具有漏斗型能级结构的发光材料、制备方法及半导体器件.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611255825.3 (22)申请日 2016.12.30 (71)申请人 TCL集团股份有限公司 地址 516006 广东省惠州市仲恺高新技术 开发区十九号小区 (72)发明人 刘政杨一行钱磊 (74)专利代理机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通合伙) 44268 代理人 王永文刘文求 (51)Int.Cl. C09K 11/88(2006.01) C09K 11/56(2006.01) C09K 11/02(2006.01) H01L 51/50(2006.01

2、) B82Y 20/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 具有漏斗型能级结构的发光材料、 制备方法 及半导体器件 (57)摘要 本发明公开具有漏斗型能级结构的发光材 料、 制备方法及半导体器件， 其中， 所述发光材料 包含N个在径向方向上依次排布的量子点结构单 元， 其中N2； 所述量子点结构单元包括A1和A2 类型， 所述A1类型为径向方向上越向外能级宽度 越宽的渐变合金组分结构； 所述A2类型为径向方 向上能级宽度一致的均一组分结构； 所述发光材 料的内部由至少一层A1类型的量子点结构单元 组成， 所述发光

3、材料的外部由至少一层A2类型的 量子点结构单元组成； 在径向方向上相邻的量子 点结构单元中， 靠近发光材料中心的量子点结构 单元的能级宽度不大于远离发光材料中心的量 子点结构单元的能级宽度； 且相邻的渐变合金组 分结构的量子点结构单元的能级是连续的。 权利要求书2页 说明书14页 附图4页 CN 108264901 A 2018.07.10 CN 108264901 A 1.一种具有漏斗型能级结构的发光材料， 其特征在于， 所述发光材料包含N个在径向方 向上依次排布的量子点结构单元， 其中N2； 所述量子点结构单元包括A1和A2类型， 所述A1类型为径向方向上越向外能级宽度越宽 的渐变合金组分

4、结构； 所述A2类型为径向方向上能级宽度一致的均一组分结构； 所述发光材料的内部由至少一层A1类型的量子点结构单元组成， 所述发光材料的外部 由至少一层A2类型的量子点结构单元组成； 在径向方向上相邻的量子点结构单元中， 靠近发光材料中心的量子点结构单元的能级 宽度不大于远离发光材料中心的量子点结构单元的能级宽度； 且相邻的渐变合金组分结构 的量子点结构单元的能级是连续的。 2.根据权利要求1所述的发光材料， 其特征在于， 所述A1类型的量子点结构单元为包含 II族和VI族元素的渐变合金组分结构， 所述A2类型的量子点结构单元为包含II族和VI族元 素的均一合金组分结构。 3.根据权利要求2所

5、述的发光材料， 其特征在于， 所述A1类型的量子点结构单元的合金 组分为Cdx0Zn1-x0Sey0S1-y0， 其中0 x01， 0y01， 并且x0和y0不同时为0和不同时为1。 4.根据权利要求2所述的发光材料， 其特征在于， 所述A2类型的量子点结构单元的合金 组分组成为Cdx1Zn1-x1Sey1S1-y1， 其中0 x11， 0y11， 并且x1和y1不同时为0和不同时为 1， 且x1和y1在相应A2类型的量子点结构单元内为固定值。 5.根据权利要求3所述的发光材料， 其特征在于， 所述A1类型的量子点结构单元中， A点 的合金组分为Cdx0AZn1-x0ASey0AS1-y0A，

6、 B点的合金组分为Cdx0BZn1-x0BSey0BS1-y0B， 其中A点相对于 B点更靠近发光材料中心， 且A点和B点的组成满足：x0Ax0B，y0A y0B。 6.根据权利要求1所述的发光材料， 其特征在于， 所述量子点结构单元包含2-20层的单 原子层， 或者所述量子点结构单元包含1-10层的晶胞层。 7.根据权利要求6所述的发光材料， 其特征在于， 在径向方向上相邻的量子点结构单元 交界处的两个单原子层之间形成连续合金组分结构， 或者在径向方向上相邻的量子点结构 单元交界处的两个晶胞层之间形成连续合金组分结构。 8.根据权利要求1所述的发光材料， 其特征在于， 所述发光材料的发光峰波

