CN106229426A

CN106229426A - 一种胶链量子点薄膜的方法与量子点薄膜

Info

Publication number: CN106229426A
Application number: CN201610827641.3A
Authority: CN
Inventors: 向超宇; 曾世荣
Original assignee: TCL Corp
Current assignee: TCL Corp
Priority date: 2016-09-18
Filing date: 2016-09-18
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2036-09-18
Also published as: WO2018049948A1; CN106229426B

Abstract

本发明公开一种胶链量子点薄膜的方法与量子点薄膜，其中，方法包括步骤：将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜，成膜后量子点薄膜中的溶剂挥发，形成只有量子点的量子点薄膜；将量子点薄膜放入真空等离子体发生腔体;在真空等离子体发生腔体内通入H₂，随后H₂转变成H等离子，通过H等离子胶链量子点薄膜。本发明采用HHIC胶链量子点薄膜，并改进了其工艺，使量子点薄膜有更好的抗溶剂和机械力的作用。本发明HHIC胶链量子点薄膜的方法耗时短，条件要求低，对反应物没有特殊要求。而且不会产生新的物质。另外，本发明经过HHIC胶链的薄膜在稳定性上优于传统加热胶链的薄膜，并且其电学性质没有变化。HHIC能够扩大溶液法的应用和选材范围。

Description

一种胶链量子点薄膜的方法与量子点薄膜

技术领域

本发明涉及量子点领域，尤其涉及一种胶链量子点薄膜的方法与量子点薄膜。

背景技术

胶体（Colloid）量子点是基于液相分布的纳米材料体系。胶体量子点通过不同的制备工艺（旋涂，打印，转印，涂布等），制备量子点多层或单层薄膜。由于胶体量子点体系中，量子点分散在溶剂中，成膜后溶剂挥发，形成只有量子点堆积的固体薄膜。量子点之间以微弱的范德华力链接，在外界作用下（机械力，溶剂等），薄膜形态不能保持。因此胶体量子点的应用受到很大限制。例如在QLED的制备过程中，由于量子点无法胶链，可能被量子点层之上的制备过程用的溶剂冲走，因此限制了QLED的制备工艺和材料选择，从而制约了QLED的性质和应用。

目前量子点胶链的解决方案主要运用化学方法，即在量子点制备过程中添加化学胶链基团，成膜后通过热处理或者光处理，使胶链基团反应，从而胶链量子点薄膜。此方法的问题是胶链基团通常是化学活性很强的基团，它们的存在能够影响量子点的性质，如发光效率，电子迁移率等。其次在胶链过程中产生副产物，这些副产物作为杂质很难从量子点薄膜中去除。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种胶链量子点薄膜的方法与量子点薄膜，旨在解决现有技术的量子点胶链方法影响量子点性能、副产物多的问题。

本发明的技术方案如下：

一种胶链量子点薄膜的方法，其中，包括步骤：

A、将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜，成膜后将量子点薄膜中的溶剂挥发，形成只有量子点的量子点薄膜；

B、将量子点薄膜放入真空等离子体发生腔体;

C、在真空等离子体发生腔体内通入H₂，并使通入的H₂转变成H等离子，通过H等离子胶链量子点薄膜。

所述的胶链量子点薄膜的方法，其中，步骤A中，通过旋涂、打印、转印或涂布的方式，将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜。

所述的胶链量子点薄膜的方法，其中，步骤A中，溶剂自然挥发或通过加热方式挥发。

所述的胶链量子点薄膜的方法，其中，步骤C中，量子点薄膜的胶链时间为1~500s。

所述的胶链量子点薄膜的方法，其中，量子点薄膜的胶链时间为10~20s。

所述的胶链量子点薄膜的方法，其中，步骤C中，通过调控H等离子的强度控制量子点薄膜的胶链速率。

所述的胶链量子点薄膜的方法，其中，步骤C中，H等离子的强度由H₂的气压调控，胶链时控制H₂的气压为0.5~300mtorr。

所述的胶链量子点薄膜的方法，其中，胶链时控制H₂的气压为1~1.4mtorr。

一种量子点薄膜，其中，采用如上任一所述的胶链量子点薄膜的方法胶链而成。

有益效果：本发明采用HHIC胶链量子点薄膜的方法，其耗时短，条件要求低，对反应物没有特殊要求，而且不会产生新的物质。另外，本发明经过HHIC胶链的薄膜在稳定性上优于传统加热胶链的薄膜，并且其电学性质没有变化，能够扩大溶液法的应用和选材范围。附图说明

