CN107946472A - 体异质结量子点发光二极管 - Google Patents

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常春
张芹
李清华
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张余宝
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Abstract

本发明公开了一种体异质结量子点发光二极管，包括依次层叠设置的基底、透明电极、空穴注入与传输层、量子点发光层、电子注入与传输层和电极，透明电极与电源的正极相连接，电极与电源的负极相连接；量子点发光层由过渡金属氧化物和量子点组合而成体异质结。本发明利用过渡金属氧化物/量子点体异质结结构以期促进电子/空穴平衡，拓宽辐射复合区域，获得高电光转换效率，是一项近乎全新的探索。采用过渡金属氧化物/量子点体异质结技术，形成了高效率QLED，延长了发光器件的使用寿命，并且极大的提高了能源利用率，使用的材料简单常见、生产难度小、成本较低、实用性强，为人们的生活提供和创造了极大的便利。

Description

体异质结量子点发光二极管
技术领域
本发明涉及LED发光器件技术，特别涉及一种由过渡金属氧化物和量子点构成的体异质结量子点发光二极管。
背景技术
照明是人类社会的重大需求，其能耗是当今社会能源消耗的重要组成部分。目前的发光二极管（LED）因亮度高、能耗低等优点，已成为新一代的照明光源。而现今市场上比较流行的是无需背光源的OLED，但是OLED寿命短、良品率也不高、实际效果并不好。应市场需求，量子点的合成技术越来越成熟，而且能源利用率高，比如核壳结构量子点的发光效率甚至可以高达100%。将其应用到QLED上，具有色纯度高，寿命更长的优点。但是器件的效率还有待提高，将过渡金属氧化物/量子点体异质结应用于量子点发光二极管，以期促进电子/空穴平衡，拓宽辐射复合区域，获得高电光转换效率，是一项近乎全新的探索。通过体异质结结构体系的构建，使量子点充分渗入空穴传输层内部，发光功能单元遍布整个体异质结，有利于实现高亮度的体发光。此外，这种结构的引入使空穴传输界面接触也显著扩大，提高空穴传输几率。更进一步，调控过渡金属氧化物的高HOMO能级，构建空穴传输快速通道，大幅提升空穴传输速率，使电子空穴传输达到平衡，最终提高量子点发光二极管性能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种体异质结量子点发光二极管，采用过渡金属氧化物和量子点体异质结技术，通过多种不同材料，实现了更高效率的量子点发光器件，满足人们的生活需要。
为解决上述技术问题，本发明专利采用的技术方案是这样的。体异质结量子点发光二极管，包括依次层叠设置的玻璃基底、透明电极、空穴注入与传输层、量子点发光层、电子注入与传输层和电极，所述透明电极与电源的正极相连接，所述电极与电源的负极相连接；所述量子点发光层由过渡金属氧化物和量子点组合而成体异质结。
进一步，所述电极由铝（Al）、银（Ag）或二者组合构成，其厚度为1-150nm。
进一步，所述电子注入与传输层为无机氧化物，其厚度为1-100nm。
进一步，所述无机氧化物为氧化锌（ZnO）、掺镁氧化锌（ZnMgO）或二氧化钛（TiO2）。
进一步，所述量子点发光层为胶体纳米半导体材料，其厚度为1-100nm。
进一步，所述胶体纳米半导体材料为Ⅲ-Ⅵ族或Ⅱ-Ⅴ族元素构成的量子点。
进一步，所述过渡金属氧化物的HOMO能级为-4.6~-5.3eV。
进一步，所述过渡金属氧化物为氧化镍（NiO）、氧化钒（V2O5）、氧化钨（WO3）或氧化钼（MoO3）金属氧化物，厚度为1-100nm。
进一步，所述空穴注入与传输层由PEDOT:PSS分别与poly-TPD、PVK或TFB叠合组成，其厚度为1-100nm。
进一步，所述空穴注入与传输层由聚对苯撑乙烯类、聚噻吩类、聚硅烷类或三苯甲烷类构成。
进一步，所述透明电极为ITO、FTO、PET/ITO导电薄膜，其厚度为1-200nm。
