CN106784202A - Qled器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种QLED器件，包括依次层叠设置的基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，所述空穴注入层由经卤氢酸处理的空穴注入材料制成，所述空穴注入材料为氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合物。所述QLED的制备方法，包括以下步骤：配置氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，并提供图案化的阳极基板；在所述阳极基板上沉积所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，制备空穴注入预制层；在加热条件下，在所述空穴注入预制层上滴加氢卤酸溶液，并铺满所述空穴注入预制层，经干燥处理得到空穴注入层；在所述空穴注入层上依次沉积空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极。
Description
技术领域
本发明属于平板显示技术领域，尤其涉及一种QLED器件及其制备方法。
背景技术
半导体量子点具有尺寸可调谐的光电子性质，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种QLED及其制备方法，旨在解决现有全彩显示QLED中，由于器件、特别是蓝色QLED电光转换效率不佳，影响全彩显示QLED器件效率的问题。
本发明是这样实现的，一种QLED器件，包括依次层叠设置的基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，所述空穴注入层由经卤氢酸处理的空穴注入材料制成，所述空穴注入材料为氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合物。
以及，一种QLED的制备方法，包括以下步骤：
配置氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，并提供图案化的阳极基板；
在所述阳极基板上沉积所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，制备空穴注入预制层；在加热条件下，在所述空穴注入预制层上滴加氢卤酸溶液，并铺满所述空穴注入预制层，经干燥处理得到空穴注入层；
在所述空穴注入层上依次沉积空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极。
本发明提供的QLED器件，以氧化石墨烯(GO)与PEDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物):PSS(聚苯乙烯磺酸钠)的混合物(简写为GO:PEDOT:PSS)作为空穴注入材料，且对所述空穴注入材料进行卤氢酸处理制备空穴注入层。经过所述卤氢酸处理，质子和X-离子渗透浸入GO:PEDOT:PSS层，导致所述PEDOT:PSS相分离，从而形成很多激子传输通道，进而大幅度提高QLED器件的电导率，特别是蓝色QLED的电光转换效率明显提高。
本发明提供的QLED器件的制备方法，只需将氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液沉积在阳极基板上后，滴加氢卤酸溶液即可制备得到空穴注入层。各功能层均可以采用溶液法制备获得，方法操作简单，成熟可控，易于实现产业化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的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。
结合图1，本发明实施例提供了一种QLED器件，包括依次层叠设置的基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6和阴极7，所述空穴注入层3由经卤氢酸处理的空穴注入材料制成，所述空穴注入材料为氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合物。
本发明实施例采用氢卤酸处理的GO:PEDOT:PSS制备空穴注入层3，使得PEDOT:PSS相分离，形成很多激子传输通道，从而有效提高QLED器件的电导率，特别是蓝光QLED器件的电导率。其中，所述氢卤酸包括但不限于HI，且优选为HI。优选的，所述氧化石墨烯为氧化石墨烯纳米片。所述氧化石墨烯纳米片会促使已分离的PEDOT直链形成网状结构，进而有利于形成多维度导电面，进一步增加电导率，提高QLED器件效率。
优选的，以所述空穴注入材料的总重量为100％计，所述氧化石墨烯的重量百分含量为0.01-0.04％。合适的所述氧化石墨烯的含量，有利于得到导电性和透光性均衡的QLED器件。若所述氧化石墨烯含量太少，无法充分完全覆盖PEDOT直链，从而影响导电性。若所述氧化石墨烯的含量太多，则会降低QLED器件的光率；同时，相对与所述PEDOT:PSS，所述氧化石墨烯的电导率较低；若所述氧化石墨烯含量太多，则所述QLED器件的整体电导率会降低。
优选的，所述空穴注入层3的厚度为50-100nm。若所述空穴注入层3的厚度过薄，则对电子注入性能的提高有限，甚至不能有效注入电子。由于空穴的迁移率有限，若所述空穴注入层3的厚度过厚，会导致空穴还未迁移到所述电子传输层6就有大部分淬灭。且由于所述氧化石墨烯的透光性较差，当所述空穴注入层3的厚度过厚时，所述氧化石墨烯的相对含量过高，会降低QLED器件的透光性。
在上述实施例的基础上，优选的，所述QLED还包括设置在所述电子传输层6和所述阴极7之间的电子注入层(图中未标出)。
上述实施例中，所述基板1的选择没有严格限制，可以采用硬质基板，如玻璃基板，也可以采用柔性基板。
所述阳极2可以为ITO，当然，不限于此。
所述空穴传输层4可以采用常规空穴传输材料制成，所述空穴传输层4的厚度为10-100nm。
所述量子点发光层5可以采用常规的量子点发光材料制成，所述量子点发光层5的厚度为30-50nm。
所述电子传输层6的电子传输材料可以采用常规的电子传输材料，包括但不限于n型氧化锌。所述电子传输层6的厚度为10-100nm。
所述阴极7可以采用常规的阴极7材料制备，包括金属银或金属铝。所述阴极7的厚度为60-120nm，更优选为100nm。
本发明实施例提供的QLED器件，以氧化石墨烯(GO)与PEDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物):PSS(聚苯乙烯磺酸钠)的混合物作为空穴注入材料，且对所述空穴注入材料进行卤氢酸处理制备空穴注入层。经过所述卤氢酸处理，质子和X-离子渗透浸入GO:PEDOT:PSS层，导致所述PEDOT:PSS相分离，从而形成很多激子传输通道，进而大幅度提高QLED器件的电导率，特别是蓝色QLED的电光转换效率明显提高。
本发明实施例所述QLED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QLED的制备方法，包括以下步骤：
