本申請涉及量子點(diǎn)材料領(lǐng)域,具體而言,涉及一種量子點(diǎn)、墨水及量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件。
背景技術(shù):
為了量子點(diǎn)的穩(wěn)定性,傳統(tǒng)cdse/cds、cdse/zns等簡單core/shell(核/殼)結(jié)構(gòu)通常會將殼層做得比較厚,比如直徑10nm大小的cdse/cds結(jié)構(gòu)的紅光量子點(diǎn),核直徑只有約3nm。這樣在量子點(diǎn)自發(fā)光顯示(quantumdotlightemittingdiodes,qled)應(yīng)用中,量子點(diǎn)才可能在經(jīng)過提純、配體交換等處理后仍保持好的光電性質(zhì)。但是目前qled器件的壽命,尤其是藍(lán)光仍舊不夠理想,還沒有達(dá)到應(yīng)用的要求。解決這個(gè)問題,可以將量子點(diǎn)繼續(xù)做厚,現(xiàn)有技術(shù)中一般采用約15nm的大尺寸量子點(diǎn)做qled提高了器件壽命。但是過厚的殼層提高了電荷注入的難度,會導(dǎo)致啟動(dòng)電壓提升,發(fā)光效率下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請的主要目的在于提供一種量子點(diǎn)、墨水及量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的qled器件中無法在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí)提高發(fā)光效率的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本申請的一個(gè)方面,提供了一種量子點(diǎn),該量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu),包括:c/b1/a1……/bn/an/bn+1/an+1,或c/b1/a1……/bn/an/bn+1,其中,c為核,b1至bn+1各殼層為b類殼層,a1至an+1各殼層為a類殼層,各殼層遞增排列逐漸遠(yuǎn)離c核,且a類殼層和b類殼層交叉排列形成多個(gè)相鄰的a/b殼組,n為整數(shù),且n≥1;c核和a類殼層用于發(fā)光;在c/b核殼組和任意a/b殼組中,b類殼層的導(dǎo)帶底高于a類殼層或c核的導(dǎo)帶底,b類殼層的價(jià)帶頂?shù)陀赼類殼層或c核的價(jià)帶頂。
進(jìn)一步地,a類殼層的材料選自cdse、cdte、cds、znse、znte、inp、gap、cuins、cugas、cdsse、cdzns、cdznse;b類殼層的材料選自zns、znse、cds、inp、cuins、cugas、cdzns、cdznse中的一種或多種。
進(jìn)一步地,量子點(diǎn)用于發(fā)射目標(biāo)顏色的光,目標(biāo)顏色的光包括一種或多種波長,優(yōu)選地,波長值選自390至780nm之間的任意值。
進(jìn)一步地,在c/b核殼組或至少一個(gè)a/b殼組中,b類殼層阻斷與之相鄰的a類殼層或c核參與耦合發(fā)光,b類殼層的導(dǎo)帶底比a類殼層或c核的導(dǎo)帶底高0.5ev以上,b類殼層的價(jià)帶頂?shù)捅萢類殼層或c核的價(jià)帶頂?shù)?.5ev以上,且b類殼層的厚度大于等于預(yù)設(shè)厚度。
進(jìn)一步地,在c/b核殼組或至少一個(gè)a/b殼組中,b類殼層不阻斷與之相鄰的a類殼層或c核參與耦合發(fā)光,b類殼層的厚度小于等于預(yù)設(shè)厚度。
進(jìn)一步地,在b類殼層為zns,且a類殼層為cdse,預(yù)設(shè)厚度為4個(gè)單分子層。
進(jìn)一步地,量子點(diǎn)的粒徑為5nm~20nm。
進(jìn)一步地,量子點(diǎn)的a類殼層和b類殼層的殼層數(shù)之和為3~20。
根據(jù)本發(fā)明另一方面,還提供了一種量子點(diǎn),該量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu),包括:c/d1/a1……/dn/an/dn+1/an+1,或c/d1/a1……/dn/an/dn+1,其中,dx=b1/b2/……/bm,n、m、x為整數(shù),且n≥1,m≥1,n+1≥x≥1,c為核,a1至an+1各殼層為a類殼層,各殼層遞增排列逐漸遠(yuǎn)離c核,c核和a類殼層用于發(fā)光;d1至dn+1各殼層組為d類殼層組,b1至bm各殼層為b類殼層,至少一個(gè)d類殼層組包括兩個(gè)以上的b類殼層,a類殼層和d類殼層組交叉排列形成多個(gè)相鄰的a/d殼組;在c/d核殼組和任意a/d殼組中,d類殼層組中各b類殼層的導(dǎo)帶底均高于a類殼層或c核的導(dǎo)帶底,d類殼層組中各b類殼層的價(jià)帶頂均低于a類殼層或c核的價(jià)帶頂,在包括兩個(gè)以上b類殼層的d類殼層組中,各b類殼層導(dǎo)帶底沿遠(yuǎn)離核c的方向逐層升高,各b類殼層的價(jià)帶頂沿靠近核c的方向逐層降低。
