一种量子点照明模组的制作方法

文档序号:18005902发布日期:2019-06-25 23:21阅读:171来源:国知局
一种量子点照明模组的制作方法

本发明涉及量子点照明模组技术领域,尤其涉及一种量子点照明模组。



背景技术:

量子点是一种在三个维度尺寸上均被限制在纳米数量级的特殊材料,这种显著的量子限域效应使得量子点具有了诸多独特的纳米性质:发射波长连续可调、发光波长窄、吸收光谱宽、发光强度高、荧光寿命长以及生物相容性好等。这些特点使得量子点在生物标记、平板显示、固态照明、光伏太阳能等领域均具有广泛的应用前景。

量子点的尺寸通常在20纳米以下,因此量子点材料的比表面积非常大,量子点的表面特性和性质对于量子点的性能影响非常显著。量子点表面存在着大量的悬挂键(danglingbonds),这些悬挂键中一部分连接着反应过程中所加入的有机配体(例如有机胺类、有机羧酸类、有机膦、硫醇等),另一部分则暴露于外界环境,容易与外界环境发生反应,同时暴露的悬挂键会在能带隙中形成缺陷态和缺陷能级,这也是造成非辐射跃迁损失并导致量子点发光效率降低的重要原因。因此需要尽可能地消除量子点表面暴露的悬挂键。通常有两种方法来消除量子点表面暴露的悬挂键从而有效钝化量子点:一是通过在暴露的悬挂键上连接有机配体;二是通过在暴露的悬挂键外继续生长无机外壳层。因此制备具有核壳结构的量子点已经成为实现量子点优异光学性能所普遍采用的方案。

当前用于光电领域的半导体胶体量子点大多是通过金属有机物热分解合成法来制备的。在这种方法中,阴离子的前驱体和阳离子前驱体的反应体系在高温下达到反应物的瞬间过饱和从而发生短时间内的成核反应和后续的生长反应,最终形成具有良好尺寸单分布性的量子点。

目前在白光照明领域,已开发出采用红绿量子点取代荧光粉的白光解决方案,其优势在于:通过led蓝光芯片远程激发半导体量子点发光材料,模拟自然光光谱并获得连续、稳定的自然光可见光波段的定制光谱。自然光光源没有传统光源存在的红外线、紫外线、频闪、汞等有害成份,而且弥补了普通led灯的光谱缺失等不足,与人类用光的生理和心理需求相适应。在这种方案中,将红绿色量子点分散于特定的高分子树脂中,再通过成膜固化或者灌装固化,即可形成相应的量子点背光膜或者背光管。其中,红绿量子点的发光性能对于整体显示效果和性能具有决定性的作用。

在光电领域的半导体量子点材料体系中,无镉量子点由于不仅具有量子点优异的发光特性且同时不含重金属镉(cd)具有环保绿色的特点而越来越受到关注。但在发光效率和发光纯度(即发光峰宽度)等光电应用中非常重要的指标比较中,无镉量子点的性能还是会显著落后于经典的含镉量子点体系(如cdse)。无镉量子点的制备目前普遍采用的同样是与含镉量子点类似的金属有机物热分解热注入法,在量子点结构设计上也同样采用核壳结构来提高无镉量子点的发光效率和材料稳定性。但是由于无镉量子点核、制备所使用的前驱体种类和活性等方面与含镉量子点所存在的差异,使得无镉量子点在核壳结构体系的形成中要想实现更少晶体缺陷、更均匀尺寸分布等要求会变得更加困难,这也是造成目前无镉量子点的性能要大大落后于含镉量子点体系的主要原因。

已有技术已经针对上述问题对无镉量子点的核壳结构设计和制备方法进行了优化。在专利us8,247,073b2中公开了一种具有非半导体缓冲壳层的无镉量子点核壳结构,即在无镉量子点的内核和外壳之间插入了一层非半导体的硫族元素缓冲中间壳层,可以改善无镉量子点的发光性能。但在该公开专利的实施例效果中绿色无镉量子点的发光量子产率仍均低于50%,发光峰宽在40-50纳米之间,相比于含镉量子点体系(绿色含镉量子点量子产率一般在70%以上)仍有一定差距。

因此需要进一步针对无镉量子点在核壳结构组成、前驱体种类和活性等方面的自身特点,有针对性地设计适合于无镉量子点的核壳结构和制备方法,继续提升无镉量子点的发光性能,从而提升基于无镉量子点的照明模组的性能和应用效果。因此,现有技术还有待于改进和发展。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种量子点照明模组,旨在解决现有基于无镉量子点的照明模组发光效率较差的问题。

本发明的技术方案如下:

一种量子点照明模组,包括量子点膜片,所述量子点膜片的材料包括量子点和分散所述量子点的基质,其中,所述量子点包括量子点核,包覆所述量子点核的金属层,包覆所述金属层的半导体壳层,其中,所述金属层中的金属元素选自zn、hg、al、ga和in中的一种或多种。

所述的量子点照明模组,其中,所述量子点照明模组还包括:背光源、透镜、与背光源两端分别电连接的第一电极和第二电极;所述量子点膜片叠放在所述背光源的上表面;所述背光源和量子点膜片均设置在所述透镜的内部。

所述的量子点照明模组,其中,所述量子点膜片为蓝色量子点膜片,所述蓝色量子点膜片中的量子点为蓝光量子点,所述量子点核的直径为2-4nm,所述金属层中的金属元素选自zn或ga。

所述的量子点照明模组,其中,所述量子点膜片为红色量子点膜片和绿色量子点膜片,所述红色量子点膜片中的量子点为红光量子点,所述量子点核的粒径为4-6nm,所述金属层中的金属元素选自zn或ga;所述绿色量子点膜片中的量子点为绿光量子点,所述量子点核的粒径为4-6nm,所述金属层中的金属元素选自zn或ga。

所述的量子点照明模组,其中,所述量子点核的材料选自iii-v族半导体材料或iii-v族半导体材料与ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料。

所述的量子点照明模组,其中,所述半导体壳层的材料为ii-vi族半导体材料;

和/或所述半导体壳层的ii-vi族半导体材料选自znse、zns、znte、znses、znsete、znste、hgse、hgs、hgte、hgses、hgsete和hgste中的一种。

所述的量子点照明模组,其中,所述量子点核的材料选自inp或ingap,所述金属层中的金属元素选自zn或ga。

所述的量子点照明模组,其中,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料,所述金属层的金属元素选自zn;

和/或所述iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料选自inpzns、inpznse、inpznses、ingapznse、ingapzns和ingapznses中的一种。

所述的量子点照明模组,其中,所述基质为无机材料、有机材料中的一种或多种。

所述的量子点照明模组,其中,所述基质为玻璃、凝胶、聚合物中的一种或多种。

有益效果:本发明提供了一种具有金属层的半导体核壳量子点作为量子点照明模组中的量子点发光材料;所述金属层能够有效地钝化量子点核表面从而减少表面缺陷,进而增强量子点的发光效率;同时,所述金属层还能够有效地减小核壳之间的晶格失配,从而进一步提升量子点的发光效率和尺寸均匀性;所述量子点材料由于具有更高效的量子点材料发光效率,通过蓝光光源激发红色和绿色量子点材料形成白光光源,可有效提高照明设备的光学性能,并且所述白光光源能够实现与自然光谱相接近,同时具有无辐射、节能等特点。进一步地,本发明所述量子点膜片采用结构、组分特制的量子点材料,可以在背光源的照射下激发出白色光源,从而可有效提高照明设备的光学性能。

附图说明

图1为本发明一种量子点照明模组的结构示意图。

图2为本发明量子点膜片的结构示意图。

图3为本发明量子点一种具体实施方式的结构示意图。

图4为本发明量子点另一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种量子点照明模组,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

