显示装置(或发光装置)、监视器、笔记本计算机、电子显示板、电视、vr(虚拟现实)、ar(增强现实)装置等的便携式终端装置。电子设备可以是包括包含量子点的图像传感器的相机或移动终端装置。电子设备可以是包括包含量子点的光电探测器的相机或车辆。
[0277]
在下文中,将参照附图更详细地描述显示面板和颜色转换面板。
[0278]
参照图2和图3,根据实施例的显示面板1000包括发光面板100、颜色转换面板200、设置在发光面板100与颜色转换面板200之间的透光层300以及接合发光面板100和颜色转换面板200的粘合剂(在下文中,也被称为接合元件)400。
[0279]
发光面板100和颜色转换面板200可以彼此面对且透光层300位于发光面板100与颜色转换面板200之间,颜色转换面板200可以设置在从发光面板100发射光所沿的方向上。粘合剂400可以沿着发光面板100和颜色转换面板200的边缘设置,并且可以是例如密封剂。
[0280]
在图2和图3中,透光层300设置在发光面板100与颜色转换面板200之间,粘合剂400沿着发光面板100和颜色转换面板200的边缘设置。然而,可以省略且不必包括透光层300和粘合剂400。即,发光面板100和颜色转换面板200可以直接结合而不置有透光层300。
[0281]
参照图4,根据实施例的显示面板1000包括用于显示图像的显示区域1000d和设置在显示区域1000d周围且其中设置有接合元件400的非显示区域1000p。
[0282]
显示区域1000d可以包括沿着行(例如,x方向)和/或列(例如,y方向)布置的多个像素px,每个像素px可以包括显示不同颜色的多个子像素px1、px2和px3。在此,作为示例,示出了其中三个子像素px1、px2和px3构成一个像素px的构造,但是该构造不限于此。还可以包括诸如白色子像素的附加的子像素,并且可以包括显示相同颜色的一个或更多个子像素。多个像素px可以布置为例如拜耳矩阵、pentile矩阵和/或菱形矩阵,但不限于此。
[0283]
子像素px1、px2和px3中的每个可以被构造为显示三原色的颜色或三原色的组合(例如,红色、绿色、蓝色或它们的组合)。例如,第一子像素px1可以被构造为显示红色,第二子像素px2可以被构造为显示绿色,并且第三子像素px3可以被构造为显示蓝色。
[0284]
在附图中,示出了其中所有子像素具有相同尺寸的示例,但是本公开不限于此。子像素中的至少一个可以大于或小于其它子像素。在附图中,示出了其中所有子像素具有相
同形状的示例,但是本公开不限于此。子像素中的至少一个可以具有与其它子像素不同的形状。
[0285]
将参照图5描述发光面板100和颜色转换面板200。
[0286]
发光面板100可以包括发射预定波长区域中的光的发光器件以及用于使发光器件开关和/或驱动发光器件的电路器件。具体地,发光面板100可以包括下基底110、缓冲层111、薄膜晶体管tft、发光器件180和封装层190。
[0287]
下基底110可以是玻璃基底或聚合物基底。聚合物基底可以包括例如聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、它们的共聚物或它们的组合,但不限于此。
[0288]
缓冲层111可以包括有机材料、无机材料或有机-无机材料。缓冲层111可以包括例如氧化物、氮化物或氮氧化物,并且可以包括例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它们的组合,但不限于此。缓冲层111可以是一层或者两层或更多层,并且可以覆盖下基底110的整个表面。可以省略缓冲层111。
[0289]
薄膜晶体管tft可以是用于使稍后将描述的发光器件180开关和/或驱动稍后将描述的发光器件180的三端子元件,并且针对每个子像素可以包括一个或者两个或更多个。薄膜晶体管tft可以包括栅电极124、与栅电极124叠置的半导体层154、在栅电极124与半导体层154之间的栅极绝缘层140以及电连接到半导体层154的源电极173和漏电极175。在附图中,共面顶栅结构被示出为示例,但是该结构不限于此且可以具有各种结构。
[0290]
栅电极124电连接到栅极线(未示出),并且可以包括例如低电阻金属(诸如铝(al)、钼(mo)、铜(cu)、钛(ti)、银(ag)、金(au)、它们的合金或它们的组合),但不限于此。
[0291]
半导体层154可以是:无机半导体,诸如非晶硅、多晶硅或氧化物半导体;有机半导体;有机-无机半导体;或者它们的组合。例如,半导体层154可以包括包含铟(in)、锌(zn)、锡(sn)和镓(ga)中的至少一种的氧化物半导体,并且氧化物半导体可以包括例如氧化铟镓锌、氧化锌锡或它们的组合,但是它们不限于此。半导体层154可以包括沟道区以及设置在沟道区的两侧上且分别电连接到源电极173和漏电极175的掺杂区。
[0292]
栅极绝缘层140可以包括有机材料、无机材料或有机-无机材料,并且可以包括例如氧化物、氮化物或氮氧化物,并且可以包括例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它们的组合,但不限于此。在附图中,示出了其中栅极绝缘层140形成在下基底110的整个表面上的示例,但是本公开不限于此且可以可选地形成在栅电极124与半导体层154之间。栅极绝缘层140可以由一层或者两层或更多层形成。
[0293]
源电极173和漏电极175可以包括例如低电阻金属(诸如铝(al)、钼(mo)、铜(cu)、钛(ti)、银(ag)、金(au)、它们的合金或它们的组合),但不限于此。源电极173和漏电极175可以分别电连接到半导体层154的掺杂区。源电极173电连接到数据线(未示出),并且漏电极175电连接到稍后将描述的发光器件180。
[0294]
层间绝缘层145附加地形成在栅电极124与源电极173/漏电极175之间。层间绝缘层145可以包括有机材料、无机材料或有机-无机材料(例如,氧化物、氮化物或氮氧化物,例如,氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它们的组合),但不限于此。层间绝缘层145可以由一层或者两层或更多层形成。
[0295]
保护层160形成在薄膜晶体管tft上。保护层160可以是例如钝化层。保护层160可
以包括有机材料、无机材料或有机-无机材料(例如,聚丙烯酸、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺或它们的组合),但不限于此。保护层160可以由一层或者两层或更多层形成。
[0296]
