CN106450042B - 一种金属氧化物、qled及制备方法 - Google Patents

一种金属氧化物、qled及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种金属氧化物、QLED及制备方法，金属氧化物制备方法包括步骤：将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，然后与PVP混合，再在100~300℃条件下反应30min~2h，得到PVP包覆的金属氧化物，或者，将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，在100~300℃条件下反应30min~2h，然后与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物；或者将金属氧化物的纳米粒子溶液与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物。本发明通过在金属氧化物表面包覆PVP，即可降低金属氧化物表面的缺陷，提高QLED的效率，该方法过程简单，易实施，可大规模应用在器件当中。

Description

一种金属氧化物、QLED及制备方法
技术领域
本发明涉及发光技术领域，尤其涉及一种金属氧化物、QLED及制备方法。
背景技术
目前QLED器件中，金属氧化物被广泛用作电子传输层和空穴传输层；与有机化合物相比较，金属氧化物具有高的载流子迁移率、可调的能级结构和优良的稳定性。然而大多数金属氧化物都是在空气中合成制备，因此其表面就包含大量的羟基基团，该基团可以作为激子淬灭的基团，导致器件的性能减弱。有文献报道在金属氧化物比如NiO和有机物界面之间就存在强的淬灭效应。因此有研究者为解决上述问题，通过修饰注入层或者插入一个有机分子阻挡层以分开发光层和金属氧化物之间的界面，但是该方法使得器件的结构变得复杂，因此不利于应用到器件中。
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金属氧化物、QLED及制备方法，旨在解决现有的金属氧化物表面处理方法使得器件结构复杂、不能大规模应用在器件中的问题。
本发明的技术方案如下：
一种提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其中，包括步骤：
将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，然后与PVP混合，再在100~300℃条件下反应30min~2h，得到PVP包覆的金属氧化物；
或者，将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，在100~300℃条件下反应30min~2h，然后与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物；
或者，将金属氧化物的纳米粒子溶液与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物。
所述的提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其中，所述溶剂为水或醇。
所述的提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其中，将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中后搅拌一段时间，然后与PVP混合；或者将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，然后与PVP混合，再搅拌一段时间。
所述的提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其中，搅拌时间为2~10min。
所述的提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其中，所述金属氧化物为氧化镍、氧化钼、氧化铜或氧化钒。
一种金属氧化物，其中，采用如上所述的制备方法制成。
一种QLED的制备方法，其中，包括步骤：
步骤A、在含有底电极的衬底上沉积一层如上所述的金属氧化物；
步骤B、在金属氧化物上沉积量子点发光层；
步骤C、在量子点发光层上沉积电子传输层；
步骤D、最后制作顶电极。
一种QLED，其中，从下至上依次包括：含有底电极的衬底、如上所述的金属氧化物、量子点发光层、电子传输层、顶电极。
一种QLED的制备方法，其中，包括步骤：
步骤A、在含有底电极的衬底上沉积一层电子传输层；
步骤B、在电子传输层上沉积量子点发光层；
步骤C、在量子点发光层上沉积如上所述的金属氧化物；
步骤D、最后制作顶电极。
一种QLED，其中，从下至上依次包括：含有底电极的衬底、电子传输层、量子点发光层、如上所述的金属氧化物、顶电极。
有益效果：本发明通过在金属氧化物表面包覆PVP，即可降低金属氧化物表面的缺陷，提高QLED的效率，该方法过程简单，易实施，可大规模应用在器件当中。
附图说明
图1为本发明一种QLED的制备方法第一实施例的流程图。
图2为本发明一种QLED第一实施例的结构示意图。
图3为本发明一种QLED的制备方法第二实施例的流程图。
图4为本发明一种QLED第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种金属氧化物、QLED及制备方法，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。
本发明一种提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其包括步骤：
将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，然后与PVP混合，再在100~300℃条件下反应30min~2h，得到PVP包覆的金属氧化物（称为第一种方法）；
