[发明专利]一种具有梯度合金壳的新型显示用量子点、制备方法及应用

说明书

本发明提供一种具有梯度合金壳的新型显示用量子点、制备方法及应用，涉及新型显示材料技术领域，其制备方法通过高温注射法将30wt%‑50wt%锌铜原料液、25wt%‑35wt%硒‑硫源在320‑340℃条件下依次注入到含有CdSe量子点溶液的反应釜中反应制得CdSe@CdZnCuSeS梯度合金壳量子点，梯度合金壳CdZnCuSeS厚度为3‑4nm；其中，CdSe量子点溶液是在Nsubgt;2/subgt;环境下，通过热注入法将5wt%‑10wt%硒前驱体在290‑320℃条件下快速注入到含有10wt%‑20wt%镉络合物、40wt%‑50wt%十八烯和20wt%‑30wt%配位溶剂的反应釜中反应得到；本发明制得的量子点量子产率达95%以上，尺寸分布均匀，光电性能优异，量子点不仅能应用于Mini LED上，还可更广泛地应用于虚拟现实、可穿戴设备、航空航天显示器件和远程医疗协作等新型显示领域。

技术领域

本发明涉及新型显示材料技术领域，具体涉及一种具有梯度合金壳的新型显示用量子点、制备方法及应用。

背景技术

量子点（QDs）是由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级（1-10nm）的微粒。由于量子限域效应，可以通过控制量子点的大小使量子点发出不同颜色的荧光。同时，QDs的发射线宽较窄，导致色域更宽，这与高质量显示器所需性能匹配。在显示领域，II-VI（基于镉），III-V和钙钛矿QDs具有出色的性能。量子点由于其与尺寸有关的发射颜色，窄的线宽，方便的光和电激发，良好的光稳定性和出色的溶液可加工性的独特结合而有望实现前所未有的发光材料类别，这些特性激起包括在追求QDs发射器等各种应用方面的研究。

QDs优异的光学和电学特性，例如高荧光效率，窄发射光谱，低成本，可加工性以及通过量子点限域效应产生的光谱可调性，使得大力开发量子点发光二极管（QLED）作为下一代显示器成为量子点研究的主题。量子点材料目前主要是硒化镉（CdSe）系和磷化铟（InP）系，相比较而言，CdSe在效率和色域方面要远远优于InP，目前基于镉系列的蓝、绿和红QLED的外量子效率（EQE）达到21.4％，27.6％和24.1％，CdSe的QDs凭借近乎理想的发光特性，主导目前大部分显示材料的应用。

对合成符合新型显示应用的量子点，已有不少专利报道，但主要都是传统的合成原料，专利CN1631793A中利用烷基酸镉和氧化镉作为镉源，合成的量子点粒径分布较宽，且发光纯度较低，专利CN111592876A中的合金核壳结构量子点使量子点尺寸分布得到改善，量子产率得到提高，CN110951477A公开了一种包覆多层合金壳层的量子点，其量子产率以及量子点的稳定性都有提升，但上述量子点的合成中都采用传统的镉源和壳层材料，无法实现量子点的充分分散，以及高的发光效率。鉴于以上情况，现有的核壳结构量子点还无法满足新型显示行业的要求，研发高效环保、性能稳定的量子点已刻不容缓。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有梯度合金壳的新型显示用量子点、制备方法及应用，采用镉络合物代替传统镉源，用于提高镉的反应活性和分散性，通过梯度合金壳层的生长，减少量子点的表面缺陷，提高量子点荧光效率的同时可以降低量子点核与外壳之间的晶格失配，解决了传统方法合成的量子点固有的稳定性低、分散性差的问题。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种具有梯度合金壳的新型显示用量子点，该量子点为CdSe@CdZnCuSeS梯度合金壳量子点，其中，CdZnCuSeS为所述量子点的梯度合金壳层，厚度为3-4nm。

本发明提供上述具有梯度合金壳的新型显示用量子点的制备方法，该方法为通过高温注射法将30wt%-50wt%锌铜原料液、25wt%-35wt%硒-硫源在320-340℃条件下依次注入到含有CdSe量子点溶液的反应釜中反应得到CdSe@CdZnCuSeS梯度合金壳量子点；其中，CdSe量子点溶液是在N₂环境下，通过热注入法将5wt%-10wt%硒前驱体在290-320℃条件下快速注入到含有10wt%-20wt%镉络合物、40wt%-50wt%十八烯和20wt%-30wt%配位溶剂的反应釜中反映得到。