CN113328041B - 一种量子点发光器件及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种量子点发光器件、发光层及制备方法、显示装置，器件包括含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层；硅氧烷聚合物膜层，所述硅氧烷聚合物膜层设在所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。根据本发明的量子点发光器件，在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧设有硅氧烷聚合物膜层，硅氧烷聚合物膜层能够隔绝水和氧，避免极性溶剂对钙钛矿量子点的破坏，防止降低钙钛矿的荧光性能，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连，能够调控载流子注入平衡，使得电子和空穴的复合在发光层进行，提高器件性能。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，具体涉及一种量子点发光器件、发光层及制备方法、显示装置。
背景技术
钙钛矿量子点发光二极管(PQLED)目前普遍采用的是类似于QLED的多层平面结构，采用这样的结构存在两个问题。在PQLED功能层制备过程中，发光层材料的成膜通常选用非极性溶剂，如己烷、庚烷、辛烷、甲苯或氯仿等。而电子传输层通常采用氧化锌纳米粒子，氧化锌则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，降低或者淬灭钙钛矿的荧光性能，导致器件性能下降。另外，PQLED器件中电子注入过量，量子点发光层和空穴传输层之间相对较大的能级差会阻挡空穴的注入，导致电子和空穴注入速率不平衡，过多的电荷载子累积在界面势垒，不仅起到非辐射复合中心，而且会增加器件启动电压以及缩短器件的工作稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种量子点发光器件、发光层及制备方法、显示装置，用以解决极性溶剂对钙钛矿量子点易造成破坏，降低钙钛矿量子点的荧光性能，电子和空穴注入速率不平衡，过多的电荷载子累积在界面势垒，降低器件的稳定性和性能。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
第一方面，根据本发明实施例的量子点发光器件，包括：
含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层；
硅氧烷聚合物膜层，所述硅氧烷聚合物膜层设在所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。
其中，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与所述硅氧烷聚合物膜层中的Si原子之间通过化学键相连。
其中，所述硅氧烷聚合物膜层中具有-(Si-O-R)m-结构，R为烷基，m为大于1的整数。
其中，所述第二卤素元素包括Cl和/或Br。
其中，还包括：
阳极；
空穴注入层，设置于所述阳极上；
空穴传输层，设置于所述空穴注入层上，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层设在所述空穴传输层上；
电子传输层，设置于所述硅氧烷聚合物膜层上；
阴极，所述电子传输层设置于所述硅氧烷聚合物膜层与所述阴极之间。
第二方面，根据本发明实施例的量子点发光层的制备方法，包括：
形成含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层，所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中具有羧基；
在所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，使得所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的至少部分转化成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层，并在所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的靠近所述含有第二卤素元素的硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。
其中，所述第一卤素元素包括Br，所述第二卤素元素包括Cl；
和/或，所述第一卤素元素包括I，所述第二卤素元素包括Br。
其中，在所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，包括：
所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的羧基中的羟基O原子与所述含有第二卤素元素的硅烷中的Si原子通过化学键相连，以使所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与所述硅氧烷聚合物膜层中的Si原子之间通过化学键相连。
其中，所述硅氧烷聚合物膜层中具有-(Si-O-R)m-结构，R为烷基，m为大于1的整数。
第三方面，根据本发明实施例的量子点发光器件的制备方法，包括：
采用上述实施例中所述的量子点发光层的制备方法形成量子点发光层。
其中，所述形成量子点发光层的步骤包括：
依次形成阳极、空穴注入层和空穴传输层，在所述空穴传输层上形成所述量子点发光层；
所述制备方法还包括：在形成所述量子点发光层之后，在所述量子点发光层中的硅氧烷聚合物膜层上依次形成电子传输层和阴极。
第四方面，根据本发明实施例的显示装置包括如上述实施例中所述的量子点发光器件。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明实施例的量子点发光器件，量子点发光器件包括含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层；硅氧烷聚合物膜层，所述硅氧烷聚合物膜层设在所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。根据本发明实施例的量子点发光器件，在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧设有硅氧烷聚合物膜层，硅氧烷聚合物膜层能够隔绝水和氧，避免极性溶剂对钙钛矿量子点的破坏，防止降低或者淬灭钙钛矿的荧光性能，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连，能够调控载流子注入平衡，使得电子和空穴的复合在发光层进行，提高器件性能。
