CN108630817A - 一种适用于照明应用的量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于照明应用的量子点发光二极管及其制备方法。所述量子点发光二极管由底到顶依次包括基底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、顶电极或由底到顶依次包括基底、底电极、电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层、顶电极；量子点发光层为核壳结构，量子点发光层由壳层包覆核层而成；壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1‑m、xZnnCd1‑nSe、xZnnCd1‑nSemS1‑m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；核层的材料为CdSe、CdyZn1‑ySe、CuInSe2、CuInSeyS1‑y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1‑y、CdyZn1‑ ySekS1‑k中的一种，1>y>0，1>k>0。本发明能够降低空穴传输层和量子点发光层之间的能级势垒，从而提高了最高效率下量子点发光二极管的亮度，使得量子点发光二极管在高亮度下具有高外量子效率，达到了照明要求。

Description

一种适用于照明应用的量子点发光二极管及其制备方法
技术领域
本发明涉及电致发光量子点器件技术领域，特别是涉及一种适用于照明应用的量子点发光二极管及其制备方法。
背景技术
基于量子点的发光二极管(Quantum dot Light Emitting Diodes,QLEDs)具有发光强度高，单色性好，色彩饱和度高，稳定性好等优点，因此，QLEDs在显示和照明领域有良好的应用前景。目前红色和绿色外量子效率均已经超过20％，红色最高亮度小于200000cd/m2，绿色最高亮度小于300000cd/m2，蓝色最高亮度小于20000cd/m2，然而在每种器件效率达到最高时，其亮度均小于2000cd/m2，使得目前QLED虽然能够满足显示领域的应用，然而由于照明领域要求最高效率时亮度达到数千到数万坎德拉每平方米，使得目前量子点发光二极管不能满足照明领域应用。
目前，QLEDs的量子点发光层中的量子点为核壳结构量子点，其中壳层通常采用CdS或者ZnS材料，这就导致了QLEDs中量子点发光层和空穴传输层之间存在较大的能级势垒。具体的，采用CdS或者ZnS这两种材料作为核壳结构量子点最外层(壳层)时通常会造成量子点发光层和空穴传输层之间形成大于1电子伏特的空穴注入势垒，使得空穴难以注入到量子点发光层，而电子传输层却很容易把电子注入到量子点发光层中，造成在量子点发光层中由于空穴注入效率低使得电子和空穴不平衡，最终造成QLEDs在最高效率下亮度较低，例如，QLEDs会小于2000cd/m2，从而不适合照明领域应用。
发明内容
基于此，有必要提供一种适用于照明应用的量子点发光二极管及其制备方法，以降低空穴传输层和量子点发光层之间的能级势垒，降低空穴注入难度，提高空穴注入效率，提高最高效率下QLEDs的亮度，达到照明要求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种适用于照明应用的量子点发光二极管，所述量子点发光二极管由底到顶依次包括基底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、顶电极或由底到顶依次包括基底、底电极、电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层、顶电极；
所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0。
可选的，所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0-0.8eV。
可选的，所述量子点发光层覆盖的荧光范围为450-650nm；所述量子点发光二极管的电致发光光谱的覆盖范围为460-660nm。
可选的，所述量子点发光二极管发出的红色光的最大亮度范围为2×105-4×105cd/m2；所述量子点发光二极管发出的绿色光的最大亮度范围为3×105-6×105cd/m2；所述量子点发光二极管发出的蓝色光的最大亮度范围为1.5×104-1.6×105cd/m2。
可选的，发出红色光的量子点发光二极管的电流效率为20-35cd/A；发出绿色光的量子点发光二极管的电流效率为80-110cd/A；发出蓝色光的量子点发光二极管的电流效率为5-20cd/A。
可选的，发出红色光的量子点发光二极管的外量子效率为10-30％；发出绿色光的量子点发光二极管的外量子效率为15-25％；发出蓝色光的量子点发光二极管的外量子效率为6-20％。
可选的，发出红色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出红色光的量子点发光二极管的亮度为1×104-5×104cd/m2；发出绿色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出绿色光的量子点发光二极管的亮度为1×104-10×104cd/m2；发出蓝色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出蓝色光的量子点发光二极管的亮度为4×103-3×104cd/m2。