发光器件180可以针对每个子像素px1、px2和px3设置,并且可以单独地驱动设置在每个子像素px1、px2和px3中的发光器件180。发光器件180可以是例如发光二极管,并且可以包括一对电极和在这对电极之间的发光层。发光层可以包括能够发射预定波长区域中的光的发光体,并且例如可以包括发射属于可见波长光谱的第一发射光谱中的光的发光体。发光体可以包括有机发光体、无机发光体、有机-无机发光体或它们的组合,并且可以是一种类型或者两种或更多种类型。
[0297]
发光器件180可以是例如有机发光二极管、无机发光二极管或它们的组合。无机发光二极管可以是例如量子点发光二极管、钙钛矿发光二极管、微发光二极管、无机纳米发光二极管或它们的组合,但不限于此。
[0298]
图6至图8是分别示出了发光器件的示例的剖视图。
[0299]
参照图6,发光器件180包括:第一电极181和第二电极182,彼此面对;发光层183,在第一电极181与第二电极182之间;以及可选的辅助层184和185,在第一电极181与发光层183之间以及在第二电极182与发光层183之间。
[0300]
第一电极181和第二电极182可以设置为沿着厚度方向(例如,z方向)彼此面对,并且第一电极181和第二电极182中的任何一个可以是阳极,另一个可以是阴极。第一电极181可以是透光电极、透反射电极或反射电极,第二电极182可以是透光电极或透反射电极。透光电极或透反射电极可以例如由金属薄膜的单个层或多层制成,金属薄膜包括导电氧化物(诸如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)、氧化锡(sno)、氧化铝锡(alto)和氟掺杂的氧化锡(fto))或者银(ag)、铜(cu)、铝(al)、镁(mg)、镁-银(mg-ag)、镁-铝(mg-al)或它们的组合。反射电极可以包括金属、金属氮化物或它们的组合(例如,银(ag)、铜(cu)、铝(al)、金(au)、钛(ti)、铬(cr)、镍(ni)、它们的合金、它们的氮化物(例如,tin)或它们的组合),但不限于此。
[0301]
发光层183可以包括能够发射特定波长的光的发光体。特定波长可以属于可见光波长光谱的相对短波长区域,并且可以是例如蓝光发射波长(以及如果选择的话,绿光发射波长)。蓝色发射的最大发射波长可以属于大于或等于约400nm且小于约500nm的波长范围,并且可以属于在以上范围内的约410nm至约490nm或约420nm至约480nm的波长范围。发光体可以是一个或者两个或更多个。
[0302]
例如,发光层183可以包括主体材料和掺杂剂材料。
[0303]
例如,发光层183可以包括磷光材料、荧光材料或它们的组合。
[0304]
例如,发光体可以包括有机发光体,并且有机发光体可以是低分子量化合物、聚合物或它们的组合。当发光体包括有机发光体时,发光器件180可以是有机发光二极管。
[0305]
例如,发光体可以包括无机发光体,并且无机发光体可以是无机半导体、量子点、钙钛矿或它们的组合。当发光体包括无机发光体时,发光器件180可以是量子点发光二极管、钙钛矿发光二极管、微发光二极管或纳米发光二极管,但不限于此。
[0306]
辅助层184和185可以分别设置在第一电极181与发光层183之间以及在第二电极182与发光层183之间,并且可以是分别控制电荷的注入和/或迁移的电荷辅助层。辅助层184和185中的每个可以是一层或者两层或更多层,并且可以是例如空穴注入层、空穴传输
层、电子阻挡层、电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层或它们的组合。可以省略辅助层184和185中的至少一个。
[0307]
设置在子像素px1、px2和px3中的每个中的发光器件180可以彼此相同或不同。设置在子像素px1、px2和px3中的每个中的发光器件180可以发射相同发射光谱的光,例如,均可以发射蓝色发射光谱的光(例如,具有在大于或等于约400nm且小于约500nm、约410nm至约490nm或者约420nm至约480nm的波长区域中的最大发射波长的蓝色发射光谱的光)。设置在子像素px1、px2和px3中的每个中的发光器件180可以被像素限定层(未示出)分开,或者可以不被像素限定层(未示出)分开。
[0308]
参照图7,发光器件180可以是具有串联结构的发光器件,并且包括:第一电极181和第二电极182,彼此面对;第一发光层183a和第二发光层183b,在第一电极181与第二电极182之间;电荷产生层186,在第一发光层183a与第二发光层183b之间;以及可选的辅助层184和185,在第一电极181与第一发光层183a之间以及在第二电极182与第二发光层183b之间。
[0309]
第一电极181、第二电极182以及辅助层184和185如上所述。
[0310]
第一发光层183a和第二发光层183b可以发射具有相同或不同发射光谱的光,并且例如均可以发射具有蓝色发射光谱的光。详细描述与上述发光层183相同。
[0311]
电荷产生层186可以将电荷注入到第一发光层183a和/或第二发光层183b中,并且可以控制第一发光层183a与第二发光层183b之间的电荷平衡。电荷产生层186可以包括例如n型层和p型层,并且可以包括例如包含n型掺杂剂和/或p型掺杂剂的电子传输材料和/或空穴传输材料。电荷产生层186可以是一层或者两层或更多层。
[0312]
参照图8,发光器件180可以是具有串联结构的发光器件,并且包括:第一电极181和第二电极182,彼此面对;第一发光层183a、第二发光层183b和第三发光层183c,在第一电极181与第二电极182之间;第一电荷产生层186a,在第一发光层183a与第二发光层183b之间;第二电荷产生层186b,在第二发光层183b与第三发光层183c之间;以及可选的辅助层184和185,在第一电极181与第一发光层183a之间以及在第二电极182与第三发光层183c之间。
[0313]
第一电极181、第二电极182以及辅助层184和185如上所述。
[0314]
第一发光层183a、第二发光层183b和第三发光层183c可以发射具有相同或不同发射光谱的光,并且例如均可以发射具有蓝色发射光谱的光。详细描述与上述发光层183相同。
[0315]
第一电荷产生层186a可以将电荷注入到第一发光层183a和/或第二发光层183b中,并且可以控制第一发光层183a与第二发光层183b之间的电荷平衡。第二电荷产生层186a可以将电荷注入到第二发光层183b和/或第三发光层183c中,并且可以控制第二发光层183b与第三发光层183c之间的电荷平衡。第一电荷产生层186a和第二电荷产生层186b中的每个可以是一层或者两层或更多层。
