CN112625681B - 一种蓝光InP/ZnS量子点及其制备方法和在QLED中的应用 - Google Patents

一种蓝光InP/ZnS量子点及其制备方法和在QLED中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓝光InP/ZnS量子点及其制备方法和在QLED器件中的应用，本发明将铟源、磷源、碘化锌、油胺、硬脂酸锌、1‑十二硫醇、1‑十八烯置于50ml烧瓶中，在氮气的环境下,控制不同温度和反应时间分别形成InP核和ZnS外壳，进而得到发出纯蓝光的InP/ZnS量子点。本发明利用一锅法合成InP/ZnS量子点与传统的方法相比，简单更节省时间，且合成的量子点壳与核之间的晶格失配度更低，缺陷更少，具有更高的荧光量子效率，传统的方法合成的蓝色量子点发光峰波长大都为470nm以上，而本发明的量子点发光峰波长为470nm以下为纯蓝光，制备的QLED相对比镉系量子点具有无毒的优势，更有利于商业化。

Description

一种蓝光InP/ZnS量子点及其制备方法和在QLED中的应用
技术领域
本发明属于显示领域，具体涉及一种蓝光InP/ZnS量子点的制备方法和在QLED器件中的应用。
背景技术
目前镉系量子点在QLED中的性能已经得到了极大地提高，但是由于镉的毒性极大的限制了该量子点在商业中的应用，而钙钛矿量子点的不稳定性也使其QLED的制备也得到了极大的限制，所以无毒的InP量子点受到了广大科研工作者的重视，目前红光和绿光InP量子点的QLED性能已经得到了极大地提高，而蓝光InP量子点的性能的提高还需要进一步的探索，并且目前用传统方法合成的蓝光InP量子点的发光波长都在470nm以上，是一种天蓝色的光，而且制备成QLED后器件的性能很差。所以寻找一种发光峰在470nm以下的InP量子点是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种蓝光InP/ZnS量子点的制备方法，并将其应用到QLED中。解决了以往其他有毒的量子点和蓝光InP/ZnS量子点发光峰偏红的问题，并且合成方法比较简单，还减少了量子点缺陷的产生，并且提高了器件的性能。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种蓝光InP/ZnS量子点的制备方法，以油胺为表面配体，1-十八烯为溶剂，硬脂酸锌为锌源，1-十二硫醇为硫源，再添加磷源与铟源，在氮气气氛下进行热反应，经静置离心得到蓝光InP/ZnS量子点。
进一步地，所述量子点是由InP作为量子点的核心，以ZnS作为InP核心的外壳。
进一步地，所述热反应具体为：先在200℃下反应20min，形成纯蓝色光的lnP核，再迅速提高温度为300℃，反应1h形成包覆在lnP核上的ZnS外壳。
进一步地，所磷源包括P[N(CH3)2]3、(DMA)3P或TMS3P。
进一步地，所述磷源与铟源摩尔比例为3:1-5:1。
进一步地，所述铟源为InCl3、InI3、In(OAc)3或In(Ac)3。
该方法制备的蓝光InP/ZnS量子点可以应用在QLED器件中，QLED器件的结构为ITO/PEDOT:PSS/TFB/蓝光InP/ZnS量子点/ETL/Ag；所述ETL为掺杂PVP的ZnO颗粒或者ZnMgO。
本发明通过在磷化铟量子点表面包覆一层ZnS外壳，形成以磷化铟为核心，ZnS为壳层的核壳结构的磷化铟量子点，该方法制备的量子点在核壳处的晶格失配度比较低，能够有效的减少非辐射复合，进而提高量子点的质量。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一锅法合成InP/ZnS量子点的合成流程图；
图2为本发明具体实施方式的合成的量子点制备成QLED器件的结构图。
具体实施方式
下面结合实施例，具体说明本发明为一种蓝光InP量子点的合成方法以及制备qled的方法。本发明提供优选实施例，但不应该被认为仅限于在此阐述的实施例。在图2中，为了清楚，放大器件的结构，但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。
