CN105895815B - 倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件 - Google Patents

倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，包括依次层叠的基底、阴极、电子传输层、蓝光量子点发光层、空穴平衡层、空穴传输层以及阳极。空穴传输层包括依次层叠的第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层。空穴平衡层的厚度为5nm～10nm。第三空穴传输层、第二空穴传输层及第一空穴传输层的HOMO能级依次减小，从而在蓝光量子点发光层与阳极之间形成阶梯性势垒，达到逐步提高空穴传输层的空穴注入能力，满足蓝光量子点薄膜电致发光器件的空穴注入的要求。进一步的，空穴平衡层能够阻止高迁移率的第一空穴传输材料与蓝光量子点发光层的直接接触，避免造成发光猝灭。

Description

倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件
技术领域
本发明涉及发光器件技术领域，尤其是涉及一种倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件。
背景技术
量子点(QDs，quantum dots)是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，粒径一般小于10nm。当受到光或电的刺激，量子点可以发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。由于电子、空穴和激子在三维空间方向上被量子限域，使得QDs的能带结构由块体的连续结构变成具有分子特性的分立能级结构。当QDs粒径与万尼尔激子(Wannier exciton)的波尔半径(Bohr radius)相当或更小时，电子的局域性和相干性增强，激子带的吸收系数增加，出现激子强吸收，受激后能发射强荧光，并且具有窄而对称的发射光谱、宽而连续的吸收谱等优点。随着QDs尺寸变化，量子效应的作用使得其能隙宽度随之改变，从而发出不同颜色的光。运用QDs制成的量子点发光二极管(QLEDs，quantum dot light emitting diodes)也由此具备了高效率、色彩丰富、高稳定性等特点。
然而，传统的量子点薄膜电致发光器件(QLED)的空穴不容易注入，需要高HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital，最高占据分子轨道)能级的空穴注入材料来帮助空穴的注入。特别是对于蓝光量子点薄膜电致发光器件，蓝光量子点的HOMO能级一般较大，大约有6.8eV，而一般的透明阳极的功函数大约不到5.0eV，两者相差较远，造成QLED器件中空穴注入势垒普遍较高，而常用的空穴注入材料的HOMO能级一般为5.0eV～5.5eV，无法满足空穴注入的要求。
发明内容
基于此，有必要提供一种可以满足空穴注入要求的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件。
一种倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，包括依次层叠的基底、阴极、电子传输层、蓝光量子点发光层、空穴平衡层、空穴传输层以及阳极；
所述空穴传输层包括层叠的第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层，所述第三空穴传输层与所述空穴平衡层直接接触，所述第一空穴传输层的材料为第一空穴传输材料和第二空穴传输材料形成的混合物，所述第二空穴传输层的材料为第一空穴传输材料和第三空穴传输材料形成的混合物，所述第三空穴传输层的材料为第一空穴传输材料和第四空穴传输材料形成的混合物；
所述空穴平衡的材料为第四空穴传输材料，所述空穴平衡层的厚度为5nm～10nm；
所述空穴平衡层的HOMO能级为6.04eV～6.8eV，所述第三空穴传输层的HOMO能级为6.04eV～6.8eV，所述第二空穴传输层的HOMO能级为5.6eV～6.03eV，所述第一空穴传输层的HOMO能级为4.2eV～5.6eV，所述第三空穴传输层、所述第二空穴传输层及所述第一空穴传输层的HOMO能级依次减小。
在一个实施方式中，所述蓝光量子点发光层的材料选自CdSe@ZnS核壳结构蓝光量子点和ZnCdS@ZnS核壳结构蓝光量子点中的一种，其中，@表示包覆，CdSe或ZnCdS为所述核壳结构量子点的核，ZnS为所述核壳结构量子点的壳。
在一个实施方式中，所述蓝光量子点发光层的厚度为15nm～30nm。
在一个实施方式中，所述第一空穴传输材料、所述第二空穴传输材料、所述第三空穴传输材料及所述第四空穴传输材料的HOMO能级依次增大。
在一个实施方式中，所述第一空穴传输层中所述第一空穴传输材料与所述第二空穴传输材料的质量比为1:1～3:2，所述第一空穴传输材料选自三氧化钼、三氧化钨、氧化钒和钛菁铜中的一种，所述第二空穴传输材料选自N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺和2,2’二(3-二甲基苯氨基苯)1,1'联苯中的一种。
