CN106384786A - 一种量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种量子点发光二极管及其制备方法，其包括步骤：所述量子点发光二极管从下而上依次包括衬底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、混合蓝光量子点发光层、电子传输层及顶电极；所述混合蓝光量子点发光层包含至少两种发光波长的蓝光量子点。本发明将具有不同发光峰位的蓝光量子点混合优化，主要是将具有高量子产额的短波蓝光量子点和长波蓝光量子点混合，并通过优化混合比例和匹配的发光峰位，获得高显示指数和高电流效率的蓝光QLED器件。本发明还可通过将具有不同半高峰宽的蓝光量子点混合，得到发光颜色适合的蓝光量子点，同时可通过调节半高峰宽得到更高效的蓝光QLED器件。

Description

一种量子点发光二极管及其制备方法

技术领域

本发明涉及量子点发光二极管领域，尤其涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。

背景技术

基于量子点的发光二极管具有高色纯，长寿命等优点，加上可利用印刷工艺制备，被普遍认为是下一代显示技术的有力竞争者。近年来，量子点发光二极管技术发展非常迅速，其中红绿器件的效率已经接近OLED的水平，但同时蓝光QLED器件的效率远远低于竞争技术。主要原因有两个：一个是蓝光量子点发光峰相比于红绿相对更窄，半高峰宽只有15-25纳米左右，而短波段发射光子的视见函数急剧下降，造成电流效率非常低；另一个是适合显示用蓝光色域（460-470纳米之间）的量子点发光量子产额也非常低，而在短于460纳米或者大于470纳米的蓝光量子点可分别采用CdZnS或者CdZnSe体系而获得相对高的量子产额。对于CdZnS体系的蓝光量子点随着Zn组分的减少发光峰位从410纳米红移到460纳米，其发光量子产额在440左右达到最大（接近100%），随后逐渐降低，波长大于460纳米后，发光量子产额低于30%；而对于CdZnSe体系的蓝光量子点随着Zn组分的增加而逐渐蓝移，在发光波长短于480纳米后，发光量子产额同样急剧降低，小于470纳米时，发光量子产额也低于30%。因此适合于高性能显示指数的460-470纳米蓝色发光区域，很难获取高发光效率的材料，进而导致器件的效率远远低于红绿器件。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种量子点发光二极管及其制备方法，旨在解决现有QLED的器件效率和稳定性仍较低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种量子点发光二极管，其中，所述量子点发光二极管从下而上依次包括衬底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、混合蓝光量子点发光层、电子传输层及顶电极；所述混合蓝光量子点发光层包含至少两种发光波长的蓝光量子点。

所述的量子点发光二极管，其中，所述至少两种发光波长的蓝光量子点具有不同的半高峰宽。

所述的量子点发光二极管，其中，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括发光波长小于460纳米的蓝光量子点和发光波长大于470纳米的蓝光量子点。

所述的量子点发光二极管，其中，所述蓝光量子点为CdZnS、CdZnSe、CdZnS/ZnS、CdZnSe/ZnS中的至少一种。

所述的量子点发光二极管，其中，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括CdZnS量子点和CdZnSe量子点，所述混合蓝光量子点发光层由所述CdZnS量子点和所述CdZnSe量子点混合形成。

所述的量子点发光二极管，其中，所述混合蓝光量子点发光层的发光峰位在460-470纳米之间。

一种量子点发光二极管的制备方法，其中，包括步骤：

在衬底上制备底电极；

在底电极上制备空穴注入层和空穴传输层；

在空穴传输层上制备混合蓝光量子点发光层；所述混合蓝光量子点发光层由至少两种发光波长的蓝光量子点混合形成；

在混合蓝光量子点发光层上制备电子传输层，并蒸镀顶电极于电子传输层上，形成量子点发光二极管。

所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括发光波长小于460纳米的蓝光量子点和发光波长大于470纳米的蓝光量子点。

所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括CdZnS量子点和CdZnSe量子点。

所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述混合蓝光量子点发光层的发光峰位在460-470纳米之间。

