CN111384309A - 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阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极的功能层,所述功能层至少包括量子点发光层;在所述量子点发光二极管中功能层的材料未完全固化之前,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理,所述有机溶剂为不溶解量子点的有机溶剂。
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。
不管采用何种方法制备QLED器件,最终得到的QLED器件内部通常会有一些瑕疵,如气泡和材料团聚等,这些气泡或团聚材料会影响器件的外量子效率。
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,旨在解决制备完成后得到的量子点发光二极管内部存在气泡和材料团聚,影响子点发光二极管的发光效率的问题。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
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阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极的功能层,所述功能层至少包括量子点发光层;
在所述量子点发光二极管中的各功能层材料未完全固化之前,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理,所述有机溶剂为不溶解量子点的有机溶剂。
本发明提供的量子点发光二极管,在制备完的量子点发光二极管各功能层材料未完全固化之前,将所述量子点发光二极管浸入不溶解量子点的有机溶剂中进行超声处理。通过在有机溶剂中超声处理去除功能层中的气泡,并促进团聚材料的分散,可以减少量子点发光二极管的内部瑕疵,提高量子点发光二极管的器件效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种量子点发光二极管的后处理方法的流程示意图。
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。
如附图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:
S10.提供量子点发光二极管,所述量子点发光二极管包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极的功能层,所述功能层至少包括量子点发光层;
S20.在所述量子点发光二极管中的各功能层材料未完全固化之前,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理,所述有机溶剂为不溶解量子点的有机溶剂。
本发明实施例提供的量子点发光二极管,在一些实施方式中,为新制备的量子点,在制备完成后的量子点发光二极管中的各功能层中材料未完全固化之前,将所述量子点发光二极管浸入不溶解量子点的有机溶剂中进行超声处理。通过在有机溶剂中超声处理去除功能层中的气泡,并促进团聚材料的分散,从而可以减少量子点发光二极管的内部瑕疵,一定程度上提高量子点发光二极管的器件效率。
量子点发光二极管包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的功能层,所述功能层至少包括量子点发光层,进一步的还可以包括电子功能层和空穴层。
具体的,量子点发光二极管分正型结构和反型结构。在一些实施方式中,正型结构包括层叠设置的阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的量子点发光层,正型结构的阳极设置在衬底上,在阳极和量子点发光层之间还可以设置空穴传输层、空穴注入层和电子阻挡层等空穴功能层,在阴极和量子点发光层之间还可以设置电子传输层、电子注入层和空穴阻挡层等电子功能层。在一些实施方式中,反型结构包括层叠设置的阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的量子点发光层,反型结构的阴极设置在衬底上,在阳极和量子点发光层之间还可以设置空穴传输层、空穴注入层和电子阻挡层等空穴功能层,在阴极和量子点发光层之间还可以设置电子传输层、电子注入层和空穴阻挡层等电子功能层。
具体的,上述步骤S10中,提供设置有底电极的基板,即在基板上设置底电极。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。所述底电极为与顶电极相对的电极,所述底电极为阴极或阳极;对应的,所述顶电极为阳极或阴极。具体的,当所述底电极为阳极时,所述顶电极为阴极;当所述底电极为阴极时,所述顶电极为阳极。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。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。
在所述底电极上制备量子点发光层的方法没有严格限定,可以采用本领域常规的方法制备量子点发光层。在一些实施例中,采用溶液加工法在所述底电极上沉积量子点溶液,制备量子点发光层。通过溶液加工法制备的量子点发光层,经过下述步骤的超声处理,提高量子点发光二极管外量子效率的效果更明显。更优选的,采用喷墨打印方法在所述底电极上沉积量子点墨水,制备量子点发光层。本发明实施例中,所述量子点发光层中的量子点为本领域常规的量子点。在一些实施例中,所述量子点发光层的厚度为30-50nm。
在量子点发光层背离所述底电极的表面制备顶电极,可以采用本领域常规方法制备获得。值得注意的是,本发明实施例所述顶电极为与顶电极相对的电极,具体可以为阳极,也可以为阴极。
由此,本发明实施例制备得到具有基础结构的量子点发光二极管(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)。为了获得更佳的器件性能,可以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,当底电极为阳极,即阳极设置所述基板上形成阳极基板时,在制备量子点发光层之前,还包括在所述基板的阳极表面制备空穴功能层(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)的步骤。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,当阳极设置所述基板上形成阳极基板时,在制备量子点发光层之前,还包括:在所述基板的阳极表面制备空穴注入层,在所述空穴注入层背离所述阳极的一侧制备空穴传输层的步骤。其中,所述空穴注入层的材料可以采用常规的空穴注入材料,包括但不限于PEDOT:PSS。所述空穴传输层的材料可以采用常规的空穴传输材料,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。