在一个实施方式中，所述第二空穴传输层中所述第一空穴传输材料与所述第三空穴传输材料的质量比为1:2～1:1，所述第一空穴传输材料选自三氧化钼、三氧化钨、氧化钒和钛菁铜中的一种，所述第三空穴传输材料选自4,4'-双(9H-咔唑-9-基)联苯、8,8-二(4-(9氢-咔唑-9-基)苯基)-8氢-吲哚[3,2,1-de]吖啶和3,5-二(9氢-咔唑-9-基)-氮,氮-联苯氨中的一种。
在一个实施方式中，所述第三空穴传输层中所述第一空穴传输材料与所述第四空穴传输材料的质量比为1:4～1:2，所述第一空穴传输材料选自三氧化钼、三氧化钨、氧化钒和钛菁铜中的一种，所述第四空穴传输材料选自2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮和6,6-二(4-9氢-咔唑-9-基)苯基)-6氢-吡咯[3,2,1-de]吖啶中的一种。
在一个实施方式中，所述空穴平衡层的材料为第四空穴传输材料，所述第四空穴传输材料选自2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮和6,6-二(4-9氢-咔唑-9-基)苯基)-6氢-吡咯[3,2,1-de]吖啶中的一种。
在一个实施方式中，所述空穴平衡层、所述第三空穴传输层、所述第二空穴传输层和所述第一空穴传输层的厚度依次增大，所述第三空穴传输层的厚度为10nm～20nm，所述第二空穴传输层的厚度为10nm～20nm，所述第一空穴传输层的厚度为20nm～30nm。
在一个实施方式中，所述阳极选自铝、银、金和铂中的一种。
上述倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，在靠近蓝光量子点发光层上层叠一层厚度为5nm～10nm的较薄的空穴平衡层，在保证足够的空穴注入的基础上，可有效的降低电致发光器件的漏电流，提高发光效率。空穴平衡层能够阻止高迁移率的第一空穴传输材料与蓝光量子点发光层的直接接触，避免造成发光猝灭。第一空穴传输层、第二空穴传输层及第三空穴传输层的材料均包括第一空穴传输材料，通过第一空穴传输材料分别与第二空穴传输材料、第三空穴传输材料及第四空穴传输材料掺杂，使得空穴传输层之间势垒变化平缓，进一步降低蓝光QLED的驱动电压。空穴平衡层及第三空穴传输层的HOMO能级与蓝光量子点的HOMO能级相近，第一空穴传输层的HOMO能级与阳极的功函数相近，并且空穴平衡层、第三空穴传输层、第二空穴传输层及第一空穴传输层的HOMO能级依次减小，从而在蓝光量子点发光层与阳极之间形成阶梯性势垒，达到逐步提高空穴传输层的空穴注入能力，满足蓝光量子点薄膜电致发光器件的空穴注入的要求。
附图说明
图1为一实施方式的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的结构示意图；
图2为倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的能级结构原理示意图；
图3为一实施方式的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的制备方法的流程图；
图4为分别对实施例1、实施例2、实施例3以及对比例中的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件进行亮度测试的结果图。
具体实施方式
下面主要结合附图对倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件作进一步详细的说明。
如图1所示，一实施方式的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件10，包括依次层叠的基底100、阴极200、电子传输层300、蓝光量子点发光层400、空穴平衡层500、空穴传输层600以及阳极700。
基底100的材质可以为玻璃，玻璃透光性好，并且方便在其上溅射或蒸镀导电膜。
阴极200的材质可以为铟锡氧化物(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)、掺铟的氧化锌(IZO)等。阴极200的厚度可以为80nm～200nm。
电子传输层300具有较好的电子迁移率，可为氧化锌(ZnO)或二氧化钛(TiO2)等。
具体的，电子传输层300的厚度为30nm～50nm。
蓝光量子点发光层400的材料选自CdSe@ZnS核壳结构蓝光量子点和ZnCdS@ZnS核壳结构蓝光量子点中的一种，其中，@表示包覆，CdSe、ZnCdS为所述核壳结构量子点的核，ZnS为所述核壳结构量子点的壳。CdSe@ZnS核壳结构蓝光量子点的粒径一般为3nm～6nm，ZnCdS@ZnS核壳结构蓝光量子点的粒径一般为8nm～15nm，这两种核壳结构量子点，亮度较高，发光效率高。
具体的，蓝光量子点发光层400的厚度为15nm～30nm。
空穴传输层600包括层叠的第一空穴传输层610、第二空穴传输层620和第三空穴传输层630，第三空穴传输层630与空穴平衡层500直接接触。第一空穴传输层610的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第二空穴传输材料(HTL2)形成的混合物，第二空穴传输层620的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第三空穴传输材料(HTL3)形成的混合物，第三空穴传输层630的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第四空穴传输材料(HTL4)形成的混合物物。