進(jìn)一步地,a類殼層的材料選自cdse、cdte、cds、znse、znte、inp、gap、cuins、cugas、cdsse、cdzns、cdznse;b類殼層的材料選自zns、znse、cds、inp、cuins、cugas、cdzns、cdznse中的一種或多種。
進(jìn)一步地,m=2,a1為cdse,d1殼層組包括兩個(gè)b類殼層,分別為cds殼層和zns殼層。
根據(jù)本發(fā)明第三方面,還提供了一種墨水,該墨水包括上述的量子點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明第四方面,還提供了一種量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件,該量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件包括第一電極、量子點(diǎn)發(fā)光層和第二電極,形成量子點(diǎn)發(fā)光層的材料包括上述的量子點(diǎn)。
應(yīng)用本申請的技術(shù)方案,在具有多層殼層的核殼結(jié)構(gòu)的c/b1/a1……/bn/an/bn+1/an+1,或c/b1/a1……/bn/an/bn+1量子點(diǎn)中,殼層包括用于發(fā)光的a類殼層和非發(fā)光的b類殼層,并且a類殼層和b類殼層交叉排列形成多個(gè)相鄰的a/b殼組,且在任意a/b殼組和c/b核殼組中,b類殼層的導(dǎo)帶底高于a類殼層或c核的導(dǎo)帶底,而b類殼層的價(jià)帶頂?shù)陀赼類殼層或c核的價(jià)帶頂,從而c/b核殼組和任意a/b殼組中的b類殼層的帶隙寬度大于a類殼層或c核的帶隙寬度,使量子點(diǎn)中的各殼層形成了帶隙交替的多層結(jié)構(gòu),相比于現(xiàn)有技術(shù)中的采用一厚殼層來保護(hù)量子點(diǎn)提高穩(wěn)定性的方案來說,在殼層總厚度相同的前提下,本申請將厚殼層結(jié)構(gòu)分解成多個(gè)薄殼層的結(jié)構(gòu),又在殼層結(jié)構(gòu)中引入了帶隙更小的材料做發(fā)光中心,使殼層帶隙整體降低,降低注入勢壘,提高了電荷的注入效率,而多個(gè)殼層交替的結(jié)構(gòu)也保護(hù)了量子點(diǎn)內(nèi)部發(fā)光結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí),提高發(fā)光效率的效果,解決了現(xiàn)有技術(shù)中的qled器件中無法在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí)提高發(fā)光效率的問題,此外,通過進(jìn)一步調(diào)整各殼層的厚度可實(shí)現(xiàn)對量子點(diǎn)的發(fā)光波長的調(diào)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通過量子點(diǎn)來發(fā)射單色光或白光。
附圖說明
構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解,本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請,并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本申請實(shí)施例提供的一種可選的量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖;以及
圖2示出了根據(jù)本申請實(shí)施例提供的另一種可選的量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請。
如背景技術(shù)所記載的,現(xiàn)有技術(shù)的qled器件中無法在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí)提高發(fā)光效率,為了解決該問題,本申請一種典型的實(shí)施方式提供了一種量子點(diǎn)、墨水及量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件,該量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu),包括:c/b1/a1……/bn/an/bn+1/an+1,或c/b1/a1……/bn/an/bn+1,其中,c為核,b1至bn+1各殼層為b類殼層,a1至an+1各殼層為a類殼層,各殼層遞增排列逐漸遠(yuǎn)離c核,且a類殼層和b類殼層交叉排列形成多個(gè)相鄰的a/b殼組,n為整數(shù),且n≥1;c核和a類殼層用于發(fā)光;在c/b核殼組和任意a/b殼組中,b類殼層的導(dǎo)帶底高于a類殼層或c核的導(dǎo)帶底,b類殼層的價(jià)帶頂?shù)陀赼類殼層或c核的價(jià)帶頂。
