CN110628414A - 量子点组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了量子点(QD)的多相聚合物膜及其在发光器件(LED)中的用途。QD被吸收在分散在外部聚合物相内的主体基质中。主体基质是疏水性的并且与QD的表面相容。主体基质还可以包含防止QD聚集的支架材料。外部聚合物典型是更亲水的并且防止氧与QD接触。

Description

量子点组合物
本申请是PCT国际申请日为2015年3月30日、PCT国际申请号为PCT/GB2015/050972、中国国家申请号为201580017209.1的发明名称为“量子点组合物”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及发光器件。
背景技术
发光二极管(LED)对于现代生活来说正变得更重要，并且设想它们将会成为许多照明形式中的主要应用之一，如车灯、交通信号、一般照明、液晶显示器(LCD)背光和显示屏。目前，LED器件通常由无机固态半导体材料制成。用于制造LED的材料决定了由LED产生的光的颜色。每种材料发出具有特定波长光谱的光，即具有特定的颜色混合的光。常见的材料包括AlGaAs(红)、AlGaInP(橙-黄-绿)和AlGaInN(绿-蓝)。
对于许多应用来说，需要产生白光的LED，其为基本颜色(例如，红、绿和蓝)的混合，或者需要产生在使用通常的LED半导体材料时不可获得的光。目前，大多数颜色混合以产生所需颜色如白色的通常方法是使用置于固态LED的顶部上的磷光材料的组合，由此来自LED的光(“一次光”)被磷光材料吸收并且之后在不同频率下重新发射“二次光”)。磷光材料将一次光的一部分“降频变换”。
目前在降频变换应用中使用的磷光材料通常吸收UV或蓝光并且将其变换为具有较长波长的光，如红或绿光。与发射红和绿光的二次磷光体组合的具有蓝色一次光源的照明装置，如发蓝光的LED，可以用于产生白光。
最常用的磷光体材料是固态半导体材料，如三价稀土掺杂的氧化物或卤代磷酸盐。通过将发蓝光的LED与绿色磷光体如SrGa2S4:Eu2 2+和红色磷光体如SrSi5Ni8:Eu2 2+或者发UV光的LED加黄色磷光体如Sr2P2O7:Eu2+；Mu2+和蓝-绿磷光体共混，可以得到白色发射。还可以通过将蓝色LED与黄色磷光体结合来制造白色LED。
若干问题与固态降频变换磷光体有关。颜色控制和显色性可能会是差的(即显色指数(CRI)<75)，从而导致在许多情况下令人不愉快的光。此外，难以调节所发射的光的色相；这是因为由任何特定的磷光体发射的特征颜色是制成磷光体的材料所起的作用。如果不存在适合的材料，则某些色相可能根本是不可获得的。因此本领域中存在对与当前可获得的磷光体相比具有更高柔韧性和更好显色性的降频变换磷光体的需求。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种发光器件，所述发光器件包括：一次发光元件；和与所述一次发光元件光通信的含量子点(QD)的两相组合物，所述两相组合物包含：疏水性内部相，所述疏水性内部相包括选自下列各项的疏水性溶剂：脂肪酸酯和醚、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸苯酯、肉豆蔻酸苯酯、天然和合成油、传热液体、氟化烃、癸二酸二丁酯和二苯醚；分散在所述内部相内的QD群体；和亲水性外部相。
根据本发明的第二方面，提供一种发光器件，所述发光器件包括：一次发光元件；和与所述一次发光元件光通信的含量子点(QD)的两相组合物，所述两相组合物包含：疏水性内部相，所述疏水性内部相包括疏水性溶剂；分散在所述内部相内的QD群体；和外部相，所述外部相包括环氧树脂或双酚A-环氧树脂。
根据本发明的第三方面，提供一种发光器件，所述发光器件包括：一次发光元件；和与所述一次发光元件光通信的含量子点(QD)的两相组合物，所述两相组合物包含：疏水性内部相，所述疏水性内部相包括疏水性溶剂；分散在所述内部相内的QD群体；和外部相，所述外部相包含环氧-丙烯酸酯树脂和下列各项中的一种或多种：丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)或羧酸(甲基)丙烯酸酯。
