量子点的表面处理方法及表面处理装置与流程

本发明涉及量子点的表面处理方法及表面处理装置。

背景技术：

1、粒径为纳米尺寸的半导体晶体颗粒被称为量子点，由于通过光吸收而产生的激子会被限制在纳米尺寸的区域中，因此半导体晶体颗粒的能级变得离散，且其带隙(bandgap)会因粒径而发生变化。由于这些效果，与通常的荧光体相比，量子点的荧光发光的亮度高且效率高，并且其发光尖锐(sharp)。

2、此外，由于带隙因其粒径而发生变化这一特性，量子点具有能够控制发光波长的特征，其作为固态照明或显示器的波长转换材料的应用受到期待。例如，通过将量子点作为波长转换材料而用于显示器，能够实现比以往的荧光体材料更宽的色域、更低的耗电。

3、作为将量子点用作波长转换材料的安装方法，提出了将量子点分散在树脂材料中，通过在透明膜上层压含有量子点的树脂材料，从而制成波长转换膜并将其安装到背光单元中的方法(专利文献1)。此外，还提出了通过使用量子点作为彩色滤光材料，且通过使量子点从背光单元吸收蓝色单色光并发出红色或绿色光，从而可适用于以彩色滤光材料及波长转换材料发挥功能而带来的高效化与颜色再现性优异的图像元件(专利文献2)。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特表2013-544018号公报

7、专利文献2：日本特开2017-21322号公报

8、专利文献3：日本专利5356318号公报

9、专利文献4：日本专利6592540号公报

10、专利文献5：日本专利5900720号公报

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、然而，由于量子点的粒径小至纳米尺寸，因此比表面积较大。因而，表面能较高且表面活性化，故而容易不稳定。量子点表面容易因悬空键(dangling bond)或氧化反应等产生表面缺陷，这是造成荧光发光特性劣化的原因。这些尤其在无镉量子点或钙钛矿型量子点中是个问题。已知以往获得的量子点存在这种与稳定性相关的问题，并存在因热或湿度、光激发等引起发光特性的劣化等进而对装置造成不良影响。此外通常的量子点为疏水性，其与具有极性的有机硅等树脂材料的相容性差，有时会产生凝聚也是个严重的问题。

3、由于量子点的发光特性的经时变化或产生凝聚会导致在显示器中产生颜色不均、发光不均或坏点(defective pixel)等缺陷，因此提高量子点的稳定性是重要的问题。

4、针对这样的问题，探讨了以聚合物或无机氧化物等覆盖量子点表面的方法(专利文献3、4)、或通过使用透氧或透湿性低的阻气性膜来提高量子点的稳定性的方法(专利文献5)。

5、然而，在如专利文献3、4的发明所述的进行用于提高稳定性的覆盖量子点表面的工序中，存在无法维持量子点的发光特性而引起特性的劣化的问题。此外，关于专利文献4所记载的利用阻隔膜进行稳定化，也存在因氧气或水蒸气从膜端面扩散而导致的劣化的问题。进一步，虽然在平板电脑或智能手机等移动用途中要求波长转换材料薄化，但由于必须使用阻隔膜而在使波长转换材料的厚度薄化方面产生了极限。进一步，在对彩色滤光或μled的应用中，因安装方式而难以使用阻隔膜等，从而对除膜以外的应用中的适用成为问题。

6、因此，本申请的发明人发现，作为通过在不会引起量子点劣化的温和的条件下对量子点表面进行覆盖从而得到可靠性高的稳定的量子点的方法，利用具有反应性取代基的配体对量子点表面进行取代，通过光聚合反应将具有可与该反应性官能团聚合的取代基的有机硅化合物固定在量子点表面从而对其进行覆盖的方法。然而，当在烧瓶等容器内容纳溶液而实施该方法时(所谓批量处理)，若为了增大处理量而增加溶液量进行反应，则明显会产生无法完全进行表面覆盖的问题。