请结合图1所示,本发明提供的一种量子点照明模组,包括量子点膜片220,所述量子点膜片220的材料包括量子点和分散所述量子点的基质,其中,所述量子点包括量子点核,包覆所述量子点核的金属层,包覆所述金属层的半导体壳层,其中,所述金属层中的金属元素选自zn、hg、al、ga和in中的一种或多种。

如图1所示,所述量子点照明模组还包括:背光源210、透镜230、与背光源210两端分别电连接的第一电极211和第二电极212;所述量子点膜片220叠放在所述背光源210的上表面;所述背光源210和量子点膜片220均设置在所述透镜230的内部。

优选的,所述量子点膜片为蓝色量子点膜片,所述蓝色量子点膜片中的量子点为蓝光量子点,所述量子点核的直径为2-4nm,所述金属层中的金属元素选自zn或ga。

优选的,所述量子点膜片为红色量子点膜片和绿色量子点膜片,所述红色量子点膜片中的量子点为红光量子点,所述量子点核的粒径为4-6nm,所述金属层中的金属元素选自zn或者ga;所述绿色量子点膜片中的量子点为绿光量子点,所述量子点核的粒径为4-6nm,所述金属层中的金属元素选自zn或者ga。

本发明中,如图2所示,所述量子点膜片的材料还包括基质100和扩散粒子110,量子点结构单元(绿色量子点结构单元120和红色量子点结构单元130)和扩散粒子110随机分散或者均匀分散在所述基质100中。其中扩散粒子110、绿色量子点结构单元120和红色量子点结构单元130三者在横向方向依次交错排列,在纵向方向依次交错排列。所述量子点膜片配合蓝光背光源使用,激发红色和绿色量子点材料形成白光光源,所形成的白光光源能够实现与自然光谱相接近,同时具有无辐射、节能等特点。

本发明中,所述基质为无机材料、有机材料中的一种或多种。

优选的,所述无机材料可以为玻璃(如硅玻璃、ito玻璃等)或凝胶(如硅凝胶)。

优选的,所述有机材料可以为聚合物。作为举例,所述聚合物为三聚氰胺树脂、酚醛树脂、烷基树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯树脂、马来树脂、聚酰胺树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、吡咯烷酮、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素中的一种,或者包括前述树脂的单体形成的共聚物。

所述基质还可以为全透明/部分透明的材料,至少对于合金半导体纳米晶(量子点结构单元)所发出的荧光波段透明。

优选的,所述有机材料还可以为光聚合树脂,所述光聚合树脂可以是烯酸或甲基丙烯酸酸的基础树脂,其具有活性的乙烯基基团,还可以是光交叉偶联的树脂,其通常包含光敏基团,如聚乙烯肉桂酸等。当然,所述有机材料也可选用热固性树脂。作为其中一具体实施例,所述热固性树脂可以为包含一些散射体的树脂材料,所述散射体为金属颗粒、金属氧化物颗粒、空气泡、玻璃、聚合物微球(实心或空心)等中的一种或多种。

本发明所述量子点膜片的材料还可包含可使合金半导体纳米晶(量子点结构单元)分散其中的非极性液体或极性液体。

下面对本发明量子点做详细的说明。

由于制备无镉量子点和含镉量子点所使用的前驱体在种类和活性等方面存在明显差异,这使得无镉量子点在核壳结构体系的形成中会存在更多的晶体缺陷以及不均匀的尺寸分布,从而导致无镉量子点材料的发光性能远远落后于含镉量子点材料的发光性能。

本发明的量子点,其中,所述量子点包括量子点核,完全包覆或非完全包覆所述量子点核的金属层,包覆所述金属层或包覆金属层和所述量子点核的半导体壳层,其中,所述金属层中的金属元素选自zn、hg、al、ga和in中的一种或多种。

根据在制备过程中加入的第二金属前驱体的用量不同,可以制备得到一层完全包覆或非完全包覆所述量子点核的金属层。如图3所示,所述量子点沿径向方向从内至外依次包括量子点核10、包覆所述量子点核10的金属层20以及包覆所述金属层20的半导体壳层30。所述金属层20在所述量子点核10表面包覆的密度,因在制备过程中加入的第二金属前驱体的用量不同而存在一定的差异,形成被所述金属层完全包覆或非完全包覆的结构,但不妨碍所述金属层20在所述量子点核10表面的形成。

优选的,所述金属层包覆在量子点核表面,并能够以量子点核表面的配体为连接纽带与量子点核相键合,从而活化量子点核的表面,促进半导体壳层的生长反应;同时,所述金属层中的金属原子与量子点核通过上述键合形成的晶体结构,能够有效钝化量子点核表面从而减少其表面缺陷,所述晶体结构还能够有效减少量子点核与半导体壳层之间的晶格失配,从而提升量子点的发光效率和尺寸均匀性。

优选的,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料或iii-v族半导体材料与ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料;进一步优选的,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料,所述iii-v族半导体材料选自gan、gap、gaas、inp、inas、inasp、gaasp、ingap、ingaas、ingaasp等中的一种,但不限于此;进一步优选的,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料,所述iii-v族半导体材料选自gan、gap、gaas、inp、inas、inasp、gaasp、ingap、ingaas、ingaasp等中的一种,所述ii-vi族半导体材料选自znse、zns、znte、znses、znsete、znste、hgse、hgs、hgte、hgses、hgsete和hgste中的一种。作为优选的举例,所述合金半导体材料为inpzns、inpznse、inpznses、ingapznse、ingapzns和ingapznses等中的一种,但不限于此。

优选的,所述半导体壳层的材料为ii-vi族半导体材料。进一步优选的,所述半导体壳层的ii-vi族半导体材料选自znse、zns、znte、znses、znsete、znste、hgse、hgs、hgte、hgses、hgsete和hgste中的一种。

优选的,所述量子点的发光峰波长范围为400-700纳米。

优选的,所述量子点的发光峰的半高峰宽范围为20-100纳米。

在一种优选的实施方式中,所述量子点核的材料选自inp或ingap,所述金属层中的金属元素选自zn或ga;由于金属层中的zn或者ga原子具有与量子点核的inp或者ingap较为匹配的元素尺寸和晶格参数,且与量子点核的键合能力较强,因此能够有效地钝化表面及减小晶格失配。

进一步优选的,所述的量子点,其中,所述半导体壳层的材料选自znse、zns和znses中的一种。此时,形成半导体壳层的前驱体反应物的反应活性与所述金属层的反应活性匹配性更好,能够达到更有效的反应活化的效果。

在一种优选的实施方式中,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料,所述金属层中的金属元素选自zn。由于金属层中的zn原子具有与量子点核的iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料较为匹配的元素尺寸和晶格参数,且与量子点核的键合能力较强,因此能够有效地钝化表面及减小晶格失配。

进一步优选的,所述的量子点,其中,所述iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料选自inpzns、inpznse、inpznses、ingapznse、ingapzns和ingapznses中的一种。

更进一步优选的,所述的量子点,其中,所述半导体壳层的材料选自znse、zns和znses中的一种。此时,形成半导体壳层的前驱体反应物的反应活性与所述金属层的反应活性匹配性更好,能够达到更有效的反应活化的效果。

在一种优选的实施方式中,所述量子点的粒径为4-8nm,当粒径太大时,容易导致量子点内应力太大,使晶体内化学键断裂,形成晶格缺陷,影响发光。

进一步优选的,所述量子点为蓝光量子点,所述量子点核的粒径为2-4nm,所述金属层中的金属元素选自zn或ga。由于形成金属层的前驱体反应物具有高的反应活性,使用这些前驱体反应物在生成金属层的同时还能够增加半导体壳层的生长速率,从而迅速生成半导体壳层,有效抑制了量子点核的长大以及相应的波长红移。

另一进一步优选的,所述量子点为红光量子点或者绿光量子点,所述量子点核的粒径为4-6nm,所述金属层中的金属元素选自zn或ga。由于形成金属层的前驱体反应物具有低的反应活性,使用这些前驱体反应物在生成金属层的同时还能够减慢半导体壳层的生长速率,从而让量子点核有充分的时间长大并实现相应的波长红移至绿色或红色波段。