S01.配置氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，并提供图案化的阳极基板；
S02.在所述阳极基板上沉积所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，制备空穴注入预制层；在加热条件下，在所述空穴注入预制层上滴加氢卤酸溶液，并铺满所述空穴注入预制层，经干燥处理得到空穴注入层；
S03.在所述空穴注入层上依次沉积空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极。
具体的，上述步骤S01中，所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，只需将氧化石墨烯和PEDOT:PSS进行均匀混合即可制备获得。优选的，以所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液中氧化石墨烯与PEDOT:PSS的总重量为100％计，所述氧化石墨烯的重量百分含量为0.01-0.04％。
所述图案化的阳极基板通过在基板上沉积阳极，并对所述阳极进行图案化处理获得。为了提高沉积物质的附着能力，优选的，在沉积所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液之前，还包括对所述阳极基板进行清洁处理，所述清洁处理的方法为：将所述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，将所述阳极基板放置于洁净烘箱内烘干备用。
上述步骤S02中，待所述阳极基板干燥后，在所述阳极基板上沉积所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，并进行加热处理，以去除溶剂，形成致密膜层。具体优选的，将沉积有所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液的阳极基板置于150℃的加热台上加热15分钟，形成空穴注入预制层。
进一步的，在加热条件下，在所述空穴注入预制层上滴加氢卤酸溶液，并铺满所述空穴注入预制层，经干燥处理得到空穴注入层。其中，所述氢卤酸溶液包括但不限于HI溶液，且优选为HI溶液。优选的，所述氢卤酸溶液的浓度为1-20mol/L。当所述氢卤酸溶液的浓度低于1mol/L时，质子和X-离子对PEDOT:PSS的渗入不够充分，无法有效促进PEDOT:PSS的相分离，PEDOT:PSS无法提高电导率；当所述氢卤酸溶液的浓度高于20mol/L时，质子和X-离子对PEDOT:PSS的渗入很充分，PEDOT:PSS可以很好实现相分离；过剩的氢卤酸较多，其非半导体特性会阻碍激子注入到空穴传输层，从而不能显著提高QLED器件效率。所述氢卤酸溶液的浓度为1-20mol/L内时，所述PEDOT:PSS充分相分离的同时，不会有过剩的氢卤酸残留影响激子注入。
进一步优选的，所述加热条件为80-150℃，具体优选为100℃。在该温度范围内，一方面，能够有效促进所述氢卤酸的渗入，且不会因为所述氢卤酸的挥发造成覆盖不充分而影响PEDOT:PSS相分离；另一方面，在该条件下，可以促使所述氧化石墨烯与分离的PEDOT:PSS更好地交联，进而形成网状结构来导电。
所述干燥处理可以通过表面蒸干处理实现，蒸干后冷却即可进行下述步骤。
上述步骤S03中，在所述空穴注入层上依次沉积空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，均可以采用常规方法实现。优选的，所述空穴传输层、量子点发光层、电子传输层采用溶液加工法沉积。具体优选的，待上步骤片子冷却后，在其上沉积量子点溶液，形成量子点发光层，此步骤不需加热。接着，在所述量子点发光层上沉积电子传输层，并将沉积完成的片子进行加热处理，以去除溶剂，形成致密膜层。具体优选的，将沉积完成的片子置于150℃的加热台上加热15分钟，除去残留的溶剂。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阴极。
优选的，在制备阴极前，还包括在所述电子传输层上制备电子注入层。
本发明实施例提供的QLED器件的制备方法，只需将氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液沉积在阳极基板上后，滴加氢卤酸溶液即可制备得到空穴注入层。各功能层均可以采用溶液法制备获得，方法操作简单，成熟可控，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QLED器件，包括依次层叠设置的基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，其特征在于，所述空穴注入层由经卤氢酸处理的空穴注入材料制成，所述空穴注入材料为氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合物。
2.如权利要求1所述的QLED器件，其特征在于，所述氧化石墨烯为氧化石墨烯纳米片。
3.如权利要求1所述的QLED器件，其特征在于，以所述空穴注入材料的总重量为100％计，所述氧化石墨烯的重量百分含量为0.01-0.04％。
4.如权利要求1-3任一所述的QLED器件，其特征在于，所述空穴注入层的厚度为50-100nm。
5.如权利要求1-3任一所述的QLED器件，其特征在于，还包括设置在所述电子传输层和所述阴极之间的电子注入层。
6.一种QLED的制备方法，包括以下步骤：
配置氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，并提供图案化的阳极基板；
在所述阳极基板上沉积所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液，制备空穴注入预制层；在加热条件下，在所述空穴注入预制层上滴加氢卤酸溶液，并铺满所述空穴注入预制层，经干燥处理得到空穴注入层；
在所述空穴注入层上依次沉积空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极。
7.如权利要求6所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述氢卤酸溶液的浓度为1-20mol/L。
8.如权利要求6所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述加热条件为80-150℃。
9.如权利要求6-8任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，以所述氧化石墨烯与PEDOT:PSS的混合溶液中氧化石墨烯与PEDOT:PSS的总重量为100％计，所述氧化石墨烯的重量百分含量为0.01-0.04％。
10.如权利要求6-8任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，还包括在制备阴极前，在所述电子传输层上制备电子注入层。
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