核壳量子点制备方法、核壳量子点及含其量子点电致器件技术

本申请提供了一种核壳量子点制备方法、核壳量子点及含该量子点的电致器件。该核壳量子点制备方法，包括：制备含合金量子点核的溶液，提纯合金量子点核；将包含壳层阳离子前体、羧酸、合金量子点核和溶剂的混合液加热一定时间，在经历一定时间后，混合液中存在的羧酸为游离羧酸，加入脂肪胺和壳层阴离子前体到混合液中，对合金量子点核进行包覆处理得到核壳量子点，脂肪胺和游离羧酸的摩尔比大于2：1；在终止反应后，产物体系中的核壳量子点的表面包括脂肪胺配体，其中脂肪胺配体占表面所有配体的80％以上。该核壳量子点由于包括80％以上脂肪胺电化学惰性配体，使得其发光效率及稳定性较高。

Preparation of Core-Shell Quantum Dots, Core-Shell Quantum Dots and Electro-Devices Containing Core-Shell Quantum Dots

This application provides a preparation method of core-shell quantum dots, a core-shell quantum dot and an electrochemical device containing the quantum dot. The preparation method of the core-shell quantum dot includes: preparing the solution containing alloy quantum dot nucleus, purifying alloy quantum dot nucleus; heating the mixture containing shell cationic precursor, carboxylic acid, alloy quantum dot nucleus and solvent for a certain time, after a certain time, the carboxylic acid in the mixture is free carboxylic acid, adding aliphatic amine and shell anion precursor to the mixture solution, and then adding the aliphatic amine and shell anion precursor to the alloy. The core-shell quantum dots were coated with aliphatic amine and free carboxylic acid, and the molar ratio of aliphatic amine to free carboxylic acid was more than 2:1. After termination of the reaction, the surface of the core-shell quantum dots in the product system consisted of aliphatic amine ligands, which accounted for more than 80% of all the ligands on the surface. The core-shell quantum dots have high luminescence efficiency and stability due to the inclusion of more than 80% aliphatic amine electrochemical inert ligands.

