用于納米晶體的烷基-酸配體的制作方法
【專利說(shuō)明】用于納米晶體的烷基-酸配體
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/783,724的優(yōu)先權(quán)，在 此為了所有目的，通過(guò)參考將其全文引入。
[000引發(fā)明背景
[0004] 高性能下變頻憐光體技術(shù)將在下一代的可見(jiàn)光發(fā)射中起到突出的作用，其中包括 高效率固態(tài)白光照明（SSWL)。此外，運(yùn)樣的技術(shù)還適用于近紅外（NIR)和紅外（IR)發(fā)光技 術(shù)。從紫外0JV)或藍(lán)色發(fā)光半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED)下變頻為藍(lán)色、紅色和綠色波長(zhǎng)提供 了用于傳輸商業(yè)上有吸引力的白色光源的快速、有效和成本合算的途徑。不幸的是，現(xiàn)有的 稀±活化的憐光體或面代憐酸鹽是目前用于固態(tài)下變頻的主要來(lái)源，其最初被開(kāi)發(fā)用于巧 光燈和陰極射線管（CRT)，因此當(dāng)談到SSWL的獨(dú)特要求時(shí)，其具有許多關(guān)鍵的不足。正因?yàn)?如此，雖然一些SSWL系統(tǒng)是可用的，但差的功率效率（<20光流明/瓦特（Im/W))、差的顯色 性（顯色指數(shù)（CRIK75)和極高的成本（>$200/千流明（klm))將該技術(shù)限制在小攤販?zhǔn)?場(chǎng)，如手電筒和人行道照明。
[0005] 此外，由于在忍片/涂層界面處的光子的內(nèi)反射，L邸通常遭受降低的性能。典型 地，L邸被封裝或涂布在聚合物材料中（其可W包含憐光體）W向發(fā)光忍片提供穩(wěn)定性。目 前運(yùn)些涂層通過(guò)使用具有非常不同于基材（即，忍片）的折射率的無(wú)機(jī)或有機(jī)涂層制成，其 由于在兩種材料之間的界面處的折射率失配而導(dǎo)致有害的光學(xué)效應(yīng)。此外，LED的溫度可 W超過(guò)l〇〇°C。為了允許可W伴隨該溫度上升的膨脹和收縮，柔性聚合物層（例如娃酬）通 常與忍片接觸放置。為了向L邸提供另外的穩(wěn)定性，該柔性層通常另外涂布有硬殼聚合物。
[0006] 由于與L邸相關(guān)的聚合物涂層的更低的折射率，所得L邸結(jié)構(gòu)在忍片/柔性聚合 物界面處遭受光損失。然而，如果柔性層的折射率升高，那么由于內(nèi)反射，在柔性聚合物和 硬殼聚合物之間的高折射率/低折射率界面處將發(fā)生甚至更高的損失。
[0007] 當(dāng)使用常規(guī)的無(wú)機(jī)憐光體用于SSWL時(shí)，有若干關(guān)鍵因素導(dǎo)致差的功率效率。運(yùn)些 包括：在L邸忍片和憐光體層界面處的總的內(nèi)反射導(dǎo)致差的從L邸到憐光體層的光攝??； 由于憐光體顆粒產(chǎn)生的光散射W及L邸忍片的寄生吸收、金屬接觸和屏蔽導(dǎo)致的從憐光體 層到周圍的差的攝取效率；在紅光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的寬的憐光體發(fā)射導(dǎo)致未使用的光子發(fā)射到 近IR;W及當(dāng)在藍(lán)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)激發(fā)時(shí)憐光體自身的差的下變頻效率（運(yùn)是吸收和發(fā)射效 率的組合）。雖然效率通過(guò)UV激發(fā)改進(jìn)，但是由于在UV中比在藍(lán)光波長(zhǎng)范圍中的斯托克斯 位移發(fā)射（Stokes-shiftedemission)更大且LED效率更低導(dǎo)致的另外的損失使其在整體 上是不太吸引人的解決方案。