具体的，第一空穴传输材料(HTL1)、第二空穴传输材料(HTL2)、第三空穴传输材料(HTL3)及第四空穴传输材料(HTL4)的HOMO能级依次增大。第一空穴传输层510、第二空穴传输层520及第三空穴传输层530均采用两种空穴传输材料(HTL)掺杂形成掺杂体系。相比传统的仅有一种空穴传输材料的空穴传输层，由两种空穴传输材料(HTL)掺杂形成掺杂体系更容易实现得到不同的HOMO能级，从而形成阶梯状的势垒。并且第一空穴传输层610、第二空穴传输层620及第三空穴传输层630的材料均包括第一空穴传输材料(HTL1)，通过第一空穴传输材料(HTL1)分别与第二空穴传输材料(HTL2)、第三空穴传输材料(HTL3)及第四空穴传输材料(HTL4)掺杂，使得空穴传输层600形成阶梯状的能级关系，阳极700到蓝光量子点发光层400之间的势垒变化平缓，降低蓝光QLED的驱动电压。
进一步的，在空穴传输层600与蓝光量子点发光层400之间设有空穴平衡层500，空穴平衡层500的材料为第四空穴传输材料(HTL4)，空穴平衡层500的厚度为5nm～10nm。在靠近蓝光量子点发光层400上层叠一层厚度为5nm～10nm的较薄的空穴平衡层500，在保证足够的空穴注入的基础上，可有效的降低电致发光器件的漏电流，提高发光效率。并且空穴平衡层500能够阻止高迁移率的第一空穴传输材料(HTL1)与蓝光量子点发光层400的直接接触，避免造成发光猝灭。
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件10的能级结构原理示意图如图2所示，第一空穴传输层610的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第二空穴传输材料(HTL2)形成的混合物，第二空穴传输层620的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第三空穴传输材料(HTL3)形成的混合物，第三空穴传输层630的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第四空穴传输材料(HTL4)形成的混合物。空穴平衡层500的材料为第四空穴传输材料(HTL4)。第一空穴传输层610的HOMO能级为4.2eV～5.6eV，第二空穴传输层620的HOMO能级为5.6eV～6.03eV，第三空穴传输层630的HOMO能级为6.04eV～6.8eV，空穴平衡层的HOMO能级为6.04eV～6.8eV，第一空穴传输层610、第二空穴传输层620以及第三空穴传输层630的HOMO能级依次增大。空穴平衡层500的HOMO能级可以等于或大于第三空穴传输层630的HOMO能级。第一空穴传输层610的HOMO能级与阳极功函数(例如，Al的功函数为4.0eV左右)接近，而第三空穴传输层630的HOMO能级与蓝光量子点发光层400的HOMO能级(一般为6.5eV左右)接近，通过第一空穴传输层610、第二空穴传输层620及第三空穴传输层630形成阶梯状的能级关系，当空穴从阳极向阴极方向迁移时，空穴注入势垒小，达到逐步提高子空穴传输层的空穴注入能力，满足蓝光量子点薄膜电致发光器件的空穴注入的要求。进一步的，通过空穴平衡层500的材料为第四空穴传输材料(HTL4)，与第三空穴传输层630中含有共同的第四空穴传输材料(HTL4)，一方面有利于空穴从第三空穴传输层630中进入空穴平衡层500，另一方面空穴平衡层500能够阻止高迁移率的第一空穴传输材料(HTL1)与蓝光量子点发光层400的直接接触，避免造成发光猝灭。
传统的正置结构的量子点薄膜电致发光器件，由于量子点发光层(QDs发光层)需要采用溶液法来制备，在制备空穴传输层600时，溶液法限制了空穴注入和空穴传输材料的可选择性。本发明的蓝光量子点薄膜电致发光器件10采用倒置结构，阳极700在最上层，离基底100最远。空穴传输层600可在蓝光量子点发光层400制备完成后用真空蒸镀的方式来制备，因此与蓝光量子点发光层400匹配的高HOMO能级空穴传输材料可选择范围更广。
具体的，第一空穴传输材料(HTL1)选自氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、氧化钒(V2O5)和钛菁铜(CuPc)中的一种。一般的，HTL1的HOMO能级一般较低，接近阳极700的功函数，使得空穴容易从阳极700传导进入第一空穴传输层610中，提高发光效率。
第二空穴传输材料(HTL2)选自N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺(NPB)和2,2’二(3-二甲基苯氨基苯)1,1'联苯(BTPD)中的一种。一般的，HTL2的HOMO能级大于HTL1的HOMO能级。
第三空穴传输材料(HTL3)选自4,4'-双(9H-咔唑-9-基)联苯(CBP)、8,8-二(4-(9氢-咔唑-9-基)苯基)-8氢-吲哚[3,2,1-de]吖啶(FPCC)和3,5-二(9氢-咔唑-9-基)-氮,氮-联苯氨(DCDPA)中的一种。一般的，HTL3的HOMO能级大于HTL2的HOMO能级。