附图说明
图1为本发明实施例的量子点发光器件的一个结构示意图；
图2为本发明实施例的量子点发光器件的另一个结构示意图；
图3为本发明实施例的量子点发光器件的另一个结构示意图；
图4为本发明实施例的量子点发光层的制备方法的一个流程示意图；
图5a为在阳极上形成空穴注入层和空穴传输层后的示意图；
图5b为形成含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层的示意图；
图5c为形成硅氧烷聚合物膜层的示意图；
图5d为在硅氧烷聚合物膜层上形成电子传输层的示意图。
附图标记
含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层10；
硅氧烷聚合物膜层11；含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层12；
阳极20；
空穴注入层30；
空穴传输层40；
电子传输层50；
阴极60；
基板70。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面具体描述根据本发明实施例的量子点发光器件。
如图1所示，根据本发明实施例的量子点发光器件包括：含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层；硅氧烷聚合物膜层，硅氧烷聚合物膜层设在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。
也就是说，量子点发光器件主要由含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层和硅氧烷聚合物膜层构成，其中，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点的尺寸大小可以为3nm-20nm，在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧设有硅氧烷聚合物膜层，硅氧烷聚合物膜层的厚度可以为0.413nm-3.0nm，硅氧烷聚合物膜层可以对钙钛矿量子点层表面的缺陷位点进行配位和钝化，硅氧烷聚合物膜层能够隔绝水和氧，避免极性溶剂对钙钛矿量子点的破坏，防止降低或者淬灭钙钛矿的荧光性能；含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连，能够调控载流子注入平衡，使得电子和空穴的复合在发光层进行，提高器件性能。
在本发明的一些实施例中，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与所述硅氧烷聚合物膜层中的 Si原子之间通过化学键相连，使得含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层能够通过化学键连接形成有机整体，由于硅氧烷聚合物类物质具有较低的载流子迁移率，可以在一定程度上削减电子传输速率，进而调控载流子平衡，提高器件效率和稳定性。
在本发明的实施例中，硅氧烷聚合物膜层中具有-(Si-O-R)m-结构，R为烷基，m为大于1的整数，硅氧烷聚合物膜层中的-(Si-O-R)m-结构较为稳定，能够对含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层具有较好的保护作用，能够隔绝水和氧，避免含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层受到破坏，可以削减电子传输速率，调控载流子平衡。
在本发明的实施例中，所述第二卤素元素可以包括Cl和/或Br，比如，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中可以包括CsPbCl3量子点、CsPbBrCl2量子点、CsPbBr2Cl量子点、或CsPbBr3量子点。
在本发明的一些实施例中，如图2所示和图3所示，量子点发光器件还可以包括阳极20、空穴注入层30、空穴传输层40、电子传输层50和阴极60，其中，阳极20可以为氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)，通过阳极10可以产生空穴。另外，还可以包括基板70，基板70可以为透明状，比如透明玻璃，可以将阳极20设置在基板70上。空穴注入层30设置于阳极20上。可以采用旋涂工艺制备空穴注入层30，空穴注入层30可以为PEDOT(3，4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物)：PSS(聚苯乙烯磺酸盐)空穴注入材料，空穴注入层30 可以为PEDOT(3，4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物)空穴注入材料，可以通过旋涂工艺并加热成膜层，其中，成膜温度可以根据实际的材料合理选择，比如可以选择为200-230℃或130-150℃，可以在空气中成膜。空穴注入层30厚度可以根据实际需要合理选择，空穴注入层30的厚度可以根据匀胶机转速来调控。
空穴传输层40设置于空穴注入层30上，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层10设在空穴传输层40上。比如，有机物质做空穴传输层的材料可以选择聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4′-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](TFB)材料，可以通过旋涂工艺形成空穴传输层40并加热成膜，其中，成膜温度可以根据实际材料合理选择，比如可以在选择为200-250℃并在惰性气体中成膜，TFB 的成膜温度可以为130-150℃并在惰性气体中成膜，空穴传输层40的厚度可以合理选择，空穴传输层40的厚度可以通过匀胶机转速来调控。
