CN110364635A - 量子点发光二极管以及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种量子点发光二极管以及制备方法，包括：基底；形成在基底上的阳极；形成在阳极上的空穴传输层；形成在空穴传输层上的多量子阱层，多量子阱层包括至少两层势垒层和比势垒层的层数少一层的发光层，势垒层和发光层间隔层叠设置，空穴传输层紧邻势垒层；形成在多量子阱层的电子传输层，紧邻多量子阱层中的势垒层；形成在电子传输层上的阴极。本发明实施例提供的技术方案，通过势垒层将载流子更好的限制在发光层中复合发光，从而提高了量子点发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种量子点发光二极管以及制备方法。
背景技术
量子点是一种新型发光材料，有光谱可调，成本低，可大面积制备等优势。
对于量子点发光二极管，需要将载流子(空穴、电子)限制在发光层复合，而目前的器件结构虽然可以一定程度上的限制，但仍有载流子通过。因此，目前的量子点发光二极管中，载流子不能很好的被限制在发光层，而存在器件的发光效率不是很高的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管以及制备方法，以解决现有技术中目前的量子点发光二极管中，载流子不能很好的被限制在发光层，而存在器件的发光效率不是很高的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管，包括：
基底；
形成在所述基底上的阳极；
形成在所述阳极上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的多量子阱层，所述多量子阱层包括至少两层势垒层和比所述势垒层的层数少一层的发光层，所述势垒层和所述发光层间隔层叠设置，所述空穴传输层紧邻所述势垒层；形成在所述多量子阱层的电子传输层，紧邻所述多量子阱层中的势垒层；
形成在所述电子传输层上的阴极。
可选的，所述势垒层为第一禁带量子点层，所述发光层为第二禁带量子点层，所述第一禁带量子点层的禁带宽度大于所述第二禁带量子点层的禁带宽度。
可选的，还包括形成在所述阴极上的薄膜封装层。
可选的，所述空穴传输层为聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐空穴传输层。
可选的，所述电子传输层包括氧化锌电子传输层、氧化钛电子传输层以及氧化锆电子传输层中的任一一种。
可选的，所述第一禁带量子点层和所述第二禁带量子点层包括硫化铅量子点层、硒化铅量子点层或者碲化铅量子点层中的任一一种。
第二方面，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法，包括：
提供基底；
在所述基底上形成阳极；
在所述阳极上形成空穴传输层；
在所述空穴传输层上形成多量子阱层，所述多量子阱层包括至少两层势垒层和比所述势垒层的层数少一层的发光层，所述势垒层和所述发光层间隔层叠设置，所述空穴传输层紧邻所述势垒层；在所述多量子阱层上形成电子传输层，紧邻所述多量子阱层中的势垒层；
在所述电子传输层上形成阴极。
可选的，在所述空穴传输层上形成多量子阱层具体包括：
在所述空穴传输层上采用溶液旋涂法，交叉旋涂势垒层和发光层。
可选的，还包括在所述阴极上形成薄膜封装层。
可选的，在所述电子传输层上形成阴极具体包括：
通过蒸镀工艺在所述电子传输层上形成阴极。
本发明实施例提供了一种量子点发光二极管以及制备方法，该量子点发光二极管包括由势垒层和发光层组成的多量子阱层，势垒层将载流子更好的限制在发光层中复合发光，从而提高了量子点发光二极管的发光效率，解决了现有技术中目前的近红外量子点发光二极管中，载流子不能很好的被限制在发光层，而存在器件的发光效率不是很高的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种量子点发光二极管的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的又一种量子点发光二极管的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种有量子点发光二极管的制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
