CN112912460A - 纳米粒子 - Google Patents

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CN112912460A CN201980067963.4A CN201980067963A CN112912460A CN 112912460 A CN112912460 A CN 112912460A CN 201980067963 A CN201980067963 A CN 201980067963A CN 112912460 A CN112912460 A CN 112912460A
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Abstract

本发明涉及一种纳米粒子及包含纳米粒子的组合物。

Description

纳米粒子
发明领域
本发明涉及一种半传导性发光纳米粒子、包含半传导性发光纳米粒子的组合物、配制剂、半传导性发光纳米粒子的用途、组合物的用途、配制剂的用途、光学介质及光学装置。
背景技术
US 2010/0068522 A1公开了具有表面结合配体的量子点纳米粒子，该表面结合配体具有羧酸酯/盐基作为结合基团及乙烯基作为官能团的适合末端不饱和基团。
US 9,666,768 B2提及使用由化学式(1)至(6)表示的二硫基配体作为量子点纳米粒子的适合配体。
专利文献
1.US 2016-0289552 A1
2.US 9,666,768 B2
非专利文献
无
发明概述
然而，本发明者最新发现仍存在需要改善的大量问题中的一或多者，如下所列；
纳米粒子的量子产率的改善、较高装置效率、降低纳米粒子的陷阱发射(trapemission)、优化纳米粒子的壳部分的表面条件、减少纳米粒子的壳层的晶格缺陷、减少/防止形成壳层的悬空键(dangling bond)、更好的热稳定性、经改善氧化稳定性、对自由基物质的经改善稳定性、在长期储存期间的经改善稳定性而不造成显著QY下降、更好的化学稳定性、优化纳米粒子的制造方法、提供用于减少壳层的晶格缺陷的新颖制造方法、环境上更友好且更安全的制造方法。
本发明人旨在解决上述问题中的一或多者。
接着发现一种新颖半传导性发光纳米粒子，其包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：至少
i)第一半传导性材料；
ii)任选的至少一个壳层；
iii)由以下化学式(I)表示的化学化合物
Figure BDA0003021113610000021
其中
X及Y各自独立地或彼此依赖地为O、S、P或N，优选O或S；
若Y为O或S，则n为0，若Y为N或P，则n为1，优选地，n为0；
若X为O或S，则m为0，若Y为N或P，则m为1，优选地，n为0；
R1为连接基团，优选地，所述连接基团包含选自以下的至少一种元素：S、Se、O、P或N，更优选为含有硫或硒的基团，甚至更优选地，所述连接基团包含一个或两个S原子，甚至更优选地，所述连接基团为
Figure BDA0003021113610000031
此外优选为
Figure BDA0003021113610000032
其中“#”表示与基团Y的连接点，且“*”表示与所述第一半传导性材料的表面或该半传导性发光纳米粒子的该壳层的最外表面的连接点；
在该纳米粒子包含超过两个壳层的情况下，“*”表示与该半传导性发光纳米粒子的该壳层的最外表面的连接点；
R2选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至40个碳原子，优选1至25个碳原子，更优选1至15个碳原子的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的环烷基；具有2至40个碳原子，优选2至25个碳原子的烯基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的芳基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的杂芳基；及具有4至40个碳原子，优选4至25个碳原子的芳烷基，其在各情况下可经一个或多个基团Ra取代，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，
Ra在每次出现时相同或不同地为H、D，或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环状的烷基或烷氧基、具有5至60个碳环原子的芳族环体系或具有5至60个碳原子的杂芳族环体系，其中H原子可经以下替代：D、F、Cl、Br、I；此处两个或更多个相邻的取代基Ra也可彼此形成单环或多环、脂族、芳族或杂芳族环体系；
R3为二价键，优选地，其选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至25个碳原子，优选1至15个碳原子，更优选1至10个碳原子，甚至更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，优选地，不相邻的CH2基团中无一者经取代，
R4选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
R5选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2。
在另一方面中，本发明还涉及一种组合物，其至少包含
a)一种半传导性发光纳米粒子，其包含核、任选的至少一个壳层，
b)一种化学化合物，其由以下化学式(I)表示
Figure BDA0003021113610000041
其中
X及Y各自独立地或彼此依赖地为O、S、P或N，优选O或N；
若Y为O或S，则n为0，若Y为N或P，则n为1，优选地，n为0；
若X为O或S，则m为0，若Y为N或P，则m为1，优选地，n为0；
R1为连接基团，优选地，所述连接基团包含选自以下的至少一种元素：S、Se、O、P或N，更优选地，所述连接基团包含一个或两个S原子，甚至更优选地，所述连接基团为
Figure BDA0003021113610000051
Figure BDA0003021113610000052
此外优选为
Figure BDA0003021113610000053
其中“#”表示与基团Y的连接点，且“*”表示与第一半传导性材料的表面或该半传导性发光纳米粒子的该壳层的最外表面的连接点；
在该纳米粒子包含超过两个壳层的情况下，“*”表示与该半传导性发光纳米粒子的该壳层的最外表面的连接点；
