CN110373176A - 发光复合物和发光结构体与光学片材及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发光复合物和发光结构体与光学片材及电子装置。发光复合物包括发光元件和结合至所述发光元件并且围绕所述发光元件的三维保护结构。所述三维保护结构包括SiO3/2部分和能聚合的官能团。

Description

发光复合物和发光结构体与光学片材及电子装置
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No。10-2018-0042876的优先权和权益，将其全部内容通过引用引入本文中。
技术领域
公开了发光复合物、发光结构体、光学片材、和电子装置(器件)。
背景技术
与块体材料不同，纳米颗粒的已知作为内在特性的物理特性(例如，能带隙、熔点等)可通过改变它们的颗粒尺寸控制。例如，向半导体纳米晶体(也称作量子点)供应光能或电能，且其可以与量子点的尺寸对应的波长发射光。因此，量子点可用作发射特定波长谱的光的发光元件(单元)。
然而，发光元件如量子点可不仅在溶剂或聚合物中相互附聚且因此显示出恶化的可分散性，而且关于湿气或氧气是脆弱的且因此在空气中可被容易地氧化。另外，发光元件如量子点可显示出低的热稳定性。
发明内容
一种实施方式提供能够改善发光元件的可分散性、可靠性、和热稳定性的发光复合物。
另一实施方式提供包括所述发光复合物的固化产物的发光结构体。
又一实施方式提供包括所述发光结构体的光学片材。
还一实施方式提供包括所述发光结构体的电子装置。
根据一种实施方式，发光复合物包括发光元件和结合至所述发光元件并且围绕所述发光元件的三维保护结构(体)。所述三维保护结构包括SiO3/2部分和能聚合的官能团。
在一些实施方式中，所述发光元件和所述三维保护结构可通过-C(＝O)NRa-(其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基)彼此结合。
在一些实施方式中，所述发光元件和所述三维保护结构可形成芯-壳结构。
在一些实施方式中，所述三维保护结构可包括如下之一：-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)O-、或-N(Rb)OC(＝O)-(其中Rb为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基)、或它们的组合。
在一些实施方式中，所述能聚合的官能团可包括如下之一：(甲基)丙烯酸酯基团、环氧基团、苯乙烯基团、丙烯腈基团、N-乙烯基吡咯烷酮基团、乙烯基基团、其衍生物、或它们的组合。
在一些实施方式中，所述发光复合物可为由化学式1表示的前体和由化学式2表示的前体的缩聚反应产物。
[化学式1]
在化学式1中，
Q为发光元件，
L1为-C(＝O)NRa-，其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基，
L2为如下之一：单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C1-C20亚甲硅基、取代或未取代的二价C1-C30硅氧烷基团、或它们的组合，
R1-R3独立地为如下之一：取代或未取代的C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，和
n为1或更大的整数。
[化学式2]
在化学式2中，
L3和L5独立地为如下之一：单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-Rc-O-Rd-、-Rc-NH-Rd-、-Rc-(C＝O)-Rd-、或它们的组合，其中Rc和Rd独立地为C1-C10二价烃基，
L4为如下之一：-O-、-S-、-(C＝O)-、-(C＝O)O-、-O(C＝O)-、-(C＝O)-NRe-、-(C＝O)O-NRe-、或-O(C＝O)-NRe-，其中Re为氢或者取代或未取代的C1-C6烃基之一，
R4-R6独立地为如下之一：氢、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C3-C20杂环基团、羟基、卤素、羧基、或它们的组合，条件是R4-R6的至少一个为取代或未取代的C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基之一，和
R7为氢或甲基。
所述三维保护结构可由化学式3表示。
[化学式3]
(R8R9R10SiO1/2)M1(R11R12SiO2/2)D1(R13SiO3/2)T1(SiO4/2)Q1
在化学式3中，
R8-R13独立地为如下之一：氢、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C7-C30芳烷基、取代或未取代的C1-C30杂烷基、取代或未取代的C2-C30杂环烷基、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C2-C30环氧基团、取代或未取代的C1-C30羰基、取代或未取代的C1-C30羧基、取代或未取代的酰胺基团、羟基、(甲基)丙烯酸酯基团、腈基、或它们的组合，
R13之一包括与通过-C(＝O)NRa-(其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基)结合的所述发光元件的连接点，
R8-R13的至少一个包括能聚合的官能团，
