CN111384304B - 量子点发光二极管的后处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种量子点发光二极管的后处理方法，包括以下步骤：提供量子点发光二极管，所述量子点发光二极管包括相对设置的阴极和阳极，以及设置在所述阴极和所述阳极之间的量子点发光层；将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种量子点发光二极管的后处理方法。
背景技术
量子点(quantum dots)，又称半导体纳米晶，其三维尺寸均在纳米范围内(1-100nm)，是一种介于体相材料和分子间的纳米颗粒论。量子点具有量子产率高、摩尔消光系数大、光稳定性好、窄半峰宽、宽激发光谱和发射光谱可控等优异的光学性能，非常适合用作发光器件的发光材料。近年来，量子点荧光材料由于其光色纯度高、发光颜色可调、使用寿命长等优点，广泛被看好用于平板显示领域，成为极具潜力的下一代显示和固态照明光源。量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes QLED)是基于量子点材料作为发光材料的发光器件，由于其具有波长可调、发射光谱窄、稳定性高、电致发光量子产率高等优点，成为下一代显示技术的有力竞争者。
在制备QLED器件的过程中，由于各功能层之间的材料差异，不可避免地会导致相邻层之间存在一定的兼容性问题。为了更好地提高QLED器件的稳定性和器件效率，通常需要在QLED器件各功能层制备完成后，对QLED器件进行长时间的通电熟化处理，以达到器件效率的目的。然而，这种熟化过程所需时间太长，严重影响QLED器件的制作周期；同时对提高器件效率的作用也不明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量子点发光二极管的后处理方法，旨在解决现有的量子点发光二极管后处理方法时间过长，且对提高量子点发光二极管器件效率作用不明显的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种量子点发光二极管的后处理方法，包括以下步骤：
提供量子点发光二极管，所述量子点发光二极管包括相对设置的阴极和阳极，以及设置在所述阴极和所述阳极之间的量子点发光层；
将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理。
本发明提供的量子点发光二极管的后处理方法，将所述量子点发光二极管置于设置有光源的环境中，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理，不仅可以有效提高熟化效率，缩短量子点发光二极管的制作周期；而且，在上述条件下进行熟化处理，得到的量子点发光二极管具有较好的器件发光效率。具体的，一方面，相比在非光照条件下的熟化处理，本发明在光照条件下进行熟化处理，达到同样的外量子效率(EQE)所用的时间至少可以缩短50％，甚至可以缩短90％。另一方面，本发明将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理后得到的量子点发光二极管的外量子效率得到提高，可以达到6.6％，进而可以有效提高所述量子点发光二极管的器件发光效率。更重要的是，本发明所述量子点发光二极管在外量子效率达到6.6％时所需要的熟化时间，(最多)仅为在非光照条件下熟化处理达到最高外量子效率时所需时间的30％。
附图说明
图1是本发明实施例提供的量子点发光二极管的后处理方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管的后处理方法，包括以下步骤：
S01.提供量子点发光二极管，所述量子点发光二极管包括相对设置的阴极和阳极，以及设置在所述阴极和所述阳极之间的量子点发光层；
S02.将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理。
本发明实施例提供的量子点发光二极管的后处理方法，将所述量子点发光二极管置于设置有光源的环境中，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理，不仅可以有效提高熟化效率，缩短量子点发光二极管的制作周期；而且，在上述条件下进行熟化处理，得到的量子点发光二极管具有较好的器件发光效率。具体的，一方面，相比在非光照条件下的熟化处理，本发明实施例在光照条件下进行熟化处理，达到同样的外量子效率(EQE)所用的熟化时间至少可以缩短50％，甚至可以缩短90％。另一方面，相比在非光照条件下的熟化处理，本发明实施例将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理后得到的量子点发光二极管的外量子效率得到提高，可以达到6.6％，进而可以有效提高所述量子点发光二极管的器件发光效率。更重要的是，本发明实施例所述量子点发光二极管在外量子效率达到6.6％时所需要的熟化时间，(最多)仅为在非光照条件下熟化处理达到最高外量子效率时所需时间的30％。
