CN113122242A - 一种量子点及其制备方法与量子点发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种量子点及其制备方法与量子点发光二极管，其中所述量子点具有核壳结构，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同。本发明可通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得所需色温的白光。本发明通过调控量子点合成途径，获得可以发射白光的量子点，并采用单层的器件结构，在仅仅使用一种量子点，即可以实现白光发射的量子点发光二极管，在降低工艺难度的同时、可以降低制造成本，有利于未来的应用推广。
Description
技术领域
本发明涉及量子点发光器件领域，尤其涉及一种量子点及其制备方法与量子点发光二极管。
背景技术
半导体量子点通常是由大量原子组成的一般为球形的半导体晶体，由于它的尺寸很小，接近波尔半径，表现为明显的量子效应。经过多年的研究和发展，II-VI族量子点的制备与合成技术已趋近完善，如：其形貌、尺寸和成分均可以实现精细制备，表面配体可以有选择性的进行调控；同时，其光致发光效率接近100％，发射峰宽可小于30nm，开始广泛应用于发光器件、显示器件和生物领域中。
基于半导体量子点的发光二极管，具备颜色纯度高、发光波长可调、驱动效率高等特点，并且易于通过溶液方法制备，降低了发光二极管的制备成本和工艺复杂程度，是未来显示行业的重要发展技术。经过了将近25年的发展，量子点的效率已经由0.01％提升至超过20％。利用量子点制备的QLED不仅能用于显示，也是未来照明行业的重要技术力量。传统制备QLED的思路，分别使用红、绿、蓝三色量子点制备器件，对于白光QLED器件，往往需要制备复杂的叠层器件结构，大幅增加了工艺难度、良率以及成本。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子点及其制备方法与量子点发光二极管。
本发明的技术方案如下：
一种量子点，所述量子点具有核壳结构，其中，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同。
一种量子点，所述量子点具有核壳结构，其中，所述量子点的壳层厚度为0.1-1nm。
一种量子点材料组合物，其中，包括第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点均为量子点，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同；所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te；
所述第一量子点的核表面的S和Se比例，与所述第二量子点的核表面的S和Se比例不同；
或者，所述第一量子点的核表面的S和Te比例，与所述第二量子点的核表面的S和Te比例不同。
一种量子点的制备方法，所述量子点具有核壳结构，其中，
制备量子点核；所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素；
在量子点核的表面生成量子点的壳层，得到所述量子点。
一种量子点的制备方法，所述量子点具有核壳结构，其中，
制备量子点核；
在量子点核的表面生成量子点的壳层，调节量子点壳层的生成时间，控制量子点的壳层厚度为0.1-1nm，得到所述量子点。
一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其中，所述量子点发光层包括本发明所述的量子点。
一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其中，所述量子点发光层包括本发明所述的量子点材料组合物。
有益效果：本发明通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得所需色温的白光。本发明还可通过控制壳层厚度，使壳层厚度控制在0.1-1nm，以调节本征发光峰和缺陷态发光峰的强度比例，从而获得所需色温的白光。本发明通过调控量子点合成途径，获得可以发射白光的量子点，并采用单层的器件结构，在仅仅使用一种量子点，即可以实现白光发射的量子点发光二极管，在降低工艺难度的同时、可以降低制造成本，有利于未来的应用推广。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种量子点的制备方法的流程示意图。
图2为本发明另一实施例提供的一种量子点的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种量子点及其制备方法与量子点发光二极管，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。
本发明实施例提供一种量子点，所述量子点具有核壳结构，其中，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同。本实施例中，通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得所需色温的白光。以CdS量子点为例，使其核表面掺杂阴离子元素，加入Se元素或Te元素，缺陷态发光峰位相对本征发光峰红移，从而调节峰位，获得所需色温的白光。
在一种实施方式中，所述量子点的壳层厚度为0.1-1nm，以进一步调节本征发光峰和缺陷态发光峰的强度比例，从而获得所需色温的白光。
在一种实施方式中，所述第一阴离子元素和第二阴离子元素独立地选自S元素、Se元素和Te元素等中的一种，例如，第一阴离子元素为Se，第二阴离子元素为Te，形成核为CdSe，在该核的表面还掺杂有Te；又如第一阴离子元素为Te，第二阴离子元素为Se，形成核为CdTe，在该核的表面还掺杂有Se；又如，第一阴离子元素为S，第二阴离子元素为Se，形成核为CdS，在该核的表面还掺杂有Se。