0≤M1<1，0≤D1<1，0<T1<1，0≤Q1<1，和
M1+D1+T1+Q1＝1。
在一些实施方式中，所述发光元件可包括如下之一：量子点、磷光体(荧光体)(phosphor)、或它们的组合。
在一些实施方式中，所述发光复合物的粒径可为所述发光元件的粒径的至少两倍大。
根据另一实施方式，发光结构体包括所述发光复合物的固化产物。
在一些实施方式中，所述发光结构体可进一步包括有机金属化合物的固化产物或者有机金属化合物和所述发光复合物的固化产物。
在一些实施方式中，所述有机金属化合物可包括如下之一：铝化合物、钛化合物、锆化合物、铪化合物、镁化合物、锡化合物、或它们的组合。
在一些实施方式中，所述发光结构体在约300℃下可具有小于或等于约5％的重量损失。
根据另一实施方式，光学片材包括所述发光结构体。
根据另一实施方式，电子装置包括所述发光结构体。
在一些实施方式中，所述电子装置可包括光源和在所述光源上的显示面板。
在一些实施方式中，所述发光结构体可包括在所述光源中。
在一些实施方式中，所述显示面板可包括颜色转换层，所述颜色转换层被供应有来自所述光源的第一可见光并且以与所述第一可见光相同的波长或者以比所述第一可见光长的波长发射第二可见光，和所述发光结构体可包括在所述颜色转换层中。
在一些实施方式中，所述第一可见光可为蓝色光且所述第二可见光可为蓝色光、绿色光、红色光、或它们的组合。
在一些实施方式中，所述电子装置可进一步包括在所述光源和所述显示面板之间的光学片材，且所述发光结构体可包括在所述光学片材中。
在一些实施方式中，所述电子装置可包括彼此面对的第一电极和第二电极以及在所述第一电极和所述第二电极之间的发射层。所述发射层可包括所述发光结构体。
所述发光复合物具有改善的可分散性、可靠性和热稳定性，并且可有效地应用于装置。
附图说明
图1为根据实施方式的发光复合物的示意图，
图2为根据实施方式的包括颜色转换层的液晶显示器(LCD)的示意性横截面图。
图3为根据实施方式的发光装置的横截面图，
图4为显示在合成实施例中获得的发光复合物的粒径分布的图，
图5为显示CdTe量子点的粒径分布的图，和
图6为显示根据实施例1和对比例1的薄膜的取决于热处理的重量损失的图。
具体实施方式
在下文中，将详细地描述本公开内容的实例实施方式，使得本领域技术人员将理解其。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现且不被解释为限于本文中阐述的实例实施方式。
在附图中，为了清楚，层、膜、面板、区域等的厚度被放大。在说明书中相同的附图标记始终表示相同的元件。将理解，当一个元件例如层、膜、区域或基板被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。
在下文中，“组合”指的是两种或更多种的混合物以及两个或更多个的堆叠结构。
如本文中所使用的，当未另外提供定义时，“取代的”指的是化合物或基团的氢被选自如下的取代基代替：卤素原子、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C30芳基、C7-C30芳烷基、C1-C30烷氧基、C1-C20杂烷基、C3-C20杂芳基、C3-C20杂芳烷基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C15环炔基、C3-C30杂环烷基、或它们的组合。
如本文中所使用的，当未另外提供定义时，“杂”指的是包括选自N、O、S、P、和Si的一至三个杂原子。
在下文中，描述根据实施方式的发光复合物。
图1为根据实施方式的发光复合物的示意图。
参照图1，根据实施方式的发光复合物10包括发光元件11和围绕发光元件11的保护结构12。
发光元件11可为通过光或电激发且自身发射在固有波长范围内的光的材料，且因此包括以期望的(和/或替代地预定的)波长发射光的任何颗粒而没有特别的限制。发光元件11可为例如量子点、磷光体(荧光体)、或它们的组合。
例如，发光元件11可发射在可见光区域的至少一部分波长区域中的光，例如蓝色光、红色光、绿色光、或它们的组合光。这里，所述蓝色光可具有例如在约430nm-约470nm的波长区域中的峰值发射波长(λ峰值)，所述红色光可具有例如在约620nm-约660nm的波长区域中的峰值发射波长(λ峰值)，和所述绿色光可具有例如在约510nm-约550nm的波长区域中的峰值发射波长(λ峰值)。
例如，发光元件11可具有例如约1nm-约80nm、约1nm-约50nm、约1nm-约40nm、约1nm-约30nm、或约1nm-约20nm的粒径(对于非球形状，平均最大长度)。
例如，发光元件11可为量子点。所述量子点可为一般概念的半导体纳米晶体，且可具有多种形状例如各向同性的半导体纳米晶体、量子棒、和量子片。
