表面修饰的量子点及其制备方法、应用与QLED器件技术

本发明专利技术公开表面修饰的量子点及其制备方法、应用与QLED器件，所述方法包括如下步骤：制备一量子点溶液；制备一含离子的有机配体前驱物；将含离子的有机配体前驱物加入量子点溶液中对量子点进行表面修饰，制备得到表面修饰的量子点。本发明专利技术通过在量子点溶液中加入含有离子的有机配体前驱物，利用这些含有离子的有机配体前驱物与量子点表面的悬挂键结合，从而达到尽可能消除量子点表面暴露悬挂键的目的。本发明专利技术量子点表面暴露的悬挂键的减少，可以提升量子点自身的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
表面修饰的量子点及其制备方法、应用与QLED器件
本专利技术涉及量子点领域，尤其涉及一种表面修饰的量子点及其制备方法、应用与QLED器件。
技术介绍
量子点显著的量子限域效应使其具有了诸多独特的纳米性质：发射波长连续可调、发光波长窄、吸收光谱宽、发光强度高以及荧光寿命长等。这些特点使得量子点在平板显示、固态照明、光伏太阳能等光电领域均具有广泛的应用前景。量子点的尺寸通常在20纳米以下，因此量子点材料的比表面积非常大，量子点的表面特性和性质对于量子点的性能影响非常显著。量子点表面存在着大量的悬挂键，这些悬挂键中一部分连接着反应过程中所加入的有机配体（例如有机胺类、有机羧酸类、有机膦、硫醇等），另一部分则暴露于外界环境，容易与外界环境发生反应，同时暴露的悬挂键会在能带隙中形成缺陷态和缺陷能级，这也是造成非辐射跃迁损失并导致量子点发光效率降低的重要原因。因此需要尽可能地消除量子点表面暴露的悬挂键。通常有两种方法来消除量子点表面暴露的悬挂键以有效钝化量子点：一是通过在暴露的悬挂键上连接有机配体；二是通过在暴露的悬挂键外继续生长无机外壳层。但任意一种方法都具有一定的局限性：在第一种方法中，由于有机配体易脱附，且难以定量控制有机配体在量子点表面的结合程度和数量，因此很难实现有效地钝化量子点表面；在第二种方法中，继续生长无机外壳层确实能够有效地消除靠近量子点核附近暴露的悬挂键，且该方法重复性好易于控制，但所生长的外壳层表面不可避免地仍然存在暴露悬挂键，因此仍然会影响量子点的发光效率。一般来说，高质量量子点的制备会同时结合这两种方法来尽可能地消除表面暴露的悬挂键，即在量子点表面生长一定厚度的无机外壳层后，加入有机配体进行结合，来消除无机外壳层表面暴露的悬挂键。但在这种结合方案中，有机配体与量子点外壳层表面暴露悬挂键的有效结合仍然存在问题：主要原因在于有机配体与量子点表面原子的结合具有一定的选择性，特定有机配体会倾向于与表面的特定原子进行结合。因此一方面需要对反应条件进行精细的控制，才能实现体系中游离有机配体与所倾向的量子点表面原子的有效结合，从而消除暴露悬挂键；另一方面有机配体所不倾向结合的表面原子所连接的暴露悬挂键就无法被消除。因此需开发更加有效的量子点制备方法，从而尽量消除量子点表面暴露悬挂键所产生的表面缺陷态，以便提升量子点材料的发光性能。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种表面修饰的量子点及其制备方法、应用与QLED器件，旨在解决现有量子点表面暴露悬挂键无法有效消除，导致产生表面缺陷态，影响量子点性能。本专利技术的技术方案如下：一种表面修饰的量子点的制备方法，其中，包括如下步骤：制备一量子点溶液；制备一含离子的有机配体前驱物；将含离子的有机配体前驱物加入量子点溶液中对量子点进行表面修饰，制备得到表面修饰的量子点。所述表面修饰的量子点的制备方法，其中，所述量子点溶液中的量子点为II-VI族量子点、III-V族量子点、IV-VI族量子点中的一种或多种。所述表面修饰的量子点的制备方法，其中，所述量子点溶液中的量子点的结构为均一的二元组分单核结构、均一的多元合金组分单核结构、多元合金组分渐变单核结构、二元组分分立核壳结构、多元合金组分分立核壳结构、多元合金组分渐变核壳结构中的一种或多种。所述表面修饰的量子点的制备方法，其中，所述含离子的有机配体前驱物为一种或多种含阳离子的有机配体前驱物，所述含阳离子的有机配体前驱物中的阳离子为IIB族阳离子、IIIA族阳离子、IVA族阳离子、IB族阳离子、过渡金属阳离子、稀土金属阳离子中的一种或多种。所述表面修饰的量子点的制备方法，其中，所述含离子的有机配体前驱物为一种或多种含阴离子的有机配体前驱物，所述含阴离子的有机配体前驱物中的阴离子为VIA族阴离子、VA族阴离子、VIIA族阴离子中的一种或多种。所述表面修饰的量子点的制备方法，其中，所述含离子的有机配体前驱物中的所述有机配体为有机膦类、有机酸类、有机胺类、烷基硫醇中的一种或多种。所述表面修饰的量子点的制备方法，其中，将离子前体与有机配体混合进行反应，反应中离子前体中的离子与有机配体结合，制备得到所述含离子的有机配体前驱物。其中，按所述的离子元素与有机配体的摩尔比为1:0.1至1:10将离子前体与有机配体混合发生反应；反应的温度为20-400℃，时间为5分钟至10小时，气氛为惰性气氛、空气气氛、真空中的一种。所述的量子点的制备方法，其中，按所述含离子的有机配体前驱物与量子点的质量比为（0.01-100）:1进行表面修饰；表面修饰的温度为10-400℃，时间为5分钟至10小时，气氛为惰性气氛、空气气氛、真空中的一种。