CN113838990B - 量子点发光器件、其制作方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种量子点发光器件、其制作方法及显示装置。该量子点发光器件包括衬底基板和依次叠置在所述衬底基板上的第一电极层、第一载流子传输层、量子点发光层、第二载流子传输层和第二电极层,量子点发光层包括多个量子点单元,每个量子点单元包括量子点本体以及与量子点本体连接的多位点配体;多位点配体包括N个配位基团(N为整数,且N≥2),其中至少一个配位基团可与量子点本体配位连接,且至少一个配位基团可与第一纳米传输粒子和/或第二纳米传输粒子配位连接。多位点配体的配位基团不仅能够钝化量子点和载流子传输粒子的表面缺陷,从而提升量子点和载流子传输粒子的稳定性还能够提升器件寿命。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体而言,本申请涉及一种量子点发光器件、其制作方法及显示装置。
背景技术
量子点材料在光电器件、传感、能量存储等方面已经有很多应用。但量子点由于晶格缺陷等原因,单独的量子点通常是不稳定的,所以在合成材料时,通常需要加入一些物质来钝化表面缺陷,提高材料性能。用来钝化表面缺陷的材料通常叫量子点配体,量子点配体的另一个重要作用就是让材料在溶液状态下保持稳定而不发生聚沉。目前在量子点发光器件中,通常还存在载流子传输速率不平衡的问题,从而降低了器件发光效率和器件寿命。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点,提出一种量子点发光器件、其制作方法及显示装置,能够提高载流子注入和量子点的稳定性,从而提高量子点发光器件的稳定性。
第一个方面,本申请实施例提供了一种量子点发光器件,所述量子点发光器件包括衬底基板和依次叠置在所述衬底基板上的第一电极层、第一载流子传输层、量子点发光层、第二载流子传输层和第二电极层;
所述量子点发光层包括多个量子点单元,每个所述量子点单元包括量子点本体以及与所述量子点本体连接的多位点配体;
所述第一载流子传输层包括第一纳米传输粒子,所述第二载流子传输层包括第二纳米传输粒子;
所述多位点配体包括N个配位基团(N为整数,且N≥2),其中至少一个所述配位基团可与所述量子点本体配位连接,且至少一个所述配位基团可与所述第一纳米传输粒子和/或所述第二纳米传输粒子配位连接。
可选地,所述多位点配体还包括至少一个共轭基团,所述配位基团与所述共轭基团连接。
可选地,所述量子点的材料包括镉系量子点、硫化铅量子点、磷化铟量子点以及钙钛矿量子点中的一种或多种。
可选地,所述多位点配体的配位基团包括巯基、氨基和羧基中的一种或多种。
可选地,所述第一电极层为阳极层,第二电极层为阴极层,所述第一载流子传输层为空穴传输层,所述第二载流子传输层为电子传输层,所述第一纳米传输粒子为空穴纳米传输粒子,所述第二纳米传输粒子为电子纳米传输粒子,或者所述第一电极层为阴极层,第二电极层为阳极层,所述第一载流子传输层为电子传输层,所述第二载流子传输层为空穴传输层;所述第一纳米传输粒子为电子纳米传输粒子,所述第二纳米传输粒子为空穴纳米传输粒子。
可选地,所述空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种。
可选地,所述电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种。
第二个方面,本申请实施例提供了一种显示装置,包括上述的量子点发光器件。
第三个方面,本申请实施例提供了一种量子点发光器件的制作方法,包括:
在衬底基板上形成第一电极层;
在所述第一电极层上沉积第一纳米传输粒子以形成第一载流子传输层;
在所述第一载流子传输层上形成量子点发光层;
在所述量子点发光层上沉积第二纳米传输粒子以形成第二载流子传输层;
在所述第二载流子传输层上形成第二电极层;
其中,所述量子点发光层包括多个量子点单元,每个所述量子点单元包括量子点本体以及与所述量子点本体连接的多位点配体;
所述多位点配体包括N个配位基团(N为整数,且N≥2),其中至少一个所述配位基团可与所述量子点本体配位连接,且至少一个所述配位基团可与所述第一载流子传输层和/或所述第二载流子传输层配位连接。
可选地,在所述第一载流子传输层上形成量子点发光层,包括:
合成常规量子点,所述常规量子点包括所述量子点本体和连接在所述量子点表面配位有的常规配体的量子点;
利用所述多位点配体与表面配位有常规配体的所述常规量子点进行配体交换以获得所述量子点单元;
在所述第一载流子传输层远离所述衬底基板的一侧沉积所述量子点单元以形成所述量子点发光层。
可选地,在所述第一载流子传输层上形成量子点发光层,包括:
合成常规量子点,所述常规量子点包括所述量子点本体和连接在所述量子点表面的常规配体;