應(yīng)用本申請,在具有多層殼層的核殼結(jié)構(gòu)的c/b1/a1……/bn/an/bn+1/an+1,或c/b1/a1……/bn/an/bn+1量子點(diǎn)中,殼層包括用于發(fā)光的a類殼層和非發(fā)光的b類殼層,并且a類殼層和b類殼層交叉排列形成多個(gè)相鄰的a/b殼組,且在c/b核殼組和任意a/b殼組(例如an/bn+1),中,b類殼層的導(dǎo)帶底高于a類殼層或c核的導(dǎo)帶底,而b類殼層的價(jià)帶頂?shù)陀赼類殼層或c核的價(jià)帶頂,從而c/b核殼組和任意a/b殼組中的b類殼層的帶隙寬度大于a類殼層或c核的帶隙寬度,使量子點(diǎn)中的各殼層形成了帶隙交替的多層結(jié)構(gòu),相比于現(xiàn)有技術(shù)中的采用一厚殼層來保護(hù)量子點(diǎn)提高穩(wěn)定性的方案來說,在殼層總厚度相同的前提下,本申請將厚殼層結(jié)構(gòu)分解成多個(gè)薄殼層的結(jié)構(gòu),又在殼層結(jié)構(gòu)引入了帶隙更小的材料做發(fā)光中心,使殼層帶隙整體降低,降低注入勢壘,提高電荷注入效率,而多個(gè)殼層交替的結(jié)構(gòu)同時(shí)也保護(hù)了量子點(diǎn)內(nèi)部發(fā)光結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí),提高發(fā)光效率的效果,解決了現(xiàn)有技術(shù)中的qled器件中無法在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí)提高發(fā)光效率的問題,此外,通過進(jìn)一步調(diào)整各殼層的厚度可實(shí)現(xiàn)對量子點(diǎn)的發(fā)光波長的調(diào)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通過量子點(diǎn)來發(fā)射單色光或白光。上述實(shí)施例中的a類殼層中a1、a2至an殼層是根據(jù)殼層位置來進(jìn)行區(qū)分的,b類殼層的區(qū)分方式相同。a類殼層和b類殼層的化學(xué)組成是不同的,多個(gè)a類殼層之間和多個(gè)b類殼層之間的化學(xué)組成可以是相同的也可以是不同的。
上述a類殼層的材料選自cdse、cdte、cds、znse、znte、inp、gap、cuins、cugas、cdsse、cdzns、cdznse;上述b類殼層的材料選自zns、znse、cds、inp、cuins、cugas、cdzns、cdznse中的一種或多種。
在上述實(shí)施例中,量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為:c/b1/a1……/bn/an/bn+1/an+1,或c/b1/a1……/bn/an/bn+1,其中,c為核,b1至bn+1各殼層為b類殼層,a1至an+1各殼層為a類殼層,各殼層遞增排列逐漸遠(yuǎn)離c核,n為整數(shù),且n≥1。
當(dāng)n=8時(shí),上述量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)為:c/b1/a1/b2/a2/b3/a3/b4/a4/b5/a5/b6/a6/b7/a7/b8/a8/b9/a9;此時(shí)b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9都屬于b類殼層,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9都屬于a類殼層。此時(shí),各b類殼層的下標(biāo)和a類殼層的下標(biāo)遞增排列逐漸遠(yuǎn)離c核,且上述a類殼層和b類殼層交叉排列形成多個(gè)相鄰的a/b殼組,具體列舉如下:a1/b2殼組、a2/b3殼組、a3/b4殼組、a4/b5殼組、a5/b6殼組、a6/b7殼組、a7/b8殼組、a8/b9殼組,另外上述量子點(diǎn)還包括一組核殼組,即c/b1核殼組。
如圖1所示,當(dāng)n=2時(shí),量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b2/a2/b3,其中,b類殼層b1、b2、b3與a類殼層a1、a2、a3交疊包覆于核c的外表面。a1至an+1、和b1至bn+1中的下角標(biāo)n用于區(qū)別a類殼層或b類殼層的位置。
在一個(gè)可選的實(shí)施例中,核c和a類殼層的材料都為cdse,b類殼層的材料為zns,量子點(diǎn)的殼層共有5層,此時(shí),量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為cdse/zns/cdse/zns/cdse/zns。
