CN111416053B - 一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板、显示装置，用以降低荧光共振能量转移，提高光致发光量子产率。本申请实施例提供的一种量子点发光器件，所述量子点发光器件包括量子点发光层；所述量子点发光层包括：发光量子点以及与所述发光量子点混合的半导体间隔材料；所述半导体间隔材料的能级跨越所述发光量子点的禁带。

Description

一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板、显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板、显示装置。
背景技术
随着量子点材料的发展、器件结构的不断优化以及电荷有效输运等研究的持续深入，量子点电致发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diode，QLED)显示将超越光致发光的量子点增亮膜和量子点彩色滤光片，有望成为下一代主流显示技术。
在薄膜状态下，量子点之间的非辐射荧光共振能量转移(Fluorescence ResonancEnergy Transfer，FRET)是改变量子点性质的一个因素，当施主与受主之间的距离越来越近且施主发射和受主吸收的光谱重叠越大时，FRET通过点间耦合而发生。因此，当量子点彼此接近时，大的光谱重叠不会引起量子点中形成的激子的辐射复合，而是在激子的接近和非辐射猝灭中激发其他量子点。与溶液状态相比，量子点薄膜中量子点之间的距离极短，非常容易发生FRET，导致发光峰位红移和光致发光量子产率(Photoluminescence quantumyield，PLQY)降低。
综上，现有技术中量子点薄膜容易出现FRET，影响光致发光量子产率。
发明内容
本申请实施例提供了一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板、显示装置，用以降低荧光共振能量转移，提高光致发光量子产率。
本申请实施例提供的一种量子点发光器件，所述量子点发光器件包括量子点发光层；所述量子点发光层包括：发光量子点以及与所述发光量子点混合的半导体间隔材料；所述半导体间隔材料的能级跨越所述发光量子点的禁带。
本申请实施例提供的量子点发光器件，量子点发光层设置有半导体间隔材料，半导体间隔材料与发光量子点混合，从而可以增加发光量子点之间的间隙，减少由于发光量子点接近造成的非辐射荧光共振能量转移，即减少了发光量子点之间的能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率，进而提高量子点发光器件的效率，还可以避免量子点发光器件电致发光光谱红移。并且由于半导体间隔材料的能级跨越发光量子点的禁带，量子点发光器件被点亮时，仅发光量子点可以发光，而半导体间隔材料不发光，从而不会影响量子点发光器件的正常发光，不会影响量子点发光器件的色纯度。
可选地，所述半导体间隔材料包括间隔量子点，相邻的所述发光量子点之间具有一个或多个所述间隔量子点。
本申请实施例提供的量子点发光器件，相邻的发光量子点之间均设置有间隔量子点，从而可以增大每两个相邻的发光量子点之间的距离，避免由于发光量子点接近造成的非辐射荧光共振能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率，进而提高量子点发光器件的效率。
可选地，所述间隔量子点的直径为3纳米～5纳米。
可选地，所述发光量子点为红光量子点或绿光量子点时，所述半导体间隔材料为蓝光量子点。
可选地，所述量子点发光器件还包括：分别位于所述量子点发光层两侧的阳极和阴极、位于所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴注入层、位于所述空穴注入层和所述量子点发光层之间的空穴传输层，以及在所述量子点发光层和所述阴极之间的电子传输层。
本申请实施例提供的一种量子点发光器件的制备方法，所述方法包括：
提供衬底基板；
在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层，其中，所述半导体间隔材料的能级跨越所述发光量子点的禁带。
