一种改性硫化锌及其制备方法与量子点发光二极管技术

本发明专利技术公开了一种改性硫化锌及其制备方法与量子点发光二极管，其中，所述改性硫化锌的制备方法包括步骤：将硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，反应生成Li

【技术实现步骤摘要】
一种改性硫化锌及其制备方法与量子点发光二极管


[0001]本专利技术涉及量子点发光二极管领域，尤其涉及一种改性硫化锌及其制备方法与量子点发光二极管。

技术介绍

[0002]半导体量子点具有量子尺寸效应，人们通过调控量子点的大小可实现所需要的特定波长的发光，例如CdSe量子点的发光波长调谐范围可以从蓝光一直到红光。在传统的无机电致发光器件中电子和空穴分别从阴极和阳极注入，然后在发光层复合形成激子发光。宽禁带半导体中的导带电子可以在高电场下加速获得足够高的能量撞击量子点材料使其发光。
[0003]近年来，无机半导体作为电子传输层成为比较热的研究内容，纳米ZnS是宽禁带半导体材料，由于具有量子限域效应、尺寸效应和优越的荧光特性等优点而吸引了众多研究者的目光。在近十几年里，ZnS纳米材料已经在光催化、传感器、透明电极、荧光探针、二极管、太阳能电池和激光器等领域的研究中显示出了巨大的发展潜力。ZnS是
Ⅱ-Ⅵ
族半导体材料，具有闪锌矿和纤锌矿两种不同的结构，禁带宽度(3.62eV)化学性质稳定，资源丰富，价格便宜等特点。
[0004]虽然ZnS具有优异的量子限域效应、尺寸效应以及优越的荧光特性，但是ZnS的导电性较差，导致其电子传输效率较低，从而降低了QLED器件的发光效率。
[0005]表面化学修饰可以通过对超导、金属态、半金属态及半导体态等电子结构形态进行改变，从而引发电子转移或晶格变化来改变其本征物理性质。更为重要的是，这类引发表面电子转移或局部晶格畸变的化学修饰方式不会破坏材料结构的完整性，因此成为调控无机纳米材料本征物理性质的有效方法。但是，通过表面化学修饰硫化锌作为电子传输层却是鲜有人报道。
[0006]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0007]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改性硫化锌及其制备方法与量子点发光二极管，旨在解决现有硫化锌纳米颗粒的导电性能低，其作为QLED电子传输层材料时的电子迁移率较低，进而降低了QLED发光效率的问题。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种改性硫化锌的制备方法，其中，包括步骤：
[0010]提供硫化锌纳米颗粒；
[0011]将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，反应生成Li
x
ZnS前驱体；
[0012]将所述Li
x
ZnS前驱体分散在水中并进行超声处理，制得表面结合有氢原子的硫化锌，即改性硫化锌。
[0013]一种改性硫化锌，其中，包括硫化锌纳米颗粒以及结合在硫化锌纳米颗粒表面的氢原子。
[0014]一种量子点发光二极管，包括电子传输层，其中，所述电子传输层的材料为本专利技术所述制备方法制备的改性硫化锌，或为本专利技术所述改性硫化锌。
[0015]有益效果：本专利技术制备的改性硫化锌具有高导电性，所述改性硫化锌在作为电子传输层材料时，能够有效提高其电子传输效率，促进电子-空穴有效地复合，降低激子累积对量子点发光二极管性能的影响，从而提高量子点发光二极管的发光效率。本专利技术提供的改性硫化锌备方法简单、普适性强，有利于大规模生产。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一种改性硫化锌的制备方法较佳实施例的流程图。
[0017]图2为本专利技术正装结构的含电子传输层的QLED的结构示意图。
[0018]图3为本专利技术倒装结构的含电子传输层的QLED的结构示意图。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供一种改性硫化锌及其制备方法与量子点发光二极管，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。
[0020]本专利技术的一些实施方式，提供一种改性硫化锌的制备方法，如图1所示，其中，包括步骤：
[0021]S10、提供硫化锌纳米颗粒；
[0022]S20、将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，反应生成Li