[0316]
参照图5,封装层190覆盖发光器件180,并且可以包括玻璃板、金属薄膜、有机膜、无机膜、有机-无机膜或它们的组合。有机膜可以包括例如丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚异戊二烯、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂、苝树脂或它们的组合,但不限于此。无机膜可以包括例如氧化物、氮化物和/或氮氧化物(例如,氧化硅、氮化硅、氮氧化
硅、氧化铝、氮化铝、氮氧化铝、氧化锆、氮化锆、氮氧化锆、氧化钛、氮化钛、氮氧化钛、氧化铪、氮化铪、氮氧化铪、氧化钽、氮化钽、氮氧化钽、氟化锂或它们的组合),但不限于此。有机-无机膜可以包括例如聚有机硅氧烷,但不限于此。封装层190可以是一层或者两层或更多层。
[0317]
颜色转换面板200可以将从发光面板100供应的特定波长的光转换为与特定波长不同的第一发射光谱或第二发射光谱的光且将其朝向观看者(未示出)发射,并且具体地,可以包括上基底210、光阻挡图案220、滤色器层230、平坦化层240、分隔壁250、颜色转换层270和封装层290。
[0318]
上基底210可以是玻璃基底或聚合物基底。聚合物基底可以包括例如聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、它们的共聚物或它们的组合,但不限于此。
[0319]
颜色转换层270面对发光面板100的发光器件180。颜色转换层270可以包括用于将从发光面板100供应的光的发射光谱转换为其它发射光谱的至少一个颜色转换区域,并且颜色转换区域可以例如将从发光面板100供应的发射光谱中的光转换为由子像素px1、px2和px3中的每个显示的颜色的发射光谱中的光。
[0320]
颜色转换区域可以包括将从发光面板100供应的光的发射光谱转换为其它发射光谱的颜色转换体,并且根据实施例的显示面板可以在颜色转换区域中包括根据实施例的量子点复合物。
[0321]
颜色转换区域可以将其转换为具有由子像素px1、px2和px3中的每个显示的颜色的波长光谱的光,然后可以将其发射,因此,包括在每个颜色转换区域中的量子点可以彼此不同。
[0322]
参照图5,颜色转换层270的至少一部分可以包括包含量子点的量子点复合物。例如,颜色转换层270可以包括包含在第一子像素px1中且包含第一量子点271a的第一颜色转换区域270a、包含在第二子像素px2中且包含第二量子点271b的第二颜色转换区域270b以及透光区域270c。
[0323]
包括在第一颜色转换区域270a中的第一量子点271a可以将从发光面板100发射的光转换为与显示在第一子像素px1中的颜色的波长光谱相同的第一发射光谱的光。第一发射光谱可以与从发光面板100发射的光的发射光谱不同,并且可以具有比发射光谱长的波长。
[0324]
包括在第二颜色转换区域270b中的第二量子点271b可以将从发光面板100发射的光转换为与显示在第二子像素px2中的颜色的波长光谱相同的第二波长光谱的光。第二发射光谱可以与第一发射光谱不同,并且可以具有比第一发射光谱长的波长。
[0325]
例如,当发光面板100的发光器件180发射蓝色发射光谱的光,并且第一子像素px1、第二子像素px2和第三子像素px3分别显示红色、绿色和蓝色时,包括在第一颜色转换区域270a中的第一量子点271a可以将蓝色发射光谱的光转换为红色发射光谱的光,并且包括在第二颜色转换区域270b中的第二量子点271b可以将蓝色发射光谱的光转换为绿色发射光谱的光。在此,由于第一量子点271a发射比第二量子点271b的波长光谱长的波长光谱的光,因此第一量子点271a可以具有比第二量子点271b的尺寸大的尺寸。显示在第三子像素px3中的蓝色可以由从发光面板100的发光器件180发射的蓝色发射光谱的光显示,并且因
此穿过透光区域270c显示,而在第三子像素px3中没有单独的颜色转换体(量子点)。然而,第三子像素px3还可以包括诸如发射蓝色发射光谱的光的量子点的颜色转换体。
[0326]
在第一颜色转换区域270a中,第一量子点271a分散在基质273a中。在第二颜色转换区域270b中,第二量子点271b分散在基质273b中。在透光区域270c中,可以包括基质273c。此外,为了使入射光散射,在第一颜色转换区域270a、第二颜色转换区域270b和透光区域270c中,还可以包括光散射体272a、272b和272c。
[0327]
分隔壁250可以限定颜色转换层270的每个区域且设置在相邻的区域之间。例如,分隔壁250可以分别限定上述第一颜色转换区域270a和第二颜色转换区域270b以及透光区域270c,并且设置在相邻的第一颜色转换区域270a与第二颜色转换区域270b之间、在彼此相邻的第二颜色转换区域270b与透光区域270c之间并且/或者在彼此相邻的第一颜色转换区域270a与透光区域270c之间。在形成第一颜色转换区域270a、第二颜色转换区域270b和透光区域270c的工艺期间,分隔壁250可以提供用于颜色转换层270的组合物供应到其的空间,并且同时防止用于第一颜色转换区域270a、第二颜色转换区域270b和透光区域270c的每种组合物溢出到每个相邻的第一颜色转换区域270a、第二颜色转换区域270b和透光区域270c中。
[0328]
分隔壁250可以直接接触第一颜色转换区域270a、第二颜色转换区域270b和透光区域270c,而在分隔壁250与第一颜色转换区域270a之间、在分隔壁250与第二颜色转换区域270b之间以及在分隔壁250与透光区域270c之间没有单独的层。
[0329]
滤色器层230可以更精确地过滤从颜色转换层270发射的光,并因此增强朝向上基底210发射的光的色纯度。例如,与第一颜色转换区域270a叠置的第一滤色器230a可以阻挡未被第一颜色转换区域270a的第一量子点271a转换但被第一颜色转换区域270a的第一量子点271a透射的光,并且例如提高红色发射光谱的光的色纯度。例如,与第二颜色转换区域270b叠置的第二滤色器230b可以阻挡未被第二颜色转换区域270b的第二量子点271b转换但被第二颜色转换区域270b的第二量子点271b透射的光,并且例如增强绿色发射光谱的光的色纯度。例如,与透光区域270c叠置的第三滤色器230c可以阻挡除了蓝色发射光谱的光之外的光,并且例如提高蓝色发射光谱的光的色纯度。例如,可以省略第一滤色器230a、第二滤色器230b和第三滤色器230c中的至少一些,例如,可以省略与透光区域270c叠置的第三滤色器230c。
[0330]