具体的，上述步骤S01中，所述量子点发光二极管的基础结构至少包括相对设置的阴极和阳极，以及设置在所述阴极和所述阳极之间的量子点发光层。所述阴极和所述阳极中，至少有一个电极为透明电极，以使得量子点发光二极管得以出光。所述阴极可以选用常规的发光二极管用阴极材料，所述阳极可以选用常规的发光二极管用阳极材料。在一些实施例中，所述阳极可以选用ITO，但不限于此。在一些实施例中，所述阴极可以选用金属电极，包括但不限于银电极、铝电极。所述阴极的厚度为60-120nm，具体优选为100nm。在一些实施例中，所述量子点发光层可以采用常规的量子点发光材料制成，所述量子点发光层的厚度为30-50nm。
在一些实施例中，所述量子点发光二极管包括基板，所述阴极或所述阳极设置在所述基板上。当所述阳极设置在所述基板上时，所述量子点发光二极管形成正置发光二极管；当所述阴极设置在所述基板上时，所述量子点发光二极管形成倒置发光二极管。作为一个具体实施例，所述量子点发光二极管包括基板，设置在基板上的阳极，设置在所述阳极背离所述基板一侧的量子点发光层，设置在所述量子点发光层背离所述阳极一侧的阴极。所述基板的选择没有严格限制，可以采用硬质基板，如玻璃基板；也可以采用柔性基板，如聚酰亚胺基板、聚降冰片烯基板，但不限于此。
为了获得更佳的器件性能，本发明实施例在量子点发光二极管基础结构上引入不同作用的功能层以平衡载流子。
在一些实施例中，所述量子点发光二极管还包括用于电子功能层，所述电子功能层设置在所述阴极与所述量子点发光层之间，其中，所述电子功能层包括电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层中的至少一层。其中，所述电子注入层、电子传输层用于降低电子注入难度，所述空穴阻挡层用于阻挡过量的空穴，使过量的空穴不能到达阴极形成漏电流，从而提高量子点发光二极管的电流效率。作为一个具体优选实施例，在量子点发光二极管基础结构的基础上，还包括设置在所述量子点发光层和所述阴极之间的电子注入层和电子传输层，且所述电子注入层邻近所述阴极设置，所述电子传输层邻近所述量子点发光层设置。其中，所述电子注入层可以采用常规的电子穴注入材料制成，包括但不限于LiF、CsF，所述电子传输层的厚度为10-100nm。所述电子传输层可以采用常规的电子传输材料制成，包括但不限于n型氧化锌，所述电子传输层的厚度为10-100nm。
在一些实施例中，所述量子点发光二极管还包括空穴功能层，所述空穴功能层设置在所述阳极与所述量子点发光层之间，其中，所述空穴功能层包括空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层中的至少一层。其中，所述空穴注入层、空穴传输层用于降低空穴注入难度，所述电子阻挡层用于阻挡过量的电子，使过量的电子不能到达阳极形成漏电流，从而提高量子点发光二极管的电流效率。作为一个具体优选实施例，在量子点发光二极管基础结构的基础上，还包括设置在所述量子点发光层和所述阳极之间的空穴注入层和空穴传输层，且所述空穴注入层邻近所述阳极设置，所述空穴传输层邻近所述量子点发光层设置。其中，所述空穴注入层可以采用常规的空穴注入材料制成，包括但不限于PEDOT:PSS，所述空穴传输层的厚度为10-100nm。
在一些实施例中，所述量子点发光二极管同时包括空穴功能层和电子功能层。作为一个具体优选实施例，所述量子点发光二极管包括相对设置的阴极和阳极，设置在所述阴极和所述阳极之间的量子点发光层，设置在所述阴极和所述量子点发光层之间的电子注入层和电子传输层，其中，所述电子注入层邻近所述阴极设置，所述电子传输层邻近所述量子点发光层设置，设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴注入层和空穴传输层，其中，所述空穴注入层邻近所述阳极设置，所述空穴传输层邻近所述量子点发光层设置。所述空穴传输层可以采用常规的空穴传输材料制成，包括但不限于NPB、TFB等有机材料，以及NiO、MoO3等无机材料及其复合物，所述空穴传输层的厚度为10-100nm。
上述步骤S02中，将所述量子点发光二极管进行后处理以熟化所述量子点发光二极管。特别的，本发明实施例将所述量子点发光二极管进行熟化处理，在光照的条件下进行。具体的，将所述量子点发光二极管置于设置有光源的环境中，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理。在光照作用下对所述量子点发光二极管进行熟化处理，可以大大缩短了量子点发光二极管的熟化时间，从而缩短了器件制作周期；且其熟化处理效果在非光照条件下的熟化处理效果的基础上可以有所提高，从而有利于提高量子点发光二极管的发光效率。
本发明实施例中，对量子点发光二极管进行通电处理，采用常规熟化时的通电条件即可，只需满足将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电即可。外接电源的选择也没有严格限定，根据不同的量子点发光二极管规模选定即可。