图1为本发明的一种胶链量子点薄膜的方法较佳实施例的流程图。

图2为相对厚度和反应时间的关系示意图。

图3为胶链速率和H等离子的强度的关系示意图。

图4是未胶链量子点薄膜擦拭前和未胶链量子点薄膜擦拭后的荧光光谱对比图。

图5为胶链量子点薄膜擦拭前和胶链量子点薄膜擦拭后的荧光光谱对比图。

具体实施方式

本发明提供一种胶链量子点薄膜的方法与量子点薄膜，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。

图1为本发明的一种胶链量子点薄膜的方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：

S100、将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜，成膜后将量子点薄膜中的溶剂挥发，形成只有量子点的量子点薄膜；

步骤S100中，通过旋涂、打印、转印或涂布等方式，将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜。胶体量子点是量子点分散在溶剂中配制而成的，成膜后溶剂自然挥发或通过加热的方式挥发，形成只有量子点堆积的量子点薄膜。

S200、将量子点薄膜放入真空等离子体发生腔体;

S300、在真空等离子体发生腔体内通入H₂，并使通入的H₂转变成H等离子，通过H等离子胶链量子点薄膜。

HHIC技术是通过H₂作为起始反应剂，并使通入的H₂转变成H等离子，然后以适合能量的H等离子打开C-C，C-H，C-O等化学键。之后这些打开的化学键重新接合，从而把化学物质胶链在一起。本发明HHIC胶链量子点薄膜的方法，其耗时短（几秒钟），条件要求低（室温），对反应物没有特殊要求。而且不会产生新的物质。另外，本发明经过HHIC胶链的量子点薄膜在稳定性上优于传统加热胶链的量子点薄膜，并且其电学性质没有变化，能够扩大溶液法的应用和选材范围。

除了采用HHIC胶链量子点薄膜方法外，本发明还对量子点薄膜的胶链工艺进行了改进。本发明量子点薄膜胶链的厚度与胶链时间和H等离子的强度有关。本发明量子点薄膜的胶链时间优选为1~500s。图2显示了在一定条件下，通过模拟得到的相对厚度（即相对胶链厚度）和胶链时间的关系。胶链反应开始集中于量子点薄膜的表面，量子点薄膜表面的活性自由基会很多，因此相对厚度随着胶链时间的增加而增加。反应一段时间后，量子点薄膜基本被胶链，相对厚度不在变化。更优选地，量子点薄膜的胶链时间为10~20s，例如，量子点薄膜的胶链时间为15s或18s。

本发明胶链量子点薄膜时，胶链速率与H等离子的强度有关，而该H等离子的强度由氢气的气压调控。随着H等离子的强度降低，胶链速率减慢；随着H等离子的强度增高，胶链速率加快。优选地，本发明胶链时，控制H₂的气压为0.5~300mtorr。更优选地，本发明胶链时控制氢气的气压为0.5~1.4mtorr（如1mtorr或1.24mtorr）。这是因为在氢气的气压小于特定强度下，如图3所示的氢气的气压小于0.5mtorr下，H等离子的强度太低，胶链速率很慢。氢气的气压超过特定强度，如图3所示的氢气的气压大于0.5mtorr下，H等离子的强度太高，胶链速率迅速增加。不考虑薄膜有限厚度的情况下，胶链速率持续增大。实际情况中，过大的氢气气压下，等离子电流增大，造成不稳定。因此，本发明胶链时控制氢气的气压为0.5~1.4mtorr。