所述量子点可为例如II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体、I-III-VI族半导体化合物、I-II-IV-VI族半导体化合物、II-III-V族半导体化合物、或它们的组合。所述II-VI族半导体化合物可例如选自：选自CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、和它们的混合物的二元化合物；选自CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、和它们的混合物的三元化合物；以及选自HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、和它们的混合物的四元化合物，但不限于此。所述III-V族半导体化合物可例如选自：选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、和它们的混合物的二元化合物；选自GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、和它们的混合物的三元化合物；以及选自GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、和它们的混合物的四元化合物，但不限于此。所述IV-VI族半导体化合物可例如选自：选自SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、和它们的混合物的二元化合物；选自SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、和它们的混合物的三元化合物；以及选自SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、和它们的混合物的四元化合物，但不限于此。所述IV族半导体可例如选自：选自Si、Ge、和它们的混合物的单一元素半导体；以及选自SiC、SiGe、和它们的混合物的二元半导体化合物，但不限于此。所述I-III-VI族半导体化合物可例如选自CuInSe2、CuInS2、CuInGaSe、CuInGaS、和它们的混合物，但不限于此。所述I-II-IV-VI族半导体化合物可例如选自CuZnSnSe和CuZnSnS，但不限于此。所述II-III-V族半导体化合物可包括例如InZnP，但不限于此。
所述量子点可具有包括芯和壳的芯-壳结构。例如，由于所述量子点的壳的材料成分可具有比所述量子点的芯材料的成分高的能带隙，故所述量子点可具有量子限制效应且因此发射光。例如，所述量子点的壳可为单层或多层，和例如多层的壳，远离所述芯的壳可具有比靠近所述芯的壳高的能带隙，且由此所述量子点可呈现量子限制效应。用于形成所述量子点的芯的材料可不同于用于形成所述量子点的壳的材料，且这些材料可分别选自以上半导体化合物，只要获得量子限制效应。
发光元件11可在表面上具有多个能够引起缩合反应的反应位点，且所述反应位点可为例如亲水性反应位点例如羧基和/或酰胺基团。所述反应位点例如羧基和/或酰胺基团可通过发光元件11的亲水性表面处理而获得。
发光元件11被保护结构12围绕且形成三维结构，例如，发光元件11和保护结构12两者可形成芯-壳结构。保护结构12可包括多个包括有机/无机混杂材料的聚合物链，且各聚合物链结合至发光元件11的表面。例如，发光元件11和保护结构12通过*-C(＝O)NRa-*(其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基)彼此结合，其中一个*可为在发光元件11的表面上的结合点，且另一*可为保护结构12的聚合物链的结合点。
例如，保护结构12的各聚合物可为聚有机硅氧烷，例如具有拥有SiO3/2部分的三维结构的聚有机硅氧烷。具有三维结构的聚有机硅氧烷可在末端处具有能聚合的官能团，且所述能聚合的官能团可为例如(甲基)丙烯酸酯基团、环氧基团、苯乙烯基团、丙烯腈基团、N-乙烯基吡咯烷酮基团、乙烯基基团、其衍生物、或它们的组合，但不限于此。在薄膜的形成期间所述能聚合的官能团可通过光固化和/或热固化形成致密的网络结构。
例如，保护结构12的各聚合物可在其结构中包括-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)O-、-N(Rb)OC(＝O)-(其中Rb为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基)、或它们的组合。
例如，保护结构12的各聚合物可由化学式3表示。
[化学式3]
(R8R9R10SiO1/2)M1(R11R12SiO2/2)D1(R13SiO3/2)T1(SiO4/2)Q1
在化学式3中，
R8-R13独立地为氢、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C7-C30芳烷基、取代或未取代的C1-C30杂烷基、取代或未取代的C2-C30杂环烷基、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C2-C30环氧基团、取代或未取代的C1-C30羰基、取代或未取代的C1-C30羧基、取代或未取代的酰胺基团、羟基、(甲基)丙烯酸酯基团、腈基、或它们的组合，
R13之一包括与通过-C(＝O)NRa-(其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基)结合的所述发光元件的连接点，
R8-R13的至少一个包括能聚合的官能团，
0≤M1<1，0≤D1<1，0<T1<1，0≤Q1<1，和
M1+D1+T1+Q1＝1。
例如，化学式3的R8-R13的至少一个可包括能聚合的官能团，且所述能聚合的官能团可包括例如(甲基)丙烯酸酯基团、环氧基团、苯乙烯基团、丙烯腈基团、N-乙烯基吡咯烷酮基团、乙烯基基团、其衍生物、或它们的组合。
例如，化学式3的R8-R13的至少一个可包括-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)O-、-N(Rb)OC(＝O)-(其中Rb为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基)、或它们的组合。
