CN111785843A - 量子点发光二极管及其制备方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种量子点发光二极管及其制备方法、显示装置，属于显示技术领域。本发明的量子点发光二极管，其包括：阳极层、阴极层、设置在所述阳极层和所述阴极层之间的量子点层，设置在所述量子点层和所述阴极层之间的电子传输层，以及设置在所述电子传输层和所述量子点层之间的电子阻挡层；其中，所述电子阻挡层和所述量子点层之间的界面含有金属‑硫化学键；所述金属‑硫化学键包含来自所述量子点层的金属元素和来自所述电子阻挡层中的硫元素。

Description

量子点发光二极管及其制备方法、显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种量子点发光二极管及其制备方法、显示装置。
背景技术
QLED(量子点发光二极管：Quantum Dot Light Emitting Diodes，简称QLED)通常包括具有多个量子点纳米晶体的发光层。发光层夹在电子传输层和空穴传输层之间。将电场施加到量子点发光二极管，使电子和空穴移动到发光层中。在发光层中，电子和空穴被捕获在量子点中并被重新组合，发射光子。与有机发光二极管相比，量子点发光二极管的发射光谱更窄。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种量子点发光二极管及其制备方法、显示装置。
第一方面，本公开实施例提供一种量子点发光二极管，其包括：阳极层、阴极层、设置在所述阳极层和所述阴极层之间的量子点层，以及设置在所述量子点层和所述阴极层之间的电子传输层；所述量子点发光二极管还包括：设置在所述电子传输层和所述量子点层之间的电子阻挡层；其中，
所述电子阻挡层和所述量子点层之间的界面含有金属-硫化学键；
所述金属-硫化学键包含来自所述量子点层的金属元素和来自所述电子阻挡层的硫元素。
可选地，所述电子阻挡层包括含巯基的硅氧烷聚合物。
可选地，所述含巯基的硅氧烷聚合物包括3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的任意一种。
可选地，所述含巯基的硅氧烷聚合物中的烷基官能团包括甲基、乙基、丙基、己基、壬基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、苯基中的任一种。
可选地，所述量子点层的材料包括有机-无机杂化钙钛矿量子点或者全无机钙钛矿量子点。
可选地，所述有机-无机杂化钙钛矿量子点为MABX；其中，MA为CH3NH3；B为Pb、Sn、Sb、Ag中的任意一种；X为Cl、Br、I中的任意一种；
所述全无机钙钛矿量子点为ABX，A为Cs；B为Pb、Sn、Sb、Ag中的任意一种；X为Cl、Br、I中的任意一种。
可选地，所述电子传输层的材料包括氧化锌、氧化镁锌、氧化铝锌和氧化镁铝锌中的至少一种，或者离子掺杂型的氧化锌、氧化镁锌、氧化铝锌和氧化镁铝锌中的至少一种。
可选地，所述量子点发光二极管还包括基底、空穴传输层和空穴注入层，其中，所述阴极层、所述电子传输层、所述电子阻挡层、所述量子点层、所述空穴传输层、所述空穴注入层、所述阳极层沿背离所述基底方向依次设置。
可选地，所述电子阻挡层的厚度约为0.685nm。
可选地，所述量子点发光二极管还包括设置在所述阳极层和所述量子点层之间的空穴传输层，以及设置在所述空穴传输层和所述阳极层之间的空穴注入层。
第二方面，本公开实施例提供一种量子点发光二极管的制备方法，包括形成阳极层、阴极层、在所述阳极层和所述阴极层之间形成量子点层，以及在所述量子点层和所述阴极层之间形成电子传输层的步骤；所述方法还包括：
在所述电子传输层和所述量子点层之间形成电子阻挡层的步骤；其中，
所述电子阻挡层和所述量子点层之间的界面含有金属-硫化学键；
所述金属-硫化学键包含来自所述量子点层的金属元素和来自所述电子阻挡层中的硫元素。
可选地，所述电子阻挡层包括含巯基的硅氧烷聚合物，形成所述电子阻挡层的步骤包括：
