CN112349856A - 一种基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管及其制备方法，量子点发光二极管包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，量子点发光层与所述阳极之间设置有空穴传输层，空穴传输层与所述阳极之间设置有空穴注入层，量子点发光层与所述阴极之间设置有电子传输层，量子点发光层靠近电子传输层的表面设置有电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层。本发明中提出的界面调控手段可以有效钝化QDs/ZnO界面处的缺陷，从而大幅度增加低亮度下电子‑空穴的辐射复合效率。本发明提供了一种简单、经济有效，且不会使器件的制备和器件结构复杂化的新方法来平衡发光层的载流子密度从而提高QLED器件的效率。

Description

一种基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管及其制备 方法

技术领域

本发明属于二极管制备技术领域，具体涉及一种基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管及其制备方法。

背景技术

半导体发光二极管（LED）的发明和使用开启了人类照明与显示的新时代。目前氮化镓等III-V族半导体第一代LED已广泛应用于照明和室外大屏幕阵列式显示。作为第二代LED技术，有机LED（OLED）具备全固态结构，可柔性，响应快、低能耗等诸多优势，目前已广泛应用在小面积智能终端显示。最近发展起来的基于Ⅱ-Ⅵ族胶体量子点（QD）的LED器件，具有尺寸调谐的发射波长，优异的色纯度以及接近100%的荧光量子产率（QYs），在显示与照明领域优势突出，受到人们的高度重视。

随着对其发光机理有了更深入的了解，QLED材料和器件结构得到了改进，QLED的外量子效率（EQE）可与目前最先进的OLED相媲美，根据红、绿、蓝三基色QLED器件的发展历程，据统计截止至2019年QLED发光效率基本接近甚至超过20%，这些进展有助于实现高效的全色和白色QLED。为了实现高效QLED，从阴极和阳极进行有效且平衡的电子注入和空穴注入/传输是必不可少的。不平衡的电子和空穴注入速率导致带电的激子形成，这就触发非辐射俄歇复合过程，其中激子复合能量迅速转移到额外的载流子而不是作为光子释放。为此，QLED通常使用多层器件结构，包括铟锡氧化物（ITO）阳极，空穴传输/注入层（HTL），发射层（EML），电子传输/注入层（ETL）和金属阴极。因此，在此多层器件结构中创建了多个无机/有机界面。研究表明QLED器件的性能很大程度上取决于这些界面的特性，这些特性决定了电荷注入-传输-复合特性。因此，为了使QLED的性能最大化，科研工作者们已经花费了大量的精力从界面调控的角度来修改这些界面。

其中，量子点与常用的电子传输材料氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）之间形成的界面问题备受关注。由于ZnO NPs表面高密度的缺陷（诸如各种悬空键、表面可作为淬灭中心的基团和吸附在表面的带负电荷的氧），这就使得QLED经常遭受广泛的界面激子淬灭，从而限制了器件性能，特别是限制器件在低电流（低亮度）下对应的发光性能。此外，本质上金属氧化物ETL中的载流子浓度高于有机HTL中的载流子浓度会导致电子空穴载流子失衡，从而导致QLED的性能下降。

因此，为抑制甚至消除激子淬灭并实现更好的电荷平衡，最常用的方法是对ZnONPs进行化学金属掺杂。另外，修饰层的引入也备受青睐，例如，通过在QDs和ZnO电子传输层插入薄的绝缘修饰层（如，PMMA，PEI）可以平衡载流子的注入，并有效抑制效率滚降的现象。

以上这些界面调控的目的都是为了改善电荷注入和/或减少QLED中的激子猝灭。尽管取得了显著的进步，但是大多数工程都会使器件的构筑过程及器件结构本身更为复杂化，或者使材料的化学制备过程更为复杂。例如，修饰层的插入通常会增加器件本身和器件制造的复杂性，且大多数修饰层非常薄，使得难以精确控制其厚度，这对于QLED的商业化是不利的。而多元素的共掺杂可以更大限度的调控ETL的性能，但是同样增加了材料合成的工序。因此，为了满足工业制造的需要，寻找更不需要改变器件结构，更具成本效益和更容易且适合大面积生产的技术或者方法以多样化可用于QLED的材料和器件结构范围。