例如，发光复合物10可为通过前体有机/无机混杂单体和/或有机/无机混杂低聚物的反应、例如通过一种硅氧烷前体(其为处于溶胶状态的亲水性发光元件11与至少一种硅单体的反应产物)和具有能聚合的官能团的另一硅氧烷前体的反应获得的缩聚反应产物。
所述硅单体可为例如取代或未取代的硅烷单体，例如至少一种由RaRbRcSiZ1表示的单体、至少一种由RdReSiZ2Z3表示的单体、至少一种由RfSiZ4Z5Z6表示的单体、和/或至少一种由SiZ7Z8Z9Z10表示的单体。这里，Ra-Rf独立地为氢、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C7-C30芳烷基、取代或未取代的C1-C30杂烷基、取代或未取代的C2-C30杂环烷基、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C2-C30环氧基团、取代或未取代的C1-C30羰基、羟基、或它们的组合，且Z1-Z10独立地为C1-C6烷氧基、羟基、卤素、羧基、或它们的组合。例如，Ra-Rf之一可为被氨基或羧基取代的C1-C20烷基。
所述缩聚反应产物可为与亲水性发光元件11缩聚和键合的，且同时通过在所述硅单体之间的水解和缩聚而形成具有三维结构的聚有机硅氧烷。
例如，发光复合物10可为由化学式1表示的前体和由化学式2表示的前体的缩聚反应产物。
[化学式1]
在化学式1中，
Q为发光元件，
L1为-C(＝O)NRa-，其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基，
L2为单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C1-C20亚甲硅基、取代或未取代的二价硅氧烷基团、或它们的组合，
R1-R3独立地为取代或未取代的C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，和
n为1或更大的整数。
[化学式2]
在化学式2中，
L3和L5独立地为单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-Rc-O-Rd-、-Rc-NH-Rd-、-Rc-(C＝O)-Rd-、或它们的组合，其中Rc和Rd独立地为C1-C10二价烃基，
L4为-O-、-S-、-(C＝O)-、-(C＝O)O-、-O(C＝O)-、-(C＝O)-NRe-、-(C＝O)O-NRe-、或-O(C＝O)-NRe-，其中Re为氢或者取代或未取代的C1-C6烃基，
R4-R6独立地为氢、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C3-C20杂环基团、羟基、卤素、羧基、或它们的组合，条件是R4-R6的至少一个为取代或未取代的C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，和
R7为氢或甲基。
例如，由化学式1表示的前体可由化学式1a或1b表示。
在化学式1a或1b中，
Q为发光元件,
L2为单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C1-C20亚甲硅基、取代或未取代的二价硅氧烷基团、或它们的组合，
R1a-R3a独立地为氢或者取代或未取代的C1-C20烷基，
n为1或更大的整数。
例如，由化学式2表示的前体可由化学式2a表示。
[化学式2a]
在化学式2a中，
L3和L5独立地为单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-Rc-O-Rd-、-Rc-NH-Rd-、-Rc-(C＝O)-Rd-、或它们的组合，其中Rc和Rd独立地为C1-C10二价烃基，和
R4a-R6a独立地为氢或者取代或未取代的C1-C20烷基。
发光复合物10的粒径可具有发光元件11的粒径的至少约1.5倍、例如至少约2倍大。
发光复合物10可通过热和/或光固化，且因此形成发光结构体。所述发光结构体可包括以上发光复合物10的固化产物且被包括在需要光发射的装置、薄膜、片材、或膜中。
所述发光结构体可通过涂覆包括以上发光复合物10的组合物并且将其固化而获得。
所述组合物可包括例如发光复合物10、交联剂、交联辅助剂、和溶剂或聚合物。
发光复合物10与以上描述的相同。
所述交联剂可为例如光交联剂和/或热交联剂，且这里，所述光交联剂可为例如(甲基)丙烯酸酯化合物如季戊四醇三丙烯酸酯，和所述热交联剂可为例如醚化合物如三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、二缩三(乙二醇)二乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、或1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚、或它们的组合，但不限于此。
基于100重量份的发光复合物10，可以约0.1-50重量份的量、例如以约10-50重量份的量包括所述交联剂。
所述交联辅助剂可为例如光交联辅助剂和/或热交联辅助剂、例如聚合物和/或有机金属化合物。所述交联辅助剂可为例如有机金属化合物例如铝化合物、钛化合物、锆化合物、铪化合物、镁化合物、锡化合物、或它们的组合，例如乙酰丙酮铝，但不限于此。
基于100重量份的发光复合物10，可以约0.1-30重量份的量、例如以约1-20重量份的量包括所述交联辅助剂。