7、长范围为 400纳米至700纳米。 9.根据权利要求1所述的发光材料， 其特征在于， 所述发光材料的发光峰的半高峰宽为 12纳米至80纳米。 10.一种如权利要求1所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 包括步骤： 在预定位置处合成第一种化合物； 在第一种化合物的表面合成第二种化合物， 所述第一种化合物与所述第二种化合物的 合金组分相同或者不同； 使第一种化合物和第二种化合物体之间发生阳离子交换反应形成发光材料， 所述发光 材料的发光峰波长先出现蓝移， 而后不变。 11.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 所述第一种化合物和/ 或所述第二种化合物的阳离子前驱体包括Zn的

8、前驱体， 所述Zn的前驱体为二甲基锌、 二乙 基锌、 醋酸锌、 乙酰丙酮锌、 碘化锌、 溴化锌、 氯化锌、 氟化锌、 碳酸锌、 氰化锌、 硝酸锌、 氧化 锌、 过氧化锌、 高氯酸锌、 硫酸锌、 油酸锌或硬脂酸锌中的至少一种。 权利要求书 1/2 页 2 CN 108264901 A 2 12.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 所述第一种化合物和/ 或所述第二种化合物的阳离子前驱体还包括Cd的前驱体， 所述Cd的前驱体为二甲基镉、 二 乙基镉、 醋酸镉、 乙酰丙酮镉、 碘化镉、 溴化镉、 氯化镉、 氟化镉、 碳酸镉、 硝酸镉、 氧化镉、 高 氯酸镉、 磷酸镉、 硫酸镉、

9、油酸镉或硬脂酸镉中的至少一种。 13.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 所述第一种化合物和/ 或所述第二种化合物的阴离子前驱体包括Se的前驱体， 所述Se的前驱体为Se-TOP、 Se-TBP、 Se-TPP、 Se-ODE、 Se-OA、 Se-ODA、 Se-TOA、 Se-ODPA或Se-OLA中的至少一种。 14.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 所述第一种化合物和/ 或所述第二种化合物的阴离子前驱体还包括S的前驱体， 所述S的前驱体为S-TOP、 S-TBP、 S- TPP、 S-ODE、 S-OA、 S-ODA、 S-TOA、 S-O

10、DPA、 S-OLA或烷基硫醇中的至少一种。 15.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 所述第一种化合物和/ 或第二种化合物的阴离子前驱体还包括Te的前驱体， 所述Te的前驱体为Te-TOP、 Te-TBP、 Te-TPP、 Te-ODE、 Te-OA、 Te-ODA、 Te-TOA、 Te-ODPA或Te-OLA中的至少一种。 16.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 在加热条件下使第一种 化合物和第二种化合物体之间发生阳离子交换反应。 17.根据权利要求16所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 加热温度在100至400 之间。 18.根据权利

11、要求16所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 加热时间在2s至24h之 间。 19.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 在合成第一种化合物 时， 阳离子前驱体与阴离子前驱体的摩尔比为100:1到1:50之间。 20.根据权利要求10所述的发光材料的制备方法， 其特征在于， 在合成第二种化合物 时， 阳离子前驱体与阴离子前驱体的摩尔比为100:1到1:50之间。 21.一种半导体器件， 其特征在于， 包括如权利要求19任一项所述的发光材料。 22.根据权利要求21所述的半导体器件， 其特征在于， 所述半导体器件为电致发光器 件、 光致发光器件、 太阳能电池、 显示器件、

12、 光电探测器、 生物探针以及非线性光学器件中的 任意一种。 权利要求书 2/2 页 3 CN 108264901 A 3 具有漏斗型能级结构的发光材料、 制备方法及半导体器件 技术领域 0001 本发明涉及发光材料领域， 尤其涉及具有漏斗型能级结构的发光材料、 制备方法 及半导体器件。 背景技术 0002 量子点是一种在三个维度尺寸上均被限制在纳米数量级的特殊材料， 这种显著的 量子限域效应使得量子点具有了诸多独特的纳米性质： 发射波长连续可调、 发光波长窄、 吸 收光谱宽、 发光强度高、 荧光寿命长以及生物相容性好等。 这些特点使得量子点在平板显 示、 固态照明、 光伏太阳能、 生物标记等领

13、域均具有广泛的应用前景。 尤其是在平板显示应 用方面， 基于量子点材料的量子点电致发光二极管器件 （Quantum dot light-emitting diodes， QLED） 借助于量子点纳米材料的特性和优化， 已经在显示画质、 器件性能、 制造成本 等方面展现出了巨大的潜力。 虽然近年来QLED器件在各方面的性能不断得到提升， 但无论 是在器件效率还是在器件工作稳定性等基本器件性能参数上还与产业化应用的要求有相 当的差距， 这也大大阻碍了量子点电致发光显示技术的发展和应用。 另外， 不仅限于QLED器 件， 在其他领域中， 量子点材料相对于传统材料的特性也被逐渐重视， 例如光致发光器件