本发明实施例中，对所述量子点发光二极管进行光照处理需要所述量子点发光二极管处于有光源的环境中，具体的光照方式没有严格的限制。
作为一种具体实施方式，将所述量子点发光二极管置于设置有光源的环境中，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的方法为：所述量子点发光二极管的阴极或阳极被设置为透明电极，所述光照处理应用的光源被设置在靠近所述透明电极一侧。此时，从所述光源发出的光能够穿透所述透明电极对所述量子点发光二极管的功能层(至少包括量子点发光层)进行光照，从而最大限定地对量子点发光二极管中的功能层进行照射，提高外量子效率，提高光熟化效果。此处，透明电极具体视量子点发光二极管的情况而定，当所述阴极为透明电极时，在所述阴极上方设置光源；当所述阳极为透明电极时，在所述阳极上方设置光源。
作为另一种具体实施方式，将所述量子点发光二极管置于设置有光源的环境中，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的方法为：将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理在密闭腔体中进行，所述密闭腔体的内壁面材料为具有光反射性能的材料。通过所述密闭腔体的内壁面反射材料的反射，可以将光源发射出来的光尽可能地照射在量子点发光二极管的表面，提高量子点发光二极管的照射率，从而提升量子点发光二极管的外量子效率，提高光熟化效果。
本发明实施例中，所述光照处理应用的光源的发射光波长对光熟化效果有一定的影响。在一些实施例中，所述光照处理应用的光源选自发射光波长为100-400nm的紫外光。在一些实施例中，所述光照处理应用的光源选自发射光波长为400-500nm的可见光。在一些实施例中，所述光照处理应用的光源选自发射光波长为100-400nm的紫外光和波长为400-500nm的可见光。所述光照处理应用的光源选自发射光选自上述两种波段的光时，对量子点发光二极管熟化效果较好，能够在短时间内提高量子点发光二极管的外量子效率，进而提高器件发光效率。若所述光源的发射光在100nm以下，则会对量子点发光二极管器件造成损伤，器件容易发生老化；若所述光源的发射光在500nm以上，则对量子点发光二极管的熟化效果可以忽略不计(不能有效提高量子点发光二极管的外量子效率)。
本发明实施例中，光照强度对光熟化效果有一定的影响。在一些实施例中，将所述量子点发光二极管置于光照强度合适的光源环境中，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理。优选的，在所述光照处理应用的光源的照度为500lx-50000lx的条件下，对所述量子点发光二极管进行光照处理。若所述照度过高，则对量子点发光二极管造成一定的影响，具体的，会降低量子点发光二极管的使用寿命；若所述照度过高，则对量子点发光二极管进行光熟化的效果不明显。具体的，当照度较小时，光熟化(达到最佳外量子效率)所需的时间相对较长；当照度较高时，光熟化(达到最佳外量子效率)所需的时间相对较短。当所述量子点发光二极管达到最高外量子效率时，若继续对其进行光熟化处理，其外量子效率会降低。进一步优选的，在所述光照处理应用的光源的照度为2000lx-10000lx的条件下，对所述量子点发光二极管进行光照处理，已获得更好的光熟化处理效果。
本发明实施例通过光熟化处理(在光照条件下进行熟化处理)，可以有效缩短熟化时间(在达到同样的外量子效率时所用的时间明显缩短)。具体的，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的时间为20分钟-48小时。此时，量子点发光二极管的外量子效率较高，在3.2％-6.6％之间。但是，随着时间的延长，特别是光熟化时间超过20小时后，量子点发光二极管的外量子效率成下降趋势，但仍然在3.2％-6.6％之间。即当所述量子点发光二极管达到最高外量子效率时，若继续对其进行光熟化处理，其外量子效率会降低。进一步优选的，在光照条件下进行通电处理的时间为10小时-20小时，以便获得相对更高的外量子效率。
本发明实施例中，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的步骤，在温度为-40℃～40℃的条件下进行，即光熟化的处理温度为-40℃～40℃，由此获得较明显的光熟化效果。若温度过高，则对器件的损伤较大，进而影响器件使用性能；若温度过低，则光熟化效果可以忽略不计。进一步优选的，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的步骤，在温度为0℃～30℃的条件下进行，从而获得效果更显著的光熟化效果。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种量子点发光二极管的后处理方法，包括以下步骤：
