一種金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電材料與器件領(lǐng)域，具體涉及一種金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，人們對于信息交流和傳遞等方面的依賴程度日益增加。而顯示器件作為信息交換和傳遞的主要載體和物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)已成為眾多從事信息光電研宄科學(xué)家爭相搶占的熱點(diǎn)和高地。量子點(diǎn)光致發(fā)光光學(xué)薄膜器件，作為一種最有可能實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的顯示器件，在信息交流和傳遞等領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。然而，截至目前為止，現(xiàn)在量子點(diǎn)光學(xué)膜基本上都是采用簡單的半導(dǎo)體量子點(diǎn)作為光致發(fā)光層，受限于量子點(diǎn)量子產(chǎn)率，量子點(diǎn)發(fā)光膜的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率一般都不太高。為了提高量子點(diǎn)光學(xué)發(fā)光膜的發(fā)光強(qiáng)度，要么需要制備出量子產(chǎn)率更高的半導(dǎo)體量子點(diǎn)材料，要么進(jìn)一步提升激發(fā)光源利用效率等。對于前者，目前受量子點(diǎn)發(fā)光材料本身的特性限制，進(jìn)一步提升量子點(diǎn)發(fā)光材料的量子產(chǎn)率有一定的難度，必須要尋找新的突破口。隨著人們對于圖像質(zhì)量和畫質(zhì)要求的提高，對量子點(diǎn)光致發(fā)光光學(xué)薄膜提出了更高的要求，采用傳統(tǒng)的基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)光致發(fā)光光學(xué)薄膜已難以滿足當(dāng)今信息社會對能產(chǎn)生高品質(zhì)、高質(zhì)量顯示圖像的量子點(diǎn)光致發(fā)光光學(xué)薄膜的需求。
[0003]近年來，為了進(jìn)一步改善傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)光致發(fā)光光學(xué)薄膜發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率等問題，人們試圖利用金屬等離子體激元增強(qiáng)效應(yīng)提升半導(dǎo)體量子點(diǎn)周圍的光場強(qiáng)度，從而有效提升激發(fā)光源的利用效率，使得半導(dǎo)體量子點(diǎn)發(fā)光膜整體發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光效率劇增，這為提升半導(dǎo)體量子點(diǎn)發(fā)光薄膜的整體發(fā)光性能開辟了另一新的研宄方向和可會K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜的制備方法，本發(fā)明的制備方法新穎，制作成本低，制備工藝簡單，成為最有可能提高半導(dǎo)體量子點(diǎn)處光場強(qiáng)度，提升激發(fā)光利用效率，從而最終提升半導(dǎo)體量子點(diǎn)發(fā)光光學(xué)膜整體發(fā)光性能的最有效方法。
[0005]本發(fā)明米用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜的制備方法，包括以下步驟:
步驟S1:選取一 ITO玻璃作為復(fù)合發(fā)光膜的襯底，所述ITO玻璃包括一玻璃襯底以及所述玻璃襯底表面覆蓋的ITO薄膜；
步驟S2:制備CdSe量子點(diǎn)溶液，將得到的CdSe半導(dǎo)體量子點(diǎn)作為光致發(fā)光中心；步驟S3:制備金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)溶液，將得到的金屬量子點(diǎn)核作為等離子激元增強(qiáng)中心，將金屬量子點(diǎn)外包有機(jī)高分子殼作為隔離層； 步驟S4:采用旋涂成膜工藝在ITO玻璃表面制備金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光層；
步驟S5:通過有機(jī)物旋涂與封裝工藝制備出金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜。
[0006]進(jìn)一步地，所述步驟S2中制備CdSe量子點(diǎn)溶液的具體方法為:將氧化鎘粉末、1-十四基磷酸以及三正丁基氧化膦排空加熱條件下混合后制備成鎘前驅(qū)體溶液；在惰性氣體保護(hù)下將砸粉末溶于三丁基膦中，制備得到砸前驅(qū)體溶液；將砸前驅(qū)體溶液注入至鎘前驅(qū)體溶液中生產(chǎn)混合溶液，將混合溶液降溫至一第一溫度后并保溫一定時(shí)間；保溫一定時(shí)間后移除熱源并將混合溶液冷卻降溫至一第二溫度，向所述混合溶液中注入甲醇溶液，得到相應(yīng)的納米晶沉淀，并經(jīng)過離心、清洗得到CdSe量子點(diǎn)的氯仿或者甲苯溶液。
[0007]較佳的，所述的鎘前驅(qū)體溶液合成制備溫度為240°C -360°C ;砸前驅(qū)體溶液合成制備溫度為100-220°C ;混合溶液的生成溫度為250°C -330°C ;混合溶液保溫時(shí)間為lmin-20min ;第一溫度為 220°C -270°C ;第二溫度為 80°C -140°C。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟S3具體包括以下步驟:
步驟S31:制備金屬量子點(diǎn)溶液:將包括硝酸銀與HAuCl4的含金屬離子化合物、亞油酸鈉、無水乙醇以及亞油酸混合攪拌后依次通過水熱反應(yīng)、反復(fù)采用去離子水或無水乙醇高速離心清洗處理得到反應(yīng)產(chǎn)物，最后將所述反應(yīng)產(chǎn)物分散到環(huán)己烷中即可得到相應(yīng)的金屬量子點(diǎn)溶液。
[0009]步驟S32:制備金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)溶液:將聚酰胺酸溶液與金屬量子點(diǎn)溶液按照比例混合浸泡一定時(shí)間后高速離心，并將表面吸附一定量聚酰胺酸分子的金屬量子點(diǎn)并采用階梯熱處理溫度實(shí)現(xiàn)聚酰胺酸的聚酰亞胺化，通過浸泡、高速離心分離和熱處理聚酰亞胺化工藝多次循環(huán)控制金屬量子點(diǎn)表面的聚酰亞胺殼層厚度，形成金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)，并將金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)分散到環(huán)己烷中即可得到金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)溶液。
[0010]較佳的，其中金屬離子化合物:亞油酸鈉:無水乙醇:亞油酸=0.3-1.0:1.0-2.0:5-15:0.5-2.5 ;溶液總體積占水熱反應(yīng)釜的40%_60% ;水熱反應(yīng)溫度為200C -200°C;水熱處理時(shí)間為30min-400min。所述的聚酰胺酸溶液與金屬量子點(diǎn)溶液溶液比例為1-4:1 ;混合溶液浸泡時(shí)間為0.5h-24h ;所述的階梯溫度熱處理方式為:120°C /lh，180°C /lh，250°C /lh，300°C /lh ;循環(huán)工藝次數(shù)為 1-5 次。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟S4中制備金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)CdSe復(fù)合發(fā)光層的具體方法為:將ITO玻璃襯底采用堿性食人魚溶液清洗1-3分鐘，再用去離子水清洗2-3次，并采用旋涂工藝將所述步驟S2中制備的金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)溶液與CdSe量子點(diǎn)溶液按照比例混合后旋涂成膜，在ITO玻璃的ITO薄膜表面形成一層金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)CdSe復(fù)合發(fā)光層，制得覆蓋金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)CdSe復(fù)合發(fā)光層的ITO玻璃樣片。
[0012]較佳的，所述ITO玻璃襯底面積為IcmX Icm ;金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)溶液與CdSe量子點(diǎn)溶液混合比例為1:1-4 ;金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)與CdSe量子點(diǎn)混合溶液旋涂工藝轉(zhuǎn)數(shù)為1000-5000rpm ;所述的堿性食人魚溶液其組成為:NH40H:H2O2:H2O=1: 1:4。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟S5的具體方法為:將聚酰胺酸溶液旋涂在ITO玻璃樣片的金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)CdSe復(fù)合層表面成膜，并采用階梯溫度熱處理方式實(shí)現(xiàn)聚酰胺酸的聚酰亞胺化，得到金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜。
[0014]較佳的，所述步驟S5中階梯溫度熱處理方式為:120°C /lh, 180°C /lh，250°C /lh,300°C /lho
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用簡單的旋涂成膜工藝技術(shù)，在ITO玻璃襯底上，分別以金屬量子點(diǎn)核作為等離子激元增強(qiáng)中心，以金屬量子點(diǎn)外包有機(jī)高分子殼作為隔離層，以CdSe半導(dǎo)體量子點(diǎn)作為光致發(fā)光中心、簡單一步旋涂實(shí)現(xiàn)金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光層的制備，再通過有機(jī)物旋涂、封裝工藝，最終制備出金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜。本發(fā)明制備方法新穎，制作成本低，制備工藝簡單，成為最有可能提高半導(dǎo)體量子點(diǎn)處光場強(qiáng)度，提升激發(fā)光利用效率，從而最終提升半導(dǎo)體量子點(diǎn)發(fā)光光學(xué)膜整體發(fā)光性能的最有效方法。
[0016]
【附圖說明】
[0017]圖1為ITO玻璃襯底結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為涂覆了金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)和CdSe量子點(diǎn)復(fù)合層后的ITO玻璃襯底結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為封裝后的金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體CdSe量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)-半導(dǎo)體CMSe量子點(diǎn)復(fù)合發(fā)光膜的工作原理不意圖。
[0021]標(biāo)號說明:1為玻璃襯底，2為ITO薄膜，3為涂覆的金屬/有機(jī)殼核量子點(diǎn)，4為半導(dǎo)體CdSe量子點(diǎn)，5為有機(jī)絕緣封裝層，6為福射光方向。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]實(shí)施例一。
[0025](I)分別稱取0.0207g氧化鎘粉末，0.112g 1-十四基磷酸和2.0g三正丁基氧化膦置入一 50ml三頸燒瓶中，先氬氣排空30min，隨后氬氣保護(hù)下加熱至240°C至溶質(zhì)完全溶解形成透明溶液，即為鎘前驅(qū)體溶液；隨后將鎘前驅(qū)體溶液反應(yīng)器混合后并在100°C真空條件下處理0.5小時(shí)，再將反應(yīng)器溫