有益效果：本发明通过将具有不同发光峰位的蓝光量子点混合优化，得到更适合高性能显示需求的蓝光量子点，同时高量子产额的发光材料又保证了QLED器件的高电流效率。

附图说明

图1为本发明一种量子点发光二极管的结构示意图。

图2为本发明一种量子点发光二极管的制备方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种量子点发光二极管及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。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。

对于QLED器件来说，发光峰位、半高峰宽和量子产额是衡量发光量子点性能的三个重要方面。一般来说在QLED器件中，发光量子点的量产额越高，则在相同注入和传输情况下，QLED器件的发光效率就越高；而量子点的发光峰位和半高峰宽不但决定了QLED器件的发光颜色，是显示性能的重要指数，同时由于人眼对不同发光颜色的光激励系数不同，所以量子点的这两个参数还对QLED器件的电流效率有很大的影响。对于蓝光器件来说，短波段的光激励值大大低于长波段的，因此在满足显示指数要求的情况下，尽可能使用半高峰宽更大的量子点，这样更有利于得到高效器件。对于常用的CdZnS和CdZnSe两种蓝光量子点来说，前一种的发光量子产额在440纳米左右达到极大值，然后随着发光红移而逐步降低，到了适合高性能显示色域的460-470纳米区间其量子产额只有30%甚至更低；而后一种材料，其量子产额随着发光峰位进入蓝色区域后不断蓝移而迅速降低，同样在460-470纳米色域内量子产额低于30%。这样就导致无法得到适合高性能显示的高效蓝光QLED器件。因此，本发明将具有不同发光峰位的蓝光量子点混合优化，主要是将具有高量子产额的短波蓝光量子点（小于460纳米的蓝光量子点）和高量子产额的长波蓝光量子点（大于470纳米的蓝光量子点）混合，并通过优化混合比例和匹配的发光峰位，获得高显示指数和高电流效率的蓝光QLED器件。同时可通过混合不同半高峰宽的量子点，得到发光颜色适合的蓝光量子点，还可通过调节半高峰宽得到更高效的蓝光QLED器件。

具体地，本发明的一种量子点发光二极管较佳实施例，所述量子点发光二极管从下而上依次包括衬底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、混合蓝光量子点发光层、电子传输层及顶电极；所述混合蓝光量子点发光层包含至少两种发光波长的蓝光量子点。本发明通过将具有不同发光峰位的蓝光量子点混合优化，得到更适合高性能显示需求的蓝光量子点，同时高量子产额的发光材料又保证了QLED器件的高电流效率。

本发明将具有不同发光峰位的蓝光量子点混合优化，主要是将具有高量子产额的短波蓝光量子点（小于460纳米的蓝光量子点）和高量子产额的长波蓝光量子点（大于470纳米的蓝光量子点）混合，并通过优化混合比例和匹配的发光峰位，获得发光峰位在460-470纳米之间，更适合高性能、高显示指数和高电流效率的蓝光QLED器件。本发明还可通过将具有不同半高峰宽的蓝光量子点混合，通过混合不同半高峰宽的量子点，得到发光颜色适合的蓝光量子点，同时可通过调节半高峰宽得到更高效的蓝光QLED器件。

本发明将具有高量子产额的短波蓝光量子点和长波蓝光量子点混合，主要是将高量子产额的短波蓝光CdZnS量子点和同样高量子产额的长波蓝光CdZnSe量子点混合在一起，在保持高荧光发光效率的同时，通过优化比例得到460-470纳米的蓝色发光，而且可以调节半高峰宽来最大化电流效率。

与之前单峰位蓝光量子点相比，本发明一是通过优化组合，得到了量子产额更好的适于高性能显示的蓝光量子点；二是可通过混合不同发光峰位和半高峰宽的量子点得到发光颜色适合的蓝光量子点，同时可通过调节半高峰宽得到更高效的蓝光QLED器件。

优选地，所述衬底可以为但不限于玻璃基板，所述底电极的材料可以为但不限于透明导电氧化物电极，例如氧化铟锡（ITO），氟掺二氧化锡（FTO）或铝掺杂氧化锌（AZO）等透明导电氧化物电极。

