CN113130796A - Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113130796A
CN113130796A CN202010047324.6A CN202010047324A CN113130796A CN 113130796 A CN113130796 A CN 113130796A CN 202010047324 A CN202010047324 A CN 202010047324A CN 113130796 A CN113130796 A CN 113130796A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal compound
hole transport
layer
metal
hole
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.)
Granted
Application number
CN202010047324.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113130796B (zh
Inventor
冯靖雯
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.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group 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 BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN202010047324.6A priority Critical patent/CN113130796B/zh
Priority to US17/426,615 priority patent/US20220102664A1/en
Priority to PCT/CN2021/071135 priority patent/WO2021143653A1/zh
Publication of CN113130796A publication Critical patent/CN113130796A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113130796B publication Critical patent/CN113130796B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • 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
    • 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
    • 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
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H10K50/155—Hole transporting layers comprising dopants
    • 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]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • 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
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2248—Oxides; Hydroxides of metals of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2293—Oxides; Hydroxides of metals of nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3009—Sulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/40—Interrelation of parameters between multiple constituent active layers or sublayers, e.g. HOMO values in adjacent layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明提供了一种QLED器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置，空穴传输材料包括：异质多聚体，异质多聚体为至少包括第一金属化合物与第二金属化合物的单一纳米颗粒，第一金属化合物与第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，第一金属化合物与第二金属化合物的价带能级不同。根据本发明的实施例，利用单一纳米颗粒的价带位置差异构建多能级梯度，使得空穴在跃迁时，可先跃迁到低能级，在低能级缓冲后再跃迁到高能级。相对于空穴需直接跃迁到高能级的空穴传输材料，可降低空穴注入势垒，提高空穴注入能力，进一步提升电子空穴平衡，从而提高QLED器件的发光效率和寿命。

Description

QLED器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种QLED器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置。
背景技术