在一些实施例中,当底电极为阳极,即阳极设置所述基板上形成阳极基板时,在制备量子点发光层之后,在制备阴极之前,还包括在所述量子点发光层背离所述阳极的一侧制备电子功能层(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)的步骤。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,在当阳极设置所述基板上形成阳极基板时,在制备量子点发光层之后,在制备阴极之前,还包括:在所述量子点发光层背离所述阳极的一侧制备电子传输层,在电子注入层背离所述阳极的一侧制备电子注入层。其中,所述电子注入层的材料可以采用常规的电子穴注入材料,包括但不限于LiF、CsF,所述电子传输层的厚度为10-100nm。所述电子传输层的材料可以采用常规的电子传输材料,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,当底电极为阴极,即阴极设置所述基板上形成阴极基板时,在制备量子点发光层之前,还包括在所述基板的阴极表面制备电子功能层的步骤。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。作为一个具体优选实施例,当阴极设置所述基板上形成阴极基板时,在制备量子点发光层之前,还包括:在所述基板的阴极表面制备电子注入层,在所述电子注入层背离所述阴极的一侧制备电子传输层的步骤。
在一些实施例中,当底电极为阴极,即阴极设置所述基板上形成阴极基板时,在制备量子点发光层之后,在制备阳极之前,还包括在所述量子点发光层背离所述阴极的一侧制备空穴功能层的步骤。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。作为一个具体优选实施例,当阴极设置所述基板上形成阴极基板时,在制备量子点发光层之后,在制备阳极之前,还包括:在所述量子点发光层背离所述阴极的一侧制备空穴传输层,在空穴传输层背离所述阴极的一侧制备空穴注入层。
上述电子功能层、空穴功能层的制备,参考本领域常规方法制备。优选的,采用溶液加工法在制备获得。
上述步骤S20中,在所述量子点发光二极管未完全固化之前,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理。通常,在制备完所述量子点发光二极管的18-28小时内,所述量子点发光二极管的功能层材料(包括量子点发光材料,电子功能材料和空穴功能材料)还没有完全固化,此时,将制备有量子点发光层的基板置于有机溶剂中进行超声处理。
在一些实施例中,所述有机溶剂选自直链中的碳原子数目小于20的醇类、直链中的碳原子数目小于20的硫醇、直链中的碳原子数目小于20的烯烃、直链中的碳原子数目小于10的醇类衍生物中的一种或两种以上的组合。
在一些实施例中,所述直链中的碳原子数目小于20的醇类选自1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、1,5-戊二醇和2,3-丁二醇中的一种或多种。在一些实施例中,所述直链中的碳原子数目小于20的硫醇选自丁硫醇、戊硫醇、庚硫醇、辛硫醇和十八硫醇中的一种或多种。在一些实施例中,所述直链中的碳原子数目小于20的烯烃选自己烯、4-辛烯、5-癸烯、5-甲基-5-癸烯和十八烯中的一种或多种。在一些实施例中,所述直链中的碳原子数目小于10的醇类衍生物选自甲氧基乙醇、乙氧基乙醇、苯氧基乙醇和1-甲氧基-1,2-丙二醇中的一种或多种。
在一些实施例中,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的频率为20kHz-109kHz。若所述超声处理的频率过高,则会影响已经形成的功能层包括量子点发光层、电子功能层、空穴功能层的稳定性,功能层容易从基板上脱离,从而破坏器件结构的稳定性。在一些具体的实施例中,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的频率为25kHz-105kHz。在一些优选具体的实施例中,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的频率为30kHz-100kHz。若所述超声处理的频率过低,去除功能层中的气泡,并促进团聚材料的分散的效果不明显,对量子点发光二极管使用寿命的提高作用不显著。
在一些实施例中,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的功率密度为0.3-200w/cm2,优选为1-100w/cm2。在一些具体的实施方式中,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的功率密度为5-50w/cm2。若所述超声处理的功率密度过高,则会影响已经形成的功能层包括量子点发光层、电子功能层、空穴功能层的稳定性,功能层容易从基板上脱离,从而破坏器件结构的稳定性。若所述超声处理的功率密度过低,去除功能层中的气泡,并促进团聚材料的分散的效果不明显,对量子点发光二极管使用寿命的提高作用不显著。
在一些实施例中,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的时间为20分钟-200分钟。若所述超声处理的时间过长,长时间的超声处理会影响已经形成的功能层包括量子点发光层、电子功能层、空穴功能层的稳定性,功能层容易从基板上脱离,从而破坏器件结构的稳定性。若所述超声处理的时间过短,不能达到较好的去除功能层中的气泡,并促进团聚材料的分散的效果。进一步优选的,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的时间为20分钟-60分钟。
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:
