CN106374052A - Qled及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种QLED及其制备方法。所述QLED，包括依次设置的衬底、前电极、量子点发光层和背电极，所述背电极为AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，包括在量子点发光层上依次设置的AZO层、Ag层、NiCr层、Al层，其中，所述AZO层和Ag层在交界处形成反射界面。所述QLED的制备方法，包括以下步骤：提供一衬底，在所述衬底上依次制备前电极、量子点发光层；在所述量子点发光层上依次沉积AZO层、Ag层、NiCr层、Al层，形成AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，其中，所述AZO层采用溶液法制备获得。

Description

QLED及其制备方法
技术领域
本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种QLED及其制备方法。
背景技术
由于波导效应的损失，光学器件发射出来的光大部分只能在器件的内部传播，进而被吸收。传统LED器件外量子效率普遍较低，保持在20％左右，器件出光效率还有很大的提升空间。近来，研究者尝试着对QLED器件内部和外部进行结构改进，从而提升QLED器件的出光效率，如散射介质、微观镜列、纳米洞、纳米结构等等。然而，这些方法对QLED器件出光效率的提升效果仍然不明显，而如何有效地提高QLED器件的出光效率成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种QLED及其制备方法，旨在解决现有QLED器件的出光效率低的问题。
本发明是这样实现的，一种QLED，包括依次设置的衬底、前电极、量子点发光层和背电极，所述背电极为AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，包括在量子点发光层上依次设置的AZO层、Ag层、NiCr层、Al层，其中，所述AZO层和Ag层在交界处形成反射界面。
以及，一种QLED的制备方法，包括以下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上依次制备前电极、量子点发光层；
在所述量子点发光层上依次沉积AZO层、Ag层、NiCr层、Al层，形成AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，其中，所述AZO层采用溶液法制备获得。
本发明提供的QLED，以具有反射界面的AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构作为背电极，所述量子点发光层发光后，通过所述反射界面的镜面效果来增强对光的反射能力，减少所述背电极对光的吸收和透射，使更多光从QLED器件内部反射出来，从而提高QLED器件的出光率。同时，所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构可以降低串联电阻，减少电流损失，降低能耗，提高器件稳定性。
本发明提供的QLED的制备方法，简单易控，适用于大批量、大面积生产。此外，采用溶液法制备所述AZO层，不仅简化了制备工艺和生产成本(不需要真空条件和复杂设备)，还能使QLED器件的膜层达到更佳的匹配，避免采用真空溅射法制备AZO层对其他功能层如电子传输层造成的轰击损伤，以及由此产生的缺陷，进而避免拦截捕获载流子传输，影响QLED器件性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的不含空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层的QLED结构示意图；
图2是本发明实施例提供的含空穴注入层、空穴传输层、电子传输层的QLED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。
如图1-2所示，本发明实施例提供了一种QLED，包括依次设置的衬底1、前电极2、量子点发光层5和背电极7，所述背电极7为AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，包括在量子点发光层上依次设置的AZO层71、Ag层72、NiCr层73、Al层74，其中，所述AZO层71和Ag层72在交界处形成反射界面711，如图1所示。
为了提高载流子迁移率，进而提高QLED器件性能，作为优选实施例，所述QLED还包括空穴注入层3、空穴传输层4、电子阻挡层(图中未标出)、电子传输层6、电子注入层(图中未标出)、空穴阻挡层(图中未标出)中的至少一层。作为一个具体优选实施例，如图2所示，所述QLED包括依次层叠包括依次设置的衬底1、前电极2、空穴注入层2、空穴传输层3、量子点发光层4、电子传输层5和背电极6，其中，所述背电极7为AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，包括在量子点发光层上依次设置的AZO层71、Ag层72、NiCr层73、Al层74，其中，所述AZO层71和Ag层72在交界处形成反射界面711。