电子传输层50设置于硅氧烷聚合物膜层11上，电子传输层50可以为ZnO 材料纳米粒子或ZnMgO材料，可以通过旋涂ZnO纳米粒子来形成电子传输层 50，并在80-120℃加热成膜，其中，电子传输层50的材料还可以选择不同金属掺杂的ZnO纳米粒子，例如氧化镁锌、氧化铝锌或氧化锆锌等掺杂纳米粒子。阴极60设置于电子传输层50上，电子传输层50设置于硅氧烷聚合物膜层11与阴极60之间。阴极60可以为Al或Mg/Ag材料，可以通过蒸镀来形成阴极60，例如可以通过蒸镀形成铝膜或通过溅射形成铟锌氧化物膜，通过阴极60产生电子；形成阴极后可以加盖封装，可以采用紫外固化胶对器件进行封装。阴极60产生的电子经过电子传输层50传输至硅氧烷聚合物膜层11，经过硅氧烷聚合物膜层11至含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层10中，硅氧烷聚合物膜层11具有较低的载流子迁移率，可以在一定程度上削减电子传输速率，进而调控载流子平衡，提高器件效率和稳定性。
本发明实施例提供一种量子点发光层的制备方法。
如图4所示，根据本发明实施例的量子点发光层的制备方法包括：
步骤S11，形成含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层，所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中具有羧基；可以将含有第一卤素元素的钙钛矿量子点溶解在低沸点溶剂中，比如，氯仿、甲苯、正己烷、正辛烷或正庚烷，可以将含有第一卤素元素的钙钛矿量子点的低沸点溶液旋涂到所需的基底上，并在 80-120℃干燥成膜，具体的低沸点溶剂和成膜温度可以根据实际情况选择。
步骤S12，在所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，使得所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的至少部分转化成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层，并在所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的靠近所述含有第二卤素元素的硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。在步骤S12中，可以将含有第二卤素元素的硅烷通过旋涂工艺旋涂在含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上，旋涂成液膜后，放置一段时间进行反应，可以选择合适的温度和时间，比如，可以在室温下，放置选择30min-120min，进而通过原位制备出含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点的尺寸可以为3nm-20nm，并在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的靠近含有第二卤素元素的硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，硅氧烷聚合物膜层的厚度在0.413nm-3.0nm之间，可以根据实际反应条件对硅氧烷聚合物膜层的厚度进行调控。另外，通过含有第二卤素元素的硅烷处理含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层后，钙钛矿量子点层的组成成分可调，进而可以调节量子点发光层的光谱范围。
在含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应过程中，含有第二卤素元素的硅烷和含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的羧基反应，硅烷中的第二卤素离子可以置换含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的第一卤素离子，含有第二卤素元素的硅烷可以与量子点层存在的少量水分子反应进行水解，第二卤素离子可以进行快速阴离子交换(可以在几十微秒到几秒之间完成)，同时由于硅氧键的反应速率较慢(需要几个小时到几十个小时内完成)，最后慢慢形成硅氧烷聚合物膜层。
含有第二卤素元素的硅烷中的第二卤素离子可以置换含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的部分或全部的第一卤素离子，使得含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的部分或全部转化成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层，并在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的靠近含有第二卤素元素的硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，硅氧烷聚合物膜层可以对钙钛矿量子点层表面的缺陷位点进行配位和钝化，通过硅氧烷聚合物膜层能够隔绝水和氧，避免极性溶剂对钙钛矿量子点的破坏，防止降低或者淬灭钙钛矿的荧光性能；含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连，能够调控载流子注入平衡，使得电子和空穴的复合在发光层进行，提高器件性能。
在一些实施例中，含有第一卤素元素的钙钛矿量子点可以为CsPbBr3量子点或CsPbI3量子点，当含有第一卤素元素的钙钛矿量子点为CsPbBr3量子点时，含有第二卤素元素的硅烷可以为RSiCl3，其中，R为烷基，比如，含有第二卤素元素的硅烷可以为三甲基氯硅烷、十二烷基三氯硅烷或苯基三氯硅烷， RSiCl3中的Cl离子可以置换CsPbBr3中的至少一个Br离子生成CsPbBrCl2、 CsPbBr2Cl或CsPbBr3中的一种或多种；在含有第一卤素元素的钙钛矿量子点为CsPbBr3量子点时，通过引入含有第二卤素元素的硅烷试剂，能够原位制备高荧光性能的蓝光量子点。当含有第一卤素元素的钙钛矿量子点为CsPbI3量子点时，含有第二卤素元素的硅烷可以为RSiBr3，其中，R为烷基，RSiBr3中的Br离子可以置换CsPbI3中的至少一个I离子生成CsPbIBr2、CsPbI2Br或 CsPbI3中的一种或多种。