在一种优选的实施方式中,本发明的量子点,其中,所述量子点包括量子点核,包覆所述量子点核的第一金属层,包覆所述第一金属层的第一半导体壳层,还包括完全包覆所述第一半导体壳层的第二金属层,包覆所述第二金属层的第二半导体壳层;其中,所述第一金属层中的金属元素和第二金属层中的金属元素均选自zn、hg、al、ga和in中的一种或多种。

所述第一金属层中的金属元素和第二金属层中的金属元素均选自zn、hg、al、ga和in中的一种或多种,也就是说所述第一金属层和第二金属层所选用的材料范围相同。需说明的是,所述第一金属层与所述第二金属层可以选用上述材料范围中相同的材料,也可以选用上述材料范围中不同的材料。

根据在制备过程中加入的第二金属前驱体的用量不同,可以制备得到将所述量子点核完全包覆或非完全包覆第一金属层。同样的,根据在制备过程中加入的第二金属前驱体的用量不同,可以制备得到将所述第一半导体壳层完全包覆或非完全包覆的第二金属层。如图4所示,所述量子点沿径向方向从内至外依次包括量子点核10、包覆所述量子点核10的第一金属层20以及包覆所述第一金属层20的第一半导体壳层30、包覆所述第一半导体壳层30的第二金属层40以及包覆所述第二金属层40的第二半导体壳层50。所述第一金属层20在所述量子点核10表面包覆的密度,因在制备过程中加入的第二金属前驱体的用量不同而存在一定的差异,但不妨碍所述第一金属层20在所述量子点核10表面的形成。所述第二金属层40在所述第一半导体壳层30表面包覆的密度,因在制备过程中加入的第二金属前驱体的用量不同而存在一定的差异,但不妨碍所述第二金属层40在所述第一半导体壳层30表面的形成。

优选的,所述第一金属层包覆在量子点核表面,并能够以量子点核表面的配体为连接纽带与量子点核相键合,从而活化量子点核的表面,促进第一半导体壳层的生长反应;同时,所述第一金属层中的金属原子能够与量子点核通过上述键合形成晶体结构,所述晶体结构能够有效钝化量子点核表面从而减少其表面缺陷,所述晶体结构还能够有效减少量子点核与第一半导体壳层之间的晶格失配,从而提升量子点的发光效率和尺寸均匀性。进一步地,所述第二金属层包覆在第一半导体壳层外面,并能够有效钝化第一半导体壳层表面从而减少其表面缺陷,进而增强量子点的发光效率,所述第二金属层中的金属原子还能够与第一半导体壳层外表面的阴离子以及第二半导体壳层内表面的阴离子通过化学键结合形成晶体结构,所述晶体结构能够进一步地减少量子点核壳之间的晶格失配,从而进一步地提升量子点的发光效率和尺寸均匀性。

优选的,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料或iii-v族半导体材料与ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料;进一步优选的,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料,所述iii-v族半导体材料选自gan、gap、gaas、inp、inas、inasp、gaasp、ingap、ingaas、ingaasp等中的一种,但不限于此;进一步优选的,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料,所述iii-v族半导体材料选自gan、gap、gaas、inp、inas、inasp、gaasp、ingap、ingaas、ingaasp等中的一种,所述ii-vi族半导体材料选自znse、zns、znte、znses、znsete、znste、hgse、hgs、hgte、hgses、hgsete和hgste中的一种。作为优选的举例,所述合金半导体材料为inpzns、inpznse、inpznses、ingapznse、ingapzns和ingapznses等中的一种,但不限于此。

优选的,所述第一半导体壳层的材料与所述第二半导体壳层的材料均选自ii-vi族半导体材料。进一步优选的,所述ii-vi族半导体材料选自znse、zns、znte、znses、znsete、znste、hgse、hgs、hgte、hgses、hgsete和hgste中的一种。也就是说,所述第一半导体壳层与所述第二半导体壳层所选用的材料范围相同。需说明的是,所述第一半导体壳层所选用的ii-vi族半导体材料与所述第二半导体壳层所选用的ii-vi族半导体材料可以相同,也可以不同。

优选的,所述量子点的发光峰波长范围为400-700纳米。

优选的,所述量子点的发光峰的半高峰宽范围为20-100纳米。

优选的,所述量子点的粒径为4-10nm,选择该粒径大小是由于粒径太大,容易导致量子点内应力太大,使晶体内化学键断裂,形成晶格缺陷,影响发光。

优选的,所述量子点核的材料选自inp或ingap,所述第一金属层和所述第二金属层中的金属元素选自zn或ga;进一步优选的,所述的量子点,其中,所述第一半导体壳层的材料和第二半导体壳层的材料均选自znse、zns和znses中的一种。

优选的,所述量子点核的材料为iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料,所述第一金属层和所述第二金属层中的金属元素选自zn。进一步优选的,所述的量子点,其中,所述iii-v族半导体材料和ii-vi族半导体材料所组成的合金半导体材料选自inpzns、inpznse、inpznses、ingapznse、ingapzns和ingapznses中的一种。进一步优选的,所述的量子点,其中,所述第一半导体壳层的材料和第二半导体壳层的材料均选自znse、zns和znses中的一种。

优选的,所述量子点的粒径为4-8nm,当粒径太大时,容易导致量子点内应力太大,使晶体内化学键断裂,形成晶格缺陷,影响发光。进一步优选的,所述量子点为蓝光量子点,所述量子点核的粒径为2-4nm,所述第一金属层和第二金属层中的金属元素选自zn或ga。优选的,所述量子点为红光量子点或者绿光量子点,所述量子点核的粒径为4-6nm,所述第一金属层和第二金属层中的金属元素选自zn或ga。

本发明还提供一种量子点的制备方法,包括如下步骤:

在含有分散剂和溶剂的反应体系中,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液;

向所述量子点核溶液中加入第二金属前驱体,在量子点核表面形成金属层;

在所述金属层表面形成半导体壳层;

其中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体、hg元素的前驱体、al元素的前驱体、ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或多种。

采用本发明所述方法制备得到的量子点,在量子点核表面形成包覆所述量子点核的金属层,所述金属层能够以量子点核表面的配体为连接纽带与量子点核相键合,从而活化量子点核的表面,促进半导体壳层的生长反应;同时,所述金属层中的金属原子与量子点核通过上述键合形成的晶体结构,能够有效钝化量子点核表面从而减少其表面缺陷,所述晶体结构还能够有效减少量子点核与半导体壳层之间的晶格适配,从而提升量子点的发光效率和尺寸均匀性。

优选的,所述的量子点的制备方法,在所述金属层表面,或者所述量子点核和金属层表面形成半导体壳层的步骤中,所述半导体壳层的材料选自ii-vi族半导体材料。进一步优选的,所述半导体壳层的材料选自znse、zns和znses中的一种。

优选的,所述的量子点的制备方法,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体为v族元素的前驱体,所述第一金属前驱体为iii族元素的前驱体。

