CN109686850A - 非pedot:pss倒置串联量子点发光器件及其制备方法 - Google Patents

非pedot:pss倒置串联量子点发光器件及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109686850A
CN109686850A CN201811585972.6A CN201811585972A CN109686850A CN 109686850 A CN109686850 A CN 109686850A CN 201811585972 A CN201811585972 A CN 201811585972A CN 109686850 A CN109686850 A CN 109686850A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
film
quantum dot
light emitting
spin coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811585972.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杨绪勇
吴倩倩
曹璠
王胜
王浩然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201811585972.6A priority Critical patent/CN109686850A/zh
Publication of CN109686850A publication Critical patent/CN109686850A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
    • H10K50/131—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit with spacer layers between the electroluminescent layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明提供一种非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件及其制备方法，在第一空穴注入层和第二电子传输层之间设置第二界面修饰层组成串联连接两个电致发光单元的连接层复合结构。本发明增加在一个电致发光单元的空穴注入层和另一个电致发光单元的电子传输层之间设置界面修饰层，通过空穴注入层/界面修饰层/电子传输层形成复合连接结构，作为连接层串联连接两个电致发光单元，该量子点发光器件适用于红、黄、绿、蓝四种颜色发光并能够有效地提高器件发光效率、亮度及寿命。

Description

非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种量子点发光器件及其制备方法，特别是涉及一种倒置量子点发光器件及其制备方法，应用于新型显示器件制造技术领域。
背景技术
量子点发光二极管(QLED)由于其具有发光色域广、颜色饱和度高、亮度高、效率高以及低成本制造等独特优势，在新型显示和固态照明领域万受瞩目，具有广阔的应用价值。
使用串联结构是一种提高发光二极管的效率和寿命的有效方法，串联量子点发光器件也受到广泛关注。一般的倒置串联QLED是通过PEDOT:PSS/氧化锌纳米粒作为连接层串联连接两个电致发光单元，但是PEDOT:PSS水性分散体由于具有吸湿性会对器件稳定性造成严重的影响，此外，PEDOT:PSS薄膜容易受到多层溶液旋涂工艺的破坏，导致器件效率和重复性均偏低。随着显示和照明市场向高效率、长寿命发光器件方向发展，QLED还要面临在高电流密度下，器件的工作寿命将因库仑退化，过热而显著降低的难题。串联发光器件是由若干单元器件的串联通过单个电源驱动的发光器件，可以实现在低电流密度下驱动高亮度、高效率和长寿命的发光器件。因此，在量子点发光器件的市场应用方向，串联器件的研究至关重要，如何更有效地提高器件发光效率、亮度及寿命，尤其是量子点器件的稳定性仍然是需要亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件及其制备方法，增加在一个电致发光单元的空穴注入层和另一个电致发光单元的电子传输层之间设置界面修饰层，通过空穴注入层/界面修饰层/电子传输层形成复合连接结构，作为连接层串联连接两个电致发光单元，该量子点发光器件适用于红、黄、绿、蓝四种颜色发光并能够有效地提高器件发光效率、亮度及寿命。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，主要包括基底、第一发光单元和阳极，从下而上将基底、第一发光单元、第二发光单元、阳极组成倒置串联发光器件结构，基底设有ITO薄膜阴极；第一发光单元具有由第一电子传输层、第一量子点发光层、第一界面修饰层、第一空穴传输层和第一空穴注入层的各层从下而上组成第一发光单元结构；第二发光单元具有由第二界面修饰层、第二电子传输层、第二量子点发光层、第二空穴传输层和第二空穴注入层的各层从下而上组成第二发光单元结构；阳极设置于第二发光单元顶部；在第一空穴注入层和第二电子传输层之间设置第二界面修饰层组成串联连接两个电致发光单元的连接层复合结构。