本申请实施例提供的量子点发光器件制备方法，量子点发光层设置有半导体间隔材料，半导体间隔材料与发光量子点混合，从而可以增加发光量子点之间的间隙，减少由于发光量子点接近造成的非辐射荧光共振能量转移，即减少了发光量子点之间的能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率，进而提高量子点发光器件的效率，还可以避免量子点发光器件电致发光光谱红移。并且由于半导体间隔材料的能级跨越发光量子点的禁带，量子点发光器件被点亮时，仅发光量子点可以发光，而半导体间隔材料不发光，从而不会影响量子点发光器件的正常发光，不会影响量子点发光器件的色纯度。
可选地，所述在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层，具体包括：
将发光量子点的材料和半导体间隔材料的材料分散于非极性溶剂中，形成量子点混合液；
在所述衬底基板之上旋涂所述混合液形成所述量子点发光层。
可选地，在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层之前，所述方法还包括：
在衬底基板之上形成阳极；
在所述阳极上采用旋涂工艺沉积空穴注入层；
在所述空穴注入层上采用旋涂工艺沉积空穴传输层；
在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层之后，所述方法还包括：
在所述量子点发光层上采用旋涂工艺沉积电子传输层；
在所述电子传输层之上采用蒸镀工艺形成阴极。
本申请实施例提供的一种显示面板，多个阵列排布的本申请实施例提供的上述量子点发光器件。
本申请实施例提供的一种显示装置，所述显示装置包括本申请实施例提供的量子点显示面板。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种量子点发光器件的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种量子点发光器件的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种红光量子点发光器件的能级结构；
图4为本申请实施例提供的一种量子点发光器件制备方法的示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种量子点发光器件，如图1～图2所示，所述量子点发光器件包括量子点发光层1；所述量子点发光层1包括：发光量子点2以及与所述发光量子点2混合的半导体间隔材料3；所述半导体间隔材料3的能级跨越所述发光量子点2的禁带。
本申请实施例提供的量子点发光器件，量子点发光层设置有半导体间隔材料，半导体间隔材料与发光量子点混合，从而可以增加发光量子点之间的间隙，减少由于发光量子点接近造成的非辐射荧光共振能量转移，即减少了发光量子点之间的能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率，进而提高量子点发光器件的效率，还可以避免量子点发光器件电致发光光谱红移。并且由于半导体间隔材料的能级跨越发光量子点的禁带，量子点发光器件被点亮时，仅发光量子点可以发光，而半导体间隔材料不发光，从而不会影响量子点发光器件的正常发光，不会影响量子点发光器件的色纯度。
本申请实施例提供的量子点发光器件，半导体间隔材料的能级跨越发光量子点的禁带，即发光量子点的禁带被半导体间隔材料的禁带覆盖，且位于半导体间隔材料的禁带内。只要是能级跨越发光量子点禁带的半导体材料均可作为发光量子点的间隔粒子。
可选地，如图1～图2所示，所述半导体间隔材料3包括间隔量子点4，相邻的所述发光量子点2之间具有一个或多个所述间隔量子点4。
本申请实施例提供的量子点发光器件，相邻的发光量子点之间设置有半导体间隔材料，从而可以保证增大每两个相邻的发光量子点之间的距离，避免由于发光量子点接近造成的非辐射荧光共振能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率，进而提高量子点发光器件的效率。
图1中以相邻发光量子点之间具有一个间隔量子点为例进行举例说明，图2中，以相邻发光量子点之间具有两个间隔量子点为例进行举例说明，在具体实施时，发光量子点之间具有多少个间隔量子点可以根据实际需要进行选择。
可选地，所述间隔量子点的直径为3纳米～5纳米。
可选地，所述发光量子点为红光量子点或绿光量子点时，所述半导体间隔材料为蓝光量子点。
需要说明的是，蓝光量子点的能级跨越红光量子点的禁带以及绿光量子点的禁带，因此，对于红光量子点发光器件和绿光量子点发光器件，可以利用蓝光量子点作为半导体间隔材料，以减少红光量子点或绿光量子点之间能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率。