可选的，所述空穴注入层的材料为聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐，或为有掺杂的聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐，掺杂物为二甲基亚砜、石墨烯、山梨醇中一种或几种；所述空穴传输层的材料为聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺]、聚(9-乙烯基咔唑)、三(4-咔唑-9-基苯基)胺，4,4'-二(9-咔唑)联苯，N,N'-双-(1-奈基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺、间苯二咔唑、MoO3、NiO、V2O5、WO3中的一种或几种；所述电子传输层的材料为无机金属氧化物、掺杂有Li、Al、Mg、Cs、In、Ga、Zr中一种或几种的无机金属氧化物或8-羟基喹啉铝，所述无机金属氧化物为ZnO、SnO、TiO2、ZrO2；所述顶电极的材料为Al、Ag或Au。
本发明还提供了一种如上述所述的量子点发光二极管的制备方法，所述方法包括：
在基底上生长底电极；所述底电极为ITO玻璃基片；
利用旋转涂膜法在所述ITO玻璃基片上生长空穴注入层；
利用旋转涂膜法在所述空穴注入层上生长空穴传输层；
利用旋转涂膜法在所述空穴传输层上生长量子点发光层；所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1- ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0；
利用旋转涂膜法在所述量子点发光层上生长电子传输层；
在所述电子传输层上生长顶电极。
本发明还提供了一种如上述所述的量子点发光二极管的制备方法，所述方法包括：
在基底上生长底电极；所述底电极为ITO玻璃基片；
利用旋转涂膜法在所述ITO玻璃基片上生长电子传输层；
利用旋转涂膜法在所述电子传输层上生长量子点发光层；所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1- ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0；
利用旋转涂膜法在所述量子点发光层上生长空穴传输层；
利用旋转涂膜法在所述空穴传输层上生长空穴注入层；
在所述空穴注入层上生长顶电极。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种适用于照明应用的量子点发光二极管及其制备方法，所述量子点发光二极管由底到顶依次包括基底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、顶电极或由底到顶依次包括基底、底电极、电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层、顶电极；量子点发光层为核壳结构，量子点发光层由壳层包覆核层而成；壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种；核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种。本发明能够降低空穴传输层和量子点发光层之间的能级势垒，降低空穴注入难度，提高空穴注入效率，从而提高QLEDs的亮度，以及提高在最高效率下QLEDs的亮度，使得量子点发光二极管在高亮度下具有高外量子效率，达到了照明要求，为量子点在照明领域奠定了基础。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例适用于照明应用的量子点发光二极管的结构示意图；
图2为具体实施例1的量子点发光二极管的性能曲线图；
图3为具体实施例2的量子点发光二极管的性能曲线图；
图4为具体实施例3的量子点发光二极管的性能曲线图；
图5为具体实施例4的量子点发光二极管的性能曲线图；
图6为具体实施例5的量子点发光二极管的性能曲线图；
图7为具体实施例6的量子点发光二极管的性能曲线图。
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，所描述的实施例仅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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例适用于照明应用的量子点发光二极管的结构示意图。
参见图1，实施例的适用于照明应用的量子点发光二极管由底到顶依次包括基底1、底电极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、顶电极7或由底到顶依次包括基底1、底电极2、电子传输层6、量子点发光层5、空穴传输层4、空穴注入层3、顶电极7。
