CN110212119A - 镁铝合金电极量子点发光二极管 - Google Patents

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赵文天
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Abstract

本发明公开了一种镁铝合金电极量子点发光二极管，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、电子传输层和合金电极，透明电极与电源的正极相连接，合金电极与电源的负极相连接；镁铝合金作为QLED器件结构的金属负电极。本发明利用金属合金负电极结构以期减小金属负电极的功函数，促进电子/空穴平衡，促进辐射复合发光，获得高电光转换效率，采用合金金属电极技术，形成了高效率QLED，延长了发光器件的使用寿命，并且极大的提高了电荷的平衡，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

镁铝合金电极量子点发光二极管
技术领域
本发明涉及LED发光器件技术，特别涉及一种由镁、铝两种金属构成的合金电极量子点发光二极管。
背景技术
随着社会的发展，光不仅仅被用于照明上，还被用于显示，其能耗是当今社会能源消耗的重要组成部分。相比其他光源，量子点发光二极管具有高色纯度、高分辨率、色域广、发光在全波段可调以及光稳定性好等等独特优点，可以为人们提供更舒适、自然的视觉体验，而且更节能，因此QLED在下一代显示器和固态照明领域中备受期待，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。由于市场的需求，量子点的合成技术迅速发展，但是应用于器件上的转换效率还有待提高，将镁铝合金应用于量子点发光二极管，以期降低金属负电极的功函数，进电子/空穴平衡，促进辐射复合发光，获得高电光转换效率，是一项近乎全新的探索。通过合金金属电极体系的构建，使得金属负极的功函数降低，电子与空穴在量子点发光层中尽可能的对应辐射复合发光，使发光功能单元遍布整个量子点层，有利于实现高亮度的体发光。此外，这种结构的引入调控了金属电极的能级，使电子传输速率减少，提高了电荷平衡，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镁铝合金电极量子点发光二极管，采用由镁、铝两种金属构成的合金电极技术，通过多种不同比例和材料，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。镁铝合金电极量子点发光二极管，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；所述电极为镁铝合金作为的金属负电极；所述透明电极的厚度为1-200nm，所述空穴注入与传输层的厚度为1-100nm，所述量子点发光层的厚度为1-100nm，所述电子传输层的厚度为1-100nm，所述电极的厚度为1-200nm。
进一步，所述透明电极为ITO、FTO、PET/ITO导电玻璃。
进一步，所述空穴注入与传输层由PEDOT:PSS分别与Poly-TPD、TFB或PVK叠合组成。
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，所述量子点发光层为胶体纳米半导体材料。
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，所述电子传输层为无机氧化物。
进一步，所述无机氧化物为氧化锌、掺镁氧化锌、掺铝氧化锌或二氧化钛。
进一步，所述电极由镁铝合金构成。
进一步，所述镁铝合金构成的比例为1:1、1:5和1:10。
本发明的有益效果是：利用金属合金负电极结构以期减小金属负电极的功函数，促进电子/空穴平衡，促进辐射复合发光，获得高电光转换效率。采用镁铝金属合金电极技术，形成了高效率QLED，延长了发光器件的使用寿命，并且极大的提高了电荷的平衡，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-玻璃基底，2-透明电极，3-空穴注入与传输层,4-量子点发光层，5-电子传输层，6-电极, 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，镁铝合金电极量子点发光二极管，其结构包括依次层叠设置的玻璃基底1、透明电极2、空穴注入与传输层3、量子点发光层4、电子传输层5和电极6，所述透明电极2与电源7的正极相连接，所述电极6与电源7的负极相连接；所述电极6为镁铝合金作为的金属负电极。
实施例1：
本发明镁铝合金电极量子点发光二极管，包括依次层叠设置的玻璃基底1、透明电极2、空穴注入与传输层3、量子点发光层4、电子传输层5和电极6，所述透明电极2与电源7的正极相连接，所述电极6与电源7的负极相连接；所述电极6为镁铝合金作为的金属负电极。其中：电极6由镁铝合金制成，其厚度为70nm。电子传输层5为氧化锌，其厚度为40nm。量子点发光层4为胶体纳米半导体材料：CdSe/ ZnS，且厚度为30nm。空穴注入与传输层3由PEDOT:PSS与Poly-TPD叠合组成，其厚度为30nm。透明电极2为ITO导电玻璃，其厚度为100nm。
