用于纳米粒子的共聚稳定载体流体制造技术

本发明专利技术公开了一种复合粒子，所述复合粒子包含：荧光半导体芯/壳纳米粒子(优选纳米晶体)；以及具有侧链膦、胂或锑化氢基团的(甲基)丙烯酸酯共聚物的稳定添加剂。

Copolymerization stable carrier fluid for nanoparticles

The invention discloses a composite particle, which includes a fluorescent semiconductor core / shell nanoparticle (preferably nanocrystalline), and a stable additive with a (methyl) acrylate copolymer with side chain phosphine, arsine or antimonide groups.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纳米粒子的共聚稳定载体流体
技术介绍
量子点增强膜(QDEF)用作用于LCD显示器的光源。红光和绿光量子点在QDEF中与蓝光LED一起用作光源以发出全光谱颜色。其优点在于，与典型LCD显示器相比提升了色域，并且与LED显示器相比保持了低能耗。一旦量子点被合成，它们就通常用结合到量子点的外表面的有机配体进行处理。用有机配体和/或添加剂稳定化的胶态量子点纳米粒子(优选纳米晶体)可由于表面陷阱钝化、在载体流体(或溶剂)或固化的聚合物粘结剂中的分散稳定性的控制、针对聚集和降解的稳定化、以及对合成过程中纳米粒子(优选纳米晶体)生长动力学特性的影响，而具有改善的量子产率。因此，对于实现QDEF的最佳量子产率、可加工性及功能寿命而言，优化有机配体和/或添加剂很重要。
技术实现思路
本公开提供了复合粒子，该复合粒子能够产生荧光并且适用于量子点增强膜中。在一个方面，本公开提供了一种复合粒子，该复合粒子包含荧光半导体芯/壳纳米粒子(优选纳米晶体)；以及与核/壳纳米粒子组合的稳定载体流体，所述稳定载体流体包含具有侧链膦、胂或锑化氢基团的(甲基)丙烯酸酯共聚物。所述稳定载体流体可用作复合粒子的载体流体以用于在聚合物粘结剂中进一步分散。更具体地，所述(甲基)丙烯酸酯共聚物具有下式的侧基：其中每个R1为烃基基团，所述烃基基团包括烷基、芳基、烷芳基和芳烷基；R2为二价烃基基团，所述二价烃基基团选自亚烷基、亚芳基、亚烷芳基和亚芳烷基；Z为P、As或Sb；Q为官能团，所述官能团选自-CO2-、-CONR3-、-NH-CO-NR3-和-NR3-，其中R3为H或C1-C4烷基，并且下标x为0或1。在一些实施方案中，R1基团中的一种可被式-R6-Z(R1)2基团取代以产生下式的侧基：其中R6为二价烃基基团，所述二价烃基基团选自亚烷基、亚芳基、亚烷芳基和亚芳烷基，并且R1、R2、R3、Z和Q如先前所定义。在一个方面，本公开提供了一种复合粒子，该复合粒子包含荧光半导体芯/壳纳米粒子(优选纳米晶体)；以及包含(甲基)丙烯酸酯共聚物的稳定载体流体，所述(甲基)丙烯酸酯共聚物具有与芯/壳纳米粒子组合、附接到芯/壳纳米粒子、或与芯/壳纳米粒子相关联的侧链膦、胂或锑化氢基团。荧光半导体芯/壳纳米粒子包括：InP芯；包覆芯的内壳，其中该内壳包含硒化锌和硫化锌；以及包覆该内壳的外壳，其中该外壳包含硫化锌。如本文所用，“烷基”是指直链或支链、环状或非环状的饱和单价烃。“亚烷基”是指直链或支链的不饱和二价烃。“烯基”是指直链或支链的不饱和烃。“芳基”是指一价的芳族基团，诸如苯基、萘基等。“亚芳基”意指多价芳族，诸如亚苯基、亚萘基等。“亚芳烷基”是指芳基附接到亚烷基上的如上所定义的基团，如苄基、1-萘乙基等。本文使用的“(杂)烃基”，包括烃基烷基和烃基芳基，以及杂烃基杂烷基和杂烃基杂芳基，杂烃基杂烷基和杂烃基杂芳基包含一个或多个悬链(链中)杂原子，诸如醚基或氨基。杂烃基可任选地包含一个或多个悬链(链中)官能团，该悬链官能团包括酯官能团、酰胺官能团、脲官能团、氨基甲酸酯官能团和碳酸酯官能团。