CN106159102A - 叠层qled器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叠层QLED器件及其制备方法。所述叠层QLED器件包括依次层叠设置的基板、第一阳极、第一量子点发光层、阴极，以及在所述阴极上依次层叠设置的第二量子点发光层和第二阳极，其中，所述第二阳极由氨处理的氧化石墨烯制成。所述叠层QLED器件的制备方法，包括以下步骤：提供图案化的第一阳极基板；在所述第一阳极基板上依次沉积第一量子点发光层、阴极，形成第一QLED结构；在所述阴极上沉积第二量子点发光层；在所述第二量子点发光层上沉积第二阳极。

Description

叠层QLED器件及其制备方法

技术领域

本发明属于平板显示技术领域，尤其涉及一种叠层QLED器件及其制备方法。

背景技术

半导体量子点由于具有尺寸可调的光电性质，被广泛应用于发光二极管、太阳能电池和生物荧光标记领域。经过二十多年的发展，量子点合成技术取得了显著的成绩，可以合成得到各种高质量的量子点纳米材料，其光致发光效率可以达到85％以上。由于量子点具有尺寸可调节的发光、发光线宽窄、光致发光效率高和热稳定性等特点，以量子点为发光层的量子点发光二极管(QLED)成为极具潜力的下一代显示和固态照明光源。

量子点发光二极管因具备高亮度、低功耗、广色域、易加工等诸多优点，近年来在照明和显示领域获得了广泛的关注与研究。经过多年的发展，QLED技术获得了巨大的发展。从公开报道的文献资料来看，目前最高的红色和绿色QLED的外量子效率已经超过或者接近20％，表明红绿QLED的内量子效率实际上已经接近100％的极限。然而，作为高性能全彩显示不可或缺的蓝色QLED，目前不论是在电光转换效率、还是在使用寿命上，都远低于红绿QLED，从而限制了QLED在全彩显示方面的应用。从国际上各研究机构和相关公司公布的数据来看，目前QLED的性能重复性较差，这限制了QLED的规模实用化生产。此外，周围环境中的水汽很容易进入QLED显示器中，导致QLED显示器的使用寿命受到影响。如果将QLED显示器密封于无水汽的环境中，那么QLED显示器的寿命可以得到显著延长，因此，QLED显示器的封装技术成为提高QLED显示器的使用寿命的关键制程。但是，密封环境下的封装，会导致QLED显示器发热量无法及时散出，使得整个显示器温度升高，影响其效率及寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叠层QLED器件及其制备方法，旨在解决对QLED显示器进行封装后、QLED产生的热量无法发散，进而影响QLED效率、稳定性及寿命的问题。

本发明是这样实现的，一种叠层QLED器件，包括依次层叠设置的基板、第一阳极、第一量子点发光层、阴极，以及在所述阴极上依次层叠设置的第二量子点发光层和第二阳极，其中，所述第二阳极由氨处理的氧化石墨烯制成。