第四空穴传输材料(HTL4)选自2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮(mCP)和6,6-二(4-9氢-咔唑-9-基)苯基)-6氢-吡咯[3,2,1-de]吖啶(BCPPA)中的一种。HTL4的HOMO能级一较高，接近蓝光量子点发光层400的HOMO能级，使得空穴容易从第三空穴传输层630传导进入蓝光量子点发光层400中，提高发光效率。
具体的，第一空穴传输层610中第一空穴传输材料(HTL1)与第二空穴传输材料(HTL2)的质量比为1:1～3:2，第一空穴传输材料(HTL1)选自氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、氧化钒(V2O5)和钛菁铜(CuPc)中的一种，第二空穴传输材料(HTL2)选自N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺(NPB)和2,2’二(3-二甲基苯氨基苯)1,1'联苯(BTPD)中的一种。
第二空穴传输层620中第一空穴传输材料(HTL1)与第三空穴传输材料(HTL3)的质量比为1:2～1:1。第一空穴传输材料(HTL1)选自氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、氧化钒(V2O5)和钛菁铜(CuPc)中的一种，第三空穴传输材料(HTL3)选自4,4'-双(9H-咔唑-9-基)联苯(CBP)、8,8-二(4-(9氢-咔唑-9-基)苯基)-8氢-吲哚[3,2,1-de]吖啶(FPCC)和3,5-二(9氢-咔唑-9-基)-氮,氮-联苯氨(DCDPA)中的一种。
第三空穴传输层630中第一空穴传输材料(HTL1)与第四空穴传输材料(HTL4)的质量比为1:4～1:2，第一空穴传输材料(HTL1)选自氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、氧化钒(V2O5)和钛菁铜(CuPc)中的一种，第四空穴传输材料(HTL4)选自2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮(mCP)和6,6-二(4-9氢-咔唑-9-基)苯基)-6氢-吡咯[3,2,1-de]吖啶(BCPPA)中的一种。
空穴平衡层500的材料为第四空穴传输材料(HTL4)，第四空穴传输材料(HTL4)选自2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮(mCP)和6,6-二(4-9氢-咔唑-9-基)苯基)-6氢-吡咯[3,2,1-de]吖啶(BCPPA)中的一种。
第一空穴传输层610、第二空穴传输层620及第三空穴传输层630的材料均包括至少两种空穴传输材料(HTL)，通过分别调节第一空穴传输层610中HTL1与HTL2的质量比、第二空穴传输层620中HTL1和HTL3的质量比以及第三空穴传输层630中HTL1与HTL4的质量比，可以分别获得多个不同HOMO能级的第一空穴传输层610、第二空穴传输层620以及第三空穴传输层630，从而形成层层的HOMO能级递减关系，使的蓝光量子点发光层400与阳极600之间的势垒变化平缓，利于空穴的传输，提高发光效率。而空穴平衡层500中为非掺杂的方式，采用第四空穴传输材料(HTL4)制成。三层掺杂的空穴传输层600和一层非掺杂的空穴平衡层500配合，使得空穴通过阶梯型的势垒非常容易的从阳极传入空穴传输层600中，再通过空穴平衡层500阻止高迁移率的第一空穴传输材料(HTL1)与蓝光量子点发光层400的直接接触，可以避免造成发光猝灭。
具体的，空穴平衡层500、第三空穴传输层630、第二空穴传输层620和第一空穴传输层610的厚度依次增大。与蓝光量子点发光层400直接接触的空穴平衡层500的厚度为5nm～10nm，由于空穴平衡层500种空穴迁移率较低，5nm～10nm的较薄的厚度在保证足够的空穴注入的基础上，有效的降低电致发光器件的漏电流，提高发光效率。第一空穴传输层610、第二空穴传输层620和第三空穴传输层630的厚度根据空穴传输材料的性质来决定。
具体的，第三空穴传输层630的厚度为10nm～20nm，第二空穴传输层620的厚度为10nm～20nm，第一空穴传输层610的厚度为20nm～30nm。
传统的QLED只有单层的空穴传输层600，或者有多层结构，一般也是做成相同的厚度，由于空穴在空穴传输层600和空穴平衡层500中各个部位的迁移率不尽相同，空穴传输的效率低。本申请中空穴平衡层500、第三空穴传输层630、第二空穴传输层620和第一空穴传输层610的厚度依次增大。根据阶梯状的势垒变化以及空穴迁移率，合理设计每一层空穴传输层的厚度，提高空穴的传输效率，进而提高QLED的发光效率。
阳极600选自铝、银、金和铂中的一种。铝(Al)、银(Ag)、金(Au)和铂(Pt)的功函数较高，有利于减小阳极600与蓝光量子点发光层400之间的势垒差。
具体的，阳极600的厚度为100nm～150nm。