除非另外指明，否则非聚合的(杂)烃基基团通常包含1至60个碳原子。如本文所用的此类杂烃基的一些示例除上文针对“烷基”、“杂烷基”和“芳基”所述的那些外，还包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、4-二苯基氨基丁基、2-(2'-苯氧基乙氧基)乙基、3,6-二氧杂庚基、3,6-二氧杂己基-6-苯基。如本文所用，术语“复合粒子”是指纳米粒子，该纳米粒子通常为芯/壳纳米粒子(优选纳米晶体)的形式，其在纳米粒子的表面上具有不通过普通溶解从表面除去的任何相关联的有机涂层或其它材料。此类复合粒子可用作“量子点”，所述量子点由于使用半导体材料而在近紫外线(UV)到远红外线(IR)范围内具有可调发射。术语“纳米粒子”是指具有在0.1至1000纳米范围内，诸如0.1至100纳米范围内或1至100纳米范围内的平均粒径的粒子。术语“直径”不仅指大致球形的粒子的直径，而且还指沿结构的最短轴线的距离。用于测量平均粒径的合适技术包括例如扫描隧道显微镜法、光散射法和透射电子显微镜法。纳米粒子的“芯”被理解为意指尚未施加壳的纳米粒子(优选纳米晶体)或者意指芯/壳纳米粒子的内部部分。纳米粒子的芯可具有均一的组成或者其组成可随芯内的深度变化。已知有许多材料用于芯纳米粒子中，并且在本领域中已知有许多方法用于将一个或多个壳施加到芯纳米粒子。芯具有与所述一个或多个壳不同的组成。芯通常具有与芯/壳纳米粒子的壳不同的化学组成。附图说明图1为包含量子点的例示性膜制品的边缘区域的示意性侧视立面图。图2为形成量子点膜的示例性方法的流程图。图3为包括量子点制品的显示器的一个实施方案的示意图。图4示出白点(颜色)测量系统。具体实施方式本公开提供了包含荧光半导体纳米粒子的复合粒子，该荧光半导体纳米粒子受到光化辐射激发时能发出荧光。复合粒子可用在光学显示器的涂层和膜中。荧光半导体纳米粒子在受到适当激发时发出荧光信号。荧光半导体纳米粒子在受到第一波长的光化辐射激发时发出第二波长光化辐射的荧光，该第一波长比该第二波长短。在一些实施方案中，荧光半导体纳米粒子在暴露于电磁波谱紫外线区域中的波长的光时能发出电磁波谱可见光区域的荧光。在其它实施方案中，荧光半导体纳米粒子在电磁波谱的紫外线或可见光区域中受到激发时能发出红外线区域的荧光。在其它实施方案中，荧光半导体纳米粒子在受到紫外线区域中较短波长的光激发时能发出紫外线区域的荧光，在受到可见光区域中较短波长的光激发时能发出可见光区域的荧光，或者在受到红外线区域中较短波长的光激发时能发出红外线区域的荧光。荧光半导体纳米粒子通常能够发出下列波长范围内的荧光：诸如例如，在至多1200纳米(nm)、或至多1000nm、至多900nm、或至多800nm的波长下。例如，荧光半导体纳米粒子通常能够发出400至800纳米范围内的荧光。纳米粒子的平均粒径为至少0.1纳米(nm)、或至少0.5nm、或至少1nm。纳米粒子具有至多1000nm、或至多500nm、或至多200nm、或至多100nm、或至多50nm、或至多20nm、或至多10nm的平均粒径。半导体纳米粒子，具体地尺寸在1nm至10nm范围内的半导体纳米粒子，已作为一类最具前景的先进材料用于前沿技术。半导体材料包含周期表中2族至16族、12族至16族、13族至15族、14族至16族以及14族半导体(使用1-18的现代族编号系统)的元素或复合物。一些合适的量子点包括金属磷化物、金属硒化物、金属碲化物或金属硫化物。示例性半导体材料包括但不限于Si、Ge、Sn、BN、BP、BAs、AIN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、lnAs、InSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、MgTe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCI、CuBr、CuI、Si3N4、Ge3N4、A12O3、(G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合粒子，所述复合粒子包含荧光芯/壳纳米粒子以及稳定载体流体，所述稳定载体流体包含具有侧链胂、锑化氢或膦基团的(甲基)丙烯酸酯共聚物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.18 US 62/256,7641.