QLED显示器件(Quantum dot light-emitting diode，量子点电致发光二极管)是一种电致发光器件。在外界电场的驱动下，空穴和电子克服界面障碍分別进入量子点发光层的价带能级和导带能级，当从激发态而回到稳定的基态时，释放出光子。随着量子点材料的发展、器件结构的不断优化和电荷有效输运等研究的持续深入，QLED(Quantum DotLight Emitting Diode，量子点电致发光二极管)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QLED器件中，各个功能层包括空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和电极。而目前大多数功能层都为有机材料，由于有机材料容易受到水氧侵蚀，使器件寿命降低，因此开发无机功能层材料成为研究热点。在QLED器件中，ZnO电子传输层的引入使电子注入效率大幅提升，而空穴注入需要克服较大势垒，导致电子在器件中成为多子，使电子-空穴注入不平衡，也会影响器件效率和寿命。
发明内容
本发明提供一种QLED器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置，以解决相关技术中的不足。
为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供一种空穴传输材料，包括：异质多聚体，所述异质多聚体为至少包括第一金属化合物与第二金属化合物的单一纳米颗粒，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物的价带能级不同。
可选地，所述第一金属化合物为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的一种，所述第二金属化合物为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的另一种。
可选地，所述单一纳米颗粒还包括第三金属化合物，所述第三金属化合物与所述第一金属化合物通过共价键或范德华力连接，和/或所述第三金属化合物与所述第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，所述第一金属化合物、所述第二金属化合物与所述第三金属化合物的价带能级两两不同。
可选地，所述第三金属化合物为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的再一种。
本发明实施例的第二方面提供一种空穴传输材料的制作方法，包括：
分别提供前驱体溶液与反应溶液，所述前驱体溶液至少用于提供第一金属源与第二金属源；
将所述反应溶液加入所述前驱体溶液，反应后得到第一金属与第二金属的复合化合物；
加热所述复合化合物得到异质多聚体，所述异质多聚体为至少包括第一金属化合物与第二金属化合物的单一纳米颗粒，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物的价带能级不同。
可选地，所述前驱体溶液的成分包括第一金属元素与第二金属元素的盐溶液，所述反应溶液的成分包括(NH4)2CO3或氨水。
本发明实施例的第三方面提供一种QLED器件，包括上述任一项所述的空穴传输材料形成的空穴传输层。
可选地，QLED器件还包括：第一电极、空穴注入层、量子点层、电子传输层以及第二电极。
可选地，所述空穴注入层为PEDOT:PSS薄膜，所述电子传输层包括ZnO纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒中的至少一种。
本发明实施例的第四方面提供一种QLED器件的制作方法，包括：
在第一电极上形成空穴注入层；
在所述空穴注入层远离所述第一电极的一侧形成空穴传输层，所述空穴传输层包括上述任一制作方法制备的空穴传输材料；
在所述空穴传输层远离所述空穴注入层的一侧形成量子点层；
在所述量子点层远离所述空穴传输层的一侧形成电子传输层；
在所述电子传输层远离所述量子点层的一侧形成第二电极。
本发明实施例的第五方面提供一种显示装置，包括：上述任一项所述的QLED器件。
根据本发明的上述实施例中，采用异质多聚体作为空穴传输材料，异质多聚体为至少包括第一金属化合物与第二金属化合物的单一纳米颗粒，第一金属化合物与第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，第一金属化合物与第二金属化合物的价带能级不同。利用该单一纳米颗粒的价带位置差异构建多能级梯度，使得空穴在跃迁时，可先跃迁到低能级，在低能级缓冲后再跃迁到高能级。相对于空穴需直接跃迁到高能级的空穴传输材料，可降低空穴注入势垒，提高空穴注入能力，进一步提升电子空穴平衡，从而提高QLED器件的发光效率和寿命。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明一实施例示出的空穴传输材料中的异质多聚体的结构示意图；
图2是图1中的异质多聚体的一种制作方法的流程图；
图3是根据本发明另一实施例示出的空穴传输材料中的异质多聚体的结构示意图；
图4是根据本发明一实施例示出的QLED器件的结构示意图；
图5是一种QLED器件的能级结构示意图；
图6是图4中的QLED器件的一种制作方法的流程图。
附图标记列表：
异质多聚体10、20 第一金属化合物10a
第二金属化合物10b 第三金属化合物10c
QLED器件1 第一电极11
空穴注入层12 空穴传输层13
量子点层14 电子传输层15
第二电极16
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据本发明一实施例示出的空穴传输材料中的异质多聚体的结构示意图。
参照图1所示，该空穴传输材料，包括：异质多聚体10，异质多聚体10为包括第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的单一纳米颗粒，第一金属化合物10a与第二金属化合物10b通过共价键连接，第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的价带能级不同。
一些实施例中，异质多聚体10中的第一金属化合物10a与第二金属化合物10b还可以通过范德华力连接。