以及，一种叠层QLED器件的制备方法，包括以下步骤：

提供图案化的第一阳极基板；

在所述第一阳极基板上依次沉积第一量子点发光层、阴极，形成第一QLED结构；

在所述阴极上沉积第二量子点发光层；

在所述第二量子点发光层上沉积第二阳极，

其中，所述第二阳极的制备方法为：

提供氨水和氧化石墨烯水溶液，将所述氨水和所述氧化石墨烯水溶液混合形成混合液；

将所述混合液在80-100℃条件下搅拌50-70min，得到氨处理的氧化石墨烯溶液；

将所述氨处理的氧化石墨烯溶液通过溶液加工法沉积在所述第二量子点发光层，制备得到第二阳极。

本发明提供的QLED器件，在常规QLED结构的基础上，在阴极上设置了第二量子点发光层和由氨处理的氧化石墨烯制成的第二阳极，一方面，所述氨处理的氧化石墨烯作为阳极层，从而形成了叠层的QLED器件，提高了器件的发光效率；另一方面，由于所述氨处理的氧化石墨烯具有高透光性和高导热性，因此所述氨处理的氧化石墨烯形成的第二阳极同时作为封装填充层，将QLED器件发散出来的热量及时有效地导出，从而提高了QLED器件的稳定性，延长了QLED器件的使用寿命。本发明提供的叠层QLED器件的制备方法，所述第二阳极可以通过溶液加工法实现，方法成熟易控，易于实现产业化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的没有设置空穴传输层、电子传输层、电子注入层的叠层QLED器件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的设置有空穴传输层、电子传输层、电子注入层的叠层QLED器件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的叠层QLED器件的封装结构图。

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1-3，本发明实施例提供了一种叠层QLED器件，包括依次层叠设置的基板1、第一阳极2、第一量子点发光层4、阴极7，以及在所述阴极7上依次层叠设置的第二量子点发光层10和第二阳极12，如图1所示，其中，所述第二阳极由氨处理的氧化石墨烯制成。

为了提高所述叠层QLED器件的空穴和/或电子的注入效率，从而提高其发光效率，优选的，所述叠层QLED器件还包括第一空穴传输层3、第一电子传输层5、第一电子注入层6、第二空穴传输层11、第二电子传输层9、第二电子注入层8中的至少一层。即作为一个优选实施例，所述叠层QLED器件还包括在所述第一阳极2和所述第一量子点发光层4之间设置的第一空穴传输层3；作为另一个优选实施例，所述叠层QLED器件还包括在所述第一量子点发光层4和所述阴极7之间设置的第一电子传输层5、第一电子注入层6中的至少一层；作为又一个优选实施例，所述叠层QLED器件还包括在所述第二阳极12和所述第二量子点发光层10之间设置的第二空穴传输层11；作为再一个优选实施例，所述叠层QLED器件还包括在所述第二量子点发光层10和所述阴极7之间设置的第二电子传输层9、第二电子注入层8中的至少一层。当然，应当理解，上述优选实施例中的一个或多个可以组合形成新的实施例。具体的，所述第一电子传输层5、第一电子注入层6依次设置在所述第一量子点发光层4和所述阴极7之间；所述第二电子注入层8、第二电子传输层9依次设置在所述阴极7和所述第二量子点发光层10之间。

作为较佳实施例，如图2所示，所述叠层QLED器件，包括依次层叠设置的基板1、第一阳极2、空穴传输层3、第一量子点发光层4、第一电子传输层5、第一电子注入层6和阴极7，以及在所述阴极7上依次层叠设置的第二电子注入层8、第二电子传输层9、第二量子点发光层10、第二空穴传输层11和第二阳极12。

进一步的，如图3所示，可以在所述叠层QLED器件上设置封装盖片13，对所述叠层QLED器件进行封装处理。

具体的，本发明实施例中，所述基板1的选择没有明确限制，可以采用柔性基板，也可以采用硬质基板，如玻璃基板。

所述第一阳极2可采用常规的阳极材料制成。优选的，所述第一阳极1为图案化的ITO，当然，不限于此。

所述第一空穴传输层3、第二空穴传输层11均可采用常规的空穴传输材料制成，且所述第一空穴传输层3、第二空穴传输层11的材料相同或不同，更优选为采用相同的空穴传输材料。所述第一空穴传输层3、第二空穴传输层11的厚度根据实际需要选择性设置，范围在0-100nm之间，各自优选为40-50nm。

所述第一量子点发光层4、所述第二量子点发光层10可采用本领域常用的无机量子点材料制备获得，且所述第一量子点发光层4、所述第二量子点发光层10的材料相同或不同，更优选为采用相同的无机量子点材料。所述第一量子点发光层4、所述第二量子点发光层10的厚度分别为10-100nm。

