应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法技术

本发明专利技术涉及应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，具体地，主要包括：将第一前体物质与装在反应容器里的第一配位溶剂混合后搅拌而制成混合溶液的步骤；搅拌所述混合溶液的同时以合成温度加热的步骤；在所述合成温度下将由第二前体物质和第二配位溶剂混合的添加溶液与所述混合溶液混合，在合成时间内形成核而制成合成溶液的步骤；所述合成时间过后，将所述合成溶液以设定的冷却速度快速冷却至设定温度的步骤。根据此方法可以制造荧光发光波段为540nm段的绿色荧光纳米粒子，和580nm段的橘色荧光纳米粒子，从而增加白色光的效率，扩大对光学和显示器的应用性。

Method of manufacturing semiconductor fluorescent nanoparticles for optical and display applications

Method of manufacturing semiconductor nanoparticles used in the present invention relates to optical and display the detail, mainly including: the first precursor and installed in the reaction vessel in the first coordination solvent mixing and mixed solution steps; stirring the mixed solution at the synthesis temperature in the heating step; the temperature will be second precursors and second coordinated solvent mixed solution is added with the mixed solution, nucleation in the synthesis time and the solution made of synthetic steps; after the reaction time, the cooling speed of the synthesis solution to set the rapid cooling to the set temperature steps. According to this method can produce fluorescence band green fluorescent nanoparticles of 540nm segment, 580nm segment and orange fluorescent nanoparticles, thereby increasing the efficiency of white light, expand the application of optical and display.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体荧光纳米颗粒的制造方法，具体地，可以制造荧光发光波段为540nm段的绿色荧光纳米粒子，和580nm段的橘色荧光纳米粒子，从而增加白色光的效率，进一步扩大对光学与显示器的可应用性的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法。
技术介绍
随着工业的发达，光学领域发展日益走向多样化，尤其荧光物质在显示器产业和电子及医学领域的应用呈增加的趋势。即便如此，荧光物质的价格依然居高不下，还存在对光褪色（Photobleaching）极敏感的缺陷，为此正在进行研究。其中提出的一项就是从电气和光学上比现有荧光物质更稳定的半导体荧光纳米粒子，有关研究也比较活跃。半导体荧光纳米粒子被称为量子点（quantumdots），是通过量子限制效应（Quamtumconfinementeffects）被吸收和调节发射（Emission)）波长的物质，广泛用于各种显示器、光电转换元件（Photovoltaics）、生物成像（Bioimaging）和LED的白色光效率的增加目的。尤其基于硒化镉（CdSe）的半导体荧光纳米粒子即量子点是化学合成时可以控制粒子大小，进而从可视光线区域中获得放射光谱。另一方面，为了弥补现有的照明LED的缺陷即白色光效率低的问题，将半导体荧光纳米粒子即量子点作为LED发光物质利用的案例逐渐增多。作为照明用LED的白色光实现方法，将发出光的三原色即红色、绿色、蓝色的三个LED组合实现白色，或者将蓝色LED用作光源，激发黄色荧光体，进而实现白色。其中至于后者，发光效率优良，相反CRI（colorrenderingindex）低，而且CRI会随电流密度变化，导致难以获得接近太阳光的白色光。作为实现白色光的另一个方法，将紫外线发光LED用作光源，激发三原色荧光体而制造出白色。