值得一提的是，尽管高亮度下高效率在某些特殊应用领域是非常重要且一直备受重视，事实上为了满足移动显示器和电视屏幕（<1,000 cd m^-2）以及室内照明（<5,000 cdm^-2）的要求，QLED在（低电流）低亮度下能表现出出色的性能同样也是需要重视的，但是目前相关的讨论是相对较少的。因此，为实现低亮度下仍具有出色发光效率的QLED，寻找一种简单经济且适合工业化生产应用的改善EML/ETL界面的方法（避开修饰层的使用或者对电子传输层进行掺杂等复杂化器件结构的方法）是存在迫切需求的。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于界面修饰的量子点发光二极管及其制备方法，旨在寻找一种简单经济且适合工业化生产应用的改善EML/ETL界面的方法，解决现有器件中载流子不平衡的现象，从而提高器件的发光效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，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所述阴极之间的量子点发光层，所述量子点发光层与所述阳极之间设置有空穴传输层，所述空穴传输层与所述阳极之间设置有空穴注入层，所述量子点发光层与所述阴极之间设置有电子传输层，所述量子点发光层靠近电子传输层的表面设置有电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层。

进一步，所述阳极的材料选自掺杂金属氧化物；其中，所述掺杂金属氧化物包括铟掺杂氧化锡（ITO）、氟掺杂氧化锡（FTO）、锑掺杂氧化锡（ATO）、铝掺杂氧化锌（AZO）、镓掺杂氧化锌（GZO）、铟掺杂氧化锌（IZO）、镁掺杂氧化锌（MZO）、铝掺杂氧化镁（AMO）中的一种或多种。

进一步，所述空穴传输层的材料选自具有良好空穴传输能力的有机材料，包括聚(9 ,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)（TFB）、聚乙烯咔唑（PVK）、聚(N , N '双(4-丁基苯基)-N ,N '-双(苯基)联苯胺)（Poly-TPD）、4 ,4’ ,4’’-三(咔唑-9-基)三苯胺（TCTA）、4 ,4 '-二(9-咔唑)联苯（CBP）、N ,N’-二苯基-N ,N’-二(3-甲基苯基)-1 ,1’-联苯-4 ,4’-二胺（TPD）、N ,N’-二苯基-N ,N’-（1-萘基）-1 ,1’-联苯-4 ,4’-二胺（NPB）的一种或多种。

进一步，所述量子点发光层的材料选自红量子点、绿量子点、蓝量子点中的一种或多种，也可选自黄光量子点。

进一步，所述电子传输层的材料为过渡金属氧化物中的一种或多种纳米颗粒，其中过渡金属氧化物包括ZnO、TiO₂、SnO₂、Ta₂O₃、ZrO₂、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。

进一步，所述阴极的材料选自导电金属氧化物材料或金属材料中的一种或多种；其中导电金属氧化物材料包括ITO、FTO、ATO或AZO中的一种或多种；金属材料包括Al、Ag、Cu、Mo、Au或它们的合金。

进一步，所述空穴注入层包括PEDOT:PSS、CuPc、F₄-TCNQ、HATCN、过渡金属氧化物、过渡金属硫系化合物中的一种或多种；其中，所述过渡金属氧化物包括NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO中的一种或多种；所述金属硫系化合物包括MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的一种或多种。