图4是未胶链量子点薄膜擦拭前和未胶链量子点薄膜擦拭后的荧光光谱对比图，图5为胶链量子点薄膜擦拭前和胶链量子点薄膜擦拭后的荧光光谱对比图。量子点成膜后，应用沾有量子点溶剂的棉签擦拭量子点薄膜。棉签擦拭有机械力和溶剂的作用。如图4所示，未胶链量子点薄膜在擦拭后完全移除，没有荧光信号。如图5所示，胶链量子点薄膜在擦拭后，仍有荧光信号，这是因为胶链量子点薄膜有效抵挡机械力和溶剂的作用。

本发明还提供一种量子点薄膜，其采用如上任一所述的胶链量子点薄膜的方法胶链而成。通过HHIC胶链的量子点薄膜，具有更好的抗溶剂和抗机械损耗性能。且经过HHIC胶链的量子点薄膜在稳定性上优于传统加热胶链的量子点薄膜。

下面通过实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

配置10mg/ml 的量子点溶液QD1，在氮气环境中旋涂于玻璃基底上。旋涂条件为6000rpm，60s，形成约10nm的量子点薄膜。将量子点薄膜传输到HHIC真空等离子体发生腔体内，抽到1.5*10^-3 Torr的工作气压，通入20SCCM的氢气，电子加速电压为-100V，迟滞电压为+100V到-50V的条件下，反应40s后取出样品。样品胶链后，无法用相同溶剂擦拭掉。

实施例2

配置30mg/ml 的量子点溶液QD2，于溶液QD1用相同的溶剂。在氮气环境中旋涂于上述QD1的样品上。旋涂条件为3000rpm，60s，形成量子点薄膜。将量子点薄膜传输到HHIC真空等离子体发生腔体内，抽到1.5*10^-2Torr的工作气压，通入20SCCM的氢气，电子加速电压为-100V，迟滞电压为+100V到-50V的条件下，反应160s后取出样品。样品总厚度50nm。无法被相同溶剂清洗。

实施例3

配置量子点溶液：40mg/ml 的量子点溶液QD1和60mg/ml 的量子点溶液QD2。在氮气环境中旋涂于玻璃基底上。旋涂条件为2000rpm，60s，形成120nm的量子点薄膜。将量子点薄膜传输到HHIC真空等离子体发生腔体内，抽到1.5*10^-1Torr的工作气压，通入55SCCM的氢气，电子加速电压为-100V，迟滞电压为+100V到-50V的条件下，反应400s后取出样品。样品胶链后，无法被相同溶剂清洗。

综上所述，本发明提供的一种胶链量子点薄膜的方法与量子点薄膜，本发明采用HHIC胶链量子点薄膜，并改进了其工艺，使量子点薄膜有更好的抗溶剂和机械力的作用。本发明HHIC胶链量子点薄膜的方法耗时短，条件要求低，对反应物没有特殊要求。而且不会产生新的物质。另外，本发明经过HHIC胶链的薄膜在稳定性上优于传统加热胶链的薄膜，并且其电学性质没有变化。HHIC能够扩大溶液法的应用和选材范围。

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。

Claims

1.一种胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，包括步骤：

B、将量子点薄膜放入真空等离子体发生腔体;

2.根据权利要求1所述的胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，步骤A中，通过旋涂、打印、转印或涂布的方式，将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜。

3.根据权利要求1所述的胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，步骤A中，溶剂自然挥发或通过加热方式挥发。

4.根据权利要求1所述的胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，步骤C中，量子点薄膜的胶链时间为1~500s。

5.根据权利要求4所述的胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，量子点薄膜的胶链时间为10~20s。

6.根据权利要求1所述的胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，步骤C中，通过调控H等离子的强度控制量子点薄膜的胶链速率。

7.根据权利要求6所述的胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，步骤C中，H等离子的强度由H₂的气压调控，胶链时控制H₂的气压为0.5~300mtorr。

8.根据权利要求7所述的胶链量子点薄膜的方法，其特征在于，胶链时控制H₂的气压为1~1.4mtorr。

9.一种量子点薄膜，其特征在于，采用如权利要求1~8任一所述的胶链量子点薄膜的方法胶链而成。