CN105336879A - Qled及qled显示装置的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明适提供了一种QLED的制备方法，包括以下步骤：提供一阳极；提供含有量子点发光材料和空穴传输材料的混合溶液，且所述混合溶液包括第一溶剂和第二溶剂，其中，所述第一溶剂对所述量子点发光材料的溶解度＞10mg/ml、对所述空穴传输材料的溶解度＜0.1mg/ml，且所述第一溶剂的沸点＞200℃，所述第二溶剂的沸点＜150℃；将所述混合溶液印刷在所述阳极上，形成半固化混合薄膜；在所述半固化混合薄膜表面涂覆沸点＜100℃的第三溶剂，使得所述半固化混合薄膜在所述阳极上形成依次层叠的空穴传输层和量子点发光层，其中，所述第三溶剂与所述第一溶剂互溶、且不溶解所述空穴传输材料；在所述量子点发光层上沉积阴极。

Description

QLED及QLED显示装置的制备方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种QLED及QLED显示装置的制备方法。

背景技术

量子点(quantumdot，简称QD)是一种由Ⅱ﹣Ⅵ族、Ⅲ﹣Ⅴ或Ⅳ﹣Ⅵ族元素组成的纳米颗粒，受激发后可以发射荧光。由于量子点的发光波长与量子点粒子的尺寸相关，因此，可以通过控制量子点的尺寸产生理想波长的可见光；进一步通过改变量子点的尺寸和组分，可产生各种颜色光。此外，量子点材料还具有光色纯度高、发光量子效率高、使用寿命长等一系列优点，是一种很好的电致发光材料。基于量子点电致发光的器件(QLED)通常采用类似三明治的叠层结构，如图1所示，包括阳极1’、空穴传输层21’、量子点发光层22’、电子传输层3’以及阴极4’，用其制作的显示装置具有很高的色域，应用前景广泛。

目前，QLED主要是通过溶液加工工艺制备，其中印刷工艺被认为是实现低成本和大面积全彩QLED显示装置生产的有效途径。但采用印刷工艺时，溶液干燥的过程中，由于量子点容易移动从而较易形成咖啡环，导致薄膜厚度严重不均匀，进而影响器件的性能，由此限定了印刷工艺在QLED制备领域的应用。此外，由于QLED器件通常是多层结构，空穴传输层、量子点发光层以及电子传输层等功能层均采用溶液加工工艺制备时，上层溶液可能会对下层薄膜造成溶解，因此，QLED中各层材料的选择会受到限制；同时，依次制备多层薄膜使得QLED生产工序较多，工艺复杂，增加了制作成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种QLED的制备方法，旨在解决现有印刷方法制备QLED量子点发光层时，由于量子点在干燥过程中容易移动、从而较易形成咖啡环，导致薄膜厚度严重不均匀，进而影响器件的性能的问题，同时解决现有溶剂工艺形成量子点发光层时对下层空穴传输层的溶解问题。

本发明的另一目的在于提供一种QLED显示装置的制备方法，包括上述QLED的制备步骤。

本发明是这样实现的，一种QLED的制备方法，包括以下步骤：

提供一阳极；

提供含有量子点发光材料和空穴传输材料的混合溶液，且所述混合溶液包括第一溶剂和第二溶剂，其中，所述第一溶剂对所述量子点发光材料的溶解度＞10mg/ml、对所述空穴传输材料的溶解度＜0.1mg/ml，且所述第一溶剂的沸点＞200℃，所述第二溶剂的沸点＜150℃；

将所述混合溶液印刷在所述阳极上，形成半固化混合薄膜；

在所述半固化混合薄膜表面涂覆沸点＜100℃的第三溶剂，使得所述半固化混合薄膜在所述阳极上形成依次层叠的空穴传输层和量子点发光层，其中，所述第三溶剂与所述第一溶剂互溶、且不溶解所述空穴传输材料；