所述量子点发光层5为核壳结构，所述量子点发光层5由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0。所述量子点发光层5与所述空穴传输层4之间的能级势垒小于0.8电子伏特(eV)，处于0-0.8eV之间。
本实施例中，x取值为4-12，m取值为0.7-0.9，n取值为0.7-0.9，y取值为0.2-0.8，k取值为0.2-0.8。
所述底电极2为ITO玻璃基片；所述空穴注入层3的材料为聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)，或为有掺杂的聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐，掺杂物为二甲基亚砜、石墨烯、山梨醇中一种或几种，本实施例中掺杂比例为0.001-10％。
所述空穴传输层4的材料可以为有机材料，例如，聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺]、聚(9-乙烯基咔唑)、三(4-咔唑-9-基苯基)胺，4,4'-二(9-咔唑)联苯，N,N'-双-(1-奈基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺、间苯二咔唑中的一种或几种；所述空穴传输层4的材料也可以为无机纳米材料，例如，MoO3、NiO、V2O5、WO3中的一种或几种。
所述电子传输层6的材料可以为无机金属氧化物，所述无机金属氧化物具体为ZnO、SnO、TiO2、ZrO2；所述电子传输层6的材料也可以为掺杂有Li、Al、Mg、Cs、In、Ga、Zr中一种或几种的无机金属氧化物，掺杂比例为0.001-50wt％；所述电子传输层6还可以为8-羟基喹啉铝(Alq3)；所述顶电极7的材料为金属Al、Ag、Au中的一种。
本实施例中的所述量子点发光层5覆盖的荧光范围为450-650nm；所述量子点发光二极管的电致发光光谱的覆盖范围为460-660nm。
所述量子点发光二极管发出的红色光的最大亮度范围为2×105-4×105cd/m2；所述量子点发光二极管发出的绿色光的最大亮度范围为3×105-6×105cd/m2；所述量子点发光二极管发出的蓝色光的最大亮度范围为1.5×104-1.6×105cd/m2。
发出红色光的量子点发光二极管的电流效率为20-35cd/A；发出绿色光的量子点发光二极管的电流效率为80-110cd/A；发出蓝色光的量子点发光二极管的电流效率为5-20cd/A。
发出红色光的量子点发光二极管的外量子效率为10-30％；发出绿色光的量子点发光二极管的外量子效率为15-25％；发出蓝色光的量子点发光二极管的外量子效率为6-20％。
发出红色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出红色光的量子点发光二极管的亮度为1×104-5×104cd/m2；发出绿色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出绿色光的量子点发光二极管的亮度为1×104-10×104cd/m2；发出蓝色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出蓝色光的量子点发光二极管的亮度为4×103-3×104cd/m2。
作为一种可选的实施方式，x取值为6-8，m取值为0.8，n取值为0.8，y取值为0.4-0.6，k取值为0.4-0.6，聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐中掺杂比例为0.005-5％。
本实施例中的量子点发光二极管，将量子点发光层设置为核壳结构，其中壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种；核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种。该发光二极管能够降低空穴传输层和量子点发光层之间的能级势垒，降低空穴注入难度，提高空穴注入效率，从而提高QLEDs的亮度，以及提高在最高效率下QLEDs的亮度，使得量子点发光二极管在高亮度下具有高外量子效率，达到了照明要求。
本发明还提供了一种如上述所述的量子点发光二极管的制备方法，所述方法包括：在基底上生长底电极；所述底电极为ITO玻璃基片；利用旋转涂膜法在所述ITO玻璃基片上生长空穴注入层；利用旋转涂膜法在所述空穴注入层上生长空穴传输层；利用旋转涂膜法在所述空穴传输层上生长量子点发光层；所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1- nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1- ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0；利用旋转涂膜法在所述量子点发光层上生长电子传输层；在所述电子传输层上生长顶电极。
作为一种可选的实施方式，本发明的量子点发光二极管的制备方法还可以包括如下步骤：在基底上生长底电极；所述底电极为ITO玻璃基片；利用旋转涂膜法在所述ITO玻璃基片上生长电子传输层；利用旋转涂膜法在所述电子传输层上生长量子点发光层；所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0；利用旋转涂膜法在所述量子点发光层上生长空穴传输层；利用旋转涂膜法在所述空穴传输层上生长空穴注入层；在所述空穴注入层上生长顶电极。