在另一個(gè)可選的實(shí)施例中,核c的材料為cds,a類殼層的材料為inp,b類殼層的材料為znse或zns,量子點(diǎn)的殼層共有6層,此時(shí),該結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b2/a2/b3/a3量子點(diǎn)可以為cds/zns/inp/znse/inp/zns/inp。
上述各實(shí)施例中的量子點(diǎn)可以用于發(fā)射目標(biāo)顏色的光,目標(biāo)顏色的光包括一種或多種波長,既可以發(fā)單波長的光也可以發(fā)多波長的復(fù)合光,優(yōu)選地,波長值選自390至780nm之間的任意值,目標(biāo)顏色的光可以為可見光波段的光,如紅光、綠光或者白光等,這樣量子點(diǎn)可以用在照明、顯示等領(lǐng)域的發(fā)光器件中。
在一個(gè)可選的實(shí)施例中,在c/b核殼組或至少一個(gè)a/b殼組中,b類殼層阻斷與之相鄰的a類殼層或c核參與耦合發(fā)光,b類殼層的導(dǎo)帶底比a類殼層或c核的導(dǎo)帶底高0.5ev以上,b類殼層的價(jià)帶頂?shù)捅萢類殼層或c核的價(jià)帶頂?shù)?.5ev以上,且b類殼層的厚度大于等于預(yù)設(shè)厚度。
在另一個(gè)可選的實(shí)施例中,在c/b核殼組或至少一個(gè)a/b殼組中,b類殼層不阻斷與之相鄰的a類殼層或c核參與耦合發(fā)光,即與該b類殼層相鄰的兩a類殼層之間可以發(fā)生耦合發(fā)光、或與b類殼層相鄰的a類殼層和c核之間可以發(fā)生耦合發(fā)光,b類殼層的厚度小于等于預(yù)設(shè)厚度。
上述可選的實(shí)施例中的預(yù)設(shè)厚度是根據(jù)核、a類殼層和b類殼層的材料和性質(zhì)來確定的,具體的,量子點(diǎn)核或a類殼層與相應(yīng)的包覆其的b類殼層之間帶隙差越大,相應(yīng)的預(yù)設(shè)厚度越小,預(yù)設(shè)厚度可通過實(shí)驗(yàn)確定。
比如,在b類殼層的材料為zns,且a類殼層的材料為cdse的情況下,上述的預(yù)設(shè)厚度為4個(gè)單分子層,即在結(jié)構(gòu)如cdse/zns/cdse/zns/cdse中,若與cdse相鄰的zns的厚度大于4個(gè)單分子層,那么包覆該核的b類殼層zns就可以阻斷與之相鄰的核cdse與a類殼層cdse的耦合發(fā)光。
在兩a類殼層之間、或核與相鄰的a類殼層之間耦合發(fā)光的情況下,耦合后發(fā)光的光波長大于a類殼層或核單獨(dú)發(fā)光的光波長,可以通過調(diào)節(jié)b類殼層的厚度,來控制核與a類殼層的發(fā)光的耦合,從而控制最終的目標(biāo)顏色的波長和波長組成。
為了使量子點(diǎn)的穩(wěn)定性更高,上述各實(shí)施例中的量子點(diǎn)的粒徑優(yōu)選為5nm~20nm。上述量子點(diǎn)的第一殼層和第二殼層的殼層數(shù)之和可以為3~20。
本申請另一種典型的實(shí)施方式還提供了一種量子點(diǎn),該量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為核殼結(jié)構(gòu),包括:c/d1/a1……/dn/an/dn+1/an+1,或c/d1/a1……/dn/an/dn+1,
其中,dx=b1/b2/……/bm,n、m、x為整數(shù),且n≥1,m≥1,n+1≥x≥1,c為核,a1至an+1各殼層為a類殼層,各殼層遞增排列逐漸遠(yuǎn)離c核,c核和a類殼層用于發(fā)光;d1至dn+1各殼層組為d類殼層組,b1至bm各殼層為b類殼層,至少一個(gè)d類殼層組包括兩個(gè)以上的b類殼層,a類殼層和d類殼層組交叉排列形成多個(gè)相鄰的a/d殼組;在c/d核殼組和任意a/d殼組中,d類殼層組中各b類殼層的導(dǎo)帶底均高于a類殼層或c核的導(dǎo)帶底,d類殼層組中各b類殼層的價(jià)帶頂均低于a類殼層或c核的價(jià)帶頂,在包括兩個(gè)以上b類殼層的d類殼層組中,各b類殼層導(dǎo)帶底沿遠(yuǎn)離核c的方向逐層升高,各b類殼層的價(jià)帶頂沿靠近核c的方向逐層降低。
如圖2所示,當(dāng)n=2、m=3、x=3時(shí),c/d1/a1……/dn/an/dn+1/an+1量子點(diǎn)的具體結(jié)構(gòu)可以為:c/d1/a1/d2/a2/d3/a3,其中,d1包括b1、d2包括b1、d3包括b1、b2和b3,上述量子點(diǎn)也可以表示為:c/b1/a1/b1/a2/b1/b2/b3/a3,d3中的b1、b2和b3的導(dǎo)帶底均滿足如下條件:b3>b2>b1>a2,d2中的b1>a1,d1中的b1>c;價(jià)帶頂滿足如下條件:b3<b2<b1<a2;d2中的b1<a1,d1中的b1<c。
