CN112103407B - 一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件 - Google Patents

一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件 Download PDF

Info

Publication number
CN112103407B
CN112103407B CN202011130191.5A CN202011130191A CN112103407B CN 112103407 B CN112103407 B CN 112103407B CN 202011130191 A CN202011130191 A CN 202011130191A CN 112103407 B CN112103407 B CN 112103407B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transport layer
electron transport
quantum dot
metal oxide
dot light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011130191.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112103407A (zh
Inventor
丁云
蒋畅
孙笑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Funa Technology Co ltd
Original Assignee
Hefei Funa Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Funa Technology Co ltd filed Critical Hefei Funa Technology Co ltd
Priority to CN202011130191.5A priority Critical patent/CN112103407B/zh
Publication of CN112103407A publication Critical patent/CN112103407A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112103407B publication Critical patent/CN112103407B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本申请涉及量子点发光器件领域，具体而言，涉及一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件。一种电子传输层的制备方法，包括：混合偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒得到混合液；将所述混合液成膜得到固态膜，然后将所述固态膜在40～80℃下退火。将含有偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒的混合溶液成膜后40～80℃下退火。偶氮类有机分子在40～80℃下分解与金属氧化物纳米颗粒表面官能团缩合形成氮氧键‑O‑NH‑，由于氮氧键吸电子能力，增加分子链长度从而使得电子传输速率明显降低，有利于降低电子传输层的电荷传输的性能，从而使得电子迁移率和空穴迁移率尽量平衡，提高器件发光效率和寿命。