附图说明
图1说明了其中将含QD的膜涂布至透明基板上的现有技术***。
图2说明了涂布有气体隔离片的含QD的膜。
图3示出了使用IPM作为主体相和环氧树脂(OG142)作为外部相的QD膜的相对于时间的量子产率(QY)。
图4示出了CN104配制物中不同粘合促进剂对所得QD膜的边缘进入(edgeingress)的影响。
图5示出了基于CN104树脂中20％HEA的两相QD膜的稳定性。
图6示出了使用20％MAA/CN104外部相树脂的两相QD膜的稳定性。
图7示出了基于IPM/聚异戊二烯内部相和CN104/20％HEA外部相树脂的两相QD膜的稳定性。
具体实施方式
在开发通常被称为量子点(QD)或纳米晶体的具有大约2-50nm的尺寸的化合物半导体粒子的性质方面，已经存在相当大的兴趣。由于它们的可以用于许多商业应用的尺寸可调的电子性能，这些材料是商业上令人感兴趣的。
最多研究的半导体材料是硫属化物II-VI材料，即ZnS、ZnSe、CdS、CdSe、CdTe；尤其是CdSe，这是归因于其在光谱的可见光区中的可调性。已经根据“自下而上(bottom up)”技术开发了用于这些材料的大规模生产的可重复的方法，由此使用“湿法”化学过程，原子加原子(atom-by-atom)(即从分子到簇到粒子)制备粒子。
都与单个半导体纳米粒子的尺寸有关的两个基本因素是造成其独特性质的原因。第一个是大的表面与体积比。随着粒子变得更小，表面原子的数量与内部原子的数量的比率增加。这导致表面性质在材料的整体性质中起着重要的作用。第二个因素是当材料尺寸非常小时材料的电子性质的变化。在极其小尺寸下，量子限制(quantum confinement)导致材料的带隙随着粒子尺寸减小而逐渐增加。这种效应是“盒中电子(electron in a box)”的限制的结果，其产生类似于在原子和分子中观察到的离散能级，而不是在相应的大块半导体材料中观察到的连续带。因此，通过电磁辐射的吸收产生的“电子和空穴”比它们在相应粗晶材料中更靠近在一起。这导致了取决于纳米粒子材料的粒度和组成的窄带宽发射。因此QD具有比相应的粗晶材料更高的动能，并且因此第一激子跃迁(带隙)的能量随着粒径减小而增加。
归因于在位于纳米粒子表面上可能会导致非辐射电子-空穴复合的缺陷和悬空键(dangling bond)处发生的电子-空穴复合，单一半导体材料的QD纳米粒子倾向于具有较低的量子效率。消除在QD的无机表面上的这样的缺陷和悬空键的一种方法是在核粒子的表面上生长具有宽带隙和与核材料的晶格错配小的第二无机材料，以制备“核-壳”粒子。核-壳粒子将限制在核中的任意载流子从将会另外起非辐射复合中心的作用的表面状态中分离。一个实例是具有生长在CdSe核的表面上的ZnS壳的QD。
已经通过将制造的QD胶体嵌入在通常为有机硅或丙烯酸酯的光学清晰的LED封装介质中，之后将其置于固态LED的顶部上来制造基本的QD系发光器件。使用QD可能具有超过使用更常规的磷光体的一些明显的优点，如调节发射波长的能力、强吸收性、改善的显色性和低散射。
对于QD在下一代发光器件中的商业应用来说，QD优选结合至LED封装材料中，同时尽可能地保持为完全单分散并且没有明显的量子效率损失。迄今为止，开发的方法是有问题的，尤其是因为当前LED密封剂的性质。当配制到当前的LED密封剂中时，QD可能会聚集，从而降低QD的光学性能。此外，一旦将QD结合至LED密封剂中，氧就可能会通过密封剂迁移至QD的表面，这可能会导致光氧化，并且造成的结果是，量子产率(QY)下降。
解决氧迁移至QD的问题的一种方式是将QD结合至具有低氧透过性的介质中以形成含有分散在珠内的QD的这样材料的“珠”。之后可以将含QD的珠分散在LED密封剂内。在2010年9月23日提交的美国专利申请号12/888,982(公布号：2011/0068322)和2009年11月19日提交的12/622,012(公布号：2010/0123155)中描述了这样的体系的实例，这两专利申请的全部内容通过引用结合在本文中。
