CN105140358A - 一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，通过在透明导电基底上依次刮涂空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层制备得到量子点发光二极管，同时改变各功能层溶液浓度和刮涂工艺的不同参数，可以实现对器件质量及性能的调控。本发明采用在支撑基板上放置透明导电基底，通过滴管将各功能层溶液滴在滴液区，并使用机械臂水平推动刮刀将各功能层溶液依次在基底上进行刮涂，并在刮涂的同时进行加热处理。本发明简单易行，较旋涂工艺大大降低了各功能层材料的浪费且适用于大面积制备，能够实现低成本的高效大面积量子点发光二极管的制备，具有良好的产业化前景。
Description
技术领域
本发明涉及QD-LED快速大面积制造技术领域，特别是一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法。
背景技术
量子点发光二极管（QD-LED）器件具有具有面板薄、色彩饱和、纯度高、单色性佳，颜色可调、自发光、发光效率高、驱动电压低、可弯曲面板以及可以用比较简单的溶液方法制备等优点，解决了有机发光二极管（OLED）中有机发光材料的半峰宽较宽，颜色不可调、发光不稳定和操作工艺复杂等缺点，因此QLED有可能成为下一代主流的平板显示器。量子点发光材料合成简易，适合涂布工艺，通过低成本液相法即可实现有效的薄膜沉积。
目前QD-LED制备工艺主要是采用旋涂工艺和真空蒸镀相结合的方式来实现器件制备。旋涂法虽然可以在小面积基片上制备出高质量的均匀薄膜，获得较高的器件效率，但旋涂过程中材料的严重浪费且无法应用于大面积器件的制备，因而限制了量子点发光二极管在平面光源及平板显示中的应用，限制了产业化发展。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，通过改变各功能层溶液浓度和刮涂工艺的不同参数，可以实现对器件质量及性能的调控，制备方法简单易行，能够实现低成本的高效大面积量子点发光二极管的制备，推动量子点发光二极管的产业化发展。
本发明采用以下方案实现：一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，通过在透明导电基底上依次刮涂空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层制备得到量子点发光二极管。
所述的刮涂工艺可以通过调节各功能层溶液浓度、刮刀与基底之间的距离、刮刀移动速度、加热温度和时间等参数，实现对各层薄膜厚度、质量及器件性能的调控。
进一步地，所述的空穴注入层的制备方法具体为：在所述透明导电基底上刮涂具有空穴注入特性材料的溶液，在100℃至160℃中加热10min至20min制备得到所述空穴注入层；所述的具有空穴注入特性的材料为PEDOT：PSS。
进一步地，所述的空穴传输层的制备方法具体为：在所述空穴注入层上刮涂具有空穴传输特性材料的溶液，在50℃至120℃中加热10min至20min制备得到所述空穴传输层。
较佳的，所述的具有空穴传输特性的材料为Poly-TPD和PVK，把它们分别溶于氯苯和甲苯后依次刮涂在所述空穴注入层上。
进一步地，所述的量子点发光层的制备方法具体为：在所述空穴传输层上刮涂具有量子点发光特性材料的溶液，在50℃至100℃中加热5min至10min制备得到所述量子点发光层。
较佳的，所述的具有量子点发光特性的材料包括CdSe、CdTe、CdS以及CdSe/ZnS。
进一步地，所述的电子传输层的制备方法具体为：在所述量子点发光层上刮涂具有电子传输特性材料的溶液，在80℃至120℃中加热10min至20min制备得到所述电子传输层。
较佳的，所述的具有电子传输特性的材料为ZnO，采用凝胶-溶胶的方法制备。
进一步地，所述的阴极层的制备方法具体为：在所述电子传输层上刮涂银纳米线、导电银桨或其它金属导电溶液材料制备得到的所述阴极层。
进一步地，所述空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层的各层材料厚度均在1nm至100nm之间。
与现有技术相比，本发明通过改变刮涂工艺的不同参数，可以实现对器件质量及性能的调控；而且该制备方法简单易行，方便进行大面积器件的制备且在制备过程中大大降低各功能层材料的浪费，能够实现低成本的高效大面积的量子点发光二极管的制备，具有良好的产业化前景。
附图说明
图1是本发明制作的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管器件的结构示意图；
图2是本发明制作的刮涂装置及加热固化装置示意图。
图中：210为可进行加热的支撑基板，220为透明导电基底，230为滴液区，240为刮刀。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本实施例提供一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，如图1所示，通过在透明导电基底上依次刮涂空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层制备得到量子点发光二极管。
所述的刮涂工艺可以通过调节各功能层溶液浓度、刮刀与基底之间的距离、刮刀移动速度、加热温度和时间等参数，实现对各层薄膜厚度、质量及器件性能的调控。如图2所示，本实施例在可进行加热的支撑基板210上放置透明导电基底220，通过滴管将各功能层溶液滴在滴液区230，通过机械臂水平推动刮刀240将各功能层溶液依次在基底上进行刮涂，并在刮涂的同时利用加热固化装置即可进行加热的支撑基板210进行加热处理。