在一种具体的实施方式中，所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm(CdS量子点发蓝光)，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te。
本发明实施例提供一种量子点材料组合物，其中，包括第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点均为量子点，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同；所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te；所述第一量子点的核表面的S和Se比例，与所述第二量子点的核表面的S和Se比例不同；或者所述第一量子点的核表面的S和Te比例，与所述第二量子点的核表面的S和Te比例不同。
本发明实施例提供一种量子点，所述量子点具有核壳结构，其中，所述量子点的壳层厚度为0.1-1nm。现有无壳层包裹的量子点，缺陷态发光强度可能高于本征发光峰。本实施例中，通过适当增加壳层，使壳层厚度控制在0.1-1nm，以调节本征发光峰和缺陷态发光峰的强度比例，从而获得所需色温的白光。本实施例中，在本征发光峰和缺陷态发光峰在一定峰位情况下，让本征发光峰与缺陷态发光峰的强度比例到达较优的比值，从而获得所需色温的白光。
在一种实施方式中，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同。本实施例进一步地通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得效果更佳的白光。本实施例中，所述第一阴离子元素和第二阴离子元素独立地选自S元素、Se元素和Te元素等中的一种，例如，第一阴离子元素为Se，第二阴离子元素为Te，形成核为CdSe，在该核的表面还掺杂有Te；又如第一阴离子元素为Te，第二阴离子元素为Se，形成核为CdTe，在该核的表面还掺杂有Se；又如，第一阴离子元素为S，第二阴离子元素为Se，形成核为CdS，在该核的表面还掺杂有Se。
在一种具体的实施方式中，所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm(CdS量子点发蓝光)，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te，所述量子点的壳层厚度为0.1-1nm(如0.2nm)。本实施例中，在本征发光峰和缺陷发光峰在一定峰位情况下，本征发光峰与缺陷发光峰的比例到达最优的比值，最终获得可发射白光的量子点。
本发明实施例提供一种量子点材料组合物，其中，包括第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点均为如上所述的量子点，所述第一量子点的壳层厚度和所述第二量子点的壳层厚度不同。
本实施例采用两种本实施例所述的量子点，以合适比例混合作为量子点发光二极管的量子点发光层，更有利于精细调控发白光，在降低工艺难度的同时、可以降低制造成本，有利于未来的应用推广。
在一种具体的实施方式中，所述量子点的核为CdS量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的核表面还掺杂有Se元素，所述量子点的壳为ZnS；所述第一量子点的核表面的S和Se比例，与所述第二量子点的核表面的S和Se比例不同。本实施例采用上述量子点，可以进一步调控发白光。
在一种具体的实施方式中，所述量子点的核为CdS量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的核表面还掺杂有Te元素，所述量子点的壳为ZnS；所述第一量子点的核表面的S和Te比例，与所述第二量子点的核表面的S和Te比例不同。本实施例采用上述量子点，可以进一步调控发白光。
图1为本发明实施例提供的一种量子点的制备方法较佳实施例的流程图，所述量子点具有核壳结构，如图1所示，包括步骤：
S11、制备量子点核；所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同；
S12、在量子点核的表面生成量子点的壳层，得到所述量子点。
本实施例中，通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得所需色温的白光。本实施例通过调控量子点合成途径，获得可以发射白光的量子点。
在一种实施方式中，所述在量子点核的表面生成量子点的壳层，得到所述量子点的步骤包括：在量子点核的表面生成量子点的壳层，调节量子点壳层的生成时间，控制量子点的壳层厚度为0.1-1nm，得到所述量子点。本实施例进一步地通过调节本征发光峰和缺陷态发光峰的强度比例，从而获得效果更佳的白光。
图2为本发明实施例提供的一种量子点的制备方法较佳实施例的流程图，所述量子点具有核壳结构，如图2所示，包括步骤：
S21、制备量子点核；
S22、在量子点核的表面生成量子点的壳层，调节量子点壳层的生成时间，控制量子点的壳层厚度为0.1-1nm，得到所述量子点。
本实施例中，通过调节量子点壳层的生成时间，控制量子点的壳层厚度为0.1-1nm，在本征发光峰和缺陷发光峰在一定峰位情况下，让本征发光峰与缺陷发光峰的比例到达较优的比值，最终获得所需的白光。本实施例通过调控量子点合成途径，获得可以发射白光的量子点。
