量子点材料及其制备方法、量子点发光二极管与流程

本申请涉及显示，具体涉及一种量子点材料及其制备方法、量子点发光二极管。

背景技术：

1、量子点(quantum dots，qds)材料又称半导体纳米晶，是一种三维尺寸在2-10nm范围内的特殊纳米材料，具有明显的量子效应。量子点发光二极管显示器(quantum dotslight emitting doide display，qled)是基于有机发光显示器的基础发展起来的一种新型显示技术。相比于有机发光二极管显示器件 (organic light emitting display，oled)，qled具有发光峰窄、色彩饱和度高、色域宽等优点。

2、当前，量子点材料普遍通过核壳结构提升激子的束缚能力，在理想条件下，宽带隙的壳层材料可以有效地将激子束缚在核内，防止激子离域至量子点表面。在量子点材料研究和实践过程中，由于量子点材料粒径小，量子点材料表面存在大量的阳离子悬挂键，悬挂键作为一种缺陷，容易改变壳层材料的能级结构，降低壳层对激子的束缚能力，在量子点材料发光过程中，激子容易离域至量子点表面，并被缺陷捕获，影响材料的量子效率，并导致量子点材料迅速淬灭。为了解决这一技术问题，目前主要采用量子点材料与配体配位的方式来钝化量子点表面的缺陷，对量子点材料进行保护。虽然配体钝化缺陷可以有效地提升量子点材料的稳定性，但是，在量子点发光二极管内部，量子点层与纳米金属氧化电子传输层(如zno)之间的接触，将使得传输层材料具有良好的光催化性能，因此在器件工作时，容易将量子点材料表面的有机配体氧化，导致量子点材料淬灭，从而影响器件的光电性能。综上，采用配体来钝化量子点材料表面阳离子悬挂键对量子点材料的器件稳定性提升效果不佳，亟待一种新的量子点材料来提升量子点器件的稳定性。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种最外层壳层掺杂亚铜离子的量子点材料，该核壳结构的量子点材料的最外层壳层掺杂了亚铜离子，可以改善现有技术中量子点材料表面存在大量阳离子悬挂键的缺陷，以降低量子点材料表面缺陷钝化时对配体的依赖。

2、本申请实施例的另一目的在于提供一种量子点材料的制备方法，以获得对配体依赖较低的量子点材料。

3、本申请实施例的再一目的在于提供包括上述量子点材料的量子点发光二极管。

4、第一方面，本申请实施例提供一种量子点材料，所述量子点材料具有核壳结构，所述核壳结构包括内核和至少一层包覆所述内核的壳层，最外层所述壳层掺杂有亚铜离子。

5、可选的，在本申请一些实施例中，最外层所述壳层中掺杂的亚铜离子的占比为1～5％。

6、可选的，在本申请一些实施例中，所述量子点材料的核壳结构选自于 cds/zns、cdzns/zns、cdznse/znse/zns、cdznse/znse/cdzns、 znsete/znse/zns、znste/znse/zns、znsete/zns、cdznses/znse/zns、 cdznse/zns、cdznse/cds、cdznse/znse/zns、znsete/znse/zns、znsete/zns、 cdznses/znse、cdznses/zns、cdse/zns、cdznse/cdznse/zns、cdznse/cdznse/znse/zns中任一种。

7、第二方面，本申请实施例还提供一种量子点材料的制备方法，所述量子点材料的制备方法包括以下步骤：

8、提供阳离子前体溶液、第一阴离子前体溶液、第二阴离子前体溶液和含有亚铜离子的亚铜离子溶液；其中，所述第一阴离子前体溶液的溶质选自于via 族元素的单质、via族元素的化合物中的一种或多种；所述第二阴离子前体溶液的溶质选自于via族元素的单质、via族元素的化合物中的一种或多种；

9、利用所述阳离子前体溶液和所述第一阴离子前体溶液进行成核反应，得到量子点核溶液；

10、利用所述量子点核溶液、所述第二阴离子前体溶液和所述亚铜离子溶液进行壳层生长，得到量子点材料。

11、可选的，在本申请一些实施例中，当制备具有多层所述壳层的量子点材料时，利用所述量子点核溶液、所述第二阴离子前体溶液和所述亚铜离子溶液进行壳层生长包括：

12、在250～315℃的温度下，将所述第二阴离子前体溶液分批次与所述量子点核溶液混合，所述亚铜离子溶液随着最后批次的所述第二阴离子前体溶液与所述量子点核溶液混合，进行壳层生长。

13、可选的，在本申请一些实施例中，所述亚铜离子溶液随着最后批次的所述第二阴离子前体溶液与所述量子点核溶液混合时，所述亚铜离子溶液和最后批次的所述第二阴离子前体溶液分别在15min～180min内匀速注入所述量子点核溶液。

