CN109844062A - 量子点结构及其制作方法、光学薄膜及其制作方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种量子点结构及其制作方法、光学薄膜及其制作方法和显示装置。该量子点结构(100)包括量子点(110),包括量子点本体(112)和量子点表层(114),以及在量子点(110)的表面且部分覆盖量子点(110)的表面的氧化物层(120)。量子点表层(114)包括阴离子(116),氧化物层(120)通过配位键与阴离子(116)相结合。该量子点结构(100)可提高量子点的光学稳定性和化学稳定性,并可维持量子点的初始荧光量子产率。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种量子点结构及其制作方法、光学薄膜及其制作方法和显示装置。
背景技术
量子点(quantum dot)是一种纳米级别的半导体材料,通过对这种纳米级别的半导体材料施加一定的电场或光压,它们便会发出特定频率的光。并且量子点(quantum dot)发出的光的频率会随着这种半导体的尺寸的改变而变化,因而通过调节这种纳米半导体的尺寸就可以控制其发出的光的颜色。并且由于量子点具有优异的物理化学及光学特性,例如激发光谱范围宽,荧光发射光谱窄等。因此,量子点在光电二极管,太阳能电池,生物分析和标记等诸多领域获得广泛的研究、关注和应用。
发明内容
本公开至少一个实施例提供一种量子点结构,包括:量子点,包括量子点本体和量子点表层;以及氧化物层,在所述量子点的表面且部分覆盖所述量子点的表面,所述量子点表层包括阴离子,所述氧化物层通过配位键与所述阴离子相结合。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,所述氧化物层包括金属离子。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,所述金属离子包括镉、镍、锌、铝、以及稀土离子中的至少之一。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,一个所述阴离子结合一个所述金属离子。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,所述氧化物层的厚度为0.3nm-1nm。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,所述量子点表层还包括阳离子,所述阳离子和所述阴离子在所述量子点表层规则排列。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,所述氧化物层暴露所述阳离子。
例如,本公开一实施例提供的量子点结构还包括:表面配体,在所述量子点的所述阳离子和所述氧化物层上。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,所述量子点的直径在3nm-15nm的范围内。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构中,所述量子点包括核心量子点、核/壳量子点、核/壳/壳量子点、核/梯度壳层量子点中的一种或多种。
本公开至少一个实施例还提供一种光学薄膜,包括上述中任一项所述的量子点结构。
本公开至少一个实施例还提供一种显示装置,包括发光区域,其中所述发光区域设置有上述任一项所述的量子点结构或者上述的光学薄膜。
本公开至少一个实施例还提供一种量子点结构的制作方法,包括:提供量子点,所述量子点包括量子点本体和量子点表层;以及在所述量子点的表面形成部分覆盖所述量子点的表面的氧化物,所述量子点表层包括阴离子,所述氧化物层通过配位键与所述阴离子相结合。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构的制作方法中,在所述量子点的表面形成部分覆盖所述量子点的表面的所述氧化物层包括:将所述量子点的溶液和含有金属离子的溶液混合;所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面;通入氧气并驱动所述含有金属离子的溶液中的金属离子在所述量子点的表面上氧化并生成氧化物分子,并控制所述含有金属离子的溶液的用量和反应时间在所述量子点的表面形成所述氧化物层。