具体的,所述iii族元素的前驱体包括:磷酸铝(aluminumphosphate)、醋酸铝(aluminumacetate)、乙酰丙酮铝(aluminumacetylacetonate)、碘化铝(aluminumiodide)、溴化铝(aluminumbromide)、氯化铝(aluminumchloride)、氟化铝(aluminumfluoride)、碳酸铝(aluminumcarbonate)、氰化铝(aluminumcyanide)、硝酸铝(aluminumnitrate)、氧化铝(aluminumoxide)、过氧化铝(aluminumperoxide)、硫酸铝(aluminumsulfate)、油酸铝(aluminumoleate)、硬脂酸铝(aluminumstearate)、十四烷酸铝(aluminummyristate)、十六烷酸铝(aluminumpalmitate)、磷酸镓(galliumphosphate)、醋酸镓(galliumacetate)、乙酰丙酮镓(galliumacetylacetonate)、碘化镓(galliumiodide)、溴化镓(galliumbromide)、氯化镓(galliumchloride)、氟化镓(galliumfluoride)、碳酸镓(galliumcarbonate)、氰化镓(galliumcyanide)、硝酸镓(galliumnitrate)、氧化镓(galliumoxide)、过氧化镓(galliumperoxide)、硫酸镓(galliumsulfate)、油酸镓(galliumoleate)、硬脂酸镓(galliumstearate)、十四烷酸镓(galliummyristate)、十六烷酸镓(galliumpalmitate)、磷酸铟(indiumphosphate)、醋酸铟(indiumacetate)、乙酰丙酮铟(indiumacetylacetonate)、碘化铟(indiumiodide)、溴化铟(indiumbromide)、氯化铟(indiumchloride)、氟化铟(indiumfluoride)、碳酸铟(indiumcarbonate)、氰化铟(indiumcyanide)、硝酸铟(indiumnitrate)、氧化铟(indiumoxide)、过氧化铟(indiumperoxide)、硫酸铟(indiumsulfate)、油酸铟(indiumoleate)、硬脂酸铟(indiumstearate)、十四烷酸铟(indiummyristate)、十六烷酸铟(indiumpalmitate)等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述v族元素的前驱体包括:tris-trimethylsilylphosphine、alkylphosphines(例如triethylphosphine、tributylphosphine、trioctylphosphine、triphenylphosphine、tricyclohexylphosphine)、碘化砷(aluminumiodide)、溴化砷(aluminumbromide)、氯化砷(arsenicchloride)、氧化砷(aluminumoxide)、硫酸砷(aluminumsulfate)、一氧化氮(nitricoxide)、硝酸(nitricacid)、硝酸铵(ammoniumnitrate)等中的至少一种,但不限于此。

进一步优选的,所述v族元素的前驱体选自n元素的前驱体、p元素的前驱体和as元素的前驱体中的一种或多种,所述iii族元素的前驱体选自ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或两种。

具体的,所述n元素的前驱体包括:一氧化氮(nitricoxide)、硝酸(nitricacid)和硝酸铵(ammoniumnitrate)等中的至少一种,但不限于此。所述p元素的前驱体包括三(三甲基硅基)磷酸盐(tris(trimethylsilyl)phosphine)或烷基膦类化合物(alkylphosphines)(例如三乙基磷(triethylphosphine)、三丁基磷(tributylphosphine)、三正辛基磷(trioctylphosphine)、三苯基膦(triphenylphosphine)和三环己基膦(tricyclohexylphosphine)),但不限于此。所述as元素的前驱体包括碘化砷(aluminumiodide)、溴化砷(aluminumbromide)、氯化砷(arsenicchloride)、氧化砷(aluminumoxide)和硫酸砷(aluminumsulfate)等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述ga元素的前驱体包括:磷酸镓(galliumphosphate)、醋酸镓(galliumacetate)、乙酰丙酮镓(galliumacetylacetonate)、碘化镓(galliumiodide)、溴化镓(galliumbromide)、氯化镓(galliumchloride)、氟化镓(galliumfluoride)、碳酸镓(galliumcarbonate)、氰化镓(galliumcyanide)、硝酸镓(galliumnitrate)、氧化镓(galliumoxide)、过氧化镓(galliumperoxide)、硫酸镓(galliumsulfate)、油酸镓(galliumoleate)、硬脂酸镓(galliumstearate)、十四烷酸镓(galliummyristate)和十六烷酸镓(galliumpalmitate),但不限于此。所述in元素的前驱体包括磷酸铟(indiumphosphate)、醋酸铟(indiumacetate)、乙酰丙酮铟(indiumacetylacetonate)、碘化铟(indiumiodide)、溴化铟(indiumbromide)、氯化铟(indiumchloride)、氟化铟(indiumfluoride)、碳酸铟(indiumcarbonate)、氰化铟(indiumcyanide)、硝酸铟(indiumnitrate)、氧化铟(indiumoxide)、过氧化铟(indiumperoxide)、硫酸铟(indiumsulfate)、油酸铟(indiumoleate)、硬脂酸铟(indiumstearate)、十四烷酸铟(indiummyristate)、十六烷酸铟(indiumpalmitate)等中的至少一种,但不限于此。

优选的,所述的量子点的制备方法,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体为v族元素的前驱体和vi族元素的前驱体,所述第一金属前驱体为iii族元素的前驱体和ii族元素的前驱体。

具体的,所述v族元素的前驱体包括:tris-trimethylsilylphosphine、alkylphosphines(例如triethylphosphine、tributylphosphine、trioctylphosphine、triphenylphosphine、tricyclohexylphosphine)、碘化砷(aluminumiodide)、溴化砷(aluminumbromide)、氯化砷(arsenicchloride)、氧化砷(aluminumoxide)、硫酸砷(aluminumsulfate)、一氧化氮(nitricoxide)、硝酸(nitricacid)、硝酸铵(ammoniumnitrate)等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述vi族元素的前驱体包括:te、se、s元素与一些有机物所形成的化合物,具体为se-top、se-tbp、se-tpp、se-ode、se-oa(selenium-oleicacid)、se-oda(selenium-octadecylamine)、se-toa(selenium-trioctylamine)、se-odpa(selenium-octadecylphosphonicacid)、se-ola(selenium-oleylamine)、se-oca(selenium-octylamine)、te-top、te-tbp、te-tpp、te-ode、te-oa、te-oda、te-toa、te-odpa、te-ola、te-oca、s-top、s-tbp、s-tpp、s-ode、s-oa、s-oda、s-toa、s-odpa、s-ola、s-oca、烷基硫醇(例如己硫醇(hexanethiol)、辛硫醇(octanethiol)、癸硫醇(decanethiol)、十二烷基硫醇(dodecanethiol)和十六烷基硫醇(hexadecanethiol))、巯丙基硅烷(mercaptopropylsilane)等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述iii族元素的前驱体包括:磷酸铝(aluminumphosphate)、醋酸铝(aluminumacetate)、乙酰丙酮铝(aluminumacetylacetonate)、碘化铝(aluminumiodide)、溴化铝(aluminumbromide)、氯化铝(aluminumchloride)、氟化铝(aluminumfluoride)、碳酸铝(aluminumcarbonate)、氰化铝(aluminumcyanide)、硝酸铝(aluminumnitrate)、氧化铝(aluminumoxide)、过氧化铝(aluminumperoxide)、硫酸铝(aluminumsulfate)、油酸铝(aluminumoleate)、硬脂酸铝(aluminumstearate)、十四烷酸铝(aluminummyristate)、十六烷酸铝(aluminumpalmitate)、磷酸镓(galliumphosphate)、醋酸镓(galliumacetate)、乙酰丙酮镓(galliumacetylacetonate)、碘化镓(galliumiodide)、溴化镓(galliumbromide)、氯化镓(galliumchloride)、氟化镓(galliumfluoride)、碳酸镓(galliumcarbonate)、氰化镓(galliumcyanide)、硝酸镓(galliumnitrate)、氧化镓(galliumoxide)、过氧化镓(galliumperoxide)、硫酸镓(galliumsulfate)、油酸镓(galliumoleate)、硬脂酸镓(galliumstearate)、十四烷酸镓(galliummyristate)、十六烷酸镓(galliumpalmitate)、磷酸铟(indiumphosphate)、醋酸铟(indiumacetate)、乙酰丙酮铟(indiumacetylacetonate)、碘化铟(indiumiodide)、溴化铟(indiumbromide)、氯化铟(indiumchloride)、氟化铟(indiumfluoride)、碳酸铟(indiumcarbonate)、氰化铟(indiumcyanide)、硝酸铟(indiumnitrate)、氧化铟(indiumoxide)、过氧化铟(indiumperoxide)、硫酸铟(indiumsulfate)、油酸铟(indiumoleate)、硬脂酸铟(indiumstearate)、十四烷酸铟(indiummyristate)、十六烷酸铟(indiumpalmitate)等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述ii族元素的前驱体包括:二甲基锌(dimethylzinc)、二乙基锌(diethylzinc)、醋酸锌(zincacetate)、乙酰丙酮锌(zincacetylacetonate)、碘化锌(zinciodide)、溴化锌(zincbromide)、氯化锌(zincchloride)、氟化锌(zincfluoride)、碳酸锌(zinccarbonate)、氰化锌(zinccyanide)、硝酸锌(zincnitrate)、氧化锌(zincoxide)、过氧化锌(zincperoxide)、高氯酸锌(zincperchlorate)、硫酸锌(zincsulfate)、油酸锌(zincoleate)、硬脂酸锌(zincstearate)、二甲基汞(dimethylmercury)、二乙基汞(diethylmercury)、醋酸汞(mercuryacetate)、乙酰丙酮汞(mercuryacetylacetonate)、碘化汞(mercuryiodide)、溴化汞(mercurybromide)、氯化汞(mercurychloride)、氟化汞(mercuryfluoride)、碳酸汞(mercurycarbonate)、硝酸汞(mercurynitrate)、氧化汞(mercuryoxide)、高氯酸汞(mercuryperchlorate)、磷酸汞(mercuryphosphide)、硫酸汞(mercurysulfate)、油酸汞(mercuryoleate)和硬脂酸汞(mercurystearate)中的一种或多种,但不限于此。