[0008] 結(jié)果，差的效率驅(qū)動(dòng)高效的擁有成本。成本還顯著地受到構(gòu)建運(yùn)樣的裝置的 費(fèi)力的制造和組裝過(guò)程的影響，例如在封裝過(guò)程中將憐光體層異構(gòu)集成到L邸忍片上 (美國(guó)能源部和光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)會(huì)值0EandOptoelectronicsIndustiTDevelopment Association)"Lightemittingdiodes(LEDs)forgeneralillumination,"Technology Roa血ap(2002))。在歷史上，藍(lán)色L邸已與多種帶邊濾波器和憐光體聯(lián)合使用來(lái)產(chǎn)生白光。 然而，許多當(dāng)前的濾波器允許光子從光譜的藍(lán)端發(fā)射，從而限制了白色L邸的質(zhì)量。由于能 夠同時(shí)在藍(lán)光中激發(fā)的可用憐光體顏色和顏色組合的數(shù)量有限，因此裝置的性能還遭受差 的顯色性。因此，需要有效的納米復(fù)合材料濾波器，可W調(diào)整所述濾波器W濾除在可見(jiàn)光 (尤其是藍(lán)端）、紫外和近紅外光譜中的特定光子發(fā)射。
[0009] 雖然針對(duì)SSWL的有機(jī)憐光體已取得了一些進(jìn)展，但是有機(jī)材料具有若干不能克 服的缺點(diǎn)，使其不可能成為針對(duì)高效SSWL的可行的解決方案。運(yùn)些包括：快速光降解導(dǎo)致 差的壽命，尤其在藍(lán)光和近UV光的存在下；低的吸收效率；光散射、在忍片界面處的差的折 射率匹配、對(duì)不同顏色的憐光體窄的和非重疊的吸收光譜使其難W或不可能同時(shí)激發(fā)多種 顏色；和寬的發(fā)射光譜。因此需要聚合物層，所述聚合物層幫助產(chǎn)生高質(zhì)量、高強(qiáng)度的白光。 令人驚訝地，本發(fā)明滿足了該需求和其他需求。
[0010] 發(fā)明簡(jiǎn)述
[0011] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供具有下式的量子點(diǎn)結(jié)合配體：
[0012]
[001引其中式I中的Rla，Rlb，R2和R4各自獨(dú)立地可W是H，C12。烷基，C12。雜烷基，C22。鏈 締基，C2 2。烘基，環(huán)烷基或芳基。式I中的RSa和R%各自獨(dú)立地可W是H或Cle烷基。式 I中的下標(biāo)m和n各自獨(dú)立地為0或1，使得m+n為1。式I中的下標(biāo)P可W是整數(shù)5-約 500。式I中的量子點(diǎn)結(jié)合配體是其中當(dāng)下標(biāo)m為0時(shí)，Ria和Rib中的至少一個(gè)為H，和r2 可W是Cg2。烷基，CS2。雜烷基，C8 2。鏈締基，C8 2。烘基，環(huán)烷基或芳基的那些，和當(dāng)下標(biāo)m為 1時(shí)，Rla和R2均為H，W及R1可W是CS2。烷基，CS2。雜烷基，CS2。鏈締基，CS2。烘基，環(huán)烷基 或芳基的那些。
[0014] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供本發(fā)明的量子點(diǎn)結(jié)合配體，和第一組發(fā)光量子點(diǎn) (QD)的組合物。
[001引發(fā)明詳述[001引I.概述
[0017] 本發(fā)明提供用于結(jié)合到量子點(diǎn)上的烷基-簇基聚合物。該配體容易合成并因多個(gè) 簇基鍵合基團(tuán)導(dǎo)致提供量子點(diǎn)較大的穩(wěn)定性。