Description

一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件
技术领域
本申请涉及量子点发光器件领域，具体而言，涉及一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件。
背景技术
量子点发光二极管是Quantum Dot Light Emitting Diodes(缩写为QLED)不需要额外光源的自发光器件。量子点发光二极管主要包括阴极、电子传输层、量子点层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极。QLED的电荷传导性主要影响因素在于电子传输层、空穴传输层。目前，空穴传输率通常比电子传输率低的多，过高的电子传输率会导致非辐射复合，并在器件一侧形成电荷聚集，导致器件性能、寿命变差。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件，其旨在改善现有的电子传输层的电荷传输性能的问题。
本申请第一方面提供一种电子传输层的制备方法，包括：
混合偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒得到混合液；
将所述混合液成膜得到固态膜，然后将所述固态膜在40～80℃下退火。
将含有偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒的混合溶液成膜后40～80℃下退火。偶氮类有机分子在40～80℃下分解与金属氧化物纳米颗粒表面官能团缩合形成氮氧键-O-NH-。有利于组织金属氧化物纳米颗粒表面官能团相互缩合；有利于提高电子传输层的电荷传输的性能。由于氮氧键吸电子能力，增加分子链长度从而使得电子传输速率明显降低，有利于降低电子传输层的电荷传输的性能，从而使得电子迁移率和空穴迁移率尽量平衡，提高器件发光效率和寿命。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述偶氮类有机分子选自2,2-偶氮二异丁腈、2,2-偶氮二异甲腈、2,2-偶氮二异乙腈以及2,2-偶氮二异丙腈中的至少一种。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述固态膜的退火温度为50-70℃；
可选地，所述固态膜的退火温度为60℃。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述固态膜的退火时间为15-30min。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述固态膜的退火过程在惰性气氛中进行。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述偶氮类有机分子和所述金属氧化物纳米颗粒的用量比为0.3-8mol：100g；
可选地，所述偶氮类有机分子和所述金属氧化物纳米颗粒的用量比为0.5-1mol：100g。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述混合液中还包括与所述偶氮类有机分子相溶的极性溶剂。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述极性溶剂包括乙醇。
在本申请第一方面的一些实施例中，将所述偶氮类有机分子与所述极性溶剂混合，然后再与所述金属氧化物纳米颗粒混合得到所述混合液。
本申请第二方面提供一种量子点发光器件，所述量子点发光器件包括量子点层和电子传输层；电子传输层通过上述的电子传输层的制备方法制得。
电子传输层的电荷传输的性能较佳，进一步可以提高量子点发光器件的稳定性能。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请实施例的电子传输层的制备方法及量子点发光器件。进行具体说明。
一种电子传输层的制备方法，电子传输层的制备方法，包括：混合偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒得到混合液；将混合液成膜得到固态膜，然后将所述固态膜在40～80℃下退火。
金属氧化物纳米颗粒表面存在羟基、羧基、氨基、巯基等官能团，金属氧化物纳米颗粒在形成固态膜时，羟基、羧基、氨基、巯基等官能团之间会产生氢键；氢键的作用会阻碍电子的传输进而降低金属氧化物纳米颗粒固态膜的传导性能。此外，金属氧化物纳米颗粒表面的部分官能团(羟基)在一定的条件下也会发生脱水形成-O-键增强电子的传输性能。
在本申请中，混合偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒成膜，偶氮类有机分子会附着于金属氧化物纳米颗粒的四周，在40～80℃下退火，40～80℃下偶氮类有机分子的偶氮键受热分解，分解后的偶氮键会与金属氧化物纳米颗粒表面官能团(例如羟基)形成氮氧键-O-NH-进而阻碍了羟基与羟基脱水缩合的发生。因此采用此方式能够有效改进金属氧化物纳米颗粒固态膜的电荷传输性能。
作为示例性地，在本申请的实施例中，偶氮类有机分子选自2,2-偶氮二异丁腈、2,2-偶氮二异甲腈、2,2-偶氮二异乙腈以及2,2-偶氮二异丙腈中的至少一种。
氮氧键吸电子能力，增加分子链长度从而使得电子传输速率明显降低，有利于降低电子传输层的电荷传输的性能，从而使得电子迁移率和空穴迁移率尽量平衡，提高器件发光效率和寿命。例如，在本申请的实施例中，偶氮类有机分子为2,2-偶氮二异丁腈，其化学结构式如下：
Figure BDA0002733848580000041
2,2-偶氮二异丁腈遇热分解放出氮气和含-(CH2)2-C-CN基有机氰化物。
需要说明的是，在本申请的其他实施例中，偶氮类有机分子也可以为其他物质。
在本实施例中，金属氧化物纳米颗粒例如可以包括ZnO、NiO、W2O3、Mo2O3、TiO2、SnO、ZrO2、Ta2O3中的至少一种。
偶氮类有机分子和所述金属氧化物纳米颗粒的用量比为0.3-8mol：100g；例如，偶氮类有机分子和所述金属氧化物纳米颗粒的用量比可以为0.3mol：100g、0.5mol：100g、0.9mol：100g、1.2mol：100g、1.61.9mol：100g、2.6mol：100g、3.4mol：100g、4.8mol：100g、5.9mol：100g、7mol：100g、7.5mol：100g或者8mol：100g等等。
电子传输层需要具有较好的电传输性能的同时，不易有较厚，在上述用量比下，得到的电子传输层对电子传输的阻碍小，具有较好的电荷传输性能；且未引入较多的偶氮类有机分子，造成电子传输层过厚。
进一步地，在本申请的一些实施例中，混合液中还包括与所述偶氮类有机分子相溶的极性溶剂。换言之，上述混合液中还包括极性溶剂，极性溶剂与偶氮类有机分子相溶。混合液中含有极性溶剂，有利于偶氮类有机分子与金属氧化物纳米颗粒的均匀混合。有利于偶氮类有机分子在退火过程中分解得到偶氮键形成氮氧键。
在本实施例中，先将偶氮类有机分子与极性溶剂相互溶解，然后再与金属氧化物纳米颗粒混合，有利于提高整个体系的均匀程度。
在本实施例中，极性溶剂包括乙醇，需要说明的是，在本申请的其他实施例中，极性溶剂也可以选自甲醇、丙二醇、乙酸、丙酮、正丁醇、二氧六环等其他物质。
作为示例性地，极性溶剂与偶氮类有机分子的体积比例如可以为1：1。
混合液制备完成后进行成膜，成膜的方式可以为多种，例如旋涂、滴涂、刮涂、涂布等方式。成膜得到固态膜，然后将所述固态膜在40～80℃下退火。
进一步地，在本申请的实施例中，固态膜的退火温度为50-70℃；例如，固态膜的退火温度可以为50℃、55℃、59℃、60℃、62℃、68℃、70℃等等。或者，在其他实施例中，固态膜的退火温度也可为40℃、42℃、46℃、49℃、75℃、79℃、80℃等等。