将含巯基的硅氧烷聚合物试剂溶于非极性溶液中，并滴加在所述电子传输层背离所述阴极层的一侧，以形成所述电子阻挡层；或者，
将形成有所述电子传输层的基底浸入到含巯基的硅氧烷聚合物溶于非极性溶液中，以形成所述电子阻挡层。
可选地，其特征在于，所述含巯基的硅氧烷聚合物包括3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的任意一种。
第三方面，本公开实施例一种显示装置，其包括上述的任意一种量子点发光二极管。
附图说明
图1为本公开实施例的量子点发光二极管的结构示意图；
图2为含巯基的硅烷聚合物和钙钛矿型量子点反应形成金属-硫化学键的结构特征图；
图3为氧化锌层、含巯基的硅烷聚合物层和钙钛矿型量子点层形成有机连接的结构的反应方程式；
图4为本公开实施例的量子点发光二极管的制备工艺流程图。
其中附图标记为：10、基底；1、阴极层；2、阳极层；3、量子点层；4、电子传输层；5、空穴传输层；6、空穴注入层；7、电子阻挡层；8、金属硫化化合物。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
发光器件的基本结构包括：阳极层、阴极层，以及在阳极层和阴极层之间的发光层。在外加电压作用下，电子和空穴分别从阴极方向和阳极方向注入，然后迁移并在发光层中相遇复合产生激子，激子的能量以光的形式衰减，即辐射出光。当发光器件为量子点发光二极管时，发光层为量子点层；量子点层顾名思义其材料为量子点。
其中，钙钛矿量子点(例如：有机-无机杂化钙钛矿量子点(MAPbX3，MA代表CH3NH3)，全无机钙钛矿量子点(CsPbX3，代表Cl、Br、I中的任意一种))是一类新型荧光材料。该种材料具有荧光量子产率高(最高可达90％)，吸收光谱宽(光谱范围为410nm-690nm)，发射光光谱窄(光谱半峰宽范围小于30nm)等优异的光学性能。在光电器件例如太阳能电池和发光显示领域等具有广阔的应用前景。近几年来，金属卤化物钙钛矿量子点材料在发光二极管(PQLED)领域的潜在应用开始引起人们的广泛关注，并且其器件效率在过去四年时间也获得快速提升。
发光器件可以是正置型发光器件，也可以是倒置型发光器件。其中，发光器件通常包括基底，对于正置型发光器件其阳极层较阴极层而言更靠近基底；倒置型发光器件其阴极层较阳极层而言更靠近基底。无论发光器件为正置型发光器件，还是为倒置型发光器件，该发光器件可以是顶发射型发光器件，也可以是底发射型发光器件；当发光器件为正置顶发射型发光器件时，阳极层为反射电极，阴极层为透射电极；当发光器件为正置底发射型发光器件时，阳极层为透射电极，阴极层为反射电极；当发光器件为倒置顶发射型发光器件时，阳极层为透射电极，阴极层为反射电极；当发光器件为正置底发射型发光器件时，阳极层为透射电极，阴极层为反射电极。
随着发光器件的性能的不断优化，发光器件不仅包含阳极层、阴极层和发光层；还可以在阳极层和发光层之间设置空穴注入层(Hole Injection Layer，简称HIL)、空穴传输层(Hole Transport Layer，简称HTL)、在发光层和阴极层之间设置电子传输层(ElectronTransport Layer，简称ETL)。当然，在电子传输层和阴极层之间还可以设置电子注入层(Electron Injection Layer，简称EIL)。
当前，在量子点发光二极管(QLED)领域中，无机氧化锌凭借其宽带隙、高电子移动速率、透明和高导电性，已经被逐渐用作为电子传输层材料。但是，相关研究发现，氧化锌作为电子传输层也存在一些缺点。
第一，在正置型发光器件结构中，电子传输层的制备方式会破坏发光层。具体的，沿背离基底方向该器件通常为：阳极层/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极层。发光器件中由于不同膜层的引入，通常需要选择正交溶剂。在成膜过程中，发光层材料成膜通常选用非极性溶剂，如己烷，庚烷，辛烷，甲苯，氯仿等。而电子传输层材料(例如氧化锌粒子等)通常分散在极性溶剂如乙醇中。乙醇对离子型的钙钛矿量子点具有非常大的破坏作用，这会降低或者淬灭钙钛矿材料的荧光性能，并进一步导致器件性能下降。所以正置型发光器件结构不适合于钙钛矿材料。