在一种实施方式中，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同。本实施例进一步地通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得效果更佳的白光。本实施例中，所述第一阴离子元素和第二阴离子元素独立地选自S元素、Se元素和Te元素等中的一种，例如，第一阴离子元素为Se，第二阴离子元素为Te，形成核为CdSe，在该核的表面还掺杂有Te；又如第一阴离子元素为Te，第二阴离子元素为Se，形成核为CdTe，在该核的表面还掺杂有Se；又如，第一阴离子元素为S，第二阴离子元素为Se，形成核为CdS，在该核的表面还掺杂有Se。
在一种具体的实施方式中，所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te，所述量子点的壳层厚度为0.1-1nm。
本发明实施例提供一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其中，所述量子点发光层包括本发明实施例所述的量子点。
本实施例采用单层的器件结构，在仅仅使用一种本实施例所述的量子量子点，即可以实现白光发射的量子点发光二极管，在降低工艺难度的同时、可以降低制造成本，有利于未来的应用推广。
本发明实施例还提供一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其中，所述量子点发光层包括本实施例所述的量子点材料组合物。具体地说，所述的量子点材料组合物包括第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点均为量子点，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同；所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm(CdS量子点发蓝光)，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se；所述第一量子点的核表面的S和Se比例，与所述第二量子点的核表面的S和Se比例不同。
本发明实施例还提供一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其中，所述量子点发光层包括本实施例所述的量子点材料组合物。具体地说，所述的量子点材料组合物包括第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点均为量子点，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同；所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm(CdS量子点发蓝光)，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Te；所述第一量子点的核表面的S和Te比例，与所述第二量子点的核表面的S和Te比例不同。
本实施例采用单层的器件结构，使用两种本实施例所述的量子点，以合适比例混合作为量子点发光二极管的量子点发光层，更有利于精细调控发白光，在降低工艺难度的同时、可以降低制造成本，有利于未来的应用推广。本发明实施例还提供一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其中，所述量子点发光层包括本实施例所述的量子点材料组合物。具体地说，所述的量子点材料组合物包括第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点均为本实施例所述的量子点，所述第一量子点的壳层厚度和所述第二量子点的壳层厚度不同。具体地说，所述量子点的壳层厚度为0.1-1nm。
本实施例采用单层的器件结构，使用两种本实施例所述的量子点，以合适比例混合作为量子点发光二极管的量子点发光层，更有利于精细调控发白光，在降低工艺难度的同时、可以降低制造成本，有利于未来的应用推广。
在一种实施方式中，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同。本实施例进一步地通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得效果更佳的白光。本实施例中，所述第一阴离子元素和第二阴离子元素独立地选自S元素、Se元素和Te元素等中的一种，例如，第一阴离子元素为Se，第二阴离子元素为Te，形成核为CdSe，在该核的表面还掺杂有Te；又如第一阴离子元素为Te，第二阴离子元素为Se，形成核为CdTe，在该核的表面还掺杂有Se；又如，第一阴离子元素为S，第二阴离子元素为Se，形成核为CdS，在该核的表面还掺杂有Se。
在一种实施方式中，所述量子点的核为CdS量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的壳为ZnS，所述量子点的核表面还掺杂有阴离子元素Se或Te。
量子点由于具有巨大的比表面积，在表面往往存在大量悬挂键，在能带中表现为带隙中出现缺陷能级，从而引起缺陷态发光。缺陷态的发光峰往往比本征发光峰红移，其半高宽约为100nm-150nm。
以一种蓝光量子点发光为例，存在缺陷态的情况下，本征发光峰位置为475nm，缺陷态发光峰位置约为550nm，半高宽约150nm，通过调控本征发光峰与缺陷态发光峰的强度比例，使得混合发光位于不同的CIE坐标值，从而呈现不同色温的白光。例如PL(本征)：PL(缺陷态)＝1:1，发光呈现纯白色温，当PL(本征)：PL(缺陷态)＝1:1.5，呈现偏黄的色温。
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
(1)油酸镉Cd(OA)2前驱体的制备:
在三口烧瓶中加入氧化镉(CdO)0.2mmol，油酸(OA)0.5ml，十八烯(ODE)5ml，先常温抽真空30mins，然后在加热到180℃排氩气60mins，然后维持180℃抽真空30mins，冷却至室温备用。
(2)油酸锌Zn(OA)2前驱体的制备：
