CN106856226B - 一种量子点发光二极管器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种量子点发光二极管器件及其制备方法，器件包括：基板，在所述基板上设置有导电层，在所述导电层上依次沉积有空穴传输层、第一量子点发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层、第二量子点发光层及氧化石墨烯层；增强了量子点发光二极管器件效率，能够及时散出热量，增强了量子点发光二极管器件的稳定性。

Description

一种量子点发光二极管器件及其制备方法

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，已经被广泛地应用于发光二极管、太阳能电池和生物荧光标记。量子点合成技术经过二十多年的发展，人们已经可以合成各种高质量的纳米材料，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谐的发光、发光线宽窄、光致发光效率高和热稳定性等特点，因此以量子点作为发光层的量子点发光二极管(QD-LED)是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（QLED）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，使得QLED技术获得了巨大的发展。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。再者，目前也很难做到QLED的性能有很好的重复性，这就导致了QLED的大规模实用化生产还有很多的问题需要解决。

QLED显示器的使用寿命很容易因周围环境中的水汽进入QLED显示器中受到影响。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。同时，封装过程中的密闭环境导致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。并且现有的QLED器件的效率低，热量无法快速导出，散热性差，导致器件稳定性不高。

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器件及其制备方法，旨在解决现有量子点发光二极管器件效率低及散热性能差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种量子点发光二极管器件，其中，包括：基板，在所述基板上设置有导电层，在所述导电层上依次沉积有空穴传输层、第一量子点发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层、第二量子点发光层及氧化石墨烯层。

所述的量子点发光二极管器件，其中，所述导电层为ITO层。

所述的量子点发光二极管器件，其中，所述空穴传输层的厚度为40~50nm。

所述的量子点发光二极管器件，其中，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。

所述的量子点发光二极管器件，其中，所述电子传输层由n型氧化锌ZnO制成，厚度为30~60nm；和/或所述电子注入层由电解质型材料制成。

所述的量子点发光二极管器件，其中，所述阴极层由银或铝制成，厚度为10~120nm。

所述的量子点发光二极管器件，其中，所述氧化石墨烯层的厚度为10~100nm。

一种如上述的量子点发光二极管器件的制备方法，其中，包括：

在基板上形成导电层；

在所述导电层上依次沉积空穴传输层、第一量子点发光层、电子传输层、电子注入层及阴极层，以形成第一量子点发光二极管器件；

在所述阴极层上依次沉积第二量子点发光层及氧化石墨烯层，以形成第二量子点发光二极管器件。

所述的量子点发光二极管器件的制备方法，其中，所述在基板上形成导电层之前，还包括：

将所述基板按次序置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声持续时间为10~25分钟；

在超声清洗完成后，将所述基板放置于洁净烘箱内烘干备用。

所述的量子点发光二极管器件的制备方法，其中，所述在所述阴极层上依次沉积第二量子点发光层及氧化石墨烯层，以形成第二量子点发光二极管器件之后，还包括：

在所述量子点发光二极管器件的四周滴上封装胶对其封装。

有益效果：本发明的量子点发光二极管器件及其制备方法，可以增强QLED器件性能并同时可以增强其稳定性，显著提高了QLED器件效率，同时能够及时散出热量，增强QLED器件的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种量子点发光二极管器件较佳实施例的结构截面示意图。

图2为本发明中量子点发光二极管器件的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种量子点发光二极管器件及其制备方法，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。

请参阅图1，图1为本发明一种量子点发光二极管器件较佳实施例的结构截面示意图，如图所示，所述量子点发光二极管器件，包括：基板100，在所述基板100上设置有导电层110，在所述导电层110上依次沉积有空穴传输层120、第一量子点发光层130、电子传输层140、电子注入层150、阴极层160、第二量子点发光层170及氧化石墨烯层180。

