TW202024295A - 奈米粒子 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種奈米粒子及包含奈米粒子之組合物。

Description

奈米粒子
本發明係關於一種半傳導性發光奈米粒子、包含半傳導性發光奈米粒子之組合物、調配物、半傳導性發光奈米粒子之用途、組合物之用途、調配物之用途、光學介質及光學裝置。
US 2010/0068522 A1揭示具有表面結合配位體之量子點奈米粒子，該表面結合配位體具有羧酸基作為結合基團及乙烯基作為官能基之適合末端不飽和基團。
US 9,666,768 B2提及使用由化學式(1)至(6)表示之二硫基配位體作為量子點奈米粒子之適合配位體。
專利文獻 1. US 2016-0289552 A1 2. US 9,666,768 B2
非專利文獻 無
然而，本發明者最新發現仍存在需要改善的大量問題中之一或多者，如下所列； 奈米粒子之量子產率之改善、較高裝置效率、降低奈米粒子之陷阱發射、最佳化奈米粒子之殼部分之表面條件、減少奈米粒子之殼層之晶格缺陷、減少/防止形成殼層之懸空鍵、較佳熱穩定性、經改善氧化穩定性、對自由基物質之經改善穩定性、在長期儲存期間的經改善穩定性而不造成顯著QY下降、較佳化學穩定性、最佳化奈米粒子之製造製程、提供用於減少殼層之晶格缺陷的新穎製造製程、環境上更友好且更安全的製造製程。
本發明者旨在解決上述問題中之一或多者。
接著發現一種新穎半傳導性發光奈米粒子，其包含以下、基本上由以下組成或由以下組成：至少 i)第一半傳導性材料； ii)視情況選用之至少一個殼層； iii)由以下化學式(I)表示之化學化合物
Figure 02_image003
其中 X及Y各自獨立地或彼此相依地為O、S、P或N，較佳O或S； 若Y為O或S，則n為0，若Y為N或P，則n為1，較佳地，n為0； 若X為O或S，則m為0，若Y為N或P，則m為1，較佳地，n為0； R1 為連接基團，較佳地，該連接基團包含選自以下之至少一種元素：S、Se、O、P或N，更佳為含有硫或硒之基團，甚至更佳地，該連接基團包含一個或兩個S原子，甚至更佳地，該連接基團為
Figure 02_image005
，此外較佳為
Figure 02_image007
，其中「#」表示與基團Y的連接點，且「*」表示與該第一半傳導性材料之表面或該半傳導性發光奈米粒子之該殼層之最外表面的連接點； 在該奈米粒子包含超過兩個殼層之情況下，「*」表示與該半傳導性發光奈米粒子之該等殼層之最外表面的連接點； R2 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至40個碳原子，較佳1至25個碳原子，更佳1至15個碳原子之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之環烷基；具有2至40個碳原子，較佳2至25個碳原子之烯基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之芳基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之雜芳基；及具有4至40個碳原子，較佳4至25個碳原子之芳烷基，其在各情況下可經一或多個基團Ra 取代，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代， Ra 在每次出現時相同或不同地為H、D，或具有1至20個碳原子之烷基、具有3至40個碳原子之環烷基或烷氧基、具有5至60個碳環原子之芳族環系統或具有5至60個碳原子之雜芳族環系統，其中H原子可經以下置換：D、F、Cl、Br、I；此處兩個或多於兩個相鄰取代基Ra 亦可彼此形成單環或多環、脂族、芳族或雜芳族環系統； R3 為二價鍵，較佳地，其選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至25個碳原子，較佳1至15個碳原子，更佳1至10個碳原子，甚至更佳1至5個碳原子之直鏈伸烷基或伸烷氧基，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代，較佳地，不相鄰CH2 基團中無一者經取代， R4 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， R5 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 。
在另一態樣中，本發明亦關於一種組合物，其至少包含 a)一種半傳導性發光奈米粒子，其包含核、視情況選用之至少一個殼層， b)一種化學化合物，其由以下化學式(I)表示
Figure 02_image009
其中 X及Y各自獨立地或彼此相依地為O、S、P或N，較佳O或N； 若Y為O或S，則n為0，若Y為N或P，則n為1，較佳地，n為0； 若X為O或S，則m為0，若Y為N或P，則m為1，較佳地，n為0； R1 為連接基團，較佳地，該連接基團包含選自以下之至少一種元素：S、Se、O、P或N，更佳地，該連接基團包含一個或兩個S原子，甚至更佳地，該連接基團為
Figure 02_image011
，此外較佳為
Figure 02_image013
，其中「#」表示與基團Y的連接點，且「*」表示與第一半傳導性材料之表面或該半傳導性發光奈米粒子之該殼層之最外表面的連接點； 在該奈米粒子包含超過兩個殼層之情況下，「*」表示與該半傳導性發光奈米粒子之該等殼層之最外表面的連接點； R2 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至40個碳原子，較佳1至25個碳原子，更佳1至15個碳原子之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之環烷基；具有2至40個碳原子，較佳2至25個碳原子之烯基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之芳基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之雜芳基；及具有4至40個碳原子，較佳4至25個碳原子之芳烷基，其在各情況下可經一或多個基團Ra 