第二，倒置型发光器件中，电子传输层材料氧化锌表面有大量的缺陷位点。例如羟基官能团(-OH)以及氧空位缺陷会导致器件迅速发生降解，导致器件效率发生滚降(roll-off)现象。
第三，氧化锌具有较快的电子传输速率(200-300cm2V-1s-1)。通常在QLED器件结构中，电子传输速率常常大于空穴传输速率，这会产生载流子注入不平衡现象，进而导致电子在发光层过度累积，影响器件性能。目前有些研究工作是在氧化锌层和量子点发光层之间增加电子阻挡层，例如聚甲基丙烯酸甲酯插层或二氧化硅薄层等。
第四，氧化锌膜层极易吸附水分，这会破坏发光层材料的表面配体。如果发光层是钙钛矿材料的话，则会造成更严重的破坏。这是因为钙钛矿材料属于离子型结构，碰到水分，或醇类，或者丙酮类等物质会发生分解，进而破坏发光层。最终会降低器件的寿命，限制了器件性能的提升。
针对上述问题，在本公开实施例中提供以下技术方案。
第一方面，图1为本公开实施例的量子点发光二极管的结构示意图；如图1所示，本公开实施例中的本公开实施例提供一种量子点发光二极管，其包括：阳极层2、阴极层1、设置在阳极层2和阴极层1之间的量子点层3，设置在量子点层3和阴极层1之间的电子传输层4，以及设置在电子传输层4和量子点层3之间的电子阻挡层7；其中，电子阻挡层7和量子点层3之间的界面含有金属-硫化学键8；金属-硫化学键8包含来自量子点层3的金属元素和来自电子阻挡层7中的硫元素。
在此需要说明的是，金属-硫化学键8只是为了示意性的说明量子点层和电子阻挡层之间通过化学键结合，而并不是对形貌的限制。
在本公开实施例的量子点发光二极管中增加电子阻挡层7，从而可以降低电子传输速率，避免由于电子传输速率常常大于空穴传输速率，导致载流子注入不平衡现象，致使电子在量子点层3过度累积，影响器件性能的问题发生；与此同时，电子阻挡层7和量子点层3之间的界面含有金属-硫化学键8，且金属-硫化学键8包含来自量子点层3的金属元素和来自电子阻挡层7中的硫元素，这样一来，通过金属-硫化学键8使得电子阻挡层7和量子点层之间的界面形成一个有机结合的统一体，从而使得电子传输层4与量子点层3能够紧密相连，进而可以消除电子传输层4吸附水分、氧气，降低对量子点层3材料的破坏。
在一些实施例中，电子传输层4的材料包括氧化锌、氧化镁锌、氧化铝锌和氧化镁铝锌中的至少一种；该电子传输层4的材料还可以包括离子掺杂型的氧化锌、氧化镁锌、氧化铝锌和氧化镁铝锌中的至少一种，例如Mg、In、Al、Ga掺杂氧化镁纳米粒子等。
在此需要说明的是，在本公开实施例中，以电子传输层4的材料为氧化锌为例进行说明，但电子传输层4材料采用氧化锌并不构成对本公开实施例保护范围的限制。
在一些实施例中，电子阻挡层7材料含巯基(SH)的硅氧烷聚合物。在一些示例中，含巯基的硅氧烷聚合物包括但不限于3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的任意一种。含巯基的硅氧烷聚合物中的烷基官能团包括甲基、乙基、丙基、己基、壬基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、苯基中的任一种。
在一些实施例中，量子点层3的材料可以采用以下几种：
(1)含铅钙钛矿型量子点，如有机-无机铅卤MAPbX3量子点；全无机铯铅卤CsPbX3量子点，及稀土离子(镧、钐、铀等)掺杂MAPbX3或CsPbX3量子点等，其中MA代表CH3NH3，X代表Cl、Br、I中的任意一种。
(2)含铋基、锡基、银基中的至少一种的钙钛矿型量子点，如CsSnX3量子点，CsSbX3量子点，Cs2SnX6量子点，Cs2AgInCl6量子点，MASbX3量子点，MASnX3量子点等，其中，MA代表CH3NH3，其中X代表Cl、Br、I中的任意一种。
