一种量子点及其制备方法、发光器件及显示装置与流程

本技术涉及显示，尤其涉及一种量子点及其制备方法、发光器件及显示装置。

背景技术：

1、量子点(qds)因具有荧光量子产率高、单色性佳、发射光谱随尺寸连续可调、光化学稳定性和热稳定性强，以量子点作为发光层的量子点发光二级管(qled)因其具有低成本、高亮度、广色域、优异的可溶液加工等诸多优点受到了产学研界的广泛关注，现已成为下一代平板显示和固态照明应用中最具竞争潜力的发光材料。经过合成技术的不断发展与完善，以合金量子点为代表的材料拓宽材料合成的维度，使得材料由二元量子点的单一尺寸效应过渡至合金量子点的组分效应，表现为更大范围的带隙可调性。此外，合金量子点材料对非均一性的谱线拓宽不敏感，具有更窄的峰宽，非常适合用作高色域显示材料。

2、目前，通常利用前驱体反应活性差异来控制合金量子点的形成。为了有效地通过前驱体的浓度进行反应活性的调控，整个量子点的合成过程中不仅需要选用长链的配位溶剂，还需要采用长链的非配位溶剂。此外，为了提高反应活性较低的前驱体的反应活性，通常会提高反应活性较低的前驱体的用量。过量的前驱体对合金的核的制备具有重要作用，但不利于壳层的高质量外延生长，从而难以实现高质量核壳量子点的合成。

3、因此，现有技术有待进一步完善与发展。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种量子点及其制备方法、发光器件及显示装置，旨在实现量子点的高质量制备。

2、本技术实施例是这样实现的，提供一种量子点的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将非金属元素前驱体、非金属元素前驱体、配位溶剂和非配位溶剂混合，反应得到核溶液；(2)向所述核溶液中通入预设气体，得到第一溶液；其中，所述预设气体包括臭氧；(3)向所述第一溶液中加入酸以及对所述第一溶液进行排气处理，得到第二溶液；(4)向所述第二溶液中加入壳前驱体，反应得到量子点；其中，所述非配位溶剂选自取代或未取代的主链碳原子数为16-40的不饱和链烃，所述取代的不饱和链烃的取代基选自c1-c7的烷基、卤素，所述不饱和链烃中的主链上包含n个不饱和键，其中，n≥1，所述不饱和键中的至少一个位于所述主链的中心或者偏离中心1～7个碳原子数处。

4、可选的，在本技术的一些实施例中，所述主链的碳原子数为16-30；和/或，所述不饱和链烃中的主链上包含一个不饱和键，所述不饱和键位于所述主链的中心或偏离中心1～4个碳原子数处。

5、可选的，在本技术的一些实施例中，所述预设气体还包括氧气，所述臭氧的流速为50～100ml/min；和/或，所述氧气的流速为3～50ml/min；和/或，所述通入预设气体的通气时间为1～30min。

6、可选的，在本技术的一些实施例中，所述步骤(1)的反应温度为270～350℃；和/或，所述步骤(2)之前，还包括：将所述核溶液的温度降至0～60℃；和/或，所述步骤(4)在惰性气体氛围下进行，反应温度为250～350℃；和/或，所述金属元素前驱体包含至少一种金属元素，其中，所述金属元素选自zn、cd、hg、al、in和ga中的至少一种；和/或，所述非金属元素前驱体中包含至少一种非金属元素，其中，所述非金属元素选自s、se、te、n、p和as中的至少一种。

7、可选的，在本技术的一些实施例中，所述酸为非氧化性酸，所述酸选自盐酸、稀硫酸、磷酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸中的至少一种；和/或所述酸与所述金属元素前驱体的摩尔比为0.1～2:1；和/或所述排气处理为对所述第一溶液抽真空处理或通入惰性气体将所述预设气体置换出去，其中，所述抽真空处理的真空度为10-1～10-6pa，所述惰性气体包括氮气、氩气、氦气中的至少一种；和/或，所述排气处理的温度为80～150℃，时间为30～60min。