x
ZnS前驱体；
[0023]S30、将所述Li
x
ZnS前驱体分散在水中并进行超声处理，制得表面结合有氢原子的硫化锌。
[0024]本实施例制备的改性硫化锌具有高导电性，将所述改性硫化锌作为电子传输层材料时，能够有效提高其电子传输效率，促进电子-空穴有效地复合，降低激子累积对量子点发光二极管性能的影响，从而提高量子点发光二极管的发光效率。实现上述效果的机理具体如下：
[0025]本实施例提供的改性硫化锌是通过前驱物Li
x
ZnS与水在超声作用下发生水解反应制得的。在水解过程中，插层的锂离子起着极其重要的作用，具体反应方程式可以表示为：Li
x
ZnS+H2O—>H
y
ZnS+LiOH；在Li
x
ZnS结构中，其中X的取值2～3，层间的锂离子使ZnS沿着c轴(即三维结构中的Z轴)方向的间距变大，减弱了ZnS在c轴方向上的层与层间的范德华作用力；此外，辅助超声作用使层间范德华作用力进一步减弱，最终将Li
x
ZnS剥离为表面结合有氢原子的硫化锌。其中，表面结合有氢原子的硫化锌中的氢原子以H-S方式键合在ZnS结构骨架上，并形成稳定的结构。本实施例通过表面氢修饰S-Zn-S骨架使得ZnS体系中载流子密度增强，提高其导电性，而且在表面氢修饰含量的一定范围内，改性硫化锌的导电性和电子传输能力随着表面氢含量的增加而提升。所述改性硫化锌电子传输能力的提高可促进电子-空穴在量子点发光层中有效地复合，降低激子累积对量子点发光二极管性能的影响，
从而提高量子点发光二极管的发光效率。
[0026]在一些实施方式中，所述步骤S20具体包括：将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物按照摩尔比为1:2-3的比例混合在有机溶剂中，反应生成Li
x
ZnS前驱体。在本实施例中，若锂的烷基衍生物与硫化锌纳米颗粒的摩尔比较小(小于2:1)时，则硫化锌纳米颗粒过量，硫化锌纳米颗粒不能够充分反应生成Li
x
ZnS前驱体；若锂的烷基衍生物与硫化锌纳米颗粒的摩尔比较大(大于3:1)时，则锂的烷基衍生物过量，在后续的清洗中不容易除。
[0027]在一些实施方式中，将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，在60-80℃的条件下持续搅拌预定时间，反应生成Li
x
ZnS前驱体。
[0028]在一些实施方式中，将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，在恒温下持续搅拌6-8h，反应生成Li
x
ZnS前驱体。
[0029]在一些实施方式中，将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，在60-80℃的条件下持续搅拌6-8h，反应生成Li
x
ZnS前驱体。
[0030]在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性硫化锌的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供硫化锌纳米颗粒；将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，反应生成Li
x
ZnS前驱体；将所述Li
x
ZnS前驱体分散在水中并进行超声处理，制得表面结合有氢原子的硫化锌。2.根据权利要求1所述改性硫化锌的制备方法，其特征在于，将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物按照摩尔比为1:2-3的比例混合在有机溶剂中，反应生成Li
x
ZnS前驱体。3.根据权利要求1所述改性硫化锌的制备方法，其特征在于，在60-80℃的条件下，将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中，反应生成Li
x
ZnS前驱体；和/或，将所述硫化锌纳米颗粒与锂的烷基衍生物混合在有机溶剂中6-8h，反应生成Li
x
ZnS前驱体。4.根据权利要求1所述改性硫化锌的制备方法，其特征在于，将所述Li
x
ZnS前驱体分散在水中形成Li
x
ZnS前驱体溶液，对所述Li
x
ZnS前驱体溶液进行超声处理，使Li
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斯纳，吴龙佳，吴劲衡，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：