取代，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代， Ra 在每次出現時相同或不同地為H、D，或具有1至20個碳原子之烷基、具有3至40個碳原子之環烷基或烷氧基、具有5至60個碳環原子之芳族環系統或具有5至60個碳原子之雜芳族環系統，其中H原子可經以下置換：D、F、Cl、Br、I；此處兩個或多於兩個相鄰取代基Ra 亦可彼此形成單環或多環、脂族、芳族或雜芳族環系統； R3 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至25個碳原子，較佳1至15個碳原子，更佳1至10個碳原子，甚至更佳1至5個碳原子之直鏈伸烷基或伸烷氧基，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代，較佳地，不相鄰CH2 基團中無一者經取代， R4 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， R5 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， 及 c)另一種化合物。
在另一態樣中，本發明係關於組合物，其至少包含以下、基本上由以下組成或由以下組成： A)一種根據本發明之半傳導性發光奈米粒子，及 B)另一種化合物
在另一態樣中，本發明進一步係關於一種調配物，其包含以下、基本上由以下組成或由以下組成：至少一種根據本發明之半傳導性發光奈米粒子， 及 至少一種溶劑，較佳地，該溶劑為有機溶劑，甚至更佳為苯基環己烷、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、異戊酸甲酯、二甲亞碸、2-苯氧基丙醇，或此等溶劑中之任一者之組合。
在另一態樣中，本發明亦係關於發光奈米粒子、組合物或調配物的用途，其用於電子裝置、光學裝置、生物醫學裝置中或用於製造電子裝置、光學裝置或生物醫學裝置。
在另一態樣中，本發明進一步係關於一種光學介質，其包含至少一種本發明之發光奈米粒子或組合物。
在另一態樣中，本發明進一步係關於一種光學裝置，其至少包含該光學介質。
根據本發明，半傳導性發光奈米粒子至少包含 i)第一半傳導性材料； ii)視情況選用之至少一個殼層； iii)由以下化學式(I)表示之化學化合物 -      化合物
Figure 02_image015
其中 X及Y各自獨立地或彼此相依地為O、S、P或N，較佳O或S； 若Y為O或S，則n為0，若Y為N或P，則n為1，較佳地，n為0； 若X為O或S，則m為0，若Y為N或P，則m為1，較佳地，n為0； R1 為連接基團，較佳地，該連接基團包含選自以下之至少一種元素：S、Se、O、P或N，更佳為含有硫或硒之基團，甚至更佳地，該連接基團包含一個或兩個S原子，甚至更佳地，該連接基團為
Figure 02_image017
，此外較佳為
Figure 02_image019
，其中「#」表示與基團Y的連接點，且「*」表示與該第一半傳導性材料之表面或該半傳導性發光奈米粒子之該殼層之最外表面的連接點； 在該奈米粒子包含超過兩個殼層之情況下，「*」表示與該半傳導性發光奈米粒子之該等殼層之最外表面的連接點； R2 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至40個碳原子，較佳1至25個碳原子，更佳1至15個碳原子之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之環烷基；具有2至40個碳原子，較佳2至25個碳原子之烯基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之芳基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之雜芳基；及具有4至40個碳原子，較佳4至25個碳原子之芳烷基，其在各情況下可經一或多個基團Ra 取代，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代， Ra 在每次出現時相同或不同地為H、D，或具有1至20個碳原子之烷基、具有3至40個碳原子之環烷基或烷氧基、具有5至60個碳環原子之芳族環系統或具有5至60個碳原子之雜芳族環系統，其中H原子可經以下置換：D、F、Cl、Br、I；此處兩個或多於兩個相鄰取代基Ra 亦可彼此形成單環或多環、脂族、芳族或雜芳族環系統； R3 為二價鍵，較佳地，其選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至25個碳原子，較佳1至15個碳原子，更佳1至10個碳原子，甚至更佳1至5個碳原子之直鏈伸烷基或伸烷氧基，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代，較佳地，不相鄰CH2 基團中無一者經取代， R4 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， R5 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 。
在本發明之一些實施例中，半傳導性發光奈米粒子之核之表面或一或多個殼層之最外表面可部分或完全由化學化合物過度塗佈。
在本發明之一些實施例中，由化學式(I)表示之至少兩個配位體連接至第一半傳導性材料之表面或殼層之最外表面上，較佳地，複數個該等配位體連接至第一半傳導性材料之表面或殼層之最外表面上。
根據本發明，在一些實施例中，相對於半傳導性發光奈米粒子之總重量，該化學化合物之含量在1 wt.%至80 wt.%之範圍內，更佳在20 wt.%至70 wt.%，甚至更佳40 wt.%至65 wt.%之範圍內。
在本發明之一較佳實施例中，化學化合物之重量平均分子量(Mw)在200 g/mol至30,000 g/mol，較佳250 g/mol至2,000 g/mol，更佳400 g/mol至1,000 g/mol之範圍內。
分子量Mw 藉助於GPC (=凝膠滲透層析法)對照內部聚苯乙烯標準品來測定。
在一較佳實施例中，化學化合物由以下式(Ia)、(Ib)、(Ic)或(Id)表示，
Figure 02_image021
Figure 02_image023
更佳地，化學化合物由以下化學式(le)、(lf)、(Ig)或(Ih)表示，
