CN105185919A - 混合型qled及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于发光二极管领域，提供了一种混合型QLED及其制备方法。所述混合型QLED，包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层和阴极，还包括混合结构层，所述混合结构层包括红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层、混合连接层和/或基于蓝色蒸发材料的空穴传输层，所述空穴注入层、空穴传输层、混合结构层、电子传输层、电子注入层和阴极依次层叠设置在所述阳极上。

Description

混合型QLED及其制备方法

技术领域

本发明属于发光二极管领域，尤其涉及一种混合型QLED及其制备方法。

背景技术

量子点发光二极管(QLED)作为一种新兴的高效电致发光器件，近年来受到了广泛的关注。与传统的有机发光二极管(OLED)相比，QLED具有优异的色纯度、亮度和可视角，促使其在下一代电视显示技术中具有巨大的应用潜力。对于下一代电视显示器件如电视产品，其寿命有一定的标准。常规的QLED中(如图1所示，其中1’为阳极，2’为空穴注入层，3’为空穴传输层，4’为量子点发光层，其中41’为红色量子点层，42’为绿色量子点层，43’为蓝色量子点层，5’为电子传输/注入层，7’为阴极)，由于蓝色量子点的寿命很短，如LT95，在1000cd/m²条件下的寿命小于100小时，其难以达到现在电视产品标准规定的寿命。因此，QLED器件在下一代电视显示技术中推广应用面临的最大技术挑战是开发寿命更长、效率更高的QLED器件，而改变蓝色QD的寿命则是解决上述问题的重要突破口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有红/绿量子点发光层与蓝色蒸镀有机发光层的混合型QLED，旨在解决现有蓝色QD寿命很短影响QLED器件性能、导致其在下一代电视显示产品中的推广应用受限的问题。

本发明的另一目的在于提供一种含有红/绿量子点发光层与蓝色蒸发材料发光层的混合型QLED的制备方法。

本发明是这样实现的，一种混合型QLED，包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层和阴极，还包括混合结构层，所述混合结构层包括红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层、混合连接层和/或基于蓝色蒸发材料的空穴传输层，所述空穴注入层、空穴传输层、混合结构层、电子传输层、电子注入层和阴极依次层叠设置在所述阳极上。

以及，一种混合型QLED的制备方法，包括以下步骤：

提供一阳极，在所述阳极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层；

在所述空穴传输层上沉积混合结构层，其中，所述混合连接层和蓝色蒸发材料发光层通过蒸发方式沉积；

在所述混合结构层上依次沉积电子传输层、电子注入层和阴极。

本发明提供的混合型QLED，采用具有更长寿命和更高发光效率的蓝色蒸发材料制备蓝色蒸发材料发光层，可显著提高QLED器件性能，如发光效率和寿命。同时，通过引入具有双极性物理性质的混合连接层，为所述蓝光蒸发层传输空穴、为所述红/绿量子点发光层传输电子，使空穴和电子传输的势垒最小化的同时，提高了所述红/绿量子点发光层和所述蓝色蒸发材料发光层之间的界面稳定性。由此得到的同时含有所述红/绿量子点发光层和所述蓝色蒸发材料发光层的混合型QLED，具有更高的电流效率和更长的蓝光寿命，从而有望应用于电视产品中，降低电视产品的功耗并实现更长的寿命。

本发明提供的混合型QLED的制备方法，通过蒸发方式沉积所述混合连接层和蓝色蒸发材料发光层，提高了QLED器件的性能。该制备方法只需按顺序制备各层结构，其方法简单、工艺可控，易于实现产业化。

附图说明

图1是现有技术提供的传统QLED的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的含有红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层和混合连接层的混合型QLED的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的含有红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层、基于蓝色蒸发材料的空穴传输层和混合连接层的混合型QLED的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的含有红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层和基于蓝色蒸发材料的空穴传输层的混合型QLED的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

结合图2-4，本发明实施例提供了一种混合型QLED，包括阳极1、空穴注入层2、空穴传输层3、电子传输层5、电子注入层6和阴极7，还包括混合结构层4，所述混合结构层4包括蓝色红/绿量子点发光层41、蒸发材料发光层42、混合连接层43和/或基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44，所述空穴注入层2、空穴传输层3、混合结构层4、电子传输层5、电子注入层6和阴极7依次层叠设置在所述阳极1上。

具体的，本发明实施例中，所述阳极1材料的选用不受限制，可采用本领域常规的阳极材料，如ITO阳极。

所述空穴注入层2的设置，有利于增加界面间的电荷注入，从而改进QLED器件的效率和使用寿命。本发明实施例所述空穴注入层2可选用常规的空穴注入材料制备实现。作为一个具体实施例，所述空穴注入层2可选用PEDOT：PSS材料。