具体来说，所述基板100可为柔性基板，也可为玻璃基板，或其他类型基板，在实际应用时，本发明采用玻璃基板。所述导电层110为ITO层，也就是铟锡氧化物半导体透明导电膜层，一般为图案化的ITO作为电极，本发明中作为阳极，这样使得导电层110、沉积空穴传输层120、第一量子点发光层130、电子传输层140、电子注入层150及阴极层160形成了第一量子点发光二极管器件。同时，本发明还在阴极层160上依次沉积了第二量子点发光层170及氧化石墨烯层180，将氧化石墨烯层180作为阳极，这样阴极层160上依、第二量子点发光层170与氧化石墨烯层180形成了第二量子点发光二极管器件；这样，通过共用阴极层，使得本发明提供的量子点发光二极管器件为叠层量子点发光二极管器件，大大提高了器件效率，特别是发光效率。同时，由于氧化石墨烯（GO）具有高透光性、高导热性能，可以很好的作为封装填充层，将量子点发光二极管器件的热量更快、更多的导出，使得器件效率和稳定性增强。

可选地，所述基板100为玻璃基板，也可采用其他基板。所述导电层为ITO层，也可采用其他阳极材料制成。

优选地，在所述导电层110上依次沉积有空穴传输层120，所述空穴传输层120可采用聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(也就是TFB)制成，也可采用其他空穴传输材料。优选地，空穴传输层120的厚度为0-100nm，也就是说所述量子点发光二极管器件可以不设置空穴传输层120，为了器件效率更好，其厚度优选为40~50nm。

进一步地，第一量子点发光层130的厚度为10~100nm。所述第一量子点发光层130可采用无机量子点材料制成，显然，第二量子点发光层170与第一量子点发光层130可采用相同的材料，也可采用不同的材料，优选为均采用无机量子点材料制成。优选地，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。

优选地，所述电子传输层140由n型氧化锌ZnO制成，厚度为30~60nm；和/或所述电子注入层150由电解质型材料制成。具体来说，电子传输层优选具有高的电子传输性能的n型氧化锌ZnO，其较佳的厚度为30-60nm，电子注入层材料可以选择低功函数的Ca，Ba等金属，也可以选择CsF, LiF，CsCO3等化合物，还可以是其它电解质型电子传输层材料。

在实际应用时，所述阴极层160由银或铝制成，厚度为10~120nm。进一步地，在第二量子点发光层170上沉积的氧化石墨烯层180，其厚度优选为10~100nm。氧化石墨烯（GO）导电性好，既可作为第二QLED器件的阳极。

请继续参阅图1，优选地，在所述量子点发光二极管器件上设置有封装盖片190，从而对所述量子点发光二极管器件进行封装。也就是说，在氧化石墨烯层180上设置有封装盖片190进行封装，由于氧化石墨烯（GO）具有高透光性、高导热性能，可以很好的作为封装填充层，将QLED的热量更快、更多的导出，使得器件效率和稳定性增强。

本发明提供的量子点发光二极管器件，在阴极上增设了第二量子发光层和作为阳极的氧化石墨烯层，共用阴极，形成了双层QLED器件，增加了发光效率，并且氧化石墨烯层具有高透光性和高导热性，作为封装填充层可快速导出量子点发光二极管器件的热量，提高了器件稳定性。

本发明在正常的QLED器件的阴极层Al上再沉积一层量子点发光层，并在量子点发光层上沉积氧化石墨烯（GO）作为阳极，形成了叠层的QLED器件，具有更高的发光效率。另外，氧化石墨烯（GO）既作为QLED器件的阳极，同时由于氧化石墨烯（GO）具有高的透光导热性，又可以作为封装导热材料，既快又多的将热量导出，提高器件稳定性。

基于上述量子点发光二极管器件，本发明还提供了该量子点发光二极管器件的制备方法，包括以下步骤：

S1、在基板上形成导电层；

S2、在所述导电层上依次沉积空穴传输层、第一量子点发光层、电子传输层、电子注入层及阴极层，以形成第一量子点发光二极管器件；

S3、在所述阴极层上依次沉积第二量子点发光层及氧化石墨烯层，以形成第二量子点发光二极管器件。

优选地，在所述步骤S1之前还包括：

S11、将所述基板按次序置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声持续时间为10~25分钟；

S12、在超声清洗完成后，将所述基板放置于洁净烘箱内烘干备用.