下面为本发明的具体实施例。
实施例1：
该实施例中采用核壳结构CdSe/xZnSemS1-m作为量子点发光层，即所述量子点发光层的壳层的材料为xZnSemS1-m，核层的材料为CdSe，其中x为6，m为0.8，此时，获得绿色量子点发光二极管。所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0.1-0.65eV。其制备方法如下：
将清洗干净的图案画的ITO玻璃用紫外-臭氧处理机(UV/O3)处理15分钟，然后采用旋转涂膜的方法在ITO玻璃基片以3000转/分钟的转速旋涂40nm的PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层；将旋涂好PEDOT:PSS薄膜的ITO玻璃基片在空气中于150℃干燥15min，然后将其转移至手套箱中并旋涂浓度为10mg/mL的TFB氯苯溶液，获得TFB厚度30nm作为空穴传输层，并在手套箱中150℃干燥30min；以2000转/分钟的转速继续旋涂浓度为12mg/mL的CdSe/6ZnSe0.8S0.2量子点作为量子点发光层；采用旋涂的方法制备厚度约为35nm的氧化锌(ZnO)作为电子传输层；最后以的速度真空沉积一层厚100nm的Al作为背电极，即制备得到高效率下高亮度的量子点发光二极管(QLED)。
图2为具体实施例1的量子点发光二极管的性能曲线图，其中曲线(a)为量子点发光二极管外量子效率与亮度的变化曲线图，曲线(b)为量子点发光二极管电流效率与亮度的变化曲线图。参见图2，基于CdSe/6ZnSe0.8S0.2量子点的发光二极管最大亮度为5.3×105cd/m2，最大外量子效率为20％，最大电流效率为85.5cd/A，外量子效率处于19％以上(电流效率80cd/A以上)时对应的亮度范围为1.5×104-8.6×104cd/m2。
实施例2：
该实施例中采用核壳结构CdSe/xZnSe作为量子点发光层，即所述量子点发光层的壳层的材料为xZnSe，核层的材料为CdSe，其中x为6-8，此时，获得绿色量子点发光二极管。所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0.1-0.51eV。其制备方法如下：
将清洗干净的图案画的ITO玻璃用紫外-臭氧处理机(UV/O3)处理15分钟，然后采用旋转涂膜的方法在ITO玻璃基片以3000转/分钟的转速旋涂40nm的PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层；将旋涂好PEDOT:PSS薄膜的ITO玻璃基片在空气中于150℃干燥15min，然后将其转移至手套箱中并旋涂浓度为10mg/mL的TFB氯苯溶液，获得TFB厚度30nm作为空穴传输层，并在手套箱中150℃干燥30min；以2000转/分钟的转速继续旋涂浓度为12mg/mL的CdSe/6ZnSe量子点作为发光层；采用旋涂的方法制备厚度约35nm的氧化锌(ZnO)电子传输层；最后以的速度真空沉积一层厚100nm的Al作为背电极，即制备得到高效率下高亮度的的量子点发光二极管(QLED)。
图3为具体实施例2的量子点发光二极管的性能曲线图，其中曲线(a)为量子点发光二极管外量子效率与亮度的变化曲线图，曲线(b)为量子点发光二极管电流效率与亮度的变化曲线图。参见图3，基于CdSe/6ZnSe量子点的发光二极管最大亮度为5.26×105cd/m2，最大外量子效率为22.9％，最大电流效率为98.4cd/A，外量子效率处于19％以上(电流效率80cd/A以上)时对应的亮度范围为5×103-1.52×105cd/m2。
实施例3：
该实施例中采用核壳结构CdSe/xZnnCd1-nSe作为量子点发光层，即所述量子点发光层的壳层的材料为xZnnCd1-nSe，核层的材料为CdSe，其中x为8，n为0.8，此时，获得绿色量子点发光二极管。所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0.1-0.51eV。其制备方法如下：
将清洗干净的图案画的ITO玻璃用紫外-臭氧处理机(UV/O3)处理15分钟，然后采用旋转涂膜的方法在ITO玻璃基片以3000转/分钟的转速旋涂40nm的PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层；将旋涂好PEDOT:PSS薄膜的ITO玻璃基片在空气中于150℃干燥15min，然后将其转移至手套箱中并旋涂浓度为10mg/mL的TFB氯苯溶液，获得TFB厚度30nm作为空穴传输层，并在手套箱中150℃干燥30min；以2000转/分钟的转速继续旋涂浓度为12mg/mL的CdSe/8Zn0.8Cd0.2Se量子点作为发光层；采用旋涂的方法制备厚度约35nm的氧化锌(ZnO)电子传输层；最后以的速度真空沉积一层厚100nm的Al作为背电极，即制备得到高效率下高亮度的的量子点发光二极管(QLED)。