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构的制作方法中,所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面包括:通过加热处理、搅拌处理和超声波处理中的至少之一使所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构的制作方法中,通过加热处理、搅拌处理和超声波处理中的至少之一使所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面包括:对所述量子点的溶液和所述含有金属离子的溶液的混合溶液进行所述加热处理和所述搅拌处理使所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面,所述加热处理的温度为200-300摄氏度,所述搅拌处理的转速为300-1000rpm。
例如,在本公开一实施例提供的量子点结构的制作方法中,所述含有金属离子的溶液包括镉、镍、锌、铝、以及稀土离子中的至少之一的长链脂肪酸盐。
本公开一实施例还提供一种光学薄膜的制作方法,包括:采用上述任一项所述的量子点结构的制作方法制作红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种;将制作的所述红色量子点、所述绿色量子点和所述蓝色量子点中的至少一种与高分子溶液混合并灌注到聚合物基板上;以及固化所述高分子溶液以形成所述光学薄膜。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。
图1A为一种量子点的示意图;
图1B为根据本公开一实施例提供的一种量子点结构横截面表层原子排列的示意图;
图2为根据本公开一实施例提供的另一种量子点结构横截面表层原子排列的示意图;
图3为根据本公开一实施例提供的一种光学薄膜的示意图;
图4为根据本公开一实施例提供的一种显示装置的示意图;
图5为根据本公开一实施例提供的一种量子点结构的制作方法的流程图;
图6为根据本公开一实施例提供的一种量子点结构的制作方法的步骤示意图;以及
图7为根据本公开一实施例提供的一种光学薄膜的制作方法的步骤示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
通常,采用湿法化学方法制备的核心量子点表面只包覆一层有机配体,从而导致核心量子点的荧光量子产率较低。在持续光照下,核心量子点极易发生表面氧化而导致荧光迅速下降。因此,当量子点应用于光电器件领域(如光电二极管,以及固态光源等),如何维持量子点的初始荧光强度成为一个重要的挑战。需要说明的是,上述的荧光量子产率是评估量子点性能的一个重要参数。即量子点吸光后所发射的荧光的光子数与所吸收的激发光的光子数的比值。它的数值在通常情况下总是小于1,荧光量子产率的数值越大,则表明该物质的荧光越强,而无荧光的物质的荧光量子产率等于或非常接近于零。
目前的化学合成方法已经可以成功地在核心量子点上引入不同的无机壳层,例如:CdSe/CdS核/壳量子点,CdSe/ZnS核/壳量子点,InP/ZnS核/壳量子点,CdSe/CdS/ZnS核/壳/壳量子点等。这种核/壳结构的量子点中,核心量子点被较宽带隙的壳层包覆,核壳结构可以在一定程度上提升量子点的荧光量子产率。然而,核壳异质的核/壳结构中的核心量子点材料以及壳层材料之间存在晶格常数错配以及晶格张力等问题,在核心量子点包覆一定厚度壳层后,量子点的荧光量子产率又开始降低,并且粒径表现出不均匀性,并表现为荧光发射峰变宽等不良。
另一方面,梯度合金结构的量子点是一种近年来发展的、具有较高量子产率的量子点。在梯度合金结构的量子点中,核心量子点外面包覆一层具有梯度合金的壳层,该壳层的元素组成从内到最外逐渐变化,从而呈现一种梯度,进而可避免核心量子点和壳层的界面分离。例如,可在CdSe核心量子点外面包覆一层具有梯度合金的CdSeS壳层,从而制备CdSe/CdSeS量子点。梯度合金结构的量子点(又称为核心/合金壳层结构的量子点)可以有效防止不同材料之间晶格常数的差异而导致晶格错配和晶格张力等问题。然而,由于梯度合金结构的量子点的最外层阴离子通常由硫、硒、碲、磷(S、Se、Te、P)等组成,极易发生表面氧化而降低量子点的荧光效率。因此,梯度合金结构的量子点并不能使量子点永久地免除发生表面氧化以及荧光淬灭的风险。
