[发明专利]微胶囊量子点‑聚合物复合物、该复合物的制造方法、光学元件及该光学元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及量子点，更具体而言涉及微胶囊量子点-聚合物复合物。

背景技术

因为量子点是具有芯或芯-壳结构的半导体颗粒，其尺寸为几个纳米，量子点通过根据颗粒尺寸由激发获得的能量发射在不同波长范围内的光线，其有效地用于许多应用，尤其是用于LED发光领域。为了将量子点应用于LED领域，通常将量子点分散在树脂溶液中以供使用。

然而，已知由于颗粒的强烈的团聚趋势，量子点的分散性低，因此使量子效率降低。此外，在将量子点暴露于氧化性环境，例如氧或水分，或暴露于高温条件时，由于量子点的物理化学转化也使量子效率降低。为了减少量子点的团聚，有人尝试通过与量子点的表面上的配位体例如三正辛基膦氧化物(TOPO)、油酸、硬脂酸、棕榈酸、十八胺、十六胺等共价键合而防止量子点团聚以提高量子点的稳定性(参考US 7,056,471等)。然而，在将量子点分散在可固化的树脂溶液中时，会发生量子点的团聚，或者会使量子效率降低，及在树脂硬化之后会使量子效率连续地降低。

此外，加速的寿命测试是一种测量量子点在可固化的树脂中的长期稳定性的测试方法，其是量子点实际用于LED等应用场合所需的，根据加速的寿命测试的结果，已知量子效率根据处理时间迅速降低。因此，限制了量子点的商业应用。

发明内容

本发明涉及提供具有优异的量子点分散性并且能够长期保持量子效率稳定的量子点-聚合物复合物。

本发明还涉及提供具有高的热阻的量子点-聚合物复合物。

为了提供上述量子点-聚合物复合物，本发明的一个方面提供一个制造微胶囊量子点-聚合物复合物的方法的实施方案。通过加热在第一溶剂中的在侧链上具有极性官能基团的聚合物而制备聚合物溶液。通过将其中由覆盖层覆盖的量子点分散在第二溶剂中的量子点悬浮液添加至聚合物溶液而制备混合溶液。将该混合溶液冷却，从而制备量子点-聚合物复合物，其中量子点分散在聚合物基体中。

在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以是晶态聚合物。在侧链上具有极性官能基团的聚合物的软化点可以在70至200℃的范围内。该极性官能基团可以是含有含氧基团的官能基团。该含氧基团可以是-OH、-COOH、-COH、-O-或-CO。

在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以是部分氧化的聚合物。在侧链上具有极性官能基团的聚合物的主链可以是选自以下组中的聚合物：聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺及其组合。在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以是选自以下组中的聚合物：部分氧化的聚烯烃、部分氧化的聚苯乙烯、部分氧化的聚酯、部分氧化的聚碳酸酯、部分氧化的聚酰胺、部分氧化的聚酰亚胺及其组合。在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以是部分氧化的聚烯烃蜡。

在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以是聚马来酸酐与选自以下组中的聚合物的共聚物：聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺及其组合。在一个实施方案中，在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以是聚烯烃-聚马来酸酐共聚物蜡。

在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以具有1至100mgKOH/g的酸值。特别地，在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以具有3至40mgKOH/g的酸值。在侧链上具有极性官能基团的聚合物可以具有可交联的取代基。

可以将与在侧链上具有极性官能基团的聚合物相比具有更高的平均分子量的高分子量聚合物添加至第一溶剂以制备聚合物溶液。该高分子量聚合物可以与在侧链上具有极性官能基团的聚合物的主链相同。该高分子量聚合物可以是低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)。相对于100重量份在侧链上具有极性官能基团的聚合物，可以包含5至30重量份的高分子量聚合物。

第一溶剂和第二溶剂可以相同。第一溶剂和第二溶剂可以是非极性溶剂。在一个实施方案中，第一溶剂和第二溶剂可以彼此无关地是苯、二甲苯、甲苯、环己烷或四氯化碳。

在制备聚合物溶液的过程中，加热温度可以是约90至130℃。聚合物溶液的冷却速率可以是1至200℃/min。

可以在量子点-聚合物复合物的表面上形成无机材料的钝化层。该无机材料可以是无机颗粒。该无机颗粒可以是选自以下组中的无机颗粒：氧化钛、氧化硅、氧化铝、石墨烯、氧化石墨烯及碳纳米管。

为了提供上述量子点-聚合物复合物，本发明的另一个方面提供微胶囊量子点-聚合物复合物。该微胶囊量子点-聚合物复合物可以包括聚合物基体，其包含在侧链上具有极性官能基团的聚合物。由覆盖层覆盖的量子点分散在聚合物基体中。