CN107204401A - 一种qled器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种QLED器件及其制作方法，涉及显示技术领域，解决了现有的QLED器件的空穴注入与传输的性能较差，导致QLED器件的性能较差的技术问题。该QLED器件包括：基板，以及依次层叠设置在基板的ITO电极层、P掺杂的介质层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和顶电极层。本发明提供的QLED器件应用于QLED。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种QLED器件及其制作方法。
背景技术
近年来，量子点发光二极管(QLED)因其具备高亮度、低功耗、广色域、易加工等诸多优点，在照明和显示领域都获得了广泛的关注与研究。
在传统的正装结构的QLED器件中，由于阳极中氧化铟锡(ITO)的功函数较低，而量子点发光层中的量子点材料的电离势都比较高，因此需要在阳极与量子点发光层之间插入空穴注入层，以增加QLED器件的空穴的注入数量以及传输的效率，从而提高QLED器件性能。
目前，常用的空穴注入层为PEDOT(3,4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物):PSS(聚苯乙烯磺酸钠)。但PEDOT:PSS的电离势依然比较低，无法有效提高QLED器件的空穴的注入数量以及传输的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种QLED器件及其制作方法，用于提高QLED器件的空穴传输与注入的性能，进而提高QLED器件的性能。
为达到上述目的，本发明提供一种QLED器件，采用如下技术方案：
该QLED器件包括：基板，以及依次层叠设置在所述基板的ITO电极层、P掺杂的介质层、量子点发光层、电子传输层和顶电极层。
与现有技术相比，本发明提供的QLED器件具有以下有益效果：
在本发明提供的QLED器件中，基板上不仅设置有ITO电极层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和顶电极层，在空穴传输层与ITO电极层之间还设置有P掺杂的介质层，这就使得在该QLED器件的空穴注入过程中，就能够先将ITO电极层中的空穴传输到P掺杂的介质层的主材料中，再传输到P掺杂的介质层的掺杂剂中，然后即可通过P掺杂的介质层的掺杂剂，将空穴传输至空穴传输层，进而传输至量子点发光层，从而提高了QLED器件的空穴的注入数量以及传输效率，提高了QLED器件的性能。
此外，与现有的使用PEDOT:PSS作为空穴注入层，并设置有多层空穴传输层的QLED器件相比，本发明提供的QLED器件中通过利用P掺杂的介质层作为空穴注入层，只需一层空穴传输层即可替代现有的多层空穴传输层，从而在制作本发明提供个QLED器件过程中，无需选用多种溶液材料来制作空穴传输层，避免了出现因为多种溶液材料互溶而造成的制作空穴传输层的溶液材料的选择较难的问题，降低了制作QLED器件的难度。
本发明还提供一种QLED器件的制作方法，采用如下技术方案：
该QLED器件的制作方法包括：在基板上依次形成ITO电极层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和顶电极层，在形成所述ITO电极层之后，形成所述空穴传输层之前，所述QLED器件的制作方法还包括：
在所述ITO电极层上形成P掺杂的介质层。
与现有技术相比，本发明提供的QLED器件的制作方法的有益效果与上述QLED器件的有益效果相同，故此处不再进行赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的QLED器件的结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的QLED器件的空穴传输过程示意图。
附图标记说明：
1—基板， 2—ITO电极层， 3—P掺杂的介质层，
4—空穴传输层， 5—量子点发光层， 6—电子传输层，
7—顶电极层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种QLED器件，该QLED器件包括：基板1，以及依次层叠设置在基板1的ITO电极层2、P掺杂的介质层3、空穴传输层4、量子点发光层5、、电子传输层6和顶电极层7。
具体实施时，在上述QLED器件的空穴注入过程中，可先将ITO电极层2中的空穴传输到P掺杂的介质层3的主材料中，再从P掺杂的介质层3的主材料中传输到P掺杂的介质层3的掺杂剂中，然后通过P掺杂的介质层3的掺杂剂，将空穴传输至空穴传输层4，进而传输至量子点发光层5，使得量子点发光层5中的电子可与通过电子传输层6传输至量子点发光层5的空穴汇聚后形成光子，并且通过光子的重组使QLED发光。