R2选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至40个碳原子，优选1至25个碳原子，更优选1至15个碳原子的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的环烷基；具有2至40个碳原子，优选2至25个碳原子的烯基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的芳基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的杂芳基；及具有4至40个碳原子，优选4至25个碳原子的芳烷基，其在各情况下可经一个或多个基团Ra取代，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，
Ra在每次出现时相同或不同地为H、D，或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环状的烷基或烷氧基、具有5至60个碳环原子的芳族环体系或具有5至60个碳原子的杂芳族环体系，其中H原子可经以下替代：D、F、Cl、Br、I；此处两个或更多个相邻的取代基Ra也可彼此形成单环或多环、脂族、芳族或杂芳族环体系；
R3选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至25个碳原子，优选1至15个碳原子，更优选1至10个碳原子，甚至更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，优选地，不相邻的CH2基团中无一者经取代，
R4选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
R5选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
及
c)另一种化合物。
在另一方面中，本发明涉及组合物，其至少包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：
A)一种根据本发明的半传导性发光纳米粒子，及
B)另一种化合物
在另一方面中，本发明进一步涉及一种配制剂，其包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：至少一种根据本发明的半传导性发光纳米粒子，
及
至少一种溶剂，优选地，所述溶剂为有机溶剂，甚至更优选为环己基苯、3-苯氧基甲苯、正辛基苯、苯甲酸丁酯、1-辛醇、3,4-二甲基苯甲醚、2-苯氧基乙醇、异戊酸甲酯、二甲亚砜、2-苯氧基丙醇，或任意这些的组合。
在另一方面中，本发明还涉及发光纳米粒子、组合物或配制剂的用途，其用于电子装置、光学装置、生物医学装置中或用于制造电子装置、光学装置或生物医学装置。
在另一方面中，本发明进一步涉及一种光学介质，其包含至少一种本发明的发光纳米粒子或组合物。
在另一方面中，本发明进一步涉及一种光学装置，其至少包含所述光学介质。
附图说明
图1展示工作实施例6的测量结果。
本发明的详细说明
根据本发明，半传导性发光纳米粒子至少包含
i)第一半传导性材料；
ii)任选的至少一个壳层；
iii)由以下化学式(I)表示的化学化合物
-化合物
Figure BDA0003021113610000071
其中
X及Y各自独立地或彼此依赖地为O、S、P或N，优选O或S；
若Y为O或S，则n为0，若Y为N或P，则n为1，优选地，n为0；
若X为O或S，则m为0，若Y为N或P，则m为1，优选地，n为0；
R1为连接基团，优选地，所述连接基团包含选自以下的至少一种元素：S、Se、O、P或N，更优选为含有硫或硒的基团，甚至更优选地，所述连接基团包含一个或两个S原子，甚至更优选地，所述连接基团为
Figure BDA0003021113610000081
此外优选为
Figure BDA0003021113610000082
或
Figure BDA0003021113610000083
其中“#”表示与基团Y的连接点，且“*”表示与所述第一半传导性材料的表面或该半传导性发光纳米粒子的该壳层的最外表面的连接点；
在该纳米粒子包含超过两个壳层的情况下，“*”表示与该半传导性发光纳米粒子的该壳层的最外表面的连接点；
R2选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至40个碳原子，优选1至25个碳原子，更优选1至15个碳原子的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的环烷基；具有2至40个碳原子，优选2至25个碳原子的烯基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的芳基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的杂芳基；及具有4至40个碳原子，优选4至25个碳原子的芳烷基，其在各情况下可经一个或多个基团Ra取代，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，
Ra在每次出现时相同或不同地为H、D，或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环状的烷基或烷氧基、具有5至60个碳环原子的芳族环体系或具有5至60个碳原子的杂芳族环体系，其中H原子可经以下替代：D、F、Cl、Br、I；此处两个或更多个相邻的取代基Ra也可彼此形成单环或多环、脂族、芳族或杂芳族环体系；
R3为二价键，优选地，其选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至25个碳原子，优选1至15个碳原子，更优选1至10个碳原子，甚至更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，优选地，不相邻的CH2基团中无一者经取代，
R4选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
R5选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2。
在本发明的一些实施方案中，半传导性发光纳米粒子的核的表面或一个或多个壳层的最外表面可部分或完全由化学化合物外涂布(over coated)。
在本发明的一些实施方案中，由化学式(I)表示的至少两个配体连接至第一半传导性材料的表面或壳层的最外表面上，优选地，多个该配体连接至第一半传导性材料的表面或壳层的最外表面上。