Figure 02_image025
其中 X及Y各自獨立地或彼此相依地為O或S，較佳地，其為O； 「*」表示與第一半傳導性材料之表面或半傳導性發光奈米粒子之殼層之最外表面的連接點； 在該奈米粒子包含超過兩個殼層之情況下，「*」表示與該半傳導性發光奈米粒子之該等殼層之最外表面的連接點； R2 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳5至15個碳原子之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳5至15個碳原子之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之環烷基；具有2至40個碳原子，較佳2至25個碳原子之烯基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之芳基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之雜芳基；及具有4至40個碳原子，較佳4至25個碳原子之芳烷基，其在各情況下可經一或多個基團Ra 取代，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代， Ra 在每次出現時相同或不同地為H、D，或具有1至20個碳原子之烷基、具有3至40個碳原子之環烷基或烷氧基、具有5至60個碳環原子之芳族環系統或具有5至60個碳原子之雜芳族環系統，其中H原子可經以下置換：D、F、Cl、Br、I；此處兩個或多於兩個相鄰取代基Ra 亦可彼此形成單環或多環、脂族、芳族或雜芳族環系統； R3 為二價鍵，較佳地，其選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至25個碳原子，較佳1至15個碳原子，更佳1至10個碳原子，甚至更佳1至5個碳原子之直鏈伸烷基或伸烷氧基，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代，較佳地，不相鄰CH2 基團中無一者經取代， 較佳地，R3 選自以下表1之基團。表 1
Figure 02_image027
其中「*」表示與另一單元的連接點。
更佳地，R3 選自以下表2之基團。表 2
Figure 02_image029
其中「*」表示與另一單元的連接點。
較佳地，R2 為具有1至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳5至15個碳原子的經取代或未經取代之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳5至15個碳原子的經取代或未經取代之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子的經取代或未經取代之環烷基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子的經取代或未經取代之芳基。
更佳地，R2 為具有1至40個碳原子的經取代直鏈烷基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳5至15個碳原子的未經取代分支鏈烷基或烷氧基。
更佳地，R2 選自以下表3之基團。表 3
Figure 02_image031
其中「*」表示與另一單元的連接點。
作為該化學化合物，公開可獲得的巰基乙酸酯及/或巰基丙酸酯此外適用作化學化合物，以防止/減少尤其在光引發劑之存在下混合物中(較佳在溶液中)半傳導性發光奈米粒子之量子產率下降。
公開可獲得的以下化學化合物為尤其適合的。
Figure 02_image033
(巰基乙酸異辛酯(IOMA))
Figure 02_image035
(巰基丙酸異辛酯(IOMP))
Figure 02_image037
(巰基乙酸異十三酯(ITMA))
Figure 02_image039
(巰基丙酸異十三酯(ITMP))
Figure 02_image041
(巰基乙酸苯酯(PMA))
-      半傳導性發光奈米粒子 根據本發明，術語「半導體」意謂在室溫下導電性介於導體(諸如銅)之電導率與絕緣體(諸如玻璃)之導電性之間的材料。較佳地，半導體為導電性隨溫度而增加之材料。
術語「奈米」意謂在0.1 nm與999 nm之間，較佳1 nm至150 nm，更佳3 nm至50 nm的大小。
因此，根據本發明，採用「半傳導性發光奈米粒子」意謂大小介於0.1 nm與999 nm，較佳1 nm至150 nm，更佳3 nm至50 nm之間，在室溫下導電性介於導體(諸如銅)之導電性與絕緣體(諸如玻璃)之導電性之間的發光材料，較佳地，半導體為導電性隨溫度而增加之材料，且大小介於0.1 nm與999 nm，較佳0.5 nm至150 nm，更佳1 nm至50 nm之間。
根據本發明，術語「大小」意謂半傳導性奈米級發光粒子之最長軸之平均直徑。
基於由Tecnai G2 Spirit Twin T-12透射電子顯微鏡產生之TEM影像中的100個半傳導性發光奈米粒子來計算半傳導性奈米級發光粒子之平均直徑。
在本發明之一較佳實施例中，本發明之半傳導性發光奈米粒子為量子級材料。諸如量子點。
根據本發明，量子點之形狀不受特定限制。舉例而言，可使用球形、細長形、星形、多面體形、方錐形、四角錐形、四面體形、薄片形、圓錐形及不規則形狀的量子點。
根據本發明，術語「量子級」意謂無配位體或另一表面改質之半傳導性材料本身之大小，如在例如ISBN:978-3-662-44822-9中所描述，其可顯示量子侷限效應。
在本發明之一較佳實施例中，奈米粒子至少以此順序包含 i)第一半傳導性材料； ii)視情況選用之至少一個殼層； iii)由以下化學式(I)表示之化學化合物。
舉例而言，可將CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnSeS、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InPS、InPZnS、InPZn、InPZnSe、InCdP、InPCdS、InPCdSe、InGaP、InGaPZn、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu2 S、Cu2 Se、CuInS2、CuInSe2 、Cu2 (ZnSn)S4 、Cu2 (InGa)S4 、TiO2 合金以及此等中之任一者之組合用作核。
