本發(fā)明涉及梯度合金量子點的制備，具體涉及錳離子和銅離子優(yōu)化梯度合金量子點的制備及該量子點在QLED器件的應用。
背景技術：
目前量子點熱正在席卷世界，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)點吸引著人們對其研究的不斷深入。目前量子點的制備可分為有機相合成和水相合成，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，量子點產(chǎn)率低，雜質(zhì)多等等，而目前高產(chǎn)率，熒光壽命長的量子點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制備方法。成功梯度合成合金量子點，具有熒光壽命長，半峰寬窄，絕對產(chǎn)率高等等特點的優(yōu)質(zhì)的梯度合金量子點并在QLED器件的應用。本發(fā)明的優(yōu)點是：梯度合金量子點制備技術穩(wěn)定，有機相合成量子產(chǎn)率高、量子點粒徑更小。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換效率，具有比較高的開發(fā)價值。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供梯度合金量子點的制備及該量子點在QLED器件的應用，量子點獨特的量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應、量子尺寸效應和表面效應使其展現(xiàn)出出色的物理性質(zhì),尤其是其光學性能。相對于有機熒光染料,膠體法制備的量子點具有光譜可調(diào),發(fā)光強度大、色純度高、熒光壽命長,單光源可激發(fā)多色熒光等優(yōu)勢。此外,QLED的壽命長,封裝工藝簡單。
本發(fā)明采用如下的技術方案，一種錳離子優(yōu)化梯度合金量子點的制備，其特征是方法步驟如下：
（1）以醋酸鋅作為量子點制備鋅前驅(qū)體，氧化鎘作為量子點制備鎘前驅(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，油酸作為溶劑反應劑和配體得油溶性梯度合金量子點。乙腈促使量子點沉淀，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，S的量不定，可制得可見光波段所有類型的量子點，此時量子點含有雜質(zhì)未反應的硒源雜質(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，反復兩次得到純凈的梯度合金量子點粉末；
(3)采用有機相合成成功制備了膠體量子點CdS/ZnSe梯度量子點并成功對其進行包覆,制備出了CdS/ZnSe梯度量子點,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)實現(xiàn)了發(fā)光光譜的調(diào)控；所合成的CdS/ZnSe梯度量子點熒光量子產(chǎn)率達90%,；量子點粒徑分布均勻,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)化梯度合金量子點的制備，其特征是方法步驟如下：
（1）以醋酸鋅作為量子點制備鋅前驅(qū)體，氧化鎘作為量子點制備鎘前驅(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，油酸作為溶劑反應劑和配體得油溶性梯度合金量子點。乙腈促使量子點沉淀，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，S的量不定，可制得可見光波段所有類型的量子點，此時量子點含有雜質(zhì)未反應的硒源雜質(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，反復兩次得到純凈的梯度合金量子點粉末；
(3)采用有機相合成成功制備了膠體量子點CdS/ZnSe梯度量子點并成功對其進行包覆,制備出了CdS/ZnSe梯度量子點,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)實現(xiàn)了發(fā)光光譜的調(diào)控；所合成的CdS/ZnSe梯度量子點熒光量子產(chǎn)率達90%,；量子點粒徑分布均勻,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在QLED器件的應用，其特征是方法步驟如下：
（1）將純凈的梯度合金量子點粉末重新分散到三氯甲烷中；
（2）將提純后的量子點組裝成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構。
對比OLED, QLED的特點在于其發(fā)光材料采用性能更加穩(wěn)定的無機量子點。量子點獨特的量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應、量子尺寸效應和表面效應使其展現(xiàn)出出色的物理性質(zhì),尤其是其光學性能。相對于有機熒光染料,膠體法制備的量子點具有光譜可調(diào),發(fā)光強度大、色純度高、熒光壽命長,單光源可激發(fā)多色熒光等優(yōu)勢。此外,QLED的壽命長,封裝工藝簡單或無需封裝,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,有機小分子載流子傳輸層QLED,無機載流子傳輸層QLED,以及雜化載流子傳輸層QLEDo其中無機載流子傳輸層,空氣穩(wěn)定性最好,無需進行封裝,是本文研究的重點。然而,目前無機載流子傳輸層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 研究內(nèi)容主要如下： (1)對氧化鋅材料的創(chuàng)新和優(yōu)化制備 (2)polytbp,氧化鋅，PEDOP:PSS,量子點等材料的旋涂優(yōu)化。
本發(fā)明的優(yōu)點是：有機相中制備的量子點熒光量子產(chǎn)率高，單分散性和穩(wěn)定性較好，光學性能優(yōu)異且粒徑可控，量子點試劑低毒、廉價、操作簡單、環(huán)境友好、并有高度的重現(xiàn)性符合能源發(fā)展趨勢，具有比較高的開發(fā)價值。
具體實施方式
以下通過實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結構及其相似變化，均應列入本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明采用溶劑熱法：分別在有機相中合成梯度合金量子點，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.重復第四步。保溫，冷卻至室溫；
本發(fā)明銅錳梯度合金量子點分離提純步驟如下：
（1）將制得的量子點原液加入離心管中，原液離心10000rmp，時長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，時長五分鐘。（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，時長五分鐘。（4）重復步驟（3），將制備的量子點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.重復第四步。保溫，冷卻至室溫。
本發(fā)明銅錳梯度合金量子點QLED器件組裝步驟如下：
（1）取1.5*2.0cm2的ITO導電玻璃于丙酮、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溶劑，將洗凈的導電玻璃烘干,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膜均勻平整地鋪設在ITO玻璃。
(6)真空鍍膜機鍍膜；通過銅錳梯度合金量子點合成、銅錳梯度合金量子點分離提純和銅錳梯度合金量子點QLED器件組裝三個步驟制備，滿足高效QLED器件制備工藝的要求。