一種qled及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種QLED及其制備方法。所述QLED包括基板、陽(yáng)極、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極，所述空穴傳輸層為P?N結(jié)結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置在所述陽(yáng)極上的P型有機(jī)物層和N型有機(jī)物層。本發(fā)明提供的QLED，采用P?N結(jié)結(jié)構(gòu)作為空穴傳輸層，通電后所述P?N結(jié)內(nèi)部形成內(nèi)建電場(chǎng)，能夠有效提高空穴傳輸能力，從而提高QLED的光電性能，特別是藍(lán)色QLED的光電性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種QLED及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于平板顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種QLED及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體量子點(diǎn)由于具有尺寸可調(diào)的光電性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池和生物熒光標(biāo)記領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，量子點(diǎn)合成技術(shù)取得了顯著的成績(jī)，可以合成得到各種高質(zhì)量的量子點(diǎn)納米材料，其光致發(fā)光效率可以達(dá)到85%以上。由于量子點(diǎn)具有尺寸可調(diào)節(jié)的發(fā)光、發(fā)光線(xiàn)寬窄、光致發(fā)光效率高和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，以量子點(diǎn)為發(fā)光層的量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)成為極具潛力的下一代顯示和固態(tài)照明光源。量子點(diǎn)發(fā)光二極管因具備高亮度、低功耗、廣色域、易加工等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在照明和顯示領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注與研究。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，QLED技術(shù)獲得了巨大的發(fā)展。從公開(kāi)報(bào)道的文獻(xiàn)資料來(lái)看，目前最高的紅色和綠色QLED的外量子效率已經(jīng)超過(guò)或者接近20%，表明紅綠QLED的內(nèi)量子效率實(shí)際上已經(jīng)接近100%的極限。然而，作為高性能全彩顯示不可或缺的藍(lán)色QLED，目前不論是在電光轉(zhuǎn)換效率、還是在使用壽命上，都遠(yuǎn)低于紅綠QLED，從而限制了QLED在全彩顯示方面的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種QLED，旨在解決現(xiàn)有全彩顯示QLED中，由于藍(lán)色QLED電光轉(zhuǎn)換效率、使用壽命不佳，導(dǎo)致全彩顯示QLED功能受限的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種QLED的制備方法。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種QLED，包括基板、陽(yáng)極、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極，所述空穴傳輸層為P-N結(jié)結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置在所述陽(yáng)極上的P型有機(jī)物層和N型有機(jī)物層。
[0006]以及，一種QLED的制備方法，包括以下步驟:
[0007]提供圖案化的ITO基板；
[0008]在所述ITO基板上依次沉積P型有機(jī)物層和N型有機(jī)物層，形成P-N結(jié)結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層;
[0009]在所述空穴傳輸層上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極。
[0010]本發(fā)明提供的QLED，采用P-N結(jié)結(jié)構(gòu)作為空穴傳輸層，通電后所述P-N結(jié)內(nèi)部形成內(nèi)建電場(chǎng)，能夠有效提高空穴傳輸能力，從而提高QLED的光電性能，特別是藍(lán)色QLED的光電性能。具體的，當(dāng)對(duì)所述QLED施加電壓時(shí)，電荷由所述陽(yáng)極輸入，當(dāng)?shù)竭_(dá)所述空穴傳輸層時(shí)，所述空穴傳輸層內(nèi)部的內(nèi)建電場(chǎng)能夠有效的促進(jìn)電子空穴的分離，增強(qiáng)空穴的傳輸能力，從而提高QLED的發(fā)光效率，進(jìn)一步提高QLED的光電性能。
[0011 ]本發(fā)明提供的QLED的制備方法，操作簡(jiǎn)單，方法成熟可控，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED能帶示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]結(jié)合圖1、2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種QLED，包括基板1、陽(yáng)極2、空穴傳輸層3、量子點(diǎn)發(fā)光層4、電子傳輸層5和陰極6，所述空穴傳輸層3為P-N結(jié)結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置在所述陽(yáng)極上的P型有機(jī)物層31和N型有機(jī)物層32，如圖1所示。