在本实施例提供的QLED器件中，基板1上不仅设置有ITO电极层2、空穴传输层4、量子点发光层5、、电子传输层6和顶电极层7，在空穴传输层4与ITO电极层2之间还设置有P掺杂的介质层3，这就使得在该QLED器件的空穴注入过程中，就能够先将ITO电极层2中的空穴传输到P掺杂的介质层3的主材料中，再传输到P掺杂的介质层3的掺杂剂中，然后即可通过P掺杂的介质层3的掺杂剂，将空穴传输至空穴传输层4，进而传输至量子点发光层5，从而提高了QLED器件的空穴的注入数量以及传输效率，提高了QLED器件的性能。
此外，与现有的使用PEDOT:PSS作为空穴注入层，并设置有多层空穴传输层的QLED器件相比，本发明实施例提供的QLED器件中通过利用P掺杂的介质层作为空穴注入层，只需一层空穴传输层即可替代现有的多层空穴传输层，从而在制作本发明提供个QLED器件过程中，无需选用多种溶液材料来制作空穴传输层，避免了出现因为多种溶液材料互溶而造成的制作空穴传输层的溶液材料的选择较难的问题，降低了制作QLED器件的难度。
示例性的，上述P掺杂的介质层可以为P掺杂的石墨烯介质层或P掺杂的氧化石墨烯介质层。具体地，P掺杂的石墨烯介质层中的掺杂剂的电子最低未占有轨道能级低于石墨烯的费米能级，P掺杂的氧化石墨烯介质层中的掺杂剂的电子最低未占有轨道能级低于氧化石墨烯的费米能级。
如图2所示，由于本发明实施例中的P掺杂的介质层的主材料为石墨烯或氧化石墨烯，而石墨烯和氧化石墨烯的费米能级(一般为4.6eV～5.0eV)均较为接近ITO电极层的电功函数(4.7eV)，这就使得ITO电极层中的空穴更容易传输至石墨烯或氧化石墨烯中，并且P掺杂的石墨烯介质层中的掺杂剂的电子最低未占有轨道能级低于石墨烯和的费米能级，P掺杂的氧化石墨烯介质层中的掺杂剂的电子最低未占有轨道能级也低于氧化石墨烯的费米能级，掺杂剂的功函数(一般为5.4eV～5.6eV)大于石墨烯和氧化石墨烯的费米能级，并且更接近于空穴传输层的功函数(一般为5.8eV)，这就能够将传输至石墨烯或氧化石墨烯中的空穴，传输至掺杂剂中，再通过掺杂剂将空穴传输至空穴传输层，进而传输至量子点发光层(其功函数一般为6.0eV以上)，从而提高了QLED器件的空穴的注入数量以及传输效率，进而提高了QLED器件的性能。
可以理解的是，图2仅表示QLED器件的空穴的传输过程以及各材料的能级大小，其中石墨烯或氧化石墨烯与掺杂剂并非是独立的两层结构，而是共同组成如图1中所示的一层P掺杂的介质层3。
可选地，上述掺杂剂可以金属氧化物，例如，三氧化二铝、氧化锌或氧化镍等，由于这些金属氧化物均是P型的，其电子最低未占有轨道能级均低于石墨烯和氧化石墨烯的费米能级，这就使得传输至石墨烯和氧化石墨烯的空穴可以有效快速的传输至金属氧化物中，再传输至空穴传输层，进而传输至量子点发光层中。
示例性地，上述掺杂剂也可以为有机材料，例如容易获取的HATCN(2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲)等，由于这些有机材料的电子最低未占有轨道能级均低于石墨烯和氧化石墨烯的费米能级，这就使得传输至石墨烯和氧化石墨烯的空穴可以有效快速的传输至有机材料中，再传输至空穴传输层，进而传输至量子点发光层中。
需要补充的是，对于P掺杂的介质层的主材料和掺杂剂，并不限于以上几种，只要满足P掺杂的介质层的主材料的费米能级与ITO电极层的功函数较为接近，而掺杂剂的电子最低未占有轨道能级低于P掺杂的介质层的主材料的费米能级即可。
此外，本发明实施例还提供一种QLED器件的制作方法，用于制作上述QLED器件，该QLED器件的制作方法包括：在基板上依次形成ITO电极层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和顶电极层，在形成ITO电极层之后，形成空穴传输层之前，该QLED器件的制作方法还包括：在ITO电极层上形成P掺杂的介质层。
对于本发明实施例提供的QLED器件的制作方法的有益效果，可参照上述QLED器件的有益效果，此处不再进行赘述。
上述在ITO电极层上形成P掺杂的介质层的方法有很多，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，本发明实施例不进行限定，示例性地，本发明实施例给出以下两种在ITO电极层上形成P掺杂的介质层的具体方法：
方法一：
步骤S1a、配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液。
步骤S2a、使用P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液，在ITO电极层上喷墨打印，形成P掺杂的介质层。
方法二：
步骤S1b、配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液。
步骤S1b、将P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液，旋涂在ITO电极层上，形成P掺杂的介质层。
