[发明专利]一种具有钝化保护膜的量子点复合转光材料

说明书

本发明提供一种具有钝化保护膜的量子点复合转光材料：包括基底和沉积于基底表面的钝化保护膜；基底为内部填充有量子点的聚硅氧烷微球；钝化保护膜由氮化物和/或氧化物构成，构成钝化保护膜的物质为玻璃态物质、结晶态物质中的至少一种。由于表面具有钝化保护膜，使得本发明提供的分子沉积膜具有良好的均一性和致密性，能够对量子点基底起到长效而有力的保护作用。本发明制备得到提供的量子点复合转光材料在保持较强的发光效率的同时也有较长的使用寿命。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体地，涉及一种具有钝化保护膜的量子点复合转光材料。

背景技术

植物的光合作用是在叶绿体中进行的，对光的要求除了光强度外，光谱组成也是很重要的因素。叶绿素主要吸收太阳光中的蓝紫光(波长范围为400～480nm)和红橙光(波长范围为600～680nm)，黄绿光(波长范围为510～580nm)大多被反射而不被吸收。农用转光材料能吸收日光中的紫外光(波长范围为200～400nm)或黄绿光，发射蓝紫光或红橙光，提高植物光合作用效率。

量子点作为一种独特的新型发光材料，因其光色纯正、发光颜色可调控、量子产率高、物化性质稳定、良好的生物相容性等优点而受到广泛关注。将量子点应用于农用转光材料中，有利于提高作物的光能利用率，促进植物的光合作用。未经表面处理的量子点转光材料的化学稳定性差，容易和空气中的水、氧气以及二氧化碳发生反应，在使用的短时间内，其发光性能迅速下降，这使量子点转光材料的应用带来了很大的困难。目前人们通常用对量子点进行表面修饰，采用化学气相沉积法和物理蒸汽沉积法在其表面形成一层包覆层，然而这种方式操作复杂，得到的包膜的均匀性和致密性都较差，量子点的分散性也不足，因此制得的量子点复合转光材料的耐候性和发光效率都有待进一步提高。因此需要对量子点发光材料进行的表面修饰材料及工艺进一步研究，以进一步增强其发光效率的同时提高其耐候性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有钝化保护膜的量子点复合转光材料，以有效提高量子点复合转光材料的发光寿命。

根据本发明的一个方面，提供一种具有钝化保护膜的量子点复合转光材料：包括基底和沉积于基底表面的钝化保护膜；基底为内部填充有量子点的聚硅氧烷微球；钝化保护膜由氮化物和/或氧化物构成，构成钝化保护膜的物质为玻璃态物质、结晶态物质中的至少一种。供氧气体和供氮气体原料易得，由此制得的氧化物和氮化物的化学性质稳定，利用氧化物或氮化物在量子点复合材料基底的表面形成呈结晶态或玻璃态的保护膜，能够将基底与空气、水汽隔绝，避免其与空气中的物质发生反应，同时又不会影响基底的发光性能，并且所需原料易得，可应用性强。由于表面具有钝化保护膜，使得本发明提供的量子点复合转光材料在保持较强的发光效率的同时也有较长的使用寿命。

优选地，以通式A_mB_n表示构成钝化保护膜的物质，其中，A选自Si元素、Al元素中的至少一种，B选自O元素、N元素中的至少一种。含有Al原子、Si原子的原料多样易得，可以根据各种成膜工艺的不同需求而灵活地选择适用的原料，并且，Al原子、Si原子能够与N原子、O原子形成稳定的化合物性质稳定，以其作为包覆膜能够对基底材料的表面起到很好的钝化作用。

优选地，A_mB_n包括SiO₂、Si₃N₄、SiON、Al₂O₃中的至少一种。

优选地，钝化保护膜的厚度不超过100nm。

优选地，量子点为CuInS₂。

优选地，上述量子点的表面被ZnS修饰。

优选地，上述量子点的粒径小于10nm。

本发明所使用的基底为内部填充有量子点的聚硅氧烷微球，具体通过以下方式制备：