第一金属化合物10a可以为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的一种，第二金属化合物10b可以为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的另一种。换言之，异质多聚体可以为异质二聚体，例如为NiO/WO3、NiO/V2O5、NiO/CuGaO2、NiO/FeS2、NiO/TiS2；WO3/V2O5、WO3/CuGaO2、WO3/FeS2、WO3/TiS2；V2O5/CuGaO2、V2O5/FeS2、V2O5/TiS2；CuGaO2/FeS2、CuGaO2/TiS2或FeS2/TiS2。
第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的不同价带能级一起构建了多能级梯度。空穴在跃迁时，可先跃迁到低能级，在低能级缓冲后再跃迁到高能级。相对于空穴需直接跃迁到高能级的空穴传输材料，可降低空穴注入势垒，提高空穴注入能力，进一步提升电子空穴平衡，从而提高QLED器件的发光效率和寿命。
此外，相比直接混合第一金属化合物10a与第二金属化合物10b，例如直接混合NiO和WO3，将NiO/WO3异质二聚体作为空穴传输层时，NiO与WO3之间是紧密接触并通过共价键或范德华力连接的，因此空穴在NiO与WO3之间传输更为有效，更能够提高空穴在QLED器件中的传输性能。
可通过控制纳米颗粒的大小、和/或第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的组分比，进一步调整梯度能级中的各能级。异质多聚体10的大小可以在1nm～100nm之间，由于纳米颗粒的能级结构由其尺寸以及缺陷等因素决定，因此能级结构可以通过尺寸(异质多聚体10的大小)、第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的组分比的调控实现。
对于图1中的空穴传输材料中的异质多聚体10，本发明一实施例提供了一种制作方法。图2是制作方法的流程图。
参照图2中的步骤S11：分别提供前驱体溶液与反应溶液，前驱体溶液用于提供第一金属源与第二金属源。
步骤S11具体可以包括：分别称取1.82g的Ni(NO3)2和5.56g W(NO3)6溶于100mL去离子水中，待其完全溶解后转入500mL圆底烧瓶中；在100℃油浴中搅拌，冷凝回流，反应30min，所得溶液为前驱体溶液。前驱体溶液为化学反应提供镍源和钨源。
再称取19.2g(NH4)2CO3完全溶解于50mL去离子水中，所得溶液为反应溶液。
参照图2中的步骤S12：将反应溶液加入前驱体溶液，反应后得到第一金属与第二金属的复合化合物。
步骤S12具体可以包括：将反应溶液逐滴滴加到前驱体溶液中，搅拌反应5h；反应式可以为：
Ni(NO3)2+(NH4)2CO3+H2O→Ni(OH)2+2NH4NO3+CO2↑；
W(NO3)6+3(NH4)2CO3+3H2O→W(OH)6+6NH4NO3+3CO2↑；
反应结束后将反应液离心，过滤，洗涤，置于60℃烘箱中干燥，得到镍钨复合氢氧化物。
参照图2中的步骤S13与图1所示：加热复合化合物得到异质多聚体10，异质多聚体10为包括第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的单一纳米颗粒，第一金属化合物10a与第二金属化合物10b通过共价键或范德华力连接，第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的价带能级不同。
步骤S13具体可以包括：将上述镍钨复合氢氧化物置于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为400℃，升温速率为5℃/min，保温时间4h，得到NiO/WO3异质二聚体。反应式可以为：W(OH)6+Ni(OH)2→WO3/NiO+4H2O。
可以看出，NiO/WO3异质二聚体是通过水热反应法合成。
可通过实验条件控制纳米颗粒的大小、和/或第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的组分比，进一步调整梯度能级中的各能级。异质多聚体10的大小可以在1nm～100nm之间，由于纳米颗粒的能级结构由其尺寸以及缺陷等因素决定，因此能级结构可以通过制备过程中反应动力学和热力学进行调控，具体可以表现为尺寸(异质多聚体10的大小)、第一金属化合物10a与第二金属化合物10b的组分比的调控实现。这是因为：自掺杂是一种改变半导体物理化学性质的有效方式，在氧化物合成过程中，对于其大小的调控一般会通过改变反应温度以及加入试剂的量进行调控，而反应条件的改变会造成半导体中氧空位浓度的改变，高浓度的氧空位能够在氧化物半导体导带下方产生一个能级，从而改变整个半导体的能级结构。对于硫化物也一样，反应过程中反应时间或温度的改变也能够引起硫化物中缺陷浓度的改变(如ZnS中Zn空位浓度的变化)，导致能级结构的变化。
一些实施例中，异质二聚体中NiO的金属源可以为镍的硫酸盐、氯化盐等；WO3的金属源可以为钨的硫酸盐、氯化盐等。反应溶液可以包括氨水等。
一些实施例中，异质二聚体中V2O5的金属源可以为钒酸钠、偏钒酸铵中的至少一种；和/或CuGaO2的金属源可以为硝酸铜和硝酸镓；和/或FeS2的金属源为硫酸铁、氯化铁或硝酸铁；和/或TiS2的金属源可为四氯化钛。
图3是根据本发明另一实施例示出的空穴传输材料中的异质多聚体的结构示意图。参照图3所示，本实施例的异质多聚体20与图1中的异质多聚体10大致相同，区别仅在于：单一纳米颗粒还包括第三金属化合物10c，第三金属化合物10c与第一金属化合物10a通过共价键连接，或第三金属化合物10c与第二金属化合物10b通过共价键连接，第一金属化合物10a、第二金属化合物10b与第三金属化合物10c的价带能级两两不同。
第一金属化合物10a、第二金属化合物10b与第三金属化合物10c的价带能级两两不同是指：假设第一金属化合物10a的价带能级为A，第二金属化合物10b的价带能级为B，与第三金属化合物10c的价带能级为C；则A≠B，A≠C，B≠C。
