本發(fā)明涉及一種量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，具體涉及一種基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料及其制備方法，以及在micro-led微顯示中的應(yīng)用，屬于光電顯示材料。
背景技術(shù)：
1、micro-led作為新一代顯示技術(shù)，具有高亮度、高對(duì)比度、高響應(yīng)速度等優(yōu)點(diǎn)，是ar/vr和高端顯示的理想解決方案。然而，要實(shí)現(xiàn)micro-led的單片集成全彩顯示，關(guān)鍵之一是將紅、綠、藍(lán)三種量子點(diǎn)精準(zhǔn)圖形化到微像素區(qū)域，形成高分辨率發(fā)光圖案。
2、目前，常用的量子點(diǎn)光刻膠（qd-pr）通常采用將量子點(diǎn)物理分散于光刻膠樹(shù)脂中的方式，但是這種方式存在如下問(wèn)題：
3、1、缺乏對(duì)量子點(diǎn)的化學(xué)固定，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性差；
4、2、光刻圖形分辨率受限于量子點(diǎn)團(tuán)聚、折射率不匹配等因素。
5、因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種能夠同時(shí)增強(qiáng)量子點(diǎn)與光刻膠網(wǎng)絡(luò)之間結(jié)合能力、提升穩(wěn)定性與圖形保形性的新型復(fù)合材料體系。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種通過(guò)功能化poss結(jié)構(gòu)單元連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
2、本發(fā)明的另一目的還在于提供所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料的應(yīng)用。
3、為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下所述的技術(shù)方案：
4、本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其包括多個(gè)poss-量子點(diǎn)復(fù)合體；所述poss-量子點(diǎn)復(fù)合體包括由poss結(jié)構(gòu)單體與量子點(diǎn)通過(guò)共價(jià)鍵或配位鍵連接形成的橋聯(lián)結(jié)構(gòu)，量子點(diǎn)均勻嵌入poss結(jié)構(gòu)單體的骨架中并形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且量子點(diǎn)表面形成有致密的包覆層。
5、本發(fā)明實(shí)施例的第二方面還提供了所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料的制備方法，其包括：
6、使量子點(diǎn)與poss結(jié)構(gòu)單體通過(guò)共價(jià)鍵或配位鍵連接，形成poss-量子點(diǎn)復(fù)合體；
7、使所述poss-量子點(diǎn)復(fù)合體混合，或者，使所述poss-量子點(diǎn)復(fù)合體與光刻膠體系混合，制得基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料。
8、本發(fā)明實(shí)施例的第三方面還提供了另一種基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其包括：由poss結(jié)構(gòu)單體與樹(shù)脂單體結(jié)合形成的復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架，以及量子點(diǎn)，所述量子點(diǎn)均勻嵌入所述復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架內(nèi)部，形成三元雜化網(wǎng)絡(luò)，其中，所述poss結(jié)構(gòu)單體與量子點(diǎn)通過(guò)共價(jià)鍵或配位鍵連接，且量子點(diǎn)表面形成有致密的包覆層。
9、本發(fā)明實(shí)施例的第四方面還提供了所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料的制備方法，其包括：使poss結(jié)構(gòu)單體、量子點(diǎn)、樹(shù)脂單體、光引發(fā)劑與溶劑混合均勻，制得基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料。本發(fā)明實(shí)施例的第五方面還提供了另一種基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其包括：由poss結(jié)構(gòu)單體與樹(shù)脂單體結(jié)合形成的復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架，以及量子點(diǎn)，量子點(diǎn)直接以分散的形式混合于所述復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架之間。
10、本發(fā)明實(shí)施例的第六方面還提供了所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料的制備方法，其包括：先使poss結(jié)構(gòu)單體與樹(shù)脂單體復(fù)合形成復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架，之后直接將量子點(diǎn)以分散的形式混合于復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架之間，制得基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料。
11、本發(fā)明實(shí)施例的第七方面還提供了所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料于micro-led全彩顯示中的應(yīng)用。
12、相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例的第八方面還提供了一種量子點(diǎn)圖形化方法，其包括：
13、將所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料施加于micro-led芯片表面；
14、通過(guò)掩膜曝光、激光掃描或tpp的方式進(jìn)行圖形化曝光；
15、顯影后獲得圖案化的對(duì)應(yīng)顏色的量子點(diǎn)圖案。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