在本实施例中，固态膜的退火时间为15-30min，在40～80℃下退火15-30min，可以使偶氮类有机分子充分分解然后与金属氧化物纳米颗粒表面官能团缩合形成氮氧键-O-NH-。有利于阻止金属氧化物纳米颗粒表面官能团阻碍电荷传输的性能。
在一些实施例中，固态膜的退火过程在惰性气氛中进行。
本申请实施例提供的电子传输层的制备方法至少具有以下优点：
将含有偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒的混合溶液成膜后40～80℃下退火。偶氮类有机分子在40～80℃下分解与金属氧化物纳米颗粒表面官能团缩合形成氮氧键-O-NH-。有利于组织金属氧化物纳米颗粒表面官能团相互缩合；有利于提高电子传输层的电荷传输的性能。
本申请还提供一种量子点发光器件，量子点发光器件包括量子点层和电子传输层；电子传输层通过上述的电子传输层的制备方法制得。
承上所述，电子传输层的电荷传输的性能较佳，进一步可以提高量子点发光器件的稳定性能。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种量子点发光器件，量子点发光器件的制备方法如下：
在洁净的玻璃衬底(含有阳极)上依次制备空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极；其中，电子传输层的制备方法如下：
取5ml偶氮二异丁腈溶解在10ml的乙醇溶液中，然后添加1000mg的ZnO纳米颗粒得到混合液，采用旋涂的方式在量子点发光层上形成固态膜，将固态膜在50℃下退火30分钟。
实施例2
本实施例提供一种量子点发光器件，量子点发光器件的制备方法如下：
在洁净的玻璃衬底(含有阳极)上依次制备空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极；其中，电子传输层的制备方法如下：
取3ml偶氮二异丁腈溶解在5ml的乙醇溶液中，然后添加100mg的TiO2纳米颗粒得到混合液，采用涂布的方式在量子点发光层上形成固态膜，将固态膜在60℃下退火23分钟。
实施例3
本实施例提供一种量子点发光器件，量子点发光器件的制备方法如下：
在洁净的玻璃衬底(含有阳极)上依次制备空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极；其中，电子传输层的制备方法如下：
取5ml 2,2-偶氮二异丙腈溶解在5ml的乙醇溶液中，然后添加100mg的TiO2纳米颗粒得到混合液，采用涂布的方式在量子点发光层上形成固态膜，将固态膜在40℃下退火50分钟。
实施例4
本实施例提供一种量子点发光器件，量子点发光器件的制备方法如下：
在洁净的玻璃衬底(含有阳极)上依次制备空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极；其中，电子传输层的制备方法如下：
取5ml 2,2-偶氮二异丙腈溶解在5ml的乙醇溶液中，然后添加100mg的TiO2纳米颗粒得到混合液，采用涂布的方式在量子点发光层上形成固态膜，将固态膜在40℃下退火50分钟。
对比例1
本对比例提供一种量子点发光器件，量子点发光器件的制备方法如下：
在洁净的玻璃衬底(含有阳极)上依次制备空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极；其中，电子传输层的制备方法如下：
取1.5ml乙醇溶液然后添加100mg的ZnO纳米颗粒得到混合液，采用旋涂的方式在量子点发光层上形成固态膜，将固态膜在50℃下退火30分钟。
对比例2
本对比例提供一种量子点发光器件，量子点发光器件的制备方法如下：
在洁净的玻璃衬底(含有阳极)上依次制备空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极；其中，电子传输层的制备方法如下：
取5ml偶氮二异丁腈溶解在10ml的乙醇溶液中，然后添加1000mg的ZnO纳米颗粒得到混合液，采用旋涂的方式在量子点发光层上形成固态膜，将固态膜干燥。
试验例
对实施例1-实施例3、对比例1-2提供的量子点发光器件进行电性能的测试。测试其发光效率和使用寿命；寿命T95是指器件的亮度在5000cd/m2电流密度下衰减95％时的时间。测试结果见表1。
表1实施例1-3、对比例1-2的量子点发光器件测试结果
Figure BDA0002733848580000081
Figure BDA0002733848580000091
从表1可以看出，本申请实施例1-3提供的量子点发光器件的效率以及使用寿命明显高于对比例1和2，可见本申请提供的量子点发光器件能够改善现有的电子传输层的电荷传输性能的问题。进而提高器件的效率以及使用寿命。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电子传输层的制备方法，其特征在于，包括：
混合偶氮类有机分子和金属氧化物纳米颗粒得到混合液；
将所述混合液成膜得到固态膜，然后将所述固态膜在40～80℃下退火；
其中，所述偶氮类有机分子选自2,2-偶氮二异丁腈、2,2-偶氮二异甲腈、2,2-偶氮二异乙腈以及2,2-偶氮二异丙腈中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
所述固态膜的退火温度为50-70℃。
3.根据权利要求2所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
所述固态膜的退火温度为60℃。
4.根据权利要求3所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
所述固态膜的退火时间为15-30min。
5.根据权利要求3所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
所述固态膜的退火过程在惰性气氛中进行。
6.根据权利要求1所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
所述偶氮类有机分子和所述金属氧化物纳米颗粒的用量比为0.3-8mol：100g。
7.根据权利要求6所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
所述偶氮类有机分子和所述金属氧化物纳米颗粒的用量比为0.5-1mol：100g。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
所述混合液中还包括与所述偶氮类有机分子相溶的极性溶剂。
9.根据权利要求8所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂包括乙醇。
10.根据权利要求8所述的电子传输层的制备方法，其特征在于，
将所述偶氮类有机分子与所述极性溶剂混合，然后再与所述金属氧化物纳米颗粒混合得到所述混合液。
11.一种量子点发光器件，其特征在于，所述量子点发光器件包括量子点层和电子传输层，所述电子传输层通过权利要求1-10任一项所述的电子传输层的制备方法制得。
CN202011130191.5A 2020-10-20 2020-10-20 一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件 Active CN112103407B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011130191.5A CN112103407B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011130191.5A CN112103407B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112103407A CN112103407A (zh) 2020-12-18
CN112103407B true CN112103407B (zh) 2022-12-09

