WO2021042458A1 - 量子点的配位方法、量子点以及显示装置 - Google Patents

量子点的配位方法、量子点以及显示装置 Download PDF

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张树仁
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深圳市华星光电半导体显示技术有限公司
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    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/14—Macromolecular compounds

Definitions

  • the present invention relates to the field of display technology, in particular to a coordination method of quantum dots, quantum dots and display devices.
  • QLED Quantum Dot Light-emitting Diode
  • OLED Organic Light-emitting Diode, organic light-emitting diode
  • QLED and OLED not only has many advantages such as low energy consumption, wide viewing angle, rich color and easy flexible display, but also has a narrower luminous peak and higher color saturation. Therefore, QLED has received great attention from academic and industrial circles.
  • QD Quantum Dot, quantum dot
  • agglomeration leads to red shift of light color and reduces the luminous efficiency of QLED.
  • the purpose of the present invention is to provide a quantum dot coordination method, quantum dots and display device, which can reduce the agglomeration rate of quantum dots.
  • the embodiment of the present invention provides a quantum dot coordination method, which includes:
  • a target quantum dot and a polymer wherein the surface of the target quantum dot has a first ligand, and the polymer has a coordination group;
  • the target quantum dot and the polymer are dissolved in a solvent, so that the coordination group of the polymer re-coordinates the target quantum dot, so that the surface of the target quantum dot forms a second complex.
  • the first ligand on the surface of the target quantum dot is separated to obtain a re-coordinated quantum dot.
  • the molar ratio of the target quantum dots to the polymer is between 0.01 and 0.1.
  • the main chain of the polymer includes at least one of polyfluorene, polyvinylcarbazole, or polystyrene-based plastics, and the side chain of the polymer includes acidic carboxyl, hydroxyl, amino, or sulfur groups. At least one of them.
  • the side chain of the polymer is the coordination group.
  • the distance between the coordination groups ranges from 1 to 20 nanometers.
  • the first ligand on the surface of the target quantum dot includes at least one of oleic acid and oleylamine.
  • the second ligand includes at least one of an acidic carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, or a thio group.
  • the polymer has high carrier mobility.
  • the embodiment of the present invention also provides a quantum dot formed by polymer coordination, and the ligand on the surface of the quantum dot includes at least one of acidic carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, or sulfur groups.
  • the embodiment of the present invention also provides a display device, which includes:
  • a light-emitting structure includes a light-emitting layer, the light-emitting layer is made of quantum dots coordinated by a coordination method, and the coordination method includes:
  • a target quantum dot and a polymer wherein the surface of the target quantum dot has a first ligand, and the polymer has a coordination group;
  • the target quantum dot and the polymer are dissolved in a solvent, so that the coordination group of the polymer re-coordinates the target quantum dot, so that the surface of the target quantum dot forms a second complex.
  • the first ligand on the surface of the target quantum dot is separated to obtain a re-coordinated quantum dot.
  • the molar ratio of the target quantum dots to the polymer is between 0.01 and 0.1.
  • the main chain of the polymer includes at least one of polyfluorene, polyvinylcarbazole, or polystyrene-based plastics, and the side chain of the polymer includes acidic carboxyl, hydroxyl, amino, or sulfur groups. At least one of them.
  • the side chain of the polymer is the coordination group.
  • the distance between the coordination groups ranges from 1 to 20 nanometers.
  • the first ligand on the surface of the target quantum dot includes at least one of oleic acid and oleylamine.
  • the second ligand includes at least one of an acidic carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, or a thio group.
  • the polymer has high carrier mobility.
  • the quantum dot coordination method, quantum dots, and display devices of the present invention use polymers to re-coordinate the quantum dots, thereby reducing quantum dots. Reunion rate of points.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a display device provided by an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a quantum dot coordination method provided by an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a scene of a quantum dot coordination method provided by an embodiment of the present invention.