17、1）本發(fā)明提供的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料中量子點(diǎn)與功能化poss結(jié)構(gòu)單體形成共價(jià)或配位連接，poss的籠狀無(wú)機(jī)骨架具有高熱穩(wěn)定性和空間位阻效應(yīng)，在膠水固化后能夠在聚合物網(wǎng)絡(luò)中形成穩(wěn)定的三維微結(jié)構(gòu)，使量子點(diǎn)均勻固定在交聯(lián)矩陣中，可減少量子點(diǎn)的遷移、團(tuán)聚與相分離，提高圖案的邊緣解析度和分辨率，從而實(shí)現(xiàn)微米甚至亞微米級(jí)的三色像素級(jí)圖案化，以及提高圖形化過(guò)程中及老化條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；
18、2）由于量子點(diǎn)表面構(gòu)建有表面包覆層，該包覆層可有效抑制量子點(diǎn)在加熱、光照條件及化學(xué)環(huán)境（溶劑）下的配體解吸，減少表面缺陷產(chǎn)生，從而提高量子點(diǎn)的發(fā)光效率并保持其長(zhǎng)期光穩(wěn)定性，包括抗藍(lán)光漂白能力和高熱耐受性；
19、3）本發(fā)明提供的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料中功能化poss結(jié)構(gòu)單體一方面作為化學(xué)橋梁將量子點(diǎn)固定，一方面與樹(shù)脂單體形成共價(jià)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)整體的機(jī)械穩(wěn)定性，雙重錨定效應(yīng)使量子點(diǎn)在復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架中均勻分布，提高微米/亞微米圖案化精度；
20、4）本發(fā)明提供的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料中量子點(diǎn)分布更加均勻，圖案化發(fā)光更穩(wěn)定，色彩飽和度和均勻性均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，可通過(guò)光刻方式精準(zhǔn)圖形化，通過(guò)調(diào)整不同poss-量子點(diǎn)復(fù)合體，能夠在micro-led單片上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立三色通道的高分辨全彩圖案化，適配micro-led像素級(jí)全彩集成，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出更高的功能性和適用性；
21、5）本發(fā)明提供的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料耐高溫、耐老化，適應(yīng)micro-led封裝和工作環(huán)境。
1.一種基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于，包括多個(gè)poss-量子點(diǎn)復(fù)合體；所述poss-量子點(diǎn)復(fù)合體包括由poss結(jié)構(gòu)單體與量子點(diǎn)通過(guò)共價(jià)鍵或配位鍵連接形成的橋聯(lián)結(jié)構(gòu)，量子點(diǎn)均勻嵌入poss結(jié)構(gòu)單體的骨架中并形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且量子點(diǎn)表面形成有致密的包覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss-量子點(diǎn)復(fù)合體是由功能化poss結(jié)構(gòu)單體與量子點(diǎn)表面金屬離子通過(guò)配位鍵或基團(tuán)取代方式連接形成，所述功能化poss結(jié)構(gòu)單體的至少一端具有用于與量子點(diǎn)表面連接的、作為配體基團(tuán)的第一官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)包括巰基、羧基、氨基、膦酸基、膦氧基、硒醇基、丙烯酸酯基、環(huán)氧基中的一種或多種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss-量子點(diǎn)復(fù)合體由功能化poss結(jié)構(gòu)單體與具有第一預(yù)修飾配體的量子點(diǎn)通過(guò)配位鍵或基團(tuán)取代方式連接形成，所述第一預(yù)修飾配體含有膦酸基、巰基、硒醇基、羧基、丙烯酸酯基、環(huán)氧基中的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述量子點(diǎn)表面還具有作為活性端基的第二預(yù)修飾配體，所述第二預(yù)修飾配體包括丙烯酸配體、甲基丙烯酸配體、環(huán)氧配體、異氰酸酯配體、巰基配體、氨基配體中的一種或多種的組合；所述功能化poss結(jié)構(gòu)單體的至少一端還具有與所述第二預(yù)修飾配體匹配的第二官能團(tuán)，所述第二官能團(tuán)包括丙烯酸酯基團(tuán)、甲基丙烯酸酯基團(tuán)、環(huán)氧基、氨基、巰基中的一種或多種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述功能化poss結(jié)構(gòu)單體的至少一端還具有能夠參與光聚合反應(yīng)的、作為光聚合活性基團(tuán)的第三官能團(tuán)；所述第三官能團(tuán)為能夠在光照條件下吸收光能并產(chǎn)生活性物種或發(fā)生結(jié)構(gòu)變化的官能團(tuán)，包括α-羰基類基團(tuán)、酰基膦氧化物基團(tuán)、光致產(chǎn)酸基團(tuán)、芳香磺鎓鹽或碘鎓鹽基團(tuán)、肉桂酸酯基團(tuán)、查爾酮基團(tuán)、偶氮基團(tuán)、芳香共軛吸光基團(tuán)、紫外吸收劑型基團(tuán)中的一種或多種的組合；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體包括封閉籠狀倍半硅氧烷、部分開(kāi)籠型倍半硅氧烷或梯狀倍半硅氧烷中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體為具有si–o–si無(wú)機(jī)骨架的多面體或準(zhǔn)多面體結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體包括t8型封閉籠狀倍半硅氧烷、t10型多面體倍半硅氧烷、t12型多面體倍半硅氧烷中的一種或多種的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體為t8型封閉籠狀倍半硅氧烷，所述t8型封閉籠狀倍半硅氧烷中含有2~8個(gè)官能團(tuán)，所述官能團(tuán)為第一官能團(tuán)、第二官能團(tuán)、第三官能團(tuán)、第四官能團(tuán)的組合，所述第一官能團(tuán)、第三官能團(tuán)與第四官能團(tuán)的數(shù)量比為1：1：0~4：2：2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：多個(gè)所述poss-量子點(diǎn)復(fù)合體相互交聯(lián)；