根据本发明，在一些实施方案中，相对于半传导性发光纳米粒子的总重量，所述化学化合物的含量在1wt.％至80wt.％的范围内，更优选在20wt.％至70wt.％，甚至更优选40wt.％至65wt.％的范围内。
在本发明的一优选实施方案中，化学化合物的重量平均分子量(Mw)在200g/mol至30,000g/mol，优选250g/mol至2,000g/mol，更优选400g/mol至1,000g/mol的范围内。
分子量Mw借助于GPC(＝凝胶渗透层析法)对照内部聚苯乙烯标准品来测定。
在一优选实施方案中，化学化合物由以下式(Ia)、(Ib)、(Ic)或(Id)表示，
Figure BDA0003021113610000101
更优选地，化学化合物由以下化学式(Ie)、(If)、(Ig)或(Ih)表示，
Figure BDA0003021113610000111
其中
X及Y各自独立地或彼此依赖地为O或S，优选地，其为O；
“*”表示与第一半传导性材料的表面或半传导性发光纳米粒子的壳层的最外表面的连接点；
在该纳米粒子包含超过两个壳层的情况下，“*”表示与该半传导性发光纳米粒子的该壳层的最外表面的连接点；
R2选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选5至15个碳原子的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选5至15个碳原子的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的环烷基；具有2至40个碳原子，优选2至25个碳原子的烯基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的芳基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的杂芳基；及具有4至40个碳原子，优选4至25个碳原子的芳烷基，其在各情况下可经一个或多个基团Ra取代，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，
Ra在每次出现时相同或不同地为H、D，或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环状的烷基或烷氧基、具有5至60个碳环原子的芳族环体系或具有5至60个碳原子的杂芳族环体系，其中H原子可经以下替代：D、F、Cl、Br、I；此处两个或更多个相邻的取代基Ra也可彼此形成单环或多环、脂族、芳族或杂芳族环体系；
R3为二价键，优选地，其选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至25个碳原子，优选1至15个碳原子，更优选1至10个碳原子，甚至更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，优选地，不相邻的CH2基团中无一者经取代，
优选地，R3选自以下表1的基团。
表1
Figure BDA0003021113610000121
Figure BDA0003021113610000131
其中“*”表示与另一单元的连接点。
更优选地，R3选自以下表2的基团。
表2
Figure BDA0003021113610000132
其中“*”表示与另一单元的连接点。
优选地，R2为具有1至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选5至15个碳原子的经取代或未经取代的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选5至15个碳原子的经取代或未经取代的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的经取代或未经取代的环烷基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的经取代或未经取代的芳基。
更优选地，R2为具有1至40个碳原子的经取代直链烷基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选5至15个碳原子的未经取代支链烷基或烷氧基。
更优选地，R2选自以下表3的基团。
表3
Figure BDA0003021113610000141
其中“*”表示与另一单元的连接点。
作为所述化学化合物，公开可获得的巯基乙酸酯及/或巯基丙酸酯此外适用作化学化合物，以防止/减少尤其在光引发剂的存在下混合物中(优选在溶液中)半传导性发光纳米粒子的量子产率下降。
公开可获得的以下化学化合物为尤其适合的。
Figure BDA0003021113610000142
Figure BDA0003021113610000151
-半传导性发光纳米粒子
根据本发明，术语“半导体”意谓在室温下导电性介于导体(诸如铜)的导电性与绝缘体(诸如玻璃)的导电性之间的材料。优选地，半导体为导电性随温度而增加的材料。
术语“纳米”意谓在0.1nm与999nm之间，优选1nm至150nm，更优选3nm至50nm的大小。
因此，根据本发明，采用“半传导性发光纳米粒子”意谓大小介于0.1nm与999nm，优选1nm至150nm，更优选3nm至50nm之间，在室温下导电性介于导体(诸如铜)的导电性与绝缘体(诸如玻璃)的导电性之间的发光材料，优选地，半导体为导电性随温度而增加的材料，且大小介于0.1nm与999nm，优选0.5nm至150nm，更优选1nm至50nm之间。
根据本发明，术语“大小”意谓半传导性纳米级发光粒子的最长轴的平均直径。
基于由Tecnai G2 Spirit Twin T-12透射电子显微镜产生的TEM影像中的100个半传导性发光纳米粒子来计算半传导性纳米级发光粒子的平均直径。
在本发明的一优选实施方案中，本发明的半传导性发光纳米粒子为量子级材料。诸如量子点。
根据本发明，量子点的形状不受特定限制。例如，可使用球形、细长形、星形、多面体形、角锥(pyramidal)形、四角锥(tetrapod)形、四面体形、薄片形、圆锥形及不规则形状的量子点。
根据本发明，术语“量子级”意谓无配体或另一表面改性的半传导性材料本身的大小，如在例如ISBN:978-3-662-44822-9中所描述，其可显示量子局限效应。
在本发明的一优选实施方案中，纳米粒子至少以此顺序包含
i)第一半传导性材料；
ii)任选的至少一个壳层；