8、可选的，在本技术的一些实施例中，所述量子点选自核壳结构的量子点，所述核壳结构的量子点的核选自ii-vi族化合物、iv-vi族化合物、iii-v族化合物和i-iii-vi族化合物中的至少一种，所述ii-vi族化合物选自cds、cdse、cdte、zns、znse、znte、zno、hgs、hgse、hgte、cdses、cdsete、cdste、znses、znsete、znste、hgses、hgsete、hgste、cdzns、cdznse、cdznte、cdhgs、cdhgse、cdhgte、hgzns、hgznse、hgznte、cdznses、cdznsete、cdznste、cdhgses、cdhgsete、cdhgste、hgznses、hgznsete及hgznste中的至少一种，所述iv-vi族化合物选自sns、snse、snte、pbs、pbse、pbte、snses、snsete、snste、pbses、pbsete、pbste、snpbs、snpbse、snpbte、snpbsse、snpbsete、snpbste中的至少一种，所述iii-v族化合物选自gan、gap、gaas、gasb、aln、alp、alas、alsb、inn、inp、inas、insb、ganp、ganas、gansb、gapas、gapsb、alnp、alnas、alnsb、alpas、alpsb、innp、innas、innsb、inpas、inpsb、gaalnp、gaalnas、gaalnsb、gaalpas、gaalpsb、gainnp、gainnas、gainnsb、gainpas、gainpsb、inalnp、inalnas、inalnsb、inalpas及inalpsb中的至少一种，所述i-iii-vi族化合物选自cuins、cuinse及agins中的至少一种；所述核壳结构的量子点的壳层材料选自cds、cdte、cdsete、cdznse、cdzns、cdses、znse、znses和zns中的至少一种。

9、相应的，本技术实施例还提供一种量子点，由上述的量子点的制备方法制得。

10、相应的，本技术实施例还提供一种发光器件，包括:相对设置的第一电极和第二电极；发光层，设置在所述第一电极和所述第二电极之间；其中，所述发光层的材料包括量子点，所述量子点由上述的量子点的制备方法制得，或者为上述的量子点。

11、可选的，在本技术的一些实施例中，所述发光层的厚度为30～180nm；和/或所述第一电极和所述第二电极中的一者为阳极，另一者为阴极，所述发光器件还可以包括空穴功能层和/或电子功能层，所述空穴功能层设置于所述阳极与所述发光层之间，所述电子功能层设置于所述阴极与所述发光层之间。