通過上述實(shí)施例,在具有多層殼層的核殼結(jié)構(gòu)的c/d1/a1……/dn/an/dn+1/an+1,或c/d1/a1……/dn/an/dn+1量子點(diǎn)中,每個(gè)d類殼層組均包括至少一個(gè)b類殼層,且在d類殼層組中至少有一個(gè)殼層組包括兩個(gè)以上的b類殼層,該量子點(diǎn)中包括用于發(fā)光的核c和a類殼層以及包括一個(gè)或多個(gè)非發(fā)光的b類殼層的d類殼層組。
在c/d核殼組和任意a/d殼組中,d類殼層組中各b類殼層的導(dǎo)帶底均高于a類殼層或c核的導(dǎo)帶底,d類殼層組中各b類殼層的價(jià)帶頂均低于a類殼層或c核的價(jià)帶頂,從而c/d核殼組和任意a/d殼組中的各d殼層組中的b類殼層的帶隙寬度均大于a類殼層或c核的帶隙寬度。
在包括兩個(gè)以上b類殼層的d類殼層組中,各b類殼層導(dǎo)帶底沿遠(yuǎn)離核c的方向逐層升高,各b類殼層的價(jià)帶頂沿靠近核c的方向逐層降低,d殼層組中的多個(gè)b類殼層的帶隙逐層增大。
通過上述的排列方式,使量子點(diǎn)中的各殼層形成了帶隙交替的多層結(jié)構(gòu),相比于現(xiàn)有技術(shù)中的采用一厚殼層來保護(hù)量子點(diǎn)提高穩(wěn)定性的方案來說,在殼層總厚度相同的前提下,本申請將厚殼層結(jié)構(gòu)分解成多個(gè)薄殼層的結(jié)構(gòu),又在殼層結(jié)構(gòu)中引入了帶隙更小的材料做發(fā)光中心,使殼層帶隙整體降低,降低注入勢壘,提高電荷注入效率,而多個(gè)殼層交替的結(jié)構(gòu)同時(shí)也保護(hù)了量子點(diǎn)內(nèi)部發(fā)光結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí),提高發(fā)光效率的效果,解決了現(xiàn)有技術(shù)中的qled器件中無法在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí)提高發(fā)光效率的問題,此外,通過進(jìn)一步調(diào)整各殼層的厚度可實(shí)現(xiàn)對量子點(diǎn)的發(fā)光波長的調(diào)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通過量子點(diǎn)來發(fā)射單色光或白光。
a類殼層的材料選自cdse、cdte、cds、znse、znte、inp、gap、cuins、cugas、cdsse、cdzns、cdznse;b類殼層的材料選自zns、znse、cds、inp、cuins、cugas、cdzns、cdznse中的一種或多種。
優(yōu)選地,m=2,a1為cdse,d1殼層組包括兩個(gè)b類殼層,分別為cds殼層和zns殼層。
上述實(shí)施例中的各d類殼層組中的b1至bm殼層的材料可以是不同的,處于不同d類殼層組中的編號相同的b類殼層材料可以采用相同材料,也可以是不同材料的,b類殼層的編號作用為位置關(guān)系的排序。為了避免重復(fù),b類殼層的編號可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。
上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)還可以理解為:相比于上述實(shí)施例中結(jié)構(gòu)為c/b1/a1……/bn/an/bn+1/an+1,或c/b1/a1……/bn/an/bn+1的量子點(diǎn)來說,該結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)中的bm殼層和am殼層之間(n+1≥m≥1)還包括多個(gè)b類殼層,且這些位于bm殼層和am殼層之間的b類殼層的帶隙寬度是沿著遠(yuǎn)離核的方向越來越大的,且都大于被bm殼層包覆且接觸相鄰的am-1殼層。
比如量子點(diǎn)還包括bn+2、bn+3、…、bn+x殼層,共x-1層殼層,x為≥2的整數(shù),各殼層遞增排列逐漸遠(yuǎn)離c核,上述x-1層殼層位于bm殼層和am殼層之間,n+1≥m≥1,在上述x-1層殼層中,導(dǎo)帶底均滿足如下條件:bn+x>…>bn+3>bn+2>bm>am-1,價(jià)帶頂滿足如下條件:bn+x<…<bn+3<bn+2<bm<am-1。
下面還是以當(dāng)n=2、m=3、x=3時(shí)為例,也即在如圖2所示的量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中,量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b1/a2/b1/b2/b3/a3,而為了更好地區(qū)分不同d類殼層組中的b類殼層,可以將b類殼層的下標(biāo)進(jìn)行合理調(diào)整,使b類殼層的下標(biāo)沿遠(yuǎn)離核c的方向逐漸增大,例如,可調(diào)整為c/b1/a1/b2/a2/b3/b4/b5/a3,其中,b類殼層b4、b5位于b3與a類殼層a3之間,導(dǎo)帶底均滿足如下條件:b5>b4>b3>a2,b1>c,b2>a1;價(jià)帶頂滿足如下條件:b5<b4<b3<a2;b1<c,b2<a1。