iii)由以下化学式(I)表示的化学化合物。
例如，可将CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnSeS、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、GaSb、HgS、HgSe、HgSe、HgTe、InAs、InP、InPS、InPZnS、InPZn、InPZnSe、InCdP、InPCdS、InPCdSe、InGaP、InGaPZn、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu2S、Cu2Se、CuInS2、CuInSe2、Cu2(ZnSn)S4、Cu2(InGa)S4、TiO2合金以及任意这些的组合用作核。
在本发明的一优选实施方案中，第一半传导性材料包含周期表的第13族元素或第12族元素的至少一种元素及周期表的第16族元素的一种元素，优选地，第13族元素的所述元素选自In、Ga、Al、Ti，第12族的所述元素为Zn或Cd，且第15族元素的所述元素选自P、As、Sb，更优选地，所述第一半传导性材料由以下化学式(III)表示，
In(1-x-y)Ga1.5xZnyP (III)
其中0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1，优选地，所述第一半传导性材料选自由以下组成的组：InP、InP:Zn、InP:ZnS、InP:ZnSe、InP:ZnSSe、InP:Ga。
根据本发明，半传导性发光纳米粒子的第一半传导性材料的形状类型及待合成的半传导性发光纳米粒子的形状不受特别限制。
例如，可合成球形、细长形、星形、多面体形、角锥形、四角锥形、四面体形、薄片形、圆锥形及不规则形状的第一半传导性材料及/或半传导性发光纳米粒子。
在本发明的一些实施方案中，第一半传导性材料的平均直径在1.5nm至3.5nm的范围内。
在本发明的一些实施方案中，所述半传导性发光纳米粒子包含至少一个壳层，该壳层包含周期表的第12族的第1元素及周期表的第16族的第2元素或由其组成，优选地，第1元素为Zn，且第2元素为S、Se或Te。
在本发明的一优选实施方案中，壳层由以下式(II)表示，
ZnSxSe(1-x-z)Tez，-(II)
其中0≤x≤1，0≤z≤1，且x+z≤1，优选地，壳层为ZnSe、ZnSxSe(1-x)、ZnSe(1-x)Tez、ZnS、Zn，更优选地，其为ZnSe或ZnS。
在本发明的一些实施方案中，所述壳层为合金壳层或分级壳层，优选地，所述分级壳层为ZnSxSey、ZnSeyTez或ZnSxTez，更优选地，其为ZnSxSey。
在本发明的一些实施方案中，半传导性发光纳米粒子进一步包含所述壳层上的第2壳层，优选地，第2壳层包含周期表的第12族的第3元素及周期表的第16族的第4元素或由其组成，第3元素更优选为Zn，且第4元素为S、Se或Te，其限制条件为第4元素与第2元素不相同。
在本发明的一优选实施方案中，第2壳层由以下式(II′)表示，
ZnSxSeyTez，-(II′)
其中式(II′)中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z＝1，优选地，壳层为ZnSe、ZnSxSey、ZnSeyTez或ZnSxTez，其限制条件为所述壳层与第2壳层不相同。
在本发明的一些实施方案中，所述第2壳层可为合金壳层。
在本发明的一些实施方案中，半传导性发光纳米粒子可在第2壳层上进一步包含一个或多个额外壳层作为多壳。
根据本发明，术语“多壳”表示由三个或多于三个壳层组成的堆叠壳层。
例如，可使用CdSe/CdS、CdSeS/CdZnS、CdSeS/CdS/ZnS、ZnSe/CdS、CdSe/ZnS、InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、InZnP/ZnS、InZnP/ZnSe、InZnP/ZnSe/ZnS、InGaP/ZnS、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnSe/ZnS、InZnPS/ZnS、InZnPS/ZnSe、InZnPS/ZnSe/ZnS、ZnSe/CdS、ZnSe/ZnS或任意这些的组合。优选地，InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、InZnP/ZnS、InZnP/ZnSe、InZnP/ZnSe/ZnS、InGaP/ZnS、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnSe/ZnS。
-额外配体
在本发明的一些实施方案中，任选地，除由式(I)表示的化学化合物以外，半传导性发光纳米粒子可包含不同类型的化学化合物作为配体。
因此，在本发明的一些实施方案中，视需要，第一半传导性材料的最外表面或半传导性发光纳米粒子的壳层可由其他化合物中的一或多者以及由式(I)表示的化学化合物外涂布。
在连接至第一半传导性材料或第一半传导性材料的最外表面或半传导性发光纳米粒子的壳层上的所述另一种化学化合物中的一或多者的情况下，由式(I)表示的化学化合物的量在连接至壳层或第一半传导性材料的最外表面上的总配体的1wt.％至99.9wt.％的范围内，其中优选地在10wt.％至50wt.％的范围内，更优选地，其在15wt.％至40wt.％的范围内。
在本发明的一些实施方案中，组合物可进一步包含一种或多种添加剂。
优选地，所述添加剂选自由另一配体组成的组。
不希望受理论束缚，据信这样的表面配体可使得纳米级荧光材料更容易分散于溶剂中。
常用表面配体包括膦及膦氧化物，诸如氧化三辛基膦(TOPO)、三辛基膦(TOP)及三丁基膦(TBP)；膦酸，诸如十二烷基膦酸(DDPA)、十三烷基膦酸(TDPA)、十八烷基膦酸(ODPA)及己基膦酸(HPA)；胺，诸如油胺、十二烷基胺(DDA)、十四烷基胺(TDA)、十六烷基胺(HDA)及十八烷基胺(ODA)、油胺(OLA)、1-十八烯(ODE)、硫醇(诸如十六烷硫醇及己烷硫醇)；巯基羧酸，诸如巯基丙酸及巯基十一烷酸；羧酸，诸如油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸；乙酸；及任意这些的组合。优选地，也可使用聚乙烯亚胺(PEI)。
表面配体的实例已描述于例如早期公开国际专利申请第WO2012/059931A号中。
-组合物
在另一方面中，本发明还涉及一种组合物，其至少包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：