在本發明之一較佳實施例中，第一半傳導性材料包含週期表之第13族元素或第12族元素之至少一種元素及週期表之第16族元素之一種元素，較佳地，第13族元素之該元素選自In、Ga、Al、Ti，第12族之該元素為Zn或Cd，且第15族元素之該元素選自P、As、Sb，更佳地，該第一半傳導性材料由以下化學式(III)表示， In(1-x-y) Ga1.5x Zny P      (III) 其中0≤x˂1，0≤y˂1，0≤x+y˂1，較佳地，該第一半傳導性材料選自由以下組成之群：InP、InP:Zn、InP:ZnS、InP:ZnSe、InP:ZnSSe、InP:Ga。
根據本發明，半傳導性發光奈米粒子之第一半傳導性材料之形狀類型及待合成之半傳導性發光奈米粒子之形狀不受特別限制。
舉例而言，可合成球形、細長形、星形、多面體形、方錐形、四角錐形、四面體形、薄片形、圓錐形及不規則形狀的第一半傳導性材料及/或半傳導性發光奈米粒子。
在本發明之一些實施例中，第一半傳導性材料之平均直徑在1.5 nm至3.5 nm之範圍內。
在本發明之一些實施例中，該半傳導性發光奈米粒子包含至少一個殼層，該殼層包含週期表之第12族之第1元素及週期表之第16族之第2元素或由其組成，較佳地，第1元素為Zn，且第2元素為S、Se或Te。
在本發明之一較佳實施例中，殼層由以下式(II)表示， ZnSx Se(1-x-z) Tez ， - (II) 其中0≤x≤1，0≤z≤1，且x+z≤1，較佳地，殼層為ZnSe、ZnSx Se(1-x) 、ZnSe(1-x) Tez 、ZnS、Zn，更佳地，其為ZnSe或ZnS。
在本發明之一些實施例中，該殼層為合金殼層或分級殼層，較佳地，該分級殼層為ZnSx Sey 、ZnSey Tez 或ZnSx Tez ，更佳地，其為ZnSx Sey 。
在本發明之一些實施例中，半傳導性發光奈米粒子進一步包含該殼層上之第2殼層，較佳地，第2殼層包含週期表之第12族的第3元素及週期表之第16族的第4元素或由其組成，第3元素更佳為Zn，且第4元素為S、Se或Te，其限制條件為第4元素與第2元素不相同。
在本發明之一較佳實施例中，第2殼層由以下式(II´)表示， ZnSx Sey Tez ， - (II´) 其中式(II´)中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z=1，較佳地，殼層為ZnSe、ZnSx Sey 、ZnSey Tez 或ZnSx Tez ，其限制條件為該殼層與第2殼層不相同。
在本發明之一些實施例中，該第2殼層可為合金殼層。
在本發明之一些實施例中，半傳導性發光奈米粒子可在第2殼層上進一步包含一或多個額外殼層作為多殼。
根據本發明，術語「多殼」表示由三個或多於三個殼層組成之堆疊殼層。
舉例而言，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或此等中之任一者之組合。較佳地，InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、InZnP/ZnS、InZnP/ZnSe、InZnP/ZnSe/ZnS、InGaP/ZnS、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnSe/ZnS。
-      額外配位體 在本發明之一些實施例中，視情況，除由式(I)表示之化學化合物以外，半傳導性發光奈米粒子可包含不同類型之化學化合物作為配位體。
因此，在本發明之一些實施例中，視需要，第一半傳導性材料之最外表面或半傳導性發光奈米粒子之殼層可由其他化合物中之一或多者以及由式(I)表示之化學化合物過度塗佈。
在連接至第一半傳導性材料或第一半傳導性材料之最外表面或半傳導性發光奈米粒子之殼層上的該等另一種化學化合物中之一或多者的情況下，由式(I)表示之化學化合物之量在連接至第一半傳導性材料之最外表面或殼層上的總配位體之1 wt.%至99.9 wt.%之範圍內，其中較佳地在10 wt.%至50 wt.%之範圍內，更佳地，其在15 wt.%至40 wt.%之範圍內。
在本發明之一些實施例中，組合物可進一步包含一或多種添加劑。
較佳地，該添加劑選自由另一配位體組成之群。
不希望受理論束縛，咸信此等表面配位體可使得奈米級螢光材料更容易分散於溶劑中。
常用表面配位體包括膦及膦氧化物，諸如氧化三辛基膦(TOPO)、三辛基膦(TOP)及三丁基膦(TBP)；膦酸，諸如十二烷基膦酸(DDPA)、十三烷基膦酸(TDPA)、十八烷基膦酸(ODPA)及己基膦酸(HPA)；胺，諸如油胺、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(諸如十六烷硫醇及己烷硫醇)；巰基羧酸，諸如巰基丙酸及巰基十一烷酸；羧酸，諸如油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸；乙酸；及此等中之任一者之組合。較佳地，亦可使用聚伸乙亞胺(PEI)。
表面配位體之實例已描述於例如早期公開國際專利申請案第WO 2012/059931A號中。
-      組合物 在另一態樣中，本發明亦關於一種組合物，其至少包含以下、基本上由以下組成或由以下組成： a)一種半傳導性發光奈米粒子，其包含核、視情況選用之至少一個殼層， b)一種化學化合物，其由以下化學式(I)表示
Figure 02_image043
其中 X及Y各自獨立地或彼此相依地為O、S、P或N，較佳O或N； 若Y為O或S，則n為0，若Y為N或P，則n為1，較佳地，n為0； 若X為O或S，則m為0，若Y為N或P，則m為1，較佳地，n為0； R1 為連接基團，較佳地，該連接基團包含選自以下之至少一種元素：S、Se、O、P或N，更佳地，該連接基團包含一個或兩個S原子，甚至更佳地，該連接基團為
Figure 02_image045
，此外較佳為
Figure 02_image047