14、、 太阳能电池、 显示器件、 光电探测器、 生物探针以及非线性光学器件等等， 以下仅以QLED器 件为例进行说明。 0003 虽然量子点作为一种经典的纳米材料已经被研究和开发超过30年， 但是利用量子 点的优良发光特性并将其作为发光材料应用在QLED器件及相应的显示技术中的研究时间 还很短； 因此目前绝大部分的QLED器件的开发和研究均是基于已有经典结构体系的量子点 材料， 相应的量子点材料的筛选和优化的标准还基本是从量子点自身的发光性能例如量子 点的发光峰宽、 溶液量子产率等出发。 将以上量子点直接应用于QLED器件结构中从而获得 相应的器件性能结果。 0004 但QLED器件及相应的显示技

15、术作为一套复杂的光电器件体系， 有诸多方面的因素 会影响器件的性能。 单从作为核心发光层材料的量子点材料出发， 所需权衡的量子点性能 指标就会复杂得多。 0005 首先， 量子点在QLED器件中是以量子点发光层固态薄膜的形式存在的， 因此量子 点材料原本在溶液中所得到的各项发光性能参数在形成固态薄膜后会表现出明显的差异： 例如在固态薄膜中发光峰波长会有不同程度的红移 （向长波长移动） 、 发光峰宽度会变大、 量子产率会有不同程度的降低， 也就是说量子点材料在溶液中的优良发光性能并不能完全 被继承至QLED器件的量子点固态薄膜中。 因此在设计和优化量子点材料的结构和合成配方 时， 需同时考虑量子

16、点材料自身的发光性能最优化以及量子点材料在固态薄膜状态下的发 光性能继承最大化。 0006 其次， 在QLED器件中量子点材料的发光是通过电致激发来实现的， 即分别从QLED 器件的阳极和阴极通电注入空穴和电子， 空穴和电子通过QLED器件中相应功能层的传输在 量子点发光层复合后， 通过辐射跃迁的方式发射光子即实现发光。 从以上过程可以看出， 量 说明书 1/14 页 4 CN 108264901 A 4 子点自身的发光性能例如发光效率只是影响上述过程中辐射跃迁的效率， 而QLED器件的整 体发光效率还会同时受到上述过程中空穴和电子在量子点材料中的电荷注入和传输效率、 空穴和电子在量子点材料中

17、的相对电荷平衡、 空穴和电子在量子点材料中的复合区域等的 影响。 因此在设计和优化量子点材料的结构尤其是量子点的精细核壳纳米结构时， 还需重 点考虑量子点形成固态薄膜以后的电学性能： 例如量子点的电荷注入和传导性能、 量子点 的精细能带结构、 量子点的激子寿命等。 0007 最后， 考虑到QLED器件及相应显示技术未来将通过极具生产成本优势的溶液法例 如喷墨打印法进行制备， 因此量子点的材料设计和开发需要考虑量子点溶液的加工性能， 例如量子点溶液或打印墨水的可分散溶解性、 胶体稳定性、 打印成膜性等。 同时， 量子点材 料的开发还要与QLED器件其他功能层材料以及器件的整体制备工艺流程和要求作

18、协同。 0008 总之， 传统的仅从提升量子点自身发光性能考虑出发的量子点结构设计是无法满 足QLED器件及相应显示技术对于量子点材料在光学性能、 电学性能、 加工性能等多方面的 综合要求的。 需要针对QLED器件及相应显示技术的要求， 对量子点发光材料的精细核壳结 构、 组分、 能级等进行量身定制。 0009 由于量子点的高表面原子比率， 未与表面配体 （Ligand） 形成非共价键 （Dangling bond） 的原子将以表面缺陷态存在， 这种表面缺陷态将会引起非辐射途径的跃迁从而使得 量子点的发光量子产率大幅被降低。 为解决这一问题， 可以在原量子点外层表面生长包含 另一种半导体材料的

19、半导体壳层， 形成量子点的核壳 （core-shell） 结构， 可以显著改善量 子点的发光性能， 同时增加量子点的稳定性。 0010 可应用于高性能QLED器件开发的量子点材料主要为核壳结构的量子点， 其核和壳 成分分别固定且核壳具有明确边界， 例如具有CdSe/ZnS核壳结构的量子点 (J. Phys. Chem., 1996, 100 (2) , 468471)、 具有CdSe/CdS核壳结构的量子点 (J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, (30), 7019-7029)、 具有CdS/ZnS核壳结构的量子点、 具有CdS/CdSe/CdS 核+多层壳层结构的量子点