12、可选的，在本技术的一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极独立选自金属电极、碳电极、掺杂或非掺杂金属氧化物电极以及复合电极；其中，所述金属电极的材料选自al、ag、cu、mo、au、ba、ca、ni、ir以及mg中的至少一种；所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种；所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ito、fto、ato、azo、gzo、izo、mzo、itzo、ico、amo、sno2、in2o3、cd:zno、f:sno2、in:sno2、ga:sno2中的至少一种；所述复合电极的材料选自azo/ag/azo、azo/al/azo、ito/ag/ito、ito/al/ito、zno/ag/zno、zno/al/zno、tio2/ag/tio2、tio2/al/tio2、zns/ag/zns以及zns/al/zns中的至少一种；和/或所述空穴功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层，当所述空穴功能层包括空穴注入层和空穴传输层两层时，所述空穴注入层靠近所述阳极一侧设置，所述空穴传输层靠近所述发光层一侧设置；其中，所述空穴传输层的材料选自芳基胺、聚苯胺、聚吡咯、聚(对)亚苯基亚乙烯基及其衍生物、4,4'-双(对咔唑基)-1,1'-联苯化合物、n,n,n',n'-四芳基联苯胺、pedot:pss及其衍生物、聚(n-乙烯基咔唑)及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物、掺杂或非掺杂的nio、moo3、wo3、v2o5、cro3、cuo、mos2、mose2、ws3、wse3、cus、cuscn中的一种或多种中的一种或多种；其中，所述芳基胺选自4,4’-二(9-咔唑)联苯、聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚(n,n’-双(4-丁基苯基)-n,n’-双(苯基)联苯胺)、n,n’-二(4-(n,n’-二苯基-氨基)苯基)-n,n’-二苯基联苯胺、聚(9,9-二辛基芴-共-双-n,n-苯基-1,4-苯二胺)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4’,4”-三(n-咔唑基)-三苯胺、4,4’,4”-三(n-3-甲基苯基-n-苯基氨基)三苯胺、n,n’-二苯基-n,n’-双(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4”-二胺、n,n’-二苯基-n,n’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、n,n’-二苯基-n,n’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、spiro-npb、spiro-tpd、n,n’-双(3-甲基苯基)-n,n’-双(苯基)-螺、螺npb中的一种或多种；所述聚(对)亚苯基亚乙烯基及其衍生物选自聚(亚苯基亚乙烯基)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]中的一种或多种；所述空穴注入层的材料选自聚(亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰醌-二甲烷、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲、酞菁铜、聚(9,9-二辛基-芴-共-n-(4-丁基苯基)-二苯基胺)、多芳基胺、聚(n-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、n,n,n',n'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺、4-双[n-(1-萘基)-n-苯基-氨基]联苯、4,4',4”-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺、4,4',4”-三(n-咔唑基)-三苯基胺(tcta)、1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基环己烷、掺杂有f4-tcnq的4,4',4”-三(二苯基氨基)三苯胺、p-掺杂酞菁、f4-tcnq掺杂的n,n′-二苯基-n,n′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4″-二胺、过渡金属氧化物、过渡金属硫系化合物中的一种或多种；其中，所述过渡金属氧化物包括nio、moo2、wo3、cuo中的一种或多种；所述金属硫系化合物包括mos2、mose2、ws3、wse3、cus中的一种或多种；和/或所述电子功能层括电子注入层和/或电子传输层。当所述电子功能层包括电子注入层和电子传输层两层时，所述电子注入层靠近所述阴极一侧设置，所述电子传输层靠近所述发光层一侧设置；其中，所述电子传输层的材料选自掺杂或非掺杂无机纳米晶、有机材料中的一种或多种；其中，所述非掺杂无机纳米晶选自zno、tio2、sno2、al2o3、gao、ga2o3、zro2、fe2o3、cro3、wo3、cdo、cuo、moo2、zns、znse、cds、inp、gap、sno2、wo3、ta2o3、hfo3、zrsio4、batio3、bazro3、si3n4中的一种或多种；所述掺杂无机纳米晶中包括所述非掺杂无机纳米晶和掺杂元素，所述掺杂元素选自于mg、ca、li、ga、al、co、in、mn、cd、cs或cu中的一种或多种；所述有机材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛、噁唑类化合物、异噁唑类化合物、三唑类化合物、异噻唑类化合物、噁二唑类化合物、噻二唑类化合物、苝类化合物或铝络合物中的一种或多种；所述电子注入层的材料选自但不限于lif，lif/yb、mgp、mgf2、al2o3、ga2o3、zno、cs2co3、rb2co3、rbbr中的至少一种。

13、相应的，本技术实施例还提供一种显示装置，包括上述的发光器件。

14、本技术的量子点的制备方法，先将非金属元素前驱体、非金属元素前驱体、配位溶剂和非配位溶剂混合，反应得到核溶液；然后向所述核溶液中通入预设气体，得到第一溶液；其中，所述预设气体包括臭氧；向所述第一溶液中加入酸以及对所述第一溶液进行排气处理，得到第二溶液；之后向所述第二溶液中加入壳前驱体，反应得到量子点；其中，所述非配位溶剂选自取代或未取代的主链碳原子数为16-40的不饱和链烃，所述取代的不饱和链烃的取代基选自c1-c7的烷基、卤素，所述不饱和链烃中的主链上包含n个不饱和键，其中，n≥1，所述不饱和键中的至少一个位于所述主链的中心或者偏离中心1～7个碳原子数处。通过向所述核溶液中通入包含臭氧和氧气的预设气体，将所述核溶液中的具有较长碳链的所述非配位溶剂氧化成短链的羧酸，同时也会将核溶液中的核的表面进行氧化，通过向所述一溶液中加入酸以对氧化的所述核的表面层进行去除，以及对所述第一溶液进行排气处理，以去除所述第一溶液中存在的所述预设气体，而氧化形成的短链的羧酸可以作为配体与所述配位溶剂发生竞争，可以与核表面的配位连接的配位溶剂进行配体交换，从而减小了核表面的空间位阻，有助于提升核表面的晶面活性，有利于壳层生长时金属离子和非金属离子沿着核表面进行高质量壳层生长，减小壳层生长过程中缺陷的产生，减少了俄歇复合的概率，提高壳层的质量，即提高包含核以及壳层的量子点的质量，提高量子点的发光效率。