[发明专利]一种量子点与纳米片互联的组装复合材料及其制备方法

说明书

本发明为一种量子点与纳米片互联的组装复合材料及其制备方法。所述的材料包括量子点和纳米片，量子点的表面附着第一有机功能配体；纳米片的表面附着第二有机功能配体；量子点通过两种有机功能配体的聚合作用，附着在纳米片上下表面，形成量子点与纳米片互联的组装复合结构。本发明实现了量子点与高热导纳米片的紧密结合，有效地解决了量子点不易与高热导纳米片结合的问题。本发明材料提升了量子点的热导效率，有效解决了量子点自身在激发状态下的热积累问题，增强了量子点的热稳定性。

技术领域

本发明属于纳米荧光材料领域，具体为一种量子点与纳米片互联的组装复合材料及其制 备方法。

背景技术

目前，作为新兴的纳米发光材料，量子点主要以“量子点膜”的形式应用于显示和照明 领域。然而，“量子点膜”存在制造成本高，消耗量子点多，量子点利用率较低等问题。因 此，搭载传统蓝光LED封装工艺的“量子点片上封装”由于具备制造成本低，消耗量子点少， 量子点利用率高等优势，成为当前研究的热点。“量子点片上封装”即将量子点或者含有量 子点的复合材料混合于LED封装材料(如硅胶)中，然后直接在LED芯片上进行点胶、固化， 延续传统的“LED+荧光粉”封装工艺。但是，量子点在LED片上封装中，由于光致激发会导 致量子点自身产热，同时LED封装材料一般为低热导材料，因此造成量子点的热量积累，从 而导致量子点的热淬灭，制约了量子点在片上封装的使用。

现有的提高量子点自身散热的方法主要有两种。一种是将LED封装材料中加入高导热填 料(如氮化硼等)增大封装材料整体的热导率。但是此种情况下，量子点无法直接将热量传 递到高导热填料中，依然可以形成较为严重的热积累和淬灭；同时，受限于LED出光率以及 封装材料固化程度等要求，高导热填料加入的量很少，无法满足量子点产热导出的需求。另 一种方法，则是将量子点通过静电吸附，分散在氮化硼纳米片表面，进而封装到LED中。此 种方法，可以减少氮化硼的用量，同时形成量子点到氮化硼的直接传热；但是，由于静电形 成的吸附力较弱，量子点很容易从氮化硼表面脱落，从而不能达到理想的散热效果，同样造 成量子点的热淬灭。

发明内容

本发明的目的是针对当前技术中存在的不足，提供一种量子点与纳米片互联的组装复合 材料及其制备方法。该复合材料由量子点、纳米片以及二者表面的有机配体共同组成。其中 量子点包含简单结构、核壳结构和异质结构，而且表面附着第一有机功能配体。同时，纳米 片为二维无机材料，表面附着第二有机功能配体。上述两种表面有机功能配体由聚合物单体 或者低聚物构成，并具备二者进一步聚合的能力。通过第一和第二有机功能配体互联，实现 量子点结合在纳米片上下表面，形成量子点与纳米片互联的组装复合结构。该制备方法中， 通过聚合反应形成第一和第二有机功能配体互联。其中，通过原位生长法、微乳液法或溶胶- 凝胶法在量子点以及纳米片表面进行有机功能配体生长。

本发明的技术方案是，

一种量子点与纳米片互联的组装复合材料，所述的材料包括量子点和纳米片，量子点的 表面附着第一有机功能配体；纳米片的表面附着第二有机功能配体；量子点通过两种有机功 能配体的聚合作用，附着在纳米片上下表面，形成量子点与纳米片互联的组装复合结构；

其中，组装复合结构为单层或层叠(2～500层)结构；单层纳米片厚度为2～60纳米， 量子点的粒径为2～30纳米；形成的复合结构为上下表面附着有量子点的单层纳米片组装结 构，以及以上述单层纳米片组装结构为单元的多层纳米片层叠组装结构；此复合结构的整体 粒径为5～50微米,厚度为10纳米～10微米；量子点表面附着的第一有机功能配体的厚度为 0.1～10纳米；纳米片的表面附着第二有机功能配体的厚度为0.1～10纳米；

所述的量子点为简单结构、核壳结构或异质结构，所述的简单结构为核结构纳米晶，所 述的核壳结构为简单结构基础上增加壳层结构的核壳纳米晶；所述的异质结构为，基于上述 简单结构和核壳结构的纳米晶，并进一步增加掺杂元素或者包覆结构所形成的异质结构复合 物；量子点的整体粒径为2～30纳米；