20、 (Patent US 7,919,012 B2)、 具有CdSe/CdS/ZnS核+多层壳层 结构的量子点 (J. Phys. Chem. B, 2004, 108 (49), 1882618831)等。 在这些核壳结构 的量子点中， 通常来说核和壳的组成成分是固定并且不同的， 且一般是由一种阳离子和一 种阴离子组成的二元化合物体系。 在这种结构中， 由于核和壳的生长是独立分别进行的， 因 此核和壳之间的边界是明确， 即核和壳可以区分的。 这种核壳结构量子点的开发提升了原 先单一成分量子点的发光量子效率、 单分散性以及量子点稳定性。 0011 以上所述核壳结构的量子点虽然部分提高了量子点性能

21、， 但无论从设计思路还是 从优化方案上均还是基于提升量子点自身的发光效率方面考虑， 其发光性能还有待提高， 另外也未综合考虑半导体器件对于量子点材料的其他方面特殊要求。 0012 因此， 上述技术还有待于改进和发展。 发明内容 0013 鉴于上述现有技术的不足， 本发明的目的在于提供具有漏斗型能级结构的发光材 料、 制备方法及半导体器件， 旨在解决现有的发光材料其发光性能有待提高、 无法满足半导 体器件对于发光材料的要求的问题。 0014 本发明的技术方案如下： 说明书 2/14 页 5 CN 108264901 A 5 一种具有漏斗型能级结构的发光材料， 其中， 所述发光材料包含N个在径向方

22、向上依次 排布的量子点结构单元， 其中N2； 所述量子点结构单元包括A1和A2类型， 所述A1类型为径向方向上越向外能级宽度越宽 的渐变合金组分结构； 所述A2类型为径向方向上能级宽度一致的均一组分结构； 所述发光材料的内部由至少一层A1类型的量子点结构单元组成， 所述发光材料的外部 由至少一层A2类型的量子点结构单元组成； 在径向方向上相邻的量子点结构单元中， 靠近发光材料中心的量子点结构单元的能级 宽度不大于远离发光材料中心的量子点结构单元的能级宽度； 且相邻的渐变合金组分结构 的量子点结构单元的能级是连续的。 0015 所述的发光材料， 其中， 所述A1类型的量子点结构单元为包含II族和

23、VI族元素的 渐变合金组分结构， 所述A2类型的量子点结构单元为包含II族和VI族元素的均一合金组分 结构。 0016 所述的发光材料， 其中， 所述A1类型的量子点结构单元的合金组分为Cdx0Zn1- x0Sey0S1-y0， 其中0 x01， 0y01， 并且x0和y0不同时为0和不同时为1。 0017 所述的发光材料， 其中， 所述A2类型的量子点结构单元的合金组分组成为 Cdx1Zn1-x1Sey1S1-y1， 其中0 x11， 0y11， 并且x1和y1不同时为0和不同时为1， 且x1和y1 在相应A2类型的量子点结构单元内为固定值。 0018 所述的发光材料， 其中， 所述A1类型

24、的量子点结构单元中， A点的合金组分为 Cdx0AZn1-x0ASey0AS1-y0A， B点的合金组分为Cdx0BZn1-x0BSey0BS1-y0B， 其中A点相对于B点更靠近发 光材料中心， 且A点和B点的组成满足：x0Ax0B，y0Ay0B。 0019 所述的发光材料， 其中， 所述量子点结构单元包含2-20层的单原子层， 或者所述量 子点结构单元包含1-10层的晶胞层。 0020 所述的发光材料， 其中， 在径向方向上相邻的量子点结构单元交界处的两个单原 子层之间形成连续合金组分结构， 或者在径向方向上相邻的量子点结构单元交界处的两个 晶胞层之间形成连续合金组分结构。 0021 所述

25、的发光材料， 其中， 所述发光材料的发光峰波长范围为400纳米至700纳米。 0022 所述的发光材料， 其中， 所述发光材料的发光峰的半高峰宽为12纳米至80纳米。 0023 一种如上所述的发光材料的制备方法， 其中， 包括步骤： 在预定位置处合成第一种化合物； 在第一种化合物的表面合成第二种化合物， 所述第一种化合物与所述第二种化合物的 合金组分相同或者不同； 使第一种化合物和第二种化合物体之间发生阳离子交换反应形成发光材料， 所述发光 材料的发光峰波长先出现蓝移， 而后不变。 0024 所述的发光材料的制备方法， 其中， 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的 阳离子前驱体包括Zn的前