上述倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件10，在靠近蓝光量子点发光层400上层叠一层厚度为5nm～10nm的较薄的空穴平衡层500，在保证足够的空穴注入的基础上，可有效的降低电致发光器件的漏电流，提高发光效率。空穴平衡层500能够阻止高迁移率的第一空穴传输材料(HTL1)与蓝光量子点发光层400的直接接触，避免造成发光猝灭。第一空穴传输层610、第二空穴传输层620及第三空穴传输630层的材料均包括第一空穴传输材料(HTL1)，通过第一空穴传输材料(HTL1)分别与第二空穴传输材料(HTL2)、第三空穴传输材料(HTL3)及第四空穴传输材料(HTL4)掺杂，使得空穴传输层600之间势垒变化平缓，进一步降低蓝光QLED的驱动电压。空穴平衡层500及第三空穴传输层630的HOMO能级与蓝光量子点的HOMO能级相近，第一空穴传输层610的HOMO能级与阳极700的功函数相近，并且空穴平衡层500、第三空穴传输层630、第二空穴传输层620及第一空穴传输层610的HOMO能级依次减小，从而在蓝光量子点发光层400与阳极700之间形成阶梯性势垒，达到逐步提高空穴传输层600的空穴注入能力，满足蓝光量子点薄膜电致发光器件10的空穴注入的要求。
此外，本发明还提供一种上述倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件10的制备方法，如图3所示，该方法包括以下步骤S110～S140。
S110、提供基底，在基底上形成阴极。
基底的材质可以为玻璃，可将基底依次用洗涤剂、丙酮、乙醇和异丙醇各超声处理15min。之后在基底上蒸镀、喷镀、溅射或电化学蒸发沉积形成阴极。阴极的材质可以为铟锡氧化物(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)、掺铟的氧化锌(IZO)等，阴极的厚度为80nm～200nm。
优选的，采用溅射的方法将铟锡氧化物(ITO)溅射至玻璃基底上。
本实施方式中，在基底上形成阴极后，还包括对已形成阴极的基底依次用洗涤剂、丙酮、乙醇和异丙醇各超声处理15min，再进行紫外臭氧(UV-ozone)处理15min。
S120、在S110中得到的阴极上依次形成电子传输层和蓝光量子点发光层。
可采用溶液旋涂法在阴极导电膜上制备电子传输层，电子传输层可为氧化锌(ZnO)或二氧化钛(TiO2)等，电子传输层的厚度30nm～50nm。
同样，可采用溶液旋涂法在电子传输层上形成蓝光量子点发光层，蓝光量子点发光层的厚度为15nm～30nm。蓝光量子点发光层的材料可以为CdSe@ZnS核壳结构蓝光量子点或ZnCdS@ZnS核壳结构蓝光量子点。
S130、在S120中得到的蓝光量子点发光层上形成空穴平衡层、空穴传输层，空穴传输层包括依次层叠的第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层。
可采用真空蒸镀法在蓝光量子点发光层上形成空穴平衡层，空穴平衡的材料为第四空穴传输材料(HTL4)，空穴平衡层的厚度为5nm～10nm。然后在空穴平衡层上形成第三空穴传输层，第三空穴传输层的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第四空穴传输材料(HTL4)形成的混合物，第三空穴传输层的厚度为10nm～20nm。再在第三空穴传输层上真空蒸镀形成第二空穴传输层，第二空穴传输层的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第二空穴传输材料(HTL3)形成的混合物，第二空穴传输层的厚度可以为10nm～20nm。之后在第二空穴传输层上真空蒸镀形成第一空穴传输层，第一空穴传输层的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第二空穴传输材料(HTL2)形成的混合物，第一空穴传输层的厚度可以为20nm～30nm。
S140、在S130中得到第一空穴传输层上形成阳极。
可采用蒸镀、喷镀、溅射或电化学蒸发沉积的方法在第一空穴传输层上形成阳极。阳极的材质可选自铝、银、金和铂中的一种。
这种倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的制备方法，工艺简单、易操作。制备得到的蓝光量子点薄膜电致发光器件的蓝光量子点发光层与阳极之间形成阶梯性势垒，空穴传输层的空穴注入能力强，满足蓝光量子点薄膜电致发光器件的空穴注入的要求。进一步设置空穴平衡层，可以阻止高迁移率的第一空穴传输材料与蓝光量子点发光层直接接触，避免造成发光猝灭。
以下为实施例部分。
以下实施例中，如无特别说明，未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，所用实验材料可购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司、百灵威科技有限公司。
实施例1