此方法可在高电流下使用，色感优良，有关研究也比较活跃。但若想应用到光学或显示器领域尤其照明用LED的白色光效率增加等领域，则需要三原色（红色/绿色/蓝色）的荧光物质，而且如果将荧光物质由半导体荧光纳米粒子即量子点替代，则需要制造红色、绿色和蓝色区域的量子点。但现合成的半导体荧光纳米粒子主要以红色（red）为主，绿色或橘色（Orange-Yellow）则尚未提出适当的制造方法。参考文献(KR10-1000331)。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于，提供一种可以制造半导体荧光纳米粒子尤其荧光发光波段为540nm段的绿色荧光纳米粒子，和580nm段的橘色荧光纳米粒子，从而增加白色光效率，扩大对光学和显示器的可应用性的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法。技术方案本专利技术为应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，根据本专利技术的一个实施例，包括：将第一前体物质与装在反应容器里的第一配位溶剂混合后搅拌而制成混合溶液的步骤；搅拌所述混合溶液的同时以合成温度加热的步骤；在所述合成温度下将由第二前体物质和第二配位溶剂混合的添加溶液与所述混合溶液混合，在合成时间内形成核而制成合成溶液的步骤；所述合成时间过后，将所述合成溶液以设定的冷却速度快速冷却至设定温度的步骤。优选地，搅拌所述混合溶液的同时以合成温度加热的步骤还包括：所述混合溶液温度在180~200℃范围时添加乳化剂的步骤。优选地，所述第一前体物质是使用氧化镉（cadmiumoxide）；所述第一配位溶剂是使用月桂酸（laurylacid）。所述第二前体物质是使用硒（Selenium），所述第二配位溶剂是使用TOP（Trioctylphosphine）。所述混合溶液的制造步骤是将搅拌速度设定为300~310rpm。优选地，制造波长570~590nm的橘色(Orange-Yellow)半导体荧光纳米粒子时，所述合成时间为5~7秒。所述合成温度是从所述反应容器的气温（AmbientTemperaute）275~285℃或者所述混合溶液温度310~320℃中取其之一。所述合成时搅拌速度为480~520rpm，所述设定温度为200℃以下，所述冷却速度设定为每冷却10℃时在5~9秒之内冷却。制造波长520~560nm的绿色（Green）半导体荧光纳米粒子时，所述合成时间为3~7秒，所述合成温度是在所述反应容器的气温（AmbientTemperaute）275~285℃或者所述混合溶液温度310~320℃中取其之一，所述合成时搅拌速度为740~860rpm。优选地，所述搅拌速度是，所述合成溶液和所述反应容器内面的接触面积小于120㎠时设定为745~755rpm，所述接触面积在120~180㎠以内时设定为845~855rpm。所述设定温度是设定为100℃以下，所述冷却速度是，到所述设定温度170℃为止，设定为每冷却10℃时在5~9秒之内冷却，所述设温度小于170℃时，设定为每冷却10℃时在6~14秒之内冷却。在所述各实施例中，将所述合成溶液快速冷却的步骤是，可以使用在所述反应容器的外部喷射一种或两种以上混合气体制冷剂的方法。在所述各实施例中，还包括：将所述合成溶液利用有机溶剂洗涤的步骤。此外，根据本专利技术的其它实施例，可以根据应用于光学和显示器的半导体荧光纳粒子的制造方法，制造波长570~590nm的橘色（Orange-Yellow）半导体荧光纳米粒子，其步骤包括：将第一前体物质即氧化镉（cadmiumoxide）粉末和第一配位溶剂月桂酸（laurylacid）混合制造混合溶液的步骤；将所述混合溶液以300~350rpm的搅拌速度搅拌同时加热的步骤；所述混合溶液温度在180~200℃之间时添加浮化剂的步骤；将所述混合溶液加热至从所述反应容器的气温(AmbientTemperature)275~285℃或者所述混合溶液温度310~320℃中的某一个设定的合成温度的步骤；在所述合成温度下，将由第二前体物质即硒（Selenium）粉末和第二配位溶剂TOP(Trioctylphosphine)混合的添加溶液与所述混合溶液混合而制成合成溶液的步骤；将所述合成溶液在5~7秒的合成时间内以480~520rpm的搅拌速度搅拌而形成核的步骤；所述合成时间过后，将所述合成溶液以200℃以下的设定温度每冷却10℃时以5~9秒的冷却速度快速冷却的步骤。