在本文中描述了含有QD的膜。图1说明了现有技术实施方案100，其中将含QD的膜101置于透明基板102上。这样的膜可以用于例如通过吸收一次光103并且发射二次光105将来自一次光源104的一次光103降频变换。一次光的一部分106还可以透射通过膜和基板，以使得从膜和基板发出的全部光是一次和二次光的混合。
通过将QD分散在聚合物树脂材料并且通常使用本领域中已知的任何制备聚合物膜的方法形成材料的膜，可以形成含QD的膜，如图1中的膜101。已经发现，与更亲水性的树脂，如环氧树脂相比，QD通常与疏水性树脂，如丙烯酸酯更相容。因此，由分散在丙烯酸酯中的QD制成的聚合物膜倾向于具有比使用亲水性树脂如环氧树脂的QD膜高的初始量子产率(QY)。然而，丙烯酸酯倾向于对氧可透过，而环氧树脂聚合物和类似的亲水性聚合物倾向于更擅长排除氧。
用于实现与含QD疏水性膜相关的高QY同时还随时间维持QY的稳定性的一个备选方案是，如在图2中说明的，通过在气体隔离片之间夹入膜而将膜与氧分离。图2说明了具有容纳在气体隔离片202和203之间的聚合物膜201的面板200。聚合物膜201含有到处分散的QD。气体隔离片202和203用于防止氧与分散的QD接触。然而，即使在图2中说明的实施方案中，氧也可以在边缘204透过至膜中，引起膜的QY的劣化。
该问题的一个解决方案是用氧隔离密封边缘204。然而，这么做增加了面板200的制造的成本。另一个选择是使用对氧的透过较少的聚合物201。但是如以上解释的，QD通常与这样的聚合物树脂相容较差，并且因此使用这样的聚合物的器件的光学性质不太理想。
另一个选择是使用多相体系，其中QD悬浮在疏水性聚合物，如丙烯酸酯中，并且疏水性聚合物被更加氧不可透过的材料，如环氧树脂包围。例如，可以用环氧树脂涂布丙烯酸酯悬浮的QD的珠。通常，QD悬浮在丙烯酸酯聚合物，如(甲基)丙烯酸月桂酯和交联剂，如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中。之后例如通过使用光固化(典型地使用光引发剂如Igracure)将聚合物基质固化。
已经发现将QD悬浮在丙烯酸酯基质中引起发射光谱的大幅红移，这通常是不希望的。据信红移归因于两个原因。首先，与连接至QD的表面的配体相比，丙烯酸酯聚合物通常较不疏水。略微的不相容性导致红移。此外，在丙烯酸酯聚合物固化时，发射倾向于更进一步红移。在本文中所公开的方法不造成这样的红移的发射。
所公开的组合物和方法基于形成用于QD的主体基质，由此使QD最大程度地分散在与QD表面高度相容的疏水环境中。适合的主体基质的一个实例是肉豆蔻酸异丙酯(IPM)。可以采用结构与IPM相似的疏水性化合物作为主体相。其他实例包括脂肪酸酯和醚、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸苯酯、肉豆蔻酸苯酯、天然和合成油、传热液体、氟化烃、癸二酸二丁酯和二苯醚。
主体基质如IPM和上述其他疏水性材料具有它们与QD的疏水性表面相容的优点。此外，基质不是固化的。这两种性质均使红移最小化。然而，因为它们不是固化的聚合物基质，所以这样的基质倾向于缺少刚性。为了赋予刚性，并且为了使主体基质内的QD解聚(即，分隔开)，可以使用支架或支撑材料固定分散在适当位置的纳米粒子。支架或支撑材料可以是具有高表面积的任何低极性材料。支架材料应当有利于点和溶剂二者。适合的支架或支撑材料的实例是：热解法二氧化硅(Aerosil)、热解法氧化铝、疏水性聚合物(如聚异戊二烯、纤维素酯、聚酯、聚苯乙烯、多孔聚合物珠和亲脂性交联葡聚糖凝胶。
QD可以与支架或支撑材料一起悬浮在疏水性主体基质中。之后可以使用悬浮液通过形成主体相与外部相的乳液来制造两相体系，所述外部相通常是更亲水性的且氧不可透过的材料，如环氧树脂。适合的外部相材料的实例包括环氧树脂，如EPO-TEK OG142，其是可商购的单组分、低粘度环氧树脂。其他适合的外部相材料包括Sartomer CN104C80(具有光引发剂和抑制剂的用丙烯酸羟乙酯(HEA)稀释的双酚A系低聚物)。