所述组合物可进一步包括反应引发剂、光致产酸剂、和/或分散剂。
所述溶剂没有特别限制，只要其可溶解或分散以上组分，但可为例如：脂族烃溶剂例如己烷等；芳族烃溶剂例如1,3,5-三甲基苯、二甲苯等；基于酮的溶剂例如环己酮、甲基异丁基酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮等；基于醚的溶剂例如苯甲醚、四氢呋喃、异丙基醚等；基于乙酸酯的溶剂例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲基醚乙酸酯等；基于醇的溶剂例如异丙醇、丁醇等；基于酰胺的溶剂例如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等；基于硅的溶剂；或它们的组合。
可以除以上组分之外的余量包括所述溶剂，且可以约5重量％-约80重量％、例如约5重量％-约50重量％的量包括除所述溶剂之外的在所述组合物中的固体的总量。
所述聚合物可为分散发光复合物10的基体例如透明聚合物。所述聚合物可为例如聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)、其共聚物、或它们的组合，但不限于此。
可将所述组合物涂覆在基板或下部层上并且固化为发光结构体。这里，所述涂覆可为例如旋涂、狭缝涂覆、棒涂、喷墨印刷、和/或类似的，和所述固化可为例如光固化和/或热固化。
发光元件11被有机/无机混杂保护结构12三维地围绕，且因此可被抑制在所述溶剂或聚合物中附聚，且因此，增加分散且同时被有效地保护免遭湿气或氧气。
所述发光结构体可包括以上发光复合物10的固化产物，且所述发光结构体可进一步包括交联剂和/或交联辅助剂的固化产物。
所述发光结构体是通过将包括发光元件和有机/无机混杂保护结构的发光复合物固化以形成三维网络结构而获得的，并且非常有效地保护所述发光元件且因此增加所述发光结构体的热/光学和/或电稳定性。
例如，所述发光结构体，发光复合物10的固化产物，可具有比不具有保护结构的发光元件高的热稳定性，例如，在约300℃下小于或等于约10％的重量损失、在约300℃下小于或等于约7％的重量损失、在约300℃下小于或等于约5％的重量损失、或者在约300℃下小于或等于约3％的重量损失。
所述发光结构体可应用于多种领域。
例如，所述发光结构体可应用于光学片材。所述光学片材可接收在期望的(和/或替代地预定的)波长区域中的光并且发射在相同区域中或在其它波长区域中的光。
例如，所述发光结构体可应用于光源。包括所述发光结构体的光源可供应在期望的(和/或替代地预定的)光波长谱中的光。
例如，所述发光结构体可应用于颜色转换层。所述颜色转换层可接收在第一可见光区域中的光且发射在与所述第一可见光区域相同的区域中的光或在与其不同的第二可见光区域中的光。
所述光学片材、光源、和/或颜色转换层可应用于多种电子装置，例如多种显示装置。所述显示装置可为例如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管装置。
图2为根据实施方式的液晶显示器(LCD)的示意性横截面图。
参照图2，根据实施方式的液晶显示器(LCD)400包括光源40和液晶显示面板300。
光源40可为向液晶面板300供应光的平面光源、点光源、或线光源，且可例如以边缘型或直接型的形式设置。光源40可包括包含发光体(主体)的发光区域、设置在所述发光区域下面并且反射从所述发光区域发射的光的反射器、朝着液晶面板供应从所述发光区域发射的光的光导和/或设置在所述光导上的至少一个光学片材，但不限于此。
所述发光体可为例如荧光灯或发光二极管(LED)，且例如可供应在可见光区域中的光(在下文中，称作“可见光”)，例如具有高的能量的蓝色光。
例如，所述发光体可包括所述发光结构体。
例如，所述光学片材可包括所述发光结构体。
液晶显示面板300包括设置在光源40上的下部显示面板100、面对下部显示面板100的上部显示面板200、以及设置在下部显示面板100和上部显示面板200之间的液晶层3。
下部显示面板100包括下部基板110、多条线(未示出)、薄膜晶体管Q、像素电极191、和定向层11。
下部基板110可为例如绝缘基板、例如玻璃基板或聚合物基板，且所述聚合物基板可由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、或它们的组合制成，但不限于此。
供应栅信号的多条栅极线(未示出)和供应数据信号的多条数据线(未示出)可在彼此交叉的同时形成于下部基板110上，且多个像素PX以由所述栅极线和所述数据线限定的矩阵的形式布置。
多个薄膜晶体管Q形成于下部基板110上。薄膜晶体管Q可包括连接至栅极线的栅电极(未示出)、与所述栅电极重叠的半导体(未示出)、设置在所述栅电极和所述半导体之间的栅绝缘层(未示出)、连接至所述数据线的源电极(未示出)、以及在所述半导体的中心的面对源电极的漏电极(未示出)。在图2中，各像素PX包括一个薄膜晶体管Q，但不限于此，且可设置两个或更多个薄膜晶体管。
保护层180形成于薄膜晶体管Q上，且保护层180具有使薄膜晶体管Q暴露的接触孔185。
像素电极191形成于保护层180上。像素电极191可由透明导体例如ITO或IZO制成，且通过接触孔185电连接至薄膜晶体管Q。像素电极191可具有期望的(和/或替代地预定的)图案。
定向层11形成于像素电极191上。
上部显示面板200包括上部基板210、颜色转换层230、公共电极270、和定向层21。