一种如上任一项所述方法制备得到的表面修饰的量子点，其中，所述量子点包括量子点核和含离子的有机配体，所述量子点核表面的暴露悬挂键与所述量含离子的有机配体中的离子相结合。一种QLED器件，其中，所述QLED器件的量子点发光层材料包括如上所述的表面修饰的量子点。有益效果：本专利技术的制备方法通过含有离子的有机配体前驱物对新制备的量子点进行表面修饰，一方面可有效减少量子点表面所存在的悬挂键的数量，另一方面由于这些与暴露悬挂键结合的离子自身已经连接着有机配体分子，因此在结合的同时不会引入新的暴露悬挂键，因此能够有效抑制缺陷态和缺陷能级，减少非辐射跃迁损失，从而提高量子点的发光效率。附图说明图1为本专利技术实施例4中量子点发光二极管的结构示意图。图2为本专利技术实施例5中量子点发光二极管的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种表面修饰的量子点及其制备方法与QLED器件，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。悬挂键是由于晶体（如量子点）中晶格在表面处突然终止，在表面的最外层的每个原子将有一个未配对的电子，即有一个未饱和的键，而形成的。例如，具有ZnS外壳层的量子点在表面就会形成带有未饱和键的S原子悬挂键；由于量子点比表面积很大，因此在量子点表面就会存在大量的表面原子以及相对应的悬挂键。常规量子点制备反应结束后，量子点表面存在着大量的悬挂键，这些悬挂键中一部分连接着反应过程中所加入的有机分子（例如有机胺类、有机羧酸类、有机膦、硫醇等），另一部分则暴露于外界环境形成暴露悬挂键，暴露悬挂键容易与外界环境发生反应，同时暴露悬挂键会在能带隙中形成缺陷态和缺陷能级，这也是造成非辐射跃迁损失的重要原因。因此量子点表面需进行有效的修饰，来增加量子点表面的配体数量，以及增强量子点与表面配体的结合程度，来尽可能地消除量子点表面的暴露悬挂键。本专利技术通过在新制备的量子点溶液中加入含有离子的有机配体前驱物，利用这些含离子有机配体前驱物与量子点进行反应，从而达到尽可能消除量子点表面暴露悬挂键的目的。具体地，本专利技术的一种量子点的制备方法，其中，包括如下步骤：制备一量子点溶液；制备一含离子的有机配体前驱物；将含离子的有机配体前驱物加入量子点溶液中对量子点进行表面修饰，制备得到表面修饰的量子点。所述量子点溶液可以是常规量子点制备反应结束后未经处理的反应体系；也可以是常规制备的量子点重新分散在有机溶剂中所形成的溶液体系。其中所述有机溶剂包括氯仿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面修饰的量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备一量子点溶液；制备一含离子的有机配体前驱物；将含离子的有机配体前驱物加入量子点溶液中对量子点进行表面修饰，制备得到表面修饰的量子点。

【技术特征摘要】
1.一种表面修饰的量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备一量子点溶液；制备一含离子的有机配体前驱物；将含离子的有机配体前驱物加入量子点溶液中对量子点进行表面修饰，制备得到表面修饰的量子点。2.根据权利要求1所述的量子点的制备方法，其特征在于，所述量子点溶液中的量子点为II-VI族量子点、III-V族量子点、IV-VI族量子点中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的量子点的制备方法，其特征在于，所述量子点溶液中的量子点的结构为均一的二元组分单核结构、均一的多元合金组分单核结构、多元合金组分渐变单核结构、二元组分分立核壳结构、多元合金组分分立核壳结构、多元合金组分渐变核壳结构中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的量子点的制备方法，其特征在于，所述含离子的有机配体前驱物为一种或多种的含阳离子的有机配体前驱物，所述含阳离子的有机配体前驱物中的阳离子为IIB族阳离子、IIIA族阳离子、IVA族阳离子、IB族阳离子、过渡金属阳离子、稀土金属阳离子中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的表面修饰的量子点的制备方法，其特征在于，所述含离子的有机配体前驱物为一种或多种的含阴离子的有机配体前驱物，所述含阴离子的有机配体前驱物中的阴离子为VIA族阴离子、VA族阴离子、VIIA族阴离子中的一种或多种。6.根据权利要求1、4、5任意一项所述的表面修饰的量子点的制备方法，其特征在于，所述含离子的有机配体前驱物中的所述有机配体为有机膦类、有机酸类、有机胺类、烷基硫醇中的一种或多种。7.根据权利要求1至5任意一项所述的表面修饰的量子点的制备方法，其特征在于，将离子前体与有机配体混合进行反应，离...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨一行，杨成玉，丘洁龙，聂志文，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44