(3)量子点层3材料为具有核壳结构的量子点材料；其中，核包括选自由CdS、CdSe、ZnSe、InP、CuInS、(Zn)CuInS、(Mn)CuInS、AgInS、(Zn)AgInS、CuInSe、CuInSeS、PbS、有机无机钙钛矿材料、无机钙钛矿材料及其任何组合或合金构成的组的材料，并且壳包括选自由ZnS、ZnSeS、CdS、有机无机钙钛矿材料、无机钙钛矿材料及其任何组合或合金构成的组的材料。例如：该量子点材料的示例包括CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSeS、CdSe/CdS、ZnSe/ZnS、InP/ZnS、CuInS/ZnS、(Zn)CuInS/ZnS、(Mn)CuInS/ZnS、AgInS/ZnS、(Zn)AgInS/ZnS、CuInSe/ZnS、CuInSeS/ZnS、PbS/ZnS、有机无机钙钛矿材料和无机钙钛矿材料。其中，有机无机钙钛矿材料的示例包括MAPbX3，其中MA表示CH3NH3，X表示卤化物。无机钙钛矿材料的实例包括CsSb2Br9、CsBi2Br9、CsPbX3，其中X表示卤化物。
在此需要说明的是，以下将量子点层3中的量子点称之为钙钛矿型量子点。
在一些实施例中，本公开实施例中的钙钛矿量子点可以为有机-无机杂化钙钛矿量子点或者全无机钙钛矿量子点。其中，有机-无机杂化钙钛矿量子点为MABX；其中，MA为CH3NH3；B为Pb、Sn、Sb、Ag中的任意一种；X为Cl、Br、I中的任意一种；全无机钙钛矿量子点为ABX，A为Cs；B为Pb、Sn、Sb、Ag中的任意一种；X为Cl、Br、I中的任意一种。也就是说，钙钛矿型量子点中的金属离子包括但不限于Pb2+、Sn2+、Sb2+、Ag+等，也即量子点层3的金属元素为Pb、Sn、Sb、Ag等。
具体的，图2为含巯基的硅烷聚合物和钙钛矿型量子点反应形成金属-硫化学键8的结构特征图；如图2所示，A代表CH3NH3或者Cs；B代表Pb、Sn、Sb、Ag等中的任意一种，X为Cl、Br、I，R代表含巯基的硅氧烷聚合物中的烷基官能团包括甲基、乙基、丙基、己基、壬基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、苯基中的任一种；m的取值为m的范围：100-100000。当电子阻挡层7采用含有巯基的硅氧烷聚合物，此时硅氧烷聚合物的巯基和钙钛矿型量子点层3中的二价金属离子或者一价金属离子(如Pb2+、Sn2+、Sb2+、Ag+)发生化学作用并形成牢固的金属-硫化学键(Pb-S键，Sn-S键，Sb-S键，Ag-S键)，金属硫化学键将电子传输层4和钙钛矿型量子点层3紧密连接，进而形成一个有机结合的统一体。
其中，在本公开实施例中以电子阻挡层7采用含有巯基的硅氧烷聚合物层、电子传输层4采用氧化锌层，量子点发光层3采用钙钛矿型量子点层；在氧化锌层和钙钛矿量子点发光层之间存在特定的巯基硅氧烷聚合物层。并且巯基硅氧烷聚合物层和氧化锌层之间通过特定的硅氧键连接；巯基硅氧烷聚合物层钙钛矿型量子点层通过特定的金属-硫化学键连接，最终形成特定厚度的单分子层(电子阻挡层7)结构，单分子层的厚度大约是0.685nm(一个硅原子直径为0.117nm；一个氧原子直径为0.148nm；一个碳原子的直径是0.17nm，一个硫原子的直径是0.102nm)。也就是说，无论巯基硅烷试剂的用量多少，最终形成的单分子层的厚度都是0.685nm左右。
具体的，图3为氧化锌层、含巯基的硅氧烷聚合物层和钙钛矿型量子点层形成有机连接的结构的反应方程式；如图3所示，当量子点发光二极管为倒置型发光二极管，电子阻挡层7形成在电子传输层4之后。氧化锌层作为电子传输层4、含巯基的硅烷聚合物层作为电子阻挡层7和钙钛矿型量子点层作为量子点层3。其中，氧化锌层可以通过醋酸锌溶于乙醇胺和正丁醇的混合溶液中，并将该混合溶液涂布在阴极层，并通过加热工艺形成，因此所形成的氧化锌层中氧化锌结构上含有羟基官能团(-OH)，也即如图3中的氧化锌层用“矩形框”表示，在“矩形框”上具有羟基。在图3中，含巯基的硅氧烷聚合物层是采用3-巯丙基三甲氧基硅烷试剂形成为例。