本公开实施例提供一种量子点结构及其制作方法、光学薄膜和显示装置。该量子点结构包括量子点,包括量子点本体和量子点表层;以及氧化物层,在量子点的表面且部分覆盖量子点的表面,量子点表层包括阴离子,氧化物层通过配位键与阴离子相结合量子点表层。该量子点结构通过在量子点的表面提供部分覆盖量子点的表面,并且通过配位键与量子点表层的阴离子相结合的氧化物层可对量子点表层的阴离子进行保护,从而可防止量子点表层的阴离子被氧化。由此,该量子点结构可以在不改变量子点光学性质和表面配体的前提条件下,提高量子点的光学稳定性和化学稳定性,并可维持量子点的初始荧光量子产率。
下面,结合附图对本公开实施例提供的量子点结构及其制作方法、光学薄膜和显示装置进行详细说明。
本公开一实施例提供一种量子点结构。图1A为一种量子点的示意图;图1B为根据本公开一实施例提供的一种量子点结构的示意图。如图1A所示,量子点110包括量子点本体112和量子点表层114,量子点表层114包括阴离子116和阳离子118。例如,阴离子116和阳离子118在量子点110的表面规则排列,例如交替间隔排布。如图1B所示,该量子点结构100包括量子点110和氧化物层120。氧化物层120位于量子点110的表面,且部分覆盖量子点110的表面;氧化物层120通过配位键与阴离子116相结合。如图1A和1B所示,图1B所示的量子点结构相当于在图1A所示的量子点110上引入了氧化物层120。例如,阴离子116可为硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、磷(P)等离子。需要说明的是,上述结构可以通过高分辨透射电镜(HRTEM)能谱仪(EDS)、以及电子能量损失谱法(EELS)进行结构确定和表层原子分析;另外,上述的部分覆盖指的是,氧化物层没有覆盖量子点的整个表面。
在本实施例提供的量子点结构中,通过在量子点的表面提供部分覆盖量子点的表面,并且通过配位键与量子点表层的阴离子相结合的氧化物层可对量子点表层的阴离子(例如,S、Se、Te、P等离子)进行保护,从而可防止量子点表层的阴离子被氧化,钝化量子点的表面,并隔离量子点与外界的水分和氧气。由此,该量子点结构可以在不改变量子点光学性质和表面配体的前提条件下,提高量子点的光学稳定性和化学稳定性。在该量子点结构的长期使用过程中,例如对该量子点结构进行持续光照以发出荧光的过程中,该量子点结构可维持量子点的初始荧光量子产率。另一方面,氧化物层还可占据量子点表层的阴离子(例如,S,Se等)的表面悬挂键,并消除量子点的表面缺陷,进一步提高量子点的荧光量子产率。需要说明的是,由于量子点表层的阴离子带有额外电子,因而具有电负性,因此容易发生氧化,进而失去电子;而量子点表层的阳离子由于已经失去电子,因此不容易氧化。
例如,在一些示例中,氧化物层包括金属离子,例如:镉、镍、锌、铝、以及稀土离子中的至少之一,以便与量子点表层的阴离子(例如,S、Se、Te、P等离子)进行配位。另外,采用上述金属离子形成的氧化物层可避免淬灭量子点的荧光。
例如,在一些示例中,当氧化物层的金属离子为稀土离子(例如镧离子、铈离子、铷离子)时,稀土离子还可调控载流子的限域能力,从而改变量子点的禁带宽度和荧光发射峰。
例如,在一些示例中,如图1B所示,氧化物层非连续地覆盖量子点的表面。由于氧化物层只对量子点表层的阴离子通过配位键相结合,从而只对量子点表层进行半覆盖,例如,只覆盖量子点表层一半的离子,因此氧化物层为非连续的,也就是说,氧化物层具有多个开孔或者包括多个岛状的氧化物。
例如,在一些示例中,如图1B所示,一个阴离子116结合一个金属离子126。一个金属离子126结合一个氧原子128。此时,氧化物层的厚度为0.3nm-1nm。本示例提供的氧化物层由2个原子构成,因此其厚度范围为0.3nm-1nm。此时,氧化物层具有透明、致密等特点,可以有效地将量子点与外界环境隔离,防止阴离子与外界环境接触,进而提高量子点的使用寿命。例如,在一些示例中,如图1B所示,量子点110的表层包括阳离子118,阳离子118和阴离子116在量子点表层规则排列。上述的规则排列是指阳离子和阴离子均匀分布在量子点表层。此时,由于氧化物层对量子点表层的阴离子通过配位键相结合,因此氧化物层也是均匀的。也就是说,当氧化物层包括多个开孔时,多个开孔均匀分布(例如与量子点表层的阳离子一一对应),当氧化物层包括多个岛状的氧化物,多个岛状的氧化物均匀分布(例如与量子点表层的阴离子一一对应)。