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的结构为基底、阴极、电子传输层、蓝光量子点发光层、空穴平衡层、空穴传输层以及阳极。其中空穴传输层包括层叠的第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层。第三空穴传输层与空穴传输层直接接触。空穴平衡层的厚度为8nm，空穴平衡层的材料为第四空穴传输材料(HTL4)，HTL4为2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮(mCP)。第三空穴传输层的厚度为15nm，第三空穴传输层的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第四空穴传输材料(HTL4)形成的混合物，其中HTL1为氧化钼(MoO3)，HTL4为2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮(mCP)，MoO3与mCP质量比为1:3。第二空穴传输层的厚度为15nm，第二空穴传输层的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第三空穴传输材料(HTL3)形成的混合物，其中HTL1为氧化钼(MoO3)，HTL3为3,5-二(9氢-咔唑-9-基)-氮,氮-联苯氨(DCDPA)，MoO3与DCDPA质量比为1:2。第一空穴传输层的厚度为25nm，第一空穴传输层的材料为第一空穴传输材料(HTL1)和第二空穴传输材料(HTL2)形成的混合物，其中HTL1为氧化钼(MoO3)，HTL2为2,2’二(3-二甲基苯氨基苯)1,1'联苯(BTPD)，MoO3与BTPD质量比为4:3。
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的具体制备过程如下：
将玻璃基底依次用洗涤剂、丙酮、乙醇和异丙醇各超声处理15min。然后在玻璃基底上溅射一层厚度为150nm的ITO导电膜，再进行紫外臭氧(UV-ozone)处理15min。接着采用溶液旋涂法在充满氮气且水氧含量极低的手套箱内制备ZnO电子传输层，采用20mg/ml的ZnO纳米颗粒乙醇溶液，在转速为1500转/分钟(Resolutions per minute，rpm)，温度为150℃下退火30min，ZnO电子传输层的厚度为40nm。之后在电子传输层上制备蓝光量子点发光层，采用20mg/ml的蓝光CdSe@ZnS量子点甲苯溶液，在转速2000rpm，温度为150℃下退火30min，蓝光量子点发光层厚度为20nm。之后将器件转移至压力为10-4Pa下的高真空腔体内，依次将mCP真空蒸镀形成8nm的空穴平衡层，然后将质量比为1:3的MoO3与mCP真空蒸镀形成第三空穴传输层，再将质量比为1:2的MoO3与DCDPA真空蒸镀形成第二空穴传输层，之后将质量比为4:3的MoO3与BTPD真空蒸镀形成第一空穴传输层。最后真空蒸镀100nm的Al电极作为阳极，得到倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件。
分别对空穴平衡层、第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层进行测试，空穴平衡层的HOMO能级为6.1eV，第三空穴传输层的HOMO能级为6.1eV，第二空穴传输层的HOMO能级为5.88eV，第一空穴传输层的HOMO能级为5.57eV。
对制备得到的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件进行亮度测试，结果如图4所示。从图4可以看出，实施例1中的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件亮度高明显高于对比例。
实施例2
本实施例的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件中空穴平衡层的厚度为5nm，空穴平衡层的材料为HTL4，HTL4为mCP。第三空穴传输层的厚度为10nm，第三空穴传输层的材料为HTL1和HTL4形成的混合物，其中HTL1为MoO3，HTL4为mCP，MoO3与mCP质量比为1:4。第二空穴传输层的厚度为11nm，第二空穴传输层的材料为HTL1和HTL3形成的混合物，其中HTL1为MoO3，HTL3为DCDPA，MoO3与DCDPA质量比为1:1。第一空穴传输层的厚度为20nm，第一空穴传输层的材料为HTL1和HTL2形成的混合物，其中HTL1为MoO3，HTL2为BTPD，MoO3与BTPD质量比为1:1。其余与实施例1相同。
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的具体制备方法与实施例1相同。
分别对空穴平衡层、第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层进行测试，空穴平衡层的HOMO能级为6.1eV，第三空穴传输层的HOMO能级为6.1eV，第二空穴传输层的HOMO能级为5.88eV，第一空穴传输层的HOMO能级为5.57eV。
对制备得到的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件进行亮度测试，结果如图4所示。从图4可以看出，实施例2中的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件亮度高明显高于对比例。
实施例3
