碳量子点复合溶液、碳量子点复合薄膜及发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种碳量子点复合溶液、碳量子点复合薄膜及发光器件，其含有碳量子点、n型支撑基质材料和金属纳米颗粒，所述碳量子点和所述金属纳米颗粒分散于所述n型支撑基质材料中。本发明专利技术将碳量子点、金属纳米颗粒和n型支撑基质材料进行掺杂，通过这种掺杂方式将碳量子点分隔，同时将金属纳米颗粒掺杂到碳量子点发光层中，这样会有效的减少自淬灭现象和增加荧光激子寿命的衰减速度，从而提高CQDs

【技术实现步骤摘要】
碳量子点复合溶液、碳量子点复合薄膜及发光器件


[0001]本专利技术涉及显示
，特别是涉及一种碳量子点复合溶液、碳量子点复合薄膜及发光器件。

技术介绍

[0002]碳量子点(carbon quantum dot，CQDs)是一种碳基零维材料，具有优秀的光学性质、良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。自从碳量子点被首次发现以来，人们开发出了许多合成方法，包括电弧放电法、激光销蚀法、电化学合成法、化学氧化法、燃烧法、水热合成法、微波合成法、模板法等。碳量子点的应用广泛，在医学成像技术、环境监测、化学分析、催化剂制备、能源开发等许多的领域都有较好的应用前景。碳量子点径粒小于10nm，表面通常含有羟基、羧基、氨基、环氧基等官能团，使其在有机溶剂和水中有良好的分散性，同时还可以为进一步表面功能化和修饰提供反应点。相比传统量子点材料，例如镉系无机量子点和钙钛矿量子点，碳量子点不含有重金属元素，是新一代低毒环保型半导体材料。碳量子点还具有优异的光电性能，例如高的荧光量子产率(红绿蓝碳量子点都已经超过80％)，耐光漂白，化学性质稳定，发光带隙可调，良好的溶剂分散性，较高的载流子迁移率，成本低廉等，被誉为新一代的半导体材料，目前广泛使用在半导体光电器件中，例如发光二极管、太阳能电池等。
[0003]但是，碳量子点目前应用在发光领域的大多是作为光转换薄膜，例如蓝光LED与碳量子点薄膜搭配使用，制备白光LED。若将其作为发光二极管的发光层，即CQDs
‑
LED(以CQDs作为发光二极管的发光层器件)目前则存在电致发光效率低和寿命差的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种可用于制备电致发光效率高且寿命长的碳量子点复合薄膜的碳量子点复合溶液。
[0005]一种碳量子点复合溶液，包括碳量子点、金属纳米颗粒和n型支撑基质材料。
[0006]通过研究发现，碳量子点作为发光二极管的发光层存在电致发光效率低和寿命差的问题，原因之一是由于碳量子点直接作为发光层的发光二极管时，碳量子点成膜后是一种固态薄膜，此时碳量子点之间会直接相互接触，发生碳量子点团聚从而容易造成荧光自淬灭现象，进而引起CQDs
‑
LED发光效率低、寿命差。本专利技术将碳量子点、金属纳米颗粒和n型支撑基质材料进行掺杂，通过这种掺杂方式以将碳量子点分隔，同时将金属纳米颗粒掺杂到碳量子点发光层中，这样会有效的减少自淬灭现象和增加荧光激子寿命的衰减速度，从而提高CQDs
‑
LED的效率。CQDs
‑
LED中的碳量子点复合薄膜发光层载流子复合发射荧光，在适当的入射光频率照射下，碳量子点复合薄膜中的金属纳米颗粒会产生局域性的表面等离子体共振效应，这个过程会发生两种情况：激子的部分能量会耦合到表面等离子体中，这部分的激子能量辐射的速率会比之前自发辐射要快；荧光分子附近的局域电场增强，从而增大光子态密度，根据purcell效应可知，激子辐射速率与光子的态密度呈正相关，因此激子
的辐射速率会变得快，提高器件的内量子效率。
[0007]在其中一个实施例中，所述碳量子点、所述n型支撑基质材料和所述金属纳米颗粒的质量比为(3.5～6.5):(3～5):(0.5～2)；和/或，
[0008]所述金属纳米颗粒的材质为金、银、铜和铝中的一种或多种；和/或，
[0009]所述n型支撑基质材料包括n型聚合物、n型小分子有机物和n型多孔金属氧化物中的一种或多种。
[0010]在其中一个实施例中，所述碳量子点复合溶液中，所述n型支撑基质材料的浓度为3mg/mL～15mg/mL。
[0011]在其中一个实施例中，所述n型聚合物为萘嵌苯酰亚胺类聚合物和聚p
‑
亚苯基亚乙烯类共轭聚合物中的一种或多种；所述n型小分子有机物为3,3'
‑
[5'
‑
[3
‑
(3
‑
吡啶基)苯基][1,1':3',1
”‑
三联苯]‑
3,3
”‑
二基]二吡啶、1,3,5
‑
三(1
‑
苯基
‑
1H
‑
苯并咪唑
‑2‑
基)苯和4,7
‑
二苯基
‑
1,10
‑
菲罗啉中的一种或多种；所述n型多孔金属氧化物为n型多孔氧化锌、n型多孔二氧化钛、n型多孔二氧化硅和n型多孔二氧化锡中的一种或多种。
