一種激子限域結構的qled及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于量子點發(fā)光二極管領域，尤其涉及一種激子限域結構的QLED及其制備方法。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(LED)因其能耗低、產(chǎn)熱少、壽命長等優(yōu)點，在環(huán)保節(jié)能意識強烈的當代，受到了越來越廣泛的關注，并逐步取代傳統(tǒng)的照明技術，成為新一代照明光源。發(fā)光材料作為LED中的核心成分，對LED的性能有著至關重要的影響。熒光粉發(fā)光材料作為LED的第一代發(fā)光材料，曾經(jīng)在LED照明和顯示中應用廣泛，但其存在光衰大、顆粒均勻度差、使用壽命短等缺點，嚴重制約了熒光粉LED的發(fā)展。有機發(fā)光二極管(OLED)是新一代LED的研究熱點，然而其在封裝技術及使用壽命上都存在著無法避免的問題。量子點(QD)作為新型的發(fā)光材料，具有光色純度高、發(fā)光量子效率高、發(fā)光顏色可調(diào)、使用壽命長等優(yōu)點，成為目前新型LED發(fā)光材料的研究熱點。因此，以量子點材料作為發(fā)光層的量子點發(fā)光二極管(QLED)成為了目前新型LED研究的主要方向，并在照明以及平板顯示領域具有廣闊的應用前景。
[0003]得益于過去幾十年量子點合成技術的進步以及器件結構的改進，近年來QLED器件的性能有了大幅度提升，但由于器件發(fā)光效率以及壽命的限制，QLED離商業(yè)化應用還有一定距離。表征器件最主要的參數(shù)是外量子效率，其主要受以下四個因素決影響:(I)電子、空穴的注入平衡；(2)電子、空穴的復合形成激子的速度；(3)內(nèi)量子效率(激子輻射發(fā)光效率);(4)光取出效率。其中，內(nèi)量子效率的提高對于降低QLED顯示器的功耗以及延長其使用壽命較為關鍵。為了提高QLED的內(nèi)量子效率，器件運行時產(chǎn)生的激子(電子、空穴對)應該局限在紅、綠、藍量子點發(fā)光層內(nèi)。對于傳統(tǒng)結構的QLED器件，如圖1所示(其中，I’ _6’分別為陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、量子點發(fā)光層、電子傳輸層和陰極)，由于量子點發(fā)光層4’內(nèi)形成的激子在量子點發(fā)光層4’與空穴傳輸層(HTL) 3’界面以及量子點發(fā)光層4’與電子傳輸層(ETL)5’界面發(fā)生能量轉移而淬滅，降低了器件的內(nèi)量子效率。此夕卜，由于空穴能夠迀移到電子傳輸層(ETL)5’，與其中的電子復合形成激子；同時電子能夠迀移到空穴傳輸層(HTL) 3’與其中的空穴復合形成激子，這些激子通過無輻射躍迀損耗能量，從而減小了量子點發(fā)光層4’內(nèi)激子的形成，進而降低器件的內(nèi)量子效率。因此，研發(fā)一種將激子形成區(qū)域限制在量子點發(fā)光層內(nèi)、同時將量子點發(fā)光層內(nèi)形成的激子限域在量子點發(fā)光層內(nèi)的高內(nèi)量子效率QLED顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有激子限域結構的QLED，旨在解決現(xiàn)有QLED由于量子點發(fā)光層內(nèi)形成的激子在量子點發(fā)光層與空穴傳輸層界面以及量子點發(fā)光層與電子傳輸層界面發(fā)生能量轉移而淬滅，以及，由于空穴能夠迀移到電子傳輸層與其中的電子復合形成激子、同時電子能夠迀移到空穴傳輸層與其中的空穴復合形成激子，導致QLED器件內(nèi)量子效率低的問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有激子限域結構的QLED的制備方法。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種具有激子限域結構的QLED，包括陽極、量子點發(fā)光層和陰極，還包括空穴傳輸/電子阻擋層和電子傳輸/空穴阻擋層，且所述陽極、空穴傳輸/電子阻擋層、量子點發(fā)光層、電子傳輸/空穴阻擋層和陰極從下往上依次層疊設置。