本发明所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管的制备方法，包括以下步骤：

S10、提供一阳极基板；

S20、在所述阳极基板上制备空穴注入层；

S30、在所述空穴注入层上制备空穴传输层；

S40、在所述空穴传输层上制备量子点发光层；

S50、在所述量子点发光层上制备电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层；

S60、在所述电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层上制备电子传输层；

S70、在所述电子传输层上沉积金属阴极。

进一步，所述S50：在所述量子点发光层上制备电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层的方法如下：缓慢释放空气电离枪电离气体，以负电晕放电为例，可以分为两个区域，分别是等离子区和负离子区；二次电子一般认为有三个来源：放电电极的光电子、正离子与电晕电极表面的碰撞和气体光电离的电子。在针尖形成的强电场中，二次电子加速，并通过碰撞使中性气体分子电离，产生正离子和更多的电子，形成离子雪崩效应；随后，通过雪崩式的电离作用，产生由电子和正离子所组成的等离子体。在电晕放电的过程中产生12 种粒子： e、 N₂、 N₂+、 N₄+、 N₂O₂+、 O、 O₂、 O₃、 O₂+、 O₄+、 O₂- 和O-。这些离子广泛存在于电晕放电等离子体区域，并且在该区域内发生一些等离子体增强化学反应。随着电子远离针尖的过程中，电子的动能在与中性气体分子的碰撞中减小，当电子动能减小到一定时，就没有足够的能量使气体分子电离。这时，这些电子将被中性气体分子捕获产生负离子，并形成负离子区。在负离子区域发生的吸附反应主要是 2O₂+e→O₂+O₂-。在电晕电场的作用下，等离子区的正离子向放电针尖迁移，负离子区的电子和 O₂-向量子点薄膜表面迁移，吸附在QDs表面。图2所示的是气体电离枪产生正电晕放电处理QDs薄膜示意图，同理，缓慢挤压空气电离枪，电离气体枪尖端将形成带正电离子区，带电离子将吸附在QDs表面。

本发明拟采用气体电离枪产生负电晕放电效应实现EML/ETL界面调控。利用电离的带负电离子吸附EML表面，形成背离QDs的偶极矩，钝化表面悬挂键、吸附的氧缺陷来有效抑制量子点发光二极管中的非辐射复合。

与此同时利用表面氧空位缺陷的减少来降低电子传输/注入效率，抑制俄歇复合最终改善（尤其是低亮度下）发光层中电荷注入平衡。

本发明提供了一种简单、经济有效，且不会使器件的制备和器件结构复杂化的新方法来平衡发光层的载流子密度从而提高QLED器件的效率，这将促进QLED的实际应用。

本发明的有益效果：在发明中，采用气体电离枪产生电晕放电处理QDs薄膜并构筑QLED。经过电晕放电技术处理后QDs薄膜的显示QDs导电性能降低。

经负电晕放电处理之后QDs/ZnO界面形成了背离QDs方向的偶极矩，降低了QDs/ZnO界面电子注入效率，有利于QLED发光层中载流子密度平衡。经过负电晕放电效应处理的红QLED的最大EQE明显有所改善。尤其是，器件EQE在低电压（亮度）范围内表现显著的提高，这对于QLED在移动显示器、电视屏幕以及室内照明领域的实际应用非常有意义。

本发明中提出的界面调控手段可以有效钝化QDs/ZnO界面处的缺陷，从而大幅度增加低亮度下电子-空穴的辐射复合效率。本发明提供了一种简单、经济有效，且不会使器件的制备和器件结构复杂化的新方法来平衡发光层的载流子密度从而提高QLED器件的效率。

附图说明

图1为QLED器件结构示意图以及负电晕放电示意图。

图2为QLED器件结构示意图以及正电晕放电示意图。

图3为QDs薄膜负电晕放电技术处理前后的(a)瞬态PL光谱以及(b)FTIR光谱。

图4为负电晕放电技术处理前后QDs薄膜的(a)XPS全谱，(b)Zn 2p XPS光谱，负电晕放电技术处理前(c)和(d)后QDs薄膜的S 2p XPS光谱。

图5为 薄膜ITO/PEDOT:PSS/TFB/QDs处理前(a)和处理后(b)的AFM形貌图。

图6为薄膜ITO/PEDOT:PSS/TFB/QDs处理前(a)和处理后(b)的c-AFM图（c）使用c-AFM测量相应ITO/PEDOT:PSS/TFB/QDs薄膜的I-V曲线。