优选地，所述空穴传输层的材料可以为但不限于聚乙烯咔唑（PVK）、TFB、poly-TPD等，也包括氧化钼、氧化镍等无机氧化物材料中的一种或多种。

优选地，所述蓝光量子点可以为但不限于CdZnS、CdZnSe等半导体材料，还可以为CdZnS/ZnS、CdZnSe/ZnS等核壳结构半导体材料，。

优选地，所述电子传输层的材料可以为但不限于氧化锌、氧化钛等，以及铝、镁、铟、镓等掺杂的金属氧化物等，还有ZnS、ZnSe、CdS等，或者InP、GaP等，以及CuInS、CuGaS等半导体材料中的一种或多种。

优选地，所述顶电极的材料可以为但不限于Al 、Ag或Au。

结合图1所示，图1为本发明的一种量子点发光二极管的结构示意图，如图所示，所述量子点发光二极管从下而上依次包括衬底1、底电极2、空穴注入层3、空穴传输层4、混合蓝光量子点发光层5、电子传输层6及顶电极7；所述混合蓝光量子点发光层包含至少两种发光波长的蓝光量子点。本发明通过将具有不同发光峰位的蓝光量子点混合优化，得到更适合高性能显示需求的蓝光量子点，同时高量子产额的发光材料又保证了QLED器件的高电流效率。

基于上述结构，本发明还提供一种量子点发光二极管的制备方法较佳实施例的流程图，如图2所示，其包括步骤：

S100、在衬底上制备底电极；

S200、然后在底电极上依次制备空穴注入层和空穴传输层；

S300、接着在空穴传输层上制备混合蓝光量子点发光层；所述混合蓝光量子点发光层由至少两种发光波长的蓝光量子点混合形成；

S400、最后在混合蓝光量子点发光层上制备电子传输层，并蒸镀顶电极于电子传输层上，形成量子点发光二极管。

本发明通过将具有不同发光波长的蓝光量子点混合起来，主要是具有高量子产额的短波蓝光量子点和长波蓝光量子点。通过优化混合比例和匹配的发光峰位以及半高峰宽，获得高显示指数和高电流效率的蓝光QLED器件。

需说明的是，本发明可通过沉积、旋涂或打印等方法制备上述各功能层。

综上所述，本发明提供的一种量子点发光二极管及其制备方法，本发明通过将具有不同发光波长的蓝光量子点混合起来，主要是具有高量子产额的短波蓝光量子点和长波蓝光量子点。通过优化混合比例和匹配的发光峰位以及半高峰宽，获得高显示指数和高电流效率的蓝光QLED器件。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光二极管从下而上依次包括衬底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、混合蓝光量子点发光层、电子传输层及顶电极；所述混合蓝光量子点发光层包含至少两种发光波长的蓝光量子点。

2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述至少两种发光波长的蓝光量子点具有不同的半高峰宽。

3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括发光波长小于460纳米的蓝光量子点和发光波长大于470纳米的蓝光量子点。

4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述蓝光量子点为CdZnS、CdZnSe、CdZnS/ZnS、CdZnSe/ZnS中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括CdZnS量子点和CdZnSe量子点，所述混合蓝光量子点发光层由所述CdZnS量子点和所述CdZnSe量子点混合形成。

6.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述混合蓝光量子点发光层的发光峰位在460-470纳米之间。

7.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括步骤：

在衬底上制备底电极；

在底电极上制备空穴注入层和空穴传输层；

在空穴传输层上制备混合蓝光量子点发光层；所述混合蓝光量子点发光层由至少两种发光波长的蓝光量子点混合形成；

在混合蓝光量子点发光层上制备电子传输层，并蒸镀顶电极于电子传输层上，形成量子点发光二极管。

8.根据权利要求7所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括发光波长小于460纳米的蓝光量子点和发光波长大于470纳米的蓝光量子点。

9.根据权利要求7所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述至少两种发光波长的蓝光量子点包括CdZnS量子点和CdZnSe量子点。

10.根据权利要求7所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述混合蓝光量子点发光层的发光峰位在460-470纳米之间。