一种制造技术

本发明专利技术提供了涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点及其合成方法以及QD
‑
LED器件


[0001]本专利技术涉及一种
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点及其合成方法以及QD
‑
LED器件，属于电子


技术介绍

[0002]胶体量子点(QD)材料与传统宏观发光材料相比具有独特的小尺寸效应和量子限域效应，其优点包括：发光色纯度高、发光波长连续可调、发射光谱的半峰宽窄、可溶液法制备。QD近几年来得到了突飞猛进的发展，荧光量子产率接近100％，在照明、平板显示等领域具有广泛应用前景。
[0003]无机金属氧化物半导体纳米颗粒具有较高的载流子迁移率、稳定性好、导电性较好的特点，被认为是提高电致发光器件稳定性的有效方法。近年来，采用氧化镍纳米颗粒、三氧化钼等金属氧化物半导体材料作为空穴功能材料所制备的全无机量子点发光二极管(QD
‑
LED)已成为研究热点。但是现有技术方案构建全无机QD
‑
LED器件时，红光和绿光QD
‑
LED器件的性能提升明显，例如专利CN103840048A和专利CN102509756A，对蓝光性能提升并不明显。
[0004]因此，目前红光和绿光QD
‑
LED的发光性能和寿命已达到商用水平，但是作为显示三原色之一的蓝光QD
‑
LED的亮度和工作稳定性与红光和绿光仍存在较大的差距，这严重阻碍了QD
‑
LED全彩化的进程，影响QD
‑
LED在显示面板领域的商业化发展。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点及其合成方法，该
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点是一种尺寸均匀、纯度高的量子点材料，将其用于制备蓝光QD
‑
LED的空穴功能层，能够提升蓝光QD
‑
LED的发光性能。
[0006]为达到上述目的，本专利技术首先提供了一种
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点的合成方法，其包括以下步骤：
[0007]将I
‑
VI族量子点与含有III族元素的前驱体和表面活性剂的溶液混合进行反应，使I族元素和III族元素相互扩散，实现部分置换，得到
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点，其中，I族元素、VI族元素、III族元素的摩尔比为1:1:2；
[0008]其中，所述I族元素选自银和/或铜，所述VI族元素选自硫、硒中的一种或两种的组合，所述III族元素选自铟、镓和砷中的一种或两种以上的组合。
[0009]在上述合成方法中，优选地，所述III族元素的前驱体是以III族元素的阳离子盐的形式加入，所述III族元素的阳离子盐包括盐酸盐、乙酰丙酮盐、硝酸盐中的一种或两种以上的组合。
[0010]在上述合成方法中，优选地，所述表面活性剂包括三辛基膦、二苯基膦、三苯基膦中的一种或两种以上的组合。
[0011]在上述合成方法中，优选地，在含有III族元素的前驱体和表面活性剂的溶液中，
所述III族元素与表面活性剂的摩尔比为1:1。
[0012]在上述合成方法中，置换的程度可以通过反应时间和温度进行控制，优选地，所述反应的温度为180℃
‑
200℃，反应时间为5分钟以上，优选5
‑
15分钟。
[0013]在上述合成方法中，优选地，通过对I
‑
III
‑
VI族量子点进行掺杂，可以得到混合I族金属或者混合III族金属的半导体量子点。
[0014]在上述合成方法中，优选地，所述I
‑
III
‑
VI族量子点是通过以下步骤制备的：
[0015]将乙酰丙酮镓(优选0.4毫摩尔)溶解于含有油胺(优选3毫摩尔)和三正辛基磷(优选4
‑
5mL)的溶液中，得到溶液D；
[0016]在惰性气氛下，将溶液D的温度升高至反应温度(优选180
‑
200℃)，将硫化亚铜量子点溶液C加入溶液D中进行反应；
[0017]将反应后的混合溶液水浴冷却至室温，通过清洗、离心、提纯，最后分散于正辛烷中制成含有I
‑
III
‑
VI族量子点的溶液。
[0018]在上述I
‑
III
‑
VI族量子点的合成方法中，将铜元素和镓元素的原始投料比控制在1:1
‑
2:1之间，均可得到尺寸均匀、纯度高的铜镓硫量子点。
[0019]在上述合成方法中，优选地，所述硫化亚铜量子点是通过以下步骤制备的：