本实施例的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件中空穴平衡层的厚度为10nm，空穴平衡层的材料为HTL4，HTL4为mCP。第三空穴传输层的厚度为18nm，第三空穴传输层的材料为HTL1和HTL4形成的混合物，其中HTL1为MoO3，HTL4为mCP，MoO3与mCP质量比为1:2。第二空穴传输层的厚度为20nm，第二空穴传输层的材料为HTL1和HTL3形成的混合物，其中HTL1为MoO3，HTL3为DCDPA，MoO3与DCDPA质量比为1:1。第一空穴传输层的厚度为30nm，第一空穴传输层的材料为HTL1和HTL2形成的混合物，其中HTL1为MoO3，HTL2为BTPD，MoO3与BTPD质量比为3:2。其余与实施例1相同。
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的具体制备方法与实施例1相同。
分别对空穴平衡层、第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层进行测试，空穴平衡层的HOMO能级为6.1eV，第三空穴传输层的HOMO能级为6.1eV，第二空穴传输层的HOMO能级为5.88eV，第一空穴传输层的HOMO能级为5.57eV。
对制备得到的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件进行亮度测试，结果如图4所示。从图4可以看出，实施例2中的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件亮度高明显高于对比例。
实施例4
本实施例的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件中空穴平衡层的厚度为6nm，空穴平衡层的材料为HTL4，HTL4为BCPPA。第三空穴传输层的厚度为12nm，第三空穴传输层的材料为HTL1和HTL4形成的混合物，其中HTL1为WO3，HTL4为BCPPA，WO3与BCPPA质量比为1:2。第二空穴传输层的厚度为20nm，第二空穴传输层的材料为HTL1和HTL3形成的混合物，其中HTL1为WO3，HTL3为FPCC，WO3与FPCC质量比为1:2。第一空穴传输层的厚度为25nm，第一空穴传输层的材料为HTL1和HTL2形成的混合物，其中HTL1为WO3，HTL2为BTPD，WO3与BTPD质量比为3:2。其余与实施例1相同。
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的具体制备方法与实施例1相同。
分别对空穴平衡层、第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层进行测试，空穴平衡层的HOMO能级为6.04eV，第三空穴传输层的HOMO能级为6.04eV，第二空穴传输层的HOMO能级为6.03eV，第一空穴传输层的HOMO能级为5.57eV。
实施例5
本实施例的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件中空穴平衡层的厚度为8nm，空穴平衡层的材料为HTL4，HTL4为BCPPA。第三空穴传输层的厚度为10nm，第三空穴传输层的材料为HTL1和HTL4形成的混合物，其中HTL1为V2O5，HTL4为BCPPA，V2O5与BCPPA质量比为1:2。第二空穴传输层的厚度为10nm，第二空穴传输层的材料为HTL1和HTL3形成的混合物，其中HTL1为V2O5，HTL3为CBP，V2O5与CBP质量比为1:1。第一空穴传输层的厚度为20nm，第一空穴传输层的材料为HTL1和HTL2形成的混合物，其中HTL1为V2O5，HTL2为NPB，V2O5与NPB质量比为1:1。其余与实施例1相同。
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的具体制备方法与实施例1相同。
分别对空穴平衡层、第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层进行测试，空穴平衡层的HOMO能级为6.04eV，第三空穴传输层的HOMO能级为6.04eV，第二空穴传输层的HOMO能级为5.9eV，第一空穴传输层的HOMO能级为5.4eV。
实施例6
本实施例的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件中空穴平衡层的厚度为10nm，空穴平衡层的材料为HTL4，HTL4为mCP。第三空穴传输层的厚度为15nm，第三空穴传输层的材料为HTL1和HTL4形成的混合物，其中HTL1为CuPc，HTL4为mCP，CuPc与mCP质量比为1:4。第二空穴传输层的厚度为16nm，第二空穴传输层的材料为HTL1和HTL3形成的混合物，其中HTL1为CuPc，HTL3为DCDPA，CuPc与DCDPA质量比为1:2。第一空穴传输层的厚度为20nm，第一空穴传输层的材料为HTL1和HTL2形成的混合物，其中HTL1为CuPc，HTL2为BTPD，CuPc与BTPD质量比为3:2。其余与实施例1相同。
倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件的具体制备方法与实施例1相同。
分别对空穴平衡层、第三空穴传输层、第二空穴传输层和第一空穴传输层进行测试，空穴平衡层的HOMO能级为6.1eV，第三空穴传输层的HOMO能级为6.1eV，第二空穴传输层的HOMO能级为5.88eV，第一空穴传输层的HOMO能级为5.57eV。