图7为红色QLED器件的(a)J-V-L曲线，(b)ηP-L-ηEQE曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

本发明实施例中，所述的电晕放电产生带电离子是通过空气电离枪，其操作简单、用时短，且在不需要电池等供应的情况下，可重复使用约5万次。电晕放电最早是应用于静电除尘器，已有百余年历史。当电极两端施加较高但未达到击穿空气的电压时，电极附近的气体介质被局部击穿产生一种温和的放电方式，称之为电晕放电现象。

电晕放电的极性取决于具有小曲率半径的电极的极性。如果曲率半径小的电极带正电位，则产生的电晕称为正电晕放电；反之则称为负电晕放电。电晕过程中，在间距固定的针-基板之间施加电压，当电压增加至阈值电压时，探针尖处产生极强的电场，探针尖表面附近的二次电子被加速，获得很高的动能。随后这些高速的电子轰击中性的气体分子产生雪崩效应，产生大量的等离子体，在针尖的附近形成等离子区域。将被中性分子捕获形成负离子，进而在基板附近形成一个单离子区域。等离子体在电晕电场的作用下向不同的极性方向迁移，正离子向针尖方向迁移，负离子向基板方向迁移。随着电子的动能在与中性分子的碰撞中损失，电子没有足够的能量继续电离中性分子，此时，电子将被中性分子捕获形成负离子，进而在基板附近形成一个单离子区域。在负电晕放电过程中，衡量气体分子捕获电子能力的量为气体分子的亲和能，亲和能越大的气体分子捕获电子的能力越强。

通过气体电离枪产生负电晕放电效应处理EML/ETL界面，这将具有如下明显的优势：利用电离的带负电离子吸附EML表面，形成背离QDs的偶极矩，钝化EML/ETL的界面缺陷，实现QLED发光效率（尤其是低亮度下）的改善；负电晕放电效应简单的处理QDs薄膜的技术将平衡QLED器件中的电荷注入，且此方法无需改变器件结构。

利用电晕放电产生的特有现象，在器件中量子点表面形成带正电或者带负电的离子层。

具体地，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述量子点发光层与所述阳极之间设置有空穴传输层，所述空穴传输层与所述阳极之间设置有空穴注入层，所述量子点发光层与所述阴极之间设置有电子传输层，所述电子传输层靠近量子点层的表面设置由电离枪产生的负电晕放电产生的带负电离子层。

优选的，所述阳极的材料选自掺杂金属氧化物；其中，所述掺杂金属氧化物包括但不限于铟掺杂氧化锡（ITO）、氟掺杂氧化锡（FTO）、锑掺杂氧化锡（ATO）、铝掺杂氧化锌（AZO）、镓掺杂氧化锌（GZO）、铟掺杂氧化锌（IZO）、镁掺杂氧化锌（MZO）、铝掺杂氧化镁（AMO）中的一种或多种。

优选的，所述空穴传输层的材料选自具有良好空穴传输能力的有机材料，例如可以为但不限于聚(9 ,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)（TFB）、聚乙烯咔唑（PVK）、聚(N , N '双(4-丁基苯基)-N ,N '-双(苯基)联苯胺)（Poly-TPD）、4 ,4’ ,4’’-三(咔唑-9-基)三苯胺（TCTA）、4 ,4 '-二(9-咔唑)联苯（CBP）、N ,N’-二苯基-N ,N’-二(3-甲基苯基)-1 ,1’-联苯-4 ,4’-二胺（TPD）、N ,N’-二苯基-N ,N’-（1-萘基）-1 ,1’-联苯-4 ,4’-二胺（NPB）的一种或多种。这些空穴传输层的HOMO能级大概位于5.2~5.6 eV，这使得空穴具有较大的注入势垒，而通过带电离子层的引入可以有效的实现空穴传输层/量子点发光层界面的空穴注入效率的提高，改善器件的发光效率。