将所述常规量子点沉积在所述第一载流子传输层远离所述第一电极层的一侧以获得量子点预制层;
在所述量子点预制层上滴加包含所述多位点配体的溶液,所述多位点配体与所述量子点预制层进行固态配体交换以使所述多位点配体取代所述常规配体;
对原位固态交换后的所述量子点预制层进行冲洗以去除被取代的所述常规配体以及未参与所述量子点配体配位的所述多位点配体,从而获得包括所述量子点单元的量子点发光层。
可选地,在所述第一电极层上沉积第一纳米传输粒子以形成第一载流子传输层,包括:
在所述第一电极层沉积空穴纳米传输粒子以形成空穴传输层以作为所述第一载流子传输层,所述空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种;
在所述量子点发光层上沉积第二纳米传输粒子以形成第二载流子传输层,包括:
在所述量子点发光层上沉积电子纳米传输粒子以形成电子传输层以作为所述第一载流子传输层,所述电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种。
可选地,在所述第一电极层上沉积第一纳米传输粒子以形成第一载流子传输层,包括:
在所述第一电极层沉积电子纳米传输粒子以形成电子传输层以作为所述第一载流子传输层,所述电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种;
在所述量子点发光层上沉积第二纳米传输粒子以形成第二载流子传输层,包括:
在所述量子点发光层上沉积空穴纳米传输粒子以形成空穴传输层以作为所述第一载流子传输层,所述空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是:
本申请实施例提供的量子点发光器件、其制作方法及显示装置,量子点表面的配体为包括多个配位基团的多位点配体,多位点配体的配位基团不仅能够与量子点和载流子传输粒子进行配位以钝化量子点和载流子传输粒子的表面缺陷,从而提升量子点和载流子传输粒子的稳定性,有利于提升器件的寿命;并且多位点配体包括共轭基团,因共轭效应使得载流子在量子点发光层和载流子传输层之间的传输能力增强,即提高载流子注入,从而提高器件效率,还能够进一步提升器件寿命。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请实施例提供的一种量子点发光器件的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的量子点单元与载流子传输粒子的配位示意图;
图3为本申请实施例提供的部分多位点配体的结构式;
图4为本申请实施例提供的一种显示装置的框架结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种量子点发光器件的制作方法的流程示意图;
图6为图5所示的量子点发光器件的制作方法中步骤S3的一种流程示意图;
图7为图5所示的量子点发光器件的制作方法中步骤S3的另一种流程示意图。
附图标记:
1-衬底基板;
2-第一电极层;
3-第一载流子传输层;30-第一纳米载流子;
4-量子点发光层;40-量子点单元;401-量子点本体;402-多位点配体;4021-配位基团;
5-第二载流子传输层;50-第二纳米传输粒子;
6-第二电极层。
具体实施方式
下面详细描述本申请,本申请的实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的,则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
量子点是准零维的纳米材料,具有特殊的光物理性质,近些年来被广泛研究,其在光电器件、传感、能量存储等方面已经有很多应用。
由于晶格缺陷等因素,单独的量子点(即量子点本体)通常是不稳定的,所以在合成量子点材料时,通常需要加入一些物质来钝化表面缺陷,提高材料性能。用来钝化表面缺陷的材料通常叫量子点配体,一般分为两种,一种是有机配体材料,例如常用的油酸、油胺、巯基配体等,可根据具体需求选择链长;另一种是无机配体材料,例如S2-以及Cl-等无机离子。量子点配体的另一个重要作用就是让材料在溶液状态下保持稳定而不发生聚沉。
量子点材料经过多年的发展,已经取得了很大进步,直接合成出来的含镉量子点其荧光量子产率甚至可以达到90%及以上,由量子点制备的发光器件效率也在不断提升。
但目前在量子点发光器件中通常还存在载流子传输能力的问题,降低了器件效率和寿命。
本申请提供的量子点发光器件、其制作方法及显示装置,旨在解决现有技术的如上技术问题。
本申请实施例提供了一种量子点发光器件,如图1和图2所示,本实施例提供的量子点发光器件包括衬底基板1和依次叠置在衬底基板1上的第一电极层2、第一载流子传输层3、量子点发光层4、第二载流子传输层5和第二电极层6。
量子点发光层4包括多个量子点单元40,每个量子点单元40包括量子点本体401以及与量子点本体401连接的多位点配体402;