[0007]以及，一種具有激子限域結構的QLED的制備方法，包括以下步驟:
[0008]提供一陽極；
[0009]在所述陽極上依次沉積空穴傳輸/電子阻擋層、量子點發(fā)光層、電子傳輸/空穴阻擋層;
[0010]在所述電子傳輸/空穴阻擋層上沉積陰極。
[0011]本發(fā)明提供的具有激子限域結構的QLED，通過在量子點發(fā)光層的兩個界面分別添加具有電子阻擋能力的空穴傳輸/電子阻擋層和具有空穴阻擋能力的電子傳輸/空穴阻擋層，將激子形成區(qū)域限制在量子點發(fā)光層內(nèi)，提高了 QLED的內(nèi)量子效率。同時，引入的空穴傳輸/電子阻擋層和電子傳輸/空穴阻擋層中分別含有三線態(tài)能級(Tl)高于量子點發(fā)光材料Tl的電子阻擋和空穴阻擋材料，從而有效防止激子在量子點發(fā)光層界面發(fā)生能量反轉而導致激子淬滅，從而有效提高QLED的內(nèi)量子效率。此外，采用所述具有激子限域結構的QLED的TV產(chǎn)品具有更低的能耗以及更長的使用壽命。
[0012]本發(fā)明提供的具有激子限域結構的QLED的制備方法，操作簡單，方法易控，易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術提供的QLED結構示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實施例提供的具有激子限域結構的QLED結構示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實施例提供的含有電子阻擋層的具有激子限域結構的QLED結構示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明實施例提供的含有空穴阻擋層的具有激子限域結構的QLED結構示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明實施例提供的含有空穴阻擋層和電子阻擋層的具有激子限域結構的QLED結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]結合圖2-5，本發(fā)明實施例一種具有激子限域結構的QLED，包括陽極1、量子點發(fā)光層4和陰極6，還包括空穴傳輸/電子阻擋層3和電子傳輸/空穴阻擋層5，且所述陽極1、空穴傳輸/電子阻擋層3、量子點發(fā)光層4、電子傳輸/空穴阻擋層5和陰極6從下往上依次層疊設置，如圖2所示。
[0020]本發(fā)明實施例中，所述空穴傳輸/電子阻擋層3具有兩種情形，第一種情形是將具有電子阻擋作用的空穴傳輸材料單獨作為空穴傳輸/電子阻擋層3 ;第二種情況是將所述空穴傳輸/電子阻擋層3設置為單獨的空穴傳輸層31和電子阻擋層32，依次層疊在所述陽極I上。
[0021]同理，所述電子傳輸/空穴阻擋層5具有兩種情形，第一種情形是將具有空穴阻擋作用的電子傳輸材料單獨作為電子傳輸/空穴阻擋層5 ;第二種情況是將所述電子傳輸/空穴阻擋層5設置為單獨的空穴阻擋層51和電子傳輸層52，依次層疊在所述量子點發(fā)光層4上。
[0022]本發(fā)明實施例中，當將所述空穴傳輸/電子阻擋層3和/或所述電子傳輸/空穴阻擋層5作為單獨的一層設置時，可以簡化所述具有激子限域結構的QLED的器件結構，更有利于制作和量產(chǎn)，進而降低生產(chǎn)成本；當所述空穴傳輸/電子阻擋層3和所述電子傳輸/空穴阻擋層5各分別設置為對應的兩層結構時，所述具有激子限域結構的QLED中所述量子點發(fā)光層4的激子限域作用更明顯，更有利于提高QLED的內(nèi)量子效率。
[0023]本發(fā)明實施例中，為了提高電荷迀移率，可以在所述具有激子限域結構的QLED設置空穴注入層2和/或電子注入層。其中，所述空穴注入層2設置在所述陽極I和所述空穴傳輸/電子阻擋層3之間，所述電子注入層設置在所述陰極6和所述電子傳輸/空穴阻擋層5之間。
[0024]作為一個具體優(yōu)選實施例，所述具有激子限域結構的QLED，包括從下往上依次層疊設置的陽極1、空穴注入層2、空穴傳輸/電子阻擋層3、量子點發(fā)光層4、電子傳輸/空穴阻擋層5和