其中，含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的钙钛矿量子点可以为 ABX3钙钛矿量子点和/或稀土掺杂的ABX3钙钛矿量子点，其中，A包括：有机胺基团、甲脒、铯离子中的任意一种或者多种；B包括：铅离子、锡离子、铋离子或银离子；三个卤素X中至少一个为Br或I。比如，含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的钙钛矿量子点：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、稀土掺杂的MAPbX3及 CsPbX3量子点，其中MA为CH3NH3，卤素X为Cl、Br或I，三个卤素X 中至少一个为Br或I；铋基、锡基及银基钙钛矿型量子点，如CsSnX3量子点、 CsSbX3量子点、Cs2SnX6量子点，Bi掺杂的CsSnX3、Cs2SnX6量子点、Cs2AgInCl6量子点、MA3Bi2Br9量子点、CH3NH3SbX3量子点、CH3NH3SnX3量子点、CH3NH3BiX3量子点或(CH3NH3)3Bi2X9量子点等，其中，卤素X为Cl、Br或 I，三个卤素X中至少一个为Br或I。
在本发明的实施例中，第一卤素元素包括Br，第二卤素元素包括Cl；和/ 或，第一卤素元素包括I，第二卤素元素包括Br。比如，当第一卤素元素包括 Br，第二卤素元素包括Cl时，含有Cl的硅烷中的Cl离子可以置换含有第一卤素元素钙钛矿量子点中的Br离子；当第一卤素元素包括I，第二卤素元素包括Br时，含有Br的硅烷中的Br离子可以置换含有第一卤素元素钙钛矿量子点中的I离子；第一卤素元素可以包括Br和I，第二卤素元素包括Cl和Br，含有第二卤素元素的硅烷中的Cl离子可以置换含有第一卤素元素钙钛矿量子点中的Br离子，含有第二卤素元素的硅烷中的Br离子可以置换含有第一卤素元素钙钛矿量子点中的I离子。通过离子置换能够获得高产率的含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层，提高含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的荧光性能。
在本发明的一些实施例中，在含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，包括：
含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的羧基中的羟基O原子与含有第二卤素元素的硅烷中的Si原子通过化学键相连，以使含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与硅氧烷聚合物膜层中的Si原子之间通过化学键相连。含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层能够通过化学键连接能够形成有机整体，由于硅氧烷聚合物类物质具有较低的载流子迁移率，可以在一定程度上削减电子传输速率，进而调控载流子平衡。
在本发明的实施例中，所述硅氧烷聚合物膜层中具有-(Si-O-R)m-结构，R 为烷基，m为大于1的整数。硅氧烷聚合物膜层中的-(Si-O-R)m-结构较为稳定，能够对含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层具有较好的保护作用，能够隔绝水和氧，避免含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层受到破坏，可以削减电子传输速率，调控载流子平衡。
在本发明的实施例中，第一卤素元素的钙钛矿量子点可以为CsPbBr3量子点，含有第二卤素元素的硅烷可以为RSiCl3，其中，R为烷基，通过CsPbBr3量子点和RSiCl3制备量子点发光层的制备方法可以如下：
先形成CsPbBr3量子点层，CsPbBr3量子点层中具有羧基；
然后，在CsPbBr3量子点层上加入RSiCl3硅烷进行反应，使得CsPbBr3量子点层中的部分或全部转化成CsPbBrCl2量子点、CsPbBr2Cl量子点或 CsPbBr3量子点中的一种或多种，比如，CsPbBr3量子点层全部转化成CsPbCl3量子点层，并在CsPbCl3量子点层的靠近RSiCl3硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，CsPbCl3量子点层与硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连，原CsPbBr3量子点层中的羧基中的羟基O原子与原RSiCl3硅烷中的Si原子通过化学键相连，以使CsPbCl3量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与硅氧烷聚合物膜层中的Si原子之间通过化学键相连。
在通过CsPbBr3量子点和RSiCl3制备量子点发光层的过程中，比如，RSiCl3硅烷可以和CsPbBr3量子点层中的量子点上的油酸配体中的羧基进行反应， RSiCl3中的Cl可以部分或全部置换CsPbBr3中的Br，具体的反应过程可以如下所示：
CsPbBr3+Cl→CsPbBr2Cl+Br (2)
CsPbBr2Cl+Cl→CsPbBrCl2+Br (3)
CsPbBrCl2+Cl→CsPbCl3+Br (4)
通过反应(1)至(4)可以将CsPbBr3量子点转化成CsPbCl3量子点，还可以转化成CsPbBrCl2、CsPbBr2Cl，其中，QDs代表钙钛矿量子点的无机晶体。
如果通过其他方法(比如高温热注入法)直接制备蓝光CsPbCl3量子点，产率较低，将产率较高的绿光CsPbBr3量子点通过阴离子置换实现原位制备蓝光CsPbCl3钙钛矿量子点，产率高，能够产生高荧光性能的CsPbCl3量子点，最大程度的保持或提高发光层的荧光性能。
其中，RSiCl3硅烷可以和CsPbBr3量子点层中的量子点上的油酸配体中的羧基进行反应，具体反应过程可以如下：
其中，QDs代表钙钛矿量子点的无机晶体，反应(5)中产生的Cl可以与 CsPbBr3量子点进行(2)-(4)反应，进而将CsPbBr3量子点中的至少一个 Br置换为Cl，生成CsPbCl3量子点、CsPbBrCl2量子点、CsPbBr2Cl量子点或 CsPbBr3量子点。
在反应过程中，RSiCl3硅烷可以和量子点层中的少量水分子反应，具体反应如下：
反应(6)中产生的硅氧化合物中的羟基可以与反应(5)中的产物反应，具体反应过程如下：
