[發(fā)明專利]超大量子點(diǎn)及其形成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810509698.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN108822853A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周必泰;周尚威;林鈺旻;蔣勤政;謝佳純
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 優(yōu)美特創(chuàng)新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/88
• 分類號(hào): C09K11/88;C09K11/02;B82Y40/00;B82Y30/00;B82Y20/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 汪麗紅

一種超大量子點(diǎn)及超大量子點(diǎn)的形成方法。各超大量子點(diǎn)包括：由CdSe所構(gòu)成的核、由ZnS所構(gòu)成的殼以及形成在核與殼之間的合金。殼包覆核的表面。合金由Cd、Se、Zn以及S所構(gòu)成，其中Cd與Se的含量從核到殼逐漸減少，而Zn與S的含量從核到殼逐漸增加。各超大量子點(diǎn)的粒徑大于或等于10納米。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明是有關(guān)于一種量子點(diǎn)及其形成方法，且特別是涉及一種超大量子點(diǎn)及其形成方法。

【背景技術(shù)】

半導(dǎo)體納米粒子，也被稱為量子點(diǎn)(quantum dot s，QDs)，是一種具有納米尺寸(通常小于100納米)與晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料，且其可包括數(shù)百至數(shù)千個(gè)原子。由于量子點(diǎn)非常小，所以其比表面積大，且具有量子局限效應(yīng)(quantum confinement effects)。因此，基于量子點(diǎn)的尺寸，量子點(diǎn)具有獨(dú)特的物理化學(xué)特性，不同于與其相對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體塊材的固有特性。

由于量子點(diǎn)的光電特性可以藉由調(diào)整其核的尺寸來控制，所以量子點(diǎn)仍然是應(yīng)用于例如顯示設(shè)備的積極研究的對(duì)象。然而，當(dāng)量子點(diǎn)應(yīng)用在顯示設(shè)備中時(shí)，還需要增加穩(wěn)定性、發(fā)光效率、顏色純度、使用壽命以及其他相關(guān)性質(zhì)。

目前，量子點(diǎn)應(yīng)用上的最大挑戰(zhàn)是長(zhǎng)期穩(wěn)定性。強(qiáng)光、高溫、濕氣、揮發(fā)性物質(zhì)以及氧化劑等外部因素會(huì)導(dǎo)致量子點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度產(chǎn)生不可逆的衰減。增加量子點(diǎn)尺寸(主要是殼的厚度)可以增加穩(wěn)定性，但是這需要在原始量子點(diǎn)合成之后進(jìn)行額外的多道反應(yīng)步驟以形成額外的外殼，或者是需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。這二者往往導(dǎo)致更高的成本與更低的量子產(chǎn)率。另外，藉由控制反應(yīng)時(shí)間和改變反應(yīng)中核與殼的前驅(qū)物的比例來調(diào)整量子點(diǎn)發(fā)射峰波長(zhǎng)(即，顏色)也很困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供一種超大量子點(diǎn)及其形成方法。所述超大量子點(diǎn)能夠改善長(zhǎng)期穩(wěn)定性。所述方法能夠藉由改變表面活性劑的含量來微調(diào)超大量子點(diǎn)的發(fā)射峰值波長(zhǎng)。

本發(fā)明提供超大量子點(diǎn)。各超大量子點(diǎn)包括：由CdSe所構(gòu)成的核、由ZnS所構(gòu)成的殼以及形成在核與殼之間的合金。殼包覆核的表面。合金由Cd、Se、Zn以及S所構(gòu)成，其中Cd與Se的含量從核到殼逐漸減少，而Zn與S的含量從核到殼逐漸增加。各超大量子點(diǎn)的粒徑大于或等于10納米。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述核的直徑為1納米至4納米，所述合金與所述核的直徑總合為5納米至8納米，且各所述超大量子點(diǎn)的粒徑為10納米至15納米。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述超大量子點(diǎn)能夠在被激發(fā)時(shí)發(fā)光，且其具有等于或大于90％的光致發(fā)光量子效率(photoluminescence quantum efficiency)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述超大量子點(diǎn)能夠在被激發(fā)時(shí)發(fā)光，且其具有90％至95％的光致發(fā)光量子效率。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，各所述超大量子點(diǎn)的所述核能夠吸收固定波長(zhǎng)范圍的光源，且發(fā)出至少一種不同波長(zhǎng)范圍的光。

本發(fā)明提供一種超大量子點(diǎn)的形成方法，其步驟如下。將乙酸鋅(Zn(ac)₂)、氧化鎘(CdO)、表面活性劑以及溶劑混合在一起，接著進(jìn)行第一熱處理，以形成第一前驅(qū)物。所述第一前驅(qū)物包括具有所述表面活性劑的鋅-錯(cuò)合物(Zn-complex)與具有所述表面活性劑的鎘-錯(cuò)合物(Cd-complex)。將含有S元素、Se元素以及三正辛基膦(trioctylphosphine，TOP)的第二前驅(qū)物加至所述第一前驅(qū)物，以形成反應(yīng)混合物。對(duì)所述反應(yīng)混合物進(jìn)行第二熱處理，然后冷卻所述反應(yīng)混合物，以在所述反應(yīng)混合物中形成所述超大量子點(diǎn)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述表面活性劑包括油酸、三正辛基膦或其組合。所述溶劑包括1-十八烯(1-octadecene)、油酸、三正辛基膦或其組合。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一前驅(qū)物包括油酸鋅(Zn-oleate)與油酸鎘(Cd-oleate)。