根据一些实施方案，高玻璃化转变温度环氧树脂有利于氧隔离以及在高温下的稳定聚合物膜。丙烯酸酯系双酚A环氧树脂显示出快速固化速率。在配制物中使用羟基(甲基)丙烯酸酯，如丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)或羧酸(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEAO或CEMAO)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MMA)，以改善与气体隔离膜的粘合并且调节树脂粘度而不影响双酚A-环氧丙烯酸酯的氧隔离性质。应该指出的是，HPA(Tg＝22℃)、HPMA(Tg＝76℃)和HEMA(Tg＝109℃)的聚合物在水溶液中显示出热响应行为并且在温度≥40℃下变得疏水，表明膜对湿度较不敏感。在一些具有CN104的配制物中显示出高玻璃化转变温度(PMAA的Tg＝220℃；PAA的Tg＝70-106℃)的(甲基)丙烯酸的聚合物也有利于确保膜在高温下稳定。
实施例
如美国专利号7,588,828中描述的，制备具有合金化有Zn和S的InP核以及ZnS壳的红色和绿色核-壳QD这二者，该美国专利的全部内容通过引用结合在本文中。应该理解的是，在本文中所描述的方法可以与任何QD材料一起使用。
实施例1：红色QD在IPM中的分散。将含有3.3OD的0.045mL的甲苯中的红色QD分散液加入至瓶中。将甲苯蒸发，之后加入1mL脱气IPM。在氮中将混合物以300rpm搅拌2小时以将QD重新分散。之后将在IPM中的红色QD转移至在氮中的比色杯中。
实施例2：具有IPM主体相的两相树脂。将含有60OD的绿色QD的0.726mL甲苯分散液加入至瓶中并且将甲苯蒸发。之后将瓶在40℃加热块上在真空下加热一小时以移除任何剩余的溶剂。将1.5mL脱气IPM在氮下加入至固体残留物中并且以300rpm搅拌以将QD重新分散，得到在IPM中的红色QD分散液(1)。将0.15mL的(1)在氮中加入至0.5mL的环氧树脂(EPO-TEK OG142)中。将混合物以300rpm搅拌20分钟并且之后将所得的两相QD树脂封装在两个气体隔离层(3M)之间并且使用汞灯在氮中固化1.5分钟，得到约100微米厚的QD膜。
实施例3：具有IPM/二氧化硅主体相的两相树脂。该实施例的两相树脂使用IPM作为主体相，其中主体相含有红色和绿色QD以及热解法二氧化硅(作为载体)。两相树脂包括环氧树脂作为外部相。
将在450nm下的含有209.5OD的红色QD的2mL甲苯分散液加入至瓶中并且将溶剂在20℃下在真空下蒸发。之后将瓶在40℃加热块上在真空下加热一小时以移除任何剩余的溶剂。将1.7g脱气IPM在氮下加入至的固体残留物中并且搅拌以将QD重新分散，得到每克分散液(2)含有116.8OD的红色QD。
将在450nm下的含有504.8OD的绿色QD的8mL甲苯分散液加入至另一个瓶中并且将溶剂在20℃下真空蒸发。之后将瓶在40℃加热块上在真空下加热一小时以进一步移除任何剩余的溶剂。将10.12g脱气IPM在氮下加入至固体残留物中以将QD重新分散，得到每克分散液(3)含有128.79OD的绿色QD。
为了制造在450nm下浓度为每克含有5.26OD红色和36.84OD绿色QD的在IPM中的QD分散液(4)，首先将0.858克的(2)和13.284克的(3)在氮下混合，之后加入1.862克的脱气IPM。之后将作为胶体稳定剂的0.386克的Aerosil R106加入至7克的(4)中，得到具有在IPM中5％Aerosil R106的QD分散液(5)。
为了制造两相树脂，将1克的(4)加入至4克的外部相树脂中(含有20重量％1,6己二醇二丙烯酸酯和1重量％Irgacure 819光引发剂的Sartomer环氧丙烯酸酯CN104B80)。将混合物以300rpm在氮下混合30分钟。之后在层压器上将所得的两相QD树脂层压在气体隔离层之间并且使用汞灯固化30s，得到约100微米厚的QD膜。