[0012]本专利技术还提供了一种碳量子点复合薄膜，所述碳量子点复合薄膜由上述碳量子点复合溶液挥发干燥而得。
[0013]本专利技术还提供了一种碳量子点复合薄膜，其含有碳量子点、n型支撑基质材料和金属纳米颗粒，所述碳量子点和所述金属纳米颗粒分散于所述n型支撑基质材料中。
[0014]在其中一个实施例中，所述碳量子点、所述n型支撑基质材料和所述金属纳米颗粒的质量比为(3.5～6.5):(3～5):(0.5～2)。
[0015]在其中一个实施例中，所述金属纳米颗粒的材质为金、银、铜和铝中的一种或多种；和/或，
[0016]所述n型支撑基质材料包括n型聚合物、n型小分子有机物和n型多孔金属氧化物中的一种或多种。
[0017]在其中一个实施例中，所述n型聚合物为萘嵌苯酰亚胺类聚合物和聚p
‑
亚苯基亚乙烯类共轭聚合物中的一种或多种；所述n型小分子有机物为3,3'
‑
[5'
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‑
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‑2‑
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‑
二苯基
‑
1,10
‑
菲罗啉中的一种或多种；所述n型多孔金属氧化物为n型多孔氧化锌、n型多孔二氧化钛、n型多孔二氧化硅和n型多孔二氧化锡中的一种或多种。
[0018]本专利技术还提供了一种发光器件，包括阳极、发光层和阴极，所述发光层设于所述阳极和所述阴极之间；所述发光层包括上述碳量子点复合薄膜。
[0019]本专利技术还提供了一种发光器件的制备方法，包括以下步骤：
[0020]提供基板，并在所述基板上形成底电极；
[0021]在所述底电极上形成发光层，所述发光层包括上述碳量子点复合薄膜；
[0022]在所述发光层上形成顶电极，得到所述发光器件。
[0023]本专利技术还提供了一种显示装置，包括上述碳量子点复合薄膜或上述发光器件。
[0024]本专利技术还提供了一种碳量子点复合溶液的制备方法，包括以下步骤：将碳量子点、金属纳米颗粒、n型支撑基质材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳量子点复合溶液，其特征在于，包括碳量子点、金属纳米颗粒和n型支撑基质材料。2.根据权利要求1所述的碳量子点复合溶液，其特征在于，所述碳量子点、所述n型支撑基质材料和所述金属纳米颗粒的质量比为(3.5～6.5):(3～5):(0.5～2)；和/或，所述金属纳米颗粒的材质为金、银、铜和铝中的一种或多种；和/或，所述n型支撑基质材料包括n型聚合物、n型小分子有机物和n型多孔金属氧化物中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的碳量子点复合溶液，其特征在于，所述碳量子点复合溶液中，所述n型支撑基质材料的浓度为3mg/mL～15mg/mL。4.根据权利要求3所述的碳量子点复合溶液，其特征在于，所述n型聚合物为萘嵌苯酰亚胺类聚合物和聚p
‑
亚苯基亚乙烯类共轭聚合物中的一种或多种；所述n型小分子有机物为3,3'
‑
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[3
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”‑
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‑
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二基]二吡啶、1,3,5
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三(1
‑
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‑
1H
‑
苯并咪唑
‑2‑
基)苯和4,7
‑
二苯基
‑
1,10
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菲罗啉中的一种或多种；所述n型多孔金属氧化物为n型多孔氧化锌、n型多孔二氧化钛、n型多孔二氧化硅和n型多孔二氧化锡中的一种或多种。5.一种碳量子点复合薄膜，其特征在于，所述碳量子点复合薄膜由权利要求1～4任一项所述的碳量子点复合溶液挥发干燥而得。6.一种碳量...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉福星，
申请(专利权)人：广东聚华印刷显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：