本申請中量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)不限于上述實(shí)施例中結(jié)構(gòu)的形式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)a類殼層和d類殼層組及b類殼層的數(shù)量。
將相鄰的核與a類殼層之間、和相鄰的兩a類殼層之間的設(shè)置多個(gè)b類殼層,在遠(yuǎn)離核的方向上,d類殼層組中的各b類殼層的導(dǎo)帶底依次增高,且價(jià)帶頂依次降低;優(yōu)選,b類殼層組包括兩個(gè)b類殼層,a類殼層的材料為cdse,b類殼層的材料分別為cds和zns,此時(shí),量子點(diǎn)可以為如下結(jié)構(gòu):cdse/cds/zns/cdse/cds/zns或者cdse/cds/zns/cdse/cds/zns/cdse等。
上述各實(shí)施例中的量子點(diǎn)可以用于發(fā)射目標(biāo)顏色的光,目標(biāo)顏色的光包括一種或多種波長,既可以發(fā)單波長的光也可以發(fā)多波長的復(fù)合光,優(yōu)選地,波長值選自390至780nm之間的任意值,目標(biāo)顏色的光可以為可見光波段的光,如紅光、綠光或者白光等,這樣量子點(diǎn)可以用在照明、顯示等領(lǐng)域的發(fā)光器件中。
在一個(gè)可選的實(shí)施例中,在量子點(diǎn)的多個(gè)b類殼層或者b類殼層組(設(shè)置在兩個(gè)相鄰的a類殼層之間或設(shè)置在相鄰的a類殼層和c核之間)中,至少包括一個(gè)或一組用于阻斷與b類殼層相鄰的核或a類殼層參與耦合發(fā)光的b類殼層(或殼層組),b類殼層的導(dǎo)帶底(或b類殼層組中最靠近核c的殼層),比被其包覆的核c或a類殼層的導(dǎo)帶底高0.5ev以上,b類殼層(或b類殼層組中最靠近核c的殼層)的價(jià)帶頂,相應(yīng)地比被其包覆的核或a類殼層的價(jià)帶頂?shù)?.5ev以上,且b類殼層(或b類殼層組)的厚度大于等于預(yù)設(shè)厚度。
在另一個(gè)可選的實(shí)施例中,在量子點(diǎn)中的多個(gè)b類殼層或者b類殼層組(設(shè)置在兩個(gè)相鄰的a類殼層之間或設(shè)置在相鄰的a類殼層和c核之間)中,包括至少一個(gè)厚度小于等于預(yù)設(shè)厚度的b類殼層(或殼層組),b類殼層不阻斷與之相鄰的a類殼層或c核參與耦合發(fā)光,即與該b類殼層(或殼層組)相鄰的核或a類殼層參與耦合發(fā)光。
上述可選的實(shí)施例中的預(yù)設(shè)厚度是根據(jù)核c、a類殼層和d類殼層組中的b類殼層的材料和性質(zhì)來確定的,具體的,量子點(diǎn)的核或a類殼層與包覆其的d類殼層組中的b類殼層之間帶隙差越大,相應(yīng)的預(yù)設(shè)厚度越小,預(yù)設(shè)厚度可通過實(shí)驗(yàn)確定。
在兩a類殼層之間、或核與相鄰的a類殼層之間耦合發(fā)光的情況下,耦合后發(fā)光的光波長大于a類殼層或核c單獨(dú)發(fā)光的光波長,可以通過調(diào)節(jié)d類殼層組中的b類殼層的厚度,來控制核與a類殼層的發(fā)光的耦合,從而控制最終的目標(biāo)顏色的波長和波長組成。
為了使量子點(diǎn)的穩(wěn)定性更高,上述各實(shí)施例中的量子點(diǎn)的粒徑優(yōu)選為5nm~20nm。上述量子點(diǎn)的a類殼層和各d類殼層組中的b類殼層的殼層數(shù)之和可以為3~20。
根據(jù)本申請另一方面,還提供了一種墨水,該墨水包括上述各實(shí)施例中的量子點(diǎn),該量子點(diǎn)可與適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行混合形成墨水,該墨水可以用于制作光電器件的功能膜層。
根據(jù)本申請?jiān)僖环矫?,還提供了一種量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件,該量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件包括第一電極、量子點(diǎn)發(fā)光層和第二電極,形成量子點(diǎn)發(fā)光層的材料包括上述各實(shí)施例中的量子點(diǎn)。
該量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件中除了包括第一電極、量子點(diǎn)發(fā)光層和第二電極之外,還可以包括一種或多種功能層,比如,設(shè)置在電極(第一電極或第二電極)和量子點(diǎn)發(fā)光層之間的空穴傳輸層、空穴注入層、電子傳輸層或電子注入層等。