所述空穴传输层3用于传输器件工作时产生的空穴。本发明实施例所述空穴传输层3可采用三芳香胺类化合物或萘环类化合物中的至少一种制备实现。

本发明实施例中，所述红/绿量子点发光层41包括红色量子点层411和绿色量子点层412，所述红色量子点层411和所述绿色量子点层412的材料均可分别采用常规的红色量子点材料和绿色量子点材料。所述红/绿量子点发光层41中，所述红色量子点层411和所述绿色量子点层412在所述空穴传输层3上的设置方式，可采用本领域常规的设置方式实现。

为了解决蓝色量子点材料寿命短、导致得到的QLED器件性能不佳的问题，本发明实施例采用蓝色蒸发材料制备蓝色蒸发材料发光层42。其中，所述蓝色蒸发材料是指电致发光颜色为蓝色的可蒸镀有机小分子材料，所述蓝色蒸发材料具有宽的能隙，其化学结构具有一定的共轭性；且为了防止光谱红移到绿光区，所述蓝色蒸发材料分子的偶极矩不能太大。作为优选实施例，所述蓝色蒸发材料为只含有碳和氢两种元素的芳香型蓝光材料如9,10-二-(2-萘基)蒽，或芳胺类蓝光材料如噁二唑衍生物OXD-(p-NMe₂)。优选的所述蓝色蒸发材料具有较好发光效率以及CIE色坐标，因此容易满足蓝色电致发光器件对材料的要求。

与传统的蓝色量子点材料比较，本发明实施例提供的所述蓝色蒸发材料具有更长寿命，更高的效率，能满足电视产品标准。两者的发光效率和寿命比较结果如下表1所示。

表1

本发明实施例所述混合连接层43是具有双极性物理性质的层结构，具有较高的电荷传输能力，其一方面为所述蓝光蒸发层42传输空穴，另一方面为所述红/绿量子点发光层41传输电子。通过所述混合连接层43的引入，使得电子和空穴传输的势垒最小化，并提高所述红/绿量子点发光层41和所述蓝光蒸发层42之间的界面稳定性能，进而获得在发光效率和使用寿命上具有优良性能的混合QLED器件。本发明实施例所述混合连接层混合连接层43的材料为同时具有传输电子和空穴能力的电荷传输层材料，在物理性质上表现为同时具有较高的电子和空穴迁移率。

为了最大限度地提高所述蓝色蒸发材料发光层43的电子空穴复合率，可选择性地在所述混合型QLED的混合结构层4中设置所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44。所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44是基于所述蓝色蒸发材料发光层43设置的空穴传输功能结构。本发明实施例中，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44的材料是指与所述蓝色蒸发材料发光层中的蓝色蒸发材料匹配的空穴传输层材料，其作用在于接收来自于空穴注入层2的空穴，并将其顺利注入到蓝色蒸发材料的HOMO能级。优选的，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44具有较深的HOMO能级以利于空穴更好地注入到蓝色蒸发材料之中；同时，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44具有较高的热稳定性，与所述阳极1形成较小的势垒；此外，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44具有较高的空穴迁移率。作为具体优选实施例，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44的材料为芳香族三胺类化合物，所述芳香族三胺类化合物不仅具有低的电离能，且三级胺上的N原子具有很强的给电子能力，此外，所述芳香族三胺类化合物具有较高的空穴迁移率，利于空穴的传输。

所述电子传输层5、所述电子注入层6可采用本领域常规的电子传输层材料。作为具体实施例，所述电子传输层5可采用TPBi等材料，所述电子注入层6可采用碱金属化合物材料，如LiF等。

所述阴极7的材料选用不受限制，本领域常规的阴极材料均可用于本发明实施例。作为优选实施例，所述阴极7采用金属材料，具体如Al等。

本发明实施例所述混合结构层4包括红/绿量子点发光层41、蓝色蒸发材料发光层42、混合连接层43和/或基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44。其中，所述混合连接层43和/或所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44、蓝色蒸发材料发光层42可以采用不同的设置方式获得不同结构的所述混合结构层4，进而实现不同结构的混合型QLED。