所述第一电子传输层5、所述第二电子传输层9均可采用本领常规的材料制成，且所述第一电子传输层5、所述第二电子传输层9的材料相同或不同，更优选为采用相同的电子传输材料。所述第一电子传输层5、所述第二电子传输层9的厚度可采用本领域常规厚度。优选的，所述第一电子传输层5、所述第二电子传输层9分别采用具有高电子传输性能的n型氧化锌，厚度分别优选为30-60nm。

所述第一电子注入层6、所述第二电子注入层8均可采用本领常规的材料制成，且所述第一电子注入层6、所述第二电子注入层8的材料相同或不同，更优选为采用相同的电子注入材料。所述第一电子注入层6、所述第二电子注入层8的厚度可采用本领域常规厚度。优选的，所述第一电子注入层6、所述第二电子注入层8分别采用低功函数的金属，包括但不限于Ca、Ba，也可以选择CsF、LiF、CsCO₃等化合物，还可以采用其它电解质型电子传输材料。

所述阴极7可采用本领域常用的阴极材料，包括但不限于金属铝或金属银。所述阴极7的厚度为100-150nm。

所述第二阳极12由氨处理的氧化石墨烯制成，所述氨处理的氧化石墨烯是指将氨水和氧化石墨烯水溶液混合形成混合液后，在80-100℃条件下搅拌50-70min，氨水将氧化石墨烯还原后得到的物质。优选的，所述氨水浓度为26-30wt％，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.4-0.65mg/ml，所述混合液中，所述氨水与所述氧化石墨烯水溶液的体积比为0.1％-0.5％。由此，可以使得所述氧化石墨烯的还原程度满足本发明同时作为阳极材料和封装填充材料的需要。进一步优选的，所述第二阳极的厚度为10-100nm。该优选的厚度，既可以保证良好的透光性和电导率；而且能够有效地导出QLED器件产生的热量。

所述基板1、第一阳极2、第一量子点发光层4和阴极7构成第一QLED结构，优选的，所述基板1、第一阳极2、第一空穴传输层3、第一量子点发光层4、第一电子传输层5、第一电子注入层6和阴极7构成第一QLED结构。所述第一QLED结构具有常规QLED器件的结构和使用性能。有别于常规的QLED器件，本发明实施例在所述第一QLED结构的所述阴极7上依次设置有所述第二量子点发光层10和第二阳极12，其中，所述第二阳极由氨处理的氧化石墨烯制成。由于所述氨处理的氧化石墨烯，其氧化石墨烯被氨水还原，其电导率显著提高，加之所述氨处理的氧化石墨烯具有高透光性，因此，可以作为良好的阳极材料。由此，所述阴极7、第二量子点发光层10和第二阳极12形成第二QLED结构，优选的，所述阴极7、第二电子注入层8、第二电子传输层9、第二量子点发光层10、第二空穴传输层11和第二阳极12形成第二QLED结构，从而与所述第一QLED结构形成叠层的QLED器件(所述第一QLED结构、所述第二QLED结构共用阴极)，提高QLED器件的发光效率。同时，由于所述氨处理的氧化石墨烯具有高透光性和高导热性，所述第二阳极12同时作为封装导填充层，将QLED器件发散出来的热量及时有效地导出，从而提高了QLED器件的稳定性，延长了QLED器件的使用寿命。

本发明实施例提供的QLED器件，在常规QLED结构的基础上，在阴极上设置了第二量子点发光层和由氨处理的氧化石墨烯制成的第二阳极，一方面，所述氨处理的氧化石墨烯作为阳极层，从而形成了叠层的QLED器件，提高了器件的发光效率；另一方面，由于所述氨处理的氧化石墨烯具有高透光性和高导热性，因此所述氨处理的氧化石墨烯形成的第二阳极同时作为封装填充层，将QLED器件发散出来的热量及时有效地导出，从而提高了QLED器件的稳定性，延长了QLED器件的使用寿命。