实施例4：外部相树脂的制备。外部相树脂是Sartomer CN104C80(具有光引发剂和抑制剂的用丙烯酸羟乙酯(HEA)稀释的双酚A系低聚物)。将CN104加热至55℃以允许材料变得容易倾倒；在室温下，估测材料具有高于500000cps的粘度(注意较大的量可能会需要利用筒套管过夜加热)。将CN104倾析至Schott瓶中。使CN104冷却至少2小时(这是因为所使用的稀释剂(HEA)是热敏感的)。将HEA装入瓶中。使用SS叶轮(具有孔的锚或桨)将材料手动混合直到材料相对均匀。将材料通过O/H搅拌器以提供材料翻滚的速度搅拌。偶尔停止搅拌以允许将CN104从Schott瓶的侧边和基部手动刮除。当混合物大部分均匀时，加入光引发剂(Irgacure 819)和抑制剂(4-羟基-TEMPO)并且继续搅拌。一旦完全均匀，即停止搅拌并且使材料静置过夜，以提供待释放的通过湍流搅拌形成的气泡。将材料在高度真空下(<1毫巴)脱气。一旦泡沫完全破裂，则将材料在高真空下静置至少30分钟。进行三次真空/N2循环并且将材料转移至将要重新盖上/使用的手套箱。
实施例5：QD分散液和膜的比较。将QD分散在具有高沸点(340℃)的IPM中。表1总结了分散在甲苯和IPM中的红色QD的光学性能。浓度在550nm下测量。
如美国专利号7,588,828中描述的，制备具有与Zn和S合金化的InP核以及ZnS壳的绿色核-壳QD。绿色QD通常在使用LMA/TMPTM作为内部相(即，QD主体相)的两相树脂/膜中显示出明显的PL红移。例如，对于每克两相树脂(使用LMA/TMPTM作为内部相和使用环氧树脂系树脂(例如，Sartomer CN104B80)作为外部相)为7OD绿色QD，观察到20nm或23nm PL红移。PL红移限制了使用较高QD负荷的可能性并且需要较短波长的PL绿色QD，其通常具有较低的QY和稳定性。
表2总结了在使用LMA/TMPTM内部相和作为外部相的Sartomer CN104B80固化之前和之后在两相树脂中的绿色QD的光学性质。内部相(IP)和外部相(OP)的重量比是20/80。在两相树脂中的红色和绿色QD的浓度分别是每克0.7和7OD。如在表2中所示，即使在固化之前，对于在两相树脂中的绿色QD也观察到约15nm红移。在两相树脂中的QD的QY是60％，表明LMA/TMPTM内部相比QD表面配体更具极性。在固化之后，对于QD膜观察到额外的5nm PL红移和10％低QY。数据明确地显示，需要更加疏水/相容的主体材料和QD对自由基的最小暴露。
如在图3中所示，使用IMP作为内部(主体)相和作为环氧树脂(OG142)作为外部相的两相QD膜在背光单元上在6个月内显示出恒定的QY。这显示，QD在IMP主体相的存在下是稳定的。
可以通过将支架或支撑材料引入至两相树脂的主体相中来改善两相树脂体系。表3示出了在包含用于QD的疏水性热解法二氧化硅载体的IPM主体相中使用绿色QD的膜的光学性质。支撑材料是Aerosil R106，即，用八甲基环四硅氧烷处理的疏水性热解法二氧化硅。支撑材料为IMP/QD相引入了触变性；主体相在零剪切力下是固体或糊状物，但是在高剪切力下表现为液体。主体相用于制造两相树脂，其中环氧树脂(具有20％HDDA的CN104)作为外部相。
如在表3中所示，在具有IPM的主体相和支撑材料的膜中的QD的红移仅为约10nm。这是对利用在LMA/TMPTM中的绿色QD观察到的红移的改善。在主体相中包含支架材料缓和了对将基质材料树脂固化的需求。如在表2中所示，固化过程导致红移，这通过使用支架材料而避免。此外，QD与IPM的疏水性环境更相容，也引起了较小的红移。
表4示出了在包含Aerosil R106作为载体的IPM中的红色QD的膜的峰值光致发光波长。主体相用于制造两相树脂，其中使用环氧树脂(具有20％HDDA的CN104)作为外部相。
如在表4中所示，使用IPM/Aerosil作为主体相和环氧树脂作为外部相的两相体系产生在红色QD的发射峰中不具有红移的膜。
可以采用具有与IPM相似的结构的疏水性化合物作为主体相。实例包括癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、硬脂酸异丙酯和棕榈酸异丙酯。
实施例6：基于Sartomer CN104和羧酸(甲基)丙烯酸酯的树脂配制物。