，其中「#」表示與基團Y的連接點，且「*」表示與第一半傳導性材料之表面或該半傳導性發光奈米粒子之該殼層之最外表面的連接點； 在該奈米粒子包含超過兩個殼層之情況下，「*」表示與該半傳導性發光奈米粒子之該等殼層之最外表面的連接點； R2 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至40個碳原子，較佳1至25個碳原子，更佳1至15個碳原子之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之環烷基；具有2至40個碳原子，較佳2至25個碳原子之烯基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之芳基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之雜芳基；及具有4至40個碳原子，較佳4至25個碳原子之芳烷基，其在各情況下可經一或多個基團Ra 取代，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代； Ra 在每次出現時相同或不同地為H、D，或具有1至20個碳原子之烷基、具有3至40個碳原子之環烷基或烷氧基、具有5至60個碳環原子之芳族環系統或具有5至60個碳原子之雜芳族環系統，其中H原子可經以下置換：D、F、Cl、Br、I；此處兩個或多於兩個相鄰取代基Ra 亦可彼此形成單環或多環、脂族、芳族或雜芳族環系統； R3 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至25個碳原子，較佳1至15個碳原子，更佳1至10個碳原子，甚至更佳1至5個碳原子之直鏈伸烷基或伸烷氧基，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代，較佳地，不相鄰CH2 基團中無一者經取代， R4 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， R5 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， 及 c)另一種化合物。
由化學式(I)表示之化學化合物之更多細節描述於以上「化學化合物」之章節中。
在另一態樣中，本發明係關於一種組合物，其包含以下、基本上由以下組成或由以下組成：至少 A)一種根據本發明之半傳導性發光奈米粒子，及 B)另一種化合物。
在本發明之一些實施例中，組合物包含複數種半傳導性發光奈米粒子。
在本發明之一些實施例中，按組合物之總量計，半傳導性發光奈米粒子之總量在0.1 wt.%至90 wt.%，較佳5 wt.%至70 wt.%，更佳20 wt.%至50 wt.%之範圍內。
在本發明之一些實施例中，其中按組合物之總量計，由以下化學式(I)表示之化學化合物之總量在0.001 wt.%至50 wt.%，較佳0.005 wt.%至30 wt.%，更佳0.01 wt.%至15 wt.%之範圍內。
在本發明之一些實施例中，該另一種材料選自由以下組成之群的一或多個成員：溶劑、有機發光材料、無機發光材料、電荷傳輸材料、散射粒子、主體材料、奈米級電漿子粒子、光引發劑及基質材料。
舉例而言，該無機螢光材料可選自由以下組成之群的一或多個成員：硫化物、硫代鎵酸鹽、氮化物、氮氧化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、磷灰石、硼酸鹽、氧化物、磷酸鹽、鹵磷酸鹽、硫酸鹽、鎢酸鹽、鉭酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽、鈮酸鹽、鈦酸鹽、鍺酸鹽、基於鹵化物之磷光體，及此等中之任一者之組合。
上文所描述之此等適合無機螢光材料可為熟知磷光體，包括如在以下中所提及之奈米級磷光體、量子級材料：phosphor handbook, 第2版(CRC Press, 2006), 第155頁至第338頁(W.M.Yen, S.Shionoya及H.Yamamoto)、WO2011/147517A、WO2012/034625A及WO2010/095140A。
根據本發明，作為該等有機發光材料、電荷傳輸材料，可較佳地使用任何類型之公開已知材料。舉例而言，熟知有機螢光材料、有機主體材料、有機染料、有機電子傳輸材料、有機金屬錯合物及有機電洞傳輸材料。
舉例而言，較佳地可使用諸如SiO2 、SnO2 、CuO、CoO、Al2 O3 、TiO2 、Fe2 O3 、Y2 O3 、ZnO、MgO之無機氧化物之散射粒子、小粒子；有機粒子，諸如聚合聚苯乙烯、聚合PMMA；無機中空氧化物，諸如中空二氧化矽，或此等中之任一者之組合。
-      基質材料 根據本發明，可較佳地將適用於光學裝置之廣泛多種公開已知的透光聚合物用作基質材料。
根據本發明，術語「透明」意謂至少約60%的入射光在光學介質中所使用之厚度下且在光學介質之操作期間所使用之波長或波長範圍下透射。較佳地，該入射光透射超過70%，更佳超過75%，其最佳超過80%。
在本發明之一較佳實施例中，可使用例如WO 2016/134820A中所描述的任何類型之公開已知的透明聚合物。
根據本發明，術語「聚合物」意謂具有重複單元且具有1000 g/mol或更高之重量平均分子量(Mw)的材料。
分子量Mw 藉助於GPC (=凝膠滲透層析法)對照內部聚苯乙烯標準品來測定。
在本發明之一些實施例中，透明聚合物之玻璃轉化溫度(Tg)為70℃或更高及250℃或更低。
如http://pslc.ws/macrog/dsc.htm; Rickey J Seyler, Assignment of the Glass Transition, ASTM出版編號(PCN) 04-012490-50中所描述，Tg係基於示差掃描比色測定中所觀測到的熱容之變化來量測。
舉例而言，作為用於透明基質材料之透明聚合物，可較佳地使用聚(甲基)丙烯酸酯、環氧樹脂、聚胺甲酸酯、聚矽氧烷。
在本發明之一較佳實施例中，作為透明基質材料之聚合物之重量平均分子量(Mw)在1,000至300,000 g/mol之範圍內，更佳地，其為10,000至250,000 g/mol。
-      調配物 在另一態樣中，本發明係關於一種調配物，其包含以下、基本上由以下組成或由以下組成：至少一種半傳導性發光奈米粒子， 及 至少一種溶劑，較佳地，該溶劑為有機溶劑，更佳地選自由以下組成之群的一或多個成員：苯基環己烷、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、甲基異戊酸酯、二甲亞碸、2-苯氧基丙醇。