作为本发明优选的技术方案，第一空穴注入层采用PMA薄膜，PMA薄膜的厚度为8～10nm；第二电子传输层为氧化锌薄膜，氧化锌薄膜厚度为60～65nm；第二界面修饰层采用金属界面层薄膜，金属界面层薄膜的厚度为3～5nm，金属界面层薄膜为以金属为基体的金属-金属浅层金属氧化物梯度材料的复合材料薄膜，从而形成PMA薄膜/金属界面层薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接。优选上述金属界面层薄膜采用纳米Al薄膜，金属Al界面层薄膜及其表层AlOx氧化膜优选形成Al:AlOx梯度材料复合材料薄膜。
优选上述ITO薄膜阴极厚度为100～150nm；优选上述阳极厚度为100～150nm。
作为本发明优选的技术方案，在第一发光单元中，第一界面修饰层为polyethylenimine ethoxylated薄膜，第一界面修饰层薄膜厚度为3～6nm，利用第一界面修饰层将第一量子点发光层和第一空穴传输层进行连接。
作为本发明优选的技术方案，在第一发光单元中，第一量子点发光层为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜；第一量子点发光层厚度为25～30nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；
作为本发明优选的技术方案，第一空穴传输层为(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4
-(N-(p-butylphenyl))diphenylamine)薄膜，第一空穴传输层厚度为40～45nm。
作为本发明优选的技术方案，在第二发光单元中，第二量子点发光层为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜，第二量子点发光层厚度为25～30nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；
上述第二空穴传输层优选采用4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl材料制成薄膜，第二空穴传输层的厚度为50～55nm；
上述第二空穴注入层优选为1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile材料薄膜，第二空穴注入层厚度为3～5nm。
上述阳极优选为Al电极。
一种本发明非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件的制备方法，包括如下步骤：
a.将作为阴极的含ITO透明电极的玻璃衬底进行清洗处理：
分别用清洁剂、去离子水、丙酮和异丙醇连续超声清洗处理各至少30分钟，之后将玻璃衬底烘干并转移至氮气手套箱中；
b.第一电子传输层的制备：
在经过步骤a进行清洁处理的玻璃衬底的ITO透明电极一侧表面上旋涂浓度不低于30mg/ml的氧化锌乙醇溶液，控制转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于150℃的温度进行退火至少30min，得到氧化锌薄膜，作为第一电子传输层；
c.第一量子点发光层的制备：
在步骤b中制备的氧化锌薄膜上旋涂量子点溶液，其中，制备红光串联器件需旋涂红光量子点，制备黄光串联器件需旋涂红光量子点，制备绿光串联器件需旋涂绿光量子点，制备蓝光串联器件需旋涂蓝光量子点，量子点均为CdSe/ZnS核壳结构，分散于正辛烷中，量子点浓度不低于18mg/ml，转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于90℃的温度进行退火至少20min，得到量子点薄膜，作为第一量子点发光层；
d.第一界面修饰层的制备：
在步骤c中制备的量子点薄膜上旋涂溶于乙二醇甲醚的polyethylenimineethoxylated(PEIE)溶液，PEIE溶液质量浓度不低于0.2wt％，控制转速不低于3000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于90℃的温度进行退火至少10min，得到PEIE薄膜，作为第一界面修饰层；
e.第一空穴传输层的制备：
在步骤d中制备的PEIE薄膜上，以不低于2000转/分钟的速度旋涂溶于氯苯的
poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4
-(N-(p-butylphenyl))diphenylamine)](TFB)溶液，TFB溶液浓度不低于10mg/ml，旋涂时间至少为40s，在旋涂完成后以不低于120℃进行退火至少20min，形成TFB层，作为第一空穴传输层，并通过PEIE薄膜将量子点薄膜和TFB层进行连接；
f.第一空穴注入层的制备：
在步骤e中制备的TFB薄膜上旋涂phosphomolybdic acid(PMA)溶液，转速至少为3000转/分钟，旋涂时间至少为40s，控制旋涂薄膜的退火温度不低于120℃，退火时间不少于10min，得到PMA薄膜，作为第一空穴注入层，完成第一发光单元的制备；
g.第二界面修饰层的制备：
将在步骤f中完成的第一发光单元器件转移至真空蒸镀室，在PMA薄膜上蒸镀一层厚度不低于3nm的纳米Al金属层，作为第二界面修饰层；
h.第二电子传输层的制备：
在步骤g中制备的Al金属层表面上旋涂浓度不低于30mg/ml的氧化锌乙醇溶液，控制转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于150℃的温度进行退火至少30min，得到氧化锌薄膜，作为第一电子传输层；同时，纳米Al薄膜被氧化成Al:AlOx，金属Al界面层薄膜及其表层AlOx氧化膜形成Al:AlOx梯度材料复合材料薄膜，从而形成PMA薄膜/Al:AlOx梯度材料薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接；优选上述Al:AlOx梯度材料薄膜的厚度为3～5nm；
i.第二量子点发光层的制备：
在步骤h中制备的氧化锌薄膜上旋涂量子点溶液，其中，制备红光串联器件需旋涂红光量子点，制备黄光串联器件需旋涂绿光量子点，制备绿光串联器件需旋涂绿光量子点，制备蓝光串联器件需旋涂蓝光量子点，其中量子点均为CdSe/ZnS核壳结构，量子点浓度不低于18mg/ml，转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s；在旋涂完成后，以不低于90℃进行退火至少20min，得到量子点薄膜，作为第二量子点发光层；
j.第二空穴传输层的制备：
将在步骤i中完成第二量子点发光层制备的器件转移至真空蒸镀室，在第二量子点发光层的量子点薄膜上蒸镀厚度不低于50nm的4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl(CBP)薄膜层，作为第二空穴传输层；
k.第二空穴注入层的制备：
在步骤j中制备的CBP薄膜上蒸镀厚度不低于4nm的1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile(HAT-CN)薄膜层，作为第二空穴注入层，完成第二发光单元的制备；
l.在步骤k中制备的HAT-CN薄膜层上蒸镀Al电极层，厚度不低于100nm，最终得到非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明通过制备非PEDOT:PSS串联量子点发光器件，不仅有效地避免了PEDOT:PSS固有的吸湿性和酸性给器件稳定性造成的不良影响，提高了堆叠的薄膜质量，还大大提高了量子点器件的稳定性；
2.本发明器件结构有效地抑制了漏电流和减少了多余的电子电流使空穴和电子的注入更为平衡，提高了串联量子点发光器件的外量子效率；
3.本发明工艺简单，成本低，适合批量制备，易于实现工业化。
附图说明
图1为本发明实施例一非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光二极管器件的结构示意图。
图2为本发明实施例一红、黄、绿及蓝光量子点发光器件的波长-电致发光强度图。
图3为本发明实施例一红、黄、绿及蓝光量子点发光器件的亮度-外量子效率效率图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一
在本实施例中，参见图1，一种非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，从下而上将基底1、第一发光单元、第二发光单元、阳极13组成倒置串联发光器件结构，基底1设有ITO薄膜阴极2；第一发光单元具有由第一电子传输层3、第一量子点发光层4、第一界面修饰层5、第一空穴传输层6和第一空穴注入层7的各层从下而上组成第一发光单元结构；第二发光单元具有由第二界面修饰层8、第二电子传输层9、第二量子点发光层10、第二空穴传输层11和第二空穴注入层12的各层从下而上组成第二发光单元结构；阳极13设置于第二发光单元顶部；在第一空穴注入层7和第二电子传输层9之间设置第二界面修饰层8组成串联连接两个电致发光单元的连接层复合结构。
在本实施例中，参见图1，第一空穴注入层7采用PMA薄膜，PMA薄膜的厚度为8nm；第二电子传输层9为氧化锌薄膜，氧化锌薄膜厚度为60nm；第二界面修饰层8采用金属界面层薄膜，金属界面层薄膜的厚度为3nm，金属界面层薄膜为以金属为基体的金属-金属浅层金属氧化物梯度材料的复合材料薄膜，从而形成PMA薄膜/金属界面层薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接。金属界面层薄膜采用纳米Al薄膜，金属Al界面层薄膜及其表层AlOx氧化膜形成Al:AlOx梯度材料复合材料薄膜。ITO薄膜阴极2厚度为100nm；阳极13厚度为100nm。阳极13为Al电极。
在本实施例中，参见图1，在第一发光单元中，第一界面修饰层5为polyethylenimine ethoxylated薄膜，第一界面修饰层5薄膜厚度为3nm，利用第一界面修饰层5将第一量子点发光层4和第一空穴传输层6进行连接。在第一发光单元中，第一量子点发光层4为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜；第一量子点发光层4厚度为25nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；第一空穴传输层6为(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4
-(N-(p-butylphenyl))diphenylamine)薄膜，第一空穴传输层6厚度为40nm。
在本实施例中，参见图1，在第二发光单元中，第二量子点发光层10为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜，第二量子点发光层10厚度为25nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；第二空穴传输层11采用4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl(CBP)材料制成薄膜，第二空穴传输层11的厚度为50nm；第二空穴注入层12为1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile(HAT-CN)材料薄膜，第二空穴注入层12厚度为4nm。
一种本实施例非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件的制备方法，包括如下步骤：
a.将作为阴极的含ITO透明电极的玻璃衬底进行清洗处理：
分别用清洁剂、去离子水、丙酮和异丙醇连续超声清洗处理各30分钟，之后将玻璃衬底烘干并转移至氮气手套箱中；
b.第一电子传输层的制备：
在经过步骤a进行清洁处理的玻璃衬底的ITO透明电极一侧表面上旋涂浓度为30mg/ml的氧化锌乙醇溶液，控制转速2000r/min，旋涂时间40s，在旋涂完成后以150℃的温度进行退火30min，得到氧化锌薄膜，作为第一电子传输层；
c.第一量子点发光层的制备：
在步骤b中制备的氧化锌薄膜上旋涂量子点溶液，其中，制备红光串联器件需旋涂红光量子点，制备黄光串联器件需旋涂红光量子点，制备绿光串联器件需旋涂绿光量子点，制备蓝光串联器件需旋涂蓝光量子点，量子点均为CdSe/ZnS核壳结构，分散于正辛烷中，量子点浓度为18mg/ml，转速2000r/min，旋涂时间40s，在旋涂完成后以90℃的温度进行退火20min，得到量子点薄膜，作为第一量子点发光层；
d.第一界面修饰层的制备：
在步骤c中制备的量子点薄膜上旋涂溶于乙二醇甲醚的polyethylenimineethoxylated(PEIE)溶液，PEIE溶液质量浓度0.2wt％，控制转速3000r/min，旋涂时间40s，在旋涂完成后以90℃的温度进行退火10min，得到PEIE薄膜，作为第一界面修饰层；
e.第一空穴传输层的制备：
在步骤d中制备的PEIE薄膜上，以2000转/分钟的速度旋涂溶于氯苯的
poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4
-(N-(p-butylphenyl))diphenylamine)](TFB)溶液，TFB溶液浓度为10mg/ml，旋涂时间为40s，在旋涂完成后以120℃进行退火20min，形成TFB层，作为第一空穴传输层，并通过PEIE薄膜将量子点薄膜和TFB层进行连接；
f.第一空穴注入层的制备：
在步骤e中制备的TFB薄膜上旋涂phosphomolybdic acid(PMA)溶液，转速为3000转/分钟，旋涂时间为40s，控制旋涂薄膜的退火温度120℃，退火时间10min，得到PMA薄膜，作为第一空穴注入层，完成第一发光单元的制备；
g.第二界面修饰层的制备：
将在步骤f中完成的第一发光单元器件转移至真空蒸镀室，在PMA薄膜上蒸镀一层厚度3nm的纳米Al金属层，作为第二界面修饰层；
h.第二电子传输层的制备：
在步骤g中制备的Al金属层表面上旋涂浓度30mg/ml的氧化锌乙醇溶液，控制转速2000r/min，旋涂时间40s，在旋涂完成后以150℃的温度进行退火30min，得到氧化锌薄膜，作为第一电子传输层；同时，纳米Al薄膜被氧化成Al:AlOx，金属Al界面层薄膜及其表层AlOx氧化膜形成Al:AlOx梯度材料复合材料薄膜，从而形成PMA薄膜/Al:AlOx梯度材料薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接；Al:AlOx梯度材料薄膜的厚度为3nm；
i.第二量子点发光层的制备：
在步骤h中制备的氧化锌薄膜上旋涂量子点溶液，其中，制备红光串联器件需旋涂红光量子点，制备黄光串联器件需旋涂绿光量子点，制备绿光串联器件需旋涂绿光量子点，制备蓝光串联器件需旋涂蓝光量子点，其中量子点均为CdSe/ZnS核壳结构，量子点浓度为18mg/ml，转速2000r/min，旋涂时间40s；在旋涂完成后，以90℃进行退火20min，得到量子点薄膜，作为第二量子点发光层；
j.第二空穴传输层的制备：
将在步骤i中完成第二量子点发光层制备的器件转移至真空蒸镀室，在第二量子点发光层的量子点薄膜上蒸镀厚度为50nm的4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl(CBP)薄膜层，作为第二空穴传输层；
k.第二空穴注入层的制备：
在步骤j中制备的CBP薄膜上蒸镀厚度为4nm的1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile(HAT-CN)薄膜层，作为第二空穴注入层，完成第二发光单元的制备；
l.在步骤k中制备的HAT-CN薄膜层上蒸镀Al电极层，厚度为100nm，最终得到非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件。
图1为本实施例倒置串联量子点发光二极管器件的结构示意图，PMA薄膜/Al:AlOx梯度材料薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接，通过制备非PEDOT:PSS串联量子点发光器件，不仅有效地避免了PEDOT:PSS固有的吸湿性和酸性给器件稳定性造成的不良影响，提高了堆叠的薄膜质量，还大大提高了量子点器件的稳定性。本实施例Al:AlOx梯度材料薄膜充分发挥了浓度梯度材料的物理化学性质，利用氧化锌纳米粒子层与Al层的化学作用，使Al层和氧化锌纳米粒子层之间形成了AlOx层，一方面使Al层和氧化锌纳米粒子层牢固结合在一起，保证了层间强度，另一方面保障了器件效率，实现了发光器件的高亮度、高效率、长寿命。图2为本实施一红、黄、绿及蓝光量子点发光器件的波长-电致发光强度图。图3为本实施例红、黄、绿及蓝光量子点发光器件的亮度-外量子效率效率图。结合图2和图3可知，本实施例发光器件结构有效地抑制了漏电流和减少了多余的电子电流使空穴和电子的注入更为平衡，提高了串联量子点发光器件的外量子效率。本实施例实现了红、黄、绿、蓝四种颜色发光的倒置非PEDOT:PSS串联量子点发光器件结构设计及其制备，使发光器件在低电流密度下驱动高亮度，实现高效率和长寿命，满足新型显示和固态照明领域的需要。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，第一空穴注入层7采用PMA薄膜，PMA薄膜的厚度为10nm；第二电子传输层9为氧化锌薄膜，氧化锌薄膜厚度为65nm；第二界面修饰层8采用金属界面层薄膜，金属界面层薄膜的厚度为5nm，金属界面层薄膜为以金属为基体的金属-金属浅层金属氧化物梯度材料的复合材料薄膜，从而形成PMA薄膜/金属界面层薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接。金属界面层薄膜采用纳米Al薄膜，金属Al界面层薄膜及其表层AlOx氧化膜形成Al:AlOx梯度材料复合材料薄膜。ITO薄膜阴极2厚度为150nm；阳极13厚度为150nm。阳极13为Al电极。
在本实施例中，参见图1，在第一发光单元中，第一界面修饰层5为polyethylenimine ethoxylated薄膜，第一界面修饰层5薄膜厚度为6nm，利用第一界面修饰层5将第一量子点发光层4和第一空穴传输层6进行连接。在第一发光单元中，第一量子点发光层4为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜；第一量子点发光层4厚度为30nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；第一空穴传输层6为(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4
-(N-(p-butylphenyl))diphenylamine)薄膜，第一空穴传输层6厚度为45nm。
在本实施例中，参见图1，在第二发光单元中，第二量子点发光层10为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜，第二量子点发光层10厚度为30nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；第二空穴传输层11采用4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl(CBP)材料制成薄膜，第二空穴传输层11的厚度为55nm；第二空穴注入层12为1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile(HAT-CN)材料薄膜，第二空穴注入层12厚度为5nm。
本实施例Al:AlOx梯度材料薄膜充分发挥了浓度梯度材料的物理化学性质，利用氧化锌纳米粒子层与Al层的化学作用，使Al层和氧化锌纳米粒子层之间形成了AlOx层，一方面使Al层和氧化锌纳米粒子层牢固结合在一起，保证了层间强度，另一方面保障了器件效率，实现了发光器件的高亮度、高效率、长寿命。本实施例发光器件结构有效地抑制了漏电流和减少了多余的电子电流使空穴和电子的注入更为平衡，提高了串联量子点发光器件的外量子效率。本实施例实现了红、黄、绿、蓝四种颜色发光的倒置非PEDOT:PSS串联量子点发光器件结构设计及其制备，使发光器件在低电流密度下驱动高亮度，实现高效率和长寿命，满足新型显示和固态照明领域的需要。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，主要包括基底(1)、第一发光单元和阳极(13)，其特征在于：并从下而上将基底(1)、第一发光单元、第二发光单元、阳极(13)组成倒置串联发光器件结构，所述基底(1)设有ITO薄膜阴极(2)；所述第一发光单元具有由第一电子传输层(3)、第一量子点发光层(4)、第一界面修饰层(5)、第一空穴传输层(6)和第一空穴注入层(7)的各层从下而上组成第一发光单元结构；所述第二发光单元具有由第二界面修饰层(8)、第二电子传输层(9)、第二量子点发光层(10)、第二空穴传输层(11)和第二空穴注入层(12)的各层从下而上组成第二发光单元结构；所述阳极(13)设置于所述第二发光单元顶部；在第一空穴注入层(7)和第二电子传输层(9)之间设置第二界面修饰层(8)组成串联连接两个电致发光单元的连接层复合结构。
2.根据权利要求1所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，其特征在于：所述第一空穴注入层(7)采用PMA薄膜，所述PMA薄膜的厚度为8～10nm；所述第二电子传输层(9)为氧化锌薄膜，所述氧化锌薄膜厚度为60～65nm；所述第二界面修饰层(8)采用金属界面层薄膜，所述金属界面层薄膜的厚度为3～5nm，金属界面层薄膜为以金属为基体的金属-金属浅层金属氧化物梯度材料的复合材料薄膜，从而形成PMA薄膜/金属界面层薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接。
3.根据权利要求2所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，其特征在于：所述金属界面层薄膜采用纳米Al薄膜，金属Al界面层薄膜及其表层AlOx氧化膜形成Al:AlOx梯度材料复合材料薄膜。
4.根据权利要求1所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，其特征在于：所述ITO薄膜阴极(2)厚度为100～150nm；所述阳极(13)厚度为100～150nm。
5.根据权利要求1所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，其特征在于：在所述第一发光单元中，所述第一界面修饰层(5)为polyethylenimine ethoxylated薄膜，所述第一界面修饰层(5)薄膜厚度为3～6nm，利用所述第一界面修饰层(5)将第一量子点发光层(4)和第一空穴传输层(6)进行连接。
6.根据权利要求1所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，其特征在于：在所述第一发光单元中，所述第一量子点发光层(4)为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜；所述第一量子点发光层(4)厚度为25～30nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；
所述第一空穴传输层(6)为(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4-(N-(p-butylphenyl))diphenylamine)薄膜，所述第一空穴传输层(6)厚度为40～45nm。
7.根据权利要求1所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，其特征在于：在所述第二发光单元中，所述第二量子点发光层(10)为具有核壳结构的红、绿或者蓝光CdSe/ZnS量子点薄膜，所述第二量子点发光层(10)厚度为25～30nm；其中，红量子点的发光效率为80～90％，发射波长为621～625nm，半峰宽为28～30nm；绿量子点的发光效率为80～90％，发射波长为530～534nm，半峰宽为20～22nm；蓝量子点的发光效率为80～90％，发射波长为459～463nm，半峰宽为30～32nm；
所述第二空穴传输层(11)采用4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl材料制成薄膜，所述第二空穴传输层(11)的厚度为50～55nm；
所述第二空穴注入层(12)为1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile材料薄膜，所述第二空穴注入层(12)厚度为3～5nm。
8.根据权利要求1所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件，其特征在于：所述阳极(13)为Al电极。
9.一种权利要求1所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将作为阴极的含ITO透明电极的玻璃衬底进行清洗处理：
分别用清洁剂、去离子水、丙酮和异丙醇连续超声清洗处理各至少30分钟，之后将玻璃衬底烘干并转移至氮气手套箱中；
b.第一电子传输层的制备：
在经过所述步骤a进行清洁处理的玻璃衬底的ITO透明电极一侧表面上旋涂浓度不低于30mg/ml的氧化锌乙醇溶液，控制转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于150℃的温度进行退火至少30min，得到氧化锌薄膜，作为第一电子传输层；
c.第一量子点发光层的制备：
在所述步骤b中制备的氧化锌薄膜上旋涂量子点溶液，其中，制备红光串联器件需旋涂红光量子点，制备黄光串联器件需旋涂红光量子点，制备绿光串联器件需旋涂绿光量子点，制备蓝光串联器件需旋涂蓝光量子点，量子点均为CdSe/ZnS核壳结构，分散于正辛烷中，量子点浓度不低于18mg/ml，转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于90℃的温度进行退火至少20min，得到量子点薄膜，作为第一量子点发光层；
d.第一界面修饰层的制备：
在所述步骤c中制备的量子点薄膜上旋涂溶于乙二醇甲醚的polyethylenimineethoxylated(PEIE)溶液，PEIE溶液质量浓度不低于0.2wt％，控制转速不低于3000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于90℃的温度进行退火至少10min，得到PEIE薄膜，作为第一界面修饰层；
e.第一空穴传输层的制备：
在所述步骤d中制备的PEIE薄膜上，以不低于2000转/分钟的速度旋涂溶于氯苯的poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4-(N-(p-butylphenyl))diphenylamine)](TFB)溶液，TFB溶液浓度不低于10mg/ml，旋涂时间至少为40s，在旋涂完成后以不低于120℃进行退火至少20min，形成TFB层，作为第一空穴传输层，并通过PEIE薄膜将量子点薄膜和TFB层进行连接；
f.第一空穴注入层的制备：
在所述步骤e中制备的TFB薄膜上旋涂phosphomolybdic acid(PMA)溶液，转速至少为3000转/分钟，旋涂时间至少为40s，控制旋涂薄膜的退火温度不低于120℃，退火时间不少于10min，得到PMA薄膜，作为第一空穴注入层，完成第一发光单元的制备；
g.第二界面修饰层的制备：
将在所述步骤f中完成的第一发光单元器件转移至真空蒸镀室，在PMA薄膜上蒸镀一层厚度不低于3nm的纳米Al金属层，作为第二界面修饰层；
h.第二电子传输层的制备：
在所述步骤g中制备的Al金属层表面上旋涂浓度不低于30mg/ml的氧化锌乙醇溶液，控制转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s，在旋涂完成后以不低于150℃的温度进行退火至少30min，得到氧化锌薄膜，作为第一电子传输层；同时，纳米Al薄膜被氧化成Al:AlOx，金属Al界面层薄膜及其表层AlOx氧化膜形成Al:AlOx梯度材料复合材料薄膜，从而形成PMA薄膜/Al:AlOx梯度材料薄膜/氧化锌薄膜组成的三明治形式的复合连接结构，将两个电致发光单元进行串联连接；
i.第二量子点发光层的制备：
在所述步骤h中制备的氧化锌薄膜上旋涂量子点溶液，其中，制备红光串联器件需旋涂红光量子点，制备黄光串联器件需旋涂绿光量子点，制备绿光串联器件需旋涂绿光量子点，制备蓝光串联器件需旋涂蓝光量子点，其中量子点均为CdSe/ZnS核壳结构，量子点浓度不低于18mg/ml，转速不低于2000r/min，旋涂时间至少40s；在旋涂完成后，以不低于90℃进行退火至少20min，得到量子点薄膜，作为第二量子点发光层；
j.第二空穴传输层的制备：
将在所述步骤i中完成第二量子点发光层制备的器件转移至真空蒸镀室，在第二量子点发光层的量子点薄膜上蒸镀厚度不低于50nm的4,4′-bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl(CBP)薄膜层，作为第二空穴传输层；
k.第二空穴注入层的制备：
在所述步骤j中制备的CBP薄膜上蒸镀厚度不低于4nm的1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile(HAT-CN)薄膜层，作为第二空穴注入层，完成第二发光单元的制备；
l.在所述步骤k中制备的HAT-CN薄膜层上蒸镀Al电极层，厚度不低于100nm，最终得到非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件。
10.根据权利要求9所述非PEDOT:PSS倒置串联量子点发光器件的制备方法，其特征在于：在所述步骤h中，所述Al:AlOx梯度材料薄膜的厚度为3～5nm。
CN201811585972.6A 2018-12-24 2018-12-24 非pedot:pss倒置串联量子点发光器件及其制备方法 Pending CN109686850A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811585972.6A CN109686850A (zh) 2018-12-24 2018-12-24 非pedot:pss倒置串联量子点发光器件及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811585972.6A CN109686850A (zh) 2018-12-24 2018-12-24 非pedot:pss倒置串联量子点发光器件及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109686850A true CN109686850A (zh) 2019-04-26

Family

ID=66188944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811585972.6A Pending CN109686850A (zh) 2018-12-24 2018-12-24 非pedot:pss倒置串联量子点发光器件及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109686850A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092159A (zh) * 2019-12-13 2020-05-01 固安翌光科技有限公司 一种有机半导体器件及其连接结构