例如,在一些示例中,氧化物层暴露阳离子。也就是说,当氧化物层包括多个开孔时,多个开孔与量子点表层的阳离子一一对应,以将阳离子暴露于外界,当氧化物层包括多个岛状的氧化物,多个岛状的氧化物的间隔将阳离子暴露于外界。
图2为根据本公开一实施例提供的另一种量子点结构。如图2所示,该量子点结构还包括:表面配体130,在量子点110的表层上的阳离子118和氧化物层120上。由于氧化物层120非连续地覆盖量子点110的表层,部分表面配体130可穿过氧化物层120并延伸到氧化物层120的外侧,即远离量子点110的一侧,部分表面配体130可转移到氧化物120上。因此该量子点结构可不改变表面配体,从而可不影响量子点的应用范围和功能。需要说明的是,表面配体一方面可增加量子点结构在溶液中的溶解度,利于将量子点结构分散在溶液中,另一方面还可消除量子点的表面缺陷,例如量子点表面的悬挂键,进一步提高量子点的荧光量子产率。
例如,在一些示例中,量子点的直径在3nm-15nm的范围内。
例如,在一些示例中,量子点包括核心量子点、核/壳量子点、核/壳/壳量子点、核/梯度壳层量子点中的一种或多种。由于该量子点结构引入的氧化物层不对量子点本身的特性和功能造成不利影响,因此该量子点结构可具有其包括的量子点的特性和功能。例如,当量子点为核/壳量子点、核/壳/壳量子点时,核心量子点被较宽带隙的壳层包覆,核壳结构可以在一定程度上提升量子点的荧光量子产率。例如,当量子点为核/梯度壳层量子点时,可以有效防止不同材料之间晶格常数的差异而导致晶格错配和晶格张力等问题。
例如,在一些示例中,量子点可为选自CdSe/CdS/ZnS、CdTe、CdS、CdSe、ZnSe、InP、CuInS、CuInSe、PbS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSeS、CdSe/CdS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS、(Zn)CuInS/ZnS、(Mn)CuInS/ZnS、AgInS/ZnS、(Zn)AgInS/ZnS、CuInSe/ZnS、CuInSeS/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPbI3/ZnS量子点、有机无机钙钛矿量子点(MAPbX3,MA=CH3NH3,X=Cl、Br、I)、全无机钙钛矿量子点(CsPbX3,X=Cl、Br、I)、碳量子点、以及硅量子点中的一种或多种。
例如,在一些示例中,本公开实施例提供的量子点结构可应用于生物分析、生物成像、光电转换、基因与药物载体治疗等领域。例如,该量子点结构可用于制作量子点发光二极管、量子点太阳能电池、半导体装置、显示装置、量子点显示装置、发光装置、磁感应和荧光感应装置、生物传感器,核磁共振造影剂、和成像剂等。
本公开一实施例提供的一种光学薄膜。图3为根据本公开一实施例提供的一种光学薄膜的示意图。如图3所示,该光学薄膜200可包括上述实施例中的量子点结构100。
在本实施例提供的光学薄膜中,通过在量子点的表面提供部分覆盖量子点的表面,并且通过配位键与量子点表层的阴离子相结合的氧化物层可对量子点表层的阴离子(例如,S、Se、Te、P等离子)进行保护,从而可防止量子点表层的阴离子被氧化,钝化量子点的表面,并隔离量子点与外界的水分和氧气。由此,该量子点结构可以在不改变量子点光学性质和表面配体的前提条件下,提高量子点的光学稳定性和化学稳定性,从而也提高了该光学薄膜的光学稳定性和化学稳定性。在该光学薄膜的长期使用过程中,例如对该光学薄膜进行持续光照以发出荧光的过程中,该光学薄膜可维持量子点的初始荧光量子产率。另一方面,氧化物层还可占据量子点表层的阴离子(例如,S,Se等)的表面悬挂键,并消除量子点的表面缺陷,进一步提高量子点的荧光量子产率。
例如,在一些示例中,光学薄膜200中的量子点结构100可包括发红色荧光的红光量子点结构1001和发绿色荧光的绿光量子点结构1002。
例如,在一些示例中,该光学薄膜可用于制备显示装置中的量子点色彩增强膜。当然,本公开实施例包括但不限于此,该光学薄膜也可用于发光装置、照明装置等。
需要说明的是,虽然本公开实施例提供了一种包括上述量子点结构的光学薄膜,但并不表示该量子点结构只能以光学薄膜的形式应用。该量子点结构还可通过打印、涂覆等方式进行使用。
本公开一实施例提供一种显示装置。图4为根据本公开一实施例提供的一种显示装置的示意图。如图4所示,该显示装置400包括发光区域420,发光区域420设置有上述的量子点结构100或者上述的光学薄膜200。由此,该显示装置400具有更好的稳定性和更长的使用寿命。