在所述量子点发光层上沉积阴极。

以及，一种QLED显示装置的制备方法，包括以下步骤：

提供一TFT阵列基板并在所述TFT阵列基板上形成图案化阳极；

采用黑色光刻胶bank材料在所述图案化阳极上制备像素界定层，所述像素界定层设置有独立的像素坑；

按照上述QLED的制备方法，在所述像素坑内制备QLED。

本发明提供的QLED的制备方法，通过将量子点发光材料与空穴传输材料混合溶于具有不同沸点的混合溶剂中，高低沸点溶剂的使用可以有效抑制溶液干燥过程中咖啡环的形成。具体的，在将所述混合溶液印刷在所述阳极上后，由于所述第二溶剂(即低沸点溶剂)较易挥发，而所述第一溶剂(即高沸点溶剂)较难完全挥发，因此，沉积在所述阳极形成的薄膜为一种含有部分第一溶剂的半固化混合薄膜。所述半固化混合薄膜中，所述量子点发光材料会聚集第一溶剂内。通过在这种半固化混合薄膜涂覆一种不溶解空穴传输材料的第三溶剂(低沸点溶剂)，所述第三溶剂会渗透到所述半固化混合薄膜中，并与其中残留的所述第一溶剂互溶。由于所述第三溶剂较易挥发，会将所述半固化混合薄膜内部的所述第一溶剂汲取到薄膜表面，从而将溶解在所述第一溶剂和第三溶剂中的量子点发光材料富集分布在薄膜表面，实现量子点材料与空穴传输材料的分层。通过该方式制备的QLED，可以抑制印刷工艺中咖啡环的形成，提高了成膜质量，得到厚度均匀的薄膜。同时，通过一个溶液系统同时制备量子点发光层和空穴传输层，可以有效避免溶液加工法制备量子点发光层时对下层空穴传输层的溶解问题。此外，本发明提供的QLED的制备方法，实现简化QLED的制备工艺，降低制作成本。

本发明提供的QLED显示装置的制备方法，采用上述QLED的制备方法在所述像素坑中制备QLED，可简化制备工艺，降低制作成本。

附图说明

图1是现有技术提供的QLED结构示意图；

图2是本发明实施例提供的QLED的制备方法示意图；

图3是本发明实施例提供的QLED显示装置示意图。

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，本发明实施例提供了一种QLED的制备方法，包括以下步骤：

S01.提供一阳极1；

S02.提供含有量子点发光材料和空穴传输材料的混合溶液，且所述混合溶液包括第一溶剂和第二溶剂，其中，所述第一溶剂对所述量子点发光材料的溶解度＞10mg/ml、对所述空穴传输材料的溶解度＜0.1mg/ml，且所述第一溶剂的沸点＞200℃，所述第二溶剂的沸点＜150℃；

S03.将所述混合溶液印刷在所述阳极1上，形成半固化混合薄膜20；

S04.在所述半固化混合薄膜20表面涂覆沸点＜100℃的第三溶剂06，使得所述半固化混合薄膜20在所述阳极1上形成依次层叠的空穴传输层21和量子点发光层22，其中，所述第三溶剂06与所述第一溶剂互溶、且不溶解所述空穴传输材料；

S05.在所述量子点发光层22上沉积阴极。

具体的，上述步骤S01中，所述阳极1的选用不受限制。优选的，所述阳极1可通过下述方式获得：提供一衬底，在所述衬底上形成具有预设图案的阳极。其中，所述衬底可以是透明柔性衬底，也可以是透明硬质衬底如玻璃；所述阳极1优选为透明导电金属氧化物或导电聚合物。

上述步骤S02中，所述混合溶液的形成不受限制，可以先配置含有所述第一溶剂和所述第二溶剂的混合溶剂，然后将所述量子点发光材料和空穴传输材料溶于所述混合溶剂中获得；也可以将所述量子点发光材料和空穴传输材料分别溶解在所述第一溶剂和第二溶剂在分别获得量子点发光材料溶液和空穴传输材料溶液，然后再将量子点发光材料溶液和空穴传输材料溶液混合获得。当然，所述混合溶液还可以采用其他方法配置获得。

本发明实施例中，第一溶剂的沸点＞200℃、且所述第二溶剂的沸点＜150℃，使得将所述混合溶液印刷在所述阳极1上后，所述第二溶剂相对容易挥发，而所述第一溶剂容易残留。

本发明实施例中，所述第一溶剂的溶解性需满足以下要求：对所述量子点发光材料的溶解度＞10mg/ml，同时对所述空穴传输材料的溶解度＜0.1mg/ml。由此保证下述步骤S04中，所述第一溶剂在所述第三溶剂06的作用下汲取到薄膜表面时，在所述空穴传输材料不受影响的前提下，将溶解其中的所述量子点发光材料富集在所述半固化混合薄膜20表面，从而实现所述量子点发光材料和空穴传输材料的分层。本发明实施例中，为了获得溶解均匀的所述混合溶液，所述第二溶剂对所述量子点发光材料和所述空穴传输材料、特别是空穴传输材料具备良好的溶解性，作为优选实施例，所述第二溶剂对所述量子点发光材料和所述第一溶剂对所述空穴传输材料的溶解度均＞1mg/ml。

作为具体优选实施例，所述第一溶剂包括但不限于二甲基亚砜、六甲基磷酸三胺、二苯醚、二甲基甲酰胺中的至少一种。所述第二溶剂包括但不限于甲苯、二甲苯、氯苯、辛烷中的至少一种。同一发明实施例中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的组合不受限制。