上部基板210可为例如绝缘基板、例如玻璃基板或聚合物基板，且所述聚合物基板可由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、或它们的组合制成，但不限于此。
被称作黑色矩阵(黑底)的光阻挡部件220形成于上部基板210的一个表面上。光阻挡部件220可阻挡在像素电极191之间的光泄漏。
另外，颜色转换层230形成于上部基板210的一个表面上。颜色转换层230被供应有在期望的(和/或替代地预定的)波长区域中的光且发射相同的光或者在不同的波长区域中的光以显示颜色。颜色转换层230可包括所述发光结构体(例如，图1中的发光复合物10的固化产物)。
例如，包括在颜色转换层230中的发光结构体可发射在从光源40供应的相同波长区域中的光或者在更长的波长区域中的光。例如，当光源40供应蓝色光时，包括在颜色转换层230中的发光结构体可发射在相同波长区域中的蓝色光或发射在比蓝色光长的波长区域中的光例如红色光或绿色光。
这样，通过包括包含所述发光结构体的颜色转换层230，可实现高的光转换效率和低的功率消耗。另外，与包括染料和/或颜料并因此吸收相当大剂量的从光源40发射的光且显示出低的光效率的常规的滤色器相比，包括所述发光结构体的颜色转换层230可大大减少根据吸收的光损失且因此增加光效率。另外，通过所述发光元件的固有发光颜色，可增加色纯度。此外，所述发光元件发射在所有方向上散射的光且可改善视角特性。另外，如上所述，所述发光结构体具有比量子点或磷光体(荧光体)高的热稳定性，且因此可限制和/或防止由于在工艺和/或操作期间的热所致的颜色转换层230的恶化。
图2显示发射红色光的包括红色发光结构体的红色转换层230R、发射绿色光的包括绿色发光结构体的绿色转换层230G、和发射蓝色光的包括蓝色发光结构体的蓝色转换层230B，但本公开内容不限于此。例如，红色转换层230R可发射在范围从大于约590nm至小于或等于约700nm的波长区域中的光，绿色转换层230G可发射在范围从约510nm至约590nm的波长区域中的光，和蓝色转换层230B可发射在范围从大于或等于约380nm至小于约510nm的波长区域中的光。例如，所述发光结构体可为例如发射青色光的发光结构体、发射品红色光的发光结构体、和/或发射黄色光的发光结构体，或者另外包括这些发光结构体。例如，当光源40供应蓝色光时，蓝色转换层230B在没有单独的发光元件的情况下使从光源40供应的光原样通过，且因此显示蓝色，且这里，蓝色转换层230B可为空的或者包括透明绝缘体。
公共电极270形成于颜色转换层230的一个表面上。公共电极270可例如由透明导体例如ITO或IZO制成并且形成于上部相位差层250的整个表面上。公共电极270具有期望的(和/或替代地预定的)图案。
定向层21涂覆在公共电极270的一个表面上。
包括多个液晶30的液晶层3设置在下部显示面板100和上部显示面板200之间。液晶30可具有正的或负的介电各向异性。例如，液晶30可具有负的介电各向异性。例如，当未向像素电极191和公共电极270施加电场时，液晶30可以与基板110和210的表面基本上垂直的方向定向。从而，液晶显示器400可实现垂直定向液晶显示器。
例如，所述发光结构体可应用于发光装置。
图3为根据实施方式的发光装置的横截面图。
参照图3，根据实施方式的发光装置500包括彼此面对的阳极510和阴极520、以及设置在阳极510和阴极520之间的发射层530。
基板(未示出)可设置在阳极510的表面上或阴极520的表面上。所述基板可例如由如下制成：无机材料例如玻璃；有机材料例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、或它们的组合；或硅晶片。
阳极510可由具有相对大的功函以帮助空穴注入的导体制成，且可为例如金属、导电金属氧化物、或它们的组合。阳极510可例如由如下制成：金属或其合金例如镍、铂、钒、铬、铜、锌、或金；导电金属氧化物例如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、或氟掺杂的氧化锡；或者金属和氧化物的组合例如ZnO和Al或者SnO2和Sb，但不限于此。
阴极520可例如由具有相对低的功函以帮助电子注入的导体制成，且可例如由金属、导电金属氧化物、和/或导电聚合物制成。阴极520可为例如：金属或其合金例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅、铯、或钡；多层结构材料例如LiF/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、Liq/Al、和BaF2/Ca，但不限于此。
阳极510和阴极520的至少一个可为光透射电极且所述光透射电极可例如由如下制成：导电氧化物例如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、或氟掺杂的氧化锡，或者单层或多层的金属薄层。当阳极510和阴极520之一为非光透射电极时，其可由例如不透明的导体例如铝(Al)、银(Ag)、或金(Au)制成。
发射层530可包括所述发光结构体。
可进一步在阳极510和发射层530之间和/或在阴极520和发射层530之间设置电荷辅助层(未示出)，例如在阳极510和发射层530之间的空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)和/或电子阻挡层，以及在阴极520和发射层530之间的电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)和/或空穴阻挡层。