  • the embodiment of the present invention provides a display device.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 1 includes a substrate 11, a light emitting structure 12 and a pixel definition layer 13.
  • the substrate 11 is used to carry other structures on it.
  • the substrate 11 can be made of a flexible material or a rigid material.
  • the substrate 11 may be made of polyimide.
  • the light emitting structure 12 includes an anode 121, a hole injection layer 122, a hole transport layer 123, a light emitting layer 124, an electron transport layer 125, an electron injection layer 126, and a cathode 127.
  • the constituent material of the anode 121 may be indium tin oxide.
  • the anode 121 is used to provide holes.
  • the hole injection layer 122 is used to inject holes provided by the anode 121 into the hole transport layer 123.
  • the hole transport layer 123 is used to transport holes to the light emitting layer 124.
  • the constituent material of the cathode 127 may include at least one of metal materials such as lithium, magnesium, calcium, and aluminum.
  • the cathode 127 is used to supply electrons.
  • the electron injection layer is used to inject electrons provided by the cathode 127 into the electron transport layer 125.
  • the electron transport layer 125 is used to transport electrons to the light emitting layer 124.
  • the anode 121, the hole injection layer 122, the hole transport layer 123, and the light emitting layer 124 may be formed on the substrate 11 in sequence by inkjet printing. Then, an electron transport layer 125 and an electron injection layer 126 are sequentially formed on the light-emitting layer 124 by evaporation or inkjet printing. Finally, a cathode 127 is formed on the electron injection layer 126 by evaporation.
  • the constituent material of the light-emitting layer 124 includes quantum dots, wherein the quantum dots are formed after re-coordination with a polymer.
  • the ligand on the surface of the quantum dot includes at least one of an acidic carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, or a sulfur group.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a quantum dot coordination method provided by an embodiment of the present invention. The steps of the quantum dot coordination method include:
  • S101 providing a target quantum dot and a polymer, wherein the surface of the target quantum dot has a first ligand, and the polymer has a coordination group.
  • the target quantum dots and polymers first.
  • the molar ratio between the target quantum dot and the polymer is between 0.01 and 0.1.
  • the target quantum dots can be synthesized by the method of oil phase high temperature pyrolysis. Specifically, the organometallic precursor solution can be injected into the ligand solution, where the temperature of the ligand solution ranges from 250 to 300 degrees. The organometallic precursor is rapidly pyrolyzed and nucleated under high temperature conditions, and the crystal nuclei slowly form nanocrystalline grains. Repeat the above operations until the target quantum dot with a core-shell structure is formed. At this time, the surface of the target quantum dot has first ligands such as oleic acid and oleylamine, which will cause the quantum dots to agglomerate.
  • first ligands such as oleic acid and oleylamine
  • the embodiment of the present invention adopts a polymer to re-coordinate the above-mentioned target quantum dots.
  • the main chain of the polymer includes at least one of polyfluorene, polyvinylcarbazole (PVK) or polystyrene (PS), and the side chain of the polymer includes acidic carboxyl -COOH, hydroxyl- At least one of OH, amino-NH2, or thio-SH.
  • the side chain of the polymer is the coordination group of the polymer, that is, the coordination group includes at least one of an acidic carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, or a sulfur group.
  • the synthesis route of the polymer can be changed so that the distance between the coordination groups is in the range of 1-20 nanometers, so as to adjust the micro-aggregation phenomenon of the quantum dots.
  • the polymer may be a polymer with high carrier mobility, which can improve the transport performance of carriers in the light-emitting layer 124.
  • Step S102 dissolving the target quantum dot and the polymer in a solvent, so that the coordination group of the polymer re-coordinates the target quantum dot, so that a second ligand is formed on the surface of the target quantum dot, and the surface of the target quantum dot is The first ligand is separated to obtain a re-coordinated quantum dot.
  • the steps of the method of using polymers to re-coordinate the target quantum dots are described in detail.