所述混合溶剂中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的配比对所述半固化混合薄膜20的形成有一定的影响，具体的，当所述第一溶剂的比例过低，所述第一溶剂挥发后会导致薄膜中的残留溶剂太少形成偏固态薄膜，而非半固化混合薄膜，进而薄膜内部的所述量子点发光材料无法通过所述第三溶剂06形成分层；当所述第一溶剂的比例过高时，所述第一溶剂挥发后会导致薄膜中的残留溶剂太多形成偏液态薄膜，同样无法形成半固化混合薄膜，此时，所述第三溶剂06的添加可能洗掉这层偏液态薄膜，从而给所述空穴传输层21和量子点发光层22的性能带来影响。有鉴于此，作为优选实施例，所述混合溶剂中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的体积比为(1:99)-(20:80)。

本发明实施例中，所述量子点发光材料和所述空穴传输材料的选用不受限制，可选用常规的量子点发光材料和空穴传输材料。作为具体实施例，所述空穴传输材料包括但不限于PVK、Poly-TPD、TFB、CBP、TCTA；所述量子点发光层22的材料可以为Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构，如CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS或CdSe/CdS/ZnS等；还可以是Ⅲ﹣Ⅴ或Ⅳ﹣Ⅵ族化合物半导体及其核壳结构，如GaAs、InP、PbS/ZnS或PbSe/ZnS等。

本发明实施例上述步骤S03中，将所述混合溶液印刷在所述阳极1上后，低沸点的所述第二溶剂大量挥发，高沸点的所述第二溶剂残留，此时，所述阳极1表面形成一层含有部分高沸点溶剂的半固化混合薄膜20，如图2A所示。由于所述第一溶剂为所述量子点发光材料的良溶剂，因此，所述半固化混合薄膜20中的所述量子点发光材料聚集在未挥发的所述第一溶剂内。

上述步骤S04中，在所述半固化混合薄膜20表面涂覆不溶解空穴传输材料的第三溶剂06，如图2B所示，所述第三溶剂06会渗透到所述半固化混合薄膜20中，并与其中残留的所述第一溶剂互溶。由于所述第三溶剂06的沸点低较易挥发，同时仅对所述量子点发光材料具有较好的溶解性，因此，在挥发的过程中会将所述半固化混合薄膜20内部的所述第一溶剂汲取到薄膜表面，从而将溶解在所述第一溶剂和第三溶剂06中的量子点发光材料富集分布在薄膜表面，实现量子点材料与空穴传输材料的分层，即形成空穴传输层21和量子点发光层22，如图2C所示。进一步的，作为优选实施例，还包括在所述半固化混合薄膜20表面涂覆第三溶剂06后，进行干燥处理，从而实现残余溶剂的挥发。具体的，所述干燥处理为加热或真空干燥中的一种。

上述步骤S05中，在所述量子点发光层22上沉积阴极的方式不受限制，可采用常规的方式实现。本发明实施例中，所述阴极材料可选用Ca、Mg、Ba、Al、Ag中的至少一种。

进一步的，在沉积所述阴极前，还包括在所述量子点发光层22上沉积电子传输层或电子注入层。所述电子传输层或电子注入层的沉积，采用溶液加工方式实现，具体可采用但不限于旋涂、印刷、蒸镀或溅射中的一种。本发明实施例中，当仅设置一层电子传输层，所述电子传输层的材料优选为同时具有电子传输和电子注入性能的材料。作为具体实施例，所述电子传输层的材料为ZnO、TiO₂、AlZnO、ZnSnO、InSnO中的一种。更进一步的，在沉积所述阴极前，还包括在所述量子点发光层22上依次沉积电子传输层和电子注入层。

本发明实施例提供的QLED的制备方法，通过将量子点发光材料与空穴传输材料混合溶于具有不同沸点的混合溶剂中，高低沸点溶剂的使用可以有效抑制溶液干燥过程中咖啡环的形成。具体的，在将所述混合溶液印刷在所述阳极上后，由于所述第二溶剂(即低沸点溶剂)较易挥发，而所述第一溶剂(即高沸点溶剂)较难完全挥发，因此，沉积在所述阳极形成的薄膜为一种含有部分第一溶剂的半固化混合薄膜。所述半固化混合薄膜中，所述量子点发光材料会聚集第一溶剂内。通过在这种半固化混合薄膜涂覆一种不溶解空穴传输材料的第三溶剂(低沸点溶剂)，所述第三溶剂会渗透到所述半固化混合薄膜中，并与其中残留的所述第一溶剂互溶。由于所述第三溶剂较易挥发，会将所述半固化混合薄膜内部的所述第一溶剂汲取到薄膜表面，从而将溶解在所述第一溶剂和第三溶剂中的量子点发光材料富集分布在薄膜表面，实现量子点材料与空穴传输材料的分层。通过该方式制备的QLED，可以抑制印刷工艺中咖啡环的形成，提高了成膜质量，得到厚度均匀的薄膜。同时，通过一个溶液系统同时制备量子点发光层和空穴传输层，可以有效避免溶液加工法制备量子点发光层时对下层空穴传输层的溶解问题。此外，本发明提供的QLED的制备方法，实现简化QLED的制备工艺，降低制作成本。