a)一种半传导性发光纳米粒子，其包含核、任选的至少一个壳层，
b)一种化学化合物，其由以下化学式(I)表示
Figure BDA0003021113610000191
其中
X及Y各自独立地或彼此依赖地为O、S、P或N，优选O或N；
若Y为O或S，则n为0，若Y为N或P，则n为1，优选地，n为0；
若X为O或S，则m为0，若Y为N或P，则m为1，优选地，n为0；
R1为连接基团，优选地，所述连接基团包含选自以下的至少一种元素：S、Se、O、P或N，更优选地，所述连接基团包含一个或两个S原子，甚至更优选地，所述连接基团为
Figure BDA0003021113610000201
Figure BDA0003021113610000202
此外优选为
Figure BDA0003021113610000203
其中“#”表示与基团Y的连接点，且“*”表示与第一半传导性材料的表面或该半传导性发光纳米粒子的所述壳层的最外表面的连接点；
在该纳米粒子包含超过两个壳层的情况下，“*”表示与该半传导性发光纳米粒子的所述壳层的最外表面的连接点；
R2选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至40个碳原子，优选1至25个碳原子，更优选1至15个碳原子的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的环烷基；具有2至40个碳原子，优选2至25个碳原子的烯基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的芳基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的杂芳基；及具有4至40个碳原子，优选4至25个碳原子的芳烷基，其在各情况下可经一个或多个基团Ra取代，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代；
Ra在每次出现时相同或不同地为H、D，或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环状的烷基或烷氧基、具有5至60个碳环原子的芳族环体系或具有5至60个碳原子的杂芳族环体系，其中H原子可经以下替代：D、F、Cl、Br、I；此处两个或更多个相邻的取代基Ra也可彼此形成单环或多环、脂族、芳族或杂芳族环体系；
R3选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至25个碳原子，优选1至15个碳原子，更优选1至10个碳原子，甚至更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，优选地，不相邻的CH2基团中无一者经取代，
R4选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
R5选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
及
c)另一种化合物。
由化学式(I)表示的化学化合物的更多细节描述于以上“化学化合物”的章节中。
在另一方面中，本发明涉及一种组合物，其包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：至少
A)一种根据本发明的半传导性发光纳米粒子，及
B)另一种化合物。
在本发明的一些实施方案中，组合物包含多种半传导性发光纳米粒子。
在本发明的一些实施方案中，按组合物的总量计，半传导性发光纳米粒子的总量在0.1wt.％至90wt.％，优选5wt.％至70wt.％，更优选20wt.％至50wt.％的范围内。
在本发明的一些实施方案中，其中按组合物的总量计，由以下化学式(I)表示的化学化合物的总量在0.001wt.％至50wt.％，优选0.005wt.％至30wt.％，更优选0.01wt.％至15wt.％的范围内。
在本发明的一些实施方案中，所述另一种材料选自由以下组成的组的一个或多个成员：溶剂、有机发光材料、无机发光材料、电荷传输材料、散射粒子、主体材料、纳米级等离子体粒子、光引发剂及基质材料。
例如，所述无机荧光材料可选自由以下组成的组的一个或多个成员：硫化物、硫代镓酸盐、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、铝酸盐、磷灰石、硼酸盐、氧化物、磷酸盐、卤磷酸盐、硫酸盐、钨酸盐、钽酸盐、钒酸盐、钼酸盐、铌酸盐、钛酸盐、锗酸盐、基于卤化物的磷光体，及任意这些的组合。
上文所描述的此类适合的无机荧光材料可为包括如在以下中所提及的纳米级磷光体、量子级材料的熟知磷光体：磷光体手册(the phosphor handbook)，第2版(CRCPress,2006),第155页至第338页(W.M.Yen,S.Shionoya及H.Yamamoto)、WO2011/147517A、WO2012/034625A及WO2010/095140A。
根据本发明，可优选地使用任何类型的公开已知材料作为该有机发光材料、电荷传输材料。例如，熟知的有机荧光材料、有机主体材料、有机染料、有机电子传输材料、有机金属络合物及有机空穴传输材料。
关于散射粒子的实例，可优选地使用：无机氧化物的小粒子，诸如SiO2、SnO2、CuO、CoO、Al2O3、TiO2、Fe2O3、Y2O3、ZnO、MgO；有机粒子，诸如聚合聚苯乙烯、聚合PMMA；无机中空氧化物，诸如中空二氧化硅；或任意这些的组合。
-基质材料
根据本发明，可优选地将适用于光学装置的广泛多种公开已知的透明聚合物用作基质材料。
根据本发明，术语“透明”意指在光学介质中所使用的厚度下以及在光学介质操作期间所使用的波长或波长范围下至少约60％的入射光透射。优选地，入射光透射超过70％，更优选地，超过75％，最优选地，其超过80％。
在本发明的优选实施方案中，可使用例如WO 2016/134820A中所描述的任何类型的公开已知的透明聚合物。
根据本发明，术语“聚合物”意指具有重复单元且具有1000g/mol或更高的重均分子量(Mw)的材料。
分子量Mw通过GPC(＝凝胶渗透层析法)针对内部聚苯乙烯标准来测定。
在本发明的一些实施方案中，透明聚合物的玻璃转化温度(Tg)为70℃或更高及250℃或更低。
基于差示扫描比色法(Differential scanning colorimetry)中所观察到的热容量变化来测量Tg，如http://pslc.ws/macrog/dsc.htm；Rickey J Seyler,Assignment ofthe Glass Transition,ASTM出版编号(PCN)04-012490-50中所描述。