在三口烧瓶中加入醋酸锌Zn(Ac)2 1.8mmol，油酸(OA)1ml，十八烯(ODE)5ml，先常温抽真空30mins，然后在加热到180℃排氩气60mins，然后维持180℃抽真空30mins，冷却至室温备用。
(3)硫(S)前驱体的制备：
称取30mg的S加入到1ml的十八烯(ODE)中，230℃加热20mins，维持在140℃备用。
(4)合成CdS核
取5ml的油酸镉Cd(OA)2前驱体加入到三口瓶中，先常温排气20mins，然后加热到120℃抽真空30mins，最后升温到300℃。待烧瓶内的前躯体升温到300℃时并维持在300℃，抽取1ml硫前躯体(S-ODE)快速热注入到烧瓶内。待反应成核60s时在后续的成核9min内补充前躯体Cd(OA)2，采用逐渐递增的滴加速率(0.6+n)/36mmol/min(n＝1,2,…9)。反应结束时撤去加热套，通过冰水浴快速降低温度，使得反应立即停止；取出量子点，用甲苯溶液离心清洗溶液中未反应完的前驱体，在多次离心后把量子点溶于非极性溶剂。
(5)形成ZnS壳层
取100mg的CdS量子点核、5ml油酸(OA)、10ml的十八烯(ODE)加入到三口烧瓶中，先进行常温排气20min，然后升温到180℃。到达目标温度后同时注入0.3mmol的油酸锌、0.3mmol的十二烷基硫醇进行最终的外壳生长，生长时间控制在180s内，反应结束时撤去加热套，通过冰水浴快速降低温度，使得反应立即停止；获得薄层外壳0.2nm，在本征发光峰和缺陷发光峰在一定峰位情况下，让本征发光峰与缺陷发光峰的比例到达最优的比值，最终获得可发射白光(本征：475nm，缺陷：550nm，峰强度比例为1:2)的量子点。
实施例2：
(1)油酸镉Cd(OA)2前驱体的制备:
在三口烧瓶中加入氧化镉(CdO)0.2mmol，油酸(OA)0.5ml，十八烯(ODE)5ml，先常温抽真空30mins，然后在加热到180℃排氩气60mins，然后维持180℃抽真空30mins，冷却至室温备用。
(2)油酸锌Zn(OA)2前驱体的制备：
在三口烧瓶中加入醋酸锌Zn(Ac)2 1.8mmol，油酸(OA)1ml，十八烯(ODE)5ml，先常温抽真空30mins，然后在加热到180℃排氩气60mins，然后维持180℃抽真空30mins，冷却至室温备用。
(3)硫(S)前驱体的制备：
称30mg的S加入到1ml的十八烯(ODE)中，230℃加热20mins，被维持在140℃备用。
(4)硒(Se)或(Te)前驱体的制备：
称取60mg的Se(或100mg Te)加入到1ml的十八烯(ODE)中，230℃加热20mins，被维持在140℃备用。
(5)合成CdS核和加入Se阴离子元素
取5ml的油酸镉Cd(OA)2前驱体加入到三口瓶中，先常温排气20mins，然后加热到120℃抽真空30mins，最后升温到300℃。待烧瓶内的前躯体升温到300℃时并维持在300℃，抽取1ml硫前躯体(S-ODE)快速热注入到烧瓶内。待反应成核60s时在后续的成核9min内补充前躯体Cd(OA)2，采用逐渐递增的滴加速率(0.6+n)/36mmol/min(n＝1,2,…9)。维持温度，继续注入0.5mL硒前驱体(Se-ODE)。反应结束时撤去加热套，通过冰水浴快速降低温度，使得反应立即停止；取出量子点，用丙酮溶液离心清洗溶液中未反应完的前驱体，在多次离心后把量子点溶于非极性溶剂。经过不同的阴离子比例，让本征发光峰与缺陷发光峰的峰位到达最优位置。本实施例中，不加入Se离子，本征发光峰位在480nm，缺陷发光峰位在510nm，加入Se离子，本征发光峰位可通过反应时间控制尺寸大小，保持在480nm，缺陷发光峰位移动至580nm。
(5)形成ZnS壳层
取100mg的CdS量子点核、5ml油酸(OA)、10ml的十八烯(ODE)加入到三口烧瓶中，先进行常温排气20min，然后升温到180℃。到达目标温度后同时注入0.3mmol的油酸锌、0.3mmol的十二烷基硫醇进行最终的外壳生长，生长时间控制在180s内，反应结束时撤去加热套，通过冰水浴快速降低温度，使得反应立即停止；在(4)的基础上获得薄层外壳0.5nm，在本征发光峰和缺陷态发光峰在一定峰位情况下，让本征发光峰与缺陷态发光峰的比例到达最优的比值，最终获得可发射白光(本征：475nm，缺陷：530nm，峰强度比例为1:1.5)的量子点。
实施例3：QLED器件的制备
本实施例的一种正置顶发射结构的QLED器件的制备过程如下：
步骤S1：在ITO衬底上，旋涂PEDOT：PSS，转速5000，时间30秒，随后150℃加热15分钟；
步骤S2：旋涂TFB(8mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后150℃加热30分钟；
步骤S3：旋涂实施例1中合成的量子点(20mg/mL)，转速2000，时间30秒；
步骤S4：旋涂ZnO(30mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后80℃加热30分钟；
步骤S5：通过热蒸发，真空度3×10-4Pa，蒸镀Ag，速度为1埃/秒，时间200秒，厚度20nm，得到顶发射的正置型量子点发光二极管。
综上所述，本发明提出一种量子点及其制备方法与量子点发光二极管。本发明通过在量子点的核表面掺杂第二阴离子元素，调节核表面的第一阴离子元素与第二阴离子元素的质量比例，从而调节缺陷态发光峰的峰位，获得所需色温的白光。本发明还可通过适当增加壳层，使壳层厚度控制在0.1-1nm，以调节本征发光峰和缺陷态发光峰的强度比例，从而获得所需色温的白光。本发明通过调控量子点合成途径，获得可以发射白光的量子点，并采用单层的器件结构，在仅仅使用一种量子点，即可以实现白光发射的量子点发光二极管，在降低工艺难度的同时、可以降低制造成本，有利于未来的应用推广。
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 (9)