优选地，在所述步骤S3之后，还包括：

S4、在所述量子点发光二极管器件的四周滴上封装胶对其封装。

以下以一应用实施例对本发明的制备方法详细说明如下。

首先，将玻璃基板按次序置于丙酮，洗液，去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，以上每一步超声均需持续15分钟左右。待超声完成后将玻璃放置于洁净烘箱内烘干备用。

然后，沉积一层空穴传输层TFB，此层的厚度为0-100nm，优选40-50nm，对其依次进行热处理。

待上一步处理的片子冷却后，将第一量子点发光层沉积在空穴传输层TFB表面，其厚度为10-100nm之间。这一步的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。

然后在第一量子点发光层表面依次沉积电子传输层和电子注入层，其中电子传输层优选具有高的电子传输性能的n型氧化锌ZnO，其较佳的厚度为30-60nm，电子注入层材料可以选择低功函数的Ca，Ba等金属，也可以选择CsF, LiF，CsCO3等化合物，还可以是其它电解质型电子传输层材料。

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100nm的金属银或者铝作为阴极层，则下层器件制备完毕，也就是第一量子点发光二极管器件制备完毕。

接着，在阴极层Al上沉积一层量子点，厚度为10-100nm之间，也就是第二量子点发光层。这一步的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。

然后，在第二量子点发光层上沉积氧化石墨烯（GO）层，层厚为10-100nm之间。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，则上层器件制备完毕，也就是第二量子点发光二极管器件制备完毕。这样，本发明的量子点发光二极管器件制备完毕。

进一步地，在该器件四周滴上封装胶对其封装。

综上所述，本发明提供的量子点发光二极管器件及其制备方法，增强了QLED器件性能并同时可以增强其稳定性，显著提高了QLED器件效率，同时能够及时散出热量，增强QLED器件的稳定性。在常规的QLED器件的Al阴极上再沉积一层量子点发光层，并在量子点发光层上沉积氧化石墨烯（GO）作为阳极，通过共用阴极，形成了叠层的QLED器件，具有更高的发光效率。采用氧化石墨烯（GO）作为QLED器件的阳极，由于氧化石墨烯（GO）具有高的透光导热性，又可以作为封装导热材料，快又多的将热量导出，提高了器件稳定性。

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器件，其特征在于，包括：基板，在所述基板上设置有导电层，在所述导电层上依次沉积有空穴传输层、第一量子点发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层、第二量子点发光层及氧化石墨烯层；所述氧化石墨烯层上设置有封装盖片，所述封装盖片与所述氧化石墨烯层接触；所述氧化石墨烯层为封装填充层。

2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管器件，其特征在于，所述导电层为ITO层。

3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管器件，其特征在于，所述空穴传输层的厚度为40~50nm。

4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管器件，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。

5.根据权利要求1所述的量子点发光二极管器件，其特征在于，所述电子传输层由n型氧化锌ZnO制成，厚度为30~60nm；和/或所述电子注入层由电解质型材料制成。

6.根据权利要求1所述的量子点发光二极管器件，其特征在于，所述阴极层由银或铝制成，厚度为10~120nm。

7.根据权利要求1所述的量子点发光二极管器件，其特征在于，所述氧化石墨烯层的厚度为10~100nm。

8.一种如权利要求1~7任意一项所述的量子点发光二极管器件的制备方法，其特征在于，包括：

在基板上形成导电层；

在所述导电层上依次沉积空穴传输层、第一量子点发光层、电子传输层、电子注入层及阴极层，以形成第一量子点发光二极管器件；

在所述阴极层上依次沉积第二量子点发光层及氧化石墨烯层，以形成第二量子点发光二极管器件。

9.根据权利要求8所述的量子点发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述在基板上形成导电层之前，还包括：

将所述基板按次序置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声持续时间为10~25分钟；

在超声清洗完成后，将所述基板放置于洁净烘箱内烘干备用。

10.根据权利要求8所述的量子点发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述在所述阴极层上依次沉积第二量子点发光层及氧化石墨烯层，以形成第二量子点发光二极管器件之后，还包括：

在所述量子点发光二极管器件的四周滴上封装胶对其封装。