反应(8)中产生的化合物可以进一步进行类似于反应过程(7)和(8) 的反应，从而形成网状的结构，进而在量子点层上形成硅氧烷聚合物膜层，硅氧烷聚合物膜层的结构式可简写如下：-(Si-O-R)m-，R为烷基，m为大于1，硅氧烷聚合物膜层中的-(Si-O-R)m-结构较为稳定，能够对钙钛矿量子点层具有较好的保护作用，能够隔绝水和氧，避免钙钛矿量子点层受到破坏，可以削减电子传输速率，调控载流子平衡。
另外，上述反应的过程及原理也可以推广到由含I钙钛矿量子点制备含 Br钙钛矿量子点。
本发明实施例提供一种量子点发光器件的制备方法。
量子点发光器件的制备方法可以包括采用上述实施例中的量子点发光层的制备方法形成量子点发光层。
根据本发明实施例的量子点发光器件的制备方法可以包括：
形成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层；
在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。
比如，先形成含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层，含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中具有羧基；在含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，使得含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的至少部分转化成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层，并在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的靠近含有第二卤素元素的硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连。硅氧烷聚合物膜层可以对钙钛矿量子点层表面的缺陷位点进行配位和钝化，通过硅氧烷聚合物膜层能够隔绝水和氧，避免极性溶剂对钙钛矿量子点的破坏，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层能够通过化学键连接能够形成有机整体，由于硅氧烷聚合物膜层具有较低的载流子迁移率，可以在一定程度上削减电子传输速率，进而调控载流子平衡，能够提高器件的稳定性和寿命。
在本发明的一些实施例中，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与硅氧烷聚合物膜层中的Si原子之间通过化学键相连。使得含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层能够通过化学键连接，进而能够形成有机整体，由于硅氧烷聚合物类物质具有较低的载流子迁移率，可以在一定程度上削减电子传输速率，进而调控载流子平衡。
在本发明的另一些实施例中，硅氧烷聚合物膜层中具有-(Si-O-R)m-结构， R为烷基，m为大于1的整数。硅氧烷聚合物膜层中的-(Si-O-R)m-结构较为稳定，能够对含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层具有较好的保护作用，能够隔绝水和氧，避免含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层受到破坏，可以削减电子传输速率，调控载流子平衡。
其中，第二卤素元素包括Cl和/或Br。比如，当第一卤素元素包括Br，含有第二卤素元素的硅烷中包括Cl时，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中的第二卤素元素可以包括Cl；当第一卤素元素包括I，含有第二卤素元素的硅烷中包括Br时，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中的第二卤素元素可以包括Br；当第一卤素元素包括Br和I，含有第二卤素元素的硅烷中包括Cl 和Br时，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中的第二卤素元素可以包括Cl 和Br，第二卤素元素具体包括Cl和/或Br可以根据实际需要选择，可以通过离子置换法进行置换得到含有所需的第二卤素元素钙钛矿量子点层。
在本发明的一些实施例中，所述形成量子点发光层的步骤可以包括：依次形成阳极20、空穴注入层30和空穴传输层40，在空穴传输层40上形成量子点发光层；量子点发光器件的制备方法还可以包括：在形成量子点发光层之后，在量子点发光层中的硅氧烷聚合物膜层11上依次形成电子传输层50和阴极 60。
也就是说，在形成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层10之前，形成阳极20；在阳极20上依次形成空穴注入层30和空穴传输层40；在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层10的一侧形成硅氧烷聚合物膜层11之后，在硅氧烷聚合物膜层11上依次形成电子传输层50和阴极60。可以先在基板上形成阳极20，将ITO和基板分别采用水、异丙醇通过超声清洗，并用紫外线处理5-10 min；如图5a所示，在阳极20上依次形成空穴注入层30和空穴传输层40；形成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层；在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧形成硅氧烷聚合物膜层11，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层11之间通过化学键相连，其中，如图5b所示，可以先形成含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层12，含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层12中具有羧基，在含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层12上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，使得含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层12中的至少部分转化成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层10，如图5c所示，并在含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层10的靠近含有第二卤素元素的硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层11；如图5d和图2所示，在硅氧烷聚合物膜层11 上依次形成电子传输层50和阴极60。