一些实施例中，第一金属化合物10a、第二金属化合物10b与第三金属化合物10c中的任意两个通过共价键或范德华力连接。
一些实施例中，第三金属化合物10c与第一金属化合物10a通过范德华力连接，和/或第三金属化合物10c与第二金属化合物10b通过范德华力连接。
一些实施例中，第三金属化合物10c与第一金属化合物10a之间、第三金属化合物10c与第二金属化合物10b之间中的一个通过共价键连接，另一个通过范德华力连接。
第三金属化合物可以为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的再一种。换言之，异质多聚体20为异质三聚体，例如为NiO/WO3/V2O5、NiO/WO3/CuGaO2、NiO/WO3/FeS2、NiO/WO3/TiS2；NiO/V2O5/CuGaO2、NiO/V2O5/FeS2、NiO/V2O5/TiS2；NiO/CuGaO2/FeS2、NiO/CuGaO2/TiS2；NiO/FeS2/TiS2；WO3/V2O5/CuGaO2、WO3/V2O5/FeS2、WO3/V2O5/TiS2；V2O5/CuGaO2/FeS2、V2O5/CuGaO2/TiS2或CuGaO2/FeS2/TiS2。
一些实施例中，单一纳米颗粒还包括第四金属化合物。即异质多聚体还可以为异质四聚体，例如为NiO/WO3/V2O5/CuGaO2、NiO/WO3/V2O5/FeS2、NiO/WO3/V2O5/TiS2；NiO/WO3/CuGaO2/FeS2、NiO/WO3/CuGaO2/TiS2；NiO/WO3/FeS2/TiS2；NiO/V2O5/CuGaO2/FeS2、NiO/V2O5/CuGaO2/TiS2；NiO/V2O5/FeS2/TiS2；NiO/CuGaO2/FeS2/TiS2；WO3/V2O5/CuGaO2/FeS2、WO3/V2O5/CuGaO2/TiS2、WO3/V2O5/FeS2/TiS2；WO3/CuGaO2/FeS2/TiS2或V2O5/CuGaO2/FeS2/TiS2。
再一些实施例中，单一纳米颗粒还包括第五金属化合物。即为异质五聚体，例如为NiO/WO3/V2O5/CuGaO2/FeS2、NiO/WO3/V2O5/CuGaO2/TiS2；NiO/WO3/V2O5/FeS2/TiS2、NiO/WO3/CuGaO2/FeS2/TiS2、NiO/V2O5/CuGaO2/FeS2/TiS2或WO3/V2O5/CuGaO/FeS2/TiS2。
又一些实施例中，单一纳米颗粒还包括第六金属化合物。即为异质六聚体，例如为NiO/WO3/V2O5/CuGaO2/FeS2/TiS2。本发明实施例不限定金属化合物的数量。
与图1中的异质多聚体10相比，本实施例的异质多聚体20的多能级梯度更多，能进一步降低空穴注入势垒，提高空穴注入能力，从而能进一步提高QLED器件的发光效率和寿命。
相应地，对于制作方法，与图2中的制作方法大致相同，区别仅在于：步骤S11中，提供的前驱体溶液还用于提供第三金属源。
可通过实验条件控制纳米颗粒的大小、和/或第一金属化合物10a、第二金属化合物10b与第三金属化合物10c的组分比，进一步调整梯度能级中的各能级。
图4是根据本发明一实施例示出的QLED器件的结构示意图。参照图4所示，QLED器件1依次包括：第一电极11、空穴注入层12、空穴传输层13、量子点层14、电子传输层15以及第二电极16。
一些实施例中，QLED器件1可以为底发光结构。此时，第一电极11可以为阳极，具体可以为透光阳极，材料例如氧化铟锡(ITO)；第二电极16可以为阴极，具有反光的功能，材料例如为金属铝。
另一些实施例中，QLED器件1可以为顶发光结构。此时，第一电极11可以为阳极，具体可以为反光阳极，材料例如金属银；第二电极16可以为阴极，具有部分透光部分反光的功能，材料例如为金属镁与金属铝。
空穴注入层12可以为PEDOT:PSS薄膜。聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)和聚苯磺酸盐(PSS)通过一定比例混合而溶于水，可以形成均一分散的PEDOT:PSS溶液。由PEDOT:PSS溶液制成的PEDOT:PSS薄膜具有很好的柔性、稳定性，且在可见光范围具有很高的透明度。而且PEDOT:PSS的功函数一般在5.0～5.1eV，非常有利于注入空穴。
空穴传输层13可以包括上述任一异质多聚体10、20。
空穴传输层13的厚度范围可以为1nm～100nm。
量子点层14可包括Ⅱ-Ⅵ族核壳半导体材料、Ⅳ-Ⅵ族核壳半导体材料、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体材料、钙钛矿发光材料。具体的，Ⅱ-Ⅵ族核壳半导体材料包括但不限于CdSe/ZnS、CdZnS/ZnS、CdxZn1-xSeyS1-y/ZnS；Ⅳ-Ⅵ族核壳半导体材料包括但不限于PbSe、PbS、PbSe/CdS、PbSe/ZnS；Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体材料包括但不限于Cu-In-S；钙钛矿发光材料包括但不限于MAPbX3、CsPbX3。
电子传输层15可以包括ZnO纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒中的至少一种。
图5是一种QLED器件的能级结构示意图。
参照图5所示，WO3的禁带宽度Eg为2.7eV，导带能级ECB为0.74eV，价带能级EVB为3.44eV；NiO的禁带宽度Eg为3.5eV，导带能级ECB为-0.5eV，价带能级EVB为3eV。QLED器件1中，NiO/WO3异质二聚体10的不同价带能级一起构建了多能级梯度。ITO第一电极11的空穴在跃迁时，可先跃迁到NiO/WO3异质二聚体10的低能级，在低能级缓冲后再跃迁到NiO/WO3异质二聚体10的高能级。相对于空穴需直接跃迁到高能级的空穴传输材料，NiO/WO3异质二聚体10可降低空穴注入势垒，提高空穴注入能力，进一步提升电子空穴平衡，从而提高QLED器件1的发光效率和寿命。
