本發(fā)明涉及梯度合金量子點(diǎn)的制備，具體涉及錳離子和銅離子優(yōu)化梯度合金量子點(diǎn)的制備及該量子點(diǎn)在QLED器件的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前量子點(diǎn)熱正在席卷世界，其全波段可協(xié)調(diào)發(fā)光，半峰寬窄，生物相容性好等等優(yōu)點(diǎn)吸引著人們對(duì)其研究的不斷深入。目前量子點(diǎn)的制備可分為有機(jī)相合成和水相合成，水相合成溫度較低，周期較短而其弊端亦是顯而易見的，熒光壽命短，量子點(diǎn)產(chǎn)率低，雜質(zhì)多等等，而目前高產(chǎn)率，熒光壽命長(zhǎng)的量子點(diǎn)主要是通過油相合成。我們研發(fā)一種高效的梯度合金量子點(diǎn)制備方法。成功梯度合成合金量子點(diǎn)，具有熒光壽命長(zhǎng)，半峰寬窄，絕對(duì)產(chǎn)率高等等特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)的梯度合金量子點(diǎn)并在QLED器件的應(yīng)用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：梯度合金量子點(diǎn)制備技術(shù)穩(wěn)定，有機(jī)相合成量子產(chǎn)率高、量子點(diǎn)粒徑更小。所制備的QLED易組裝成本低且具有寬的吸收光譜和高的光電轉(zhuǎn)換效率，具有比較高的開發(fā)價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供梯度合金量子點(diǎn)的制備及該量子點(diǎn)在QLED器件的應(yīng)用，量子點(diǎn)獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)使其展現(xiàn)出出色的物理性質(zhì),尤其是其光學(xué)性能。相對(duì)于有機(jī)熒光染料,膠體法制備的量子點(diǎn)具有光譜可調(diào),發(fā)光強(qiáng)度大、色純度高、熒光壽命長(zhǎng),單光源可激發(fā)多色熒光等優(yōu)勢(shì)。此外,QLED的壽命長(zhǎng),封裝工藝簡(jiǎn)單。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案，一種錳離子優(yōu)化梯度合金量子點(diǎn)的制備，其特征是方法步驟如下：
（1）以醋酸鋅作為量子點(diǎn)制備鋅前驅(qū)體，氧化鎘作為量子點(diǎn)制備鎘前驅(qū)體，以S，1-十八烯制備成S源，以硒粉制備的三丁基膦硒化膦作為硒前驅(qū)體，以1-十八烯為穩(wěn)定劑，油酸作為溶劑反應(yīng)劑和配體得油溶性梯度合金量子點(diǎn)。乙腈促使量子點(diǎn)沉淀，離心分離提純；
（2）硒源：鋅源：鎘源：Mn2+=1:5：0.5：0.05的摩爾比反應(yīng)，S的量不定，可制得可見光波段所有類型的量子點(diǎn)，此時(shí)量子點(diǎn)含有雜質(zhì)未反應(yīng)的硒源雜質(zhì)，過量的鋅源等等，加入過量丙酮乙腈等促使量子點(diǎn)沉淀離心分離得固體粉末，加入三氯甲烷溶解再加過量丙酮沉淀，反復(fù)兩次得到純凈的梯度合金量子點(diǎn)粉末；
(3)采用有機(jī)相合成成功制備了膠體量子點(diǎn)CdS/ZnSe梯度量子點(diǎn)并成功對(duì)其進(jìn)行包覆,制備出了CdS/ZnSe梯度量子點(diǎn),包覆后熒光性能得到明顯改善；通過改變合成工藝參數(shù)在很寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了發(fā)光光譜的調(diào)控；所合成的CdS/ZnSe梯度量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率達(dá)90%,；量子點(diǎn)粒徑分布均勻,熒光半峰寬為17～30nm,并能維持優(yōu)異的光純度和光亮度。