如图3所示，在氧化锌层表面引入采用3-巯丙基三甲氧基硅烷试剂，第1个反应方程(1)表示第1个3-巯丙基三甲氧基硅烷分子在氧化锌层表面进行水解的过程。第2个反应方程式(2)表示第2个3-巯丙基三甲氧基硅烷分子在氧化锌层表面的水解过程，同时和第1个3-巯丙基三甲氧基硅烷分子进行脱水缩合的过程。第3个反应方程式(3)表示第3个3-巯丙基三甲氧基硅烷分子在氧化锌层表面的水解，同时和第2个3-巯丙基三甲氧基硅烷分子进行脱水缩合的过程。这样一来，经过多次3-巯丙基三甲氧基硅烷分子的水解，可以在氧化锌层表面形成也即形成一个巯基硅氧烷单分子层。第4个反应方程式(4)表示在含巯基硅氧烷聚合物层表面的巯基和钙钛矿型量子层上的金属离子作用，形成金属-硫化学键的过程。
此时，在形成氧化锌层的表面形成含巯基的硅氧烷试剂，借助于氧化锌层表面的羟基官能团，实现含巯基的硅氧烷试剂的水解，这样一来在氧化锌层表面的羟基上引入一个硅氧烷化合物为组分的单分子层，也即形成电子阻挡层7。所形成的电子阻挡层7对电子传输层4可以有效的覆盖电子传输层4的氧化锌层表面的氧缺陷位点；同时，电子阻挡层7将电子传输层4覆盖还可以消除电子传输层4吸附水分、氧气，降低对量子点层3的损坏，以保证量子点层3可以稳定工作。另外，由于电子阻挡层7采用含巯基的硅氧烷聚合物，该种材料对电子传输层4的电子具有一定的阻挡作用，通过调控含巯基的硅氧烷聚合物膜层的厚度，可以调节电子传输速率大小，最终实现载流子(电子和空穴)注入速率的平衡，提高量子点发光二极管的性能。与此同时，钙钛矿型量子点层3中的二价金属离子或者一价金属离子(如Pb2+、Sn2+、Sb2+、Ag+)发生化学作用并形成牢固的金属-硫化学键(Pb-S键，Sn-S键，Sb-S键，Ag-S键)，金属硫化学键将电子传输层4和钙钛矿型量子点层3紧密连接，进而形成一个有机结合的统一体。
在一些实施例中，量子点发光二极管为倒置型量子点发光二极管，该种发光二极管包括基底10，其中，上述的阴极层1、电子传输层4、电子阻挡层7、量子点层3、阳极层2沿背离所述基底10方向依次设置。在一些示例中，该量子点发光二极管还包括设置在阳极层2和量子点层3之间的空穴传输层5，以及设置在空穴传输层5和阳极层2之间的空穴注入层6。
其中，阳极层2的材料包括但不限于高功函数金属材料(比如：金、铜、银、铂等)或无机金属氧化物(比如：氧化铟锡ITO，氧化锌ZnO等)、有机导电聚合物(比如：聚3，4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐PEDOT：PSS，聚苯胺PANI等)。
阴极层1的材料包括但不限于低功函数金属材料，比如：锂、镁、钙、锶、铝、铟等或上述金属与铜、金、银的合金制成；或者采用一层很薄的缓冲绝缘层(如LiF、CsCO3等)和上述金属或合金制成。
空穴注入层6的材料包括但不限于聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT：PSS)、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、铜酞菁和4,4，4“-三(N,N-苯基-3-甲基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、MoO3、CuPc、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT：PSS)。
空穴传输层5的材料包括但不限于p型聚合物材料和各种p型低分子量材料，例如，聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、和具有聚-3,4-亚乙基二氧噻吩和聚(对苯乙烯磺酸钠)、4,4’-亚环己基双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺(TAPC)、4,4’,4”-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA),N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)的混合物，或其任何组合。