例如，可优选地使用聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯、聚硅氧烷作为用于透明基质材料的透明聚合物。
在本发明的一优选实施方案中，作为透明基质材料的聚合物的重均分子量(Mw)范围介于1,000至300,000g/mol，更优选地，其范围介于10,000至250,000g/mol。
-配制剂
在另一方面中，本发明涉及一种配制剂，其包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：至少一种半传导性发光纳米粒子，
及
至少一种溶剂，优选地，所述溶剂为有机溶剂，更优选地选自由以下组成的组的一个或多个成员：环己基苯、3-苯氧基甲苯、正辛基苯、苯甲酸丁酯、1-辛醇、3,4-二甲基苯甲醚、2-苯氧基乙醇、异戊酸甲酯、二甲亚砜、2-苯氧基丙醇。
优选地，所述配制剂包含多种半传导性发光纳米粒子。
在另一方面中，本发明还涉及一种配制剂，其包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：组合物，
及
至少一种溶剂，优选地，其为有机溶剂，优选地选自由以下组成的组的一个或多个成员：芳族溶剂、卤化溶剂及脂族烃溶剂，更优选地选自由以下组成的组的一个或多个成员：甲苯、二甲苯、醚、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷及庚烷、纯化水、乙酸酯、醇、亚砜、甲酰胺、氮化物、酮。
配制剂中溶剂的量可根据涂布组合物的方法来自由地控制。例如，若组合物经喷雾涂布，则其可含有呈90wt.％或更大的量的溶剂。此外，若将进行通常在涂布较大基板时所采用的狭缝涂布法，则溶剂的含量正常为60wt.％或更大，优选70wt.％或更大。
在本发明的一些实施方案中，配制剂包含多种半传导性发光纳米粒子及/或多种半传导性材料。
在一些实施方案中，按配制剂的总量计，由以下化学式(I)表示的化学化合物的总量在0.001wt.％至50wt.％，优选0.005wt.％至30wt.％，更优选0.01wt.％至15wt.％的范围内。
在一些实施方案中，按配制剂的总量计，纳米粒子的总量在0.01wt.％至90wt.％，优选0.1wt.％至70wt.％，更优选1wt.％至50wt.％的范围内。
-用途
在另一方面中，本发明涉及半传导性发光纳米粒子、组合物或配制剂的用途，其用于电子装置、光学装置、生物医学装置中或用于制造电子装置、光学装置或生物医学装置。
-光学介质
在另一方面中，本发明进一步涉及一种光学介质，其包含至少一种半传导性发光纳米粒子或组合物。
在本发明的一些实施方案中，光学介质可为光学片，例如滤色器、色彩转换膜、远程磷光带或另一膜或滤片。
根据本发明，术语“片”包括膜及/或层状结构的介质。
在本发明的一些实施方案中，光学介质包含阳极及阴极，以及至少一个有机层，该至少一个有机层包含本发明的至少一种半传导性发光纳米粒子或组合物，优选地，所述一个有机层为发光层，更优选地，介质进一步包含选自由以下组成的组的一个或多个额外层：空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子阻挡层及电子注入层。
根据本发明，可优选地使用用于空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子阻挡层及电子注入层的任何类型的公开可用的无机材料及/或有机材料，如在WO 2018/024719 A1、US2016/233444 A2、US7754841 B、WO 2004/037887及WO 2010/097155中所描述。
在本发明的一优选实施方案中，光学介质包含多种半传导性发光纳米粒子。
优选地，光学介质的阳极及阴极包夹有机层。
更优选地，所述额外层还通过阳极及阴极包夹。
在本发明的一些实施方案中，有机层包含至少一种本发明的半传导性发光纳米粒子及主体材料，优选地，主体材料为有机主体材料。
在本发明的一优选实施方案中，光学介质包含多种半传导性发光纳米粒子。
-光学装置
在另一方面中，本发明进一步涉及一种光学装置，其包含至少一种本发明的光学介质。
在本发明的一些实施方案中，光学装置可为液晶显示器(LCD)装置、有机发光二极管(OLED)、光学显示器的背光单元、发光二极管(LED)装置、微机电体系(下文中“MEMS”)、电湿润显示器或电泳显示器、发光装置及/或太阳能电池。
技术效果
本发明提供以下效果中的一种或多种；
纳米粒子的量子产率的改善、较高装置效率、降低纳米粒子的陷阱发射、优化纳米粒子的壳部分的表面条件、减少纳米粒子的壳层的晶格缺陷、减少/防止形成壳层的悬空键、更好的热稳定性、经改善氧化稳定性、对自由基物质的经改善稳定性、在长期储存期间的经改善稳定性而不造成显著QY下降、更好的化学稳定性、优化纳米粒子的制造方法、提供用于减少壳层的晶格缺陷的新颖制造方法、环境上更友好且更安全的制造方法。
以下工作实施例1-6提供对本发明的描述以及其制造的详细描述。
工作实施例
比较实施例1：具有十二硫醇、硬脂酸、肉豆蔻酸及棕榈酸的配体的甲苯中的量子点
如在美国7,588,828B中所描述来制备在甲苯中具有十二硫醇、硬脂酸、肉豆蔻酸及棕榈酸的配体的基于红色InP的量子点(QD)。
接着将QD溶解于浓度为0.08mg/mL的无水甲苯中，且在Hamamatsu Quantaurus中测量初始量子产率(下文初始QY)。
随后，将100mg的QD溶解于2mL的干燥甲苯中，且与3mg的光引发剂Irgacure@TPO混合，且在室温下在氩气下搅拌，同时曝露于具有365nm的光源持续60min。获取样品。接着将样品稀释至0.08mg/mL。且接着，通过Hamamatsu Quantaurus测量样品的量子产率。
通过使用下式将各样品的初始QY设定为100％。
归一化初始QY(100％)＝各样品的初始QY*α
基于下式来计算归一化QY。
归一化QY＝(QY*α/初始QY)*100
表4展示测量的结果。
表4
样品 1 2 3 4 5 6 7 8 9
归一化初始QY(％) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
1小时时的归一化QY(％) 49 60 62 63 50 47 60 49 52
工作实施例1：具有化学化合物巯基乙酸异辛酯(IOMA)的甲苯中的量子点
如在美国7,588,828B中所描述来制备在甲苯中具有十二硫醇、硬脂酸、肉豆蔻酸及棕榈酸的配体的基于红色InP的量子点(QD)。