相比于一层NiO空穴传输层结合于一层WO3空穴传输层，用异质二聚体空穴传输层制备QLED器件更为简便，能够简化QLED器件结构。此外，还能消除两层空穴传输层界面因素所带来的对于QLED器件性能的影响。
对于图4中的QLED器件1，本发明一实施例提供了一种制作方法。图6是制作方法的流程图。
参照图6中的步骤S21与图4所示：在第一电极11上形成空穴注入层12。
一些实施例中，QLED器件1可以为底发光结构。此时，第一电极11可以为阳极，具体可以为透光阳极，材料例如氧化铟锡(ITO)。另一些实施例中，QLED器件1可以为顶发光结构。此时，第一电极11可以为反光阳极，材料例如金属银。
步骤S21可以采用旋涂PEDOT:PSS水溶液，或喷墨打印PEDOT:PSS薄膜以形成空穴注入层12。
参照图6中的步骤S22与图4所示：在空穴注入层12远离第一电极11的一侧形成空穴传输层13，空穴传输层13包括上述任一制作方法制备的空穴传输材料。
空穴传输层13可以包括上述任一异质多聚体10、20。
步骤S22可以采用旋涂空穴传输材料溶液，或喷墨打印空穴传输材料胶体。
旋涂前，可先将上述制作方法制备的空穴传输材料分散在可挥发分散剂中以形成溶液或胶体。可挥发分散剂例如为水或乙醇等溶剂。
参照图6中的步骤S23与图4所示：在空穴传输层13远离空穴注入层12的一侧形成量子点层14。
量子点层14可包括Ⅱ-Ⅵ族核壳半导体材料、Ⅳ-Ⅵ族核壳半导体材料、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半导体材料、钙钛矿发光材料。
步骤S23可以采用旋涂量子点溶液，或喷墨打印量子点胶体。
参照图6中的步骤S24与图4所示：在量子点层14远离空穴传输层13的一侧形成电子传输层15。
电子传输层15可以包括ZnO纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒中的至少一种。
步骤S24可以采用旋涂ZnO/ZnMgO纳米颗粒溶液，或喷墨打印ZnO/ZnMgO纳米颗粒胶体。
参照图6中的步骤S25与图4所示：在电子传输层15远离量子点层14的一侧形成第二电极16。
一些实施例中，QLED器件1可以为底发光结构。此时，第二电极16可以为具有反光的功能的阴极，材料例如为金属铝。
另一些实施例中，QLED器件1可以为顶发光结构。此时，第二电极16可以为具有部分透光部分反光功能的阴极，材料例如为金属镁与金属铝。
步骤S25可以采用蒸镀第二电极材料层，或喷墨打印第二电极材料层。
基于上述QLED器件1，本发明一实施例还提供一种包括上述QLED器件1的显示装置。显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、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。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
在本发明中，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。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种空穴传输材料，其特征在于，包括：异质多聚体，所述异质多聚体为至少包括第一金属化合物与第二金属化合物的单一纳米颗粒，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物的价带能级不同。
2.根据权利要求1所述的空穴传输材料，其特征在于，所述第一金属化合物为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的一种，所述第二金属化合物为NiO、WO3、V2O5、CuGaO2、FeS2、TiS2中的另一种。
3.根据权利要求1或2所述的空穴传输材料，其特征在于，所述单一纳米颗粒还包括第三金属化合物，所述第三金属化合物与所述第一金属化合物通过共价键或范德华力连接，和/或所述第三金属化合物与所述第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，所述第一金属化合物、所述第二金属化合物与所述第三金属化合物的价带能级两两不同。
4.一种空穴传输材料的制作方法，其特征在于，包括：
分别提供前驱体溶液与反应溶液，所述前驱体溶液至少用于提供第一金属源与第二金属源；
将所述反应溶液加入所述前驱体溶液，反应后得到第一金属与第二金属的复合化合物；
加热所述复合化合物得到异质多聚体，所述异质多聚体为至少包括第一金属化合物与第二金属化合物的单一纳米颗粒，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物通过共价键或范德华力连接，所述第一金属化合物与所述第二金属化合物的价带能级不同。
5.根据权利要求4所述的空穴传输材料的制作方法，其特征在于，所述前驱体溶液的成分包括第一金属元素与第二金属元素的盐溶液，所述反应溶液的成分包括(NH4)2CO3或氨水。
6.一种QLED器件，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的空穴传输材料形成的空穴传输层。
7.根据权利要求6所述的QLED器件，其特征在于，还包括：第一电极、空穴注入层、量子点层、电子传输层以及第二电极。
8.根据权利要求7所述的QLED器件，其特征在于，所述空穴注入层为PEDOT:PSS薄膜，和/或所述电子传输层包括ZnO纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒中的至少一种。
9.一种QLED器件的制作方法，其特征在于，包括：
在第一电极上形成空穴注入层；
在所述空穴注入层远离所述第一电极的一侧形成空穴传输层，所述空穴传输层包括权利要求4或5所述的制作方法制备的空穴传输材料；
在所述空穴传输层远离所述空穴注入层的一侧形成量子点层；
在所述量子点层远离所述空穴传输层的一侧形成电子传输层；
在所述电子传输层远离所述量子点层的一侧形成第二电极。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求6至8任一项所述的QLED器件。