进一步优选的,所述的量子点的制备方法,所述v族元素的前驱体选自n元素的前驱体、p元素的前驱体和as元素的前驱体中的一种或多种;所述vi族元素的前驱体选自se元素的前驱体、s元素的前驱体和te元素的前驱体中的一种或多种;所述iii族元素的前驱体选自ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或两种;所述ii族元素的前驱体选自zn元素的前驱体和hg元素的前驱体中的一种或多种。

具体的,所述n元素的前驱体包括:一氧化氮(nitricoxide)、硝酸(nitricacid)和硝酸铵(ammoniumnitrate)等中的至少一种,但不限于此。所述p元素的前驱体包括三(三甲基硅基)磷酸盐(tris(trimethylsilyl)phosphine)或烷基膦类化合物(alkylphosphines)(例如三乙基磷(triethylphosphine)、三丁基磷(tributylphosphine)、三正辛基磷(trioctylphosphine)、三苯基膦(triphenylphosphine)和三环己基膦(tricyclohexylphosphine)),但不限于此。所述as元素的前驱体包括碘化砷(aluminumiodide)、溴化砷(aluminumbromide)、氯化砷(arsenicchloride)、氧化砷(aluminumoxide)和硫酸砷(aluminumsulfate)等中的至少一种,但不限于此。

所述se元素的前驱体为se元素与一些有机物所形成的化合物,具体的,所述se元素的前驱体包括se-top、se-tbp、se-tpp、se-ode、se-oa(selenium-oleicacid)、se-oda(selenium-octadecylamine)、se-toa(selenium-trioctylamine)、se-odpa(selenium-octadecylphosphonicacid)、se-ola(selenium-oleylamine)、se-oca(selenium-octylamine)等中的至少一种,但不限于此。所述s元素的前驱体为s元素与一些有机物所形成的化合物,具体的,所述s元素的前驱体包括s-top、s-tbp、s-tpp、s-ode、s-oa、s-oda、s-toa、s-odpa、s-ola、s-oca、烷基硫醇(例如己硫醇(hexanethiol)、辛硫醇(octanethiol)、癸硫醇(decanethiol)、十二烷基硫醇(dodecanethiol)和十六烷基硫醇(hexadecanethiol))、巯丙基硅烷(mercaptopropylsilane))等中的至少一种,但不限于此。所述te元素的前驱体为te元素与一些有机物所形成的化合物,具体的,所述te元素的前驱体包括te-top、te-tbp、te-tpp、te-ode、te-oa、te-oda、te-toa、te-odpa、te-ola、te-oca等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述ga元素的前驱体包括:磷酸镓(galliumphosphate)、醋酸镓(galliumacetate)、乙酰丙酮镓(galliumacetylacetonate)、碘化镓(galliumiodide)、溴化镓(galliumbromide)、氯化镓(galliumchloride)、氟化镓(galliumfluoride)、碳酸镓(galliumcarbonate)、氰化镓(galliumcyanide)、硝酸镓(galliumnitrate)、氧化镓(galliumoxide)、过氧化镓(galliumperoxide)、硫酸镓(galliumsulfate)、油酸镓(galliumoleate)、硬脂酸镓(galliumstearate)、十四烷酸镓(galliummyristate)和十六烷酸镓(galliumpalmitate),但不限于此。所述in元素的前驱体包括磷酸铟(indiumphosphate)、醋酸铟(indiumacetate)、乙酰丙酮铟(indiumacetylacetonate)、碘化铟(indiumiodide)、溴化铟(indiumbromide)、氯化铟(indiumchloride)、氟化铟(indiumfluoride)、碳酸铟(indiumcarbonate)、氰化铟(indiumcyanide)、硝酸铟(indiumnitrate)、氧化铟(indiumoxide)、过氧化铟(indiumperoxide)、硫酸铟(indiumsulfate)、油酸铟(indiumoleate)、硬脂酸铟(indiumstearate)、十四烷酸铟(indiummyristate)、十六烷酸铟(indiumpalmitate)等中的至少一种,但不限于此。

所述zn元素的前驱体包括二甲基锌(dimethylzinc)、二乙基锌(diethylzinc)、醋酸锌(zincacetate)、乙酰丙酮锌(zincacetylacetonate)、碘化锌(zinciodide)、溴化锌(zincbromide)、氯化锌(zincchloride)、氟化锌(zincfluoride)、碳酸锌(zinccarbonate)、氰化锌(zinccyanide)、硝酸锌(zincnitrate)、氧化锌(zincoxide)、过氧化锌(zincperoxide)、高氯酸锌(zincperchlorate)、硫酸锌(zincsulfate)、油酸锌(zincoleate)、硬脂酸锌(zincstearate)等中的至少一种,但不限于此。所述hg元素的前驱体包括二甲基汞(dimethylmercury)、二乙基汞(diethylmercury)、醋酸汞(mercuryacetate)、乙酰丙酮汞(mercuryacetylacetonate)、碘化汞(mercuryiodide)、溴化汞(mercurybromide)、氯化汞(mercurychloride)、氟化汞(mercuryfluoride)、碳酸汞(mercurycarbonate)、硝酸汞(mercurynitrate)、氧化汞(mercuryoxide)、高氯酸汞(mercuryperchlorate)、磷酸汞(mercuryphosphide)、硫酸汞(mercurysulfate)、油酸汞(mercuryoleate)和硬脂酸汞(mercurystearate)等中的至少一种,但不限于此。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体选自p元素的前驱体,所述第一金属前驱体选自ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或两种;向所述量子点核溶液中加入第二金属前驱体,在量子点核表面形成金属层步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体或ga元素的前驱体。

具体地,所述p元素的前驱体包括:三(三甲基硅基)磷酸盐(tris(trimethylsilyl)phosphine)或烷基膦类化合物(alkylphosphines)(例如三乙基磷(triethylphosphine)、三丁基磷(tributylphosphine)、三正辛基磷(trioctylphosphine)、三苯基膦(triphenylphosphine)和三环己基膦(tricyclohexylphosphine)),但不限于此。