本发明的有益效果是：利用过渡金属氧化物/量子点体异质结结构以期促进电子/空穴平衡，拓宽辐射复合区域，获得高电光转换效率，是一项近乎全新的探索。采用过渡金属氧化物/量子点体异质结技术，形成了高效率QLED，延长了发光器件的使用寿命，并且极大的提高了能源利用率，使用的材料简单常见、生产难度小、成本较低、实用性强，为人们的生活提供和创造了极大的便利。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-电极，2-电子注入与传输层，3-量子点发光层，4-空穴注入与传输层，5-透明电极，6-玻璃基底, 7-电源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1，体异质结量子点发光二极管，其结构包括依次层叠设置的玻璃基底6、透明电极5、空穴注入与传输层4、量子点发光层3、电子注入与传输层2和电极1，所述透明电极5与电源7的正极相连接，所述电极1与电源7的负极相连接；所述量子点发光层3由过渡金属氧化物和量子点组合而成体异质结。
实施例1：
本发明体异质结量子点发光二极管，包括依次层叠设置的玻璃基底6、透明电极5、空穴注入与传输层4、量子点发光层3、电子注入与传输层2和电极1，所述透明电极5与电源7的正极相连接，所述电极1与电源7的负极相连接；所述量子点发光层3由过渡金属氧化物和量子点组合而成体异质结。其中：电极1由铝制成，其厚度为100nm。电子注入与传输层4为氧化锌，其厚度为80nm。量子点发光层3为胶体纳米半导体材料：CdSe/CdS/ZnS，且厚度为20nm。过渡金属氧化物采用氧化镍（NiO），其厚度为20nm。过渡金属氧化物的HOMO能级为-5.0eV。空穴注入与传输层4由PEDOT:PSS与TFB叠合组成，其厚度为60nm。透明电极5为ITO导电玻璃，其厚度为200nm。
实施例2：
本发明中的电极1由银制成，其厚度为110nm。电子注入与传输层4为掺镁氧化锌, 其厚度为60nm。量子点发光层3为Ⅲ-Ⅵ族元素构成的量子点，其厚度为110nm。过渡金属氧化物的HOMO能级为-5.0eV。过渡金属氧化物为氧化钒（V2O5），其厚度为60nm。空穴注入与传输层4由PEDOT:PSS与poly-TPD叠合组成，其厚度为110nm。透明电极5ITO，其厚度为100nm。它结构与实施例1相同。
实施例3：
本发明中的电极1由铝和银的合金材料制成，其厚度为100nm。电子注入与传输层4为二氧化钛, 其厚度为20nm。量子点发光层3为Ⅱ-Ⅴ族元素构成的量子点。过渡金属氧化物的HOMO能级为-4.8eV。过渡金属氧化物为氧化钨（WO3），其厚度为50nm。空穴注入与传输层4由PEDOT:PSS与PVK叠合组成，其厚度为60nm。透明电极5为ITO，其厚度为100nm。其他与实施例1相同。
实施例4：
本发明中的电极1由铝和银合金构成，其厚度为80nm。电子注入与传输层4为氧化锌，其厚度为50nm。量子点发光层3为Ⅲ-Ⅵ族元素构成的量子点，其厚度为70nm。过渡金属氧化物的HOMO能级为-4.8eV。过渡金属氧化物采用氧化钼，厚度为1-100nm。空穴注入与传输层4由PEDOT:PSS与poly-TPD叠合组成，其厚度为1-100nm。空穴注入与传输层4也可以由聚对苯撑乙烯类、聚噻吩类、聚硅烷类或三苯甲烷类构成。透明电极5为FTO导电玻璃，其厚度为120nm。其他与实施例1相同。
本发明体异质结量子点发光二极管的制作步骤如下：
1）清洗透明电极5：
用含清洗剂的去离子水超声清洗透明电极5（ITO导电玻璃），再依次用去离子水、丙酮和异丙醇清洗且连续超声处理15分钟，然后用氮气枪迅速吹干液体，在氧气等离子体下处理10分钟，以清洁ITO导电玻璃表面。
2）制作空穴注入与传输层4：
在手套箱（O2<5ppm，H2O<5ppm）中，将PEDOT:PSS以3000转/秒旋涂在导电电极上，150℃退火25分钟，烘干未挥发完的液体，再以3000转/秒旋涂poly-TPD，150℃退火20分钟，形成空穴注入与传输层4。
3）制备量子点发光层3：
经过步骤2）后，以3000 转/秒旋涂V2O5溶液，烘烤后得到过渡金属氧化物骨架。再在其上以2000转/秒旋涂CdSe/CdS/ZnS量子点溶液，60℃退火20分钟，得到过渡金属氧化物骨架/量子点体异质结量子点发光层3。
4）制作电子注入与传输层2：
经过步骤3）后，在量子点发光层3上旋涂ZnO电子注入与传输层2，转速是2000转/分钟，旋涂时间为50秒，然后在60℃下加热20分钟，形成电子注入与传输层2。
5）制作电极1：
经过步骤4）后，旋涂完成的器件放入真空蒸镀腔体，蒸镀电极铝，得到电极1厚度为100nm的量子点发光器件，即：体异质结量子点发光二极管。
本发明以嵌入骨架式过渡金属氧化物/量子点体异质结为研究对象，围绕三维结构体异质结的可控制备，探索最佳制备方案，获得界面、结构及能级均匹配的新型体异质结。以时间分辨光谱技术为手段，诠释器件内电荷动力学行为，揭示提高电荷平衡的有效途径，解决材料制备及器件组装等科学技术问题，获得新型高效的量子点发光二极管器件，取得创新性的研究成果。