7、本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种量子点的表面处理方法以及能够用于该表面处理方法的表面处理装置，所述量子点的表面处理方法即使在使用大量的溶液进行量子点的表面处理时，也能够稳定地利用有机硅化合物进行量子点的表面覆盖，从而能够以高生产率得到稳定性优异的量子点，进而能够提供改善了量子点与树脂材料的相容性且特性及可靠性高的波长转换材料。

8、解决技术问题的技术手段

9、本发明是为了实现上述目的而进行的，本发明提供一种量子点的表面处理方法，其中，将包含具有配位性取代基及反应性取代基的配体通过所述配位性取代基配位于表面的量子点与有机硅化合物的溶液连续地供给至由透射光的材料构成的反应管道的同时，对所述反应管道照射光，使所述有机硅化合物与所述反应性取代基进行光聚合反应，从而利用所述有机硅化合物覆盖所述量子点的表面。

10、根据这样的量子点的表面处理方法，即使在使用大量的溶液进行表面处理时，也能够稳定地利用有机硅化合物进行量子点的表面覆盖，从而能够提供可靠性高的波长转换材料。

11、此时，能够为下述的量子点的表面处理方法：即，所述配位性取代基为氨基、硫醇基、羧基、膦基、季铵盐中的任意一种以上。

12、这样的配位性取代基对量子点表面的配位性优异，抑制配体从量子点上脱离的效果高，能够与有机硅化合物稳定且高效地反应。

13、此时，能够为下述的量子点的表面处理方法：即，所述反应性取代基为乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、硫醇基、环氧基、氧杂环丁烷基中的任意一种以上。

14、这样的反应性取代基能够与有机硅化合物稳定且高效地反应。

15、此时，能够为下述的量子点的表面处理方法：所述反应管道为管状，以使透射到所述反应管道的所述光的透射率至少为0.1％以上的方式调整所述溶液的浓度和/或所述反应管道的直径。

16、由此，能够更稳定地利用有机硅化合物进行覆盖。

17、此外，本发明提供一种量子点的表面处理装置，其具备：能够调整包含量子点和与该量子点的表面反应的反应性化合物的溶液的供给流量的溶液供给单元；照射用于使所述量子点与所述反应性化合物进行光反应的光的光源；及，在内部使由所述溶液供给单元供给的所述溶液中的所述量子点与所述反应性化合物进行光反应并且由可透射由所述光源照射的光的材料形成的反应管道。

18、根据这样的量子点的表面处理装置，即使在使用大量的溶液进行表面处理时，也能够稳定地利用有机硅化合物进行量子点的表面覆盖。

19、发明效果

20、如上所述，根据本发明的量子点的表面处理方法，即使在使用大量的溶液进行表面处理时，也能够稳定地利用有机硅化合物进行量子点的表面覆盖，从而能够提供特性及可靠性高的波长转换材料。此外，根据本发明的量子点的表面处理装置，即使在使用大量的溶液进行量子点的表面处理时，也能够稳定地利用有机硅化合物进行量子点的表面覆盖。

技术特征：

1.一种量子点的表面处理方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的量子点的表面处理方法，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的量子点的表面处理方法，其特征在于，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的量子点的表面处理方法，其特征在于，

5.一种量子点的表面处理装置，其特征在于，其具备：

技术总结本发明涉及一种量子点的表面处理方法，其将包含具有配位性取代基及反应性取代基的配体通过所述配位性取代基配位于表面的量子点与有机硅化合物的溶液连续地供给至由透射光的材料构成的反应管道的同时，对所述反应管道照射光，使所述有机硅化合物与所述反应性取代基进行光聚合反应，从而利用所述有机硅化合物覆盖所述量子点的表面。由此，即使在使用大量的溶液进行表面处理时，也能够稳定地利用有机硅化合物进行量子点的表面覆盖，从而能够得到生产率高且稳定性优异的量子点，从而还提供一种可提供可靠性高的波长转换材料的量子点的表面处理方法。技术研发人员：野岛义弘,青木伸司,鸢岛一也受保护的技术使用者：信越化学工业株式会社技术研发日：技术公布日：2024/1/14