或者，将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，在100~300℃条件下反应30min~2h，然后与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物（称为第二种方法）；
或者，将金属氧化物的纳米粒子溶液与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物（称为第三种方法）。
本发明的制备方法，可以钝化金属氧化物，从而有效覆盖金属氧化物表面可能产生的缺陷以及激子复合中心，进而提高了激子复合的比例，提高QLED效率。本发明的方法具有比较广的适用性，可以适用多种水溶性或醇溶性的金属氧化物，并且在对金属氧化物钝化的同时，可使金属氧化物具有优良的分散性，这是因为金属氧化物表面被PVP包覆，而PVP是一种两性表面活性剂，所以PVP包覆的金属氧化物更容易形成单分散性的金属氧化物。
进一步，所述溶剂为水或醇。也就是说，所述的金属氧化物前驱体应是水溶性或醇溶性的，例如所述金属氧化物前驱体为四水合钼酸铵、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铜或乙酰丙酮钒，当然还可以是其他水溶性或醇溶性的金属氧化物纳米粒子，例如可以是氧化钼、氧化铜或氧化钒的纳米粒子。
第一种方法与第二种方法的区别是：第一种方法将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中后，随即与PVP混合，这样在金属氧化物的前驱体反应后，在生成金属氧化物的同时，金属氧化物即被PVP包覆，而第二种方法是先将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，随即反应生成金属氧化物，然后与PVP混合，这样也可以使PVP包覆金属氧化物。
另外，在第一种方法中，将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中后，先搅拌一段时间，再与PVP混合；也可以是金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，先与PVP混合，再搅拌一段时间。也就是说，可以先将金属氧化物与溶剂搅拌均匀，再加PVP，也可以是先将金属氧化物、PVP与溶剂混合，再搅拌均匀。不论是何种方式，都是先搅拌一段时间，再进行加热反应，这样可以使反应更充分，PVP包覆更均匀。进一步，搅拌时间为2~10min，例如优选为5min。
在第二种方法中，与PVP混合后，搅拌一段时间，使PVP包覆相应的金属氧化物，搅拌时间为20~40min，例如30min。
在第三种方法中，由于金属氧化物的纳米粒子溶液是已经制备好的金属氧化物，所以无需加热反应，只需与PVP混合即可，例如将金属氧化物的纳米粒子溶液与PVP混合后，搅拌均匀即可。
另外，不论是以何种方式制备，PVP与(金属氧化物+PVP)的质量百分比为0.5%~10%。
本发明还提供一种金属氧化物较佳实施例，其中，采用如上所述的制备方法制成。在制备得到上述金属氧化物后，可以将上述金属氧化物分散于水或乙醇中，制成金属氧化物溶液可以用来制作后续的QLED。所述金属氧化物为氧化镍或氧化钼，也可以是氧化铜或氧化钒。
本发明还提供一种QLED的制备方法第一实施例，如图1所示，其包括步骤：
步骤S1、在含有底电极的衬底上沉积一层如上所述的金属氧化物；
步骤S2、在金属氧化物上沉积量子点发光层；
步骤S3、在量子点发光层上沉积电子传输层；
步骤S4、最后制作顶电极。
在上述实施例中，在步骤S1中，可以先在含有底电极的衬底上旋涂或者滴涂一层制好的金属氧化物溶液（金属氧化物分散于水或乙醇中得到），然后对得到的金属氧化物薄膜进行退火处理，例如80℃的温度下退火15min，除去溶剂，并用UV光照射3-10min，例如照射5min。
然后在步骤S2中，在金属氧化物上沉积一层量子点发光层，该量子点发光层可以为常见的红光量子点、绿光量子点、蓝光量子点、黄光量子点、红外光量子点、紫外光量子点中的至少一种。
在步骤S3中，沉积一层电子传输层，该电子传输层可以为n型ZnO或TiO2，亦可以是低功函数的Ca，Ba等金属，还可以是ZrO2，CsF, LiF，CsCO3和Alq3等化合物材料，或者为其它高性能的电子传输材料。
最后在步骤S4中，沉积顶电极，顶电极可以为Ag、Al、Cu或Au，或者也可以是合金电极。待器件制作完成后，对其进行封装，可以使用常用的机器封装也可以使用简单的手动封装。
本发明还提供一种QLED第一实施例，如图2所示，从下至上依次包括：含有底电极11的衬底10、如上所述的金属氧化物12、量子点发光层13、电子传输层14、顶电极15。
本发明还提供一种QLED的制备方法第二实施例，如图3所示，其包括步骤：
步骤T1、在含有底电极的衬底上沉积一层电子传输层；
步骤T2、在电子传输层上沉积量子点发光层；
步骤T3、在量子点发光层上沉积如上所述的金属氧化物；
步骤T4、最后制作顶电极。
在步骤T1中，首先在含有底电极的衬底上沉积一层电子传输层，该电子传输层可以为n型ZnO或TiO2，亦可以是低功函数的Ca，Ba等金属，还可以是ZrO2，CsF, LiF，CsCO3和Alq3等化合物材料，或者为其它高性能的电子传输材料。
在步骤T2中，在电子传输层上沉积量子点发光层；该量子点发光层可以为常见的红光量子点、绿光量子点、蓝光量子点、黄光量子点、红外光量子点、紫外光量子点中的至少一种。
在步骤T3中，在量子点发光层上沉积如上所述的金属氧化物；例如在量子点发光层旋涂或者滴涂一层制好的金属氧化物溶液（金属氧化物分散于水或乙醇中得到），然后对得到的金属氧化物薄膜进行退火处理，例如80℃的温度下退火15min，除去溶剂，并用UV光照射3-10min，例如照射5min。
最后在步骤T4中，沉积顶电极，顶电极可以为Ag、Al、Cu或Au，或者也可以是合金电极。待器件制作完成后，对其进行封装，可以使用常用的机器封装也可以使用简单的手动封装。
本发明还提供一种QLED第二实施例，如图4所示，从下至上依次包括：含有底电极21的衬底20、电子传输层22、量子点发光层23、如上所述的金属氧化物24、顶电极25。
实施例1