本发明实施例提供了一种量子点发光二极管的结构示意图，如图1所示，该量子点发光二极管包括：基底1；形成在基底1上的阳极2；形成在阳极2上的空穴传输层3；形成在空穴传输层3上的多量子阱层4，多量子阱层4包括至少两层势垒层41和比势垒层41的层数少一层的发光层42，势垒层41和发光层42间隔层叠设置，空穴传输层3紧邻势垒层41；形成在多量子阱层4的电子传输层5，紧邻多量子阱层4中的势垒层41；形成在电子传输层5上的阴极6。
需要说明的是，图1示出的量子点发光二极管的结构示意图中，示例性的示出了三层势垒层41和两层发光层42，其中，空穴传输层3紧邻势垒层41。本发明实施例对于势垒层41和发光层42的具体层数不作限定。
在本实施例中，阳极示例性的可以选用具有良好透射率的氧化铟锡(IndiumTinOxides，ITO)导电玻璃。阴极可以采用较高功函数的金属，例如银和铝。
在本实施例中，量子点发光二极管的发光机理如下：
量子点发光二极管的阳极施加正电压，阴极施加负电压，在外加电场的作用下，载流子从阳极2和阴极6注入，经过空穴传输层3和电子传输层5，到达多量子阱层4的发光层42复合发光。其中，势垒层41的作用是，将载流子限制在发光层42复合发光。
本发明实施例提供了一种量子点发光二极管，该量子点发光二极管包括由势垒层和发光层组成的多量子阱层，势垒层将载流子更好的限制在发光层中复合发光，从而提高了量子点发光二极管的发光效率，解决了现有技术中目前的量子点发光二极管中，载流子不能很好的被限制在发光层，而存在器件的发光效率不是很高的技术问题。
可选的，在上述技术方案的基础上，势垒层41为第一禁带量子点层，发光层42为第二禁带量子点层，第一禁带量子点层的禁带宽度大于第二禁带量子点层的禁带宽度。势垒层的禁带宽度大于发光层禁带宽度，将从阳极2和阴极6注入的载流子限制在发光层42复合发光。
可选的，在上述技术方案的基础上，参见图2，本发明实施例提供的量子点发光二极管还包括形成在阴极6上的薄膜封装层7。薄膜封装层7的作用是防止外界水氧入侵，影响量子点发光二极管的发光性能，其材料的选取，示例性的，可以为有机材料层、无机材料层、或者有机材料与无机材料形成的叠层。
在本实施例中，量子点发光二极管的发光机理如下：载流子从阳极和阴极注入，经过空穴传输层和电子传输层，到达多量子阱层中的发光层复合发光。势垒层41的作用是，将载流子限制在发光层42复合发光。
量子点是零维的半导体纳米颗粒，具有量子限域效应、量子尺寸效应和量子表面效应等纳米效应。量子点的颗粒尺寸小于其相应体材料的激子波尔半径，出现由量子限域效应引起的准连续能带分裂为分立能级。纳米颗粒尺寸越小，能级分裂越大，禁带宽度而随之变宽，量子点的发光光谱随颗粒尺寸的减小而发生蓝移，所以可通过调节量子点的尺寸来调节发光波长。其中量子点的尺寸可以通过在制备量子点的过程中，调节合成温度和合成时间来控制。
可选的，在上述技术方案的基础上，空穴传输层3为聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐空穴传输层。其中，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸英(Poly(3，4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate)，PEDOT/PSS)空穴传输层起到传输空穴的作用。
可选的，在上述技术方案的基础上，电子传输层5包括氧化锌电子传输层、氧化钛电子传输层以及氧化锆电子传输层中的任一一种，起到传输电子的作用。
可选的，在上述技术方案的基础上，第一禁带量子点层和第二禁带量子点层包括硫化铅量子点层、硒化铅量子点层或者碲化铅量子点层中的任一一种。硫化铅量子点层、硒化铅量子点层或者碲化铅量子点层中的任一一种的发光波长在红外波段。
实施例二
在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法，以图1示出的量子点发光二极管为例进行说明，量子点发光二极管的制备方法参见图3，包括以下步骤：
步骤110、提供基底。
参见图1，提供基底1。
步骤120、在基底上形成阳极。
参见图1，在基底1上形成阳极2。
步骤130、在阳极上形成空穴传输层。
在见图1，在阳极2上形成空穴传输层3。
步骤140、在空穴传输层上形成多量子阱层，多量子阱层包括至少两层势垒层和比势垒层的层数少一层的发光层，势垒层和发光层间隔层叠设置，空穴传输层紧邻势垒层。
参见图1，在空穴传输层3上形成多量子阱层4，多量子阱层4包括至少两层势垒层41和比势垒层41的层数少一层的发光层42，势垒层41和发光层42间隔层叠设置，空穴传输层3紧邻势垒层41。