通过硅氧烷聚合物膜层11能够隔绝水和氧，由于硅氧烷聚合物膜层11的表面官能团为羟基，在形成电子传输层50 过程中，可以增强与电子传输层材料溶液的兼容性，并防止受到电子传输层材料溶剂的(乙醇等)破坏，避免极性溶剂对钙钛矿量子点层的破坏，在形成电子传输层50的过程中极性溶剂不会带来破坏，含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与硅氧烷聚合物膜层11能够通过化学键连接能够形成有机整体，由于硅氧烷聚合物膜层具有较低的载流子迁移率，可以在一定程度上削减电子传输速率，进而调控载流子平衡。
本发明实施例提供一种显示装置，显示装置包括如上述实施例中的量子点发光器件。本发明实施例的显示装置中具有量子点发光器件，量子点发光器件中的硅氧烷聚合物膜层具有较低的载流子迁移率，可削减电子传输速率，进而调控载流子平衡，能够提高器件的稳定性和寿命。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“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。“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相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种量子点发光器件，其特征在于，包括：
含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层；
硅氧烷聚合物膜层，所述硅氧烷聚合物膜层设在所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的一侧，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连；
所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与所述硅氧烷聚合物膜层中的Si原子之间通过化学键相连；
电子传输层，所述硅氧烷聚合物膜层设置于所述电子传输层与所述钙钛矿量子点层之间。
2.根据权利要求1所述的量子点发光器件，其特征在于，所述硅氧烷聚合物膜层中具有-(Si-O-R)m-结构，R为烷基，m为大于1的整数。
3.根据权利要求1所述的量子点发光器件，其特征在于，所述第二卤素元素包括Cl和/或Br。
4.根据权利要求1所述的量子点发光器件，其特征在于，还包括：
阳极；
空穴注入层，设置于所述阳极上；
空穴传输层，设置于所述空穴注入层上，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层设在所述空穴传输层上；
电子传输层，设置于所述硅氧烷聚合物膜层上；
阴极，所述电子传输层设置于所述硅氧烷聚合物膜层与所述阴极之间。
5.一种量子点发光器件的制备方法，其特征在于，包括：
形成含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层，所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中具有羧基；
在所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，使得所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的至少部分转化成含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层，并在所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层的靠近所述含有第二卤素元素的硅烷的一侧形成硅氧烷聚合物膜层，所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层与所述硅氧烷聚合物膜层之间通过化学键相连；
在所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层上加入含有第二卤素元素的硅烷进行反应，包括：
所述含有第一卤素元素的钙钛矿量子点层中的羧基中的羟基O原子与所述含有第二卤素元素的硅烷中的Si原子通过化学键相连，以使所述含有第二卤素元素的钙钛矿量子点层中与量子点形成配位键的配体中的羧基中的O原子与所述硅氧烷聚合物膜层中的Si原子之间通过化学键相连；
在形成量子点发光层之后，在所述量子点发光层中的硅氧烷聚合物膜层上形成电子传输层。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一卤素元素包括Br，所述第二卤素元素包括Cl；
和/或，所述第一卤素元素包括I，所述第二卤素元素包括Br。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷聚合物膜层中具有-(Si-O-R)m-结构，R为烷基，m为大于1的整数。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述形成量子点发光层的步骤包括：
依次形成阳极、空穴注入层和空穴传输层，在所述空穴传输层上形成所述量子点发光层；
所述制备方法还包括：在形成所述量子点发光层之后，在所述量子点发光层中的硅氧烷聚合物膜层上依次形成电子传输层和阴极。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的量子点发光器件。
Priority Applications (3)
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