[0020]将乙酸亚铜(优选0.4毫摩尔)与三正辛基氧化磷(优选0.001
‑
0.005摩尔)溶解在1
‑
十八稀(优选20ml)中，得到混合物A；加热混合物A至澄清透明得到溶液B，保持溶液温度在90℃
‑
100℃；
[0021]在惰性气氛下，将溶液B的温度升高至反应温度(优选为210℃
‑
220℃)进行反应(反应时间优选为15
‑
20分钟)，在升温过程中，当溶液温度达到160℃时，向溶液B中加入配体；
[0022]将反应后的混合溶液水浴冷却至室温，通过清洗、离心、提纯，最后分散于三正辛基磷中(优选4ml
‑
5ml)，制成硫化亚铜量子点溶液C。
[0023]在上述合成方法中，优选地，所述配体包括有机配体和/或无机配体。所述配体的加入量可以控制为4
‑
5毫摩尔。根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述有机配体为短链1
‑
正辛基硫醇或者1
‑
正十二烷硫醇；所述无机配体为卤素离子。
[0024]本专利技术所提供的方法是一种成功率较高、具有普适性I
‑
III
‑
VI族半导体量子点的合成方法。现有的I
‑
III
‑
VI族量子点纳米颗粒主要是通过一锅法或热注射法直接合成。但是Ⅰ族元素和Ⅲ族元素的路易斯酸性存在较大的差异性，反应活性差异大，一锅法难以在固定组分范围内精准的调控元素组分。而热注射法合成的量子点材料，可能引入二元杂相，引入缺陷能级。
[0025]本专利技术采用阳离子交换的方法能够合成尺寸均匀、纯度高的
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族半导体量子点材料，采用该材料制备蓝光QD
‑
LED的空穴功能层，提升蓝光QD
‑
LED的发光性能和使用寿命。
[0026]本专利技术还提供了一种
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点，其是由上述方法合成的。
[0027]根据本专利技术的具体实施方案，优选地，所述
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点的空间尺寸为1
‑
10nm，具有黄铜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点的合成方法，其包括以下步骤：将I
‑
VI族量子点与含有III族元素的前驱体和表面活性剂的溶液混合进行反应，使I族元素和III族元素相互扩散，实现部分置换，得到
Ⅰ‑Ⅲ‑Ⅵ
族量子点，其中，I族元素、VI族元素、III族元素的摩尔比为1:1:2；其中，所述I族元素选自银和/或铜，所述VI族元素选自硫、硒中的一种或两种的组合，所述III族元素选自铟、镓和砷中的一种或两种以上的组合。2.根据权利要求1所述的合成方法，其中，所述III族元素的前驱体是以III族元素的阳离子盐的形式加入，所述III族元素的阳离子盐包括盐酸盐、乙酰丙酮盐、硝酸盐中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的合成方法，其中，所述表面活性剂包括三辛基膦、二苯基膦、三苯基膦中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的合成方法，其中，所述III族元素与表面活性剂的摩尔比为1:1。5.根据权利要求1所述的合成方法，其中，所述反应的温度为180℃
‑
200℃，反应时间为5分钟以上，优选5
‑
15分钟。6.根据权利要求1所述的合成方法，其中，所述I
‑
III
‑
VI族量子点是通过以下步骤制备的：将乙酰丙酮镓(优选0.4毫摩尔)溶解于含有油胺(优选3毫摩尔)和三正辛基磷(优选4
‑
5mL)的溶液中，得到溶液D；在惰性气氛下，将溶液D的温度升高至反应温度(优选180
‑
200℃)，将硫化亚铜量子点溶液C加入溶液D中进行反应；将反应后的混合溶液水浴冷却至室温，通过清洗、离心、提纯，最后分散于正辛烷中制成含有I
‑
III
‑
VI族量子点的溶液。7.根据权利要求6所述的合成方法，其中，所述硫化亚铜量子点是通过以下步骤制备的：将乙酸亚铜(优选0.4毫摩尔)与三正辛基氧化磷(优选0.001
‑
0.005摩尔)溶解在1
‑
十八稀(优选20ml)中，得到混合物A；加热混合物A至澄清透明得到溶液B，保持溶液温度在90℃

【专利技术属性】
技术研发人员：苏年龙，郑雪，杨春雷，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：