通過采用上述實(shí)施例,實(shí)現(xiàn)了在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí),提高發(fā)光效率的效果,解決了現(xiàn)有技術(shù)中的qled器件中無法在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí)提高發(fā)光效率的問題,此外,通過進(jìn)一步調(diào)整各殼層的厚度可實(shí)現(xiàn)對量子點(diǎn)的發(fā)光波長的調(diào)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)通過量子點(diǎn)來發(fā)射單色光或白光。
以下將結(jié)合實(shí)施例和對比例,進(jìn)一步說明本申請的有益效果。
實(shí)施例1
cdse/zns/cdse/zns(結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b2)量子點(diǎn)的合成:
核c:合成粒徑約3nm的cdse核,熒光發(fā)射峰為580nm;
殼層b1:將單分子層的zns包覆于cdse核,得到c/b1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn);
殼層a1:將單分子層的cdse包覆于c/b1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),得到c/b1/a1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn);
殼層b2:將單分子層的zns包覆于c/b1/a1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),得到結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b2的量子點(diǎn);
該量子點(diǎn)發(fā)紅色光,粒徑約5nm,熒光峰位620nm。
實(shí)施例2
cdse/cds/zns/cds/cds/zns(結(jié)構(gòu)為c/b1/b2/a1/b1/b2)量子點(diǎn)的合成:
核c:合成cdse核,熒光發(fā)射峰為580nm;
d1殼層組(包括b1/b2殼層):將單分子層cds、zns依次包覆于核c外表面,得到c/b1/b2
結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn);
殼層a1:將單分子層的cds包覆于c/b1/b2結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)外表面,得到結(jié)構(gòu)為c/b1/b2/a1
結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn);
d2殼層組(包括b1/b2殼層):將單分子層cds、zns依次包覆于核c外表面,得到c/b1/b2/a1/b1/b2結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn);
該量子點(diǎn)發(fā)紅光,熒光峰位620nm。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的量子點(diǎn)的制作方法與實(shí)施例1相比,區(qū)別在于:
合成的cdse核熒光峰位置在520nm,在第二殼層b3外依次交疊包覆有第一殼層和第二殼層a3、b4、a4、b5、a5、……、b10、a10,共有20個(gè)殼層,殼層總厚度20個(gè)單分子層,各層厚度為1個(gè)單分子層,a3至a10的材料和實(shí)施例1中a1材料相同,最終發(fā)光顏色為紅色光,得到的量子點(diǎn)的粒徑約為20nm。
實(shí)施例4
cdse/zns/cdse/zns/cds/zns(結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b2/a2/b3)量子點(diǎn)的合成:
核c:合成cdse核,熒光發(fā)射峰為520nm;
殼層b1:將單分子層的zns包覆于cdse核,得到c/b1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn);
殼層a1:將單分子層的cdse包覆于c/b1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),得到c/b1/a1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn);