电子注入层的材料包括但不限于氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铷、氟化铯、氧化锂、偏硼酸锂中的任意一种。
在一些实施例中，基底10作为发光器件中电极层和电子传输层4等功能层的依托，它在可见光区域有着良好的透光性能以及一定的防水汽和氧气渗透的能力，并具有较好的表面平整性，一般可以采用玻璃、或柔性基片、或阵列基板等制成。如果选用柔性基片，可采用聚酯类，聚酞亚胺或者较薄的金属制成。
第二方面，本公开实施例提供一种量子点发光二极管的制备方法，该方法可用于制备上述的量子点发光二极管。该方法包括：形成阳极层2、阴极层1、在阳极层2和阴极层1之间形成量子点层3，以及在量子点层3和阴极层1之间形成电子传输层4的步骤；以及在电子传输层4和量子点层3之间形成电子阻挡层7的步骤；其中，电子阻挡层7和量子点层3之间的界面含有金属-硫化学键8；金属-硫化学键8包含来自量子点层3的金属元素和来自电子阻挡层7中的硫元素。
在本公开实施例的量子点发光二极管的制备方法中包括形成电子阻挡层7的步骤，该电子阻挡层7从而可以降低电子传输速率，避免由于电子传输速率常常大于空穴传输速率，导致载流子注入不平衡现象，致使电子在电子点层过度累积，影响器件性能的问题发生；与此同时，电子阻挡层7和量子点层3之间的界面含有金属-硫化学键8，且金属-硫化学键8包含来自量子点层3的金属元素和来自电子阻挡层7中的硫元素，这样一来，通过金属-硫化学键8使得电子阻挡层7和量电子层之间的界面形成一个有机结合的统一体，从而使得电子传输层4与量子点层3能够紧密相连，进而可以消除电子传输层4吸附水分、氧气，降低对量子点层3材料的破坏。
为了更清楚本公开实施例中量子点发光二极管的制备方法，以量子点发光二极管为倒置型发光二极管，量子点发光二极管中的电子点层采用钙钛矿型量子点为例进行说明。图4为本公开实施例的量子点发光二极管的制备工艺流程图；如图4所示，本公开实施例的方法包括如下步骤：
S1、提供一基底10，并在基底10上形成电子发光二极管的阴极层1。
步骤S1具体可以包括，在基底10上形成导电金属层，例如形成ITO或者FTO薄膜，并通过构图工艺形成包括电子发光二极管的阴极层1的图形，之后分别采用水、异丙醇进行超声清洗，并通过紫外UV光处理5至10min左右。
其中，基底10的材料和阴极层1的材料均可以采用上述实施例的量子点发光二极管中的材料，在此不再一一列举。
S2、在完成步骤S1的基底10上形成电子传输层4。
其中，电子传输层4可以是氧化锌基纳米粒子薄膜或氧化锌薄膜。当然，也可以为上述实施例的量子点发光二极管的电子传输层4材料中的任意一种。
当电子传输层4为氧化锌基纳米粒子薄膜时，制备氧化锌纳米粒子薄膜的步骤可以包括旋涂氧化锌纳米粒子，之后在80-120℃加热成膜。电子传输层4材料还可以选择离子掺杂型氧化锌纳米粒子，如Mg，In，Al，Ga掺杂氧化镁纳米粒子等。匀胶机转速设置为500-2500rpm，以调整膜层的厚度。
当电子传输层4为氧化锌薄膜时，制备氧化锌薄膜的步骤可以包括将2g醋酸锌(或者硝酸锌等)溶于10mL乙醇胺和正丁醇的混合溶液中。将完成步骤S1的基底10置于匀胶机，将90-120μL锌的前驱体溶液滴加到阴极层1上，旋涂。将形成阴极层1的基底10置于250-300度的热台上，加热挥发溶剂，最终在阴极层1上引入氧化锌膜层。
S3、在完成步骤S2的基底10上形成电子阻挡层7。
以电子阻挡层7为含巯基的硅氧烷聚合物薄膜为例，步骤S3可以包括在完成步骤S2的基底10上涂布一层带有巯基官能团的硅烷试剂。具体的步骤，将带有巯基官能团的硅烷的修饰剂溶于非极性溶液中，并滴加到形成电子传输层4表面，以形成含巯基的硅氧烷聚合物薄膜作为电子阻挡层7。该步骤还可以是将形成电子传输层4的基底10浸入到含巯基的硅氧烷的非极性溶液一定时间，并滴加到形成电子传输层4表面，以形成含巯基的硅氧烷聚合物薄膜作为电子阻挡层7。其中，非极性溶液包括但不限于甲苯或四氢呋喃溶液。
