[发明专利]氧化锌纳米晶、其制备方法、氧化锌纳米晶墨水和电致发光器件

说明书

本发明提供了一种氧化锌纳米晶、其制备方法、氧化锌纳米晶墨水和电致发光器件。该氧化锌纳米晶具有表面配体，配体为其中，R1、R2和R3各自独立地选自C1～10的烷基中的任意一种。氧化锌纳米晶的表面配体和氧化锌纳米晶形成一层包覆的ZnS，既消弱了氧化锌纳米晶体的主要来自其表面Zn的悬挂键导致的缺陷发光，又可以通过调节硫的前驱体种类来方便的调节氧化锌纳米晶的表面配体，进而调节ZnO的电子迁移率。本申请的氧化锌纳米晶所形成的氧化锌纳米晶体膜的电学性质得到了改进，进而解决了量子点发光二极管的缺陷发光问题。

技术领域

本发明涉及量子点材料领域，具体而言，涉及一种氧化锌纳米晶、其制备方法、氧化锌纳米晶墨水和电致发光器件。

背景技术

随着科技的不断进步，量子点发光二极管(QLED)以其独特的优势逐渐兴起，并逐渐成为取代OLED(有机发光二极管)的新一代产品。量子点发光二极管(QLED)的电子传输层可以采用氧化锌来制备，但该项技术一直不够成熟，直到2010钱磊在Nano Today((2010)5,384～389)发表文章，将基于溶液法低温(30℃)合成的氧化锌(ZnO)纳米晶用于量子点发光二极管(QLED)的电子传输层，该方法主要利用二水合醋酸锌(Zn(Ac)2·2H₂O)和四甲基氢氧化铵五水化合物(TMAH)作为合成原料，其得到的表面配体主要是醋酸根和羟基的氧化锌纳米晶，该发光二极管的外量子效率(EQE)可以达到近2％，开启电压为1.8伏特及1.7伏特，由于其具有比较好的导电性的优点，被后面的人们一直沿用。

但是实际上，现有的溶液法合成的氧化锌纳米晶虽然导电性好、无机材料对水敏感性低、稳定性高于有机传输层，但它的缺点也逐渐显现，尤其是由于缺陷态严重，ZnO层会出现缺陷复合放光的现象，这从荧光光谱(PL)中可以看出其缺陷发光已经占主导作用，并且该方法制备的发光二极管器件容易出现电子注入与空穴注入不平衡的现象，致使注入过快的电子被浪费，从而降低了器件的效率，这些都在一定程度上阻碍了量子点发光二极管推向实践应用的脚步。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种氧化锌纳米晶、其制备方法、氧化锌纳米晶墨水和电致发光器件，以解决现有技术中氧化锌纳米晶的表面缺陷的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种氧化锌纳米晶，该氧化锌纳米晶具有表面配体，配体为其中，R1、R2和R3各自独立地选自C_1～10的烷基中的任意一种。

进一步地，上述配体为三乙基硫膦、三丁基硫膦和三辛基硫膦中的任意一种或多种，优选氧化锌纳米晶的表面配体内晶体的粒径为5～20nm，更优选为5～10nm。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述氧化锌纳米晶的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，采用溶液法制备初始氧化锌纳米晶的溶液，初始氧化锌纳米晶具有羧酸根表面配体；步骤S2，使溶液与硫前驱体在50～200℃下反应，生成氧化锌纳米晶，硫前驱体为S的溶液，其中，R1、R2和R3各自独立地选自C_1～10的烷基中的任意一种，且在反应过程中控制反应体系的pH值在7～10之间。

进一步地，上述硫前驱体为S的溶液，其中，R1、R2和R3为C_1～4的烷基中的任意一种，步骤S2包括：使溶液与硫前驱体在50～160℃下反应10～60min，生成氧化锌纳米晶。

进一步地，上述硫前驱体为S的溶液，其中，R1、R2和R3为C_5～10的烷基中的任意一种，步骤S2包括：使溶液与硫前驱体在160～200℃下反应10～60min，生成氧化锌纳米晶。

进一步地，上述步骤S1中，硫前驱体中的硫与溶液中初始氧化锌纳米晶的摩尔比为10:1～100:1。

进一步地，上述步骤S1中，溶液为醇溶液或醚溶液，优选醇溶液为乙醇溶液、乙二醇溶液或丙二醇溶液，优选醚溶液为丙二醇甲醚溶液。