Family

ID=73784383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011130191.5A Active CN112103407B (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112103407B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115835750A (zh) * 2021-09-17 2023-03-21 Tcl科技集团股份有限公司 复合材料和量子点发光二极管

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105720214A (zh) * 2013-01-16 2016-06-29 柯云 一种有机电致发光器件的制备方法
CN108735906A (zh) * 2017-04-20 2018-11-02 Tcl集团股份有限公司 丙烯酸酯共聚物修饰的金属氧化物、qled及制备方法
CN109935714A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 Tcl集团股份有限公司 电子传输材料及其制备方法和发光二极管

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105720214A (zh) * 2013-01-16 2016-06-29 柯云 一种有机电致发光器件的制备方法
CN108735906A (zh) * 2017-04-20 2018-11-02 Tcl集团股份有限公司 丙烯酸酯共聚物修饰的金属氧化物、qled及制备方法
CN109935714A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 Tcl集团股份有限公司 电子传输材料及其制备方法和发光二极管

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ney Henrique Moreira et al.On the stabilization mechanisms of organic functional groups on ZnO surfaces.《Phys. Chem. Chem. Phys》.2012, *
Robert M.Hewlett et al.Surface Structure Modification of ZnO and the Impact on Electronic Properties.《ADVANCED MATERIALS》.2016, *
Shibin Sun et al.Synthesis of N-doped ZnO nanoparticles with improved photocatalytical activity.《CERAMICS INTERNATIONAL》.2012, *
Syed Mujtaba Shah et al.Photoswitching in azobenzene self-assembled monolayers capped on zinc oxide: Nanodots vs nanorods.《Journal of Colloid and Interface Science》.2011, *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112103407A (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. High‐Efficiency Formamidinium Lead Bromide Perovskite Nanocrystal‐Based Light‐Emitting Diodes Fabricated via a Surface Defect Self‐Passivation Strategy
CN108258133A (zh) 钙钛矿发光二极管及其制备方法
EP2912923B1 (en) Transparent layers of high conductivity and high efficiency in oleds and process for their production
Liu et al. Luminescent network film deposited electrochemically from a carbazole functionalized AIE molecule and its application for OLEDs
CN1810855B (zh) 含具三苯胺衍生物的聚酰亚胺中间层的有机电致发光器件
WO2021248877A1 (zh) 复合材料、复合材料的制备方法和发光二极管
Mishra et al. Stable and bright electroluminescent devices utilizing emissive 0D perovskite nanocrystals incorporated in a 3D CsPbBr3 matrix
CN1781968A (zh) 带有氟化离子交换聚合物作为掺杂物的聚噻吩并噻吩的水分散体
CN112103407B (zh) 一种电子传输层的制备方法及量子点发光器件
CN110957436B (zh) 耐溶剂混合型空穴传输材料组合物及量子点发光二极管
CN112103406B (zh) 一种量子点发光器件及其制备方法
CN106784391A (zh) 量子点发光器件及其制备方法、液晶显示装置
CN112266656B (zh) 一种用于喷墨打印的可原位交联空穴传输材料墨水配方及其在电致发光器件中的应用
CN112968137B (zh) 一种钙钛矿发光二极管及其制备方法
CN110718642B (zh) 一种基于共混发光层的oled器件及其制备方法
CN111584729A (zh) 有机电致发光器件及其制备方法
Hu et al. High-performance all-solution-processed inverted quantum dot light-emitting diodes enabled by water treatment
CN112103405B (zh) 固态膜的制备方法、量子点发光器件及制备方法
Du et al. Design and assembly of an aqueous red CdTe QD-LED: major factors to fabricate aqueous QD-LEDs
CN114032093B (zh) 碳量子点复合溶液、碳量子点复合薄膜及发光器件
TW202012557A (zh) 電荷輸送性組成物
CN115491194B (zh) 氧化锌的前驱体溶液及其制备方法与发光器件
CN112420937B (zh) 有机分子在制备具有改善的热稳定性的固态膜中的应用
Zhang et al. Blocking Energy-Loss Pathways for Efficient All-Fluorescent Solution-processed Organic Light-emitting Diodes by Introducing Polymer Additive
CN114267814B (zh) 一种量子点发光二极管及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant