[发明专利]量子点结构及制造方法、量子点发光二极管及制造方法

说明书

本发明公开一种量子点结构。所述量子点结构包括量子点核、包裹于所述量子点核外的应变补偿层及包裹于所述应变补偿层外的壳层，所述量子点核与所述壳层或所述应变补偿层间的晶格匹配度大于88％。本发明提供的量子点结构能消除壳层半导体材料在生长时带来的压应力，且保障量子点核低应力要求。本发明还提供一种量子点结构的制造方法、应用所述量子点结构的量子点发光二极管以及所述量子点发光二极管的制造方法。

【技术领域】

本发明涉及发光二极管技术领域，具体涉及一种量子点结构、量子点结构的制造方法、量子点发光二极管及其制造方法。

【背景技术】

发光二极管越来越多地被应用于现代显示技术中，相比于传统光源具有很多优势，如低能耗、长寿命、坚固性、小尺寸和快速转换。一般的发光二极管由无机化合物半导体制成，所述无机半导体发射与带隙相一致的频率的单色光，而不能发射混合色光，例如白光。白光发光二极管可以作为光源，且使用目前的滤色镜技术能够产生全彩色显示。一种用于产生白光的方法是联合多个LED以同时发射三原色，混合产生白光。另一种方法是使用黄色荧光粉转化单色蓝光，或者多种荧光粉发射不同颜色来转化紫外光，从一个LED形成广谱白光，但是这种方法的颜色控制受限。有机发光二极管也能相对廉价地制作以产生各种色光和白光，但是其效率和使用寿命相对于无机发光二极管存在不足，因为发光层是由一种有机材料组成，通常要求相对高的电流密度和驱动电压以实现高亮度，从而加速了有机发光二极管的性能退化，尤其是在氧气、水和紫外光子存在的条件下。

量子点发光二极管相比于有机发光二极管和其他发光二极管具有一定优势，包括稳定性、可溶液加工性和极佳的色纯度。因此，量子点发光二极管被越来越广泛的开发应用于显示和光源。

相关技术中，量子点发光二极管的量子点表面具有很多不饱和键，因此导致纳米晶粒产生表面缺陷，形成很多分立的表面态能级，可以捕捉器件中的电子-空穴对，降低了量子点的荧光发光效率。为解决该技术问题，一般的做法是使用能带较宽的半导体材料作为量子点核的壳来钝化和隔离表面态。这种做法虽然有效，然而，往往由于量子点和壳层半导体材料存在晶格失配，产生应力和导致量子点坍塌，非常不利于制备高性能量子点发光二极管。

因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种能消除壳层半导体材料在生长时带来的压应力，保障量子点核低应力要求的量子点结构。

本发明的技术方案是：

本发明还提供一种量子点结构的制造方法。所述量子点结构的制造方法包括如下步骤：

以In(MA)x、P(TMS)₃作为量子点前躯体加入十八烯溶液中，在280-320℃温度下以热注入的方法反应1-10min，得到InP量子点核；

提供锌源作为应变补偿层前躯体，并将所述InP量子点核、应变补偿层前躯体及三辛基膦化硒混合，并在260-300℃温度下以热注入的方法反应20-50min，得到InP/ZnSe结构，其中ZnSe形成应变补偿层包裹于所述InP量子点核外；

提供锌源作为壳层前躯体，并将所述InP/ZnSe结构、壳层前躯体及环己基异硫氰酸酯混合，并在260-300℃温度下以热注入的方法反应10-30min，得到InP/ZnSe/ZnS结构，其中ZnS形成壳层包裹于所述InP/ZnSe结构外。

本发明还提供一种应用上述量子点结构制造方法制造的量子点结构，包括量子点核、包裹于所述量子点核外的应变补偿层及包裹于所述应变补偿层外的壳层，所述量子点核与所述壳层或所述应变补偿层间的晶格匹配度大于88％。

优选的，所述量子点核、应变补偿层和壳层中至少一层的材料为半导体材料，所述半导体材料包括I-VII族化合物、II-VI族化合物、III-V族化合物、或IV族单体中的至少一种。