光阻挡图案220可以分割每个子像素px1、px2和px3,并且设置在相邻的子像素px1、px2和px3之间。光阻挡图案220可以是例如黑矩阵。光阻挡图案220可以与相邻的滤色器230a、230b和230c的边缘叠置。
[0331]
平坦化层240可以设置在滤色器层230与颜色转换层270之间,并且可以减小或消除由滤色器层230引起的台阶差。平坦化层240可以包括有机材料、无机材料、有机-无机材料或它们的组合。平坦化层240可以包括例如氧化物、氮化物或氮氧化物(例如,氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或它们的组合),但不限于此。平坦化层240可以是一层或者两层或更多层,并且可以覆盖上基底210的整个表面。
[0332]
封装层290可以覆盖颜色转换层270和分隔壁250,并且可以包括玻璃板、金属薄膜、有机膜、无机膜、有机-无机膜或它们的组合。有机膜可以包括例如丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚异戊二烯、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂、苝树脂或它们
的组合,但不限于此。无机膜可以包括例如氧化物、氮化物和/或氮氧化物(例如,氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮氧化铝、氧化锆、氮化锆、氮氧化锆、氧化钛、氮化钛、氮氧化钛、氧化铪、氮化铪、氮氧化铪、氧化钽、氮化钽、氮氧化钽、氟化锂或它们的组合),但不限于此。有机-无机膜可以包括例如聚有机硅氧烷,但不限于此。封装层290可以是一层或者两层或更多层。
[0333]
透光层300可以设置在发光面板100与颜色转换面板200之间。透光层300可以是例如填充材料。透光层300可以包括有机材料、无机材料、有机-无机材料或它们的组合,并且可以包括例如环氧树脂、有机硅化合物、聚有机硅氧烷或它们的组合。
[0334]
参照图9,作为根据非限制性实施例的显示装置,例如,将参照附图描述液晶显示装置。图9是根据非限制性实施例的液晶显示装置的示意性剖视图。
[0335]
参照图9,根据实施例的显示装置包括液晶面板200、设置在液晶面板200下面的偏光板300和设置在偏光板300下面的背光单元。背光单元包括光源110和导光板120。背光单元可以呈直接照明的形式而没有导光板。
[0336]
液晶面板200包括下基底210、上基底240和在下基底210与上基底240之间的液晶层220以及设置在上基底240的上表面或下表面上的颜色转换层230。颜色转换层230可以包括根据实施例的量子点聚合物复合物。
[0337]
被称为阵列基底的下基底210可以是透明绝缘材料基底。基底与上述相同。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(未示出)和数据线(未示出)、设置为与栅极线和数据线的交叉区域相邻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且没有特别限制。
[0338]
液晶层220设置在布线板211上。液晶层220可以包括在液晶层220上和下面的取向层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)是已知的且没有特别限制。
[0339]
偏光板300设置在下基底下面。偏光板300的材料和结构是已知的且没有特别限制。(例如,发射蓝光的)背光单元可以设置在偏光板300下面。上部光学元件或偏光板300可以设置在液晶层220与上基底240之间,但不限于此。例如,偏光板可以设置在液晶层220与颜色转换层230之间。偏光板可以是用在液晶显示装置中的任何偏光器。偏光板可以是具有小于或等于约200μm的厚度的tac(三乙酰纤维素),但不限于此。在另一实施例中,上部光学元件可以是控制折射率而没有偏振功能的涂层。
[0340]
包括在背光单元中的光源110可以发射蓝光或白光。光源可以包括蓝色led、白色led、蓝色oled、白色oled或它们的组合,但不限于此。
[0341]
在实施例中,背光单元可以是边缘型照明。例如,背光单元可以包括反射器(未示出)、设置在反射器上且为液晶面板200提供平面光源的导光板(未示出)和/或在导光板上的至少一个光学片(未示出)(例如,漫射板、棱镜片等),但不限于此。例如,背光单元可以具有反射器(未示出),并且可以具有以规则的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、在led操作基底上的漫射板以及可选的至少一个光学片。这种背光单元的细节(例如,发光二极管、荧光灯、导光板、各种光学片和反射器的每个组件)是已知的且没有特别限制。
[0342]
黑矩阵241设置在上基底240下面且具有开口,并且隐藏下基底上的布线板的栅极
线、数据线和薄膜晶体管。例如,黑矩阵241可以具有网格形状。颜色转换层230设置在黑矩阵241的开口中,并且具有包括第一区域r、第二区域g和第三区域b的量子点-聚合物复合物图案,第一区域r被构造为发射第一光(例如,红光)、第二区域g被构造为发射第二光(例如,绿光),第三区域b被构造为发射/透射例如蓝光。如果需要,颜色转换层230还可以包括至少一个第四区域。第四区域可以包括发射与从第一区域至第三区域发射的光不同颜色的光(例如,青色光、品红色光和黄色光)的量子点。
[0343]
在颜色转换层230中,形成图案的区域可以与形成在下基底上的像素区域对应地重复。透明的共电极231可以设置在光致发光型的颜色转换层230上。
[0344]
被构造为发射/透射蓝光的第三区域b可以是不改变光源的发射光谱的透明滤色器。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,并且可以原样通过偏光板和液晶层发射。如果需要,第三区域可以包括发射蓝色光的量子点。
[0345]
如果期望,根据实施例的显示装置或发光器件还可以包括激发光阻挡层或第一滤光器层(在下文中,称为第一滤光器层)。第一滤光器层可以设置在第一区域r和第二区域g的底表面与基底(例如,上基底240)之间,或者在基底的上表面上。第一滤光器层可以是在与显示蓝色的像素区域(第三区域)对应的部分中具有开口的片,并且因此可以形成在与第一区域和第二区域对应的部分中。两个或更多个第一滤光器层可以在与第一区域和第二区域以及可选的第三区域叠置的位置处彼此分隔开。当光源包括绿色发光元件时,绿色光阻挡层可以设置在第三区域上。
[0346]