CN202010047324.6A 2020-01-16 2020-01-16 Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置 Active CN113130796B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010047324.6A CN113130796B (zh) 2020-01-16 2020-01-16 Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置
US17/426,615 US20220102664A1 (en) 2020-01-16 2021-01-11 Qled devices, hole transport materials and producing methods thereof, and display devices
PCT/CN2021/071135 WO2021143653A1 (zh) 2020-01-16 2021-01-11 Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010047324.6A CN113130796B (zh) 2020-01-16 2020-01-16 Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113130796A true CN113130796A (zh) 2021-07-16
CN113130796B CN113130796B (zh) 2022-11-25

Family

ID=76771757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010047324.6A Active CN113130796B (zh) 2020-01-16 2020-01-16 Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220102664A1 (zh)
CN (1) CN113130796B (zh)
WO (1) WO2021143653A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115132926A (zh) * 2022-08-25 2022-09-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种空穴传输层及其应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114122275B (zh) * 2021-11-26 2023-06-09 电子科技大学中山学院 一种过渡金属氯化物近紫外发光器件及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784357A (zh) * 2017-01-04 2017-05-31 纳晶科技股份有限公司 发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池
CN109545990A (zh) * 2017-09-22 2019-03-29 Tcl集团股份有限公司 电致发光器件及其制备方法和应用
CN109671853A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 乐金显示有限公司 发光二极管和包括发光二极管的发光显示装置
CN109817510A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 Tcl集团股份有限公司 一种薄膜的制备方法及其应用、qled器件
CN110649167A (zh) * 2018-06-27 2020-01-03 Tcl集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101724032B1 (ko) * 2015-05-27 2017-04-07 한국과학기술연구원 다색 양자점 패턴의 형성 방법 및 그 방법에 따라 형성된 다색 양자점 패턴, 양자점 발광소자
CN105374953B (zh) * 2015-12-24 2019-01-04 Tcl集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及制备方法、发光模组与显示装置
US9768404B1 (en) * 2016-03-17 2017-09-19 Apple Inc. Quantum dot spacing for high efficiency quantum dot LED displays
CN106299159B (zh) * 2016-08-25 2018-11-09 纳晶科技股份有限公司 金属氧化物纳米颗粒的制备方法及量子点电致发光器件
CN109817840B (zh) * 2017-11-21 2021-04-13 Tcl科技集团股份有限公司 一种金属氧化物及其制备方法和应用
CN110085757A (zh) * 2019-05-22 2019-08-02 京东方科技集团股份有限公司 量子点及其制备方法、量子点发光器件、相关装置
CN111341926B (zh) * 2020-03-09 2022-12-27 京东方科技集团股份有限公司 Qled器件及其制作方法、显示面板、显示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784357A (zh) * 2017-01-04 2017-05-31 纳晶科技股份有限公司 发光器件、含其的显示装置及照明装置、和太阳能电池
CN109545990A (zh) * 2017-09-22 2019-03-29 Tcl集团股份有限公司 电致发光器件及其制备方法和应用
