CN103427030A - 量子点白光发光器件 - Google Patents

Abstract

一种量子点白光发光器件，包括：阴极部，提供并传输电子；阳极部，提供并传输空穴；发光部，根据所述阴极部传输来的所述电子以及所述阳极部传输来的所述空穴在不同的发光层复合而产生不同的色光，不同的色光相搭配而发出白光。本发明提供的量子点白光发光器件既降低了器件的成本，同时又提高了电子及空穴注入到发光部的效率。

Description

量子点白光发光器件

技术领域

一种发光器件，特别涉及一种利用新型发光材料——量子点来作为发光主体的器件。

背景技术

近年来，随着半导体照明技术的发展，各种发光器件结构不断得到提出。量子点LED（QD-LED）半导体技术便是其中之一。通过改变发光材料量子点的尺寸能产生和发出任意可见波长(即各种颜色)的光。它是把有机材料和高效发光无机纳米晶结合在一起而产生的拥有新型结构的量子点有机发光器件，跟普通无机半导体发光二极管相比具有无可比拟的技术优势和应用前景。

由于QD-LED的如此多的优点，量子点发光二极管在显示器中的应用前景非常让人振奋。QD-LED以无机量子点作为发光层的复合性材料,除了具有小分子和高分子材料的特性之外，还降低对封装的严苛要求。由于量子点是由无机材料所构成，使得它们在水气或氧气中，比同类的有机半导体更为稳定，量子LED的量子效率可达90%，并且搭配商业化的有机传输层，便可制成QD-LED组件。由于白光在商业用途中很受欢迎，再者各色量子点发出的光又较纯，因此对白光QD-LED器件的研究便自然得到了重视。

目前存在的量子点白光发光二极管的结构为，在单色量子点器件的结构基础之上通过将红色量子点材料、绿色量子点材料以及蓝色量子点材料按照一定比例进行组合作为发光层从而产生白光。这种结构的器件虽然可以满足产生白光的基本要求，但对于发光层三种量子点发光材料的搭配比例来说具有很大的难度且不易实现，并且由于量子点材料高昂的价格，导致器件成本骤然上升。因此成本的降低对于新型器件结构的需求亟待解决。

发明内容

为了解决上述量子点白光发光器件存在的问题，本发明设计了一种新型的量子点白光发光器件来既可以简单得到白光又能够降低了白光发光器件成本。

一种量子点白光发光器件，其特征在于，包括：阴极部，提供并传输电子；阳极部，提供并传输空穴；以及发光部，根据阴极部传输来的电子以及阳极部传输来的空穴在不同的发光层复合而产生不同的色光，这些不同的色光相搭配而发出白光。

进一步，本发明提供的量子点白光发光器件的特征还在于：阴极部，具有提供电子的电子注入层，以及接收并传输电子注入层提供的电子并阻碍空穴进入阴极部的电子传输层；阳极部，具有提供空穴的空穴注入层，以及接收并传输空穴注入层所提供的空穴并阻碍电子进入阳极部的空穴传输层；发光部，具有第一发光层、第二发光层、以及位于两者之间的用于保护第一发光层和第二发光层的中间保护层，第一发光层接收电子传输层传输来的电子以及穿过第二发光层和中间保护层的空穴，这些电子与这些空穴相复合而发出第一色光；第二发光层接收空穴传输层传输过来的空穴以及穿过第一发光层和中间保护层的电子，这些空穴与这些电子相复合而发出第二色光；第一色光与第二色光相搭配从而发出白光。

进一步，本发明提供的量子点白光发光器件的特征还在于：第一发光层由绿色量子点薄膜构成，第二发光层由红色量子点薄膜构成。

发明作用与效果

本发明提供的一种新型的量子点白光发光器件通过阴极部传输来的电子以及阳极部传输来的空穴之间的两种不同复合相搭配而简单得到白光并降低了白光发光器件成本。

附图说明

图1为本发明在实施例中的量子点白光发光器件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明在实施例中的量子点白光发光器件结构示意图。如图1所示，一种新型的量子点白光发光器件具有由ITO玻璃1和PEDOT:PSS膜2构成的提供空穴的空穴注入层；由poly-TPD膜3构成的用于接收并传输空穴注入层提供的空穴并阻碍阴极部提供的电子进入所述阳极部的空穴传输层；由铝膜8构成的电子注入层；由Alq₃膜7构成的用于接收和传输电子注入层提供的电子并阻碍所述空穴进入所述阴极部的电子传输层；由QD(608nm)膜4（即红色量子点薄膜）构成的第二发光层；由QD(523nm)膜6（即绿色量子点薄膜）构成的第一发光层；以及位于第一发光层与第二发光层之间的由铝膜5构成的中间保护层。

其中，第一发光层接收电子传输层传输来的电子以及穿过第二发光层和中间保护层的空穴，这些电子与这些空穴相复合而发出第一色光；第二发光层接收空穴传输层传输过来的空穴以及穿过第一发光层和中间保护层的电子，这些空穴与这些电子相复合而发出第二色光；第一色光与第二色光相搭配从而发出白光。

空穴注入层与空穴传输层构成一个阳极部，电子注入层和电子传输层构成一个阴极部，第一发光层、第二发光层和中间保护层三者形成一个通过第一色光和第二色光相搭配而发出白光的发光部。

