本發明涉及量子點膜技術領域,尤其涉及一種量子點固態膜及其制備方法與QLED器件。
背景技術:
量子點技術從發展至今,已經有很多成熟的技術來制備各種量子點薄膜,具體有關量子點固態膜的制備與修飾有很多手段,其處理的目的各有不同,有些是改變量子點固態膜與上下層界面之間的能級匹配,有些是改變量子點固態膜中量子點與量子點之間的電荷傳輸以及相互作用;實現這些目的得一個重要手段就是交聯技術。
然而針對現有量子點交聯技術,很多交聯方法都是用于量子點固態膜與量子點器件上下層之間的交聯,其屬于界面交聯,采用的交聯分子一般具有兩種不同官能團的有機小分子,以有效的實現兩種不同物質的連接。對于量子點固態膜的量子點與量子點之間的交聯是采用上述類似的方法,利用帶有兩個相同官能團的有機小分子進行交聯,然而這種交聯方式得到的量子點固態膜不能去除量子點表面原有的有機配體,從而影響量子點膜的電荷傳導以及后續的器件性能,且這種量子點之間的交聯對量子點的量子限域效應也有影響。
因此,現有技術還有待于改進和發展。
技術實現要素:
鑒于上述現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種量子點固態膜及其制備方法與QLED器件,旨在解決現有交聯方法到的量子點固態膜不能去除量子點表面原有的有機配體,從而影響量子點膜的電荷傳導以及后續的器件性能,且對量子點的量子限域效應也有影響的問題。
本發明的技術方案如下:
一種量子點固態膜的制備方法,其中,包括:
步驟A、首先將含有配體的量子點制成量子點固態膜;
步驟B、然后將量子點固態膜置于無機鹽溶液中1s~10min后取出;
步驟C、隨后用與無機鹽溶液相同的溶劑清洗量子點固態膜,得到不含配體的量子點固態膜。
所述的量子點固態膜的制備方法,其中,所述步驟B中,所述無機鹽溶液是無機鹽溶解在溶劑中配制而成的,所述無機鹽為硫化胺、硒化胺、硫化鈉、硫化鎂、硫化銅、硫化鐵中的一種。
所述的量子點固態膜的制備方法,其中,所述溶劑為去離子水、甲醇、乙醇中的一種。
所述的量子點固態膜的制備方法,其中,所述量子點為油溶性量子點。
所述的量子點固態膜的制備方法,其中,所述油溶性量子點包含量子點和量子點表面的油溶性配體,所述量子點為二元相量子點、三元相量子點、四元相量子點中的一種,所述油溶性配體為油酸、油胺、三辛基磷、三辛基氧磷中的一種。
所述的量子點固態膜的制備方法,其中,所述二元相量子點為CdS、CdSe、CdTe、InP、AgS、PbS、PbSe、HgS中的一種。
所述的量子點固態膜的制備方法,其中,所述三元相量子點為ZnXCd1-XS、CuXIn1-XS、ZnXCd1-XSe、ZnXSe1-XS、ZnXCd1-XTe、PbSeXS1-X中的一種。
所述的量子點固態膜的制備方法,其中,所述四元相量子點為ZnXCd1-XS/ZnSe、CuXIn1-XS/ZnS、ZnXCd1-XSe/ZnS、CuInSeS、ZnXCd1-XTe/ZnS、PbSeXS1-X/ZnS中的一種。
一種量子點固態膜,其中,所述量子點固態膜采用如上任一所述的量子點固態膜的制備方法制備而成。
一種QLED器件,其中,所述QLED器件的量子點發光層包括如上所述的量子點固態膜。
有益效果:本發明利用無機鹽對量子點固態膜進行交聯,不僅能有效去除量子點表面的原有有機配體,而且不影響量子點的量子限域效應。
附圖說明
圖1為本發明一種量子點固態膜的制備方法較佳實施例的流程圖。
具體實施方式
本發明提供一種量子點固態膜及其制備方法與QLED器件,為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確,以下對本發明進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。
圖1為本發明的一種量子點固態膜的制備方法較佳實施例的流程圖,如圖所示,其中,包括:
步驟S100、首先將含有配體的量子點制成量子點固態膜;
上述步驟S100具體為,將含有配體的量子點溶解在有機溶劑中,得到量子點溶液。然后將量子點溶液通過溶液法制成量子點固態膜,例如通過旋涂法甩膜形成一定厚度的量子點固態膜。
具體地,本發明所述量子點為油溶性量子點,所述油溶性量子點包含量子點和量子點表面的油溶性配體,所述量子點可以為二元相量子點、三元相量子點、四元相量子點中的一種。例如,所述二元相量子點可以為CdS、CdSe、CdTe、InP、AgS、PbS、PbSe、HgS等中的一種,所述三元相量子點可以為ZnXCd1-XS、CuXIn1-XS、ZnXCd1-XSe、ZnXSe1-XS、ZnXCd1-XTe、PbSeXS1-X等中的一種,所述四元相量子點可以為ZnXCd1-XS/ZnSe、CuXIn1-XS/ZnS、ZnXCd1-XSe/ZnS、CuInSeS、ZnXCd1-XTe/ZnS、PbSeXS1-X/ZnS等中的一種。所述油溶性配體可以為油酸(OA)、油胺(OAm)、三辛基磷(TOP)、三辛基氧磷(TOPO)等中的一種。
