[發明專利]一種柔性量子點閃爍屏及其制備方法

在審

• 申請號: 202010946510.3
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN113161436A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 徐強;周帥;聶婧;張航;黃杰;王雋;歐陽曉平
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/115;H01L31/18;C09K11/06;C09K11/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 許云花

本發明公開了一種柔性量子點閃爍屏及其制備方法，該閃爍屏包括底層和頂層的透明聚合物膠體層，及通過該底層和頂層的透明聚合物膠體層被包裹的鈣鈦礦量子點層；制備時先制備鈣鈦礦量子點溶液，將該鈣鈦礦量子點溶液涂覆于含有透明聚合物膠體層的襯底上，固化后并在其上涂覆透明聚合物膠體層，與底層的透明聚合物膠體層進行包裹，再固化后即制得該柔性量子點閃爍屏。本發明的量子點閃爍屏采用層包裹鈣鈦礦量子點的形式，確保了鈣鈦礦的發光效率，增強在空氣中的穩定性，延長鈣鈦礦的使用壽命，并且透明、柔性的特點使其應用更加廣泛，例如高分辨的X射線醫學成像；同時制備方法操作簡便、成本低、可控性強、重復性強等特點。

技術領域

本發明屬于閃爍屏制備領域，尤其涉及一種柔性量子點閃爍屏及其制備方法。

背景技術

閃爍體核輻射探測器被廣泛的應用于醫學成像、安全檢查、科學研究等領域。目前常用的閃爍體材料包括鉈活化的碘化鈉(NaI(Tl))、碘化銫(CsI)、鍺酸鉍(BGO)、摻鈰正硅酸釓(GSO(Ce))等。這些閃爍體材料都具有自己獨特的閃爍特性，例如光產額高、響應速度快、衰減時間短、穩定性好。然而傳統的閃爍體材料大多采用提拉法在高溫條件下制備，成本較高，且由于躍遷能固定，不能產生可調諧的閃爍，一定程度上限制了它們更廣泛的應用。

近年來，量子點發光材料成為了研究熱點。量子點材料是納米尺度的一種零維材料，由于其小尺寸效應與量子限域效應，較大的比面積，所以有很好的放光效率，且調節量子點材料的尺寸就可以達到調節帶隙的目的。相比于傳統的薄膜或者體發光材料而言，量子點具有諸多優勢。其中鈣鈦礦量子點材料具有發光光譜帶極窄，發光量子產率高，成本低廉，制備簡便，發射波長在可見光區可調等優點。可作為新型閃爍體材料制備高性能低成本的核輻射探測器。

然而，鈣鈦礦材料離子晶體的本質特性，決定了其對水、熱等環境的不穩定性，因而在探測器件制備、使用、保存過程中存在著或多或少的限制，阻礙了其將來的產業化應用。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的是提供一種具有高透明性且發光效率穩定的柔性量子點閃爍屏；

本發明的第二目的是提供該閃爍屏的制備方法。

技術方案：本發明柔性量子點閃爍屏，該閃爍屏包括底層和頂層的透明聚合物膠體層，及通過該底層和頂層的透明聚合物膠體層被包裹的鈣鈦礦量子點層。

本發明的柔性量子點閃爍屏采用透明聚合物膠體層對鈣鈦礦量子點進行包裹，進而有效避免了目前鈣鈦礦因使用過程中水、熱等環境而造成其結構破壞，發光效率減弱等穩定性差的問題，保證鈣鈦礦的發光效率，增強在空氣中的穩定性，延長鈣鈦礦的使用壽命。

優選的，透明聚合物膠體層可為UV膠層。

本發明制備柔性量子點閃爍屏的方法，包括如下步驟：分別制備含有透明聚合物膠體層的襯底和鈣鈦礦量子點溶液，將該鈣鈦礦量子點溶液涂覆于襯底上固化形成鈣鈦礦量子點層，并在其上涂覆透明聚合物膠體作為頂層，與底層的透明聚合物膠體層進行包裹，待其固化后即制得該柔性量子點閃爍屏。

本發明采用層包裹的形式制備量子點閃爍屏，保證鈣鈦礦的發光效率，增強在空氣中的穩定性，延長鈣鈦礦的使用壽命。進一步說，制備含有透明聚合物膠體層的襯底是將透明聚合物膠在100-1000rpm條件下涂覆于襯底上，涂覆的時間為2-60s。鈣鈦礦量子點溶液的涂覆采用旋轉滴涂方式，滴涂20-300層，每層2-5滴。鈣鈦礦量子點溶液旋轉滴涂的轉速為50-2000rpm，時間為2-60s。涂覆透明聚合物膠體層作為頂層時的轉速為50-1000rpm，時間為2-60s。鈣鈦礦量子點溶液的固化時間為1-30s，頂層的透明聚合物膠體層固化時間為2-60s。

再進一步說，本發明鈣鈦礦量子點溶液由如下步驟制得：配制濃度為0.02-2mol/L的鈣鈦礦前驅體溶液，按體積比1:100-500將該鈣鈦礦前驅體溶液溶于甲苯中，攪拌制得鈦礦量子點溶液。