26、驱体， 所述Zn的前驱体为二甲基锌、 二乙基锌、 醋酸锌、 乙酰丙酮 锌、 碘化锌、 溴化锌、 氯化锌、 氟化锌、 碳酸锌、 氰化锌、 硝酸锌、 氧化锌、 过氧化锌、 高氯酸锌、 硫酸锌、 油酸锌或硬脂酸锌中的至少一种。 0025 所述的发光材料的制备方法， 其中， 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的 阳离子前驱体还包括Cd的前驱体， 所述Cd的前驱体为二甲基镉、 二乙基镉、 醋酸镉、 乙酰丙 说明书 3/14 页 6 CN 108264901 A 6 酮镉、 碘化镉、 溴化镉、 氯化镉、 氟化镉、 碳酸镉、 硝酸镉、 氧化镉、 高氯酸镉、 磷酸镉、 硫酸镉、 油酸镉或硬脂酸镉中的至少一

27、种。 0026 所述的发光材料的制备方法， 其中， 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的 阴离子前驱体包括Se的前驱体， 所述Se的前驱体为Se-TOP、 Se-TBP、 Se-TPP、 Se-ODE、 Se-OA、 Se-ODA、 Se-TOA、 Se-ODPA或Se-OLA中的至少一种。 0027 所述的发光材料的制备方法， 其中， 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的 阴离子前驱体还包括S的前驱体， 所述S的前驱体为S-TOP、 S-TBP、 S-TPP、 S-ODE、 S-OA、 S- ODA、 S-TOA、 S-ODPA、 S-OLA或烷基硫醇中的至少一种。 0028 所述的

28、发光材料的制备方法， 其中， 所述第一种化合物和/或第二种化合物的阴离 子前驱体还包括Te的前驱体， 所述Te的前驱体为Te-TOP、 Te-TBP、 Te-TPP、 Te-ODE、 Te-OA、 Te-ODA、 Te-TOA、 Te-ODPA或Te-OLA中的至少一种。 0029 所述的发光材料的制备方法， 其中， 在加热条件下使第一种化合物和第二种化合 物体之间发生阳离子交换反应。 0030 所述的发光材料的制备方法， 其中， 加热温度在100至400之间。 0031 所述的发光材料的制备方法， 其中， 加热时间在2s至24h之间。 0032 所述的发光材料的制备方法， 其中， 在合成第一

29、种化合物时， 阳离子前驱体与阴离 子前驱体的摩尔比为100:1到1:50之间。 0033 所述的发光材料的制备方法， 其中， 在合成第二种化合物时， 阳离子前驱体与阴离 子前驱体的摩尔比为100:1到1:50之间。 0034 一种半导体器件， 其中， 包括如上任一项所述的发光材料。 0035 所述的半导体器件， 其中， 所述半导体器件为电致发光器件、 光致发光器件、 太阳 能电池、 显示器件、 光电探测器、 生物探针以及非线性光学器件中的任意一种。 0036 有益效果： 本发明提供了一种具有从内到外沿径向方向的渐变合金组分的发光材 料， 其不仅实现了更高效的量子点材料发光效率， 同时也更能满足

30、半导体器件及相应显示 技术对发光材料的综合性能要求， 是一种适合半导体器件及显示技术的理想发光材料。 附图说明 0037 图1为本发明一种具有漏斗型能级结构的发光材料较佳实施例的能级结构曲线。 0038 图2为本发明实施例13中量子点发光二极管的结构示意图。 0039 图3为本发明实施例14中量子点发光二极管的结构示意图。 0040 图4为本发明实施例15中量子点发光二极管的结构示意图。 0041 图5为本发明实施例16中量子点发光二极管的结构示意图。 0042 图6为本发明实施例17中量子点发光二极管的结构示意图。 0043 图7为本发明实施例18中量子点发光二极管的结构示意图。 具体实施方

31、式 0044 本发明提供一种具有漏斗型能级结构的发光材料、 制备方法及半导体器件， 为使 本发明的目的、 技术方案及效果更加清楚、 明确， 以下对本发明进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 说明书 4/14 页 7 CN 108264901 A 7 0045 本发明所提供的具有漏斗型能级结构的发光材料， 其中， 所述发光材料包含N个在 径向方向上依次排布的量子点结构单元， 其中N2； 所述量子点结构单元包括A1和A2类型， 所述A1类型为径向方向上越向外能级宽度越宽 的渐变合金组分结构； 所述A2类型为径向方向上能级宽度一致的均一组分结