本公开一实施例提供一种量子点结构的制作方法。图5为根据本公开一实施例提供的一种量子点结构的制作方法。如图5所示,该量子点结构的制作方法包括以下步骤S501-S502。
S501:提供量子点,量子点包括量子点本体和量子点表层。
S502:在量子点的表面形成部分覆盖量子点的表面的氧化物层,量子点表层包括阴离子,氧化物层通过配位键与阴离子相结合。
图6为根据本公开一实施例提供的一种量子点结构的制作方法的步骤示意图。在量子点的表面形成部分覆盖量子点的表面的氧化物层可包括以下步骤S601-S603。
步骤S601:将量子点的溶液和含有金属离子的溶液(即氧化物前驱体溶液)混合。
例如,量子点可为选自CdSe/CdS/ZnS、CdTe、CdS、CdSe、ZnSe、InP、CuInS、CuInSe、PbS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSeS、CdSe/CdS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS、(Zn)CuInS/ZnS、(Mn)CuInS/ZnS、AgInS/ZnS、(Zn)AgInS/ZnS、CuInSe/ZnS、CuInSeS/ZnS、PbS/ZnS、CsPbCl3/ZnS、CsPbBr3/ZnS、CsPbI3/ZnS量子点、有机无机钙钛矿量子点(MAPbX3,MA=CH3NH3,X=Cl、Br、I)、全无机钙钛矿量子点(CsPbX3,X=Cl、Br、I)、碳量子点、以及硅量子点中的一种或多种。
例如,氧化物前驱体溶液可为油酸盐、硬脂酸盐、肉豆蔻酸盐等长链脂肪酸盐的溶液。例如,氧化物前驱体溶液可为长链脂肪酸镉盐(例如硬脂酸镉,肉豆蔻酸镉等)、长链脂肪酸的镍盐、长链脂肪酸的钆盐、或稀土离子的盐类。
例如,量子点的溶液可为CdSe/CdS/ZnS量子点的正己烷溶液,氧化物前驱体溶液可为长脂肪酸隔(对应需要形成的氧化物的长脂肪酸盐)溶液。此时,可将10-5mmol的CdSe/CdS/ZnS量子点的正己烷溶液、1mmol的油酸镉溶液加入至含有5mL十八烯溶液的三口烧瓶中,以将CdSe/CdS/ZnS量子点溶液和油酸镉(氧化物前驱体溶液)混合。需要说明的上述的5mL十八烯溶液为溶剂,因为十八烯的沸点比较高,可以保持量子点在高温下溶解。
例如,还可在上述混合溶液中加入催化剂,例如,2mL正辛胺,以加速反应。
例如,还可将上述反应体系在120摄氏度下抽真空60min。
步骤S602:含有金属离子的溶液(即氧化物前驱体溶液)中的金属离子吸附到量子点的表面。
例如,如图6所示,由于阴、阳离子电荷相反,从而可相互吸引。因此氧化物前驱体溶液中的阳离子126可以先吸附到量子点110表层的阴离子116的外面。
步骤S603:通入氧气并驱动所述氧化物前驱体溶液中的阳离子在所述量子点的表面上氧化并生成氧化物分子,并控制氧化物前驱体溶液的用量和反应时间在量子点的表面形成氧化物层。
例如,如图6所示,吸附到量子点110表层的阴离子的阳离子126被氧分子128氧化并生成氧化物分子129。
例如,可将上述的反应体系升温至200-300摄氏度,并在300-1000rpm的磁力搅拌下,将反应体系加热30-120min并通入适量氧气,使得氧化物前驱体溶液中的阳离子(金属离子)在量子点表层上氧化并生成氧化物层120。需要说明的是,在这个过程中,氧化物前驱体溶液中的长链脂肪酸根可吸附到量子点表面,并形成另一种表面配体。
在本实施例提供的量子点结构的制作方法中,首先将量子点的溶液和氧化物前驱体溶液混合,氧化物前驱体溶液中的金属离子通过扩散和渗透吸附到量子点表层(例如可为核心量子点的表层,也可为核/壳结构的量子点的壳结构的表层)上;金属离子与量子点表层的阴离子配位后,再进一步发生氧化反应,金属离子氧化成氧化物分子,最后在量子点的外部生长为半覆盖量子点表面的氧化物层。通过在量子点的表面引入部分覆盖量子点的表面,并且通过配位键与量子点表层的阴离子相结合的氧化物层可对量子点表层的阴离子(例如,S、Se、Te、P等离子)进行保护,从而可防止量子点表层的阴离子被氧化,钝化量子点的表面,并隔离量子点与外界的水分和氧气。由此,该量子点结构的制作方法可以在不改变量子点光学性质和表面配体的前提条件下,提高量子点的光学稳定性和化学稳定性。该量子点结构的制作方法还可维持量子点的初始荧光量子产率。另外,在该量子点结构的制作方法制作的量子点结构中,氧化物层还可占据量子点表层的阴离子(例如,S,Se等)的表面悬挂键,并消除量子点的表面缺陷,进一步提高量子点的荧光量子产率。