将4.00g的丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEAO)加入至容纳有预先溶解在1mL THF中并且在空气中预混合的0.202g的Irgacure 819的Duran琥珀色瓶中。之后加入16.00g的CN104并且将混合物以100rpm在空气中机械搅拌过夜，之后移除THF并且经由真空和氮循环进行脱气，得到树脂1。
为了制造两相QD树脂和膜，将4.00g的树脂1加入至1.00g内部相中，该内部相含有分散在肉豆蔻酸异丙酯中的35OD绿色QD和5OD红色QD和5重量％aerosil R106。将混合物以300rpm在氮中搅拌20分钟。在层压器上将两相QD树脂层压在D隔离膜之间并且用汞灯在空气中固化30s。
实施例7：基于Sartomer CN104和羧酸(甲基)丙烯酸酯的树脂配制物。
外部相制备：将CN104(14.60g，Sartomer)转移至琥珀色100mL瓶中。制备具有溶解的光引发剂Irgacure 819(0.21g，Aldrich)的甲基丙烯酸(MAA)(6.60g，Aldrich)的溶液并且将其加入至瓶中。使用顶部搅拌器将混合物在黑暗下搅拌6小时，得到树脂2。
QD树脂：通过单独干燥红色和绿色QD并且将其溶解在IPM中来制备内部相IPM溶液。通过将红色溶液、绿色溶液、IPM和5重量％aerosil R106混合在一起来制备含有3.5OD/g红色和35OD/g绿色的白色内部相溶液。
通过将1.00g的脱气白色内部相加入至4.00g的脱气外部相中以得到0.7OD/g红色和7OD/g绿色的最终浓度来制备最终树脂。在层压器上将树脂层压在D隔离膜之间并且在Hg灯下在空气中固化30s。
实施例8：基于Sartomer CN104和羟基酸(甲基)丙烯酸酯的树脂配制物。
将10.00g的丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)加入至含有1.00g Irgacure 819的Duran琥珀色瓶中并且在加入39.00g的CN104之前，以300rpm磁力搅拌15分钟。将混合物在空气中机械搅拌直到其变得均匀，之后经由真空和氮循环脱气，得到树脂3。
可以通过改变配制物中HEA的分数(参见表5)得到具有不同粘度的CN104/HEA系树脂，而不影响所得QD膜的BLU稳定性(表7)。
使用aerosil R106的两相QD树脂和膜：将4.00g的树脂3加入至1.00g内部相中，所述内部相含有分散在IPM中的35OD绿色QD和5OD红色QD和5重量％或10重量％aerosilR106。将混合物以300rpm在氮中搅拌20分钟。在层压器上将两相QD树脂层压在D隔离膜之间并且用汞灯在空气中固化30s。
具有聚异戊二烯的两相QD树脂：将4.00g的树脂3加入至1.00g内部相中，所述内部相含有在IPM中的35OD绿色QD和5OD红色QD和50重量％聚异戊二烯(顺式，平均Mw＝40,000g/mol)。将混合物以300rpm在氮中搅拌20分钟。在层压器上将两相QD树脂层压在D隔离膜之间并且用汞灯在空气中固化30s。
实施例9：基于Sartomer CN104和羟基酸(甲基)丙烯酸酯的树脂配制物。
将10.00g的丙烯酸2-羟基丙酯(HPA)加入至容纳有1.02g Irgacure 819的Duran琥珀色瓶中并且在300rpm搅拌15分钟，之后加入40.00g的CN104。将混合物在空气中机械搅拌直到其变得均匀，之后经由真空和氮循环脱气，得到树脂4。
使用aerosil R106的两相QD树脂和膜：将4.80g的树脂4加入至1.20g内部相中，所述内部相含有分散在肉豆蔻酸异丙酯中的35OD/g绿色QD和5OD/g红色QD和5重量％aerosilR106。将混合物以300rpm在氮中搅拌20分钟。在层压器上将两相QD树脂层压在D隔离膜之间并且用汞灯在空气中固化30s。
实施例10：基于Sartomer CN104和羟基酸(甲基)丙烯酸酯的树脂配制物。
将20.00g的甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)加入至含有1.36g Irgacure 819的Duran琥珀色瓶中。将混合物以300rpm搅拌15分钟，之后加入46.67g的CN104。将混合物机械搅拌直到其变得均匀，之后经由真空和氮循环脱气，得到树脂5。
