[发明专利]微流体法制备白色荧光量子点复合颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及量子点背光源技术的制造领域，特别涉及一种可发射白色荧光的量子点颗粒材料的制备方法。

背景技术

随着单色OLED的性能逐渐成熟，白光OLED（whiteorganic light-emitting diodes,WOLED）作为一种新型的固态光源，在照明和平板显示背光源等方面展现了良好的应用前景，已经吸引了人们越来越多的注意。WOLED的效率和性能得到了飞速的提高。但是用于WOLED的发光材料，杂质的存在会导致激子的猝灭和器件电阻的增加，导致低发光效率和较短的寿命。有机材料的纯化，在WOLED成本控制中占有相当的比例。制备工艺为真空蒸镀工艺，工艺成本高，原料浪费严重。

量子点(quantum dots)，又称半导体纳米晶体，是一种新型的半导体纳米材料，尺寸在1-10nm。由于量子尺寸效应和介电限域效应使它们具有独特的光致发光和电致发光性能。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有量子产率高，光化学稳定性高，不易光解，以及宽激发、窄发射，高色纯度、发光颜色可通过控制量子点大小进行调节等优良的光学特性。

在可见光波段发光的II-VI族半导体量子点作为极佳备选材料也已被应用于白光LED器件。由于量子尺寸效应，只需控制量子点的粒径，就可以得到发光波长几乎覆盖整个可见光波段的荧光，这些是传统荧光粉根本无法实现的。利用量子点的光致发光特性来实现白光器件是一种不错的选择，然而目前方法制备得到的量子点材料存在稳定性差，量子效率低等瓶颈问题。

用量子点替代小分子有机材料做WOLED，具有发光效率高，稳定性好，寿命长，亮度高，色域宽，制程简单（湿法制程）等优点。

通常用量子点做白光光源的方法是，将RGB三色量子点按一定比例混合制备。此方法的缺点是：

1、RGB三种量子点容易团聚，导致稳定性差；2、三基色混合的比例难以调控；3、量子点复合薄膜的均匀性差；4、发射光谱不稳定，光线不均匀；5、工艺复杂。

微流体技术是指在微观尺度下控制、操作和检测复杂流体的一种技术，基于不同特性的流体，可简单方便的批量制备组成可调、粒径可控的特殊胶体颗粒，专利CN1678397详细介绍了该技术。但目前为止，尚未见以微流体技术制备白色荧光量子点复合颗粒的技术方案。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种采用种子乳液聚合技术，制备得到粒径可控、尺寸均一的白光量子点复合颗粒的方法。该方法最终将RGB三色量子点限定在一个球形空间内，所述制备方法简单、易批量化生产，解决了量子点材料的稳定性差、量子效率低等问题；同时，单独的RGB复合颗粒可作为白光发光源，组合成白光发光层发射的光线均匀，WOLED器件的制备工艺得到简化。利用微流体技术，制备得到粒径可控，尺寸均一的可发射白色荧光的量子点复合颗粒材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微流体法制备白色荧光量子点复合颗粒的方法，将含有按比例混合的红、绿、蓝三色量子点及可聚合组分的流体注入微流体装置的通道，在通道口与含有表面活性剂和光引发剂的水相溶液汇合，形成液滴并悬浮于水相中，液滴中的可聚合组分经紫外光照射，在光引发剂的作用下进行光聚合，经聚合固化得可发射白色荧光的量子点复合颗粒。

更具体地，本发明所述方法利用具备三个微流体通道的微流体装置制备，将含有按比例混合的红、绿、蓝三色量子点及可聚合组分的流体通过中间内流体通道，含有表面活性剂和光引发剂的水相溶液通过两侧两个外流体通道同时注入微流体装置，流体在通道口处汇合，形成液滴并悬浮于水相中，液滴中的可聚合组分经紫外光照射，在光引发剂的作用下进行光聚合，经聚合固化得可发射白色荧光的量子点复合颗粒。

本发明所述的微流体装置包括三个微流体通道（如图1所示），中间内流体通道和两侧两个外流体通道，中间内流体通道适用于含有一定混合比例的红、绿、蓝三色量子点的可聚合组分，两侧通道适用于含有表面活性剂的水相溶液，中间流体与两侧水相溶液是不混溶的，使得中间流体在水中形成液滴。

本发明所述红色量子点为光致发光波长为600-650nm，优选613nm的CdSe量子点、绿色量子点为光致发光波长为530-580nm，优选555nm的CdSe量子点、蓝色量子点为光致发光波长为430-475nm，优选452nm的CdSe量子点。上述波长的量子点制备的复合颗粒可以得到色温较高的白光，色饱和度高。