对比例
对比例的蓝光量子点薄膜电致发光器件的结构为基底、阴极、电子传输层、蓝光量子点发光层、空穴传输层以及阳极。阴极材料为ITO，电子传输层为ZnO，发光层为蓝光量子点，空穴传输层为一层NPB和一层MoO3，阳极为Al。对对比例进行亮度测试，结果如图4所示。从图4可以看出，对比例的亮度明显小于实施例1、实施例2和实施例3中的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，包括依次层叠的基底、阴极、电子传输层、蓝光量子点发光层、空穴平衡层、空穴传输层以及阳极；
所述空穴传输层包括层叠的第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层，所述第三空穴传输层与所述空穴平衡层直接接触，所述第一空穴传输层的材料为第一空穴传输材料和第二空穴传输材料形成的混合物，所述第二空穴传输层的材料为第一空穴传输材料和第三空穴传输材料形成的混合物，所述第三空穴传输层的材料为第一空穴传输材料和第四空穴传输材料形成的混合物；
所述空穴平衡的材料为第四空穴传输材料，所述空穴平衡层的厚度为5nm～10nm；
所述空穴平衡层的HOMO能级为6.04eV～6.8eV，所述第三空穴传输层的HOMO能级为6.04eV～6.8eV，所述第二空穴传输层的HOMO能级为5.6eV～6.03eV，所述第一空穴传输层的HOMO能级为4.2eV～5.6eV，所述第三空穴传输层、所述第二空穴传输层及所述第一空穴传输层的HOMO能级依次减小；
所述第一空穴传输层与所述阳极直接接触；
所述空穴平衡层、所述第三空穴传输层、所述第二空穴传输层和所述第一空穴传输层的厚度依次增大。
2.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述蓝光量子点发光层的材料选自CdSe@ZnS核壳结构蓝光量子点和ZnCdS@ZnS核壳结构蓝光量子点中的一种，其中，@表示包覆，CdSe或ZnCdS为所述核壳结构量子点的核，ZnS为所述核壳结构量子点的壳。
3.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述蓝光量子点发光层的厚度为15nm～30nm。
4.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述第一空穴传输材料、所述第二空穴传输材料、所述第三空穴传输材料及所述第四空穴传输材料的HOMO能级依次增大。
5.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述第一空穴传输层中所述第一空穴传输材料与所述第二空穴传输材料的质量比为1:1～3:2，所述第一空穴传输材料选自三氧化钼、三氧化钨、氧化钒和钛菁铜中的一种，所述第二空穴传输材料选自N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺和2,2’二(3-二甲基苯氨基苯)1,1'联苯中的一种。
6.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述第二空穴传输层中所述第一空穴传输材料与所述第三空穴传输材料的质量比为1:2～1:1，所述第一空穴传输材料选自三氧化钼、三氧化钨、氧化钒和钛菁铜中的一种，所述第三空穴传输材料选自4,4'-双(9H-咔唑-9-基)联苯、8,8-二(4-(9氢-咔唑-9-基)苯基)-8氢-吲哚[3,2,1-de]吖啶和3,5-二(9氢-咔唑-9-基)-氮,氮-联苯氨中的一种。
7.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述第三空穴传输层中所述第一空穴传输材料与所述第四空穴传输材料的质量比为1:4～1:2，所述第一空穴传输材料选自三氧化钼、三氧化钨、氧化钒和钛菁铜中的一种，所述第四空穴传输材料选自2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮和6,6-二(4-9氢-咔唑-9-基)苯基)-6氢-吡咯[3,2,1-de]吖啶中的一种。
8.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述空穴平衡层的材料为第四空穴传输材料，所述第四空穴传输材料选自2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮和6,6-二(4-9氢-咔唑-9-基)苯基)-6氢-吡咯[3,2,1-de]吖啶中的一种。
9.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述第三空穴传输层的厚度为10nm～20nm，所述第二空穴传输层的厚度为10nm～20nm，所述第一空穴传输层的厚度为20nm～30nm。
10.根据权利要求1所述的倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件，其特征在于，所述阳极选自铝、银、金和铂中的一种。
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