CN111146351A (zh) * 2020-01-02 2020-05-12 上海大学 具有介电层/量子点/介电层结构的发光场效应晶体管及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040076853A1 (en) * 2002-04-24 2004-04-22 Eastman Kodak Company Organic light-emitting diode devices with improved operational stability
CN104409648A (zh) * 2014-11-14 2015-03-11 深圳市华星光电技术有限公司 串联式有机发光二极管及显示器
CN107331781A (zh) * 2017-06-28 2017-11-07 河南大学 一种量子点发光二极管及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040076853A1 (en) * 2002-04-24 2004-04-22 Eastman Kodak Company Organic light-emitting diode devices with improved operational stability
CN104409648A (zh) * 2014-11-14 2015-03-11 深圳市华星光电技术有限公司 串联式有机发光二极管及显示器
CN107331781A (zh) * 2017-06-28 2017-11-07 河南大学 一种量子点发光二极管及制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092159A (zh) * 2019-12-13 2020-05-01 固安翌光科技有限公司 一种有机半导体器件及其连接结构
CN111092159B (zh) * 2019-12-13 2023-08-11 固安翌光科技有限公司 一种有机半导体器件及其连接结构
CN111146351A (zh) * 2020-01-02 2020-05-12 上海大学 具有介电层/量子点/介电层结构的发光场效应晶体管及其制备方法
CN111146351B (zh) * 2020-01-02 2022-01-07 上海大学 具有介电层/量子点/介电层结构的发光场效应晶体管及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9054330B2 (en) Stable and all solution processable quantum dot light-emitting diodes
CN107240624A (zh) NiO复合薄膜、量子点发光器件及其制备和应用
Li et al. Efficient white polymer light-emitting diodes employing a silver nanowire–polymer composite electrode
CN105895816B (zh) 一种倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件及其制造方法
CN101022157A (zh) 一种具有多发光层的有机电致白光器件
CN105845834B (zh) 倒置绿光量子点薄膜电致发光器件
CN109935711A (zh) 发光二极管及其制备方法、显示面板
CN109686850A (zh) 非pedot:pss倒置串联量子点发光器件及其制备方法
CN108281568A (zh) 一种顶发射白光有机电致发光器件及其制备方法
CN105895815B (zh) 倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件
CN109616578B (zh) 一种荧光/磷光混合型白光有机发光二极管及其制备方法
CN105845839B (zh) 倒置绿光量子点薄膜电致发光器件
CN105845835B (zh) 倒置绿光量子点薄膜电致发光器件
CN104078622A (zh) 有机电致发光器件及其制备方法
CN104078604A (zh) 白光有机电致发光器件及其制备方法
CN105845838B (zh) 倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件
CN105895814B (zh) 倒置蓝光量子点薄膜电致发光器件
CN104078616A (zh) 有机电致发光器件及其制备方法
CN103137877B (zh) 电致发光器件及其制备方法
CN103296217A (zh) 有机电致发光器件及其制备方法
CN104078572A (zh) 白光有机电致发光器件及其制备方法
CN104078576A (zh) 白光有机电致发光器件及其制备方法
CN101931059A (zh) 一种双导电极、基于双导电极的oled器件及制备方法
CN114267800B (zh) 一种量子点发光二极管及其制备方法
WO2023051317A1 (zh) 氧化钨纳米材料及其制备方法、光电器件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190426