使用aerosil R106的两相QD树脂和膜：将4.40g的树脂5加入至1.10g内部相中，所述内部相含有分散在肉豆蔻酸异丙酯中的35OD/g绿色QD和5OD/g红色QD和5重量％aerosilR106。将混合物以300rpm在氮中搅拌20分钟。在层压器上将两相QD树脂层压在D隔离膜之间并且用汞灯在空气中固化30s。
实施例11：基于Sartomer CN104和羟基酸(甲基)丙烯酸酯的树脂配制物。
将20.00g的甲基丙烯酸2-羟基丙酯(HPMA)加入至容纳有1.36g的Irgacure 819的Duran琥珀色瓶中，并且在300rpm搅拌15分钟，之后加入46.67g的CN104。将混合物在空气中机械搅拌直到其变得均匀，之后经由真空和氮循环脱气，得到树脂6。
使用aerosil R106的两相QD树脂和膜：将4.40g的树脂6加入至1.10g内部相中，所述内部相含有分散在IPM中的35OD绿色QD和5OD红色QD和5重量％aerosil R106。将混合物以300rpm在氮中搅拌20分钟。在层压器上将两相QD树脂层压在D隔离膜之间并且用汞灯在空气中固化30s。
粘合性评价。通过将隔离层手动拉开来评价具有隔离层的封装QD膜的粘合性。表6总结了具有不同隔离层的配制物的粘合性。
显然基于CN104和羟基或羧基(甲基)丙烯酸酯的QD膜显示出对膜C和D的优秀的粘合性。QD膜对隔离层的良好粘合力使得前者是机械和热稳定的。
表7总结了对于由相同内部相和不同CN104/HEA外部相配方制备的白色QD膜得到的光学性能数据。膜的QY/EQE和稳定性似乎不受外部相中HEA分数的影响，表明可以配制具有不同粘度的树脂而不损害它们的膜光学性能和稳定性。膜由相同内部相和不同CN104/HEA外部相树脂制备。内部相含有分散在IPM中的35OD/g绿色QD和5OD/g红色QD和5％aerosil R106。外部相与内部相的重量比为1/4。在空气中的层压器上，在D隔离层之间制造QD膜，并且在30s树脂松弛之后将其固化30s。
图4示出了CN104配制物中不同粘合促进剂对所得QD膜的边缘进入的影响。显然，CN104中常见的粘合促进剂PEG二丙烯酸酯(PEGDA，Mn＝575g/mol)和1,6己二醇二丙烯酸酯降低了QD膜的稳定性。例如，15％和30％的PEGDA系膜的边缘进入随着BLU暴露时间而增加并且在BLU上200小时之后分别达到0.3mm和0.6mm。20％的HDDA系膜还显示出大约0.4mm边缘进入，而15％和30％的HEA系膜显示出0.3mm的进入并且在相同测试条件下在700小时之后保持不变。这表明HEA粘合促进剂的使用不影响CN104双酚A环氧丙烯酸酯的氧隔离性质。
图5示出了基于CN104树脂中20％HEA的两相QD膜的稳定性。白色膜的边缘进入在BLU上362小时之后为0.3mm并且在700小时之后保持相同。已经继续进行了对该膜的边缘进入的监测以确认是否由隔离层的层离或归因于膜切割的机械损害而引起了进入。图6示出了使用20％MAA/CN104外部相树脂的两相QD膜的稳定性。白色膜的边缘进入在BLU上143小时之后为0.1mm并且在383小时之后保持在0.2mm。应该指出的是，两相QD膜的稳定性还受内部相的组成的影响。更具极性的组分如癸二酸二丁酯(DBS)或苯甲酸C12-C15烷基酯的加入可能会影响两相QD膜的稳定性。这可能归因于这些内部相中的化合物向外部相中的扩散，从而改变了后者的气体隔离性质。因此内部相和外部相之间的良好相分离是优选的。图7示出了基于IPM/聚异戊二烯内部相和CN104/20％HEA外部相树脂的两相QD膜的稳定性。白色膜的边缘进入已经在BLU上保持恒定在0.1mm达1122小时。
前述优选和其他实施方案的描述并非意在限制或约束由申请人构想的发明构思的范围或适用性。关于本公开的权益应理解的是，在所公开的主题的任何其他实施方案或方面中，以上根据所公开的主题的任何实施方案或方面所述的特征可以单独使用或者与任何其他描述的特征组合使用。

Claims (20)

1.一种发光器件，所述发光器件包括：