1.一种量子点，所述量子点具有核壳结构，其特征在于，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同。
2.根据权利要求1所述的量子点，其特征在于，所述第一阴离子元素和第二阴离子元素独立地选自S元素、Se元素和Te元素中的一种。
3.根据权利要求2所述的量子点，其特征在于，所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te。
4.一种量子点材料组合物，其特征在于，包括第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点均为量子点，所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同；所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te；
所述第一量子点的核表面的S和Se比例，与所述第二量子点的核表面的S和Se比例不同；
或者，所述第一量子点的核表面的S和Te比例，与所述第二量子点的核表面的S和Te比例不同。
5.一种量子点的制备方法，所述量子点具有核壳结构，其特征在于，
制备量子点核；所述量子点的核表面具有第一阴离子元素，所述量子点的核表面还掺杂有第二阴离子元素，所述第一阴离子元素与第二阴离子元素不同；
在量子点核的表面生成量子点的壳层，得到所述量子点。
6.根据权利要求5所述的量子点的制备方法，其特征在于，所述第一阴离子元素和第二阴离子元素独立地选自S元素、Se元素和Te元素中的一种。
7.根据权利要求6所述的量子点的制备方法，其特征在于，所述第一阴离子元素为S，形成核为CdS的量子点，所述CdS量子点的发光波长为410-470nm，所述量子点的壳为ZnS，所述第二阴离子元素为Se或Te。
8.一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其特征在于，所述量子点发光层包括权利要求1-3任一项所述的量子点。
9.一种量子点发光二极管，包括阳极、量子点发光层及阴极，所述量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，其特征在于，所述量子点发光层包括权利要求4所述的量子点材料组合物。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101319139A (zh) * | 2008-07-10 | 2008-12-10 | 上海交通大学 | CdSeS及CdSeS/ZnS核壳型量子点的制备方法 |
| CN101328408A (zh) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | 天津游瑞量子点技术发展有限公司 | CdSeS/ZnS包壳量子点及制备方法 |
| CN101328406A (zh) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | 天津游瑞量子点技术发展有限公司 | CdTeS/ZnS包壳量子点及制备方法 |
| CN109337689A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-15 | 纳晶科技股份有限公司 | 掺杂量子点及其制备方法 |
| CN109609117A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-12 | 苏州星烁纳米科技有限公司 | 发光器件及其制备方法 |
| CN110172274A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-27 | 苏州星烁纳米科技有限公司 | 量子点墨水及电致发光器件 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101328408A (zh) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | 天津游瑞量子点技术发展有限公司 | CdSeS/ZnS包壳量子点及制备方法 |
| CN101328406A (zh) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | 天津游瑞量子点技术发展有限公司 | CdTeS/ZnS包壳量子点及制备方法 |
| CN101319139A (zh) * | 2008-07-10 | 2008-12-10 | 上海交通大学 | CdSeS及CdSeS/ZnS核壳型量子点的制备方法 |
| CN109337689A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-15 | 纳晶科技股份有限公司 | 掺杂量子点及其制备方法 |
| CN109609117A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-12 | 苏州星烁纳米科技有限公司 | 发光器件及其制备方法 |
| CN110172274A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-27 | 苏州星烁纳米科技有限公司 | 量子点墨水及电致发光器件 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 段红艳: "高效荧光CdSe/ZnS、CdSe_xS_(1-x)/ZnS核/壳量子点的合成及其LEDs器件应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
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