图4为具体实施例3的量子点发光二极管的性能曲线图，其中曲线(a)为量子点发光二极管外量子效率与亮度的变化曲线图，曲线(b)为量子点发光二极管电流效率与亮度的变化曲线图。参见图4，基于CdSe/8Zn0.8Cd0.2Se量子点的发光二极管最大亮度为3.5×105cd/m2，最大外量子效率为19.5％，最大电流效率为83.4cd/A，外量子效率处于18％以上(电流效率75cd/A以上)时对应的亮度范围为1.36×104-1.12×105cd/m2。
实施例4：
该实施例中采用核壳结构CdSe/xZnnCd1-nSemS1-m作为量子点发光层，即所述量子点发光层的壳层的材料为xZnnCd1-nSemS1-m，核层的材料为CdSe，其中x为8，n为0.8，m为0.8，此时，获得绿色量子点发光二极管。所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0.1-0.54eV。其制备方法如下：
将清洗干净的图案画的ITO玻璃用紫外-臭氧处理机(UV/O3)处理15分钟，然后采用旋转涂膜的方法在ITO玻璃基片以3000转/分钟的转速旋涂40nm的PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层；将旋涂好PEDOT:PSS薄膜的ITO玻璃基片在空气中于150℃干燥15min，然后将其转移至手套箱中并旋涂浓度为10mg/mL的TFB氯苯溶液，获得TFB厚度30nm作为空穴传输层，并在手套箱中150℃干燥30min；以2000转/分钟的转速继续旋涂浓度为12mg/mL的CdSe/8Zn0.8Cd0.2Se0.8S0.2量子点作为发光层；采用旋涂的方法制备厚度约35nm的氧化锌(ZnO)电子传输层，最后以的速度真空沉积一层厚100nm的Al作为背电极，即制备得到高效率下高亮度的的量子点发光二极管(QLED)。
图5为具体实施例4的量子点发光二极管的性能曲线图，其中曲线(a)为量子点发光二极管外量子效率与亮度的变化曲线图，曲线(b)为量子点发光二极管电流效率与亮度的变化曲线图。参见图5，基于CdSe/8Zn0.8Cd0.2Se0.8S0.2量子点的发光二极管最大亮度为46万，最大外量子效率为20.5％，最大电流效率为87.7cd/A，外量子效率处于18％以上(电流效率80cd/A以上)时对应的亮度范围为1.7×104-1.1×105cd/m2。
实施例5
该实施例中采用核壳结构CdyZn1-ySe/xZnSe作为量子点发光层，即所述量子点发光层的壳层的材料为xZnSe，核层的材料为CdyZn1-ySe，其中x为8，y为0.2，此时，获得红色量子点发光二极管。所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0.1-0.45eV。其制备方法如下：
将清洗干净的图案画的ITO玻璃用紫外-臭氧处理机(UV/O3)处理15分钟，然后采用旋转涂膜的方法在ITO玻璃基片以3000转/分钟的转速旋涂40nm的PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层；将旋涂好PEDOT:PSS薄膜的ITO玻璃基片在空气中于150℃干燥15min，然后将其转移至手套箱中并旋涂浓度为10mg/mL的TFB氯苯溶液，获得TFB厚度30nm作为空穴传输层，并在手套箱中150℃干燥30min；以2000转/分钟的转速继续旋涂浓度为12mg/mL的Cd0.2Zn0.8Se/8ZnSe量子点作为发光层；采用旋涂的方法制备厚度约35nm的氧化锌(ZnO)电子传输层，最后以的速度真空沉积一层厚100nm的Al作为背电极，即制备得到高效率下高亮度的的量子点发光二极管(QLED)。
图6为具体实施例5的量子点发光二极管的性能曲线图，其中曲线(a)为量子点发光二极管外量子效率与亮度的变化曲线图，曲线(b)为量子点发光二极管电流效率与亮度的变化曲线图。参见图6，基于Cd0.2Zn0.8Se/8ZnSe量子点的红光二极管最大亮度为3.05×105cd/m2，最大外量子效率为12.5％，最大电流效率为31.5cd/A，外量子效率处于12％以上(电流效率30cd/A以上)时对应的亮度范围为6×103-6.4×104cd/m2。
实施例6：
该实施例中采用核壳结构CdyZn1-ySekS1-k/xZnSe作为量子点发光层，即所述量子点发光层的壳层的材料为xZnSe，核层的材料为CdyZn1-ySekS1-k，其中x为6，y为0.9，k为0.4，此时，获得蓝色量子点发光二极管。所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0.1-0.65eV。其制备方法如下：
将清洗干净的图案画的ITO玻璃用紫外-臭氧处理机(UV/O3)处理15分钟，然后采用旋转涂膜的方法在ITO玻璃基片以3000转/分钟的转速旋涂40nm的PEDOT:PSS薄膜作为空穴注入层；将旋涂好PEDOT:PSS薄膜的ITO玻璃基片在空气中于150℃干燥15min，然后将其转移至手套箱中并旋涂浓度为10mg/mL的TFB氯苯溶液，获得TFB厚度30nm作为空穴传输层，并在手套箱中150℃干燥30min；以2000转/分钟的转速继续旋涂浓度为12mg/mL的Cd0.9Zn0.1Se0.4S0.6/6ZnSe量子点作为发光层；采用旋涂的方法制备厚度约35nm的氧化锌(ZnO)电子传输层；最后以的速度真空沉积一层厚100nm的Al作为背电极，即制备得到高效率下高亮度的的量子点发光二极管(QLED)。