具体的,所述ga元素的前驱体包括:磷酸镓(galliumphosphate)、醋酸镓(galliumacetate)、乙酰丙酮镓(galliumacetylacetonate)、碘化镓(galliumiodide)、溴化镓(galliumbromide)、氯化镓(galliumchloride)、氟化镓(galliumfluoride)、碳酸镓(galliumcarbonate)、氰化镓(galliumcyanide)、硝酸镓(galliumnitrate)、氧化镓(galliumoxide)、过氧化镓(galliumperoxide)、硫酸镓(galliumsulfate)、油酸镓(galliumoleate)、硬脂酸镓(galliumstearate)、十四烷酸镓(galliummyristate)和十六烷酸镓(galliumpalmitate),但不限于此。所述in元素的前驱体包括磷酸铟(indiumphosphate)、醋酸铟(indiumacetate)、乙酰丙酮铟(indiumacetylacetonate)、碘化铟(indiumiodide)、溴化铟(indiumbromide)、氯化铟(indiumchloride)、氟化铟(indiumfluoride)、碳酸铟(indiumcarbonate)、氰化铟(indiumcyanide)、硝酸铟(indiumnitrate)、氧化铟(indiumoxide)、过氧化铟(indiumperoxide)、硫酸铟(indiumsulfate)、油酸铟(indiumoleate)、硬脂酸铟(indiumstearate)、十四烷酸铟(indiummyristate)、十六烷酸铟(indiumpalmitate)等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述zn元素的前驱体包括:二甲基锌(dimethylzinc)、二乙基锌(diethylzinc)、醋酸锌(zincacetate)、乙酰丙酮锌(zincacetylacetonate)、碘化锌(zinciodide)、溴化锌(zincbromide)、氯化锌(zincchloride)、氟化锌(zincfluoride)、碳酸锌(zinccarbonate)、氰化锌(zinccyanide)、硝酸锌(zincnitrate)、氧化锌(zincoxide)、过氧化锌(zincperoxide)、高氯酸锌(zincperchlorate)、硫酸锌(zincsulfate)、油酸锌(zincoleate)、硬脂酸锌(zincstearate)等中的至少一种,但不限于此。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,在使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体为p元素的前驱体、s元素的前驱体和se元素前驱体;所述第一金属前驱体为iii族元素的前驱体和zn元素的前驱体,其中所述iii族元素的前驱体为in元素的前驱体,或所述iii族元素的前驱体为in元素的前驱体和ga元素的前驱体;向所述量子点核溶液中加入第二金属前驱体,在量子点核表面形成金属层步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体。

具体的,所述p元素的前驱体包括:三(三甲基硅基)磷酸盐(tris(trimethylsilyl)phosphine)或烷基膦类化合物(alkylphosphines)(例如三乙基磷(triethylphosphine)、三丁基磷(tributylphosphine)、三正辛基磷(trioctylphosphine)、三苯基膦(triphenylphosphine)和三环己基膦(tricyclohexylphosphine)),但不限于此。所述s元素的前驱体为s元素与一些有机物所形成的化合物,具体的,所述s元素的前驱体包括s-top、s-tbp、s-tpp、s-ode、s-oa、s-oda、s-toa、s-odpa、s-ola、s-oca、烷基硫醇(例如己硫醇(hexanethiol)、辛硫醇(octanethiol)、癸硫醇(decanethiol)、十二烷基硫醇(dodecanethiol)和十六烷基硫醇(hexadecanethiol))、巯丙基硅烷(mercaptopropylsilane))等中的至少一种,但不限于此。所述se元素的前驱体为se元素与一些有机物所形成的化合物,具体的,所述se元素的前驱体包括se-top、se-tbp、se-tpp、se-ode、se-oa(selenium-oleicacid)、se-oda(selenium-octadecylamine)、se-toa(selenium-trioctylamine)、se-odpa(selenium-octadecylphosphonicacid)、se-ola(selenium-oleylamine)、se-oca(selenium-octylamine)等中的至少一种,但不限于此。

具体的,所述zn元素的前驱体包括:二甲基锌(dimethylzinc)、二乙基锌(diethylzinc)、醋酸锌(zincacetate)、乙酰丙酮锌(zincacetylacetonate)、碘化锌(zinciodide)、溴化锌(zincbromide)、氯化锌(zincchloride)、氟化锌(zincfluoride)、碳酸锌(zinccarbonate)、氰化锌(zinccyanide)、硝酸锌(zincnitrate)、氧化锌(zincoxide)、过氧化锌(zincperoxide)、高氯酸锌(zincperchlorate)、硫酸锌(zincsulfate)、油酸锌(zincoleate)、硬脂酸锌(zincstearate)等中的至少一种,但不限于此。所述in元素的前驱体包括磷酸铟(indiumphosphate)、醋酸铟(indiumacetate)、乙酰丙酮铟(indiumacetylacetonate)、碘化铟(indiumiodide)、溴化铟(indiumbromide)、氯化铟(indiumchloride)、氟化铟(indiumfluoride)、碳酸铟(indiumcarbonate)、氰化铟(indiumcyanide)、硝酸铟(indiumnitrate)、氧化铟(indiumoxide)、过氧化铟(indiumperoxide)、硫酸铟(indiumsulfate)、油酸铟(indiumoleate)、硬脂酸铟(indiumstearate)、十四烷酸铟(indiummyristate)、十六烷酸铟(indiumpalmitate)等中的至少一种,但不限于此。所述ga元素的前驱体包括磷酸镓(galliumphosphate)、醋酸镓(galliumacetate)、乙酰丙酮镓(galliumacetylacetonate)、碘化镓(galliumiodide)、溴化镓(galliumbromide)、氯化镓(galliumchloride)、氟化镓(galliumfluoride)、碳酸镓(galliumcarbonate)、氰化镓(galliumcyanide)、硝酸镓(galliumnitrate)、氧化镓(galliumoxide)、过氧化镓(galliumperoxide)、硫酸镓(galliumsulfate)、油酸镓(galliumoleate)、硬脂酸镓(galliumstearate)、十四烷酸镓(galliummyristate)和十六烷酸镓(galliumpalmitate),但不限于此。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,制备得到的量子点核的粒径小于等于4nm;所述量子点核溶液中加入第二金属前驱体,在量子点核表面形成金属层的步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体或ga元素的前驱体,所述zn元素的前驱体选自碘化锌、醋酸锌和二乙基锌中的一种或多种,所述ga元素的前驱体选自碘化镓、氯化镓和醋酸镓一种或多种。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,制备得到的量子点核的粒径大于4nm;所述量子点核溶液中加入第二金属前驱体,在量子点核表面形成金属层的步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体或ga元素的前驱体,所述zn元素的前驱体选自氯化锌和/或氧化锌,所述ga元素的前驱体选自氯化镓和/或氧化镓。

在一种优选的实施方式中,所述量子点的制备方法,包括如下步骤:

在含有分散剂和溶剂的反应体系中,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液;

向所述量子点核溶液中加入第二金属前驱体,在量子点核表面形成第一金属层;

在所述第一金属层表面形成第一半导体壳层;

向所述量子点溶液中加入第二金属前驱体,在所述第一半导体壳层表面形成第二金属层;

在所述第二金属层表面形成第二半导体壳层;

其中,所述第二金属层的材料和所述第二金属前驱体均选自zn元素的前驱体、hg元素的前驱体、al元素的前驱体、ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或多种。所述第二金属层的材料和所述第二金属前驱体均选自zn元素的前驱体、hg元素的前驱体、al元素的前驱体、ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或多种,也就是说所述第二金属层和第一金属层所选用的材料范围相同。需说明的是,所述第二金属层与所述第一金属层可以选用上述材料范围中相同的材料,也可以选用上述材料范围中不同的材料。