  • the target quantum dots and polymer are first dissolved in a solvent, where the solvent can be chloroform. Stir for 12-36 hours at room temperature and protected from light.
  • the polymer can re-coordinate the target quantum dots.
  • the first ligand 211 on the surface of the target quantum dot 21 is detached, and the coordination group 221 on the polymer 22 is attached to the surface of the target quantum dot 21 to form a second ligand 231 to obtain a re-coordinated Quantum dot 23.
  • the agglomeration rate of re-coordinated quantum dots can be effectively reduced.
  • the second ligand is a side chain in the polymer, that is, the second ligand includes at least one of an acidic carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, or a sulfur group.
  • methanol is added to settle the re-coordinated quantum dots, and the re-coordinated quantum dots are separated by centrifugation.
  • the display device 1 further includes a pixel definition layer 13.
  • the pixel defining layer 13 is used to define the light emitting structure 12.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

一种量子点的配位方法、量子点以及显示装置，量子点的配位方法包括：提供量子点以及聚合物，其中量子点表面具有第一配体，聚合物具有配位基团（S101）；将量子点和聚合物溶解在溶剂中，使聚合物的配位基团对量子点重新进行配位，使量子点表面形成第二配体，并使量子点表面的第一配体脱离，得到重新配位的量子点（S102）。

Description

量子点的配位方法、量子点以及显示装置 技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种量子点的配位方法、量子点以及显示装置。
 背景技术
随着智能移动终端的普及，显示面板技术得到广泛应用，其发展越来越迅速。
其中，QLED（Quantum Dot Light-emitting Diode，量子点发光二极管）采用不需要背光源的自发光技术。QLED跟OLED（Organic Light-emitting Diode, 有机发光二极管）相比，不仅具有能耗低、视角广、色彩丰富以及易于柔性显示等诸多优点，还具有更窄的发光峰以及更高的色彩饱和度。因此，QLED受到了学术和产业界的高度关注。
然而，QLED中QD（Quantum Dot，量子点）存在团聚的问题，团聚导致光色红移，降低了QLED的发光效率。
 技术问题
本发明的目的在于提供一种量子点的配位方法、量子点以及显示装置，可以降低量子点的团聚率。
 技术解决方案
本发明实施例提供了一种量子点的配位方法，其包括：
提供目标量子点以及聚合物，其中所述目标量子点表面具有第一配体，聚合物具有配位基团；
将所述目标量子点和所述聚合物溶解在溶剂中，使所述聚合物的所述配位基团对所述目标量子点重新进行配位，使所述目标量子点表面形成第二配体，并使所述目标量子点表面的第一配体脱离，得到重新配位的量子点。
在一实施例中，所述目标量子点和所述聚合物的摩尔比为0.01至0.1之间。
在一实施例中，所述聚合物的主链包括聚芴、聚乙烯咔唑或聚苯乙烯系塑料中的至少一种，所述聚合物的侧链包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
在一实施例中，所述聚合物的所述侧链为所述配位基团。
在一实施例中，所述配位基团之间的间距范围为1-20纳米。
在一实施例中，所述目标量子点表面的第一配体包括油酸和油胺中的至少一种。
在一实施例中，所述第二配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
在一实施例中，所述聚合物具有高载流子迁移率。