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述量子點(diǎn)包括iv族量子點(diǎn)、ii-vi族量子點(diǎn)、iv-vi族量子點(diǎn)、iii-v族量子點(diǎn)中的一種或多種的組合；
12.如權(quán)利要求1~11中任一項(xiàng)所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括：
13.一種基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于，包括：由poss結(jié)構(gòu)單體與樹(shù)脂單體結(jié)合形成的復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架，以及量子點(diǎn)，其中，所述量子點(diǎn)均勻嵌入所述復(fù)合主體網(wǎng)絡(luò)框架內(nèi)部，形成三元雜化網(wǎng)絡(luò)，所述poss結(jié)構(gòu)單體與量子點(diǎn)通過(guò)共價(jià)鍵或配位鍵連接，且量子點(diǎn)表面形成有致密的包覆層；
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述樹(shù)脂單體包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、正丁基丙烯酸酯、異冰片甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、n-丙烯酰基嗎啉、n-丙烯酰基嗎啉衍生物中的一種或多種的組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體為功能化poss結(jié)構(gòu)單體，與量子點(diǎn)表面金屬離子通過(guò)配位鍵或基團(tuán)取代方式連接，所述功能化poss結(jié)構(gòu)單體的至少一端具有用于與量子點(diǎn)表面連接的、作為配體基團(tuán)的第一官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)包括巰基、羧基、氨基、膦酸基、膦氧基、硒醇基、丙烯酸酯基、環(huán)氧基中的一種或多種的組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述功能化poss結(jié)構(gòu)單體與具有第一預(yù)修飾配體的量子點(diǎn)通過(guò)配位鍵或基團(tuán)取代方式連接，所述第一預(yù)修飾配體含有膦酸基、巰基、硒醇基、羧基、丙烯酸酯基、環(huán)氧基中的一種或多種的組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述量子點(diǎn)表面還具有作為活性端基的第二預(yù)修飾配體，所述第二預(yù)修飾配體包括丙烯酸配體、甲基丙烯酸配體、環(huán)氧配體、異氰酸酯配體、巰基配體、氨基配體中的一種或多種的組合；所述功能化poss結(jié)構(gòu)單體的至少一端還具有與所述第二預(yù)修飾配體匹配的第二官能團(tuán)，所述第二官能團(tuán)包括丙烯酸酯基團(tuán)、甲基丙烯酸酯基團(tuán)、環(huán)氧基、氨基、巰基中的一種或多種的組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述功能化poss結(jié)構(gòu)單體的至少一端還具有能夠參與光聚合反應(yīng)的、作為光聚合活性基團(tuán)的第三官能團(tuán)；所述第三官能團(tuán)為能夠在光照條件下吸收光能并產(chǎn)生活性物種或發(fā)生結(jié)構(gòu)變化的官能團(tuán)，包括α-羰基類基團(tuán)、酰基膦氧化物基團(tuán)、光致產(chǎn)酸基團(tuán)、芳香磺鎓鹽或碘鎓鹽基團(tuán)、肉桂酸酯基團(tuán)、查爾酮基團(tuán)、偶氮基團(tuán)、芳香共軛吸光基團(tuán)、紫外吸收劑型基團(tuán)中的一種或多種的組合；
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體包括封閉籠狀倍半硅氧烷、部分開(kāi)籠型倍半硅氧烷或梯狀倍半硅氧烷中的一種或多種的組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體為具有si–o–si無(wú)機(jī)骨架的多面體或準(zhǔn)多面體結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體包括t8型封閉籠狀倍半硅氧烷、t10型多面體倍半硅氧烷、t12型多面體倍半硅氧烷中的一種或多種的組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述poss結(jié)構(gòu)單體為t8型封閉籠狀倍半硅氧烷，所述t8型封閉籠狀倍半硅氧烷中含有2~8個(gè)官能團(tuán)，所述官能團(tuán)為第一官能團(tuán)、第二官能團(tuán)、第三官能團(tuán)、第四官能團(tuán)的組合，所述第一官能團(tuán)、第三官能團(tuán)與第四官能團(tuán)的數(shù)量比為1：1：0~4：2：2。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料，其特征在于：所述量子點(diǎn)包括iv族量子點(diǎn)、ii-vi族量子點(diǎn)、iv-vi族量子點(diǎn)、iii-v族量子點(diǎn)中的一種或多種的組合；和/或，所述基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料中量子點(diǎn)的含量為0.1~50wt%，功能化poss結(jié)構(gòu)單體的含量為1~30wt%。
24.如權(quán)利要求13~23中任一項(xiàng)所述的基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括：
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的制備方法，其特征在于：所述光引發(fā)劑包括tpo、irgacure819、bapo中的一種或多種的組合；和/或，所述溶劑包括pgmea、gbl中的一種或兩種的組合。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的制備方法，其特征在于，包括：將功能化poss結(jié)構(gòu)單體、量子點(diǎn)、樹(shù)脂單體、光引發(fā)劑和溶劑混合，形成混合液，磁力攪拌30~180min，制得基于poss連接的量子點(diǎn)光刻膠復(fù)合材料；
27.一種量子點(diǎn)圖形化方法，其特征在于，包括：