第一滤光器层可以阻挡具有例如可见光区域中的预定波长区域的光,并且可以透射其它波长区域中的光,例如,第一滤光器层可以阻挡蓝光(或绿光),并且可以透射除了蓝光(或绿光)之外的光。第一滤光器层可以透射例如绿光、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且阻挡绿光,并且可以设置在蓝色发光像素上。
[0347]
显示装置还可以包括第二滤光器层(例如,红光/绿光或黄光的再循环层),第二滤光器层设置在光致发光层与液晶层之间(例如,在光致发光层与上偏光器之间),透射第三光(激发光)的至少一部分,并且反射第一光和/或第二光的至少一部分。第一光可以是红光,第二光可以是绿光,并且第三光可以是蓝光。第二滤光器层可以仅透射在具有小于或等于约500nm的波长区域中的蓝光波长区域中的第三光(b),并且在大于约500nm的波长区域中的光(其是绿光(g)、黄光、红光(r)等)可以不穿过第二滤光器层且被反射。被反射的绿光和红光可以穿过第一区域和第二区域且被发射到显示装置的外部。
[0348]
第二滤光器层或第一滤光器层可以形成为具有相对平坦表面的一体的层。
[0349]
第一滤光器层可以包括包含吸收要被阻挡的波长中的光的染料和/或颜料的聚合物薄膜。第二滤光器层和第一滤光器层可以包括具有低折射率的单个层,并且可以是例如具有小于或等于约1.4、小于或等于约1.3或者小于或等于约1.2的折射率的透明薄膜。具有低折射率的第二滤光器层或第一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。
[0350]
第一滤光器层或第二滤光器层可以包括具有不同折射率的多个层。它可以通过堆叠具有不同折射率的两个层来形成。例如,第一滤光器层/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。
[0351]
在下文中,参照示例更详细地说明实施例。然而,它们是本公开的示例性示例,并
且本公开不限于此。
[0352]
[示例]
[0353]
分析方法
[0354]
[1]uv-vis光谱
[0355]
通过使用agilent cary5000光谱仪来进行uv光谱以获得uv-可见吸收光谱。
[0356]
[2]光致发光分析
[0357]
使用hitachi f-7000光谱仪来获得所制造的量子点在450nm的激发波长下的光致发光(pl)光谱。
[0358]
[3]icp分析
[0359]
使用岛津icps-8100来进行电感耦合等离子体原子发射光谱(icp-aes)。
[0360]
[4]热重分析(tga)方法
[0361]
热重分析(tga)是在以恒定速率改变温度的同时测量样品在预定时间段内的重量变化的分析方法。通过tga获得的质量-温度曲线表现出样品的热稳定性、混合材料的组成比和在加热期间产生的中间体的热组成,并且还在加热完成时知晓残余物(灰分)的组成。本实验中的测量在氮(n2)气氛下进行,同时温度以10℃每分钟从室温(rt)升高至约600℃。
[0362]
[5]用于测量量子点-复合物膜的可靠性(亮度)的方法
[0363]
在玻璃基底上涂覆所制造的量子点复合物以形成膜,并且在膜上形成覆盖层。随后,在led芯片上固定由此获得的该基底,并且向其施加适当的电压以测量期望亮度范围内的可靠性。
[0364]
合成示例1:绿色inp核的制备
[0365]
以以下方式制备inp半导体纳米晶体颗粒(在下文中,也称为核)。
[0366]
在200ml反应烧瓶中,将乙酸铟和棕榈酸溶解在1-十八烯中,然后在真空下在120℃下加热。在此,铟与棕榈酸的摩尔比是约1:3。在1小时之后,将反应烧瓶中的气氛转化为氮。在280℃下加热反应烧瓶之后,将三(三甲基甲硅烷基)膦(tms3p)和三辛基膦的混合溶液快速地注入到其中,然后反应20分钟。将丙酮加入到冷却至室温的反应溶液,然后将从其离心分离的沉淀物再次分散在甲苯中。这里,tms3p的用量是每1摩尔铟0.5摩尔。所获得的inp核的尺寸是约2nm。
[0367]
合成示例2:红色inp核的制备
[0368]
以以下方式制备inp半导体纳米晶体颗粒(在下文中,也称为核)。
[0369]
在200ml反应烧瓶中,将乙酸铟和棕榈酸溶解在1-十八烯中,然后在真空下在120℃下加热。在此,铟与棕榈酸的摩尔比是约1:3。在1小时之后,将反应烧瓶中的气氛转化为氮。在280℃下加热反应烧瓶之后,将三(三甲基甲硅烷基)膦(tms3p)和三辛基膦的混合溶液快速地注入到其中,然后反应20分钟。将丙酮加入到冷却至室温的反应溶液,然后将从其离心分离的沉淀物再次分散在甲苯中。这里,tms3p的用量是每1摩尔铟0.75摩尔。所获得的inp核的尺寸是约3.6nm。
[0370]
合成示例3:绿色量子点(inp/znse/zns)的制备
[0371]
将硒分散在三辛基膦中以制备se/top储备溶液,并且将硫分散在三辛基膦中以制备s/top储备溶液。
[0372]
在200ml反应烧瓶中,将24毫摩尔(mmol)的乙酸锌和油酸溶解在三辛胺中,然后在
120℃下真空处理10分钟。在用n2置换反应烧瓶的内部之后,注入在合成示例1中合成的inp核的甲苯分散体,同时将所得的溶液的温度升高至320℃,然后将制备的se/top储备溶液注入若干次。进行反应以获得包括具有设置在核上的znse壳的颗粒的反应溶液。总反应时间是大致100分钟,并且每1摩尔铟所使用的se的总含量是约23摩尔。
[0373]
然后,在反应温度下,将s/top储备溶液注入反应溶液中。进行反应以获得包括其中zns壳设置在znse壳上的颗粒的反应溶液。总反应时间是60分钟,用于1摩尔铟的s的总含量是约13摩尔。此后,将溶液冷却至室温,加入过量乙醇且离心,然后弃去上清液,将沉淀物干燥且分散在乙酸环己酯中,以获得inp/znse/zns量子点溶液。
[0374]
合成示例4:红色量子点(inp/znse/zns)的制备
[0375]
以与合成示例3的方式类似的方式制备量子点,使得通过使用合成示例2的inp核代替合成示例1的inp核,可以不发射绿光而发射红光。
[0376]
具体地,将硒分散在三辛基膦中以制备se/top储备溶液,并且将硫分散在三辛基膦中以制备s/top储备溶液。
[0377]
在反应烧瓶中,将7.2mmol的乙酸锌和油酸溶解在三辛胺中,在120℃下真空处理30分钟,并且在氮气氛下在280℃下加热10分钟,以制备包括锌前驱体的反应介质。
[0378]
在将所制备的含锌前驱体的反应介质的温度降低至180℃之后,将核注入到其中。然后,将所获得的反应体系加热至320℃,并且将se/top和附加的锌前驱体注入到反应烧瓶中,然后反应约30分钟。随后,将s/top储备溶液和锌前驱体注入到反应溶液中,再次反应约60分钟,然后将反应溶液的温度快速地降低至室温。