14、可选的，在本申请一些实施例中，所述亚铜离子与最后批次的所述第二阴离子前体溶液中溶质的摩尔比为1～5：100。

15、可选的，在本申请一些实施例中，当制备具有一层所述壳层的量子点材料时，利用所述量子点核溶液、所述第二阴离子前体溶液和所述亚铜离子溶液进行壳层生长包括：

16、在250～315℃的温度下，将所述第二阴离子前体溶液、所述亚铜离子溶液匀速与所述量子点核溶液混合，进行壳层生长。

17、可选的，在本申请一些实施例中，利用所述阳离子前体溶液和所述第一阴离子前体溶液进行成核反应包括：

18、在250～315℃的温度下，将所述阳离子前体溶液与所述第一阴离子前体溶液混合，恒温熟化。

19、第三方面，本申请实施例还提供一种量子点发光二极管，包括叠层设置的阴极和阳极，以及设置在阴极和阳极之间的量子点发光层；量子点发光层的材料具有核壳结构，核壳结构包括内核和包覆内核的至少一层壳层，最外层的壳层掺杂有亚铜离子。

20、本申请提供了一种核壳结构地量子点材料，该量子点材料的最外层壳层中掺杂+1价态的亚铜离子，使量子点材料表面存在较少的阳离子悬挂键，进而使量子点材料的缺陷密度变少，相较于现有的量子点材料该量子点材料对配体的依赖较低；具有更好的量子效率及光电稳定性。

21、本申请还提供了一种量子点材料的制备方法，在制备过程中加入亚铜离子溶液，以得到一种表面阳离子悬挂键较少、对配体依赖较低的核壳结构量子点材料。

22、本申请还提供了一种量子点发光二极管，采用上述最外层壳层掺杂有亚铜离子的量子点材料作为量子点复合发光层的材料，利用最外层壳层亚铜离子的微量掺杂，促进器件内部的空穴注入，优化器件内部的载流子平衡，提高qled 的量子效率。

技术特征：

1.一种量子点材料，其特征在于：所述量子点材料具有核壳结构，所述核壳结构包括内核和至少一层包覆所述内核的壳层，最外层所述壳层掺杂有亚铜离子。

2.根据权利要求1所述的量子点材料，其特征在于，最外层所述壳层中掺杂的亚铜离子的占比为1～5％。

3.根据权利要求1所述的量子点材料，其特征在于，所述量子点材料的核壳结构选自于cds/zns、cdzns/zns、cdznse/znse/zns、cdznse/znse/cdzns、znsete/znse/zns、znste/znse/zns、znsete/zns、cdznses/znse/zns、cdznse/zns、cdznse/cds、cdznse/znse/zns、znsete/znse/zns、znsete/zns、cdznses/znse、cdznses/zns、cdse/zns、cdznse/cdznse/zns、cdznse/cdznse/znse/zns中任一种。

4.一种量子点材料的制备方法，其特征在于，所述量子点材料的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的量子点材料的制备方法，其特征在于，当制备具有多层所述壳层的量子点材料时，利用所述量子点核溶液、所述第二阴离子前体溶液和所述亚铜离子溶液进行壳层生长包括：

6.根据权利要求5所述的量子点材料的制备方法，其特征在于，所述亚铜离子溶液随着最后批次的所述第二阴离子前体溶液与所述量子点核溶液混合时，所述亚铜离子溶液和最后批次的所述第二阴离子前体溶液分别在15min～180min内匀速注入所述量子点核溶液。

7.根据权利要求5所述的量子点材料的制备方法，其特征在于，所述亚铜离子与最后批次的所述第二阴离子前体溶液中溶质的摩尔比为1～5：100。

8.根据权利要求4所述的量子点材料的制备方法，其特征在于，当制备具有一层所述壳层的量子点材料时，利用所述量子点核溶液、所述第二阴离子前体溶液和所述亚铜离子溶液进行壳层生长包括：

9.根据权利要求4所述的量子点材料的制备方法，其特征在于，利用所述阳离子前体溶液和所述第一阴离子前体溶液进行成核反应包括：

10.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括叠层设置的阴极和阳极，以及设置在阴极和阳极之间的量子点发光层；所述量子点发光层的材料选自于权利要求1～3任一项所述的量子点材料，或权利要求4～9任一项所制备的量子点材料。

技术总结
本申请公开了一种量子点材料及其制备方法、量子点发光二极管，涉及显示技术领域，量子点材料为核壳结构，核壳结构包括内核和至少一层包覆内核的壳层，最外层壳层掺杂有亚铜离子；本申请还公开了该量子点材料的制备方法和采用该量子点材料制备量子点发光层的量子点发光二极管。本申请在核壳结构的量子点材料外壳层掺杂一定量的亚铜离子，可以改善现有技术中量子点材料在制备过程中存在大量阳离子悬挂键进而影响量子点材料的量子效率及光电稳定性的缺陷。

技术研发人员：丘洁龙,闫晓林
受保护的技术使用者：TCL科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13