在上述步骤中的含巯基的硅烷试剂可以选择：3-巯丙基三甲氧基硅烷，3-巯丙基三乙氧基硅烷，3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷，3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷，巯基丙基硅烷，3-巯丙基三甲基硅烷，双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物等含有巯基的硅烷试剂。
S4、在完成步骤S3的基底10上形成量子点层3。
以量子点层3包括钙钛矿型量子点层3为例，形成该钙钛矿型量子点层3的步骤包括在形成电子阻挡层7的基底10上旋涂钙钛矿量子点。将钙钛矿量子点的低沸点溶液(氯仿、甲苯、正己烷、正辛烷、或正庚烷等)旋涂到完成步骤S3的基底10上，并在80-120℃干燥成膜，以形成量子点层3。
其中，在本公开实施例中，量子点层3的材料包括但不限于多种钙钛矿型量子点。具体包括：(1)含铅钙钛矿型量子点，如有机-无机铅卤MAPbX3量子点；全无机铯铅卤CsPbX3量子点，及稀土离子(镧、钐、铀等)掺杂MAPbX3或CsPbX3量子点等，其中MA为CH3NH3，X为Cl、Br、I中的任意一种。(2)含铋基、锡基、银基中至少一种的钙钛矿型量子点，如CsSnX3量子点，CsSbX3量子点，Cs2SnX6量子点，Cs2AgInCl6量子点，CH3NH3SbX3量子点，CH3NH3SnX3量子点等；其中，X为Cl、Br、I中的任意一种。当然量子点层3的材料也可以采用上述实施例的量子点发光二极管中的任意一种，在此不再一一列举。
S5、在完成步骤S4的基底10上形成空穴传输层5。
在步骤S5中可以在形成量子点层3的基底10上通过旋涂或蒸镀等方式形成空穴传输层5。
其中，空穴传输层5可以选择有机物质，该空穴传输层5的材料包括但不限于可以选择TFB(聚(9,9-二辛基芴-co-N-(4-丁基苯基)二苯胺))，或PVK(聚乙烯咔唑)，或者其它商业化的空穴传输化合物等。其中，当空穴传输层5的材料选择TFB时，其成膜条件为：130-150℃惰性气体中，其膜层厚度可以根据匀胶机转速调控。当然，空穴传输层5的材料也可以采用上述实施例的量子点发光二极管中的任意一种，在此不再一一列举。
S6、在完成步骤S5的基底10上形成空穴注入层6。
在步骤S5中可以在形成空穴注入层6的基底10上，通过旋涂或蒸镀等方式形成空穴注入层6。
其中，空穴注入层6可以选择有机物质，该空穴注入层6可以选择PEDOT:PSS 4083(聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)或者其它商业化适用于空穴注入层6的化合物等。其中，当空穴注入层6采用PEDOT时，其成膜条件可以为130-150℃的空气中。膜层厚度可以根据匀胶机转速调控。当然，空穴注入层6的材料也可以采用上述实施例的量子点发光二极管中的任意一种，在此不再一一列举。
S7、在完成步骤S6的基底10上形成阳极层2。
在步骤S7中可以通过包括但不限于蒸镀铝膜，银膜或溅射铟锌氧化物(IZO)膜制备阳极层2，以形成量子点发光二极管。当然，阳极层2的材料也可以采用上述实施例的量子点发光二极管中的任意一种，在此不再一一列举。
S8、对于完成步骤S7的基底10进行封装，以完成量子点发光二极管的制备。
在步骤S8中可以在形成阳极层2的基底10上加盖封装盖板，采用紫外固化胶对器件进行封装，完成量子点发光二极管的制备。
第三方面，本公开实施例提供一种显示装置，其包括上述的任意一种量子点，故本实施例的显示装置的具有很好的发光效率和使用寿命。
该显示装置可以为：电子纸、OLED面板、QLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种量子点发光二极管，其包括：阳极层、阴极层、设置在所述阳极层和所述阴极层之间的量子点层，以及设置在所述量子点层和所述阴极层之间的电子传输层；其特征在于，还包括：设置在所述电子传输层和所述量子点层之间的电子阻挡层；其中，
所述电子阻挡层和所述量子点层之间的界面含有金属-硫化学键；
所述金属-硫化学键包含来自所述量子点层的金属元素和来自所述电子阻挡层的硫元素。
2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述电子阻挡层包括含巯基的硅氧烷聚合物。
3.根据权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述含巯基的硅氧烷聚合物包括3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述含巯基的硅氧烷聚合物中的烷基官能团包括甲基、乙基、丙基、己基、壬基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、苯基中的任一种。
5.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点层的材料包括有机-无机杂化钙钛矿量子点或者全无机钙钛矿量子点。
6.根据权利要求5所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述有机-无机杂化钙钛矿量子点为MABX；其中，MA为CH3NH3；B为Pb、Sn、Sb、Ag中的任意一种；X为Cl、Br、I中的任意一种；
所述全无机钙钛矿量子点为ABX，A为Cs；B为Pb、Sn、Sb、Ag中的任意一种；X为Cl、Br、I中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述电子传输层的材料包括氧化锌、氧化镁锌、氧化铝锌和氧化镁铝锌中的至少一种，或者离子掺杂型的氧化锌、氧化镁锌、氧化铝锌和氧化镁铝锌中的至少一种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，还包括基底、空穴传输层和空穴注入层，其中，所述阴极层、所述电子传输层、所述电子阻挡层、所述量子点层、所述空穴传输层、所述空穴注入层、所述阳极层沿背离所述基底方向依次设置。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述电子阻挡层的厚度约为0.685nm。
10.一种量子点发光二极管的制备方法，包括形成阳极层、阴极层、在所述阳极层和所述阴极层之间形成量子点层，以及在所述量子点层和所述阴极层之间形成电子传输层的步骤；其特征在于，所述方法还包括：
在所述电子传输层和所述量子点层之间形成电子阻挡层的步骤；其中，
所述电子阻挡层和所述量子点层之间的界面含有金属-硫化学键；
所述金属-硫化学键包含来自所述量子点层的金属元素和来自所述电子阻挡层中的硫元素。
11.根据权利要求10所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述电子阻挡层包括含巯基的硅氧烷聚合物，形成所述电子阻挡层的步骤包括：
将含巯基的硅氧烷聚合物试剂溶于非极性溶液中，并形成在所述电子传输层背离所述阴极层的一侧，以形成所述电子阻挡层；或者，
将形成有所述电子传输层的基底浸入到含巯基的硅氧烷聚合物溶于非极性溶液中，以形成所述电子阻挡层。
12.根据权利要求11所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述含巯基的硅氧烷聚合物包括3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯基丙基硅烷、3-巯丙基三甲基硅烷、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物中的任意一种。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的量子点发光二极管。
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