步驟S200、然后將量子點固態膜置于無機鹽溶液中1s~10min后取出;
上述步驟S200具體為,將量子點固態膜浸泡在無機鹽溶液中數分鐘,例如浸泡1s~10min后取出。本發明所述無機鹽溶液是無機鹽溶解在溶劑中配制而成的,所述無機鹽可以為硫化胺{(NH4)2S}、硒化胺{(NH4)2Se}、硫化鈉(Na2S)、硫化鎂(MgS)、硫化銅(CuS)、硫化鐵(Fe2S3)等中的一種,所述溶劑可以為去離子水(H2O)、甲醇(Methanol)、乙醇(Ethanol)等中的一種。優選的無機鹽溶液為硫化胺水溶液。
步驟S300、隨后用與無機鹽溶液相同的溶劑清洗量子點固態膜,得到不含配體的量子點固態膜。
上述步驟S300具體為,隨后用與無機鹽溶液相同的溶劑清洗量子點固態膜,例如無機鹽溶液為硫化胺水溶液時,利用去離子水對量子點固態膜進行甩膜清洗,清除量子點表面被除掉的有機鹽類分子,從而實現無配體量子點固態膜之間的交聯。
利用本發明方法對量子點固態膜進行交聯,不僅能有效去除量子點表面的原有有機配體,而且能有效的使量子點表面的金屬(如:Cd)與非金屬(如:S)通過化學鍵的形式組裝在一起,實現固態膜中量子點之間的交聯。本發明交聯方法實現了無配體量子點固態膜之間的交聯,而且不影響量子點的量子限域效應。
本發明還提供一種量子點固態膜,其中,所述量子點固態膜采用如上任一所述的量子點固態膜的制備方法制備而成。本發明利用無機鹽對量子點固態膜進行交聯,不僅能有效去除量子點表面的原有有機配體,實現無配體量子點固態膜之間的交聯,而且不影響量子點的量子限域效應。
本發明還提供一種QLED器件(量子點發光二極管),其中,所述QLED器件的量子點發光層包括如上所述的量子點固態膜。本發明制備的量子點固態膜更有利于QLED器件中電子與空穴的復合發光,從而進一步提高QLED器件的發光效率。
下面通過實施例對本發明進行詳細說明。
1、油溶性紅色量子點CdSe/ZnS的制備:
1)、油酸鎘{Cd(OA)2}與油酸鋅{Zn(OA) 2}前軀體的制備:
取0.8mmol的氧化鎘(CdO)、6mmol的醋酸鋅{Zn(Ac)2}、8ml的油酸(OA)、15ml的十八烯(ODE)加入到三口燒瓶中,先常溫排氣10min后,加熱到170℃排氣60min,然后維持在170℃。
2)、硒(Se)前軀體的制備:
稱取4mmol的Se粉加入到4ml的三辛基氧磷(TOP)中,加熱到170℃維持30min,然后降溫到140℃。
3)、硫(S)前軀體的制備:
稱取4mmol的S粉加入到6ml的三辛基氧磷(TOP)中,加熱到170℃維持30min,然后降溫到140℃。
4)、將1)中燒瓶內的混合液溫度升高到300℃后,取2ml的硒(Se)前軀體快速注入到燒瓶內反應10min,然后再次在3)中抽取2ml的硫(S)前軀體注入到反應混合液中反應30min,待混合液溫度冷卻至室溫后,通過離心分離、清洗、并做干燥處理,得到油溶性紅色量子點CdSe/ZnS,其表面的配體是油酸(OA)。
2、紅色量子點固態膜的制備:
1)、一定濃度的量子點溶液的制備:
稱取上述90mg油溶性紅色量子點CdSe/ZnS 溶解在6ml的甲苯溶液中,得到15mg/ml的紅色量子點溶液。
2)、紅色量子點固態膜的制備:
取一片干凈的玻璃片放置在旋涂機上,然后再利用移液槍抽取100微升的上述1)中量子點溶液,采用1000rpm /30s的轉速旋涂在干凈的玻璃片上,得到紅色量子點固態膜。
3)、無配體交聯的紅色量子點固態膜的制備如下:
硫化銨水溶液的制備:
稱取100mg的硫化銨{(NH4)2S },常溫溶解在5ml的去離子水中,備用。
將上述2)中紅色量子點固態膜浸泡在硫化銨水溶液中,1min后取出量子點固態膜,再將量子點固態膜浸泡在去離子水中30s后,取出量子點固態膜,同樣的步驟重復兩次;最終得到量子點表面無配體的量子點固態膜,量子點與量子點之間的交聯是依靠硫原子(S)與量子點表面的金屬原子鋅(Zn)以離子鍵的形式結合組裝在一起的。
綜上所述,本發明提供的一種量子點固態膜及其制備方法與QLED器件。本發明利用無機鹽對量子點固態膜進行交聯,不僅能有效去除量子點表面的原有有機配體,而且能有效的使量子點表面的金屬(如:Cd)與非金屬(如:S)通過化學鍵的形式組裝在一起,實現固態膜中量子點之間的交聯。本發明交聯方法實現了無配體量子點固態膜之間的交聯,而且不影響量子點的量子限域效應。另外,本發明方法操作簡單,易于重復,實現成本較低。
應當理解的是,本發明的應用不限于上述的舉例,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。