当然，在具体实施时，对于红光量子点发光器件以及绿光量子点发光器件，也可以选择其他半导体材料作为间隔红光量子点或者绿光量子点的半导体间隔材料，只要是能级跨越发光量子点禁带的半导体材料均可作为间隔粒子。
而对于蓝光量子点发光器件，选择能级跨越蓝光量子点的禁带的半导体间隔材料即可。
具体实施时，发光量子点和半导体间隔材料例如可以是壳核量子点，壳核量子点的材料例如可以从如下材料中进行选择：硫化镉(CdS)/硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)/ZnS、磷化铟(InP)/ZnS、硫化铅(PbS)/ZnS、氯化铅铯(CsPbCl3)/ZnS、溴化铅铯(CsPbBr3)/ZnS、碘化铅铯(CsPhI3)/ZnS、(CdZnSeS)/ZnS。
此外，需要说明的是，量子点发光层的发光颜色与发光量子点的尺寸有关，在具体实施时，可以根据量子点发光器件需要的发光颜色对发光量子点的尺寸进行具体设置。
需要说明的是，量子点发光层的厚度例如可以是10纳米～100纳米，考虑到量子点发光器件的发光性能，量子点发光层的厚度例如可以在20纳米左右。
可选地，如图1、图2所示，所述量子点发光器件还包括：分别位于所述量子点发光层两侧的阳极5和阴极9、位于所述阳极5和所述量子点发光层1之间的空穴注入层6、位于所述空穴注入层6和所述量子点发光层1之间的空穴传输层7、以及在所述量子点发光层1和所述阴极9之间的电子传输层8。
本申请实施例提供的量子点发光器件，可以是正置结构的量子点发光器件，也可以是倒置结构的量子点发光器件，量子点发光器件可以是底发光也可以是顶发光。
在具体实施时，如图1、图2所示，阳极5例如可以设置在衬底基板10之上。
在具体实施时，量子点发光器件还包括位于阴极之上的封装层。
在具体实施时，衬底基板例如可以是玻璃基板，阳极的材料例如可以是氧化铟锡(ITO)等，空穴注入层的材料例如可以是聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT：PSS)等，空穴传输层的材料例如可以是聚[(N,N'-(4-正丁基苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯二胺)-ALT-(9,9-二正辛基芴基-2,7-二基)](TFB)等，电子传输层的材料例如可以是氧化锌(ZnO)或锌锰氧化物(ZnMgO)等，阴极的材料例如可以是铝(Al)或钼铝合金(Mg/Ag)等。
接下来，以红光量子点发光器件为例，对量子点发光器件的能级结构进行举例。
如图3所示，红光量子点发光器件中，阳极的材料为ITO，空穴注入层的材料为PEDOT：PSS，空穴传输层的材料为TFB，电子传输层的材料为ZnMgO，阴极的材料为Al，半导体间隔材料为蓝光量子点。图3中，各能级的单位为电子伏特(eV)。图3中，红光量子点的禁带为-6eV～-4eV，蓝光量子点的禁带为-6.2eV～-3.5eV，蓝光量子点的禁带跨越红光量子点的禁带，并且从能级结构可以看出，蓝光量子点在该器件中不发光，不会影响红光量子点器件的色纯度。
本申请实施例提供的一种量子点发光器件的制备方法，如图4所示，所述方法包括：
S101、提供衬底基板；
S102、在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层，其中，所述半导体间隔材料的能级跨越所述发光量子点的禁带。
本申请实施例提供的量子点发光器件制备方法，量子点发光层设置有半导体间隔材料，半导体间隔材料与发光量子点混合，从而可以增加发光量子点之间的间隙，减少由于发光量子点接近造成的非辐射荧光共振能量转移，即减少了发光量子点之间的能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率，进而提高量子点发光器件的效率，还可以避免量子点发光器件电致发光光谱红移。并且由于半导体间隔材料的能级跨越发光量子点的禁带，量子点发光器件被点亮时，仅发光量子点可以发光，而半导体间隔材料不发光，从而不会影响量子点发光器件的正常发光，不会影响量子点发光器件的色纯度。
可选地，所述在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层，具体包括：
将发光量子点的材料和半导体间隔材料的材料分散于非极性溶剂中，形成量子点混合液；
在所述衬底基板之上旋涂所述混合液形成所述量子点发光层。
可选地，在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层之前，所述方法还包括：
在衬底基板之上形成阳极；
在所述阳极上采用旋涂工艺沉积空穴注入层；
在所述空穴注入层上采用旋涂工艺沉积空穴传输层；
