一种金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光电材料与器件领域，具体涉及一种金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展和社会的进步，人们对于信息交流和传递等方面的依赖程度日益增加。而显示器件作为信息交换和传递的主要载体和物质基础，现已成为众多从事信息光电研宄科学家争相抢占的热点和高地。量子点光致发光光学薄膜器件，作为一种最有可能实现实用化的显示器件，在信息交流和传递等领域起着至关重要的作用。然而，截至目前为止，现在量子点光学膜基本上都是采用简单的半导体量子点作为光致发光层，受限于量子点量子产率，量子点发光膜的发光强度和发光效率一般都不太高。为了提高量子点光学发光膜的发光强度，要么需要制备出量子产率更高的半导体量子点材料，要么进一步提升激发光源利用效率等。对于前者，目前受量子点发光材料本身的特性限制，进一步提升量子点发光材料的量子产率有一定的难度，必须要寻找新的突破口。随着人们对于图像质量和画质要求的提高，对量子点光致发光光学薄膜提出了更高的要求，采用传统的基于半导体量子点光致发光光学薄膜已难以满足当今信息社会对能产生高品质、高质量显示图像的量子点光致发光光学薄膜的需求。
[0003]近年来，为了进一步改善传统的半导体量子点光致发光光学薄膜发光强度和发光效率等问题，人们试图利用金属等离子体激元增强效应提升半导体量子点周围的光场强度，从而有效提升激发光源的利用效率，使得半导体量子点发光膜整体发光强度和发光效率剧增，这为提升半导体量子点发光薄膜的整体发光性能开辟了另一新的研宄方向和可會K。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光膜的制备方法，本发明的制备方法新颖，制作成本低，制备工艺简单，成为最有可能提高半导体量子点处光场强度，提升激发光利用效率，从而最终提升半导体量子点发光光学膜整体发光性能的最有效方法。
[0005]本发明米用如下技术方案实现:一种金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光膜的制备方法，包括以下步骤:
步骤S1:选取一 ITO玻璃作为复合发光膜的衬底，所述ITO玻璃包括一玻璃衬底以及所述玻璃衬底表面覆盖的ITO薄膜；
步骤S2:制备CdSe量子点溶液，将得到的CdSe半导体量子点作为光致发光中心；步骤S3:制备金属/有机壳核量子点溶液，将得到的金属量子点核作为等离子激元增强中心，将金属量子点外包有机高分子壳作为隔离层； 步骤S4:采用旋涂成膜工艺在ITO玻璃表面制备金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光层；
步骤S5:通过有机物旋涂与封装工艺制备出金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光膜。
[0006]进一步地，所述步骤S2中制备CdSe量子点溶液的具体方法为:将氧化镉粉末、1-十四基磷酸以及三正丁基氧化膦排空加热条件下混合后制备成镉前驱体溶液；在惰性气体保护下将砸粉末溶于三丁基膦中，制备得到砸前驱体溶液；将砸前驱体溶液注入至镉前驱体溶液中生产混合溶液，将混合溶液降温至一第一温度后并保温一定时间；保温一定时间后移除热源并将混合溶液冷却降温至一第二温度，向所述混合溶液中注入甲醇溶液，得到相应的纳米晶沉淀，并经过离心、清洗得到CdSe量子点的氯仿或者甲苯溶液。
[0007]较佳的，所述的镉前驱体溶液合成制备温度为240°C -360°C ;砸前驱体溶液合成制备温度为100-220°C ;混合溶液的生成温度为250°C -330°C ;混合溶液保温时间为lmin-20min ;第一温度为 220°C -270°C ;第二温度为 80°C -140°C。
[0008]进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤:
步骤S31:制备金属量子点溶液:将包括硝酸银与HAuCl4的含金属离子化合物、亚油酸钠、无水乙醇以及亚油酸混合搅拌后依次通过水热反应、反复采用去离子水或无水乙醇高速离心清洗处理得到反应产物，最后将所述反应产物分散到环己烷中即可得到相应的金属量子点溶液。