此外，根据本专利技术的其它实施例，可以根据应用于光学和显示器的半导体荧光纳粒子的制造方法，制造波长520~560nm的绿色（Green）半导体荧光纳米粒子，其步骤包括：将第一前物质即氧化镉（cadmiumoxide）粉末和第一配位溶剂月桂酸（laurylacid）混合制造混合溶液的步骤；将所述混合溶液以300~350rpm的搅拌速度搅拌同时加热的步骤；所述混合溶液温度在180~200℃之间时添加浮化剂的步骤；将所述混合溶液加热至从所述反应容器的气温(AmbientTemperature)275~285℃或者所述混合溶液温度310~320℃中的某一个设定的合成温度的步骤；在所述合成温度下，将由第二前体物质即硒（Selenium）粉末和第二配位溶剂TOP(Trioctylphosphine)混合的添加溶液与所述混合溶液混合而制成合成溶液的步骤；将所述合成溶液在3~7秒的合成时间内以740~860rpm的合成搅拌速度搅拌而形成核的步骤；所述合成时间过后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，包括：将第一前体物质与装在反应容器里的第一配位溶剂混合后搅拌而制成混合溶液的步骤；搅拌所述混合溶液的同时以合成温度加热的步骤；在所述合成温度下将由第二前体物质和第二配位溶剂混合的添加溶液与所述混合溶液混合，在合成时间内形成核而制成合成溶液的步骤；所述合成时间过后，将所述合成溶液以设定的冷却速度快速冷却至设定温度的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.17 KR 10-2014-00904331.一种应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，包括：将第一前体物质与装在反应容器里的第一配位溶剂混合后搅拌而制成混合溶液的步骤；搅拌所述混合溶液的同时以合成温度加热的步骤；在所述合成温度下将由第二前体物质和第二配位溶剂混合的添加溶液与所述混合溶液混合，在合成时间内形成核而制成合成溶液的步骤；所述合成时间过后，将所述合成溶液以设定的冷却速度快速冷却至设定温度的步骤。2.根据权利要求1所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，搅拌所述混合溶液的同时以合成温度加热的步骤还包括：所述混合溶液温度在180~200℃范围时添加乳化剂的步骤。3.根据权利要求1所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述第一前体物质是使用氧化镉（cadmiumoxide）；所述第一配位溶剂是使用月桂酸（laurylacid）。4.根据权利要求1所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述第二前体物质是使用硒（Selenium），所述第二配位溶剂是使用TOP（Trioctylphosphine）。5.根据权利要求1所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述混合溶液的制造步骤是将搅拌速度设定为300~310rpm。6.根据权利要求1所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，制造波长570~590nm的橘色(Orange-Yellow)半导体荧光纳米粒子时，所述合成时间为5~7秒。7.根据权利要求6所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述合成温度是从所述反应容器的气温（AmbientTemperaute）275~285℃或者所述混合溶液温度310~320℃中取其之一。8.根据权利要求6所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述合成时搅拌速度为480~520rpm。9.根据权利要求6所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述设定温度为200℃以下，所述冷却速度设定为每冷却10℃时在5~9秒之内冷却。10.根据权利要求1所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，制造波长520~560nm的绿色（Green）半导体荧光纳米粒子时，所述合成时间为3~7秒。11.根据权利要求10所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述合成温度是在所述反应容器的气温（AmbientTemperaute）275~285℃或者所述混合溶液温度310~320℃中取其之一。12.根据权利要求10所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述合成时搅拌速度为740~860rpm。13.根据权利要求12所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述搅拌速度是，所述合成溶液和所述反应容器内面的接触面积小于120㎠时设定为745~755rpm，所述接触面积在120~180㎠以内时设定为845~855rpm。14.根据权利要求10所述的应用于光学和显示器的半导体荧光纳米粒子的制造方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金相姬，崔载烽，郑玉炫，
申请(专利权)人：西江大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR