CN109301076B - 单色量子点发光二极管的结构及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单色量子点发光二极管的结构及制备方法，单色量子点发光层包括第一种量子点发光层和第二种量子点发光层，采用旋涂或喷墨打印的方法，将第一量子点在玻璃上制成第一量子点发光层，然后在第一量子点发光层上旋涂或喷墨打印第二量子点，形成第二量子点发光层，构成单色量子点发光层，并在空穴注入传输层和电子注入传输层之间设置单色量子点发光层，构成单色量子点发光二极管。本发明实现了台阶式能级结构单色发光层的构建，促进发光层内载流子的传输，提升单色量子点发光二极管的发光效率，进一步提升器件的性能，满足人们的生活需要。

Description

单色量子点发光二极管的结构及制备方法
技术领域
本发明涉及LED发光器件，特别涉及一种单色量子点发光二极管的结构及制备方法。
背景技术
目前，随着照明与显示技术的发展，波长能够自由调节、色纯度高、工艺简单的量子点发光二极管(QLED)技术也越来越得到人们的重视，在不久的将来必将成为下一代照明与显示设备的主流。目前，QLED器件收到越来越多的研究和重视，其中，如何有效提升载流子在发光层内的传输能力是人们研究的关键问题之一。这是因为，量子点本身是半导体材料，再加上表面配体使量子点之间相互隔开，导致在发光层内部载流子传输困难，限制了发光层内的电子-空穴对数目，从而影响器件的发光效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有台阶式能级的单色量子点发光层的结构及制备方法，将其应用到QLED器件上，提高量子点发光二极管发光层内载流子的传输能力，进而制备高效率单色量子点发光二极管。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。一种单色量子点发光二极管，自下而上设置有ITO透明电极、空穴注入传输层、单色量子点发光层、电子注入传输层和Al金属电极，所述单色量子点发光层包括第一种量子点发光层和第二种量子点发光层，所述第一量子点发光层中的第一量子点为CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS中的S源溶于三正辛基磷制备而成，所述第二量子点发光层中的第二量子点为CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS中的S源溶于三丁基磷中制备而成；且第一量子点发光层上面设置有第二量子点发光层。
进一步，所述第一量子点发光层和第二量子点发光层的厚度均为1-100nm。
一种单色量子点发光二极管的制备方法，其过程如下：
1)制备第一量子点和第二量子点：采用连续离子层吸附法将CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS壳层中的S源溶解于三正辛基磷制备成第一量子点，将CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS壳层中的S源溶解于三丁基磷中制备成第二量子点；
2)采用旋涂或喷墨打印的方法，将第一量子点在玻璃上制成第一种量子点发光层，然后在第一量子点发光层上旋涂或喷墨打印第二量子点，形成第二量子点发光层，构成单色量子点发光层，并在空穴注入传输层和电子注入传输层之间设置单色量子点发光层，构成单色量子点发光二极管。
本发明由第一量子点发光层和第二量子点发光层构成的台阶式能级发光层结构，实现了不同量子点材料在发光波段不变的同时，却具有不同的能级，从而实现台阶式能级结构单色发光层的构建，促进发光层内载流子的传输，提升单色量子点发光二极管的发光效率。并且使用的材料简单常见、生产难度小、成本较低、实用性强，可为人们的生活创造更高效的照明光源与显示器件。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。本发明的单色量子点发光层内为具有台阶式能级的单色量子点发光器件，其制作方法如下：
方法一:
1、CdZnS/CdSe/CdZnS的制备，首先合成CdZnS量子点，纯化后，混合相应的配体，通过连续离子层吸附的方法包覆CdSe发光层和CdZnS外壳层。
2、第一量子点CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS中的S源溶于三正辛基磷(TOP)中，第二量子点CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS中的S源溶于三丁基磷(TBP)中，此两种量子点的种类和波长均相同，但第二量子点发光层的半峰宽要小于第一量子点发光层的半峰宽。
3、在覆有电极的衬底上采用匀胶旋涂的方法制备空穴和电子传输层。
4、将第一量子点与poly-TPD混合，采用匀胶旋涂的方法制备第一量子点发光层，在手套箱中放置进行自然干燥，其厚度为15nm。
5、第一量子点发光层旋涂完成后，将第二量子点分散在正辛烷等溶剂中，在第一量子点发光层上采用匀胶旋涂法制备第二量子点发光层，在手套箱中放置进行自然干燥，其厚度为25nm。
6、发光层制备完成后，在其上采用匀胶旋涂或者喷墨打印的方法制备电子和空穴传输层。
7、最后，真空蒸镀金属电极。至此，发光层内具有台阶式能级的单色量子点发光器件制备完成。
方法二：
将方法一中采用匀胶旋涂的方法制备器件改为喷墨打印的方法制备器件中的各功能层，最后采用真空蒸镀的方法制备金属电极。其他制备与方法一相同。
本发明将这两种量子点分别作为相接触的量子点发光二极管的第一量子点发光层和第二量子点发光层，形成台阶式能级结构，其中第一量子点发光层为第一能级层，第二量子点发光层为第二能级层，且第二能级层的禁带宽度比第一能级层的禁带宽度大，促进载流子传输，得到高效单色量子点发光二极管器件。采用只改变量子点表面配体的方法，制备除了能级外，其他光电性能基本一致的两种量子点材料，通过将它们由下而上先后旋涂或喷墨打印成双层量子点发光层，实现了发光层内具有台阶式能级的单色量子点发光器件，进一步提升器件的性能，满足人们的生活需要。

Claims (3)

1.一种单色量子点发光二极管，自下而上设置有ITO透明电极、空穴注入传输层、单色量子点发光层、电子注入传输层和Al金属电极，其特征在于：所述单色量子点发光层包括第一量子点发光层和第二量子点发光层，所述第一量子点发光层中的第一量子点为CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS壳层中的S源溶于三正辛基磷制备而成，所述第二量子点发光层中的第二量子点为CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS壳层中的S源溶于三丁基磷中制备而成；且第一量子点发光层上面设置有第二量子点发光层。
2.根据权利要求1所述的一种单色量子点发光二极管，其特征在于：所述第一量子点发光层和第二量子点发光层的厚度均为1-100nm。
3.一种如权利要求1所述的单色量子点发光二极管的制备方法，其特征在于：其过程如下：
1)制备第一量子点和第二量子点：采用连续离子层吸附法将CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS壳层中的S源溶解于三正辛基磷制备成第一量子点，将CdZnS/CdSe/CdZnS中CdZnS壳层中的S源溶解于三丁基磷中制备成第二量子点；
2)在空穴注入传输层和电子注入传输层之间设置单色量子点发光层，采用旋涂或喷墨打印的方法，将第一量子点制成第一量子点发光层，然后在第一量子点发光层上旋涂或喷墨打印第二量子点，形成第二量子点发光层，构成单色量子点发光二极管。
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