【技术实现步骤摘要】
核壳量子点制备方法、核壳量子点及含其量子点电致器件
技术介绍
量子点发光二极管(QLED)是一种新兴的显示技术，被给予希望替代已经商品化的有机发光二极管(OLED)显示技术。在现有的量子点电致器件结构中，量子点的发光效率伴随着点亮时间的持续，会出现一个指数级下降的过程。因此，如何提升QLED的寿命和工作稳定性，将是解决QLED目前发展瓶颈的核心关键。在现有的文献报道中，如彭笑刚课题组通过自主设计新型的器件结构，通过在电子传输层中引入一定厚度的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为过渡层，来平衡器件中的电子和空穴传输速率，从而可以在一定程度上，抑制量子点在器件中的衰减速率，以CdSe/CdS结构的量子点为基础所构建的红色量子点发光二极管(R-QLED)的外量子效率(EQE)高达20.5％，且在100cdm-2亮度下的寿命也能达到100,000小时以上，然而，从而PMMA这类聚合物的溶解性非常差，无法适用于喷墨打印的工艺制备QLED，从而不具备商业化应用的前景；另外，钱磊课题组于2015年所报道的绿色CdSe@ZnS合金量子点，其器件结果在100cdm-2亮度下，T50寿命为90,000h，他们的主要解决方案为提升壳层中ZnSe层的厚度，从而降低电子在量子点中的传输速率，来实现高寿命QLED的开发，然而该种量子点材料的半峰宽接近30nm，这在很大程度上限制了其在显示领域的应用。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种核壳量子点制备方法、核壳量子点和量子点电致发光器件，以解决现有技术中的QLED寿命短和工作稳定性的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种核壳量子点制备方法，包括：制备含合金量子点核的溶液，提纯上述合金量子点核；将包含壳层阳离子前体、羧酸、上述合金量子点核和溶剂的混合液加热一定时间，在经历上述一定时间后，上述混合液中存在的羧酸为游离羧酸，加入脂肪胺和壳层阴离子前体到上述混合液中，对上述合金量子点核进行包覆处理得到核壳量子点，上述脂肪胺和上述游离羧酸的摩尔比大于2：1；在终止反应后，产物体系中的上述核壳量子点的表面包括脂肪胺配体，其中上述脂肪胺配体占表面所有配体的80％以上。进一步地，上述加入脂肪胺和壳层阴离子前体到上述混合液的步骤包括，先加入脂肪胺，然后加入壳层阴离子前体到上述混合液中，上述脂肪胺和上述壳层阴离子前体的加入时间间隔小于等于30min，更优选上述时间间隔小于等于10min。进一步地，上述制备含合金量子点核的溶液包括：制备含量子点核的溶液，对上述量子点核进行合金化处理，得到含合金量子点核的溶液。进一步地，上述脂肪胺选自C链长度为8～22的伯胺。进一步地，上述羧酸选自C链长度为8～22的脂肪酸。进一步地，包括：S1a，将第一II族前体羧酸盐，第一羧酸和溶剂的混合液加热反应一定时间，加入第一VI族前体继续反应，反应终止后提纯得到II-VI族量子点核；S2a，将上述第一II族前体羧酸盐，第二II族前体羧酸盐，第二羧酸和上述溶剂的混合液加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入上述II-VI族量子点核，上述脂肪胺，上述第一VI族前体进行反应，反应终止后提纯得到II-VI@II-II-VI族量子点，并将提纯后的II-VI@II-II-VI族量子点分散于上述溶剂中得到II-VI@II-II-VI族量子点溶液。进一步地，还包括S3a，将上述第一II族前体羧酸盐，上述第二II族前体羧酸盐和上述II-VI@II-II-VI族量子点溶液加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入脂肪胺和第二VI族前体加热反应，得到包含II-VI@II-II-VI/II-II-VI量子点的溶液。进一步地，包括：S1b，将第一II族前体羧酸盐，第一羧酸和溶剂的混合液加热反应一定时间，加入第一VI族前体加热继续反应，反应终止后提纯得到II-VI族量子点核；S2b，将第二II族前体羧酸盐，第二羧酸和上述溶剂的混合液加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入上述II-VI族量子点核，上述脂肪胺，上述第一VI族前体和第二VI族前体，反应终止后提纯得到II-VI@II-VI-VI族量子点，并将提纯后的II-VI@II-VI-VI族量子点分散于上述溶剂中。进一步地，还包括S3b，加入第二II族前体羧酸盐，上述II-VI@II-II-VI族量子点和上述溶剂加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入上述脂肪胺和上述第二VI族前体加热反应，得到包含II-VI@II-VI-VI/II-VI量子点的溶液。进一步地，包括：S1c，将第一II族前体羧酸盐，第一羧酸和溶剂的混合液加热反应一定时间，加入第一VI族前体加热继续反应，反应终止后提纯得到II-VI族量子点核；S2c，将第二II族前体羧酸盐，第二羧酸和上述溶剂的混合液加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入上述II-VI族量子点核，上述脂肪胺和上述第二VI族前体，反应终止后提纯得到II-VI@II-VI族量子点，并将提纯后的II-VI@II-VI族量子点分散于上述溶剂中。进一步地，包括：S1d，将第二II族前体羧酸盐，第一羧酸和溶剂的混合液加热反应一定时间，加入第一VI族前体加热反应一定时间，加入第一II族前体羧酸盐和上述第一VI族前体反应一定时间，反应终止后提纯得到II-II-VI族量子点合金核；S2d，将上述第二II族前体羧酸盐，第二羧酸和上述溶剂的混合液加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入上述II-II-VI族量子点合金核、上述脂肪胺、第二VI族前体，反应终止后提纯得到II-II-VI@II-VI族量子点。进一步地，上述第一温度为150～200℃，第二温度为280～310℃。进一步地，上述第一II族前体羧酸盐为羧酸镉，上述第二II族前体羧酸盐为羧酸锌；优选上述羧酸镉的C链长度和上述羧酸锌的C链长度小于8。进一步地，上述第一VI族前体为Se前体，上述第二VI族前体为S前体。根据本申请的另一个方面，提供了一种用于量子点电致器件的核壳量子点，包括合金量子点核和壳层，上述核壳量子点的表面包括脂肪胺配体，上述脂肪胺配体占所有配体的80％以上。根据本申请的又一个方面，提供了一种量子点电致器件，包括量子点发光层，上述量子点发光层包括上述任一种方法制备得到的核壳量子点。本申请的制备方法可以控制核壳量子点脂肪胺配体的量，使其脂肪胺配体占表面所有配体的80％以上。本申请的核壳量子点的量子点的外表面上具有较高比例的脂肪胺，在电激发条件下，一方面，由于该配体的电化学较稳定，不会与载流子发生反应，进而不会消耗载流子，使得大部分的载流子都用于发光；另一方面，由于脂肪胺配体比较稳定，不会发生脱落，进而不会形成大量的缺陷而影响量子点的发光效率。因此，该核壳量子点由于包括脂肪胺配体，使得其发光效率较高，对应的器件较稳定，可靠性较高。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了油胺红外谱图；图2示出了根据实施例1的量子点红外谱图；图3示出了油酸锌红外谱图；图4示出了根据对比例1的量子点红外谱图；图5示出了实施例4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核壳量子点制备方法，其特征在于，包括：制备含合金量子点核的溶液，提纯所述合金量子点核；将包含壳层阳离子前体、羧酸、所述合金量子点核和溶剂的混合液加热一定时间，在经历所述一定时间后，所述混合液中存在的羧酸为游离羧酸，加入脂肪胺和壳层阴离子前体到所述混合液中，对所述合金量子点核进行包覆处理得到核壳量子点，所述脂肪胺和所述游离羧酸的摩尔比大于2：1；在终止反应后，产物体系中的所述核壳量子点的表面包括脂肪胺配体，其中所述脂肪胺配体占表面所有配体的80％以上。

【技术特征摘要】
1.一种核壳量子点制备方法，其特征在于，包括：制备含合金量子点核的溶液，提纯所述合金量子点核；将包含壳层阳离子前体、羧酸、所述合金量子点核和溶剂的混合液加热一定时间，在经历所述一定时间后，所述混合液中存在的羧酸为游离羧酸，加入脂肪胺和壳层阴离子前体到所述混合液中，对所述合金量子点核进行包覆处理得到核壳量子点，所述脂肪胺和所述游离羧酸的摩尔比大于2：1；在终止反应后，产物体系中的所述核壳量子点的表面包括脂肪胺配体，其中所述脂肪胺配体占表面所有配体的80％以上。2.根据权利要求1所述的核壳量子点制备方法，其特征在于，所述加入脂肪胺和壳层阴离子前体到所述混合液的步骤包括，先加入脂肪胺，然后加入壳层阴离子前体到所述混合液中，所述脂肪胺和所述壳层阴离子前体的加入时间间隔小于等于30min，更优选所述时间间隔小于等于10min。3.根据权利要求1所述的核壳量子点制备方法，其特征在于，所述制备含合金量子点核的溶液包括：制备含量子点核的溶液，对所述量子点核进行合金化处理，得到所述含合金量子点核的溶液。4.根据权利要求1所述的核壳量子点制备方法，其特征在于，所述脂肪胺选自C链长度为8～22的伯胺。5.根据权利要求1所述的核壳量子点制备方法，其特征在于，所述羧酸选自C链长度为8～22的脂肪酸。6.根据权利要求3所述的核壳量子点制备方法，其特征在于，包括：S1a，将第一II族前体羧酸盐，第一羧酸和溶剂的混合液加热反应一定时间，加入第一VI族前体继续反应，反应终止后提纯得到II-VI族量子点核；S2a，将所述第一II族前体羧酸盐，第二II族前体羧酸盐，第二羧酸和所述溶剂的混合液加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入所述II-VI族量子点核，所述脂肪胺，所述第一VI族前体进行反应，反应终止后提纯得到II-VI@II-II-VI族量子点，并将提纯后的II-VI@II-II-VI族量子点分散于所述溶剂中得到II-VI@II-II-VI族量子点溶液。7.根据权利要求6所述的核壳量子点制备方法，其特征在于，还包括S3a，将所述第一II族前体羧酸盐，所述第二II族前体羧酸盐和所述II-VI@II-II-VI族量子点溶液加热至第一温度反应并排气一定时间，加热至第二温度并加入脂肪胺和第二VI族前体加热反应，得到包含II-VI@II-II-VI/II-II-VI量子点的溶液。8.根据权利要求3所述的核壳量子点制备方法，其特征在于，包括：S1b，将第一II族前体羧酸盐，第一羧酸和溶剂的混合液加热反应一定时间，加入第一VI族前体加热继续反应，反应终止后提纯得到II-VI族量子点核；S2b，将第二II族前体羧酸盐，第二羧酸和所述溶剂的混合液加热至第一温度反应并排气一定时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小朋，赵海洋，谢阳腊，
申请(专利权)人：纳晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33