如图2所示，作为一个优选实施例，所述混合型QLED包括阳极1、空穴注入层2、空穴传输层3、电子传输层57、电子注入层6和阴极7，还包括混合结构层4，所述空穴注入层2、空穴传输层3、混合结构层4、电子传输层5、电子注入层6和阴极7依次层叠在所述阳极1上，其中，所述混合结构层4包括红/绿量子点发光层41、蓝色蒸发材料发光层42和混合连接层43，其中，所述混合连接层43设置在所述红/绿量子点发光层41和所述蓝色蒸发材料发光层42之间，所述红/绿量子点发光层41设置在所述空穴传输层3上。具体的，本发明实施例，由于不含有蓝色量子点发光材料，因此，所述红/绿量子点发光层41设置在所述空穴传输层3上，只覆盖所述空穴传输层3的部分上表面所述红/绿量子点发光层41对应的像素坑，原本设置蓝色量子点发光材料的像素坑空出来。在此结构特征的基础上，所述混合连接层43作为一层结构，会沉积在所述红/绿量子点层41和原本设置蓝色量子点发光材料的像素坑上(即所述空穴传输层3上未被所述红/绿量子点层41覆盖的所述空穴传输层3的上表面)。由此，造成了设置在所述红/绿量子点发光层41上的各层在右侧转弯、出现阶梯结构。本发明实施例采用具有更长寿命和更高效率的蓝色蒸发材料制备所述蓝色蒸发材料发光层42，同时引入所述混合连接层43，使电子和空穴传输的势垒最小化的同时，提高了所述红/绿量子点发光层41和所述蓝色蒸发材料发光层42之间的界面稳定性，提高了所述混合型QLED的性能，使其满足用于电视产品领域的要求。

如图3所示，作为另一个优选实施例，所述混合型QLED包括阳极1、空穴注入层2、空穴传输层3、电子传输层57、电子注入层6和阴极7，还包括混合结构层4，所述空穴注入层2、空穴传输层3、混合结构层4、电子传输层5、电子注入层6和阴极7依次层叠在所述阳极1上，其中，所述混合结构层4包括红/绿量子点发光层41、蓝色蒸发材料发光层42、混合连接层43和基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44，其中，所述红/绿量子点发光层41和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44并排设置在所述空穴传输层3上，所述混合连接层43层叠设置在所述红/绿量子点发光层41和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44上，所述蓝色蒸发材料发光层42层叠设置在所述混合连接层43上。本发明实施例提供的混合型QLED，在采用具有更长寿命和更高效率的蓝色蒸发材料制备所述蓝色蒸发材料发光层42、并引入所述混合连接层43的基础上，同时引入所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44，并将所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44设置在所述红/绿量子点发光层41未覆盖到的所述空穴传输层3上。所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44具有较深的HOMO能级，有利于将空穴更好地注入到蓝色蒸发材料中。此外，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44具有较高的热稳定性，能与所述阳极1形成较小的势垒，从而进一步促进空穴的传输。由此得到的混合型QLED，不仅提高了所述红/绿量子点发光层41和所述蓝色蒸发材料发光层42之间的界面稳定性，而且所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44可以使得所述蓝色蒸发材料发光层42的复合率最大化，从而更好地提高所述混合型QLED的性能，使其满足用于电视产品领域的要求。

如图4所示，作为再一个优选实施例，所述混合型QLED包括阳极1、空穴注入层2、空穴传输层3、电子传输层57、电子注入层6和阴极7，还包括混合结构层4，所述空穴注入层2、空穴传输层3、混合结构层4、电子传输层5、电子注入层6和阴极7依次层叠在所述阳极1上，其中，所述混合结构层4包括红/绿量子点发光层41、蓝色蒸发材料发光层42和基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44，其中，所述红/绿量子点发光层41和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44并排设置在所述空穴传输层3上，所述蓝色蒸发材料发光层42层叠设置在所述红/绿量子点发光层41和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44上。本发明实施例提供的混合型QLED不含混合连接层，而是在采用具有更长寿命和更高效率的蓝色蒸发材料制备所述蓝色蒸发材料发光层42的基础上，引入所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层44，使所述蓝色蒸发材料发光层42的电子空穴复合率最大化。由于本发明实施例所述蓝色蒸发材料有两个主体材料系统，可以注入、传输空穴和电子，因此，本发明实施例不含有混合连接层的混合型QLED，仍然具有很好的性能，满足电视产品领域的要求。

本发明实施例提供的混合型QLED，采用具有更长寿命和更高发光效率的蓝色蒸发材料制备蓝色蒸发材料发光层，可显著提高QLED器件性能，如发光效率和寿命。同时，通过引入具有双极性物理性质的混合连接层，为所述蓝光蒸发层传输电子、为所述红/绿量子点发光层传输空穴，使电子和空穴传输的势垒最小化的同时，提高了所述红/绿量子点发光层和所述蓝色蒸发材料发光层之间的界面稳定性。由此得到的同时含有所述红/绿量子点发光层和所述蓝色蒸发材料发光层的混合型QLED，具有更高的电流效率和更长的蓝光寿命，从而有望应用于电视产品中，降低电视产品的功耗并实现更长的寿命。