优选的，所述量子点发光层的材料选自红量子点、绿量子点、蓝量子点中的一种或多种，也可选自黄光量子点。具体的，所述量子点发光层的材料选自CdS、CdSe、CdTe、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaP、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、CuInS、CuInSe、以及各种核壳结构量子点或合金结构量子点中的一种或多种。本发明所述量子点可以选自含镉或者不含镉量子点。该材料的量子点发光层具有激发光谱宽并且连续分布，发射光谱稳定性高等特点。

进一步地，所述电子传输层的材料为过渡金属氧化物中的一种或多种纳米颗粒。所述过渡金属氧化物包括ZnO、TiO₂、SnO₂、Ta₂O₃、ZrO₂、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。这些纳米颗粒和量子点发光层界面常常会发生机子淬灭现象以及电子注入过剩的现象，而带电离子层的形成可钝化电子传输层表面缺陷，减少界面-OH激子猝灭位从而抑制了非辐射复合通道。另一方面，偶极矩分子引起量子点层能级上移，致使QLED内载流子注入平衡，且量子点发光层/电子传输层界面非辐射通道减少并兼具良好的薄膜形态，从而提高器件的发光效率。

优选的，所述阴极的材料选自导电金属氧化物材料和金属材料中的一种或多种；导电金属氧化物材料包括但不限于ITO、FTO、ATO和AZO中的一种或多种；金属材料包括但不限于Al、Ag、Cu、Mo、Au、或它们的合金。

进一步地，本发明还提供一种如图1所示正式结构量子点发光二极管的制备方法，其中，包括步骤：

S10、提供一阳极基板；

S20、在所述阳极基板上制备空穴注入层；

S30、在所述空穴注入层上制备空穴传输层；

S40、在所述空穴传输层上制备量子点发光层；

S50、在所述量子点发光层上制备电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层；

S60、在所述电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层上制备电子传输层；

S70、在所述电子传输层上沉积金属阴极。

本发明实施例提供的量子点发光二极管的制备方法，工艺简单、成本低，在所述发光层上直接形成带负电离子层，可以通过调控放电距离、放电次数来调控带负电离子层的密度。

QLED器件的结构示意图如图1和图2所示。图1所示的是气体电离枪产生负电晕放电处理QDs薄膜示意图，缓慢释放空气电离枪，电离气体（这里认为主要是手套箱中的N₂和各种有机溶剂的饱和蒸汽）产生的带电离子将吸附在QDs表面。图2的插图所示的是气体电离枪产生正电晕放电处理QDs薄膜示意图，缓慢挤压空气电离枪，电离气体（这里认为主要是手套箱中的N₂和各种有机溶剂的饱和蒸汽）产生的带电离子将吸附在QDs表面。

为了探索负电晕放电技术处理对QDs产生的影响，对处理前后的QDs薄膜进行了瞬态PL光谱和FTIR光谱测试，数据如图3所示。在这里，以红色QDs为例，在图中用QDs-表示经过负电晕放电处理之后的QDs薄膜。为了验证负电晕放电技术处理是否会影响QDs薄膜的光致发光性能，我们进行了瞬态PL光谱测试，结果如图3(a)所示。同一个QDs薄膜的样品，经过处理前后的荧光寿命经双指数拟合得到，且基本一致。可见这种电晕放电的处理方式几乎不会“伤害”QDs的光致发光特性。为了表征负电晕放电是否会影响到QDs的表面配体，对QDs薄膜进行FTIR光谱测试，结果如图3(b)所示。但是，从数据上并未观察到明显变化。综合以上数据分析，可知电晕放电的处理方式并不会对QDs薄膜的荧光特性、表面配体产生影响。