32、构； 此处的径 向方向是指从发光材料的中心向外的方向， 例如假设本发明的发光材料为球形或类似球形 结构， 那么该径向方向即指沿半径的方向， 发光材料的中心即指其物理结构的中心， 发光材 料的表面即指其物理结构的表面。 0046 所述发光材料的内部由至少一层A1类型的量子点结构单元组成， 所述发光材料的 外部由至少一层A2类型的量子点结构单元组成； 在径向方向上相邻的量子点结构单元中， 靠近发光材料中心的量子点结构单元的能级 宽度不大于远离发光材料中心的量子点结构单元的能级宽度； 且相邻的渐变合金组分结构 的量子点结构单元的能级是连续的， 也就是说当所述发光材料的内部包括至少两层A1类型 的量子

33、点结构单元时， 则所述相邻的A1类型的量子点结构单元的能级是连续的； 即本发明 中各个相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级宽度具有连续变化的特点， 而非 突变结构， 也就是说发光材料的内部合成组分具有连续性， 这种特性更有利于实现高的发 光效率。 0047 本发明中的发光材料， 其属于量子阱能级结构的量子点材料， 其能级结构如图1所 示。 即所述的发光材料中， 其量子点结构单元的分布为A1A1A2A2， 即所述发光材料的内 部是由A1类型的量子点结构单元组成， 所述发光材料的外部是由A2类型的量子点结构单元 组成， 且A1类型的量子点结构单元的数量和A2类型的量子点结构单元的数量均大于

34、等于1； 在A1类型的量子点结构单元中， 其能级宽度是越向外越宽， 在A2类型的量子点结构单 元中， 其能级宽度是均一的； 在径向方向上相邻的量子点结构单元中， 靠近中心的量子点结 构单元的能级宽度不大于远离中心的量子点结构单元的能级宽度； 且相邻量子点结构单元 的能级宽度具有连续结构。 在具体实施例中称图1的能级结构为量子阱能级结构。 0048 进一步， 所述A1类型的量子点结构单元为包含II族和VI族元素的渐变合金组分结 构， 所述A2类型的量子点结构单元为包含II族和VI族元素的均一合金组分结构。 所述II族 元素包括但不限于Zn、 Cd、 Hg、 Cn等。 所述VI族元素包括但不限于O

35、、 S、 Se、 Te、 Po、 Lv等。 需说 明的是上述情况是优选情况， 对于渐变合金组分结构的量子点结构单元而言， 其组分均为 合金组分； 而对于均一组分结构的量子点结构单元而言， 其组分可以是合金组分， 也可以是 非合金组分， 但本发明优选的是合金组分， 即所述均一组分结构为均一合金组分结构， 更优 选的是， 包含II族和VI族元素， 本发明后续实施例均以均一合金组分结构为例进行说明， 但 显然， 对于非合金的均一组分结构同样可以实施。 0049 进一步， 所述A1类型的量子点结构单元的合金组分为Cdx0Zn1-x0Sey0S1-y0， 其中0 x01， 0y01， 并且x0和y0不同

36、时为0和不同时为1。 例如某一位置处的合金组分为 Cd0.5Zn0.5Se0.5S0.5， 而另一位置处的合金组分为Cd0.3Zn0.7Se0.4S0.6。 0050 所述的发光材料， 其中， 所述A2类型的量子点结构单元的合金组分组成为 Cdx1Zn1-x1Sey1S1-y1， 其中0 x11， 0y11， 并且x1和y1不同时为0和不同时为1， 且x1和y1 在 相应A2类型的 量子点结构单元内 为固 定值。 例如某一位置处的 合金组分为 Cd0.5Zn0.5Se0.5S0.5， 而另一位置处的合金组分也应为Cd0.5Zn0.5Se0.5S0.5。 说明书 5/14 页 8 CN 1082

37、64901 A 8 0051 进一步 ， 所述A1类型的量子点结构单元中 ， A点的合金组分为Cdx 0 AZn 1 - x0ASey0AS1-y0A， B点的合金组分为Cdx0BZn1-x0BSey0BS1-y0B， 其中A点相对于B点更靠近发光材料中 心， 且A点和B点的组成满足：x0Ax0B，y0Ay0B。 也就是说， 对于A1类型量子点结构单元中的任意 两点A点和B点， 且A点相对于B点更靠近发光材料中心， 那么x0Ax0B，y0A y0B， 即A点的Cd含量 大于B点的Cd含量， A点的Zn含量小于B点的Zn含量， A点的Se含量大于B点的Se含量， A点的S 含量小于B点的S含量。