采用本发明所述方法制备得到的量子点,在量子点核表面形成包覆所述量子点核的第一金属层,所述第一金属层能够以量子点核表面的配体为连接纽带与量子点核相键合,从而活化量子点核的表面,促进第一半导体壳层的生长反应;同时,所述金属层中的金属原子与量子点核通过上述键合形成的晶体结构,能够有效钝化量子点核表面从而减少其表面缺陷,所述晶体结构还能够有效减少量子点核与第一半导体壳层之间的晶格失配,从而提升量子点的发光效率和尺寸均匀性。进一步地,在第一半导体壳层外面形成包覆所述第一半导体壳层的第二金属层,所述第二金属层能够有效钝化第一半导体壳层表面从而减少其表面缺陷,进而增强量子点的发光效率,所述第二金属层中的金属原子还能够与第一半导体壳层以及第二半导体壳层通过上述键合形成晶体结构,所述晶体结构能够进一步地减少量子点核壳之间的晶格适配,从而进一步地提升量子点的发光效率和尺寸均匀性。

优选的,所述的量子点的制备方法,在所述第一金属层表面形成第一半导体壳层的步骤中,所述第一半导体壳层的材料选自ii-vi族半导体材料。进一步优选的,所述第一半导体壳层的ii-vi族半导体材料选自znse、zns和znses中的一种。

优选的,所述的量子点的制备方法,在所述第二金属层表面形成第二半导体壳层的步骤中,所述第二半导体壳层的材料选自ii-vi族半导体材料。进一步优选的,所述第二半导体壳层的ii-vi族半导体材料选自znse、zns和znses中的一种。也就是说,所述第一半导体壳层与所述第二半导体壳层所选用的材料范围相同。需说明的是,所述第一半导体壳层所选用的ii-vi族半导体材料与所述第二半导体壳层所选用的ii-vi族半导体材料可以相同,也可以不同。

优选的,所述的量子点的制备方法,在含有分散剂和溶剂的反应体系中,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体为v族元素的前驱体,所述第一金属前驱体为iii族元素的前驱体。具体所述v族元素的前驱体和所述iii族半导体反应前驱体的种类在上文中有详细记载,在此不再赘述。进一步优选的,所述v族元素的前驱体选自n元素的前驱体、p元素的前驱体和as元素的前驱体中的一种或多种,所述iii族元素的前驱体选自ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或两种。具体所述n元素的前驱体、p元素的前驱体、as元素的前驱体、ga元素的前驱体和in元素的前驱体的种类在上文中有详细记载,在此不再赘述。

优选的,所述的量子点的制备方法,在含有分散剂和溶剂的反应体系中,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体为v族元素的前驱体和vi族元素的前驱体,所述第一金属前驱体为iii族元素的前驱体和ii族元素的前驱体。具体所述v族元素的前驱体、vi族元素的前驱体、iii族元素的前驱体和ii族元素的前驱体的种类在上文中有详细记载,在此不再赘述。进一步优选的,所述的量子点的制备方法,所述v族元素的前驱体选自n元素的前驱体、p元素的前驱体和as元素的前驱体中的一种或多种;所述vi族元素的前驱体选自se元素的前驱体、s元素的前驱体和te元素的前驱体中的一种或多种;所述iii族元素的前驱体选自ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或两种;所述ii族元素的前驱体选自zn元素的前驱体和hg元素的前驱体中的一种或多种。前驱体的选择在上文中有详细记载,在此不再赘述。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体选自p元素的前驱体,所述第一金属前驱体选自ga元素的前驱体和in元素的前驱体中的一种或两种;在量子点核表面形成金属层的步骤中和在外壳层表面形成第一金属层的步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体或ga元素的前驱体。前驱体的选择在上文中有详细记载,在此不再赘述。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,在使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,所述非金属前驱体为p元素的前驱体、s元素的前驱体和se元素前驱体;所述第一金属前驱体为iii族元素的前驱体和zn元素的前驱体,其中所述iii族元素的前驱体为in元素的前驱体,或所述iii族元素的前驱体为in元素的前驱体和ga元素的前驱体;在量子点核表面形成金属层的步骤中和在外壳层表面形成第一金属层的步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体。前驱体的选择在上文中有详细记载,在此不再赘述。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,在含有分散剂和溶剂的反应体系中,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,制备得到的量子点核的粒径小于等于4nm;在量子点核表面形成第一金属层的步骤中和在第一外壳层表面形成第二金属层的步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体或ga元素的前驱体,所述zn元素的前驱体选自碘化锌、醋酸锌和二乙基锌中的一种或多种,所述ga元素的前驱体选自碘化镓、氯化镓和醋酸镓一种或多种。

在一种优选的实施方式中,所述的量子点的制备方法,在含有分散剂和溶剂的反应体系中,使非金属前驱体和第一金属前驱体反应形成量子点核溶液的步骤中,制备得到的量子点核的粒径大于4nm;在量子点核表面形成第一金属层的步骤中和在第一外壳层表面形成第二金属层的步骤中,所述第二金属前驱体选自zn元素的前驱体或ga元素的前驱体,所述zn元素的前驱体选自氯化锌和/或氧化锌,所述ga元素的前驱体选自氯化镓和/或氧化镓。

本发明还提供一种照明设备,其中,包括本发明所述量子点照明模组。

本发明所述照明设备可以为应急照明灯、移动照明灯、施工照明灯、工程照明灯或装饰灯中的一种。例如所述应急照明灯包括:防爆探照灯、防爆手电筒、防爆强光灯、防爆头灯等;所述移动照明灯包括:车载探照灯、遥控车载灯、强光手电筒、强光探照灯等;所述施工照明灯包括:防爆投光灯、防爆泛光灯等;所述工程照明灯包括:led泛光灯、led投光灯、防眩通路灯、高顶灯、工矿灯等;所述装饰灯包括:吊灯、吸顶灯、台灯、落地灯、天花射灯等,当然,也可以是其他用到了量子点照明模组的设备,本发明不赘述。

本发明基于量子点的光致发光性能,将所述量子点应用于固态照明领域,通过蓝光光源激发红色和绿色量子点材料形成白光光源,所形成的白光光源能够实现与自然光谱相接近,同时具有无辐射、节能等特点。

下面通过实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例inp量子点核的制备,包括以下步骤:

将0.14mmol醋酸铟、0.6mmol油酸和20g十八烯加入到100ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至250度;

往反应体系中快速注入0.1mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)和2ml十八烯的混合溶液,在250度下反应20分钟得到inp量子点核。

实施例2

本实施例inpzns量子点核的制备,包括以下步骤:

将0.18mmol氯化铟、1ml四氢呋喃、1mmol醋酸锌、0.6ml油酸和9ml十八烯加入到100ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至280度;

往反应体系中快速注入0.06mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.4mmol硫、0.5ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在280度下反应得到inpzns量子点核。

根据反应时间的不同可以获得不同发光波长和发光强度的inpzns量子点核,例如:反应20秒时获得的inpzns量子点核的发光波长为504nm,发光效率~5%;反应5分钟时获得的inpzns量子点核的发光波长为512nm,发光效率~25%;反应60分钟时获得的inpzns量子点核的发光波长为527nm,发光效率~30%。

实施例3

本实施例inpznse量子点核的制备,包括以下步骤:

将0.16mmol氯化铟、1ml四氢呋喃、1mmol醋酸锌、0.6ml油酸和9ml十八烯加入到100ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.12mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.02mmol硒、0.5ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应得到inpznse量子点核。

根据反应时间的不同可以获得不同发光波长和发光强度的inpznse量子点核,例如:反应20秒时获得的inpznse量子点核的发光波长为503nm,发光效率~8%。

实施例4

本实施例ingapznse量子点核的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、1mmol醋酸锌、0.34mmol氯化镓、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.01mmol硒、0.2ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应得到ingapznse量子点核。

根据反应时间的不同可以获得不同发光波长和发光强度的ingapznse量子点核,例如:反应20秒时获得的ingapznse量子点核的发光波长为524nm,发光效率~7%。

实施例5

本实施例ingapznses量子点核的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、1mmol醋酸锌、0.17mmol氯化镓、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.01mmol硒、0.4mmol叔十二烷基硫醇、0.2ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应得到ingapznses量子点核。