图1是制备InP/ZnS的流程图，图2是本发明的理想化实施例的示意图，图2所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示的区域的特定形状，而是包括所得到的形状，比如制造引起的偏差。在本实施例中均以矩形表示，图中的表示是示意性的，但这不应该被认为限制本发明的范围。
实施例1
一种蓝光InP/ZnS量子点的合成方法，具体制备步骤为：
一种蓝光InP/ZnS量子点的合成方法，将铟源、磷源、碘化锌、油胺、硬脂酸锌、1-十二硫醇、1-十八烯置于50ml的烧瓶中，其中磷源包括P[N(CH3)2]3、(DMA)3P、TMS3P，铟源为InCl3、InI3、In(OAc)3、In(Ac)3，磷源与铟源比例为5:1。然后先抽真空30min，尽可能的除去烧瓶中的空气，然后在100摄氏度下通入氮气20min,迅速将烧瓶内液体的温度提高至200摄氏度，达到磷源与铟源的反应温度，反应20min，就生成了尺寸大小正好发出470nm以下的纯蓝色光的lnp核。然后迅速提高温度为300摄氏度，达到ZnS外壳的反应温度，使得生成的ZnS包覆在InP核上，反应时间为一个小时。此时生成的InP/ZnS量子点的发光波长为470nm以下，且核与壳之间的晶格失配度比较小。在得到的InP/ZnS量子点胶体溶液中加入少量甲苯溶解，后按照乙醇与甲苯-胶体溶液的体积比为3:1滴入离心管内，待静置分层后，在转速下离心一定时间，将上清液倒出后，用甲苯溶解，即可得到干净的InP/ZnS量子点溶液。
实施例2
图2为本发明QLED的器件结构图
器件结构为：ITO/PEDOT:PSS/TFB/InP QD/ETL/Ag
具体实施： 器件基板选择为玻璃基板，之后将含有阳极层ITO的基板用丙酮，异丙醇，去离子水依次超声清洗，干燥，等离子处理,等离子处理的目的是为了能在玻璃基板上更好的旋涂空穴注入层，空穴注入层为PEDOT:PSS，空穴传输层为TFB，利用旋涂使其成膜，空穴注入层与空穴传输层的退火温度均为120摄氏度,退火时间为20min，旋涂时转速为3000rpm，旋涂时间为40s。InP/ZnS量子点作为器件的发光层，可以用旋涂以及喷墨打印的方法制备，其中旋涂工艺的优势是操作比较简单，而喷墨打印的优势是图案化。使用旋涂工艺时旋涂退火时间为10min，温度为80摄氏度，转速为2000rpm，旋转时间为40s。电子注入层为ZnS:PVP或则ZnMgO,ZnS:PVP掺杂的目的主要是为了增加电子传输层的电子进而降低电子传输层的传输能力，使载流子处于一个平衡的状态。旋涂电子传输层退火温度为80摄氏度，退火时间为10min，转速为2000rpm，旋涂时间为40s。最后阴极采用金属电极Ag，利用蒸镀的方法，厚度大约为120nm左右最后制备好的QLED器件利用环氧树脂进行封装。
该器件利用5到10伏特的电压进行激发，可以发出纯蓝色的光，发光波长在470nm以下。该器件可以应用到照明，显示屏以及以及显示屏的背光源中去。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应该涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种蓝光InP/ZnS量子点的制备方法，其特征在于，以油胺为表面配体，1-十八烯为溶剂，硬脂酸锌为锌源，1-十二硫醇为硫源，再添加磷源与铟源，在氮气气氛下进行热反应，经静置离心得到蓝光InP/ZnS量子点；
所述量子点是由InP作为量子点的核心，以ZnS作为InP核心的外壳；所述热反应具体为：先在200℃下反应20min，形成纯蓝色光的lnP核，再迅速提高温度为300℃，反应1h形成包覆在InP核上的ZnS外壳，所述磷源与铟源摩尔比例为5:1；
所磷源包括P[N(CH3)2]3、(DMA)3P或TMS3P；所述铟源为InCl3、InI3、In(OAc)3或In(Ac)3。
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