一次发光元件；和
与所述一次发光元件光通信的含量子点(QD)的两相组合物，所述两相组合物包含：
疏水性内部相，所述疏水性内部相包括选自下列各项的疏水性溶剂：脂肪酸酯和醚、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸苯酯、肉豆蔻酸苯酯、天然和合成油、传热液体、氟化烃、癸二酸二丁酯和二苯醚；
分散在所述内部相内的QD群体；和
亲水性外部相。
2.权利要求1所述的发光器件，其中所述含QD的两相组合物是膜的形式。
3.权利要求2所述的发光器件，其中所述膜设置在两个气体隔离层之间。
4.权利要求1所述的发光器件，其中所述两相组合物的内部相还包含支架材料。
5.权利要求4所述的发光器件，其中所述支架材料是热解法二氧化硅、热解法氧化铝、疏水性聚合物、多孔聚合物珠或亲脂***联葡聚糖凝胶。
6.权利要求1所述的发光器件，其中所述两相组合物的外部相是环氧树脂。
7.权利要求1所述的发光器件，其中所述两相组合物的外部相是双酚A-环氧树脂。
8.权利要求1所述的发光器件，其中所述两相组合物的外部相包含具有约50℃以上的玻璃化转变温度的聚合物。
9.权利要求1所述的发光器件，其中所述两相组合物的外部相包含环氧-丙烯酸酯树脂和下列各项中的一种或多种：丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)或羧酸(甲基)丙烯酸酯。
10.权利要求9所述的发光器件，其中所述羧酸(甲基)丙烯酸酯是下列各项中的任一种：甲基丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEMAO)、丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEAO)、丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MMA)。
11.一种发光器件，所述发光器件包括：
一次发光元件；和
与所述一次发光元件光通信的含量子点(QD)的两相组合物，所述两相组合物包含：
疏水性内部相，所述疏水性内部相包括疏水性溶剂；
分散在所述内部相内的QD群体；和
外部相，所述外部相包括环氧树脂或双酚A-环氧树脂。
12.权利要求11所述的发光器件，其中所述含QD的两相组合物是膜的形式。
13.权利要求12所述的发光器件，其中所述膜设置在两个气体隔离层之间。
14.权利要求11所述的发光器件，其中所述两相组合物的内部相还包含支架材料。
15.权利要求11所述的发光器件，其中所述支架材料是热解法二氧化硅、热解法氧化铝、疏水性聚合物、多孔聚合物珠或亲脂***联葡聚糖凝胶。
16.一种发光器件，所述发光器件包括：
一次发光元件；和
与所述一次发光元件光通信的含量子点(QD)的两相组合物，所述两相组合物包含：
疏水性内部相，所述疏水性内部相包括疏水性溶剂；
分散在所述内部相内的QD群体；和
外部相，所述外部相包含环氧-丙烯酸酯树脂和下列各项中的一种或多种：丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、丙烯酸羟基丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)或羧酸(甲基)丙烯酸酯。
17.权利要求16所述的发光器件，其中所述含QD的两相组合物是膜的形式。
18.权利要求17所述的发光器件，其中所述膜设置在两个气体隔离层之间。
19.权利要求16所述的发光器件，其中所述两相组合物的内部相还包含支架材料。
20.权利要求16所述的发光器件，其中所述羧酸(甲基)丙烯酸酯是下列各项中的任一种：甲基丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEMAO)、丙烯酸2-羧基乙酯低聚物(CEAO)、丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MMA)。
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