在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层之后，所述方法还包括：
在所述量子点发光层上采用旋涂工艺沉积电子传输层；
在所述电子传输层之上采用蒸镀工艺形成阴极。
空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极也可使用喷墨打印工艺形成。
在形成阴极之后，所述方法还包括：形成封装层。
本申请实施例提供的一种显示面板，所述显示面板包括多个阵列排布的本申请实施例提供的量子点发光器件。
在具体实施时，所述显示面板划分为多个子像素，例如可以是每一所述子像素包括本申请实施例提供的量子点发光器件。
本申请实施例提供的一种显示装置，所述显示装置包括本申请实施例提供的上述量子点显示面板。
本申请实施例提供的显示装置，例如可以是手机、电视、电脑等装置。
综上所述，本申请实施例提供的量子点发光器件及其制备方法、显示面板、显示装置，量子点发光层设置有半导体间隔材料，半导体间隔材料与发光量子点混合，从而可以增加发光量子点之间的间隙，减少由于发光量子点接近造成的非辐射荧光共振能量转移，即减少了发光量子点之间的能量转移，提高了量子点发光层的光致发光量子产率，进而提高量子点发光器件的效率，还可以避免量子点发光器件电致发光光谱红移。并且由于半导体间隔材料的能级跨越发光量子点的禁带，量子点发光器件被点亮时，仅发光量子点可以发光，而半导体间隔材料不发光，从而不会影响量子点发光器件的正常发光，不会影响量子点发光器件的色纯度。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种量子点发光器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供衬底基板；
在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层，其中，所述半导体间隔材料的能级跨越所述发光量子点的禁带；所述半导体间隔材料包括间隔量子点，相邻的所述发光量子点之间具有一个或多个所述间隔量子点；所述量子点发光器件被点亮时，所述发光量子点发光，所述半导体间隔材料不发光；
所述在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层，具体包括：
将发光量子点的材料和半导体间隔材料的材料分散于非极性溶剂中，形成量子点混合液；所述发光量子点为红光量子点或绿光量子点时，所述半导体间隔材料为蓝光量子点；
在所述衬底基板之上旋涂所述混合液形成所述量子点发光层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层之前，所述方法还包括：
在衬底基板之上形成阳极；
在所述阳极上采用旋涂工艺沉积空穴注入层；
在所述空穴注入层上采用旋涂工艺沉积空穴传输层；
在所述衬底基板之上形成包括发光量子点和半导体间隔材料的量子点发光层之后，所述方法还包括：
在所述量子点发光层上采用旋涂工艺沉积电子传输层；
在所述电子传输层之上采用蒸镀工艺形成阴极。
3.一种量子点发光器件，其特征在于，所述量子点发光器件采用根据权利要求1或2所述的量子点发光器件的制备方法制得；所述量子点发光器件包括量子点发光层；所述量子点发光层包括：发光量子点以及与所述发光量子点混合的半导体间隔材料；所述半导体间隔材料的能级跨越所述发光量子点的禁带；所述量子点发光器件被点亮时，所述发光量子点发光，所述半导体间隔材料不发光；
所述半导体间隔材料包括间隔量子点，相邻的所述发光量子点之间具有一个或多个所述间隔量子点；所述发光量子点为红光量子点或绿光量子点时，所述半导体间隔材料为蓝光量子点。
4.根据权利要求3所述的量子点发光器件，其特征在于，所述间隔量子点的直径为3纳米～5纳米。
5.根据权利要求3所述的量子点发光器件，其特征在于，所述量子点发光器件还包括：分别位于所述量子点发光层两侧的阳极和阴极、位于所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴注入层、位于所述空穴注入层和所述量子点发光层之间的空穴传输层，以及在所述量子点发光层和所述阴极之间的电子传输层。
6.一种显示面板，其特征在于，多个阵列排布的根据权利要求3～5任一项所述的量子点发光器件。
7.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括根据权利要求6所述的显示面板。
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