殼層b2:將4個(gè)單分子層的zns包覆于c/b1/a1結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),得到結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b2的量子點(diǎn),此時(shí)量子點(diǎn)發(fā)黃光;
殼層a2:將4個(gè)單分子層的cds包覆于c/b1/a1/b2結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),得到c/b1/a1/b2/a2結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),其中b2用于發(fā)藍(lán)光;
殼層b3:將4個(gè)單分子層的zns包覆于c/b1/a1/b2/a2結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),得到結(jié)構(gòu)為c/b1/a1/b2/a2/b3的量子點(diǎn);
該量子點(diǎn)發(fā)白光,為藍(lán)黃復(fù)合光。
對比例1
核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn),其中,核為cdse核,熒光發(fā)射峰為580nm,殼為zns殼層,包覆厚度為兩個(gè)單分子層。
對比例2
核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn),其中,核為cdse核,熒光發(fā)射峰為580nm,殼為zns殼層,包覆厚度為9個(gè)單分子層。
對實(shí)施例1至4和對比例1至2的量子點(diǎn)進(jìn)行光致發(fā)光效率檢測,并分別將各實(shí)施例和對比例中的量子點(diǎn)配置成量子點(diǎn)墨水應(yīng)用于量子點(diǎn)電致發(fā)光器件中,具體應(yīng)用如下:
1)對厚度為200nm的陽極ito(氧化銦錫)進(jìn)行清洗處理。
2)制作空穴注入層和空穴傳輸層。
在清潔ito透明導(dǎo)電玻璃上轉(zhuǎn)速旋涂pedot:pss(聚對苯乙烯磺酸溶液);在ito表面形成一層pedot:pss層,干燥形成空穴注入層。然后在pedot:pss層上轉(zhuǎn)速旋涂聚乙烯基咔唑poly(n—vinylcarbazole)(pvk)的氯苯溶液,干燥形成pvk空穴傳輸層。
3)制作量子點(diǎn)發(fā)光層。
量子點(diǎn)為上述各實(shí)施例和對比例中的核殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn),將該量子點(diǎn)分散在合適的溶劑中,配置成墨水,然后設(shè)置該墨水于空穴傳輸層上,干燥形成量子點(diǎn)發(fā)光層。
4)制作電子傳輸層。
在量子點(diǎn)發(fā)光層上再旋涂一層氧化鋅納米晶的乙醇溶液,干燥形成電子傳輸層。
5)制作陰極。
將旋涂完成的器件置于真空蒸鍍倉內(nèi),蒸鍍陰極銀電極,厚度為100nm,得到量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
對上述各實(shí)施例和對比例中的量子點(diǎn)進(jìn)行光致發(fā)光效率和對應(yīng)器件的外量子效率的檢
測,結(jié)果可知,上述實(shí)施例和對應(yīng)的對比例中量子點(diǎn)的光致發(fā)光效率基本一致,采用實(shí)施例1-4中的量子點(diǎn)制作的量子點(diǎn)發(fā)光器件較對比例中的,外量子效率更高,啟亮電壓更低。
通過采用本申請上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:利用量子點(diǎn)中的各殼層形成了帶隙交替的多層結(jié)構(gòu),在殼層總厚度相同的前提下,將厚殼層結(jié)構(gòu)分解成多個(gè)薄殼層的結(jié)構(gòu),又在殼層結(jié)構(gòu)中引入了帶隙更小的材料做發(fā)光中心,使殼層帶隙整體降低,降低注入勢壘,提高電荷注入效率,而多個(gè)殼層交替的結(jié)構(gòu)同時(shí)也保護(hù)了量子點(diǎn)內(nèi)部發(fā)光結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了在提高量子點(diǎn)發(fā)光顯示器件發(fā)光效率的同時(shí),維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的效果,解決了現(xiàn)有技術(shù)中的qled器件中無法在維持量子點(diǎn)穩(wěn)定性的同時(shí)提高發(fā)光效率的問題。
以上所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本申請,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。