在本实施例中，所述的空穴注入层的制备方法具体为：在所述透明导电基底上刮涂具有空穴注入特性材料的溶液，在100℃至160℃中加热10min至20min制备得到所述空穴注入层；所述的具有空穴注入特性的材料为PEDOT：PSS。
在本实施例中，所述的空穴传输层的制备方法具体为：在所述空穴注入层上刮涂具有空穴传输特性材料的溶液，在50℃至120℃中加热10min至20min制备得到所述空穴传输层。较佳的，所述的具有空穴传输特性的材料为Poly-TPD和PVK，把它们分别溶于氯苯和甲苯后依次刮涂在所述空穴注入层上。
在本实施例中，所述的量子点发光层的制备方法具体为：在所述空穴传输层上刮涂具有量子点发光特性材料的溶液，在50℃至100℃中加热5min至10min制备得到所述量子点发光层。较佳的，所述的具有量子点发光特性的材料包括CdSe、CdTe、CdS以及CdSe/ZnS。
在本实施例中，所述的电子传输层的制备方法具体为：在所述量子点发光层上刮涂具有电子传输特性材料的溶液，在80℃至120℃中加热10min至20min制备得到所述电子传输层。较佳的，所述的具有电子传输特性的材料为ZnO，采用凝胶-溶胶的方法制备。
在本实施例中，所述的阴极层的制备方法具体为：在所述电子传输层上刮涂银纳米线、导电银桨或其它金属导电溶液材料制备得到的所述阴极层。
在本实施例中，进一步地，所述空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层的各层材料厚度均在1nm至100nm之间。
为了使本实施例的特征和优点能更明显易懂，特举实施例1和实施例2作详细说明：
实施例1
在6英寸透明导电ITO玻璃上刮涂PEDOT：PSS溶液，并在150℃下加热15min制备空穴注入层；接下依次刮涂8mg/ml的Poly-TPD氯苯溶液和20mg/ml的PVK甲苯溶液，分别在120℃和90℃加热20min；再刮涂6mg/ml的CdSe/ZnS的正己烷溶液，并在60℃下加热8min；然后刮涂ZnO正丁醇溶液，并在120℃加热15min；最后刮涂银纳米线的醇溶液，并在100℃下加热5min，制备量子点发光二极管器件。
实施例2
在6英寸透明导电ITO塑料片上刮涂PEDOT：PSS溶液，并在110℃下加热15min制备空穴注入层；接下依次刮涂8mg/ml的Poly-TPD氯苯溶液和20mg/ml的PVK甲苯溶液，分别在110℃和90℃加热20min；再刮涂6mg/ml的CdSe正己烷溶液，并在60℃下加热8min；然后刮涂ZnO正丁醇溶液，并在110℃加热15min；最后刮涂银纳米线的醇溶液，并在100℃下加热5min，制备量子点发光二极管器件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：通过在透明导电基底上依次刮涂空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层制备得到量子点发光二极管。
2.根据权利要求1所述的一种基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的空穴注入层的制备方法具体为：在所述透明导电基底上刮涂具有空穴注入特性材料的溶液，在100℃至160℃中加热10min至20min制备得到所述空穴注入层；所述的具有空穴注入特性的材料为PEDOT：PSS。
3.根据权利要求1所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的空穴传输层的制备方法具体为：在所述空穴注入层上刮涂具有空穴传输特性材料的溶液，在50℃至120℃中加热10min至20min制备得到所述空穴传输层。
4.根据权利要求3所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的具有空穴传输特性的材料为Poly-TPD和PVK，把它们分别溶于氯苯和甲苯后依次刮涂在所述空穴注入层上。
5.根据权利要求1所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的量子点发光层的制备方法具体为：在所述空穴传输层上刮涂具有量子点发光特性材料的溶液，在50℃至100℃中加热5min至10min制备得到所述量子点发光层。
6.根据权利要求5所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的具有量子点发光特性的材料包括CdSe、CdTe、CdS以及CdSe/ZnS。
7.根据权利要求1所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的电子传输层的制备方法具体为：在所述量子点发光层上刮涂具有电子传输特性材料的溶液，在80℃至120℃中加热10min至20min制备得到所述电子传输层。
8.根据权利要求7所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的具有电子传输特性的材料为ZnO，采用凝胶-溶胶的方法制备。
9.根据权利要求1所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述的阴极层的制备方法具体为：在所述电子传输层上刮涂银纳米线、导电银桨或其它金属导电溶液材料制备得到的所述阴极层。
10.根据权利要求1所述的基于全刮涂技术制备量子点发光二极管的方法，其特征在于：所述空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层的各层材料厚度均在1nm至100nm之间。
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| CN105140358B (zh) | 2018-07-17 |
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |