[发明专利]一种量子点荧光复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种量子点荧光复合材料及其制备方法和应用，所述量子点荧光复合材料包括：石墨烯，以及复合于石墨烯上的聚合物微球；聚合物微球的内部包埋有量子点；聚合物微球的表面与石墨烯的表面通过肽键键合。一方面改善量子点和聚合物材料的兼容性问题，控制量子点聚合物复合材料的形貌，避免了石墨烯直接和量子点结合容易猝灭的缺陷；另一方面发挥了石墨烯优异的阻隔水氧能力，减少水氧对量子点的侵蚀，同时石墨烯的优异热传导性能进一步提高量子点复合材料稳定性。复合结构稳定的量子点@PS微球@石墨烯复合材料封装成量子点LED，可以在不明显降低量子点的光学性能的情况下进一步提高LED的阻水阻氧稳定性。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种量子点荧光复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

今年来，量子点作为一种新型纳米荧光材料，快速博得了社会各界的关注。量子点具备很多有益的光学性能，例如精确地调节发射光波长、发射峰的半峰宽很窄，还能实现很高的荧光量子点产率等，这些优点可用于实现高质量的照明以及超广色域的显示。

量子点LED一般是通过将特定波长范围的高质量量子点均匀分散在聚合物基质中，形成光转换层，然后再将复合薄片覆盖在LED上以实现所期待的理想光学性能，或者将制备的量子点和树脂或者硅胶混合得到硅胶混合物，将混合物封装在LED芯片上，固化得到量子点LED。

然而这些方法存在许多问题，例如量子点表面的配体与聚合物的长链之间的兼容性问题，还有氧气和湿气的渗入对量子点性能的破坏等。这些影响因素最终导致低光转换效率和荧光量子产率(PLQY)，更甚者，这些结构的LED具备不良的导热性，在稍微高的功率输入下(例如工作电流超过20mA)，就会导致严重的热问题。

为了提高量子点和硅胶或树脂基质的兼容性，我们不得不在使用量子点之前对其进行化学改性，但是量子点的PLQY可能会下降，最终导致量子点LED的荧光效率降低。

而单层石墨烯薄片被报道是具备许多卓越的物理化学特性，例如高度透光性、良好导热和导电性、优异的机械性能和水氧阻隔性、热稳定性等，因此把石墨烯和量子点结合制备的量子点LED能够实现更好的光学性能和稳定性。然而将量子点和石墨烯直接混合会导致量子点团聚，同时量子点与石墨烯直接接触，也会发生严重的荧光猝灭。

量子点LED稳定性的研究是推进显示与照明领域发展的关键因素，我们迫切需要一些技术能够在不影响量子点的光学性能的情况下提高量子点LED的稳定性，促进量子点LED的工业化生产。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种量子点荧光复合材料，能够在不影响量子点的光学性能的情况下提高量子点LED的稳定性。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种量子点荧光复合材料，所述量子点荧光复合材料包括：石墨烯，以及复合于所述石墨烯上的聚合物微球；所述聚合物微球的内部包埋有量子点；所述聚合物微球的表面与所述石墨烯的表面的复合方式包括肽键键合、酰胺键键合、静电吸附和click反应键合中的任意一种或至少两种的组合。

本发明一方面通过聚合物微球包覆量子点，避免了石墨烯直接和量子点结合容易猝灭的缺陷，提高量子点稳定性，另一方面通过石墨烯的复合，发挥了石墨烯优异的阻隔水氧能力，减少水氧对量子点的侵蚀，同时石墨烯的优异热传导性能，可以提高复合材料热稳定性，进一步提高量子点复合材料稳定性。本发明中构成复合材料的整体结构设计使得各组分之间互相协同，进一步提高了稳定性，取得了1加1大于2的效果。