步骤150、在多量子阱层上形成电子传输层，紧邻多量子阱层中的势垒层。
参见图1，在多量子阱层4上形成电子传输层5，紧邻多量子阱层4中的势垒层41。
步骤160、在电子传输层上形成阴极。
参见图1，在电子传输层5上形成阴极6。
本发明实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法，通过在量子点发光二极管形成由势垒层和发光层组成的多量子阱层，势垒层将载流子更好的限制在发光层中复合发光，从而提高了量子点发光二极管的发光效率，解决了现有技术中目前的量子点发光二极管中，载流子不能很好的被限制在发光层，而存在器件的发光效率不是很高的技术问题。
可选的，在上述技术方案的基础上，步骤140在空穴传输层3上形成多量子阱层4具体包括：在空穴传输层3上采用溶液旋涂法，交叉旋涂势垒层41和发光层42。
可选的，在上述技术方案的基础上，以图2示出的量子点发光二极管为例进行说明，在步骤160之后，还包括在阴极6上形成薄膜封装层7。
可选的，在上述技术方案的基础上，步骤160在电子传输层上形成阴极具体包括：通过蒸镀工艺在电子传输层上形成阴极。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、互相结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括：
基底；
形成在所述基底上的阳极；
形成在所述阳极上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的多量子阱层，所述多量子阱层包括至少两层势垒层和比所述势垒层的层数少一层的发光层，所述势垒层和所述发光层间隔层叠设置，所述空穴传输层紧邻所述势垒层；
形成在所述多量子阱层上的电子传输层，紧邻所述多量子阱层中的势垒层；
形成在所述电子传输层上的阴极。
2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，
所述势垒层为第一禁带量子点层，所述发光层为第二禁带量子点层，所述第一禁带量子点层的禁带宽度大于所述第二禁带量子点层的禁带宽度。
3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，
还包括形成在所述阴极上的薄膜封装层。
4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，
所述空穴传输层为聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐空穴传输层。
5.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，
所述电子传输层包括氧化锌电子传输层、氧化钛电子传输层以及氧化锆电子传输层中的任一一种。
6.根据权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，
所述第一禁带量子点层和所述第二禁带量子点层包括硫化铅量子点层、硒化铅量子点层或者碲化铅量子点层中的任一一种。
7.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底；
在所述基底上形成阳极；
在所述阳极上形成空穴传输层；
在所述空穴传输层上形成多量子阱层，所述多量子阱层包括至少两层势垒层和比所述势垒层的层数少一层的发光层，所述势垒层和所述发光层间隔层叠设置，所述空穴传输层紧邻所述势垒层；在所述多量子阱层上形成电子传输层，紧邻所述多量子阱层中的势垒层；
在所述电子传输层上形成阴极。
8.根据权利要求7所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，
在所述空穴传输层上形成多量子阱层具体包括：
在所述空穴传输层上采用溶液旋涂法，交叉旋涂势垒层和发光层。
9.根据权利要求7所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，
还包括在所述阴极上形成薄膜封装层。
10.根据权利要求7所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，
在所述电子传输层上形成阴极具体包括：
通过蒸镀工艺在所述电子传输层上形成阴极。
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