图7为具体实施例6的量子点发光二极管的性能曲线图，其中曲线(a)为量子点发光二极管外量子效率与亮度的变化曲线图，曲线(b)为量子点发光二极管电流效率与亮度的变化曲线图。参见图7，基于Cd0.9Zn0.1Se0.4S0.6/6ZnSe量子点的蓝光发光二极管最大亮度为1.55×105cd/m2，最大外量子效率为10.1％，最大电流效率为11.6cd/A，外量子效率处于10％以上(电流效率11cd/A以上)时对应的亮度范围为2×103-6.16×104cd/m2。
本实施例中的量子点发光二极管的制备方法，将量子点发光层设置为核壳结构，其中壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种；核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种。该制备方法能够降低空穴传输层和量子点发光层之间的能级势垒，降低空穴注入难度，提高空穴注入效率，从而提高QLEDs的亮度，以及提高在最高效率下QLEDs的亮度，使得量子点发光二极管在高亮度下具有高外量子效率，达到了照明要求。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光二极管由底到顶依次包括基底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、顶电极或由底到顶依次包括基底、底电极、电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层、顶电极；
所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1-nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0。
2.根据权利要求1所述的一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层与所述空穴传输层之间的能级势垒为0-0.8eV。
3.根据权利要求1所述的一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层覆盖的荧光范围为450-650nm；所述量子点发光二极管的电致发光光谱的覆盖范围为460-660nm。
4.根据权利要求1所述的一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光二极管发出的红色光的最大亮度范围为2×105-4×105cd/m2；所述量子点发光二极管发出的绿色光的最大亮度范围为3×105-6×105cd/m2；所述量子点发光二极管发出的蓝色光的最大亮度范围为1.5×104-1.6×105cd/m2。
5.根据权利要求4所述的一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，发出红色光的量子点发光二极管的电流效率为20-35cd/A；发出绿色光的量子点发光二极管的电流效率为80-110cd/A；发出蓝色光的量子点发光二极管的电流效率为5-20cd/A。
6.根据权利要求5所述的一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，发出红色光的量子点发光二极管的外量子效率为10-30％；发出绿色光的量子点发光二极管的外量子效率为15-25％；发出蓝色光的量子点发光二极管的外量子效率为6-20％。
7.根据权利要求6所述的一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，发出红色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出红色光的量子点发光二极管的亮度为1×104-5×104cd/m2；发出绿色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出绿色光的量子点发光二极管的亮度为1×104-10×104cd/m2；发出蓝色光的量子点发光二极管的所述电流效率或所述外量子效率最大时，发出蓝色光的量子点发光二极管的亮度为4×103-3×104cd/m2。
8.根据权利要求1所述的一种适用于照明应用的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入层的材料为聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐，或为有掺杂的聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐，掺杂物为二甲基亚砜、石墨烯、山梨醇中一种或几种；所述空穴传输层的材料为聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺]、聚(9-乙烯基咔唑)、三(4-咔唑-9-基苯基)胺，4,4'-二(9-咔唑)联苯，N,N'-双-(1-奈基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺、间苯二咔唑、MoO3、NiO、V2O5、WO3中的一种或几种；所述电子传输层的材料为无机金属氧化物、掺杂有Li、Al、Mg、Cs、In、Ga、Zr中一种或几种的无机金属氧化物或8-羟基喹啉铝，所述无机金属氧化物为ZnO、SnO、TiO2、ZrO2；所述顶电极的材料为Al、Ag或Au。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的适用于照明应用的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在基底上生长底电极；所述底电极为ITO玻璃基片；