[0379]
每1摩尔铟的se的总含量是约12摩尔,每1摩尔铟所使用的s的总含量是约5摩尔。此后,将溶液冷却至室温,加入过量乙醇且离心,然后弃去上清液,将沉淀物干燥且分散在乙酸环己酯中,以获得inp/znse/zns量子点溶液。
[0380]
合成示例5:用于表面改性的量子点的分散体的制备
[0381]
(1)化学式a的化合物的制备
[0382]
将50g的巯基乙酸、91g的2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-乙醇和10.27g的对甲苯磺酸一水合物加入到烧瓶中,然后在氮气氛下均匀分散在500ml的环己烷中。将dean stark装置连接到烧瓶的入口,将冷凝器连接到其。在将反应烧瓶加热至80℃且搅拌一定时间之后,证实水聚集在dean stark装置内部。一旦确认水,此后就将其搅拌附加的12小时。在确认产生了0.54摩尔的水之后,终止反应。将乙酸乙酯和过量的水加入到反应物,并且在萃取和中和之后,将混合物用真空蒸发器浓缩,并且在真空烘箱中获得且干燥作为最终产物的由化学式a表示的化合物:
[0383]
[化学式a]
[0384][0385]
(2)化学式e的化合物的制备
[0386]
将100g的五乙二醇单甲醚、14.3g的naoh、500ml的thf和100ml的h2o混合以制备溶液,并且在0℃下将79g的对甲苯磺酰氯和150ml的thf的分散体缓慢注入到溶液中。从注射结束之后30分钟开始,将所获得的混合物在室温下连续地搅拌约12小时。当反应完成时,通
过萃取、中和和浓缩纯化所得物,然后在真空烘箱中充分地干燥。将所获得的产物放入烧瓶中且在氮气氛下溶解在乙醇中。向其加入3当量至5当量的硫脲后,将混合物在100℃下搅拌12小时。随后,将约20当量的稀释的naoh溶液注入到反应混合物中,然后进一步搅拌5小时。当反应完成时,将所得物用水和盐酸稀释液洗涤若干次,萃取,中和且浓缩,然后在真空烘箱中充分地干燥,获得由化学式e表示的化合物:
[0387]
[化学式e]
[0388][0389]
示例1和对比示例1:表面改性的绿色量子点的制备
[0390]
在将磁棒放入三颈圆底烧瓶中之后,称量合成示例3的绿色量子点(inp/znse/zns)(含量是约26wt%至27wt%)的乙酸环己酯溶液且放入其中。随后,向其加入在合成示例5的(1)中制备的由化学式a表示的化合物。将所获得的混合物充分混合1分钟且在80℃下在氮气氛下搅拌。可以改变搅拌时间以控制由化学式a表示的化合物对常规结合到量子点的表面上的油酸的取代程度。
[0391]
通过以下步骤获得示例1的量子点:在取代反应完全地完成之前(即,当由化学式a表示的化合物对结合到量子点的表面上的油酸的一部分取代时),将反应溶液冷却至室温,并且将冷却的反应溶液加入到环己烷中进行沉淀。随后,通过离心分离沉淀的量子点,并且在真空烘箱中充分地干燥一天,获得在表面上包括油酸和化学式a的化合物的表面改性的量子点。将表面改性的量子点加入到由化学式15-1表示的单体(三乙二醇二甲基丙烯酸酯,miwon commercial co.,ltd),然后搅拌约12小时,获得根据示例1的表面改性的绿色量子点分散体:
[0392]
[化学式15-1]
[0393][0394]
对于对比示例1的量子点,与示例1的量子点不同,在进行搅拌足够长得多的时间之后终止反应,使得其表面上的油酸可以几乎全部被由化学式a表示的化合物取代。换句话说,在充分地搅拌然后将反应溶液冷却至室温之后,分离且洗涤其中表面上的配体中的大部分被化学式a的化合物取代的量子点,然后以与示例1的方式相同的方式将其加入到由化学式15-1表示的单体。因此,由此获得根据对比示例1的绿色量子点分散体(其中量子点的表面几乎完全被化学式a的化合物取代)。
[0395]
示例2和对比示例2:表面改性的绿色量子点的制备
[0396]
以与示例1和对比示例1中的方式相同的方式使用合成示例5的(2)中所制备的化学式e的化合物代替合成示例5的(1)中的化合物作为用于表面改性的化合物,获得根据示例2的绿色量子点分散体(其中量子点在表面上部分地包括由化学式e表示的化合物以及油酸)和根据对比示例2的绿色量子点分散体(其中量子点在表面上完全被由化学式e表示的化合物取代)。
[0397]
示例3和对比示例3:表面改性的红色量子点的制备
[0398]
以与示例1和对比示例1的方式相同的方式使用合成示例4的红色量子点而不是合成示例3的量子点,获得示例3的红色量子点分散体(其中红色量子点在表面上部分地包括化学式a的化合物以及油酸)和对比示例3的红色量子点分散体(其中红色量子点的表面完全被化学式a的化合物取代)。
[0399]
示例4和对比示例4:表面改性的红色量子点的制备
[0400]
以与示例2和对比示例2的方式相同的方式使用合成示例4的红色量子点而不是合成示例3的量子点,获得示例4的红色量子点分散体(其中红色量子点在表面上部分地包括化学式e的化合物以及油酸)和对比示例4的红色量子点分散体(其中红色量子点的表面完全被化学式e表示的化合物取代)。
[0401]
示例5和对比示例5:表面改性的绿色量子点墨组合物的制备
[0402]
将根据示例1和对比示例1的每个量子点分散体称重,然后与由化学式15-1表示的单体混合且被稀释,并且向其加入阻聚剂(甲基氢醌,tokyo chemical industry co.,ltd.;在由化学式15-1表示的单体中5wt%),然后搅拌5分钟。随后,在向其加入光引发剂(tpo-l,polynetron)之后,向其加入光漫射剂(tio2;sdt89,iridos)。将每个整个分散体搅拌1小时,制备根据示例5和对比示例5的无溶剂量子点墨组合物。基于无溶剂的可固化组合物的总量,量子点是48wt%,由化学式15-1表示的单体是40wt%,阻聚剂是1wt%,光引发剂是3wt%,并且光漫射剂是8wt%。
[0403]
示例6和对比示例6:表面改性的绿色量子点墨组合物的制备
[0404]
除了分别使用示例2和对比示例2的量子点分散体代替示例1和对比示例1的量子点分散体之外,以与示例5和对比示例5中的方式相同的方式制备根据示例6和对比示例6的表面改性的绿色量子点墨组合物。
[0405]
示例7和对比示例7:表面改性的红色量子点墨组合物的制备
[0406]
除了分别使用示例3和对比示例3的量子点分散体代替示例1和对比示例1的量子点分散体之外,以与示例5和对比示例5中的方式相同的方式制备根据示例7和对比示例7的表面改性的红色量子点墨组合物。
[0407]
示例8和对比示例8:红色量子点墨组合物的制备
[0408]