对负电晕放电处理前后的QDs薄膜进行了X射线光电子能谱（XPS）测试，结果如图4所示，揭示了绿色CdSe@ZnS/ZnS QDs薄膜的表面化学。QDs薄膜被修饰前后的全谱如图4(a)所示。在这两个样品的Zn 2p光谱（图4 (b)）中，峰位于~1044和~1021 eV分别指定为Zn2p1/2和Zn 2p3/2，表明它们是Zn-S键的特征。有趣的是，负电晕放电前后QDs薄膜的Zn 2p峰位有所不同，经负电晕放电修饰，Zn 2p峰向更低的结合能转变（即Zn 2p3 /2从1021.40到1021.20 eV），这种转变反映了锌原子周围较高的电子密度。锌离子的负氧化态越多，有其他基团取代了原始Zn-S键。图4(c)(d)显示了S 2p核心能级光谱，可以将其分峰拟合为两个峰，自旋轨道耦合的S 2p3 / 2（~161.5 eV）和S 2p1 / 2（~162.6 eV）峰组成。较低结合能峰与ZnS基质中的S原子相关，即S-Zn键合，也有报道认为是键合的硫醇盐。这里要说明的是，在图4(c)(d)中包含了Se 3p的重叠峰。经负电晕放电技术处理后，低结合能组分的相对强度有所提高，可以推测壳层ZnS中的缺陷被部分消除，也就说负电晕放电有钝化QDs表面缺陷的作用。

对于溶液法制备的器件，各个功能层的表面形貌对于实现高性能器件至关重要。图5(a,b)分别显示了QDs薄膜经过负电晕放电处理前后的AFM图像。原始QDs薄膜和负电晕放电处理之后的QDs EML薄膜都显示出类似的粗糙度。原始和经过处理之后的QDs薄膜的均方根（RMS）表面粗糙度分别为2.15和2.34 nm。这说明此温和的放电形式并不会影响器件的薄膜形貌，为后面ETL的成膜奠定了良好的基础。

为了进一步证实负电晕放电对QDs薄膜导电性能的影响，利用导电原子力显微镜（c-AFM）研究了同一个多层薄膜样品经负电晕放电处理前后的电学性质。在薄膜上施加6 V偏压，对样品进行了微区电流相图测试，如图6(a,b)）。可以观察到，经负电晕放电处理之后的QDs薄膜的微区电流明显小于未处理的QDs薄膜，与如图6(c)所示I-V曲线的趋势吻合，通过在样品薄膜和导电尖端之间施加偏压-8.5 V~8.5 V来获得高精度的I-V曲线。显然，与未经处理的QDs的薄膜相比，在同等偏置电压下经过负电晕放电处理之后样品显示出更小的电流信号。基于这些特征，可以确认通过吸附带负电的离子可以降低QDs层的导电性。这种QDs薄膜导电性能的降低对于构筑高性能QLED器件是非常有利的——减少了EML中多子的传输从而减少俄歇复合引起的能量损失。

最终，利用负电晕放电处理的QDs层作为EML，构筑了全彩色的多层QLED器件。红色QLED器件性能如图7和表1所示。图7（a）显示了这些器件相应的电流密度（J）和亮度（L）与驱动电压（V）的关系。在相同的电压下，具有原始EML器件的电流密度低于经过处理EML器件的电流密度。例如，当红色QLED器件以3 V的电压驱动时，器件的相应电流密度分别为49.7和35.8 mA cm^-2。这是由于吸附带负电离子之后，QDs/ZnO界面的传输/注入都有所减弱，另外也说明器件更多的有效电子-空穴对辐射复合。此外，从J-V曲线的欧姆区域可知，QDs被处理之后漏电流略微减小。在施加最大电压时，处理前后红色QLED器件显示出非常出色的最大亮度，分别为189700 cd m^-2和157200 cd m^-2（如表1所示）。但被放电处理的QLED最大亮度略微有所降低，这是因为负电晕放电产生的部分高速带电粒子对QDs薄膜产生轰击的结果。功率效率（η_P）和外量子效率（EQE）随亮度（L）的变化曲线如图7(b)所示。