較佳地，該調配物包含複數種半傳導性發光奈米粒子。
在另一態樣中，本發明亦係關於一種調配物，其包含以下、基本上由以下組成或由以下組成：組合物， 及 至少一種溶劑，較佳地，其為有機溶劑，較佳地選自由以下組成之群的一或多個成員：芳族溶劑、鹵化溶劑及脂族烴溶劑，更佳地選自由以下組成之群的一或多個成員：甲苯、二甲苯、醚、四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷及庚烷、純化水、乙酸酯、醇、亞碸、甲醯胺、氮化物、酮。
調配物中溶劑之量可根據塗佈組合物之方法來自由地控制。舉例而言，若組合物經噴霧塗佈，則其可含有呈90 wt.%或更大之量的溶劑。此外，若將進行通常在塗佈較大基板時所採用之狹縫塗佈法，則溶劑之含量正常為60 wt.%或更大，較佳70 wt.%或更大。
在本發明之一些實施例中，調配物包含複數種半傳導性發光奈米粒子及/或複數種半傳導性材料。
在一些實施例中，按調配物之總量計，由以下化學式(I)表示之化學化合物之總量在0.001 wt.%至50 wt.%，較佳0.005 wt.%至30 wt.%，更佳0.01 wt.%至15 wt.%之範圍內。
在一些實施例中，按調配物之總量計，奈米粒子之總量在0.01 wt.%至90 wt.%，較佳0.1 wt.%至70 wt.%，更佳1 wt.%至50 wt.%之範圍內。
-      用途 在另一態樣中，本發明係關於半傳導性發光奈米粒子、組合物或調配物的用途，其用於電子裝置、光學裝置、生物醫學裝置中或用於製造電子裝置、光學裝置或生物醫學裝置。
-      光學介質 在另一態樣中，本發明進一步係關於一種光學介質，其包含至少一種半傳導性發光奈米粒子或組合物。
在本發明之一些實施例中，光學介質可為光學片，例如濾色器、色彩轉換膜、遠程磷光帶或另一膜或濾片。
根據本發明，術語「片」包括膜及/或層狀結構的介質。
在本發明之一些實施例中，光學介質包含陽極及陰極，以及至少一個有機層，該至少一個有機層包含本發明之至少一種半傳導性發光奈米粒子或組合物，較佳地，該一個有機層為發光層，更佳地，介質進一步包含選自由以下組成之群的一或多個額外層：電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層、電洞阻擋層及電子注入層。
根據本發明，可較佳地使用用於電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層、發光層、電洞阻擋層及電子注入層的任何類型之公開可用的無機材料及/或有機材料，如在WO 2018/024719 A1、US2016/233444 A2、US7754841 B、WO 2004/037887及WO 2010/097155中所描述。
在本發明之一較佳實施例中，光學介質包含複數種半傳導性發光奈米粒子。
較佳地，光學介質之陽極及陰極包夾有機層。
更佳地，該等額外層亦藉由陽極及陰極包夾。
在本發明之一些實施例中，有機層包含至少一種本發明之半傳導性發光奈米粒子及主體材料，較佳地，主體材料為有機主體材料。
在本發明之一較佳實施例中，光學介質包含複數種半傳導性發光奈米粒子。
-      光學裝置 在另一態樣中，本發明進一步係關於一種光學裝置，其包含至少一種本發明之光學介質。
在本發明之一些實施例中，光學裝置可為液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)裝置、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)、光學顯示器之背光單元、發光二極體(Light Emitting Diode device；LED)裝置、微機電系統(下文中「Micro Electro Mechanical System；MEMS」)、電濕潤顯示器或電泳顯示器、發光裝置及/或太陽能電池。
技術效果 本發明提供以下效果中之一或多者； 奈米粒子之量子產率之改善、較高裝置效率、降低奈米粒子之陷阱發射、最佳化奈米粒子之殼部分之表面條件、減少奈米粒子之殼層之晶格缺陷、減少/防止形成殼層之懸空鍵、較佳熱穩定性、經改善氧化穩定性、對自由基物質之經改善穩定性、在長期儲存期間的經改善穩定性而不造成顯著QY下降、較佳化學穩定性、最佳化奈米粒子之製造製程、提供用於減少殼層之晶格缺陷的新穎製造製程、環境上更友好且更安全的製造製程。
以下工作實例1-6提供對本發明之描述以及其製造之詳細描述。
工作實例
比較實例 1 ： 具有十二硫醇、硬脂酸、肉豆蔻酸及棕櫚酸之配位體的甲苯中之量子點 如在美國7,588,828 B中所描述來製備在甲苯中具有十二硫醇、硬脂酸、肉豆蔻酸及棕櫚酸之配位體的基於紅色InP之量子點(QD)。
接著將QD溶解於濃度為0.08 mg/mL之無水甲苯中，且在Hamamatsu Quantaurus中量測初始量子產率(下文初始QY)。
隨後，將100 mg之QD溶解於2 mL之乾燥甲苯中，且與3 mg之光引發劑Irgacure@ TPO混合，且在室溫下在氬氣下攪拌，同時曝露於具有365 nm之光源持續60 min。獲取樣品。接著將樣品稀釋至0.08 mg/mL。且接著，藉由Hamamatsu Quantaurus量測樣品之量子產率。
藉由使用下式將各樣品之初始QY設定為100%。
標準化初始QY (100%)=各樣品之初始QY * α
基於下式來計算標準化QY。
標準化QY=(QY*α/初始QY) * 100
表4展示量測之結果。表4
樣品 1 2 3 4 5 6 7 8 9
標準化初始QY (%) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
1小時時的標準化QY (%) 49 60 62 63 50 47 60 49 52
工作實例1 ： 具有化學化合物巰基乙酸異辛酯(IOMA)的甲苯中之量子點 如在美國7,588,828 B中所描述來製備在甲苯中具有十二硫醇、硬脂酸、肉豆蔻酸及棕櫚酸之配位體的基於紅色InP之量子點(QD)。
-配位體交換 將5 mL之QD溶液(50 mg/mL於甲苯中)與0.098 g IOMA (Bruno Bock硫乙醇酸異辛酯，dist. 40286)混合，且在50℃下在氬氣下攪拌隔夜。將混合物轉移至離心小瓶中，且添加5 mL乾燥甲醇。在氬氣下以4000 rpm將混合物離心5 min。隨後移除無色上清液，且使紅色沈澱物懸浮於5 mL乾燥甲苯中以使得QD溶解於濃度為0.08 mg/mL之無水甲苯中。