本发明实施例所述叠层QLED器件可以通过下述方法制备获得。

以及，本发明实施例还提供了一种叠层QLED器件的制备方法，包括以下步骤：

S01.提供图案化的第一阳极基板；

S02.在所述第一阳极基板上依次沉积第一量子点发光层、阴极，形成第一QLED结构；

S03.在所述阴极上沉积第二量子点发光层；

S04.在所述第二量子点发光层上沉积第二阳极，

其中，所述第二阳极的制备方法为：

S041.提供氨水和氧化石墨烯水溶液，将所述氨水和所述氧化石墨烯水溶液混合形成混合液；

S042.将所述混合液在80-100℃条件下搅拌50-70min，得到氨处理的氧化石墨烯溶液；

S043.将所述氨处理的氧化石墨烯溶液通过溶液加工法沉积在所述第二量子点发光层，制备得到第二阳极。

具体的，上述步骤S01中，所述图案化的第一阳极基板为常规的阳极基板如ITO基板。为了提高沉积物质的附着能力，优选的，在沉积所述第一量子点发光层之前，还包括对所述第一阳极基板进行清洁处理，所述清洁处理的方法为：将所述第一阳极基板按次序分别置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声时间为10-20min，具体可为15min，待超声清洗完成后，将所述第一阳极基板放置于洁净烘箱内烘干备用。

上述步骤S02中，优选的，在沉积第一量子点发光层前，在所述第一阳极基板上沉积第一空穴传输层；在沉积所述阴极前，在所述第一量子点发光层上沉积第一电子传输层、第一电子注入层中的至少一层。本发明实施例所述第一空穴传输层、第一量子点发光层、第一电子传输层、第一电子注入层的沉积，可采用溶液加工法实现，其中，所述溶液加工法包括但不限于旋涂、印刷。所述阴极可采用热蒸镀的方式制备获得。

作为一个具体优选实施例，待所述第一阳极基板干燥后，在其上沉积空穴传输材料形成第一空穴传输层，对其进行加热处理去除溶剂、同时提高膜层的致密性。待所述第一空穴传输层冷却后，在所述第一空穴传输层表面沉积第一量子点发光层，沉积完成后将片子放置在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂、同时提高膜层的致密性。随后，在所述第一量子点发光层表面依次沉积第一电子传输层和第一电子注入层。最后，将沉积完各功能层的片子置于蒸镀仓中，通过掩膜板热蒸镀一层金属银或者铝作为阴极。由此得到第一QLED结构。

上述步骤S03中，在所述阴极上依次沉积第二量子点发光层，可以采用溶液加工法实现。其中，所述溶液加工法包括但不限于旋涂、印刷。作为一个具体优选实施例，在所述阴极Al旋涂量子点发光材料，在80℃的加热台上加热10分钟形成致密的第二量子点发光层。

优选的，在沉积第二量子点发光层前，在所述阴极上沉积第二电子注入层、第二电子传输层中的至少一层。本发明实施例所述第二电子注入层、第二电子传输层的沉积，可采用溶液加工法实现，其中，所述溶液加工法包括但不限于旋涂、印刷。

上述步骤S04中，在所述第二量子点发光层上沉积第二阳极采用溶液加工法实现。

具体的，上述步骤S041中，所述氨水用于还原氧化石墨烯，从而增加氧化石墨烯的电导性。优选的，所述氨水浓度为26-30wt％，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.4-0.65mg/ml，所述混合液中，所述氨水与所述氧化石墨烯水溶液的体积比为0.1％-0.5％。由此，可以使得所述氧化石墨烯的还原程度满足本发明同时作为阳极材料和封装填充材料的需要。

上述步骤S042中，将所述混合液在80-100℃条件下搅拌50-70min，得到氨处理的氧化石墨烯溶液。作为具体实施例，将所述混合液在90℃条件下搅拌60min，得到氨处理的氧化石墨烯溶液。该优选的条件，可以有效控制反应的进行，有利于获得还原程度满足本发明实施例要求的阳极/封装填充材料。