38、 这样， 在A1类型量子点结构单元中， 就在径向方向上形成了渐变结 构， 并且由于在径向方向上， 越向外 （即远离发光材料的中心） 则Cd和Se含量越低， Zn和S含 量越高， 那么根据这几种元素的特性， 其能级宽度将会越宽。 0052 进一步， 所述量子点结构单元包含2-20层的单原子层。 即， 每一个量子点结构单元 都包含2-20层的单原子层。 优选的为2个单原子层至5个单原子层， 优选的层数能够保证量 子点实现良好的发光量子产率以及高效的电荷注入效率。 0053 进一步的， A1类型和A2类型量子点结构单元中的每一单原子层均为最小结构单 元， 即每一层的单一原子层其合金组分均是固定的，

39、而相邻的两个单原子层之间可能会形 成渐变合金组分结构， 例如， 在A1类型的量子点结构单元中， 远离发光材料中心的单原子 层， 其Cd和Se含量低， Zn和S含量高， 靠近发光材料中心的单原子层， 其Cd和Se含量低， Zn和S 含量高， 从而形成渐变合金组分结构。 但在A2类型的量子点结构单元中， 每一层的单原子层 其合金组分相同， 以形成均一合金组分结构。 0054 或者， 所述A1类型和A2类型量子点结构单元均包含1-10层的晶胞层， 即每一量子 点结构单元均包含1-10层的晶胞层， 例如包含2-5层的晶胞层。 晶胞层为最小结构单元， 即 每一层的晶胞层其合金组分均是固定的， 即每一晶胞

40、层内具有相同晶格参数和元素。 每一 量子点结构单元均为晶胞层连续连接而构成的封闭晶胞曲面。 0055 进一步， 在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元交界处的两个 单原子层之间形成连续合金组分结构。 即， 两个渐变合金组分结构的量子点结构单元交界 处的两个单原子层之间是连续合金组分结构， 也即其能级宽度也是渐变的， 而不是突变的。 或者， 在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元交界处的两个晶胞层之间 形成连续合金组分结构。 上述提到的相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元为相邻的 A1类型的量子点结构单元。 0056 也就是说， 本发明的发光材料， 在相邻的A1类型量子

41、点结构单元之间具有从内到 外沿径向方向的连续合金组分。 这种量子点结构在组成成分上具有有从内到外沿径向方向 连续变化的特点， 相对于具有明确界定量子点核和壳的关系， 本发明的发光材料不仅有利 于实现更高效的发光效率， 同时也更能满足半导体器件及相应显示技术对发光材料的综合 性能要求， 是一种适合半导体器件及显示技术的理想量子点发光材料。 0057 本发明采用上述结构的发光材料， 能够实现的发光量子产率范围为1%至100%， 优 选的发光量子产率范围为30%至100%， 优选的发光量子产率范围内能够保证量子点的良好 应用性。 0058 本发明采用上述结构的发光材料， 能够实现的发光峰波长范围为4

42、00纳米至700纳 米， 优选的发光峰波长范围为430纳米至660纳米， 优选的量子点发光峰波长范围能够保证 量子点材料在此范围内实现大于30%的发光量子产率。 0059 本发明中， 所述发光材料的发光峰的半高峰宽为12纳米至80纳米。 说明书 6/14 页 9 CN 108264901 A 9 0060 本发明所提供的发光材料具有如下有益效果： 第一， 有助于最大程度上减少不同 合金组分的量子点晶体间的晶格张力并缓解晶格失配， 从而减少了界面缺陷的形成， 提高 了量子点的发光效率。 第二， 本发明所提供的发光材料所形成的能级结构更有利于对量子 点中电子云的有效束缚， 大大减少电子云向量子点表

43、面的扩散几率， 从而极大地抑制了量 子点无辐射跃迁的俄歇复合损失， 减少量子点闪烁并提高量子点发光效率。 第三， 本发明所 提供的发光材料所形成的能级结构更有利于提高半导体器件中量子点发光层电荷的注入 效率和传输效率； 同时能够有效避免电荷的聚集以及由此产生的激子淬灭。 第四， 本发明所 提供的量子点材料所形成的易于控制的多样性能级结构能够充分满足并配合器件中其他 功能层的能级结构， 以实现器件整体能级结构的匹配， 从而有助于实现高效的半导体器件。 0061 一种如上所述的量子点材料的制备方法， 其中， 包括步骤： 在预定位置处合成第一种化合物； 在第一种化合物的表面合成第二种化合物， 所述第