除了分别使用示例4和对比示例4的量子点分散体代替示例1和对比示例1的量子点分散体之外,以与示例5和对比示例5中的方式相同的方式制备根据示例8和对比示例8的表面改性的红色量子点墨组合物。
[0409]
对比示例9和对比示例10:包括未改性的绿色量子点和红色量子点的量子点复合物的光致抗蚀剂膜的制造
[0410]
(1)量子点-粘合剂分散体的制备
[0411]
将根据合成示例3的非表面改性的绿色量子点和根据合成示例4的非表面改性的红色量子点的每个乙酸环己酯分散体与粘合剂溶液(通过将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸羟乙酯和苯乙烯的四元共聚物(酸值:130mg koh/g,分子量:8,000g/mol)以30wt%的浓度分散在pgmea(丙二醇单甲醚乙酸酯)中而制备的溶液)混合,制备每个绿色量子点-粘合剂分散体和红色量子点-粘合剂分散体。
[0412]
(2)光敏组合物的制备
[0413]
将绿色量子点粘合剂分散体和红色量子点粘合剂分散体中的每个与作为可光聚合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(在下文中,2t)、作为引发剂的肟酯化合物和作为光漫射剂的tio2以及溶剂pgmea混合,以制备包括量子点-粘合剂的每个光敏树脂组合物。
[0414][0415]
基于每个组合物的总固体含量(tsc),所制备的光敏树脂组合物包括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%的引发剂和10wt%的光漫射剂,并且总固体含量(tsc)是25wt%。
[0416]
(3)量子点-聚合物复合物图案的制造和热处理
[0417]
将每个光敏组合物在玻璃基底上以150rpm旋涂5秒以获得膜。将膜在100℃下进行预烘焙(prb)。将这些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:100mj)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:10μm)。将所制造的图案在氮气氛中在180℃下进行pob(后烘焙)处理30分钟,以获得根据对比示例9和对比示例10的绿色量子点-聚合物复合物和红色量子点-聚合物复合物的光致抗蚀剂膜。
[0418]
评价1:量子点的热重分析
[0419]
将根据示例1和对比示例1以及示例3和对比示例3的表面改性的绿色量子点分散体和红色量子点分散体分别离心,获得沉淀的表面改性的量子点,并且将表面改性的量子点分别用己烷洗涤,再次离心,并且干燥,获得表面改性的量子点粉末。通过使用差示扫描量热仪,对根据示例1和对比示例1以及示例3和对比示例3的在表面上包括两种类型或一种类型的配体的表面改性的量子点进行热重分析,结果分别示出在图10和图11中。另外,通过使用差示扫描量热仪,以与上述相同的方法对作为参考示例的根据合成示例3和合成示例4的量子点(即,通过加入油酸而具有油酸配体但未附加的表面改性的绿色量子点和红色量子点)也进行热重分析,结果示出在图12中。
[0420]
图10示出了根据示例1和对比示例1的表面改性的绿色量子点的热重分析结果,图11示出了根据示例3和对比示例3的表面改性的红色量子点的热重分析结果。另外,在图10和图11中,测量在约200℃与约300℃之间的峰(在下文中,称为“峰a”)和在400℃至500℃之间的峰(在下文中,称为“峰b”)的每个面积,这些结果以及峰b的面积相对于峰a的面积的比分别示出在表1中。
[0421]
(表1)
[0422] 峰a面积峰b面积峰b面积/峰a面积示例1192.9358.910.305
对比示例1237.5239.80.167示例3127.754.460.426对比示例3204.827.270.133
[0423]
如从表1所示的,在表面上包括2种类型的配体的示例1和示例3的量子点全部表现出0.17倍或更大的峰b与峰a的面积比,但是其中常规油酸配体通过表面改性被化学式a的化合物大部分地取代的对比示例1和对比示例3的量子点表现出小于0.17倍的峰b与峰a的面积比。这通过图10和图11的结果被明显地发现。
[0424]
另外,参照图10和图11,在示例1和示例3的量子点中,在每个热重分析曲线中,在约200℃与约400℃之间的峰的面积大于或等于整个峰面积的40%。换句话说,在对应的量子点的表面上,在200℃至400℃下分解的化合物是基于该化合物的总重量的至少大于或等于40%。
[0425]
另一方面,如从图12所示的,根据作为参考示例的合成示例3和合成示例4的非表面改性的量子点全部在约450℃附近仅表现出一个大峰,但是在除了以上温度范围之外的温度范围内几乎没有峰。原因是因为合成示例3和合成示例4的量子点全部未被表面改性的(即,仅包括在量子点的制备期间所加入的一种类型的油酸配体),因此,由于油酸的分解而出现图12中所示的在约450℃附近的一个峰。对比图12的曲线,在图10和图11中,在400℃至500℃之间(具体地,在约450℃附近)出现的相对较小的峰(即,峰b)由于量子点的表面上的油酸化合物的分解而出现,并且因为量子点被由化学式a表示的配体化合物(即,具有硫醇基的化合物)表面改性,所以在200℃至300℃之间的相对较大的峰(即,峰a)由于附着在量子点的表面上的由化学式a表示的化合物的分解而出现。因此,在图10和图11中,与根据对比示例1和对比示例3的量子点相比,根据示例1和示例3的量子点分别与由化学式a表示的化合物发生较短时间的取代反应,并且因此与根据对比示例1和对比示例3的量子点相比,根据示例1和示例3的量子点在表面上包括较大量的油酸。
[0426]
评价2:由量子点墨组合物制造单个膜和分析
[0427]
通过使用旋涂机(800rpm,5秒,opticoat ms-a150,mikasa co.,ltd.)将分别包括根据示例5和对比示例5的表面改性的绿色量子点以及根据示例7和对比示例7的红色量子点的每个墨组合物在每个玻璃基底g-1和g-2上旋涂至约10μm厚,并且通过使用395nmuv曝光器在氮气氛下以5000mj曝光,获得每个量子点复合物单个膜。
[0428]
以以上方法对所获得的量子点复合物单个膜之中的示例5和对比示例5的绿色量子点复合物单个膜进行热重分析,结果示出在图13中。另外,在图13的曲线中,针对峰强度测量在约400℃下的峰(在下文中,称为“峰d”)和在约200℃与约300℃之间的峰(在下文中,称为“峰e”),该结果以及峰d相对于峰e的强度比提供在表2中。
[0429]
(表2)
[0430] 峰e强度峰d强度峰d强度/峰e强度示例553.77546.8910.17对比示例579.45532.116.69
[0431]