-配体交换
将5mL的QD溶液(50mg/mL于甲苯中)与0.098g IOMA(Bruno Bock硫代乙醇酸异辛酯，dist.40286)混合，且在50℃下在氩气下搅拌过夜。将混合物转移至离心小瓶中，且添加5mL干燥甲醇。在氩气下以4000rpm将混合物离心5min。随后移除无色上清液，且使红色沉淀物悬浮于5mL干燥甲苯中以使得QD溶解于浓度为0.08mg/mL的无水甲苯中。
接着在Hamamatsu Quantaurus中测量初始量子产率(下文初始QY)。
随后，将100mg的QD溶解于2mL的干燥甲苯中，且与3mg的光引发剂Irgacure@TPO混合，且在室温下在氩气下搅拌，同时曝露于具有365nm的光源持续60min。获取样品。接着将样品稀释至0.08mg/mL。且接着，通过Hamamatsu Quantaurus测量样品的量子产率。
表5展示测量的结果。
表5
样品 1 2 3 4 5
归一化初始QY(％) 100 100 100 100 100
1小时时的归一化QY(％) 98 96 93 92 94
工作实施例2：具有化学化合物巯基丙酸异辛酯(IOMP)的甲苯中的量子点
除使用IOMP代替IOMA以外，以与工作实施例1中所描述相同的方式来制备具有化学化合物IOMP的甲苯中的量子点。
表6展示QY测量的结果。
表6
样品 1 2 3
归一化初始QY(％) 100 100 100
1小时时的归一化QY(％) 75 81 90
工作实施例3：具有化学化合物巯基丙酸异十三烷酯(ITMP)的甲苯中的量子点
除使用ITMP代替IOMA以外，以与工作实施例1中所描述相同的方式来制备具有化学化合物ITMP的甲苯中的量子点。
表7展示QY测量的结果。
表7
样品 1 2 3
归一化初始QY(％) 100 100 100
1小时时的归一化QY(％) 80 81 82
工作实施例4：具有化学化合物巯基乙酸异十三烷酯(ITMA)的甲苯中的量子点
除使用ITMA代替IOMA以外，以与工作实施例1中所描述相同的方式来制备具有化学化合物ITMA的甲苯中的量子点。
表8展示QY测量的结果。
表8
样品 1 2 3
归一化初始QY(％) 100 100 100
1小时时的归一化QY(％) 96 94 96
工作实施例5：具有化学化合物巯基乙酸苯酯(PMA)的甲苯中的量子点
除使用PMA代替IOMA以外，以与工作实施例1中所描述相同的方式来制备具有化学化合物PMA的甲苯中的量子点。接着获取样品以进行QY测量。
工作实施例6：QY测量
在工作实施例6中的QY测量中，测量来自比较实施例1的样品、来自工作实施例1的样品及来自工作实施例5的样品以比较本发明的效果。
在此工作实施例中，通过使用Hamamatsu Quantaurus而不使用如比较实施例1中所描述的任何归一化来测量量子产率。因此，在图1中，术语“量子产率(或QY)”意谓绝对量子产率。
图1展示QY测量的结果。

Claims (16)

1.一种半传导性发光纳米粒子，其至少包含
i)第一半传导性材料；
ii)任选的至少一个壳层；
iii)由以下化学式(I)表示的化学化合物
Figure FDA0003021113600000011
其中
X及Y各自独立地或彼此依赖地为O、S、P或N，优选O或S；
若Y为O或S，则n为0，若Y为N或P，则n为1，优选地，n为0；
若X为O或S，则m为0，若Y为N或P，则m为1，优选地，n为0；
R1为连接基团，优选地，所述连接基团包含选自以下的至少一种元素：S、Se、O、P或N，更优选为含有硫或硒的基团，甚至更优选地，所述连接基团包含一个或两个S原子，甚至更优选地，所述连接基团为
Figure FDA0003021113600000012
此外优选为
Figure FDA0003021113600000013
其中“#”表示与基团Y的连接点，且“*”表示与该半传导性发光纳米粒子的核的表面或所述壳层的最外表面的连接点；
R2选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至40个碳原子，优选1至25个碳原子，更优选1至15个碳原子的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的环烷基；具有2至40个碳原子，优选2至25个碳原子的烯基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的芳基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的杂芳基；及具有4至40个碳原子，优选4至25个碳原子的芳烷基，其在各情况下可经一个或多个基团Ra取代，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，
Ra在每次出现时相同或不同地为H、D，或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环状的烷基或烷氧基、具有5至60个碳环原子的芳族环体系或具有5至60个碳原子的杂芳族环体系，其中H原子可经以下替代：D、F、Cl、Br、I；此处两个或更多个相邻的取代基Ra也可彼此形成单环或多环、脂族、芳族或杂芳族环体系；
R3为二价键，优选地，其选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至25个碳原子，优选1至15个碳原子，更优选1至10个碳原子，甚至更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，优选地，不相邻的CH2基团中无一者经取代，
R4选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
R5选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2。
2.根据权利要求1的纳米粒子，其至少以此顺序包含
i)所述第一半传导性材料；
ii)任选的至少一个壳层；
iii)由化学式(I)表示的所述化学化合物。
3.根据权利要求1或2的纳米粒子，其包含至少一个由以下化学式(II)表示的壳层
ZnSxSe(1-x-z)Tez，-(II)
其中0≤x≤1，0≤z≤1，且x+z≤1，优选地，所述壳层为ZnSe、ZnSxSe(1-x)、ZnSe(1-x)Tez、ZnS、Zn，更优选地，其为ZnSe或ZnS。