将0.2g的四水合钼酸铵溶解到10ml水中，然后将溶液搅拌5min，再加入1mg的PVP，然后将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150℃下反应30min，待冷却至室温，得到PVP包覆的氧化钼。
实施例2
将0.8 g的四水合钼酸铵溶解到80ml水中，然后将溶液搅拌5min，加入80mg的PVP，再将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150℃下反应30min，待冷却至室温，得到PVP包覆的氧化钼。
实施例3
将0.2g的四水合钼酸铵溶解到10ml水中，然后将溶液搅拌5min，再将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200℃下反应60min，待冷却至室温，加入1mg的PVP后搅拌30min，得到PVP包覆的氧化钼。
实施例4
将0.8g的四水合钼酸铵溶解到80ml水中，然后将溶液搅拌5min，再将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200℃下反应60min，待冷却至室温，加入80mg的PVP后搅拌30min，得到PVP包覆的氧化钼。
实施例5
将0.5g的乙酰丙酮镍溶解到10ml异丙醇中，然后将溶液搅拌5min，再将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200℃下反应45min，待冷却至室温，加入5mg的PVP后搅拌30min，得到PVP包覆的氧化镍。
实施例6
将0.5g的乙酰丙酮镍溶解到10ml异丙醇中，加入5mg的PVP，再将混合液搅拌5min，然后将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150℃下反应30min，待冷却至室温，得到PVP包覆的氧化镍。
实施例7
将0.5g的乙酰丙酮钒溶解到10ml异丙醇中，加入5mg的PVP，再将混合液搅拌5min，然后将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150℃下反应30min，待冷却至室温，得到PVP包覆的氧化钒。
实施例8
将0.2g的乙酰丙酮铜溶解到10ml水中，然后将溶液搅拌5min，再将其装入20ml聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200℃下反应60min，待冷却至室温，加入1mg的PVP后搅拌30min，得到PVP包覆的氧化铜。
实施例9
将0.2g氧化镍的纳米粒子溶液与5mgPVP混合，再搅拌5min，得到PVP包覆的氧化镍。
实施例10
将0.5g氧化镍的纳米粒子溶液与80mgPVP混合，再搅拌5min，得到PVP包覆的氧化镍。
实施例11
将0.8g氧化钼的纳米粒子溶液与1mgPVP混合，再搅拌5min，得到PVP包覆的氧化镍。
上述实施例中得到的PVP包覆的氧化镍，可以分散于水或醇中，用来制备显示器件。
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 (9)

1.一种提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其特征在于，包括步骤：
将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，然后与PVP混合，转移到反应釜中，再在100～300℃条件下反应30min～2h，得到PVP包覆的金属氧化物；
或者，将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，转移到反应釜中，在100～300℃条件下反应30min～2h，然后与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物；
或者，将金属氧化物的纳米粒子溶液与PVP混合，得到PVP包覆的金属氧化物；
所述金属氧化物为氧化镍、氧化钼、氧化铜或氧化钒；
所述与PVP混合后的反应液中，以所述PVP与金属氧化物的质量之和为基准，PVP的质量百分比为0.5％～10％。
2.根据权利要求1所述的提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其特征在于，所述溶剂为水或醇。
3.根据权利要求1所述的提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其特征在于，所述将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，然后与PVP混合，再在100～300℃条件下反应30min～2h的过程包括：将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中后搅拌一段时间，然后与PVP混合，再在100～300℃条件下反应30min～2h；或者将金属氧化物的前驱体溶解于溶剂中，然后与PVP混合，再搅拌一段时间，再在100～300℃条件下反应30min～2h。
4.根据权利要求3所述的提高QLED器件性能的金属氧化物制备方法，其特征在于，搅拌时间为2～10min。
5.一种金属氧化物，其特征在于，采用如权利要求1～4任一项所述的制备方法制成。
6.一种QLED的制备方法，其特征在于，包括步骤：
步骤A、在含有底电极的衬底上沉积一层如权利要求5所述的金属氧化物；
步骤B、在金属氧化物上沉积量子点发光层；
步骤C、在量子点发光层上沉积电子传输层；
步骤D、最后制作顶电极。
7.一种QLED，其特征在于，从下至上依次包括：含有底电极的衬底、如权利要求5所述的金属氧化物、量子点发光层、电子传输层、顶电极。
8.一种QLED的制备方法，其特征在于，包括步骤：
步骤A、在含有底电极的衬底上沉积一层电子传输层；
步骤B、在电子传输层上沉积量子点发光层；
步骤C、在量子点发光层上沉积如权利要求5所述的金属氧化物；
步骤D、最后制作顶电极。
9.一种QLED，其特征在于，从下至上依次包括：含有底电极的衬底、电子传输层、量子点发光层、如权利要求5所述的金属氧化物、顶电极。
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