44、一种化合物与所述第二种化合物的 合金组分相同或者不同； 使第一种化合物和第二种化合物体之间发生阳离子交换反应形成发光材料， 所述发光 材料的发光峰波长先出现蓝移， 而后不变。 0062 本发明的制备方法将量子点SILAR合成法结合量子点一步合成法生成发光材料， 具体为利用量子点逐层生长以及利用量子点一步合成法形成渐变组分过渡壳。 即在预定位 置处先后形成两层具有相同或者不同合金组分的化合物薄层， 通过使两层化合物之间发生 阳离子交换反应， 从而实现在预定位置处的合金组分分布。 重复以上过程可以不断实现在 径向方向预定位置处的合金组分分布。 0063 所述的第一种化合物和第二种化合物可以是二元或

45、者二元以上化合物。 0064 进一步， 所述发光材料的发光峰波长先出现连续蓝移， 而后不变。 出现蓝移代表发 光峰向短波方向移动， 能级宽度变宽， 若发光峰波长不变代表则代表能级宽度不变。 如图1 所示， 在量子点径向方向上， 在第一区间内能级宽度变宽 （蓝移） ， 在第二区间内能级宽度不 变 （不变） 。 0065 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阳离子前驱体包括： Zn的前驱体， 所 述Zn的前驱体为二甲基锌 （dimethyl Zinc） 、 二乙基锌 （diethyl Zinc） 、 醋酸锌 （Zinc acetate） 、 乙酰丙酮锌 （Zinc acetylacetonat

46、e） 、 碘化锌 （Zinc iodide） 、 溴化锌 （Zinc bromide） 、 氯化锌 （Zinc chloride） 、 氟化锌 （Zinc fluoride） 、 碳酸锌 （Zinc carbonate） 、 氰化锌 （Zinc cyanide） 、 硝酸锌 （Zinc nitrate） 、 氧化锌 （Zinc oxide） 、 过氧化锌 （Zinc peroxide） 、 高氯酸锌 （Zinc perchlorate） 、 硫酸锌 （Zinc sulfate） 、 油酸锌 （Zinc oleate） 或硬脂酸锌 （Zinc stearate） 等中的至少一种， 但不限于此。

47、0066 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阳离子前驱体包括Cd的前驱体， 所 述Cd的前驱体为二甲基镉 （dimethyl cadmium） 、 二乙基镉 （diethyl cadmium） 、 醋酸镉 （cadmium acetate） 、 乙酰丙酮镉 （cadmium acetylacetonate） 、 碘化镉 （cadmium iodide） 、 溴化镉 （cadmium bromide） 、 氯化镉 （cadmium chloride） 、 氟化镉 （cadmium fluoride） 、 碳 酸镉 （cadmium carbonate） 、 硝酸镉 （cadmium nit

48、rate） 、 氧化镉 （cadmium oxide） 、 高氯酸 镉 （cadmium perchlorate） 、 磷酸镉 （cadmium phosphide） 、 硫酸镉 （cadmium sulfate） 、 油 酸镉 （cadmium oleate） 或硬脂酸镉 （cadmium stearate） 等中的至少一种， 但不限于此。 说明书 7/14 页 10 CN 108264901 A 10 0067 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阴离子前驱体包括Se的前驱体， 例 如Se与一些有机物任意组合所形成的化合物， 具体可以是Se-TOP (selenium- triocty

49、lphosphine)、 Se-TBP (selenium-tributylphosphine)、 Se-TPP (selenium- triphenylphosphine)、 Se-ODE (selenium-1-octadecene)、 Se-OA (selenium-oleic acid)、 Se-ODA (selenium-octadecylamine)、 Se-TOA (selenium-trioctylamine)、 Se- ODPA (selenium-octadecylphosphonic acid)或Se-OLA (selenium-oleylamine)等中的 至少一种， 但不限于此。 0068 所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阴离子前驱体包括S的前驱体， 例如 S与一些有机物任意组合所形成的化合物， 具体是S-TOP(sulfur-trioctylphosphine， )、 S- TBP(sulfur-tributylphosphine) 、 S-TPP(sulfur-triphenylphosphine)、 S-ODE (sulfur-1-octadecene) 、 S-OA (