4.根据权利要求1至3中任一项的纳米粒子，其中所述第一半传导性材料包含周期表的第13族元素或第12族元素的至少一种元素及周期表的第16族元素的一种元素，优选地，第13族元素的所述元素选自In、Ga、Al、Ti，第12族的所述元素为Zn或Cd，且第15族元素的所述元素选自P、As、Sb，更优选地，所述第一半传导性材料由以下化学式(III)表示，
In(1-x-y)Ga1.5xZnyP (III)
其中0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1，优选地，所述第一半传导性材料选自由以下组成的组：InP、InP:Zn、InP:ZnS、InP:ZnSe、InP:ZnSSe、InP:Ga。
5.一种组合物，其至少包含
a)一种半传导性发光纳米粒子，其包含核、任选的至少一个壳层，
b)一种化学化合物，其由以下化学式(I)表示
Figure FDA0003021113600000041
其中
X及Y各自独立地或彼此依赖地为O、S、P或N，优选O或N；
若Y为O或S，则n为0，若Y为N或P，则n为1，优选地，n为0；
若X为O或S，则m为0，若Y为N或P，则m为1，优选地，n为0；
R1为连接基团，优选地，所述连接基团包含选自以下的至少一种元素：S、Se、O、P或N，更优选地，所述连接基团包含一个或两个S原子，甚至更优选地，所述连接基团为
Figure FDA0003021113600000042
Figure FDA0003021113600000043
此外优选为
Figure FDA0003021113600000044
其中“#”表示与基团Y的连接点，且“*”表示与该半传导性发光纳米粒子的所述核的表面或所述壳层的最外表面的连接点；
R2选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至40个碳原子，优选1至25个碳原子，更优选1至15个碳原子的直链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的支链烷基或烷氧基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子，更优选3至15个碳原子的环烷基；具有2至40个碳原子，优选2至25个碳原子的烯基；具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的芳基，具有3至40个碳原子，优选3至25个碳原子的杂芳基；及具有4至40个碳原子，优选4至25个碳原子的芳烷基，其在各情况下可经一个或多个基团Ra取代，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，
Ra在每次出现时相同或不同地为H、D，或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环状的烷基或烷氧基、具有5至60个碳环原子的芳族环体系或具有5至60个碳原子的杂芳族环体系，其中H原子可经以下替代：D、F、Cl、Br、I；此处两个或更多个相邻的取代基Ra也可彼此形成单环或多环、脂族、芳族或杂芳族环体系；
R3选自由以下组成的组的一个或多个成员：具有1至25个碳原子，优选1至15个碳原子，更优选1至10个碳原子，甚至更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基，其中一个或多个不相邻的CH2基团可经RaC＝CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C＝O、C＝S、C＝NRa、SO、SO2、NRa或CONRa替代，且其中一个或多个H原子可经D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代；或具有5至60个芳族环原子的芳族或杂芳族环体系，其可经一个或多个基团Ra取代，优选地，不相邻的CH2基团中无一者经取代，
R4选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，
R5选自由以下组成的组的一个或多个成员：H原子、D原子或R2，及
c)另一种材料。
6.一种组合物，其至少包含
A)一种根据权利要求1至4中任一项的半传导性发光纳米粒子，及
B)另一种材料。
7.根据权利要求5或6的组合物，其中该组合物包含多种半传导性发光纳米粒子。
8.根据权利要求5至7中任一项的组合物，其中所述另一种材料选自由以下组成的组：有机发光材料、无机发光材料、电荷传输材料、散射粒子、主体材料、纳米级等离子体粒子、光引发剂及基质材料。
9.一种配制剂，其包含至少一种根据权利要求1至4中任一项的半传导性发光纳米粒子，或根据权利要求5至8中任一项的组合物，
及
至少一种溶剂，优选地，所述溶剂为有机溶剂，甚至更优选为环己基苯、3-苯氧基甲苯、正辛基苯、苯甲酸丁酯、1-辛醇、3,4-二甲基苯甲醚、2-苯氧基乙醇、异戊酸甲酯、二甲亚砜、2-苯氧基丙醇，或任意这些的组合。
10.根据权利要求9的配制剂，其中按所述配制剂的总量计，由化学式(I)表示的所述化学化合物的总量在0.001wt.％至50wt.％，优选0.005wt.％至30wt.％，更优选0.01wt.％至15wt.％的范围内。
11.根据权利要求9或10的配制剂，其中按所述配制剂的总量计，该纳米粒子的总量在0.01wt.％至90wt.％，优选0.1wt.％至70wt.％，更优选1wt.％至50wt.％的范围内。
12.一种根据权利要求1至4中任一项的半传导性发光纳米粒子或根据权利要求5至8的组合物或根据权利要求9至11中任一项的配制剂的用途，其用于电子装置、光学装置或生物医学装置中。
13.一种光学介质，其包含至少一种根据权利要求1至4中任一项的半传导性发光纳米粒子，或根据权利要求5至8中任一项的组合物。
14.根据权利要求13的光学介质，其包含阳极及阴极，以及至少一个有机层，该至少一个有机层包含至少一种根据权利要求1至4中任一项的半传导性发光纳米粒子，或根据权利要求5至8中任一项的组合物，优选地，所述一个有机层为发光层，更优选地，该介质进一步包含选自由以下组成的组的一个或多个层：空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子阻挡层及电子注入层。
15.根据权利要求13或14的光学介质，其中该有机层包含至少一种根据权利要求1至4中任一项的半传导性发光纳米粒子，或根据权利要求5至8中任一项的组合物及主体材料，优选地，该主体材料为有机主体材料。
16.一种光学装置，其至少包含根据权利要求13至15中任一项的所述光学介质。
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