本发明实施例还提供了一种量子点，所述量子点经聚合物配位形成，所述量子点表面的配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
本发明实施例还提供了一种显示装置，其包括：
基板；
发光结构，所述发光结构包括发光层，所述发光层采用配位方法配位后的量子点制成，所述配位方法包括：
提供目标量子点以及聚合物，其中所述目标量子点表面具有第一配体，聚合物具有配位基团；
将所述目标量子点和所述聚合物溶解在溶剂中，使所述聚合物的所述配位基团对所述目标量子点重新进行配位，使所述目标量子点表面形成第二配体，并使所述目标量子点表面的第一配体脱离，得到重新配位的量子点。
在一实施例中，所述目标量子点和所述聚合物的摩尔比为0.01至0.1之间。
在一实施例中，所述聚合物的主链包括聚芴、聚乙烯咔唑或聚苯乙烯系塑料中的至少一种，所述聚合物的侧链包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
在一实施例中，所述聚合物的所述侧链为所述配位基团。
在一实施例中，所述配位基团之间的间距范围为1-20纳米。
在一实施例中，所述目标量子点表面的第一配体包括油酸和油胺中的至少一种。
在一实施例中，所述第二配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
在一实施例中，所述聚合物具有高载流子迁移率。
 有益效果
相较于现有的量子点的配位方法、量子点以及显示装置，本发明的量子点的配位方法、量子点以及显示装置，通过使用聚合物对量子点进行重新配位，降低了量子点的团聚率。
 附图说明
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的量子点的配位方法的流程示意图。
图3为本发明实施例提供的量子点的配位方法的场景示意图。
 本发明的实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明实施例提供了一种显示装置。请参照图1，图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。显示装置1包括基板11、发光结构12以及像素定义层13。
基板11用于承载位于其上的其他结构。基板11可以采用柔性材料或刚性材料制成。具体的，基板11可以为采用聚酰亚胺制成。
发光结构12包括阳极121、空穴注入层122、空穴传输层123、发光层124、电子传输层125、电子注入层126以及阴极127。
阳极121的组成材料可以为氧化铟锡。阳极121用于提供空穴。空穴注入层122用于将阳极121提供的空穴注入空穴传输层123。空穴传输层123用于将空穴传输至发光层124。阴极127的组成材料可以包括锂、镁、钙以及铝等金属材料中的至少一种。阴极127用于提供电子。电子注入层用于将阴极127提供的电子注入到电子传输层125。电子传输层125用于将电子传输至发光层124。空穴和电子在发光层124中符合产生激子，激子在电场的作用下迁移，将能量传递给发光层124，使发光层124中的量子点发光。
具体的，可以先采用喷墨打印的方式在基板11上依次形成阳极121、空穴注入层122、空穴传输层123以及发光层124。然后采用蒸镀或喷墨打印方式在发光层124上依次形成电子传输层125和电子注入层126。最后采用蒸镀方式在电子注入层126上形成阴极127。
在本发明实施例中，发光层124的组成材料包括量子点，其中量子点经聚合物重新配位后形成。在一实施例中，该量子点表面的配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。请参照图2，图2为本发明实施例提供的量子点的配位方法的流程示意图。量子点的配位方法的步骤包括：
S101，提供目标量子点以及聚合物，其中目标量子点表面具有第一配体，聚合物具有配位基团。
先提供目标量子点以及聚合物。其中目标量子点和聚合物之间的摩尔比为0.01至0.1之间。可以采用油相高温热解的方法合成目标量子点。具体的，可以将有机金属前驱体溶液注入至配体溶液中，其中配体溶液温度范围为250至300度之间。有机金属前驱体在高温条件下迅速热解并成核，晶核再缓慢形成纳米晶粒。重复上述操作，直至形成核-壳结构的目标量子点。此时的目标量子点表面具有油酸以及油胺等第一配体，会造成量子点团聚。
为了避免目标量子点团聚，本发明实施例采用聚合物，重新对上述目标量子点进行了配位。聚合物的主链包括聚芴、聚乙烯咔唑（Polyvinylcarbazole，PVK）或聚苯乙烯系塑料（Polystyrene，PS）中的至少一种，所述聚合物的侧链包括酸性羧基-COOH、羟基-OH、氨基-NH2或硫基-SH中的至少一种。其中，聚合物的侧链为聚合物的配位基团，即配位基团包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
在一实施例中，可以通过改变聚合物的合成路线，使配位基团之间的间距范围处于为1-20纳米，以调节量子点的微团聚现象。在一实施例中，聚合物可以为具有高载流子迁移率的聚合物，可以改善发光层124中载流子的传输性能。
