硼鏈嵌入的碳納米管的制作方法
【技術領域】
[0001]提供了硼鏈嵌入的碳納米管以及用于制備硼鏈嵌入的碳納米管的方法。
【背景技術】
[0002]存在許多用于大面積照明的方法，如0LED、無機LED陣列——其具有聚合物型擴散表面以提供用于顯示器的均勻逆光，以及其它應用。一般而言，OLED面臨壽命問題并且價格昂貴。白色無機LED仍然是昂貴的，并且需要擴散器以提供均勻照明。CCFL體積笨重，其通常包含有毒的水銀并且短壽命且功率大。場致發光型照明便宜、操作和制作簡單，但是它們一般效率低，并且它們通常是單色的。因此，對于能夠在大面積上提供均勻的白光并且制造簡單的更好材料存在需要。本文所述的組合物和用于制作組合物的方法滿足了這些需要以及其它。
【發明內容】
[0003]提供了包括硼鏈嵌入的碳納米管的組合物。在一些實施方式中，組合物是場致發光組合物。
[0004]提供了制備硼鏈嵌入的碳納米管的方法。在一些實施方式中，方法包括在包括稀土金屬混合物的加熱爐中使烴氣體和硼氣體接觸以產生硼鏈嵌入的碳納米管。
[0005]提供了用于生產硼鏈嵌入的碳納米管的系統。在一些實施方式中，系統包括氣體入口 ；氣體出口 ；硼氣體發生器；加熱爐；石英管；和脫水器(water trap) 0在一些實施方式中，氣體入口和硼氣體發生器連接至加熱爐的第一側，使得第一氣體和硼氣體發生器的產物可以同時進入加熱爐；其中氣體出口連接至加熱爐的第二側和脫水器；并且其中石英管在加熱爐內。
[0006]提供了將硼鏈嵌入的碳納米管固定在FTO玻璃板上的方法。在一些實施方式中，方法包括將硼鏈嵌入的碳納米管分散在溶劑中；用分散的硼鏈嵌入的碳納米管涂覆氟-錫-氧化物(FTO)玻璃板；以及蒸發溶劑以產生硼鏈嵌入的碳納米管涂覆的FTO玻璃板。
[0007]提供了制作場致發光組合物的方法。在一些實施方式中，方法包括使銦-錫-氧化物(ITO)玻璃板與硼鏈嵌入的碳納米管涂覆的FTO玻璃板接觸。在一些實施方式中，在涂覆的FTO玻璃板和ITO玻璃板之間保持大約0.18mm的間隙。
[0008]提供了產生光的方法。在一些實施方式中，方法包括使電流通過本文所述的組合物。
[0009]提供了包括硼鏈嵌入的碳納米管的發光體(light)。在一些實施方式中，發光體產生純白色光。
[0010]附圖簡沐
[0011]圖1圖解了用于形成硼嵌入的碳納米管的系統的非限制性實例。
[0012]圖2圖解了用于形成硼嵌入的碳納米管的系統的非限制性實例。
[0013]發明詳述
[0014]本說明書不限于所述的具體過程、組合物，或方法學，因為這些可以變化。說明書中使用的術語僅是為了描述具體形式或實施方式的目的，并且不意欲限制本文所述實施方式的范圍。除非另外說明，本文使用的所有技術術語和科學術語具有本領域普通技術人員通常理解的相同含義。在一些情況中，為了清楚和/或為了便于參考，具有通常理解的含義的術語在本文中被定義，并且將這樣的定義包括在本文中不應當必然地被解釋為表示實質不同于本領域通常所理解的定義。但是，在矛盾發生的情況下，以包括定義的專利說明書為準。
[0015]同樣地，必須注意，如本文和所附權利要求中所使用的，單數形式“一個” / “一種”和“所述” / “該”包括復數指代，除非上下文另外明確規定。
[0016]如該文件中使用的，術語“包括”、“具有”和“包含”以及如本文使用的它們的詞形變化，意指“包括但不限于”。盡管各種組合物、方法和裝置就“包括”各種組件或步驟(解釋為意為“包括但不限于”)而言被描述，但所述組合物、方法和裝置也可“基本上由各種組件和步驟組成”或“由各種組件和步驟組成”，并且這種術語應解釋為限定本質上封閉式的組。
[0017]本文所述的實施方式提供了包括硼鏈嵌入的碳納米管的組合物或化合物。在一些實施方式中，組合物是場致發光組合物。
[0018]如本文使用的，術語“場致發光組合物”指當將電施加至組合物時產生光的組合物。在一些實施方式中，該光是白光。在一些實施方式中，該光實質上是純白色光。在一些實施方式中，該光是純白色光。在一些實施方式中，當將電場施加至碳納米管時，硼嵌入的碳納米管產生純白色光或實質上純白色的光。在一些實施方式中，硼嵌入的碳納米管產生除了純白色光以外的光。光的顏色可以被修飾，例如通過用多化合價過渡金屬納米顆粒摻雜碳納米管而被修飾。過渡金屬納米顆粒的實例包括但不限于鉑、鈀、金、銀、釩等。納米管可用不同過渡金屬納米顆粒中的一種或其組合摻雜。碳納米管也可用例如氮、氧、鹵素(如F、Cl、Br或I)或其組合摻雜。納米管的摻雜將改變光的波長，因此使顏色被修飾。