表1 红色QLED器件的光电性能汇总表

如表1所示，当QDs经过处理之后时，最高功率效率为40.18 lm W^-1，对应的EQE为17.71%。为了比较，在相同的2.8 V偏压下，参比器件的功率效率仅为35.73 lm W^-1，对应的EQE为14.61%。经过负电晕放电处理的QLED的η_P和EQE都提高了23%左右。从上面讨论的器件光电性能曲线可以得出，经过处理之后，QDs/ZnO界面处的传输/注入有所抑制，导致改善的载流子的平衡，从而有助于实现高性能的QLED器件。另外，可以观察到，器件效率有明显的增幅是在亮度为500~80 000 cd m^-2的范围内，也就是实际应用所需亮度范围下效率实现了大幅度的提高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，其特征在于：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所述阴极之间的量子点发光层，所述量子点发光层与所述阳极之间设置有空穴传输层，所述空穴传输层与所述阳极之间设置有空穴注入层，所述量子点发光层与所述阴极之间设置有电子传输层，所述量子点发光层靠近电子传输层的表面设置有电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层。

2.根据权利要求1所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，其特征在于：所述阳极的材料选自掺杂金属氧化物；其中，所述掺杂金属氧化物包括铟掺杂氧化锡（ITO）、氟掺杂氧化锡（FTO）、锑掺杂氧化锡（ATO）、铝掺杂氧化锌（AZO）、镓掺杂氧化锌（GZO）、铟掺杂氧化锌（IZO）、镁掺杂氧化锌（MZO）、铝掺杂氧化镁（AMO）中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，其特征在于：所述空穴传输层的材料选自具有良好空穴传输能力的有机材料，包括聚(9 ,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)（TFB）、聚乙烯咔唑（PVK）、聚(N , N '双(4-丁基苯基)-N ,N '-双(苯基)联苯胺)（Poly-TPD）、4 ,4’ ,4’’-三(咔唑-9-基)三苯胺（TCTA）、4 ,4 '-二(9-咔唑)联苯（CBP）、N ,N’-二苯基-N ,N’-二(3-甲基苯基)-1 ,1’-联苯-4 ,4’-二胺（TPD）、N ,N’-二苯基-N ,N’-（1-萘基）-1 ,1’-联苯-4 ,4’-二胺（NPB）的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，其特征在于：所述量子点发光层的材料选自红量子点、绿量子点、蓝量子点中的一种或多种，也可选自黄光量子点。

5.根据权利要求1所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，其特征在于：所述电子传输层的材料为过渡金属氧化物中的一种或多种纳米颗粒，其中过渡金属氧化物包括ZnO、TiO₂、SnO₂、Ta₂O₃、ZrO₂、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，其特征在于：所述阴极的材料选自导电金属氧化物材料或金属材料中的一种或多种；其中导电金属氧化物材料包括ITO、FTO、ATO或AZO中的一种或多种；金属材料包括Al、Ag、Cu、Mo、Au或它们的合金。

7.根据权利要求1所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管，其特征在于：所述空穴注入层包括PEDOT:PSS、CuPc、F₄-TCNQ、HATCN、过渡金属氧化物、过渡金属硫系化合物中的一种或多种；其中，所述过渡金属氧化物包括NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO中的一种或多种；所述金属硫系化合物包括MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的一种或多种。

8.根据权利要求1-7任一所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S10、提供一阳极基板；

S20、在所述阳极基板上制备空穴注入层；

S30、在所述空穴注入层上制备空穴传输层；

S40、在所述空穴传输层上制备量子点发光层；

S50、在所述量子点发光层上制备电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层；

S60、在所述电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层上制备电子传输层；

S70、在所述电子传输层上沉积金属阴极。

9.根据权利要求8所述的基于电晕放电界面修饰的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于：所述S50：在所述量子点发光层上制备电晕放电产生的带负电离子层或带正电离子层的方法如下：缓慢释放空气电离枪电离气体，以负电晕放电为例，可以分为两个区域，分别是等离子区和负离子区；在电晕电场的作用下，等离子区的正离子向放电针尖迁移，负离子区的电子和 O₂-向量子点薄膜表面迁移，吸附在QDs表面；同理，缓慢挤压空气电离枪，电离气体枪尖端将形成带正电离子区，带电离子将吸附在QDs表面。

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