根据反应时间的不同可以获得不同发光波长和发光强度的ingapznses量子点核,进一步的,叔十二烷基硫醇的高反应活性可以大大抑制核的生长因此能够获得较短发光波长的核;例如:反应20秒时获得的ingapznses量子点核的发光波长为480nm,发光效率~4%。

实施例6

(无金属活化层的对比实施例)inp/znses量子点的制备,包括以下步骤:

将0.16mmol氯化铟、1ml四氢呋喃、0.5ml油酸和8ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至280度;

往反应体系中快速注入0.06mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.5ml十八烯的混合溶液,并在280度下反应20秒得到inp量子点核;

将0.04mmolse-top前驱物、1.2mmol十二烷基硫醇、2mmol油酸锌在30分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到inp/znses量子点,其发光波长为551nm,发光峰宽度为98nm,发光效率~5%。

实施例7

本实施例inp/zn/znses量子点的制备,包括以下步骤:

将0.16mmol氯化铟、1ml四氢呋喃、0.2mmol醋酸锌、1.0ml油酸和8ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至280度;

往反应体系中快速注入0.06mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.5ml十八烯的混合溶液,并在280度下反应5秒得到inp量子点核;

将1.0mmol醋酸锌和1ml油酸反应生成的油酸锌前驱物在280度下快速注入到反应体系中并反应30分钟;

将0.04mmolse-top前驱物、1.2mmol十二烷基硫醇、2mmol油酸锌在30分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到inp/zn/znses量子点,其发光波长为526nm,发光峰宽度为66nm,发光效率~65%。

实施例8

本实施例inpznse/zn/znses量子点的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、1mmol醋酸锌、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.02mmol硒、0.2ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应20秒得到inpznse量子点核;

将1mmol油酸锌注入到反应体系中,并在300度下反应60分钟;

将0.24mmolse-top前驱物和1mmol油酸锌在60分钟内匀速注入到反应体系中;

将1.2mmol十二烷基硫醇在15分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到inpznse/zn/znses量子点,其发光波长为607nm,发光峰宽度为85nm,发光效率~35%。

实施例9

本实施例inpzns/zn/znses量子点的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、1mmol氯化锌、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.4mmol硫、0.2ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在280度下反应20秒得到inpzns量子点核;

将1mmol油酸锌注入到反应体系中,并在300度下反应60分钟;

将0.24mmolse-top前驱物和1mmol油酸锌在60分钟内匀速注入到反应体系中;

将1.2mmol十二烷基硫醇在15分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到inpznse/zn/znses量子点,其发光波长为590nm,发光峰宽度为68nm,发光效率~46%。

实施例10

本实施例ingapznse/zn/znses量子点的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、0.8mmol醋酸锌、0.17mmol氯化镓、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.02mmol硒、0.2ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应20秒得到ingapznse量子点核;

将1mmol油酸锌注入到反应体系中,并在300度下反应60分钟;

将0.24mmolse-top前驱物和1mmol油酸锌在60分钟内匀速注入到反应体系中;

将1.2mmol十二烷基硫醇在15分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到ingapznse/zn/znses量子点,其发光波长为622nm,发光峰宽度为69nm,发光效率~60%。

实施例11

本实施例ingapznses/zn/zns量子点的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、1.0mmol碘化锌、0.17mmol氯化镓、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.02mmol硒、0.8mmol叔十二烷基硫醇(t-ddt)、2.0ml辛胺和0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应20秒得到ingapznses量子点核;

在300度下,将2mmol油酸锌在40分钟内连续注入到反应体系中;

将1.2mmol十二烷基硫醇和1mmol油酸锌在20分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到ingapznses/zn/zns量子点,其发光波长为466nm,发光峰宽度为65nm,发光效率~40%。

实施例12

本实施例ingap/ga/zns量子点的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、0.5mmol醋酸锌、0.17mmol氯化镓、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中,并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应20秒得到ingap量子点核;

将0.17mmol氯化镓、1ml十八烯注入到反应体系中,并在300度下反应10分钟;

将1.2mmol十二烷基硫醇、2mmol油酸锌在30分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到ingap/ga/zns量子点,其发光波长为605nm,发光峰宽度为62nm,发光效率~60%。

实施例13

本实施例inp/zn/znse/zn/zns量子点的制备,包括以下步骤:

将0.16mmol氯化铟、1ml四氢呋喃、0.2mmol醋酸锌、1.0ml油酸和8ml十八烯加入到50ml三口瓶中并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水和氧;

将反应体系通满氩气后升温至280度;

往反应体系中快速注入0.06mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.5ml十八烯的混合溶液,并在280度下反应5秒得到inp量子点核;

将1.0mmol醋酸锌和1ml油酸反应生成的油酸锌前驱物在280度下快速注入到反应体系中并反应30分钟;

将0.04mmolse-top前驱物、0.2mmol油酸锌在20分钟内匀速注入到反应体系中;

将0.5mmol油酸锌一次性注入到反应体系中并反应30分钟;

将1.2mmol十二烷基硫醇、1.5mmol油酸锌在30分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到inp/zn/znse/zn/zns量子点,发光波长为521nm,发光峰宽度为63nm,发光效率为66%。

实施例14

本实施例ingapznse/zn/znse/zn/zns量子点的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、0.8mmol醋酸锌、0.17mmol氯化镓、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.02mmol硒、0.2ml三辛基膦(top)和0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应20秒得到ingapznse量子点核;

将1mmol油酸锌注入到反应体系中,并在300度下反应60分钟;

将0.24mmolse-top前驱物和1mmol油酸锌在60分钟内匀速注入到反应体系中;

将0.5mmol油酸锌一次性注入到反应体系中并反应30分钟;

将1.2mmol十二烷基硫醇、1.5mmol油酸锌在15分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到ingapznse/zn/znse/zn/zns量子点,发光波长为615nm,发光峰宽度为65nm,发光效率为62%。

实施例15

本实施例ingap/ga/znse/zn/zns量子点的制备,包括以下步骤:

将0.24mmol醋酸铟、0.5mmol醋酸锌、0.17mmol氯化镓、2.8ml油酸和4ml十八烯加入到50ml三口瓶中并在150度下排气30分钟以除去反应体系中的水氧;

将反应体系通满氩气后升温至300度;

往反应体系中快速注入0.19mmolp(tms)3(三-三甲基硅基磷)、0.5ml十八烯的混合溶液,并在300度下反应20秒得到ingap量子点核;

将0.17mmol氯化镓、1ml十八烯注入到反应体系中,并在300度下反应10分钟;

将0.12mmolse-top前驱物和1mmol油酸锌在30分钟内匀速注入到反应体系中;

将0.5mmol油酸锌一次性注入到反应体系中并反应30分钟;

将1.2mmol十二烷基硫醇、1.5mmol油酸锌在30分钟内匀速注入到反应体系中;

反应结束后自然降温得到ingap/ga/znse/zn/zns量子点,发光波长为600nm,发光峰宽度为60nm,发光效率为60%。

综上所述,本发明提供的一种量子点照明模组。本发明提供了一种具有金属层的半导体核壳量子点作为量子点照明模组中的量子点发光材料;所述金属层能够有效地钝化量子点核表面从而减少表面缺陷,进而增强量子点的发光效率;同时,所述金属层还能够有效地减小核壳之间的晶格失配,从而进一步提升量子点的发光效率和尺寸均匀性;所述量子点由于具有更高效的量子点材料发光效率,通过蓝光光源激发红色和绿色量子点材料形成白光光源,可有效提高照明设备的光学性能,并且所述白光光源能够实现与自然光谱相接近,同时具有无辐射、节能等特点。进一步地,本发明所述量子点膜片采用结构、组分特制的量子点材料,可以在背光源的照射下激发出白色光源,从而可有效提高照明设备的光学性能。

应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1