一種銅離子優(yōu)化梯度合金量子點(diǎn)的制備，其特征是方法步驟如下：
（1）以醋酸鋅作為量子點(diǎn)制備鋅前驅(qū)體，氧化鎘作為量子點(diǎn)制備鎘前驅(qū)體，以S，1-十八烯制備成S源，以硒粉制備的三丁基膦硒化膦作為硒前驅(qū)體，以1-十八烯為穩(wěn)定劑，油酸作為溶劑反應(yīng)劑和配體得油溶性梯度合金量子點(diǎn)。乙腈促使量子點(diǎn)沉淀，離心分離提純；
（2）硒源：鋅源：鎘源：Cu2+=1:5：0.5：0.05的摩爾比反應(yīng)，S的量不定，可制得可見光波段所有類型的量子點(diǎn)，此時(shí)量子點(diǎn)含有雜質(zhì)未反應(yīng)的硒源雜質(zhì)，過量的鋅源等等，加入過量丙酮乙腈等促使量子點(diǎn)沉淀離心分離得固體粉末，加入三氯甲烷溶解再加過量丙酮沉淀，反復(fù)兩次得到純凈的梯度合金量子點(diǎn)粉末；
(3)采用有機(jī)相合成成功制備了膠體量子點(diǎn)CdS/ZnSe梯度量子點(diǎn)并成功對(duì)其進(jìn)行包覆,制備出了CdS/ZnSe梯度量子點(diǎn),包覆后熒光性能得到明顯改善；通過改變合成工藝參數(shù)在很寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了發(fā)光光譜的調(diào)控；所合成的CdS/ZnSe梯度量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率達(dá)90%,；量子點(diǎn)粒徑分布均勻,熒光半峰寬為17～30nm,并能維持優(yōu)異的光純度和光亮度。
一種梯度合金量子點(diǎn)在QLED器件的應(yīng)用，其特征是方法步驟如下：
（1）將純凈的梯度合金量子點(diǎn)粉末重新分散到三氯甲烷中；
（2）將提純后的量子點(diǎn)組裝成QLED發(fā)光器件，空穴傳輸層、發(fā)光層以及電子傳輸層組成的三明治結(jié)構(gòu)。
對(duì)比OLED, QLED的特點(diǎn)在于其發(fā)光材料采用性能更加穩(wěn)定的無機(jī)量子點(diǎn)。量子點(diǎn)獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)使其展現(xiàn)出出色的物理性質(zhì),尤其是其光學(xué)性能。相對(duì)于有機(jī)熒光染料,膠體法制備的量子點(diǎn)具有光譜可調(diào),發(fā)光強(qiáng)度大、色純度高、熒光壽命長(zhǎng),單光源可激發(fā)多色熒光等優(yōu)勢(shì)。此外,QLED的壽命長(zhǎng),封裝工藝簡(jiǎn)單或無需封裝,有望成為下一代的平板顯示器,具有廣闊發(fā)展前景。 目前根據(jù)QLED中載流子傳輸層的不同,可將QLED分為四種。分別為聚合物載流子傳輸層QLED,有機(jī)小分子載流子傳輸層QLED,無機(jī)載流子傳輸層QLED,以及雜化載流子傳輸層QLEDo其中無機(jī)載流子傳輸層,空氣穩(wěn)定性最好,無需進(jìn)行封裝,是本文研究的重點(diǎn)。然而,目前無機(jī)載流子傳輸層QLED器件效率很低,主要原因在于空穴載流子和電子載流子傳輸速率不平衡造成量子點(diǎn)充電以及熒光淬滅。因此,本文主要分步優(yōu)化空穴傳輸層，電子傳輸層,從而提高空穴傳輸層中空穴載流子傳輸速率和電子傳輸能力,以期提高QLED器件效率 研究?jī)?nèi)容主要如下： (1)對(duì)氧化鋅材料的創(chuàng)新和優(yōu)化制備 (2)polytbp,氧化鋅，PEDOP:PSS,量子點(diǎn)等材料的旋涂?jī)?yōu)化。