另一方面,该量子点结构的制作方法采用化学溶液法引入半覆盖量子点表层的氧化物层,具有成本低、操作方便等优点。并且反应溶液中含有过量的、未反应的氧化物前驱体可以通过仪器进行表征。虽然,化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积(PVD)可以形成氧化物层等,但是形成的是整层覆盖量子点表面的氧化物原子层,并且化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积(PVD)的设备操作复杂,成本高。
例如,在一些示例中,氧化物前驱体溶液中的金属离子吸附到量子点的表面包括:通过加热处理、搅拌处理和超声波处理中的至少之一使氧化物前驱体溶液中的金属离子吸附到量子点的表面。
例如,在一些示例中,通过加热处理、搅拌处理和超声波处理中的至少之一使氧化物前驱体溶液中的金属离子吸附到量子点的表面包括:对量子点溶液和氧化物前驱体溶液的混合溶液进行加热处理和搅拌处理使氧化物前驱体溶液中的金属离子吸附到量子点的表面,加热处理的温度为200-300摄氏度,搅拌处理的转速为300-1000rpm。
例如,在一些示例中,氧化物前驱体溶液包括镉、镍、锌、铝、以及稀土离子中的至少之一的长链脂肪酸盐。
本公开一实施例还提供一种光学薄膜的制作方法。该光学薄膜的制作方法包括:采用上述的量子点结构的制作方法制作红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种;将制作的红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种的溶液与高分子溶液混合并灌注到聚合物基板上;以及固化高分子溶液以形成光学薄膜。
例如,在一些示例中,红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种的溶液包括低沸点溶剂,低沸点溶剂是指可以溶解量子点的良溶剂,例如甲苯,氯仿,正己烷,正庚烷,正辛烷等。
例如,在一些示例中,该光学薄膜的制作方法还包括将采用上述的量子点结构的制作方法制作的红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种经过甲苯-乙醇沉淀后,再溶于甲苯溶液。
例如,将10-5mmol的上述的红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种与1mL甲苯溶液混合。
例如,在一些示例中,上述的高分子溶液包括丙烯酸树脂。
例如,在一些示例中,上述的聚合物基板包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯可通过以下步骤制备:对苯二甲酸溶液与乙二醇溶液酯化生成对苯二甲酸双羟乙酯;以及对苯二甲酸双羟乙酯再进行缩聚反应,最终获得聚对苯二甲酸乙二醇酯。
例如,将制作的红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种的溶液与高分子溶液混合并灌注到聚合物基板上可包括:将10-5mmol的上述的红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种与1mL甲苯溶液混合,再与10g丙烯酸树脂混合,之后将上述溶液转移至聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物的基板上。
图7为根据本公开一实施例提供的一种光学薄膜的制作方法的步骤示意图。如图7所示,首先将上述的量子点结构的溶液和高分子溶液混合;然后将混合溶液灌注到聚合物基板上;然后使用紫外光照射该聚合物基板以在聚合物基板上形成光学薄膜。
例如,在一些示例中,固化高分子溶液以形成光学薄膜包括:紫外固化高分子溶液以形成光学薄膜。例如,采用365nm紫外光照射30-90min,以得到交联的光学薄膜。
有以下几点需要说明:
(1)本公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下,本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (18)