[001引II定義
[0019]"簇基鍵合基團(tuán)"是指簇酸基：C(0) 0H。
[0020]"烷基"是指具有規(guī)定數(shù)量的碳原子的直鏈或支鏈的飽和脂肪族基團(tuán)。烷基可 W包括任何數(shù)量的碳，如。2、。3、。4、。5、。6、。7、。9、。1。、。12、。14、。16、。18、 〔1 20,〔8 2。、〔12 2。、〔14 2。、〔16 2。和C18 2。。例如，〔1 6烷基包括但不限于，甲基、乙基、丙基、異丙 基、下基、異下基、仲下基、叔下基、戊基、異戊基、己基等。其他烷基包括辛烷基、壬烷基、癸 烷基、十一烷基、十^烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十屯烷基、十八烷基、 十九烷基和二十烷基。烷基可W是取代或未取代的。
[0021]"長(zhǎng)鏈烷基"是具有至少8個(gè)碳鏈原子的如上定義的烷基。長(zhǎng)鏈烷基可W包括任 何數(shù)量的碳，如Cs2。、2。、。4 2。、Cie2?；駽18 2。。代表性的基團(tuán)包括但不限于，辛烷基、壬燒 基、癸烷基、十一烷基、十^烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十屯烷基、十八 烷基、十九烷基和二十烷基。長(zhǎng)鏈烷基還可W被娃烷基團(tuán)取代。
[0022] "亞烷基"是指具有規(guī)定數(shù)量的碳原子且連接至少兩個(gè)其他基團(tuán)的直鏈或支鏈的 飽和脂肪族基團(tuán)。亞烷基可W連接于2、3、4個(gè)或更多個(gè)基團(tuán)，并且可W是二價(jià)的、=價(jià)的、 四價(jià)的或更多價(jià)的。連接于亞烷基的基團(tuán)可W連接于亞烷基的相同原子或不同原子上。例 如，直鏈亞烷基可W是-(C&)。-的二價(jià)基團(tuán)，其中n為1、2、3、4、5或6。代表性的亞烷基包 括但不限于，亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞下基、亞異下基、亞仲下基、亞戊基和亞 己基。亞烷基可W是取代或未取代的。
[0023] "雜烷基"是指任何合適長(zhǎng)度的并具有1至5個(gè)雜原子如N、0和S的烷基。額外的 雜原子也可W是有用的，其中包括但不限于，B、Al、Si和P。雜原子還可W是氧化的，例如但 不限于-s(o)-和-s(o)2-。例如，雜烷基可W包括酸（亞乙基氧基和聚（亞乙基氧基））、硫 酸和烷基胺。雜烷基的雜原子部分可W替代烷基的氨，W形成徑基、琉基或氨基。備選地， 雜原子部分可W是連接原子，或插入兩個(gè)碳原子之間。
[0024]"長(zhǎng)鏈雜烷基"為具有至少8個(gè)鏈原子的如上定義的雜烷基。長(zhǎng)鏈雜烷基可W包括 任何數(shù)里的鏈原子，如Cg2。、〔12 2。、〔14 2。、〔1日2?；駽18 20。
[00巧]"雜亞烷基"是指連接至少兩個(gè)其他基團(tuán)的如上定義的雜烷基。連接于雜亞烷基的 兩個(gè)部分可W連接于雜亞烷基的相同或不同原子上。
[0026]"鏈締基"是指具有至少2個(gè)碳原子和至少一個(gè)雙鍵的直鏈或支鏈控。鏈締基可 W包括任何數(shù)里的碳，如〔2、〔2 3、〔2 4、〔2 5、〔2 6、〔2 7、〔2 8、〔2 9、〔2 1。、〔2 12、〔2 14、〔2 16、〔2 18、 C2 2。，Cs2。、Ci2 2。、Ci4 2。、Cie2。和C18 2。。鏈締基可W具有任何適合數(shù)量的雙鍵，其中包括但 不限于，1、2、3、4、5個(gè)或更多個(gè)。鏈締基的實(shí)例包括但不限于，乙締基（Vinyl)(乙締基 (ethenyl))、丙締基、異丙締基、1-下締基、2-下締基、異下締基、下二締基、1-