[0009]步骤S32:制备金属/有机壳核量子点溶液:将聚酰胺酸溶液与金属量子点溶液按照比例混合浸泡一定时间后高速离心，并将表面吸附一定量聚酰胺酸分子的金属量子点并采用阶梯热处理温度实现聚酰胺酸的聚酰亚胺化，通过浸泡、高速离心分离和热处理聚酰亚胺化工艺多次循环控制金属量子点表面的聚酰亚胺壳层厚度，形成金属/有机壳核量子点，并将金属/有机壳核量子点分散到环己烷中即可得到金属/有机壳核量子点溶液。
[0010]较佳的，其中金属离子化合物:亚油酸钠:无水乙醇:亚油酸=0.3-1.0:1.0-2.0:5-15:0.5-2.5 ;溶液总体积占水热反应釜的40%_60% ;水热反应温度为200C -200°C;水热处理时间为30min-400min。所述的聚酰胺酸溶液与金属量子点溶液溶液比例为1-4:1 ;混合溶液浸泡时间为0.5h-24h ;所述的阶梯温度热处理方式为:120°C /lh，180°C /lh，250°C /lh，300°C /lh ;循环工艺次数为 1-5 次。
[0011]进一步地，所述步骤S4中制备金属/有机壳核量子点-半导体量子点CdSe复合发光层的具体方法为:将ITO玻璃衬底采用碱性食人鱼溶液清洗1-3分钟，再用去离子水清洗2-3次，并采用旋涂工艺将所述步骤S2中制备的金属/有机壳核量子点溶液与CdSe量子点溶液按照比例混合后旋涂成膜，在ITO玻璃的ITO薄膜表面形成一层金属/有机壳核量子点-半导体量子点CdSe复合发光层，制得覆盖金属/有机壳核量子点-半导体量子点CdSe复合发光层的ITO玻璃样片。
[0012]较佳的，所述ITO玻璃衬底面积为IcmX Icm ;金属/有机壳核量子点溶液与CdSe量子点溶液混合比例为1:1-4 ;金属/有机壳核量子点与CdSe量子点混合溶液旋涂工艺转数为1000-5000rpm ;所述的碱性食人鱼溶液其组成为:NH40H:H2O2:H2O=1: 1:4。
[0013]进一步地，所述步骤S5的具体方法为:将聚酰胺酸溶液旋涂在ITO玻璃样片的金属/有机壳核量子点-半导体量子点CdSe复合层表面成膜，并采用阶梯温度热处理方式实现聚酰胺酸的聚酰亚胺化，得到金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光膜。
[0014]较佳的，所述步骤S5中阶梯温度热处理方式为:120°C /lh, 180°C /lh，250°C /lh,300°C /lho
[0015]与现有技术相比，本发明利用简单的旋涂成膜工艺技术，在ITO玻璃衬底上，分别以金属量子点核作为等离子激元增强中心，以金属量子点外包有机高分子壳作为隔离层，以CdSe半导体量子点作为光致发光中心、简单一步旋涂实现金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光层的制备，再通过有机物旋涂、封装工艺，最终制备出金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合发光膜。本发明制备方法新颖，制作成本低，制备工艺简单，成为最有可能提高半导体量子点处光场强度，提升激发光利用效率，从而最终提升半导体量子点发光光学膜整体发光性能的最有效方法。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1为ITO玻璃衬底结构示意图。
[0018]图2为涂覆了金属/有机壳核量子点和CdSe量子点复合层后的ITO玻璃衬底结构示意图。
[0019]图3为封装后的金属/有机壳核量子点-半导体CdSe量子点复合发光膜结构示意图。
[0020]图4为金属/有机壳核量子点-半导体CMSe量子点复合发光膜的工作原理不意图。
[0021]标号说明:1为玻璃衬底，2为ITO薄膜，3为涂覆的金属/有机壳核量子点，4为半导体CdSe量子点，5为有机绝缘封装层，6为福射光方向。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0024]实施例一。
[0025](I)分别称取0.0207g氧化镉粉末，0.112g 1-十四基磷酸和2.0g三正丁基氧化膦置入一 50ml三颈烧瓶中，先氩气排空30min，随后氩气保护下加热至240°C至溶质完全溶解形成透明溶液，即为镉前驱体溶液；随后将镉前驱体溶液反应器混合后并在100°C真空条件下处理0.5小时，再将反应器温