上述步骤S043中，所述溶液加工法包括但不限于旋涂、滴涂、印刷。

将沉积完所述氨处理的氧化石墨烯溶液后的片子在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂，形成致密的第二阳极，由此得到叠层QLED器件。

优选的，在沉积所述第二阳极前，还包括在所述第二量子点发光层上沉积第二电子注入层、第二电子传输层中的至少一层。本发明实施例所述第二电子注入层、第二电子传输层的沉积，可采用溶液加工法实现，其中，所述溶液加工法包括但不限于旋涂、印刷。

进一步的，可对所述叠层QLED器件进行封装处理，具体的，在所述叠层QLED器件的四周滴上封装胶对其进行封装。

本发明实施例提供的叠层QLED器件的制备方法，所述第二阳极可以通过溶液加工法实现，方法成熟易控，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 (10)

1.一种叠层QLED器件，其特征在于，包括依次层叠设置的基板、第一阳极、第一量子点发光层、阴极，以及在所述阴极上依次层叠设置的第二量子点发光层和第二阳极，其中，所述第二阳极由氨处理的氧化石墨烯制成。

2.如权利要求1所述的叠层QLED器件，其特征在于，所述第二阳极的厚度为10-100nm。

3.如权利要求1或2所述的叠层QLED器件，其特征在于，还包括在所述第一阳极和所述第一量子点发光层之间设置的第一空穴传输层；和/或

在所述第一量子点发光层和所述阴极之间设置的第一电子传输层、第一电子注入层中的至少一层；和/或

在所述第二阳极和所述第二量子点发光层之间设置的第二空穴传输层；和/或

在所述第二量子点发光层和所述阴极之间设置的第二电子传输层、第二电子注入层中的至少一层。

4.如权利要求1或2所述的叠层QLED器件，其特征在于，所述第一阳极为图案化的ITO。

5.如权利要求1或2所述的叠层QLED器件，其特征在于，所述第一量子点发光层的厚度为10-100nm；和/或

所述第二量子点发光层的厚度为10-100nm。

6.如权利要求1或2所述的叠层QLED器件，其特征在于，所述阴极由银或铝制成，厚度为10-100nm。

7.如权利要求3所述的叠层QLED器件，其特征在于，所述第一电子传输层由n型氧化锌制成，厚度为30-60nm；和/或

所述第二电子传输层由n型氧化锌制成，厚度为30-60nm。

8.一种权利要求1-7任一所述的叠层QLED器件的制备方法，包括以下步骤：

提供图案化的第一阳极基板；

在所述第一阳极基板上依次沉积第一量子点发光层、阴极，形成第一QLED结构；

在所述阴极上沉积第二量子点发光层；

在所述第二量子点发光层上沉积第二阳极，

其中，所述第二阳极的制备方法为：

提供氨水和氧化石墨烯水溶液，将所述氨水和所述氧化石墨烯水溶液混合形成混合液；

将所述混合液在80-100℃条件下搅拌50-70min，得到氨处理的氧化石墨烯溶液；

将所述氨处理的氧化石墨烯溶液通过溶液加工法沉积在所述第二量子点发光层，制备得到第二阳极。

9.如权利要求8所述的叠层QLED器件的制备方法，其特征在于，所述氨水浓度为26-30wt％，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.4-0.65mg/ml，所述混合液中，所述氨水与所述氧化石墨烯水溶液的体积比为0.1％-0.5％。

10.如权利要求8所述的叠层QLED器件的制备方法，其特征在于，在沉积所述第一量子点发光层之前，还包括对所述第一阳极基板进行清洁处理，所述清洁处理的方法为：

将所述第一阳极基板按次序分别置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声时间为10-20min，待超声清洗完成后，将所述第一阳极基板放置于洁净烘箱内烘干备用。