1.一种量子点结构,包括:
量子点,包括量子点本体和量子点表层;以及
氧化物层,在所述量子点的表面且部分覆盖所述量子点的表面,
其中,所述量子点表层包括阴离子,所述氧化物层通过配位键与所述阴离子相结合。
2.根据权利要求1所述的量子点结构,其中,所述氧化物层包括金属离子。
3.根据权利要求2所述的量子点结构,其中,所述金属离子包括镉、镍、锌、铝、以及稀土离子中的至少之一。
4.根据权利要求2所述的量子点结构,其中,一个所述阴离子结合一个所述金属离子。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的量子点结构,其中,所述氧化物层的厚度为0.3nm-1nm。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的量子点结构,其中,所述量子点表层还包括阳离子,所述阳离子和所述阴离子在所述量子点表层规则排列。
7.根据权利要求5所述的量子点结构,其中,所述氧化物层暴露所述阳离子。
8.根据权利要求6或7所述的量子点结构,还包括:
表面配体,在所述量子点的所述阳离子和所述氧化物层上。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的量子点结构,其中,所述量子点的直径在3nm-15nm的范围内。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的量子点结构,其中,所述量子点包括核心量子点、核/壳量子点、核/壳/壳量子点、核/梯度壳层量子点中的一种或多种。
11.一种光学薄膜,包括根据权利要求1-10中任一项所述的量子点结构。
12.一种显示装置,包括发光区域,其中所述发光区域设置有根据权利要求1-10中任一项所述的量子点结构或者根据权利要求11所述的光学薄膜。
13.一种量子点结构的制作方法,包括:
提供量子点,所述量子点包括量子点本体和量子点表层;以及
在所述量子点的表面形成部分覆盖所述量子点的表面的氧化物层,
其中,所述量子点表层包括阴离子,所述氧化物层通过配位键与所述阴离子相结合。
14.根据权利要求13所述的量子点结构的制作方法,其中,在所述量子点的表面形成部分覆盖所述量子点的表面的所述氧化物层包括:
将所述量子点的溶液和含有金属离子的溶液混合;
所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面;
通入氧气并驱动所述含有金属离子的溶液中的金属离子在所述量子点的表面上氧化并生成氧化物分子,并
控制所述含有金属离子的溶液的用量和反应时间在所述量子点的表面形成所述氧化物层。
15.根据权利要求14所述的量子点结构的制作方法,其中,所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面包括:
通过加热处理、搅拌处理和超声波处理中的至少之一使所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面。
16.根据权利要求15所述的量子点结构的制作方法,其中,通过加热处理、搅拌处理和超声波处理中的至少之一使所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面包括:
对所述量子点的溶液和所述含有金属离子的溶液的混合溶液进行所述加热处理和所述搅拌处理使所述含有金属离子的溶液中的金属离子吸附到所述量子点的表面,
其中,所述加热处理的温度为200-300摄氏度,所述搅拌处理的转速为300-1000rpm。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的量子点结构的制作方法,其中,所述含有金属离子的溶液包括镉、镍、锌、铝、以及稀土离子中的至少之一的长链脂肪酸盐。
18.一种光学薄膜的制作方法,包括:
采用根据权利要求13-17中任一项所述的量子点结构的制作方法制作红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点中的至少一种;
将制作的所述红色量子点、所述绿色量子点和所述蓝色量子点中的至少一种与高分子溶液混合并灌注到聚合物基板上;以及
固化所述高分子溶液以形成所述光学薄膜。
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