利用旋转涂膜法在所述ITO玻璃基片上生长空穴注入层；
利用旋转涂膜法在所述空穴注入层上生长空穴传输层；
利用旋转涂膜法在所述空穴传输层上生长量子点发光层；所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1- nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0；
利用旋转涂膜法在所述量子点发光层上生长电子传输层；
在所述电子传输层上生长顶电极。
10.一种如权利要求1-8任意一项所述的适用于照明应用的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在基底上生长底电极；所述底电极为ITO玻璃基片；
利用旋转涂膜法在所述ITO玻璃基片上生长电子传输层；
利用旋转涂膜法在所述电子传输层上生长量子点发光层；所述量子点发光层为核壳结构，所述量子点发光层由壳层包覆核层而成；所述壳层的材料为xZnSe、xZnSemS1-m、xZnnCd1- nSe、xZnnCd1-nSemS1-m中的一种，x表示层数，15>x>1，1>m>0.5，1>n>0.5；所述核层的材料为CdSe、CdyZn1-ySe、CuInSe2、CuInSeyS1-y、ZnCuInSe、ZnCuInS、ZnCuInSeyS1-y、CdyZn1-ySekS1-k中的一种，1>y>0，1>k>0；
利用旋转涂膜法在所述量子点发光层上生长空穴传输层；
利用旋转涂膜法在所述空穴传输层上生长空穴注入层；
在所述空穴注入层上生长顶电极。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110676387A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 南昌航空大学 一种太阳能电池电子传输层的制备方法及其应用
CN111384264A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 Tcl集团股份有限公司 一种复合薄膜、量子点发光二极管及其制备方法
CN113130782A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 Tcl集团股份有限公司 量子点发光二极管及其制备方法
WO2023040852A1 (zh) * 2021-09-15 2023-03-23 Tcl科技集团股份有限公司 发光器件、发光器件的制备方法和显示面板

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015002565A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-08 Optogan Organic Lighting Solutions, Llc (Optogan - Osr, Llc) Hybrid quantum dot/metal-organic led white light source
CN104818019A (zh) * 2014-02-05 2015-08-05 三星电子株式会社 纳米晶体颗粒、其合成方法和包括其的器件
CN105026519A (zh) * 2013-03-01 2015-11-04 皇家飞利浦有限公司 用于led照明的一类基于苯并氧杂蒽衍生物的新型发绿光/黄光磷光体
CN105153811A (zh) * 2015-08-14 2015-12-16 广州华睿光电材料有限公司 印刷油墨及电子器件
CN105684555A (zh) * 2013-10-17 2016-06-15 株式会社村田制作所 纳米粒子材料以及发光器件
CN105810848A (zh) * 2016-03-16 2016-07-27 京东方科技集团股份有限公司 一种量子点层的制备方法及含有量子点层的qled显示装置、制备方法
CN106206977A (zh) * 2016-09-30 2016-12-07 Tcl集团股份有限公司 一种多阱结构量子点、qled及制备方法
CN106356462A (zh) * 2016-08-23 2017-01-25 苏州星烁纳米科技有限公司 包括量子点和能量转移分子的发光二极管装置及其制备方法、显示装置
CN106384765A (zh) * 2016-11-03 2017-02-08 Tcl集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及其制备方法
CN106654028A (zh) * 2016-11-29 2017-05-10 天津市中环量子科技有限公司 一种主动增亮膜及其制备方法
CN106784345A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 瑞声科技（南京）有限公司 量子点结构及制造方法、量子点发光二极管及制造方法