接著在Hamamatsu Quantaurus中量測初始量子產率(下文初始QY)。
隨後，將100 mg之QD溶解於2 mL之乾燥甲苯中，且與3 mg之光引發劑Irgacure@ TPO混合，且在室溫下在氬氣下攪拌，同時曝露於具有365 nm之光源持續60 min。獲取樣品。接著將樣品稀釋至0.08 mg/mL。且接著，藉由Hamamatsu Quantaurus量測樣品之量子產率。
表5展示量測之結果。表 5
樣品 1 2 3 4 5
標準化初始QY (%) 100 100 100 100 100
1小時時的標準化QY (%) 98 96 93 92 94
工作實例2 ： 具有化學化合物巰基丙酸異辛酯(IOMP)的甲苯中之量子點 除使用IOMP代替IOMA以外，以與工作實例1中所描述相同之方式來製備具有化學化合物IOMP的甲苯中之量子點。
表6展示QY量測之結果。表 6
樣品 1 2 3
標準化初始QY (%) 100 100 100
1小時時的標準化QY (%) 75 81 90
工作實例3 ： 具有化學化合物巰基丙酸異十三烷酯(ITMP)的甲苯中之量子點 除使用ITMP代替IOMA以外，以與工作實例1中所描述相同之方式來製備具有化學化合物ITMP的甲苯中之量子點。
表7展示QY量測之結果。表 7
樣品 1 2 3
標準化初始QY (%) 100 100 100
1小時時的標準化QY (%) 80 81 82
工作實例4 ： 具有化學化合物巰基乙酸異十三烷酯(ITMA)的甲苯中之量子點 除使用ITMA代替IOMA以外，以與工作實例1中所描述相同之方式來製備具有化學化合物ITMA的甲苯中之量子點。
表8展示QY量測之結果。表 8
樣品 1 2 3
標準化初始QY (%) 100 100 100
1小時時的標準化QY (%) 96 94 96
工作實例5 ： 具有化學化合物巰基乙酸苯酯(PMA)的甲苯中之量子點 除使用PMA代替IOMA以外，以與工作實例1中所描述相同之方式來製備具有化學化合物PMA的甲苯中之量子點。接著獲取樣品以進行QY量測。
工作實例 6 ： QY 量測 在工作實例6中之QY量測中，量測來自比較實例1之樣品、來自工作實例1之樣品及來自工作實例5之樣品以比較本發明之效果。
在此工作實例中，藉由使用Hamamatsu Quantaurus而不使用如比較實例1中所描述之任何標準化來量測量子產率。因此，在圖1中，術語「量子產率(或QY)」意謂絕對量子產率。
圖1展示QY量測之結果。
圖1展示工作實例6之量測結果。
Figure 108136804-A0101-11-0001-1

Claims (16)

  1. 一種半傳導性發光奈米粒子，其至少包含 i)第一半傳導性材料； ii)視情況選用之至少一個殼層； iii)由以下化學式(I)表示之化學化合物
    Figure 03_image001
    其中 X及Y各自獨立地或彼此相依地為O、S、P或N，較佳O或S； 若Y為O或S，則n為0，若Y為N或P，則n為1，較佳地，n為0； 若X為O或S，則m為0，若Y為N或P，則m為1，較佳地，n為0； R1 為連接基團，較佳地，該連接基團包含選自以下之至少一種元素：S、Se、O、P或N，更佳為含有硫或硒之基團，甚至更佳地，該連接基團包含一個或兩個S原子，甚至更佳地，該連接基團為
    Figure 03_image050
    ，此外較佳為
    Figure 03_image052
    ，其中「#」表示與基團Y的連接點，且「*」表示與該半傳導性發光奈米粒子之核之表面或該殼層之最外表面的連接點； R2 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至40個碳原子，較佳1至25個碳原子，更佳1至15個碳原子之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之環烷基；具有2至40個碳原子，較佳2至25個碳原子之烯基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之芳基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之雜芳基；及具有4至40個碳原子，較佳4至25個碳原子之芳烷基，其在各情況下可經一或多個基團Ra 取代，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代， Ra 在每次出現時相同或不同地為H、D，或具有1至20個碳原子之烷基、具有3至40個碳原子之環烷基或烷氧基、具有5至60個碳環原子之芳族環系統或具有5至60個碳原子之雜芳族環系統，其中H原子可經以下置換：D、F、Cl、Br、I；此處兩個或多於兩個相鄰取代基Ra 亦可彼此形成單環或多環、脂族、芳族或雜芳族環系統； R3 為二價鍵，較佳地，其選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至25個碳原子，較佳1至15個碳原子，更佳1至10個碳原子，甚至更佳1至5個碳原子之直鏈伸烷基或伸烷氧基，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代，較佳地，不相鄰CH2 基團中無一者經取代， R4 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， R5 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 。
  2. 如請求項1之奈米粒子，其至少以此順序包含 i)該第一半傳導性材料； ii)視情況選用之至少一個殼層； iii)由化學式(I)表示之該化學化合物。
  3. 如請求項1或2之奈米粒子，其包含至少一個由以下化學式(II)表示之殼層 ZnSx Se(1-x-z) Tez ， - (II) 其中0≤x≤1，0≤z≤1，且x+z≤1，較佳地，該殼層為ZnSe、ZnSx Se(1-x) 、ZnSe(1-x) Tez 、ZnS、Zn，更佳地，其為ZnSe或ZnS。