Claims (11)

1.体异质结量子点发光二极管，其特征在于：包括依次层叠设置的基底、透明电极、空穴注入与传输层、量子点发光层、电子注入与传输层和电极，所述透明电极与电源的正极相连接，所述电极与电源的负极相连接；所述量子点发光层由过渡金属氧化物和量子点组合而成体异质结。
2.根据权利要求1所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述电极由铝、银或二者组合构成，其厚度为1-150nm。
3.根据权利要求1所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述电子注入与传输层为无机氧化物，其厚度为1-100nm。
4.根据权利要求3所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述无机氧化物为氧化锌、掺镁氧化锌或二氧化钛。
5.根据权利要求1所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层为胶体纳米半导体材料，其厚度为1-100nm。
6.根据权利要求5所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述胶体纳米半导体材料为Ⅲ-Ⅵ族或Ⅱ-Ⅴ族元素构成的量子点。
7.根据权利要求1所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述过渡金属氧化物的HOMO能级为-4.6~-5.3eV。
8.根据权利要求1或7所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述过渡金属氧化物为氧化镍、氧化钒、氧化钨或氧化钼金属氧化物，厚度为1-100nm。
9.根据权利要求1所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入与传输层由PEDOT:PSS分别与poly-TPD、PVK或TFB叠合组成，其厚度为1-100nm。
10.根据权利要求1所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入与传输层由聚对苯撑乙烯类、聚噻吩类、聚硅烷类或三苯甲烷类构成。
11.根据权利要求1所述的体异质结量子点发光二极管，其特征在于，所述透明电极为ITO、FTO、PET/ITO导电玻璃，其厚度为1-200nm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109841745A (zh) * 2019-03-25 2019-06-04 南昌航空大学 一种以过渡金属氧化物掺杂量子点为发光层的制备方法
CN110600619A (zh) * 2018-06-12 2019-12-20 Tcl集团股份有限公司 量子点发光二极管及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102255019A (zh) * 2010-05-20 2011-11-23 乐金显示有限公司 量子点发光元件及其制造方法
KR20120018865A (ko) * 2010-08-24 2012-03-06 엘지디스플레이 주식회사 양자점 발광 소자
CN102916097A (zh) * 2011-08-01 2013-02-06 潘才法 一种电致发光器件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102255019A (zh) * 2010-05-20 2011-11-23 乐金显示有限公司 量子点发光元件及其制造方法
KR20120018865A (ko) * 2010-08-24 2012-03-06 엘지디스플레이 주식회사 양자점 발광 소자
CN102916097A (zh) * 2011-08-01 2013-02-06 潘才法 一种电致发光器件

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110600619A (zh) * 2018-06-12 2019-12-20 Tcl集团股份有限公司 量子点发光二极管及其制备方法
CN109841745A (zh) * 2019-03-25 2019-06-04 南昌航空大学 一种以过渡金属氧化物掺杂量子点为发光层的制备方法
CN109841745B (zh) * 2019-03-25 2021-04-27 南昌航空大学 一种以过渡金属氧化物掺杂量子点为发光层的制备方法

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