CN109671853A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 乐金显示有限公司 发光二极管和包括发光二极管的发光显示装置
CN109817510A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 Tcl集团股份有限公司 一种薄膜的制备方法及其应用、qled器件
CN110649167A (zh) * 2018-06-27 2020-01-03 Tcl集团股份有限公司 一种量子点发光二极管及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115132926A (zh) * 2022-08-25 2022-09-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种空穴传输层及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021143653A1 (zh) 2021-07-22
CN113130796B (zh) 2022-11-25
US20220102664A1 (en) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shang et al. Colloidal quantum-dots surface and device structure engineering for high-performance light-emitting diodes
Hu et al. Semiconductor nanocrystal quantum dot synthesis approaches towards large-scale industrial production for energy applications
Kim et al. Performance of light-emitting-diode based on quantum dots
US11121338B2 (en) Quantum dot material, preparation method, and semiconductor device
Chen et al. Nanostructure and device architecture engineering for high-performance quantum-dot light-emitting diodes
CN110943178A (zh) 一种自组装多维量子阱CsPbX3钙钛矿纳米晶电致发光二极管
CN113130796B (zh) Qled器件、空穴传输材料及其制作方法、显示装置
Motomura et al. Quantum-Dot Light-Emitting Diodes Exhibiting Narrow-Spectrum Green Electroluminescence by Using Ag–In–Ga–S/GaS x Quantum Dots
KR20120039940A (ko) 양자점 발광장치
Wang et al. Suppressed efficiency roll-off in blue light-emitting diodes by balancing the spatial charge distribution
CN110649167A (zh) 一种量子点发光二极管及其制备方法
Wang et al. Tailoring nanostructures of quantum dots toward efficient and stable all-solution processed quantum dot light-emitting diodes
Zhang et al. Record high external quantum efficiency of 20% achieved in fully solution-processed quantum dot light-emitting diodes based on hole-conductive metal oxides
Meng Colloidal Quantum Dot Light Emitting Diodes: Materials and Devices
EP3565016A1 (en) Quantum dot material, preparation method therefor, and semiconductor device
CN111341926B (zh) Qled器件及其制作方法、显示面板、显示装置
CN109980104A (zh) 一种qled器件
CN113122264A (zh) 一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管
CN115734631A (zh) Qled器件的制备方法、qled器件及显示器件
US11401469B2 (en) Alloy nanomaterial, preparation method therefor, and semiconductor device
CN113130790A (zh) 一种纳米材料及其制备方法与量子点发光二极管
Yang et al. Research progress in hybrid light-emitting diodes based on quantum dots and organic emitters
Tountas et al. Core–shell carbon-polymer quantum dot passivation for near infrared perovskite light emitting diodes
WO2024078562A1 (zh) 薄膜及其制备方法、光电器件
CN113044882B (zh) 纳米材料及其制备方法、量子点发光二极管

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