具体的，本发明实施例所述衬底1为常规衬底，优选为玻璃衬底。所述前电极沉积在所述衬底1，所述前电极2的材料选用和厚度设置不受限制，可采用常规材料，并设置成常规厚度。所述前电极2优选为ITO电极。本发明实施例中，所述空穴注入层3、空穴传输层4、电子阻挡层、电子传输层6、电子注入层、空穴阻挡层的材料选用和厚度设置，可采用本领域常规设置。所述量子点发光层5的量子点包括红色量子点(R)、绿色量子点(G)和蓝色量子点(B)。
本发明实施例中，所述背电极7为具有反射界面的AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，包括依次设置的AZO层71、Ag层72、NiCr层73、Al层74。其中，所述AZO层71(铝掺杂的氧化锌)作为缓冲层，可以缓冲电流的输送，使电流稳定传输送，从而提高QLED器件的工作稳定性。进一步的，为了有效实现上述效果，所述AZO层17的厚度优选为50-100nm。所述Ag层72作为反射层，具有极佳的反射效果，其厚度优选为60-150nm。层叠的所述AZO层71和所述Ag层72在交界处形成反射界面711，该AZO/Ag反射界面711具有优异的镜面效果，对波长300-1200nm的光反射能力在91％以上，从而增强光的反射能力，降低背电极7对光的吸收和透射，提升QLED器件的出光效率。
所述NiCr层73作为所述Ag层72和所述Al层74之间的过渡层，一方面，能够改善层间结合力，从而提高所述Al层74的粘附效果，使所述Al层74不易脱落；另一方面，所述NiCr层73可以避免Ag、Al形成银铝合金，降低导电性能。进一步优选的，所述NiCr层73的厚度20-60nm。
所述Al层74作为电极层，具有较好的导电性能。进一步优选的，所述Al层74的厚度为30-50nm，从而可以兼具较好的导电性和透光性。
优选的，本发明实施例所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构的厚度为100-200nm。该优选的厚度，既能保证各功能层具有合适的厚度，又能有效控制电阻，赋予所述QLED良好的性能。
本发明实施例提供的QLED，以具有反射界面的AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构作为背电极，所述量子点发光层发光后，通过所述反射界面的镜面效果来增强对光的反射能力，减少所述背电极对光的吸收和透射，使更多光从QLED器件内部反射出来，从而提高QLED器件的出光率。同时，所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构可以降低串联电阻，减少电流损失，降低能耗，提高器件稳定性。
本发明实施例所述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QLED的制备方法，包括以下步骤：
S01.提供一衬底，在所述衬底上依次制备前电极、量子点发光层；
S02.在所述量子点发光层上依次沉积AZO层、Ag层、NiCr层、Al层，形成AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，其中，所述AZO层采用溶液法制备获得。
具体的，上述步骤S01中，优选的，在制备所述量子点发光层之前，在所述前电极上制备空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层中的至少一层，从而提高载流子迁移效率。作为具体优选实施例，提供一衬底，在所述衬底上依次制备前电极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层。本发明实施例所述衬底、前电极、空穴注入层、空穴传输层，可以通过溶液加工法或真空方法制备获得，所述量子点发光层可以通过溶液加工法制备获得。其中，所述溶液加工包括打印、旋涂、喷涂等方法，所述真空方法包括真空蒸镀法、真空溅镀法以及化学气相沉积法等。
上述步骤S02中，所述背电极可以通过化学气相沉积、磁控溅射、溶胶-凝胶法等实现，其中，所述AZO层采用溶液法制备获得。由此，可以使得QLED器件的膜层达到更佳的匹配，避免采用真空溅射法制备AZO层对其他功能层如电子传输层造成的轰击损伤，以及由此产生的缺陷，进而避免拦截捕获载流子传输。具体优选的，所述AZO层采用溶胶-凝胶法制备获得，所述AZO层的制备方法包括以下步骤：
取乙酸锌和氯化铝溶解于乙二醇甲醚的有机溶剂中，加入稳定剂，在恒温磁力搅拌器65-75℃恒温搅拌100-140min，更优选为恒温磁力搅拌器70℃恒温搅拌120min，配好后静置陈化，得到铝掺杂的氧化锌溶胶；其中，所述乙酸锌可为二水合乙酸锌，所述氯化铝可为六水氯化铝，所述稳定剂优选为单乙醇胺，陈化时间优选为36-73h，更优选为48h，有利于涂膜。
将所述铝掺杂的氧化锌溶胶旋涂形成AZO预制膜，其中，旋涂的旋转速度为3200-3800r/min，更优选为32500r/min，涂膜次数为8-12层，更优选为10层，每镀一层在320-380℃条件下干燥处理，干燥温度更优选为350℃。通过该步骤，将所述AZO预制膜中的有机物全部蒸发，得到致密的膜层。
将所述AZO预制膜在450-550℃条件下进行退火处理，退火温度更优选为500℃，得到AZO层。本发明实施例所述退火处理可以在管式炉中进行，当然，应当理解，也可以在其他加热炉中进行。通过退火处理，有效缓解膜层内部应力，减少位错和晶界缺陷。将按照本发明实施例方法制备的厚度为100nm的AZO层进行检测，方块电阻53Ω/□。