  4. 如請求項1至3中任一項之奈米粒子，其中該第一半傳導性材料包含週期表之第13族元素或第12族元素之至少一種元素及週期表之第16族元素之一種元素，較佳地，第13族元素之該元素選自In、Ga、Al、Ti，第12族之該元素為Zn或Cd，且第15族元素之該元素選自P、As、Sb，更佳地，該第一半傳導性材料由以下化學式(III)表示， In(1-x-y) Ga1.5x Zny P      (III) 其中0≤x˂1，0≤y˂1，0≤x+y˂1，較佳地，該第一半傳導性材料選自由以下組成之群：InP、InP:Zn、InP:ZnS、InP:ZnSe、InP:ZnSSe、InP:Ga。
  5. 一種組合物，其至少包含 a)一種半傳導性發光奈米粒子，其包含核、視情況選用之至少一個殼層， b)一種化學化合物，其由以下化學式(I)表示
    Figure 03_image054
    其中 X及Y各自獨立地或彼此相依地為O、S、P或N，較佳O或N； 若Y為O或S，則n為0，若Y為N或P，則n為1，較佳地，n為0； 若X為O或S，則m為0，若Y為N或P，則m為1，較佳地，n為0； R1 為連接基團，較佳地，該連接基團包含選自以下之至少一種元素：S、Se、O、P或N，更佳地，該連接基團包含一個或兩個S原子，甚至更佳地，該連接基團為
    Figure 03_image056
    ，此外較佳為
    Figure 03_image058
    ，其中「#」表示與基團Y的連接點，且「*」表示與該半傳導性發光奈米粒子之核之表面或該殼層之最外表面的連接點； R2 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至40個碳原子，較佳1至25個碳原子，更佳1至15個碳原子之直鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之分支鏈烷基或烷氧基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子，更佳3至15個碳原子之環烷基；具有2至40個碳原子，較佳2至25個碳原子之烯基；具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之芳基，具有3至40個碳原子，較佳3至25個碳原子之雜芳基；及具有4至40個碳原子，較佳4至25個碳原子之芳烷基，其在各情況下可經一或多個基團Ra 取代，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代， Ra 在每次出現時相同或不同地為H、D，或具有1至20個碳原子之烷基、具有3至40個碳原子之環烷基或烷氧基、具有5至60個碳環原子之芳族環系統或具有5至60個碳原子之雜芳族環系統，其中H原子可經以下置換：D、F、Cl、Br、I；此處兩個或多於兩個相鄰取代基Ra 亦可彼此形成單環或多環、脂族、芳族或雜芳族環系統； R3 選自由以下組成之群的一或多個成員：具有1至25個碳原子，較佳1至15個碳原子，更佳1至10個碳原子，甚至更佳1至5個碳原子之直鏈伸烷基或伸烷氧基，其中一或多個不相鄰CH2 基團可經Ra C=CRa 、C≡C、Si(Ra )2 、Ge(Ra )2 、Sn(Ra )2 、C=O、C=S、C=NRa 、SO、SO2、NRa 或CONRa 置換，且其中一或多個H原子可經D、F、Cl、Br、I、CN或NO2 置換；或具有5至60個芳族環原子之芳族或雜芳族環系統，其可經一或多個基團Ra 取代，較佳地，不相鄰CH2 基團中無一者經取代， R4 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， R5 選自由以下組成之群的一或多個成員：H原子、D原子或R2 ， 及 c)另一種材料。
  6. 一種組合物，其至少包含 A)一種如請求項1至4中任一項之半傳導性發光奈米粒子，及 B)另一種材料。
  7. 如請求項5或6之組合物，其中該組合物包含複數種半傳導性發光奈米粒子。
  8. 如請求項5至7中任一項之組合物，其中該另一種材料選自由以下組成之群：有機發光材料、無機發光材料、電荷傳輸材料、散射粒子、主體材料、奈米級電漿子粒子、光引發劑及基質材料。
  9. 一種調配物，其包含至少一種如請求項1至4中任一項之半傳導性發光奈米粒子，或如請求項5至8中任一項之組合物， 及 至少一種溶劑，較佳地，該溶劑為有機溶劑，甚至更佳為苯基環己烷、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、異戊酸甲酯、二甲亞碸、2-苯氧基丙醇，或此等溶劑中之任一者之組合。
  10. 如請求項9之調配物，其中按該調配物之總量計，由化學式(I)表示之該化學化合物之總量在0.001 wt.%至50 wt.%，較佳0.005 wt.%至30 wt.%，更佳0.01 wt.%至15 wt.%之範圍內。
  11. 如請求項9或10之調配物，其中按該調配物之總量計，該奈米粒子之總量在0.01 wt.%至90 wt.%，較佳0.1 wt.%至70 wt.%，更佳1 wt.%至50 wt.%之範圍內。
  12. 一種如請求項1至4中任一項之半傳導性發光奈米粒子或如請求項5至8之組合物或如請求項9至11中任一項之調配物的用途，其用於電子裝置、光學裝置或生物醫學裝置中。
  13. 一種光學介質，其包含至少一種如請求項1至4中任一項之半傳導性發光奈米粒子，或如請求項5至8中任一項之組合物。
  14. 如請求項13之光學介質，其包含陽極及陰極，以及至少一個有機層，該至少一個有機層包含至少一種如請求項1至4中任一項之半傳導性發光奈米粒子，或如請求項5至8中任一項之組合物，較佳地，該一個有機層為發光層，更佳地，該介質進一步包含選自由以下組成之群的一或多個層：電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層、電洞阻擋層及電子注入層。
  15. 如請求項13或14之光學介質，其中該有機層包含至少一種如請求項1至4中任一項之半傳導性發光奈米粒子，或如請求項5至8中任一項之組合物及主體材料，較佳地，該主體材料為有機主體材料。
  16. 一種光學裝置，其至少包含如請求項13至15中任一項之光學介質。
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