US20170162764A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Nanosys, Inc. Quantum Dot Encapsulation Techniques
CN107230745A (zh) * 2017-05-17 2017-10-03 纳晶科技股份有限公司 量子点、墨水及量子点发光显示器件
CN107760307A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 苏州星烁纳米科技有限公司 一种量子点及其制备方法、背光模组和显示装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105026519A (zh) * 2013-03-01 2015-11-04 皇家飞利浦有限公司 用于led照明的一类基于苯并氧杂蒽衍生物的新型发绿光/黄光磷光体
WO2015002565A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-08 Optogan Organic Lighting Solutions, Llc (Optogan - Osr, Llc) Hybrid quantum dot/metal-organic led white light source
CN105684555A (zh) * 2013-10-17 2016-06-15 株式会社村田制作所 纳米粒子材料以及发光器件
CN104818019A (zh) * 2014-02-05 2015-08-05 三星电子株式会社 纳米晶体颗粒、其合成方法和包括其的器件
CN105153811A (zh) * 2015-08-14 2015-12-16 广州华睿光电材料有限公司 印刷油墨及电子器件
US20170162764A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Nanosys, Inc. Quantum Dot Encapsulation Techniques
CN105810848A (zh) * 2016-03-16 2016-07-27 京东方科技集团股份有限公司 一种量子点层的制备方法及含有量子点层的qled显示装置、制备方法
CN107760307A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 苏州星烁纳米科技有限公司 一种量子点及其制备方法、背光模组和显示装置
CN106356462A (zh) * 2016-08-23 2017-01-25 苏州星烁纳米科技有限公司 包括量子点和能量转移分子的发光二极管装置及其制备方法、显示装置
CN106206977A (zh) * 2016-09-30 2016-12-07 Tcl集团股份有限公司 一种多阱结构量子点、qled及制备方法
CN106384765A (zh) * 2016-11-03 2017-02-08 Tcl集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及其制备方法
CN106654028A (zh) * 2016-11-29 2017-05-10 天津市中环量子科技有限公司 一种主动增亮膜及其制备方法
CN106784345A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 瑞声科技（南京）有限公司 量子点结构及制造方法、量子点发光二极管及制造方法
CN107230745A (zh) * 2017-05-17 2017-10-03 纳晶科技股份有限公司 量子点、墨水及量子点发光显示器件

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111384264A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 Tcl集团股份有限公司 一种复合薄膜、量子点发光二极管及其制备方法
CN111384264B (zh) * 2018-12-29 2022-01-18 Tcl科技集团股份有限公司 一种复合薄膜、量子点发光二极管及其制备方法
CN110676387A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 南昌航空大学 一种太阳能电池电子传输层的制备方法及其应用
CN113130782A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 Tcl集团股份有限公司 量子点发光二极管及其制备方法
CN113130782B (zh) * 2019-12-31 2022-10-11 Tcl科技集团股份有限公司 量子点发光二极管及其制备方法
WO2023040852A1 (zh) * 2021-09-15 2023-03-23 Tcl科技集团股份有限公司 发光器件、发光器件的制备方法和显示面板

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