提供设置有阳极(ITO)的基板,在所述阳极上制备空穴注入层(PEDOT:PSS),在空穴注入层背离阳极一侧制备空穴传输层(TFB),在空穴传输层背离阳极一侧制备量子点发光层(CdSe/ZnS QDs);在量子点发光层背离所述阳极的表面制备电子传输层(ZnO),在电子传输层背离所述阳极的表面制备电子注入层(LiF),电子注入层背离所述阳极的表面制备铝阴极,得到量子点发光二极管;
将制备完的所述量子点发光二极管(未完全固化)浸入有机溶剂中进行超声处理1分钟,所述超声处理的频率为80kHz,所述超声处理的功率密度为35w/cm2,所述有机溶剂为不溶解量子点的有机溶剂。
实施例2
一种量子点发光二极管的后处理方法,与实施例1不同的是,将制备完的所述量子点发光二极管(未完全固化)浸入与实施例1相同的有机溶剂中进行超声处理3分钟,所述超声处理的频率为80kHz,所述超声处理的功率密度为35w/cm2。
实施例3
一种量子点发光二极管的后处理方法,与实施例1不同的是,将制备完的所述量子点发光二极管(未完全固化)浸入与实施例1相同的有机溶剂中进行超声处理5分钟,所述超声处理的频率为80kHz,所述超声处理的功率密度为35w/cm2。
实施例4
一种量子点发光二极管的后处理方法,与实施例1不同的是,将制备完的所述量子点发光二极管(未完全固化)浸入与实施例1相同的有机溶剂中进行超声处理10分钟,所述超声处理的频率为80kHz,所述超声处理的功率密度为35w/cm2。
实施例5
一种量子点发光二极管的后处理方法,与实施例1不同的是,将制备完的所述量子点发光二极管(未完全固化)浸入与实施例1相同的有机溶剂中进行超声处理15分钟,所述超声处理的频率为80kHz,所述超声处理的功率密度为35w/cm2。
实施例6
一种量子点发光二极管的后处理方法,与实施例1不同的是,将制备完的所述量子点发光二极管(未完全固化)浸入与实施例1相同的有机溶剂中进行超声处理20分钟,所述超声处理的频率为80kHz,所述超声处理的功率密度为35w/cm2。
实施例7
一种量子点发光二极管的后处理方法,与实施例1不同的是,将制备完的所述量子点发光二极管(未完全固化)浸入与实施例1相同的有机溶剂中进行超声处理30分钟,所述超声处理的频率为80kHz,所述超声处理的功率密度为35w/cm2。
对比例1
一种量子点发光二极管的制备方法,与实施例1不同的是:在电子注入层背离所述阳极的表面制备铝阴极,得到量子点发光二极管后,不对量子点发光二极管进行超声处理。
分别检测实施例1-7、对比例1制备的量子点发光二极管通电熟化后的外量子效率变化(%),结果如下表1所示。
表1
由上表1可见,经过超声处理的量子点发光二极管的外量子效率可以有效提高。对比例1未经过超声处理的量子点发光二极管在熟化4天后EQE达到最高值。本发明实施例经过超声处理的量子点发光二极管器件一般在5天后的EQE提升至最高,虽然速度较慢但显著提高了EQE最大值,但外量子效率提高,具有较好的电学性质。
分别检测实施例1-7、对比例1制备的量子点发光二极管的工作寿命(T50@100nits~hrs),结果如下表2所示。
表2
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 (10)
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阳极、阴极以及设置在所述阳极和阴极的功能层,所述功能层至少包括量子点发光层;
在所述量子点发光二极管中功能层的材料未完全固化之前,将所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理,所述有机溶剂为不溶解量子点的有机溶剂。
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,所述有机溶剂选自直链中的碳原子数目小于20的醇类、直链中的碳原子数目小于20的硫醇、直链中的碳原子数目小于20的烯烃、直链中的碳原子数目小于10的醇类衍生物中的一种或两种以上的组合。
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,所述直链中的碳原子数目小于20的醇类选自1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、1,5-戊二醇和2,3-丁二醇中的一种或多种;
所述直链中的碳原子数目小于20的硫醇选自丁硫醇、戊硫醇、庚硫醇、辛硫醇和十八硫醇中的一种或多种;
所述直链中的碳原子数目小于20的烯烃选自己烯、4-辛烯、5-癸烯、5-甲基-5-癸烯和十八烯中的一种或多种;
所述直链中的碳原子数目小于10的醇类衍生物选自甲氧基乙醇、乙氧基乙醇、苯氧基乙醇和1-甲氧基-1,2-丙二醇中的一种或多种。
4.如权利要求1至3任一项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浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的频率为20kHz-109kHz。
5.如权利要求4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浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的频率为30kHz-100kHz。
6.如权利要求1至3任一项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浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的功率密度为0.3-200w/cm2。
7.如权利要求1至3任一项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浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的时间为20分钟-200分钟。
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浸入有机溶剂中进行超声处理的步骤中,所述超声处理的时间为20分钟-60分钟。
9.如权利要求1至3任一项所述的量子点发光二极管的后处理方法,其特征在于,提供新制备的量子点发光二极管,在所述量子点发光二极管制备完成后的18-28小时内,所述量子点发光二极管浸入有机溶剂中进行超声处理。
10.如权利要求1至3任一项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功能层是通过溶液法制备得到的。
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