[0019]在一些實施方式中，碳納米管被涂覆在導電氧化物上。在一些實施方式中，導電氧化物是透明導電氧化物。在一些實施方式中，透明導電氧化物為大約10、20、30、40、50、60、70、80、90、95或100%透明。在一些實施方式中，透明導電氧化物為至少50、60、70、80、90或95%透明。在一些實施方式中，透明導電氧化物為至少80%透明。
[0020]在一些實施方式中，導電氧化物具有大約1hm至大約50ohms的電導率。在一些實施方式中，導電氧化物具有大約5ohms至大約50ohms、大約10hms至大約50ohms、大約20ohms至大約50ohms、大約30ohms至大約50ohms或大約40ohms至大約50ohms的電導率。電導率的具體實例包括大約5ohms、大約lOohms、大約20ohms、大約30ohms、大約40ohms、大約50ohms和在這些值的任兩個之間的范圍。在一些實施方式中，電導率低于50ohms。
[0021]導電氧化物的實例包括但不限于氟-錫-氧化物(FTO)、銦-錫-氧化物(ITO)等。在一些實施方式中，納米管被涂覆在導電氧化物玻璃板上。在一些實施方式中，玻璃板是FTO或ITO玻璃板。在一些實施方式中，組合物包括FTO玻璃板和ITO玻璃板。在一些實施方式中，碳納米管被涂覆在軟塑料上，以制造例如柔性發光顯示器。本文所述的組合物可用于一般照明、顯示器或逆光物，如顯示器。
[0022]在一些實施方式中，導電玻璃板(例如，ITO玻璃板和FTO玻璃板)由間隙分開。在一些實施方式中，間隙為大約0.1mm至大約0.2mm。在一些實施方式中，間隙為大約0.15mm至大約0.2mm。在一些實施方式中，間隙為大約0.18mm至大約0.2mm。在一些實施方式中，間隙為大約0.18mm。間隙的具體實例包括大約0.10mm、大約0.11mm、大約0.12mm、大約0.13_、大約 0.14mm、大約 0.15_、大約 0.16_、大約 0.17_、大約 0.18_、大約 0.19_、大約0.20mm，以及在這些值的任兩個之間的范圍。在一些實施方式中，間隙是使得被發出的光的強度最大化的足夠距離。當間隙增加時，由碳納米管發出的光的強度將減小。因此，在一些實施方式中，光的強度通過增加或減小FTO和ITO層之間的間隙被調節。
[0023]本文所述的實施方式也提供制備硼鏈嵌入的碳納米管的方法。在一些實施方式中，方法包括在加熱爐中使至少一種烴氣體和至少一種硼氣體接觸。在一些實施方式中，硼氣體是B3N3H6。在一些實施方式中，硼氣體是B2O3或BCl 3。本文所述的條件可根據使用的硼氣體的具體類型而被修改。在一些實施方式中，烴氣體是乙炔氣體。在一些實施方式中，烴氣體是甲烷。在一些實施方式中，硼氣體和烴氣體與加熱爐順序接觸。在一些實施方式中，硼氣體和烴氣體與加熱爐同時地(例如同步地)接觸。
[0024]如本文使用的，術語“加熱爐”指這樣的裝置、結構或設備，在其中可以發生反應，并且，例如，可以調節溫度。針對被產生的產物且為了順應系統，加熱爐的精確結構可被修改。
[0025]在一些實施方式中，加熱爐包括至少一種金屬催化劑。不被任何具體理論限制，當在金屬催化劑存在下烴氣體與硼氣體接觸時，催化劑將促進硼嵌入的碳納米管的產生。在一些實施方式中，金屬催化劑是稀土金屬混合物-鎳(MmNi6)、1111祖3、祖、1?11、？1:、？(1、稀土金屬混合物或它們的任何組合。如本文使用的，術語“稀土金屬混合物”指稀土元素的合金。在一些實施方式中，催化劑封裝或放置在石英襯底上，如，但不限于，石英管或石英臺。在一些實施方式中，石英臺放置在石英管中。石英管也可在加熱爐內。
[0026]反應溫度可根據所使用的烴氣體而變化。因此，具體溫度可根據用于產生硼嵌入的碳納米管的具體烴氣體而被修改。在一些實施方式中，溫度為至少大約1100攝氏度。在一些實施方式中，溫度為大約1000°C至大約1100°C、大約1025°C至大約1100°C、大約1150°C至大約1100°C或大約1175°C至大約1100°C。在一些實施方式中，溫度為大約650°C至大約800°C、大約675°C至大約775°C或大約70