本发明实施例所述混合型QLED，可以通过下述方法制备获得。

相应的，本发明实施例还提供了一种混合型QLED的制备方法，包括以下步骤：

S01.提供一阳极，在所述阳极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层；

S02.在所述空穴传输层上沉积混合结构层，其中，所述混合连接层和蓝色蒸发材料发光层通过蒸发方式沉积；

S03.在所述混合结构层上依次沉积电子传输层、电子注入层和阴极。

具体的，上述步骤S01中，所述阳极可采用常规方式提供，如采用溅镀/化学气相沉积/喷雾高温分解等方法在基板上生长货到阳极导电体。

所述空穴注入层、所述空穴传输层的沉积方式不受限制，本领域常规的空穴注入层、空穴传输层的沉积方法均可用于本发明实施例。作为一个具体优选实施例，所述空穴注入层、所述空穴传输层分别采用打印方式沉积。

本发明实施例所述混合结构层包括以及红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层、混合连接层和/或基于蓝色蒸发材料的空穴传输层。因此，上述步骤S02中，所述混合结构层的沉积，分别包括几个层结构的沉积。其中，所述红/绿量子点发光层可以采用常规方式制备获得。作为优选实施例，所述红/绿量子点发光层通过喷墨打印的方式制备。所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层的制备可以参考其它层的制备方式获得。作为一个具体实施例，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层采用打印方式沉积。

本发明实施例中，所述混合连接层和所述蓝色蒸发材料发光层采用蒸发方式沉积。采用蒸发方式沉积所述混合连接层和所述蓝色蒸发材料发光层，可以提高蓝光蒸发材料的发光效率。

上述步骤S03中，所述电子传输层、电子注入层和阴极的沉积，可以采用本领域常规方法实现。作为具体实施例，可分别采用打印方式沉积所述电子传输层和所述电子注入层，采用蒸镀方式沉积所述阴极。

本发明实施例提供的混合型QLED的制备方法，通过蒸发方式沉积所述混合连接层和蓝色蒸发材料发光层，提高了QLED器件的性能。该制备方法只需按顺序制备各层结构，其方法简单、工艺可控，易于实现产业化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混合型QLED，包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层和阴极，其特征在于，还包括混合结构层，所述混合结构层包括红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层、混合连接层和/或基于蓝色蒸发材料的空穴传输层，所述空穴注入层、空穴传输层、混合结构层、电子传输层、电子注入层和阴极依次层叠设置在所述阳极上。

2.如权利要求1所述的混合型QLED，其特征在于，所述混合结构层包括红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层和混合连接层，其中，所述混合连接层设置在所述红/绿量子点发光层和所述蓝色蒸发材料发光层之间，所述红/绿量子点发光层设置在所述空穴传输层上。

3.如权利要求1所述的混合型QLED，其特征在于，所述混合结构层包括红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层、混合连接层和基于蓝色蒸发材料的空穴传输层，其中，所述红/绿量子点发光层和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层并排设置在所述空穴传输层上，所述混合连接层层叠设置在所述红/绿量子点发光层和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层上，所述蓝色蒸发材料发光层层叠设置在所述混合连接层上。

4.如权利要求1所述的混合型QLED，其特征在于，所述混合结构层包括红/绿量子点发光层、蓝色蒸发材料发光层和基于蓝色蒸发材料的空穴传输层，其中，所述红/绿量子点发光层和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层并排设置在所述空穴传输层上，所述蓝色蒸发材料发光层层叠设置在所述红/绿量子点发光层和所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层上。

5.如权利要求1-4任一所述的混合型QLED，其特征在于，所述蓝色蒸发材料发光层由蓝色蒸发材料制成，所述蓝色蒸发材料为芳胺类蓝光材料或只含有碳、氢两种元素的芳香类蓝光材料。

6.如权利要求1-3任一所述的混合型QLED，其特征在于，所述混合连接层由同时具有传输电子和空穴能力的电荷传输材料制成。

7.如权利要求1、3、4任一所述的混合型QLED，其特征在于，所述基于蓝色蒸发材料的空穴传输层为芳香族三胺类化合物。

8.一种如权利要求1-7任一项所述混合型QLED的制备方法，包括以下步骤：

提供一阳极，在所述阳极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层；

在所述空穴传输层上沉积混合结构层，其中，所述混合连接层和蓝色蒸发材料发光层通过蒸发方式沉积；

在所述混合结构层上依次沉积电子传输层、电子注入层和阴极。

9.一种如权利要求8所述混合型QLED的制备方法，其特征在于，所述混合结构层中的所述红/绿量子点发光层通过喷墨打印的方式制备。