在下文中，参照实施例更详细地说明实施方式。然而，这些实施例是非限制性实例，且本公开内容不限于此。
合成实施例
合成实施例1：化合物1的合成
[反应方案1]
将50mg(0.2mmol)的经COOH官能化的Cd-Te量子点添加到10ml的乙醇，向其添加少量的作为催化剂的对甲苯磺酸，并且将混合物回流24小时。随后，将反应溶液冷却和过滤以获得50mg的化合物1。
合成实施例2：化合物2的合成
[反应方案2]
将化合物1(50mg，0.2mmol)悬浮在10ml的THF(四氢呋喃)中，并且向其添加3-氨基丙基三乙氧基硅烷(36mg，0.2mmol)和ZrCl2(5mg，0.002mol)。随后，将所获得的混合物回流24小时，然后，冷却和回流，且过滤以获得化合物2。
合成实施例3：化合物4的合成
[反应方案3]
将5g甲醇放在装备有回流冷却器且用玻璃材料制成的反应器中，向其添加化合物2(0.5g，1.1mmol)和作为硅烷化合物的化合物3(0.4g，1.1mmol)，并且将所获得的混合物在室温下搅拌1小时。然后，以逐滴方式向其缓慢地添加0.08g具有0.1N浓度的盐酸水溶液，并且将所获得的混合物在室温下另外搅拌2小时以引起水解反应。随后，将反应物加热直至80℃且使其进一步反应以缩合和聚合36小时以获得发光复合物(化合物4)。
当以GPC方法测量时，所获得的发光复合物具有2000的重均分子量、1.9的多分散指数(PDI)、和pH 7。随后，将10g丙二醇单甲基醚乙酸酯添加到所述发光复合物以将其稀释，并且将稀释的所得物在减压下以及60cm Hg和60℃的条件下蒸馏以除去副产物和获得分散在丙二醇单甲基醚乙酸酯中的发光复合物。
评价I
将根据合成实施例的发光复合物的粒径分布与CdTe量子点的粒径分布进行比较。
通过使用SAXpace(Anton Paar)评价根据合成实施例的发光复合物和CdTe量子点的粒径分布。
图4为显示在合成实施例中获得的发光复合物的粒径分布的图，且图5为显示CdTe量子点的粒径分布的图。
参照图4和5，合成实施例的发光复合物证明具有比CdTe量子点宽的粒径分布。具体地，根据合成实施例的发光复合物具有从约0nm至16nm的粒径分布，而CdTe量子点具有从约0nm至5.7nm的粒径分布。
因此，CdTe量子点被保护结构包围且因此形成为发光复合物。
制备实施例
制备实施例1
通过如下制备组合物：向根据合成实施例的发光复合物分别添加1重量％的乙酰乙酸铝和1重量％的光引发剂(Igacure，BASF)，基于所述发光复合物的总重量，向其添加丙二醇单甲基醚乙酸酯以将混合物的浓度调节为35重量％，并且将所获得的混合物用球磨机混合1小时以制备组合物。
制备对比例1
根据与制备实施例1相同的方法制备组合物，除了使用CdTe量子点代替根据合成实施例的发光复合物之外。
薄膜的形成
实施例1
将根据制备实施例1的组合物旋涂在玻璃基板上，在100℃下预固化(预退火)10分钟，并且通过使用具有240nm-400nm的波长区域的200W高压汞灯固化8分钟以形成具有约350nm厚度的薄膜，然后在220℃下后固化1小时。
对比例1
根据与实施例1相同的方法形成薄膜，除了涂覆根据制备对比例1的组合物代替根据制备实施例1的组合物之外。
评价II
评价根据实施例1和对比例1的薄膜的热稳定性。
通过使用热重分析仪(TA instrument，Discovery)评价热稳定性。
结果显示于图6中。
图6为显示根据实施例1和对比例1的薄膜的取决于热处理的重量损失的图。
参照图6，根据实施例1的薄膜具有比根据对比例1的薄膜小的取决于热处理的重量损失。具体地，实施例1的薄膜在约150℃下具有约1.5重量％的重量损失，对比例1的薄膜具有约8.8重量％的重量损失，且实施例1的薄膜在约300℃下具有约3.4重量％的重量损失，而对比例1的薄膜具有约14重量％的重量损失。因此，实施例1的薄膜显示出比对比例1的薄膜高的热稳定性。
评价III
评价实施例1的薄膜的光致发光特性。
通过使用荧光分光光度计(F-7000，Hitachi Ltd.)评价光致发光特性。
实施例1的薄膜具有如表1中所示的峰值发射波长。
(表1)
峰值发射波长(λ<sub>峰值</sub>) 半宽度(FWHM)(nm)
实施例1 560nm 50nm
参照表1，实施例1的薄膜具有充分的光致发光特性。
尽管已经关于目前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种修改和等同布置。

Claims (21)

1.发光复合物，包括
发光元件，和
结合至所述发光元件、并且围绕所述发光元件的三维保护结构，
其中所述三维保护结构包括SiO3/2部分和能聚合的官能团。
2.如权利要求1所述的发光复合物，其中
所述发光元件和所述三维保护结构通过-C(＝O)NRa-彼此结合，其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基。
3.如权利要求1所述的发光复合物，其中所述发光元件和所述三维保护结构形成芯-壳结构。
4.如权利要求1所述的发光复合物，其中所述三维保护结构包括如下之一：-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)-、-N(Rb)-C(＝O)O-、-N(Rb)OC(＝O)-、或它们的组合，其中Rb为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基。
5.如权利要求1所述的发光复合物，其中所述能聚合的官能团包括如下之一：(甲基)丙烯酸酯基团、环氧基团、苯乙烯基团、丙烯腈基团、N-乙烯基吡咯烷酮基团、乙烯基基团、其衍生物、或它们的组合。
6.如权利要求1所述的发光复合物，其中所述发光复合物为由化学式1表示的前体和由化学式2表示的前体的缩聚反应产物：
[化学式1]
其中，在化学式1中，
Q为发光元件，
L1为-C(＝O)NRa-，其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基，
L2为如下之一：单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C1-C20亚甲硅基、取代或未取代的二价C1-C30硅氧烷基团、或它们的组合，
R1-R3独立地为如下之一：取代或未取代的C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，和
n为1或更大的整数，
[化学式2]
其中，在化学式2中，
L3和L5独立地为如下之一：单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、取代或未取代的二价C3-C30杂环基团、取代或未取代的C2-C20亚烯基、取代或未取代的C2-C20亚炔基、-Rc-O-Rd-、-Rc-NH-Rd-、-Rc-(C＝O)-Rd-、或它们的组合，其中Rc和Rd独立地为C1-C10二价烃基，
L4为如下之一：-O-、-S-、-(C＝O)-、-(C＝O)O-、-O(C＝O)-、-(C＝O)-NRe-、-(C＝O)O-NRe-、或-O(C＝O)-NRe-，其中Re为氢或者取代或未取代的C1-C6烃基之一，
R4-R6独立地为如下之一：氢、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C3-C20杂环基团、羟基、卤素、羧基、或它们的组合，条件是R4-R6的至少一个为如下之一：取代或未取代的C1-C20烷氧基、羟基、卤素、或羧基，和
R7为氢或甲基。
7.如权利要求1所述的发光复合物，其中所述三维保护结构由化学式3表示：
[化学式3]
(R8R9R10SiO1/2)M1(R11R12SiO2/2)D1(R13SiO3/2)T1(SiO4/2)Q1
其中，在化学式3中，
R8-R13独立地为如下之一：氢、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C3-C30环烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C7-C30芳烷基、取代或未取代的C1-C30杂烷基、取代或未取代的C2-C30杂环烷基、取代或未取代的C2-C30烯基、取代或未取代的C2-C30炔基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C2-C30环氧基团、取代或未取代的C1-C30羰基、取代或未取代的C1-C30羧基、取代或未取代的酰胺基团、羟基、(甲基)丙烯酸酯基团、腈基、或它们的组合，
R13之一包括与通过-C(＝O)NRa-结合的所述发光元件的连接点，其中Ra为氢或者取代或未取代的C1-C10烃基，
R8-R13的至少一个包括能聚合的官能团，
0≤M1<1，0≤D1<1，0<T1<1，0≤Q1<1，和
M1+D1+T1+Q1＝1。
8.如权利要求1所述的发光复合物，其中所述发光元件包括如下之一：量子点、磷光体(荧光体)、或它们的组合。
9.如权利要求1所述的发光复合物，其中所述发光复合物的粒径为所述发光元件的粒径的至少两倍大。
10.发光结构体，包括：
如权利要求1-9任一项所述的发光复合物的固化产物。
11.如权利要求10所述的发光结构体，进一步包括：
有机金属化合物的固化产物，或
有机金属化合物和所述发光复合物的固化产物。
12.如权利要求11所述的发光结构体，其中所述有机金属化合物包括如下之一：铝化合物、钛化合物、锆化合物、铪化合物、镁化合物、锡化合物、或它们的组合。
13.如权利要求10所述的发光结构体，其中所述发光结构体在300℃下具有小于或等于5％的重量损失。
14.光学片材，包括：
如权利要求10-13任一项所述的发光结构体。
15.电子装置，包括：
如权利要求10-13任一项所述的发光结构体。
16.如权利要求15所述的电子装置，其中所述电子装置包括光源、和在所述光源上的显示面板。
17.如权利要求16所述的电子装置，其中所述发光结构体包括在所述光源中。
18.如权利要求16所述的电子装置，其中
所述显示面板包括颜色转换层，所述颜色转换层被供应有来自所述光源的第一可见光并且以与所述第一可见光相同的波长或者以比所述第一可见光长的波长发射第二可见光，和
所述发光结构体包括在所述颜色转换层中。
19.如权利要求18所述的电子装置，其中
所述第一可见光为蓝色光，和
所述第二可见光为如下之一：蓝色光、绿色光、红色光、或它们的组合。
20.如权利要求16所述的电子装置，进一步包括：
在所述光源和所述显示面板之间的光学片材，和
其中所述发光结构体包括在所述光学片材中。
21.如权利要求15所述的电子装置，其中
所述电子装置包括彼此面对的第一电极和第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间的发射层，和
所述发射层包括所述发光结构体。
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