该量子点白光发光器件的制备过程如下：

一、溶液配制以及掩模版制作

Poly-TPD溶液的配制材料及比例为1ml氯苯：12mg poly-TPD；

第二发光层的量子点溶液配制材料及比例为（1ml甲苯：5mg QD（608nm）；第二发光层的量子点溶液配制材料及比例为1ml氯仿：5mgQD（523nm））；本器件选取的量子点材料为CdSe／ZnS核壳型量子点；

掩膜板制作:利用3mm打孔机在金箔纸上打出相应的孔以确定器件的尺寸。

二、ITO玻璃1的清洗

（1)利用去离子水超声清洗切割好的ITO玻璃1十到二十分钟左右；

（2)取一定量的丙酮溶液加热56°C左右清洗步骤（1）中清洗好的ITO玻璃120分钟左右；

（3)取一定量的甲醇溶液加热到86°C左右清洗步骤（2）中清洗好的ITO玻璃120分钟左右；

（4)取一定量的乙醇溶液加热到80°C左右清洗步骤（3）中清洗好的ITO玻璃120分钟左右；

（5)取一定量的去离子水溶液加热到85°C左右清洗步骤（4）中清洗好的ITO玻璃110分钟左右；

（6)烘干步骤（5）中清洗好的ITO玻璃1以方便膜层的旋涂。

三、膜层的制作

（1)PEDOT:PSS 2的旋涂：吸取PEDOT:PSS溶液使其完全覆盖在烘干好的ITO玻璃1表面，2000rpm的转速下旋转40s,然后在150°C的加热平台烘烤10分钟左右；

（2)poly-TPD 3的旋涂：吸取利用氯苯试剂配置好的poly-TPD溶液，完全覆盖在步骤（1）中的旋涂烘干之后的PEDPT:PSS膜表面，1000rpm的转速下旋转40s,然后在120°C的加热平台烘烤30分钟左右；

（3)QDs(608nm)4的旋涂：吸取利用甲苯试剂配置好的QD（608nm）溶液，完全覆盖在步骤(2)中的旋涂烘干之后的poly-TPD膜表面，1000rpm的转速下旋转40s,然后在80°C的加热平台烘烤30分钟左右；

（4)铝膜5的蒸镀：采用热蒸发方式蒸镀铝膜，控制镀膜速率保持在在

/s左右，然后蒸镀10nm的铝膜在步骤（3）中的QD膜的表面。

(5)QDs(523nm)6的旋涂：吸取利用氯仿试剂配置好的QD（523nm）溶液，完全覆盖在步骤（4）中的铝膜表面，1000rpm的转速下旋转40s,然后在80°C的加热平台烘烤30分钟左右；

(6)Alq₃膜层7的蒸镀：采用热蒸发方式蒸镀铝膜，控制镀膜速率保持在在

/s左右，然后蒸镀20nm的Alq₃膜在步骤（5）中旋涂的QD膜表面。

(7)铝膜8的蒸镀：采用热蒸发方式蒸镀铝膜，首先贴好（一）中做好的掩膜板。其次控制镀膜速率保持在在

/s左右，然后蒸镀30nm的铝膜在步骤（6）中Alq₃膜的表面，接着增加镀膜速率至

/s左右，度170nm的铝膜，使整个铝膜的厚度达到200nm.至此器件的制备工作全部完成

实施例作用与效果

本发明提供的一种新型量子点白光发光器件是在红绿量子点之间引入由铝膜构成的中间保护层来发出白光，这样在一定程度上降低了器件的成本，同时由于电子传输层与空穴传输层的存在而提高了电子及注入到量子点发光层的效率。

Claims (3)

1.一种量子点白光发光器件，其特征在于，包括：

阴极部，提供并传输电子；

阳极部，提供并传输空穴；以及

发光部，根据所述阴极部传输来的所述电子以及所述阳极部传输来的所述空穴在不同的发光层复合而产生不同的色光，所述不同的色光相搭配而发出白光。

2.根据权利要求1所述的量子点白光发光器件，其特征在于：

其中，所述阴极部，具有提供所述电子的电子注入层，以及接收并传输所述电子注入层提供的电子并阻碍所述空穴进入所述阴极部的电子传输层；

所述阳极部，具有提供空穴的空穴注入层，以及接收并传输所述空穴注入层所提供的空穴并阻碍所述电子进入所述阳极部的空穴传输层；

所述发光部，具有第一发光层、第二发光层、以及位于两者之间的用于保护所述第一发光层和所述第二发光层的中间保护层，所述第一发光层接收所述电子传输层传输来的所述电子以及穿过所述第二发光层和所述中间保护层的空穴，所述电子与所述空穴相复合而发出第一色光；所述第二发光层接收所述空穴传输层传输过来的所述空穴以及穿过所述第一发光层和中间保护层的电子，所述空穴与所述电子相复合而发出第二色光；所述第一色光与所述第二色光相搭配从而发出白光。

3.根据权利要求2所述的量子点白光发光器件，其特征在于：

其中，所述第一发光层由绿色量子点薄膜构成，所述第二发光层由红色量子点薄膜构成。

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