示例性地，上述步骤S1a和步骤S1b中，上述P掺杂的石墨烯的混合液和P掺杂的氧化石墨烯的混合液可以为掺杂剂分别与石墨烯溶液或氧化石墨烯溶液配制成的溶液或悬浊液。
可选地，配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液的方法也有多种，示例性地，本发明实施例给出以下两种配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液的方法：
方法一：选用金属氧化物作为掺杂剂，具体地，配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液的步骤包括：将金属氧化物与石墨烯溶液混合，形成P掺杂的石墨烯的混合液；或，将金属氧化物与氧化石墨烯溶液混合，形成P掺杂的氧化石墨烯的混合液。
方法二：选用有机材料作为掺杂剂，具体地，配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液的步骤包括：将有机材料与石墨烯溶液混合，形成P掺杂的石墨烯的混合液；或，将有机材料与氧化石墨烯溶液混合，形成P掺杂的氧化石墨烯的混合液。
此外，发明人发现，当上述P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液中的掺杂剂(金属氧化物或有机材料)的比例为1％～10％时，使用上述P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液形成的P掺杂的介质层的空穴注入的数量以及空穴传输的效率均比较高，因此，优选P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液中的掺杂剂的比例为1％～10％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种QLED器件，其特征在于，包括：基板，以及依次层叠设置在所述基板的ITO电极层、P掺杂的介质层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和顶电极层。
2.根据权利要求1所述的QLED器件，其特征在于，所述P掺杂的介质层为P掺杂的石墨烯介质层，所述P掺杂的石墨烯介质层中的掺杂剂的电子最低未占有轨道能级低于石墨烯的费米能级。
3.根据权利要求1所述的QLED器件，其特征在于，所述P掺杂的介质层为P掺杂的氧化石墨烯介质层，所述P掺杂的氧化石墨烯介质层中的掺杂剂的电子最低未占有轨道能级低于氧化石墨烯的费米能级。
4.根据权利要求2或3所述的QLED器件，其特征在于，所述P掺杂的介质层中的掺杂剂为金属氧化物。
5.根据权利要求2或3所述的QLED器件，其特征在于，所述P掺杂的介质层中的掺杂剂为有机材料。
6.一种QLED器件的制作方法，包括：在基板上依次形成ITO电极层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和顶电极层，其特征在于，在形成所述ITO电极层之后，形成所述空穴传输层之前，所述QLED器件的制作方法还包括：
在所述ITO电极层上形成P掺杂的介质层。
7.根据权利要求6所述的QLED器件的制作方法，其特征在于，在所述ITO电极层层上形成P掺杂的介质层的步骤包括：
配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液；
使用P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液，在所述ITO电极层上喷墨打印，形成所述P掺杂的介质层。
8.根据权利要求6所述的QLED器件的制作方法，其特征在于，在所述ITO电极层上形成P掺杂的介质层的步骤包括：
配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液；
将P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液，旋涂在所述ITO电极层上，形成所述P掺杂的介质层。
9.根据权利要求7或8所述的QLED器件的制作方法，其特征在于，配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的混合液的步骤包括：
将金属氧化物与石墨烯溶液混合，形成P掺杂的石墨烯的混合液；
或，将所述金属氧化物与氧化石墨烯溶液混合，形成P掺杂的氧化石墨烯的混合液。
10.根据权利要求7或8所述的QLED器件的制作方法，其特征在于，配制P掺杂的石墨烯或P掺杂的氧化石墨烯的溶液的步骤包括：
将有机材料与石墨烯溶液混合，形成P掺杂的石墨烯的混合液；
或，将所述有机材料与氧化石墨烯溶液混合，形成P掺杂的氧化石墨烯的混合液。
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