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：有機(jī)相中制備的量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率高，單分散性和穩(wěn)定性較好，光學(xué)性能優(yōu)異且粒徑可控，量子點(diǎn)試劑低毒、廉價(jià)、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、并有高度的重現(xiàn)性符合能源發(fā)展趨勢(shì)，具有比較高的開發(fā)價(jià)值。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明采用溶劑熱法：分別在有機(jī)相中合成梯度合金量子點(diǎn)，與氧化鋅，polytbp等組裝成QLED器件。
本發(fā)明銅錳離子梯度合金量子點(diǎn)合成具體步驟如下：
方法1：
一．稱量CdO(0.5mmol)，Zn（Ac）2(5.0mmol)，OA溶液(3ml)，ODE溶液(10ml)，醋酸銅（0.05mmol）放入50毫升的四口燒瓶；
二．加熱至100攝氏度，抽真空40min；
三．換氣三次，加熱至300攝氏度，迅速注入S-ODE溶液；
四．310攝氏度保溫15~20min滴入Se-TBP（1mmol）；
五．保溫，高溫緩慢滴入S-ODE溶液一毫升；
六.重復(fù)第四步。保溫，冷卻至室溫；
本發(fā)明銅錳梯度合金量子點(diǎn)分離提純步驟如下：
（1）將制得的量子點(diǎn)原液加入離心管中，原液離心10000rmp，時(shí)長(zhǎng)10min.。（2）取上清液，體積比上清液：三氯甲烷：乙腈=3：0.5：2.7，然后離心8000rmp，時(shí)長(zhǎng)五分鐘。（3）取沉淀，用少于1ml的三氯甲烷溶解沉淀，再加入3ml的乙腈促沉淀，離心8000rmp，時(shí)長(zhǎng)五分鐘。（4）重復(fù)步驟（3），將制備的量子點(diǎn)粉末溶解在正己烷或者真空烘干。
方法2：
一．稱量CdO(0.5mmol)，Zn（Ac）2(5.0mmol)，OA溶液(3ml)，ODE溶液(10ml)，醋酸錳（0.05mmol）放入50毫升的四口燒瓶；
二．加熱至100攝氏度，抽真空40min；
三．換氣三次，加熱至300攝氏度，迅速注入S-ODE溶液；
四．310攝氏度保溫15~20min滴入Se-TBP（1mmol）；
五．保溫，高溫緩慢滴入S-ODE溶液一毫升；
六.重復(fù)第四步。保溫，冷卻至室溫。
本發(fā)明銅錳梯度合金量子點(diǎn)QLED器件組裝步驟如下：
（1）取1.5*2.0cm2的ITO導(dǎo)電玻璃于丙酮、無水乙醇和水摩爾比為2:2:1的溶液中超聲清洗10min，隨即用去離子水清洗掉有機(jī)溶劑，將洗凈的導(dǎo)電玻璃烘干,用擦鏡紙將ITO玻璃擦拭干凈。
（2）在ITO玻璃旋涂一層PEDOT-PSS膜，然后真空干燥50攝氏度，30min，使得PEDOT-PSS膜均勻平整的鋪設(shè)在ITO玻璃。
（3）往吸附好PEDOT-PSS的TiO2膜上旋涂一層poly-tod，然后真空干燥50攝氏度，30min，使得poly-tod膜均勻平整地鋪設(shè)在ITO玻璃。
（4）旋涂一層QDs ，然后真空干燥50攝氏度，30min，使得QDs膜均勻平整地鋪設(shè)在ITO玻璃。
（5）往吸附好的QDs膜上旋涂一層ZnO溶液，然后真空干燥50攝氏度，30min，使得ZnO膜均勻平整地鋪設(shè)在ITO玻璃。
(6)真空鍍膜機(jī)鍍膜；通過銅錳梯度合金量子點(diǎn)合成、銅錳梯度合金量子點(diǎn)分離提純和銅錳梯度合金量子點(diǎn)QLED器件組裝三個(gè)步驟制備，滿足高效QLED器件制備工藝的要求。