[发明专利]高荧光效率核壳结构无镉量子点及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种一种高荧光效率核壳结构无镉量子点及其制备方法和用途，制备时，配置含In的前驱体溶液，在该前驱体液中引入ZnX2，X为Cl、Br、I中的一种或几种的混合物，将该前驱液加热到，并实现该体系的惰性环境；将含P的前驱液注入上述含In的前驱液中，反应生成InP的量子点核；然后在反应中，加入ZnS前驱液，直接在InP量子点核外合成第一层ZnS的壳；接下来，再继续合成第二层、第三层ZnS壳或更多层ZnS壳，形成薄核厚壳的结构。本发明所得到的薄核厚壳结构的InP/ZnS无镉量子点材料，受高能UV光激发后发蓝光，其发光效率可达76%，并且对水、氧等具有稳定性；可应用于发光二极管，通电发出蓝光。

技术领域

本发明涉及一种用于发光二极管以及电致发光显示器件的量子点材料制造领域，具体涉及一种核壳结构无镉量子点的制备方法和应用。

背景技术

具有量子效应的半导体纳米晶体材料具有诸如高吸光性、受激所发出荧光效率高、半峰宽窄、峰位可调等特性，已经被应用于太阳能、光电探测、发光器件以及荧光生物检测等领域。但是量子点材料应用于电致发光的发光二极管以及相应显示器件，尤其是蓝光发光二极管还存在很大技术挑战。目前用于电致发光二极管的量子点材料主要是具有CdSe/ZnS核壳结构的半导体纳米晶体量子点。该体系在商业应用上最大的问题是含有重金属镉Cd和蓝色镉系量子点的不稳定性。因此，开发高性能且不含镉的量子点材料非常重要。磷化铟(InP)体系的量子点材料，因其不含重金属，且波尔激发半径大、发光谱范围可调等特点，已经被作为镉系量子点的替代材料之一。近几年以来，研究者对InP/ZnS核壳结构的红色和绿色量子点进行了深入研究，并已经将这些材料商业化，用在光致发光的发光二极管液晶显示器件中，提高该器件的显示色域值。

受激发蓝光的量子点在电致发光的白光LED灯以及显示器件上有广泛的应用前景。白光LED灯因其成本低、发光效率高、显色指数高、寿命长、功耗低、环保等特点，已经取代了传统的白炽灯泡。白光LED灯通过搭配红、绿、蓝三原色LED芯片，或者通过在发蓝光的LED芯片上涂覆发黄/绿光和红光的荧光粉得到需要的白光。目前，蓝色量子点应用在白光LED或者电致发光显示器件上还存在如下问题：(1)该量子点纳米半径比红色、绿色量子点更小，其对制备方法和工艺要求更高，所合成的量子点材料相比于绿色或者红色量子点材料稳定性要差；(2)因合成方法的局限，所制得的蓝色量子点发光效率低，文献上显示InP体系的蓝色量子点发光效率不超过50％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效提高量子点的发光效率以及稳定性的高荧光效率核壳结构无镉量子点及其制备方法和用途。

本发明的技术解决方案是：

一种高荧光效率核壳结构无镉量子点，其特征是：由下列方法制成：

配置含In的前驱体溶液，在该前驱体液中引入ZnX2，X为Cl、Br、I中的一种或几种的混合物，将该前驱液加热到，并实现该体系的惰性环境；将含P的前驱液注入上述含In的前驱液中，反应生成InP的量子点核；然后在反应中，加入ZnS前驱液，直接在InP量子点核外合成第一层ZnS的壳；接下来，再继续合成第二层、第三层ZnS壳或更多层ZnS壳，形成薄核厚壳的结构。

一种高荧光效率核壳结构无镉量子点的制备方法，其特征是：配置含In的前驱体溶液，在该前驱体液中引入ZnX2，X为Cl、Br、I中的一种或几种的混合物，将该前驱液加热，并实现该体系的惰性环境；将含P的前驱液注入上述含In的前驱液中，反应生成InP的量子点核；然后在反应中，加入ZnS前驱液，直接在InP量子点核外合成第一层ZnS的壳；接下来，再继续合成第二层、第三层ZnS壳或更多层ZnS壳，形成薄核厚壳的结构。

所述含In前驱液，其溶剂为含有不饱和长链的有机溶剂；

所述含In前驱液，包含卤化铟无机盐；

所述含In前驱液，包含卤化锌无机盐；