[0016]優(yōu)選的，為了提高空穴和/或電子的注入效率，所述QLED優(yōu)選包括空穴注入層(圖中未標(biāo)出)、電子注入層(圖中未標(biāo)出)中的至少一種，其中，所述空穴注入層設(shè)置在所述陽(yáng)極2和所述空穴傳輸層3之間，所述電子注入層設(shè)置在所述電子傳輸層5和所述陰極6之間。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例中，采用P-N結(jié)結(jié)構(gòu)作為空穴傳輸層，由于所述P型有機(jī)物層31中含有大量的空穴，所述N型有機(jī)物層32中含有大量電子，在濃度梯度的驅(qū)動(dòng)下，電子、空穴分別向P型有機(jī)物層31、N型有機(jī)物層32方向移動(dòng)，因此，在P型有機(jī)物層31與N型有機(jī)物層32界面處，形成了一個(gè)由N型有機(jī)物層31指向N型有機(jī)物層32的內(nèi)建電場(chǎng)。進(jìn)入所述空穴傳輸層3的空穴沿電場(chǎng)方向移動(dòng)，電子更傾向于反電場(chǎng)方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電子、空穴分離，能夠有效提高空穴傳輸能力，從而提高QLED的光電性能，特別是藍(lán)色QLED的光電性能。以所述陽(yáng)極I為ΙΤ0、電子傳輸層5為氧化鋅、陰極6為鋁為例，所述QLED能帶結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0018]具體的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述基板I的選擇沒(méi)有明確限制，可以采用柔性基板，也可以采用硬質(zhì)基板，如玻璃基板。所述陽(yáng)極2采用常規(guī)的陽(yáng)極材料制成，包括但不限于ΙΤ0。所述空穴注入層、量子點(diǎn)發(fā)光層4、電子傳輸層5、電子注入層，均可采用本領(lǐng)常規(guī)的材料制成，其厚度可采用本領(lǐng)域常規(guī)厚度。具體的，所述量子點(diǎn)發(fā)光層4的厚度為lO-lOOnm，所述電子傳輸層5的厚度為30-60nm，所述電子注入層的厚度為30-50nm，所述陰極6的厚度為100-150nm。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述電子傳輸層5采用具有高電子傳輸性能的N型氧化鋅;所述電子注入層采用低功函數(shù)的金屬，包括但不限于Ca、Ba，也可以選擇CsF、LiF、CsC03等化合物，還可以采用其它電解質(zhì)型電子傳輸材料。所述陰極6采用常規(guī)的陰極材料制成，包括金屬及其氧化物，包括但不限于鋁、銀。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例中，所述空穴傳輸層3中，所述P型有機(jī)物層31為具有空穴傳輸能力的P型有機(jī)物制成;所述N型有機(jī)物層32為具有電子傳輸能力的N型有機(jī)物制成。且為了獲得較好的激子分離效果，所述P型有機(jī)物、N型有機(jī)物需要分別具有較好的空穴、電子傳輸能力，同時(shí)，還要能與ITO能級(jí)匹配。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述P型有機(jī)物為具有良好的空穴傳輸能力的PED0T:PSS、PH1000中的至少一種;作為另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述N型有機(jī)物為具有良好電子傳輸能力的P3HT: PCBM。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，上述列舉的所述P型有機(jī)物、N型有機(jī)物均為優(yōu)選情形，并不用于限定所述P型有機(jī)物、N型有機(jī)物的范圍。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中，所述P型有機(jī)物層31和/或所述N型有機(jī)物層32的厚度不易過(guò)薄或過(guò)厚。若所述P型有機(jī)物層31和/或所述N型有機(jī)物層32的厚度過(guò)薄，會(huì)導(dǎo)致所述P-N結(jié)的激子分離效果差，不利于空穴傳輸?shù)剿隽孔狱c(diǎn)發(fā)光層4，此外，所述P型有機(jī)物層31和/或所述N型有機(jī)物層32的厚度過(guò)薄還會(huì)導(dǎo)致電子空穴對(duì)在非發(fā)光層發(fā)光，影響QLED的顯色性；若所述P型有機(jī)物層31和/或所述N型有機(jī)物層32的厚度過(guò)厚，會(huì)導(dǎo)致空穴難注入到所述量子點(diǎn)發(fā)光層4，影響器件發(fā)光效率。有鑒于此，作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述P型有機(jī)物層31的厚度為30-50nm;作為另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述N型有機(jī)物層32的厚度為30-50nm。當(dāng)然，更優(yōu)選為所述P型有機(jī)物層31、所述N型有機(jī)物層32的厚度均為30-50nm。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED，采用P-N結(jié)結(jié)構(gòu)作為空穴傳輸層，通電后所述P-N結(jié)內(nèi)部形成內(nèi)建電場(chǎng)，能夠有效提高空穴傳輸能力，從而提高QLED的光電性能，特別是藍(lán)色QLED的光電性能。具體的，當(dāng)對(duì)所述QLED施加電壓時(shí)，電荷由所述陽(yáng)極輸入，當(dāng)?shù)竭_(dá)所述空穴傳輸層時(shí)，所述空穴傳輸層內(nèi)部的內(nèi)建電場(chǎng)能夠有效的促進(jìn)電子空穴的分離，增強(qiáng)空穴的傳輸能力，從而提高QLED的發(fā)光效率，進(jìn)一步提高QLED的光電性能。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例所述QLED可以通過(guò)下述方法制備獲得。
[0023]以及，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種QLED的制備方法，包括以下步驟:
[0024]SO1.提供圖案化的ITO基板；
[0025]S02.在所述ITO基板上依次沉積P型有機(jī)物層和N型有機(jī)物層，形成P-N結(jié)結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層；
[0026]S03.在所述空穴傳輸層上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極。
[0027]具體的，上述步驟SOl中，所述圖案化的ITO基板為常規(guī)的ITO基板。為了提高所述空穴傳輸層的附著能力，優(yōu)選的，在沉積所述P型有機(jī)物層之前，還包括對(duì)所述ITO基板進(jìn)行清潔處理，所述清潔處理的方法為:將所述ITO基板按次序分別置于丙酮、洗液、去離子水以及異丙醇中進(jìn)行超聲清洗，每次超聲時(shí)間為10-20min，待超聲清洗完成后，將所述ITO基板放置于潔凈烘箱內(nèi)烘干備用。
[0028]上述步驟S02中，在所述ITO基板上依次沉積P型有機(jī)物層和N型有機(jī)物層，可采用溶液加工法實(shí)現(xiàn)，其中，所述溶液加工法包括但不限于旋涂、印刷。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述P型有機(jī)物層的制備方法為:采用溶液加工法在所述ITO基板上沉積P型有機(jī)物層，然后將所述P型有機(jī)物進(jìn)行退火處理，其中，退火溫度為50-150°C，時(shí)間為15-30min。該優(yōu)選的退火條件，能在保證膜層致密性的前提性，有效去除殘留溶劑。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述N型有機(jī)物層的制備方法為:采用溶液加工法在所述P型有機(jī)物層上沉積N型有機(jī)物層，然后將所述N型有機(jī)物進(jìn)行退火處理，其中，退火溫度為50-150°C，時(shí)間為15-30min。該優(yōu)選的退火條件，能在保證膜層致密性的前提性，有效去除殘留溶劑。
[0029]作為一個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施例，待所述ITO基板干燥后，在其上旋涂P型有機(jī)物，并將此置于150°C的加熱臺(tái)上加熱15分鐘;緊接著，在退火后的所述P型有機(jī)物上旋涂N型有機(jī)物，并將此置于150 °C的加熱臺(tái)上加熱15分鐘。
[0030]上述步驟S03中，在所述空穴傳輸層上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)方法實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的，沉積陰極之前，在所述電子傳輸層上沉積電子注入層。
[0031]作為一個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施例，在所述空穴傳輸層上沉積量子點(diǎn)發(fā)光層，沉積完成后將片子放置在80°C的加熱臺(tái)上加熱10分鐘，除去殘留的溶劑;隨后，在所述量子點(diǎn)發(fā)光層表面依次沉積電子傳輸層和電子注入層;最后，將沉積完各功能層的片子置于蒸鍍倉(cāng)中，通過(guò)掩膜板熱蒸鍍一層金屬銀或者鋁作為陰極。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED的制備方法，操作簡(jiǎn)單，方法成熟可控，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種QLED，包括基板、陽(yáng)極、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極，其特征在于，所述空穴傳輸層為P-N結(jié)結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置在所述陽(yáng)極上的P型有機(jī)物層和N型有機(jī)物層。2.如權(quán)利要求1所述的QLED，其特征在于，所述P型有機(jī)物層為具有空穴傳輸能力的P型有機(jī)物制成;和/或 所述N型有機(jī)物層為具有電子傳輸能力的N型有機(jī)物制成。3.如權(quán)利要求1所述的QLED，其特征在于，所述P型有機(jī)物層的厚度為30-50nm;和/或 所述N型有機(jī)物層的厚度為30-50nm。4.如權(quán)利要求2所述的QLED，其特征在于，所述P型有機(jī)物為PEDOT:PSS、PH1000中的至少一種;和/或 所述N型有機(jī)物為P3HT: PCBM。5.如權(quán)利要求1-4任一所述的QLED，其特征在于，所述QLED還包括空穴注入層、電子注入層中的至少一種。6.一種QLED的制備方法，包括以下步驟: 提供圖案化的ITO基板； 在所述ITO基板上依次沉積P型有機(jī)物層和N型有機(jī)物層，形成P-N結(jié)結(jié)構(gòu)的空穴傳輸層； 在所述空穴傳輸層上依次沉積量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極。7.如權(quán)利要求6所述的QLED的制備方法，其特征在于，所述P型有機(jī)物層的制備方法為:采用溶液加工法在所述ITO基板上沉積P型有機(jī)物層，然后將所述P型有機(jī)物進(jìn)行退火處理，其中，退火溫度為50-150°C，時(shí)間為15-30min;和/或 所述N型有機(jī)物層的制備方法為:采用溶液加工法在所述P型有機(jī)物層上沉積N型有機(jī)物層，然后將所述N型有機(jī)物進(jìn)行退火處理，其中，退火溫度為50-150°C，時(shí)間為15-30min。8.如權(quán)利要求6或7所述的QLED的制備方法，其特征在于，還包括在沉積陰極之前，在所述電子傳輸層上沉積電子注入層。9.如權(quán)利要求6或7所述的QLED的制備方法，其特征在于，在沉積所述P型有機(jī)物層之前，還包括對(duì)所述ITO基板進(jìn)行清潔處理，所述清潔處理的方法為: 將所述ITO基板按次序分別置于丙酮、洗液、去離子水以及異丙醇中進(jìn)行超聲清洗，每次超聲時(shí)間為10-20min，待超聲清洗完成后，將所述ITO基板放置于潔凈烘箱內(nèi)烘干備用。
【文檔編號(hào)】H01L51/50GK106098957SQ201610563155
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】劉佳, 曹蔚然, 楊行, 楊一行, 錢(qián)磊
【申請(qǐng)人】Tcl集團(tuán)股份有限公司