步骤S102，将目标量子点和聚合物溶解在溶剂中，使聚合物的配位基团对目标量子点重新进行配位，使目标量子点表面形成第二配体，并使目标量子点表面的第一配体脱离，得到重新配位的量子点。
接下来详细介绍使用聚合物对目标量子点进行重新配位的方法的步骤。具体的，先将目标量子点和聚合物溶解在溶剂中，其中溶剂可以为氯仿。再在室温避光条件下，搅拌12-36小时。这样聚合物可以对目标量子点重新进行配位。如图3所示，目标量子点21表面的第一配体211脱离，聚合物22上的配位基团221附着在目标量子点21的表面，形成第二配体231，得到重新配位的量子点23。综上，可以有效的降低重新配位的量子点的团聚率。在一实施例中，第二配体为聚合物中的侧链，即第二配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。最后加入甲醇使重新配位后的量子点沉降，再离心分离出该重新配位后的量子点。
如图1所示，显示装置1还包括像素定义层13。其中，像素定义层13用于界定发光结构12。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (17)

  1. 一种量子点的配位方法，其包括：
    提供目标量子点以及聚合物，其中所述目标量子点表面具有第一配体，聚合物具有配位基团；
    将所述目标量子点和所述聚合物溶解在溶剂中，使所述聚合物的所述配位基团对所述目标量子点重新进行配位，使所述目标量子点表面形成第二配体，并使所述目标量子点表面的第一配体脱离，得到重新配位的量子点。
  2. 根据权利要求1所述的量子点的配位方法，其中，所述目标量子点和所述聚合物的摩尔比为0.01至0.1之间。
  3. 根据权利要求1所述的量子点的配位方法，其中，所述聚合物的主链包括聚芴、聚乙烯咔唑或聚苯乙烯系塑料中的至少一种，所述聚合物的侧链包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
  4. 根据权利要求3所述的量子点的配位方法，其中，所述聚合物的所述侧链为所述配位基团。
  5. 根据权利要求1所述的量子点的配位方法，其中，所述配位基团之间的间距范围为1-20纳米。
  6. 根据权利要求1所述的量子点的配位方法，其中，所述目标量子点表面的第一配体包括油酸和油胺中的至少一种。
  7. 根据权利要求1所述的量子点的配位方法，其中，所述第二配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
  8. 根据权利要求1所述的量子点的配位方法，其中，所述聚合物具有高载流子迁移率。
  9. 一种量子点，其中，所述量子点经聚合物配位形成，所述量子点表面的配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
  10. 一种显示装置，其包括：
    基板；
    发光结构，所述发光结构包括发光层，所述发光层采用配位方法配位后的量子点制成；
    所述配位方法包括：
    提供目标量子点以及聚合物，其中所述目标量子点表面具有第一配体，聚合物具有配位基团；
    将所述目标量子点和所述聚合物溶解在溶剂中，使所述聚合物的所述配位基团对所述目标量子点重新进行配位，使所述目标量子点表面形成第二配体，并使所述目标量子点表面的第一配体脱离，得到重新配位的量子点。
  11. 根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述目标量子点和所述聚合物的摩尔比为0.01至0.1之间。
  12. 根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述聚合物的主链包括聚芴、聚乙烯咔唑或聚苯乙烯系塑料中的至少一种，所述聚合物的侧链包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
  13. 根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述聚合物的所述侧链为所述配位基团。
  14. 根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述配位基团之间的间距范围为1-20纳米。
  15. 根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述目标量子点表面的第一配体包括油酸和油胺中的至少一种。
  16. 根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述第二配体包括酸性羧基、羟基、氨基或硫基中的至少一种。
  17. 根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述聚合物具有高载流子迁移率。
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