作为另一个优选实施例，所述Ag层采用真空蒸镀制备获得。作为一个具体实施例，真空蒸镀Ag层，待真空达到5×10-4Pa，开启蒸发材料加热电源，电流达24A，此时挡板状态为关闭状态，基板打开旋转，石英晶体振荡器记录蒸镀速率，待速率平稳，打开挡板进行蒸镀，厚度达到要求时停止蒸镀。
作为又一个优选实施例，所述NiCr层采用磁控溅射方法制备获得。作为一个具体实施例，将磁控溅射腔体本体真空抽到3×10-4Pa，将沉积功率调至8kW，通入70sccm氩气，氧气流量为0，压力调至0.15Pa，清洁NiCr靶材30s，打开挡板溅射时间50s，监控厚度至34nm。
作为再一个优选实施例，所述Al层采用磁控溅射方法制备获得。作为一个具体实施例，将磁控溅射腔体本体真空抽到3×10-4Pa，将沉积功率调至10kW，通入70sccm氩气，氧气流量为0，压力调至0.15Pa，清洁Al靶材30s，打开挡板溅射时间50s，监控厚度至30nm。
作为进一步优选实施例，在制备所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构之前，在所述量子点发光层上制备电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层中的至少一层，从而提高载流子迁移效率。作为具体优选实施例，提供一衬底，在所述量子点发光层上制备电子传输层。所述电子传输层，可以通过溶液加工法或真空方法制备获得。其中，所述溶液加工包括打印、旋涂、喷涂等方法，所述真空方法包括真空蒸镀法、真空溅镀法以及化学气相沉积法等。
本发明实施例提供的QLED的制备方法，简单易控，适用于大批量、大面积生产。此外，采用溶液法制备所述AZO层，不仅简化了制备工艺和生产成本(不需要真空条件和复杂设备)，还能使QLED器件的膜层达到更佳的匹配，避免采用真空溅射法制备AZO层对其他功能层如电子传输层造成的轰击损伤，以及由此产生的缺陷，进而避免拦截捕获载流子传输，影响QLED器件性能。
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QLED，包括依次设置的衬底、前电极、量子点发光层和背电极，其特征在于，所述背电极为AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，包括在量子点发光层上依次设置的AZO层、Ag层、NiCr层、Al层，其中，所述AZO层和Ag层在交界处形成反射界面。
2.如权利要求1所述的QLED，其特征在于，所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构中，所述AZO层的厚度为50-100nm。
3.如权利要求1所述的QLED，其特征在于，所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构中，所述Ag层的厚度为60-150nm。
4.如权利要求1所述的QLED，其特征在于，所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构中，所述NiCr层的厚度为20-60nm。
5.如权利要求1所述的QLED，其特征在于，所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构中，所述Al层的厚度为30-50nm。
6.如权利要求1-5任一所述的QLED，其特征在于，还包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层中的至少一层。
7.一种QLED的制备方法，包括以下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上依次制备前电极、量子点发光层；
在所述量子点发光层上依次沉积AZO层、Ag层、NiCr层、Al层，形成AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构，其中，所述AZO层采用溶液法制备获得。
8.如权利要求7所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述AZO层采用溶胶-凝胶法制备获得；和/或
所述Ag层采用真空蒸镀制备获得；和/或
所述NiCr层采用磁控溅射方法制备获得；和/或
所述Al层采用磁控溅射方法制备获得。
9.如权利要求7所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述AZO层的制备方法包括以下步骤：
取乙酸锌和氯化铝溶解于乙二醇甲醚的有机溶剂中，加入稳定剂，在恒温磁力搅拌器65-75℃恒温搅拌100-140min，配好后静置陈化，得到铝掺杂的氧化锌溶胶；
将所述铝掺杂的氧化锌溶胶旋涂形成AZO预制膜，其中，旋涂的旋转速度为3200-3800r/min，涂膜次数为8-12层，每镀一层在320-380℃条件下干燥处理；
将所述AZO预制膜在450-550℃条件下进行退火处理，得到AZO层。
10.如权利要求7-9任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，还包括在制备所述量子点发光层之前，在所述前电极上制备空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层中的至少一层；和/或
在制备所述AZO/Ag/NiCr/Al叠层结构之前，在所述量子点发光层上制备电子传输层、电子注入层、空穴阻挡层中的至少一层。
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