提供5个相同结构和规格的量子点发光二极管(分别编号为1、2、3、4、5)，所述量子点发光二极管包括相对设置的阳极(ITO)和阴极(金属铝电极)，设置在所述阳极和所述阴极之间的功能叠层结构，所述功能叠层结构包括从阳极往阴极方向上依次层叠设置的空穴注入层(PEDOT:PSS)、空穴传输层(TFB)、量子点发光层(CdSe/ZnS QDs)、电子传输层(ZnO)、电子注入层(LiF)，其中，所述阳极设置在玻璃基板上。
对5个量子点发光二极管外接电源，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电。对编号为1-4的量子点发光二极管进行光照处理，且所述光照处理应用的光源选自发射光波长为400nm蓝光光照，编号为5的量子点发光二极管不进行光照处理。
检测经熟化处理的5个量子点发光二极管在不同的照度、不同时间段的EQE(外量子效率，％)，结果如下表1所示。
表1
由表1可见，未经过光照处理的编号为5的量子点发光二极管在熟化3天后，EQE达到最高值(6.1％)。在光照条件下进行熟化处理量子点发光二极管，处理10h后EQE和编号为5的空白样品的EQE基本持平，甚至稍有提升；10h后变化较小，基本稳定。相比编号为5的空白对比样品，本发明实施例提供的光熟化处理，可以提前达到熟化标准，从而大幅度提高了量子点发光二极管的生产周期。
实施例2
一种量子点发光二极管的后处理方法，包括以下步骤：
提供5个相同结构和规格的量子点发光二极管(分别编号为6、7、8、9、10)，所述量子点发光二极管包括相对设置的阳极(ITO)和阴极(金属铝电极)，设置在所述阳极和所述阴极之间的功能叠层结构，所述功能叠层结构包括从阳极往阴极方向上依次层叠设置的空穴注入层(PEDOT:PSS)、空穴传输层(TFB)、量子点发光层(CdSe/ZnS QDs)、电子传输层(ZnO)、电子注入层(LiF)，其中，所述阳极设置在玻璃基板上。
将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电。对编号为6-9的量子点发光二极管进行光照处理，且所述光照处理应用的光源选自发射光波长为400nm蓝光光照，所述光照处理应用的光源的照度为8000lx；编号为10的量子点发光二极管不进行光照处理。
检测经熟化处理的5个量子点发光二极管在不同的温度、不同时间段的EQE(外量子效率，％)，结果如下表2所示。
表2
由表2可见，未经过光照处理的编号为10的量子点发光二极管在熟化3天后，EQE达到最高值(6.1％)。在光照条件下进行熟化处理量子点发光二极管，处理10h后EQE和编号为10的空白样品的EQE基本持平，甚至稍有提升；10h后变化较小，基本稳定。相比编号为10的空白对比样品，控制本发明实施例光熟化温度可以在一定程度上影响熟化速率和最终EQE峰值；光熟化10h后变化较小，基本稳定，相比空白对比样品，提前达到熟化标准，从而大幅度提高了QLED器件的生产周期。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供量子点发光二极管，所述量子点发光二极管包括相对设置的阴极和阳极，以及设置在所述阴极和所述阳极之间的量子点发光层；
将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理，所述光照处理应用的光源选自发射光波长为100-400nm的紫外光和/或发射光波长为400-500nm的可见光，所述光照处理应用的光源的照度在500lx-50000lx之间。
2.如权利要求1所述的量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，对所述量子点发光二极管进行光照处理，所述光照处理应用的光源的照度在2000lx-10000lx之间。
3.如权利要求1或2所述的量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，所述量子点发光二极管的阴极或阳极被设置为透明电极，所述光照处理应用的光源被设置在靠近所述透明电极一侧。
4.如权利要求1或2所述的量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理在密闭腔体中进行，所述密闭腔体的内壁面材料为具有光反射性能的材料。
5.如权利要求1或2所述的量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的时间为20分钟-48小时。
6.如权利要求5所述的量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的时间为10小时-20小时。
7.如权利要求1或2所述的量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的步骤，在温度为-40℃～40℃的条件下进行。
8.如权利要求7所述的量子点发光二极管的后处理方法，其特征在于，将所述量子点发光二极管的阴极和阳极通电，并对所述量子点发光二极管进行光照处理的步骤，在温度为0℃～30℃的条件下进行。
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