如从图13和表2看出,由根据示例5的量子点墨组合物形成的量子点复合物单个膜在约400℃下的峰(峰d)处表现出比在约200℃与约300℃之间的峰(峰e)处高大于或等于8倍(实际上,大于或等于10倍)的强度,由根据对比示例5的量子点墨组合物形成的量子点复
合物单个膜在峰d处表现出比峰e高小于8倍(具体地,小于7倍)的强度。换句话说,根据示例5的量子点墨组合物中的量子点在表面上包括两种类型的化合物,其中,化合物中的油酸在与用于制备量子点复合物的可光聚合的单体的温度相似的温度(即,在400℃附近)下分解,表现出在400℃附近具有相对高的高度(强度)的峰,但是由化学式a表示的附加的取代化合物以比在对比示例5中的量小的量被包括,并且因此在约200℃与约300℃之间表现出比在对比示例5中的峰低的峰(峰e)。因此,根据示例5的量子点复合物表现出比峰e的强度相对强的峰d的强度(例如,至少大于或等于8倍更强的强度)。相反,根据对比示例5的量子点复合物表现出比峰e的强度小于8倍的峰d的强度。
[0432]
另一方面,可以通过icp发射光谱检查单个膜中的元素的含量差异。例如,作为通过icp发射光谱测量由根据示例5和对比示例5以及示例7和对比示例7的量子点墨组合物形成的量子点复合物单个膜的结果,每个量子点复合物表现出锌与硫和硒的总摩尔数的不同摩尔比,结果示出在表3中。
[0433]
(表3)
[0434] sseznzn/(s+se)示例515.34.322.11.13对比示例517.523.445.31.11示例75.26.111.81.03对比示例76.76.312.40.95
[0435]
另外,量子点复合物单个膜也表现出不同的表面形状。图14是示出了由根据示例5和对比示例5的量子点墨组合物形成的单个膜的sem(扫描电子显微镜)照片,如图14的(a)中所示,由对比示例5的组合物形成的单个膜由于颗粒聚集而具有粗糙表面,但是如图14的(b)中所示,由示例5的组合物形成的单个膜由于没有层分离或颗粒聚集而具有光滑表面。
[0436]
评价3:驱动可靠性实验
[0437]
采用与评价2中所示的方法相同的方法来评价由示例5和对比示例5的表面改性的绿色量子点墨组合物以及示例7和对比示例7的表面改性的红色量子点墨组合物形成的单个膜以及根据对比示例9和对比示例10的通过使用两性溶剂而没有对量子点进行附加表面改性的量子点-聚合物复合物的光致抗蚀剂单个膜的驱动可靠性。
[0438]
具体地,在空气条件下在60℃下通过用具有约80,000尼特至100,000尼特的亮度的光源(波长:450nm)照射激发光的同时,针对被驱动500小时的亮度来测量由示例5和对比示例5以及示例7和对比示例7的组合物形成的膜,结果分别示出在图15和图16中。图15是示出了示例5和对比示例5的膜的亮度结果的曲线,图16是示出了示例7和对比示例7的膜的亮度结果的曲线。
[0439]
另一方面,也在空气条件下在60℃下通过用具有约50,000尼特的亮度的光源(波长:450nm)照射激发光的同时,针对被驱动300小时的亮度来测量根据对比示例9和对比示例10的膜,结果示出在图17中。
[0440]
如从图15所示的,虽然根据实施例的包括满足特定温度范围内的特定峰面积比的量子点的示例5的发绿光的单个膜在具有大于100,000尼特的初始亮度的高亮度光源下甚至被驱动500小时,但是亮度也不降低(不到10%)。换句话说,示例5的单个膜可以在高亮度光源下长时间驱动而不减小亮度,并且因此直接应用于微led或迷你led、100,000尼特或更
大的高亮度光源。相反,当对比示例5的单个膜在相同的高亮度光源下被驱动时(对比示例5的单个膜是通过用相同的由化学式a表示的化合物对与合成示例3相同的量子点进行表面改性而制备的,但与示例5不同,对比示例5的单个膜由于取代较长的时间而如图10中所示具有小于0.17倍的在400℃至500℃下的峰与在约200℃与约300℃下的峰的面积比),相对于初始亮度的亮度在小于100小时内减小40%或更大,并且当被驱动500小时时减小70%或更大,因此,与示例5的单个膜不同,对比示例5的单个膜无法应用于需要高亮度光源的装置。
[0441]
图16示出了与图15类似的结果。在图16中,当示例7的单个膜(其在图11的tga曲线中具有0.17倍或更大的在400℃至500℃下的峰与在约200℃与约300℃下的峰的面积比)在约100,000尼特的光源(450nm)下被驱动500小时时,亮度几乎没有减小(在约5%内),因此,该膜可以在高亮度光源下长时间被驱动。相反,与对比示例5的单个膜一样,对比示例7的单个膜(其中化学式a的材料在相同的红色量子点中被过度地取代)包括具有在图11中的小于0.17倍的在400℃至500℃下的峰与在约200℃与约300℃下的峰的面积比的量子点,因此,如图16中所示,对比示例7的单个膜表现出在300小时内从80,000尼特的初始亮度减小约50%的亮度,并且当被驱动500小时时从初始亮度大大地减小约30%。
[0442]
另一方面,图17是通过在对比示例9和对比示例10中所描述的方法中分别使用合成示例3和合成示例4的量子点(即,包括油酸配体但未附加的表面改性的量子点)以及两性溶剂形成的量子点-光致抗蚀剂单个膜的驱动可靠性曲线,其中,即使使用约50,000尼特的光源,当被驱动约300小时时,对比示例9的绿色量子点单个膜也表现出从初始亮度减小30%的亮度,另外,当被驱动约300小时时,对比示例10的红色量子点单个膜也表现出从初始亮度减小25%的亮度。
[0443]
换句话说,包括仅包含油酸配体的绿色量子点或红色量子点的量子点复合物单个膜(例如,对比示例9或对比示例10的单个膜)(其通常用于常规湿制造法中)或者包括用其它配体(例如,具有硫醇基的配体等)完全地或部分地取代油酸配体的量子点的量子点复合物单个膜(例如,对比示例5或对比示例7的单个膜)几乎不能确保高亮度光源下的驱动可靠性,但是通过用特定配体对量子点进行附加的表面改性而制备以根据由dsc测量的tga曲线中的配体的类型和含量将在特定温度下出现的峰的面积比调整为特定范围的量子点复合物单个膜当在高亮度光源下长时间被驱动时表现出高可靠性。
[0444]
因此,根据实施例的量子点和包括该量子点的量子点复合物适用于各种光源(具体地,包括需要高亮度的光源的电子设备(例如,诸如ar和vr的显示装置))。
[0445]
虽然已经结合目前被认为是实际的实施例描述了本公开,但是将理解的是,发明不限于所公开的实施例。相反,其旨在覆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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