一种复合粒子，所述复合粒子包含荧光芯/壳纳米粒子以及稳定载体流体，所述稳定载体流体包含具有侧链胂、锑化氢或膦基团的(甲基)丙烯酸酯共聚物。2.根据权利要求1所述的复合粒子，其中所述侧链基团为下式：其中每个R1为烃基基团，所述烃基基团包括烷基、芳基、烷芳基和芳烷基；R2为二价烃基基团，所述二价烃基基团选自亚烷基、亚芳基、亚烷芳基和亚芳烷基；Z为P、As或Sb；Q为官能团，所述官能团选自-CO2-、-CONR3-、-NH-CO-NR3-和-NR3-，其中R3为H或C1-C4烷基，并且下标x为0或1。3.根据权利要求1所述的复合粒子，其中所述共聚物为下式：～[M酯]a-[Mstab]b-[Msil]c-[M酸]d-[M其它]e～，其中[M酯]表示具有下标a重量份的(甲基)丙烯酸酯单体单元；[Mstab]表示具有侧链膦、胂或锑化氢基团和下标b重量份的单体单元；[Msil]表示具有下标c重量份的甲硅烷基官能单体单元；[M酸]表示具有下标d重量份的酸官能单体单元；并且[M其它]表示具有下标e重量份的其它单体单元。4.根据权利要求3所述的复合粒子，其中[M酯]的下标a为20-90重量份；[Mstab]的下标b为1至10重量份，[Msil]的下标c为0至70重量份，[M酸]的下标d为0至15重量份，并且[M其它]的下标e为0至5重量份。5.根据权利要求3所述的复合粒子，其中[Msil]的下标c为1至50重量份。6.根据权利要求1所述的复合粒子，其中所述共聚物衍生自下式的单体：其中其中每个R1为烃基基团，所述烃基基团包括烷基、芳基、烷芳基和芳烷基；R2为二价烃基基团，所述二价烃基基团选自亚烷基、亚芳基、亚烷芳基和亚芳烷基；Z为P、As或Sb；Q为官能团，所述官能团选自-CO2-、-CONR3-、-NH-CO-NR3-和-NR3-，并且每个R3独立地为H或C1-C4烷基，并且下标x为0或1。7.根据权利要求1所述的复合粒子，其中所述R1基团中的至少一种为芳基或烷芳基基团。8.根据权利要求1所述的复合粒子，其中所述R1基团中的两种为芳基或烷芳基基团。9.根据权利要求1所述的复合粒子，其中R1为苯基。10.根据权利要求1所述的复合粒子，其中R2为亚苯基。11.根据权利要求1所述的复合粒子，所述复合粒子还包含结合到下式的纳米粒子的表面的表面改性配体：R5-R2(X)n其中R5为具有C2至C30碳原子的(杂)烃基基团；R2为烃基基团，所述烃基基团包括亚烷基、亚芳基、亚烷芳基和亚芳烷基；n为至少一；X为配体基团。12.根据权利要求1所述的复合粒子，其中所述侧链基团为下式：其中每个R1为烃基基团，所述烃基基团包括烷基、芳基、烷芳基和芳烷基；R2为二价烃基基团，所述二价烃基基团选自亚烷基、亚芳基、亚烷芳基和亚芳烷基；Z为P、As或Sb；Q为官能团，所述官能团选自-CO2-、-CONR3-、-NH-CO-NR3-和-NR3-，其中R3为H或C1-C4烷基，并且下标x为0或1，并且R6为二价烃基基团，所述二价烃基基团选自亚烷基、亚芳基、亚烷芳基和亚芳烷基。13.根据权利要求1-12中任一项所述的复合粒子，其中所述芯包含InP、CdS或CdSe。14.根据权利要求1-13中任一项所述的复合粒子，其中所述壳包含含镁的化合物或含锌的化合物。15.根据权利要求1-14中任一项所述的复合粒子，其中所述壳为多层壳。16.根据权利要求15所述的复合粒子，其中所述多层壳包括包覆所述芯的内壳，其中所述内壳包含硒化锌和硫化锌。17.根据权利要求15所述的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·查克拉博蒂，J·D·克拉珀，M·C·帕拉佐托，G·D·乔利，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US