实施例2：
本发明中的电极6由镁铝合金制成，其厚度为100nm。电子传输层5为掺铝氧化锌, 其厚度为60nm。量子点发光层4为胶体纳米半导体材料：CdSe/ ZnS，其厚度为50nm。空穴注入与传输层3由PEDOT:PSS与TFB叠合组成，其厚度为60nm。透明电极2为ITO导电玻璃，其厚度为150nm。其它与实施例1相同。
实施例3：
本发明中的电极6由镁铝合金制成，其厚度为150nm。电子传输层5为掺镁氧化锌, 其厚度为80nm。量子点发光层4为胶体纳米半导体材料：CdSe/ ZnS，其厚度为70nm。空穴注入与传输层3由PEDOT:PSS与PVK叠合组成，其厚度为80nm。透明电极2为ITO，其厚度为200nm。其他与实施例1相同。
实施例4：
本发明中的电极6由镁铝合金制成，其厚度为200nm。电子传输层5为氧化锌，其厚度为100nm。量子点发光层4为胶体纳米半导体材料：CdSe/ ZnS，其厚度为100nm。空穴注入与传输层3由PEDOT:PSS与Poly-TPD叠合组成，其厚度为100nm。空穴注入与传输层3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2为FTO导电玻璃，其厚度为100nm。其他与实施例1相同。
本发明镁铝合金电极量子点发光二极管的制作步骤如下：
1）清洗透明电极2：
用含清洗剂的去离子水超声清洗透明电极2（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3：
在手套箱（O2<5ppm，H2O<5ppm）中，将PEDOT:PSS以4000转/秒旋涂在导电电极上，150℃退火30分钟，烘干未挥发完的液体，再以3000转/秒旋涂Poly-TPD，150℃退火30分钟，形成空穴注入与传输层3。
3）制备量子点发光层4：
经过步骤2）后，以2000转/秒旋涂CdSe/ ZnS量子点溶液，在室温下放置10分钟后得到量子点发光层4。
4）制作电子传输层5：
经过步骤3）后，在量子点发光层4上旋涂氧化锌溶液制备电子传输层5，转速是2000转/分钟，旋涂时间为40秒，然后在80℃下加热30分钟，形成电子传输层5。
5）制作电极6：
经过步骤4）后，旋涂完成的器件放入真空蒸镀腔体，蒸镀镁铝合金电极，得到电极厚度为100nm的量子点发光器件，即：镁铝合金电极量子点发光二极管。
本发明金属合金负电极结构以期减小金属负电极的功函数，促进电子/空穴平衡，促进辐射复合发光，获得高电光转换效率，以获得高效率的QLED器件。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 (10)

1.镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于,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；所述电极为镁铝合金作为的金属负电极；所述透明电极的厚度为1-200nm，所述空穴注入与传输层的厚度为1-100nm，所述量子点发光层的厚度为1-100nm，所述电子传输层的厚度为1-100nm，所述电极的厚度为1-200nm。
2.根据权利要求1所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于，所述透明电极为ITO、FTO、PET/ITO导电玻璃。
3.根据权利要求1所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入与传输层由PEDOT:PSS分别与Poly-TPD、TFB或PVK叠合组成。
4.根据权利要求1所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，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。
5.根据权利要求1所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层为胶体纳米半导体材料。
6.根据权利要求5所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，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所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于，所述电子传输层为无机氧化物。
8.根据权利要求7所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于，所述无机氧化物为氧化锌、掺镁氧化锌、掺铝氧化锌或二氧化钛。
9.根据权利要求1所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于，所述电极由镁铝合金构成。
10.根据权利要求9所述的镁铝合金电极量子点发光二极管，其特征在于，所述镁铝合金构成的比例为1:1、1:5和1:10。
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