以及，本发明实施例还提供了一种QLED显示装置的制备方法，包括以下步骤：

Q01.提供一TFT阵列基板并在所述TFT阵列基板上形成图案化阳极；

Q02.采用黑色光刻胶bank材料在所述图案化阳极上制备像素界定层，所述像素界定层设置有独立的像素坑；

Q03.按照上述QLED的制备方法，在所述像素坑内制备QLED。

上述步骤Q01中，所述TFT阵列基板包括基板和制作在所述基板上的TFT阵列。其中，所述基板包括透明柔性基板或透明硬质基板，所述透明硬质基板包括玻璃基板。所述TFT阵列基板中设置有源层，所述有源层材料包括非晶硅、低温多晶硅、高温多晶硅或金属氧化物等。

进一步的，在所述TFT阵列基板上形成图案化阳极，且所述阳极与TFT相连。

上述步骤Q02中，采用黑色光刻胶bank材料在所述图案化阳极上制备像素界定层。所述像素界定层设置有独立的像素坑，所述各相邻的像素坑件夹有像素bank。所述黑色光刻胶bank材料作为黑矩阵，可以提高所述QLED显示装置的图像显示质量。

上述步骤Q03中，在所述像素坑内分别制备红、绿、蓝QLED，所述QLED的制备方法采用上述QLED的制备方法实现。

具体的，所述QLED包括阳极、空穴传输层、量子点发光层、阴极，优选在所述量子点发光层和所述阴极之间设置电子传输层或电子注入层，优选设置电子传输层，此时，所述QLED显示装置的结构如图3所示(其中，1、21、22、3-7分别表示阳极、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极、基板、TFT阵列、像素界定层，其中3各子像素中的B、R、G分别表示蓝色QLED、红色QLED和绿色QLED)。进一步在所述量子点发光层和所述阴极之间依次设置电子传输层和电子注入层。其中，所述阳极即在上述步骤Q01中在所述TFT阵列基板上形成图案化阳极。

作为优选实施例，在所述像素坑内制备完QLED后，还包括对所述QLED显示装置进行封装处理。

通过所述TFT阵列控制各子像素的运行，从而实现彩色图像显示。

本发明实施例提供的QLED显示装置的制备方法，采用上述QLED的制备方法在所述像素坑中制备QLED，可简化制备工艺，降低制作成本。

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QLED的制备方法，包括以下步骤：

提供一阳极；

提供含有量子点发光材料和空穴传输材料的混合溶液，且所述混合溶液包括第一溶剂和第二溶剂，其中，所述第一溶剂对所述量子点发光材料的溶解度＞10mg/ml、对所述空穴传输材料的溶解度＜0.1mg/ml，且所述第一溶剂的沸点＞200℃，所述第二溶剂的沸点＜150℃；

将所述混合溶液印刷在所述阳极上，形成半固化混合薄膜；

在所述半固化混合薄膜表面涂覆沸点＜100℃的第三溶剂，使得所述半固化混合薄膜在所述阳极上形成依次层叠的空穴传输层和量子点发光层，其中，所述第三溶剂与所述第一溶剂互溶、且不溶解所述空穴传输材料；

在所述量子点发光层上沉积阴极。

2.如权利要求1所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂对所述量子点发光材料和所述第一溶剂对所述空穴传输材料的溶解度均＞1mg/ml。

3.如权利要求1所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的体积比为(1:99)-(20:80)。

4.如权利要求1-3任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为二甲基亚砜、六甲基磷酸三胺、二苯醚、二甲基甲酰胺中的至少一种。

5.如权利要求1-3任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、辛烷中的至少一种。

6.如权利要求1-3任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，还包括在所述半固化混合薄膜表面涂覆第三溶剂后，进行干燥处理，所述干燥处理为加热或真空干燥中的一种。

7.如权利要求1-3任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，在沉积所述阴极前，还包括在所述量子点发光层上沉积电子传输层或电子注入层。

8.如权利要求1-3任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，在沉积所述阴极前，还包括在所述量子点发光层上依次沉积电子传输层和电子注入层。

9.一种QLED显示装置的制备方法，包括以下步骤：

提供一TFT阵列基板并在所述TFT阵列基板上形成图案化阳极；

采用黑色光刻胶bank材料在所述图案化阳极上制备像素界定层，所述像素界定层设置有独立的像素坑；

按照权利要求1-8任一所述QLED的制备方法，在所述像素坑内制备QLED。