第一载流子传输层3包括第一纳米传输粒子30,第二载流子传输层5包括第二纳米传输粒子50;
多位点配体402包括N个配位基团4021(N为整数,且N≥2),其中至少一个配位基团4021可与量子点本体401配位连接,且至少一个配位基团4021可与第一纳米传输粒子30和/或第二纳米传输粒子50配位连接。
需要说明的是,虽然图2中所示的多位点配体402中的配体基团4021为两个,但配位基团4021的具体数量可根据需求进行选择。并且,图2中所示的多位点配体402中的两个配体基团4021可以为相同基团,也可以为不同基团。
需要说明的是,配位基团4021是与量子点本体401表面的缺陷位点以及第一纳米传输粒子30和第二纳米传输粒子50表面的缺陷位点进行配位,若粒子(量子点本体401、第一纳米传输粒子30和第二纳米传输粒子50)的表面缺陷位点越多,则理论上能够与更多的多位点配体402的配位基团4021进行配位。
本实施例提供的量子点发光器件,量子点本体401表面的配体为包括多个配位基团4021的多位点配体402,多位点配体402的配位基团4021不仅能够与量子点本体401、第一载流子传输层3以及第二载流子传输层4进行配位,以钝化量子点本体401、第一纳米传输粒子30和第二纳米传输粒子50表面缺陷,从而提升量子点本体401和载流子传输粒子30的稳定性,有利于提升器件的寿命;并且能够提高载流子注入,从而提高器件效率,还能够进一步提升器件寿命
可选地,多位点配体402还包括至少一个共轭基团(图2中未示出),配位基团4021与共轭基团连接。
具体地,共轭基团的存在使得多位点配体为共轭体系,而由于原子间的相互影响而使共轭体系内的π电子(或p电子)分布发生变化从而具有共轭效应,共轭效应又称离域效应,凡共轭体系上的取代基能降低体系的π电子云密度,则这些基团有吸电子共轭效应,例如羧基;凡共轭体系上的取代基能增高共轭体系的π电子云密度,则这些基团有给电子共轭效应,例如氨基和羟基。
共轭基团因共轭效应能够提升载流子传输能力,因此,当多位点配体401包括共轭基团时能够使得载流子在量子点发光层4和第一载流子传输层3之间、以及量子点发光层4和第二载流子传输层5之间的传输能力增强,即提高载流子注入,从而提高器件效率,还能够进一步提升器件寿命。
可选地,第一电极层2为阳极层,第二电极层6为阴极层,第一载流子传输层3为空穴传输层,第二载流子传输层5为电子传输层;第一纳米传输粒子300为空穴纳米传输粒子,第二纳米传输粒子50为电子纳米传输粒子。或者第一电极层2为阴极,第二电极层6为阳极层,第一载流子传输层3为电子传输层,第二载流子传输层5为空穴传输层;第一纳米传输粒子30为电子纳米传输粒子,第二纳米传输粒子50为空穴纳米传输粒子。即本申请提供的量子点发光器件既可以是正置结构,也可以是倒置结构。
具体地,空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种;电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种。
通常情况下空穴传输层和电子传输层的载流子传输能力不同,这与空穴纳米传输粒子和电子纳米传输粒子的表面缺陷有关,表面缺陷较少则载流子传输性能较好,表面缺陷较多则载流子传输性能较差。以电子传输层的材料的表面缺陷位点少于空穴纳米传输层的材料的表面的缺陷位点为例:
由于电子纳米传输粒子的表面缺陷位点较少则与较少的多位点配体402进行配位,则电子传输能力提升较少;而空穴纳米传输粒子的表面缺陷位点较多则与较多的多位点配体402进行配位,则电子传输层的载流子传输能力提升较多。因此,能够减小电子传输速率与空穴传输速率之间的差异,平衡电子与空穴的传输能力,从而减少非辐射复合,这有利于提升器件效率和器件寿命。
可选地,如图1和图3所示,本实施例提供的量子点201发光器件中,量子点本体401的材料包括镉系量子点、硫化铅量子点、磷化铟量子点以及钙钛矿量子点中的一种或多种。
可选地,如图1和图3所示,本实施例提供的量子点201发光器件中,多位点配体402的配位基团4021包括羧基、氨基和巯基中的一种或多种。
具体地,如图3所示,多位点配体402的材料具体包括:对巯基苯丙胺(1)、对巯基苯乙酸(2)、2-巯基-3-(3-酰胺基吡啶)萘醌(3)、1,10-菲啰啉(4)、对-甲基桥硫基胺基苯甲酸(5)、4-丙基羰基甲胺基咪唑(6)、4-丁基-1,2-二巯基苯(7)、苯并噻唑衍生物(8)、1,4-二(4-甲基苯基)胺基苯(9)以及4,10-二甲胺基三苯胺(10)等。
具体地,如图1和图2所示,常用的量子点发光器件的具体结构为ITO/NiO/QD/ZnO/Al层叠结构,其中,QD是指量子点发光层2。该层叠量子点发光器件中,第一电极层2的材料为ITO,第一载流子传输层3的材料为NiO纳米粒子,第二载流子传输层5的材料为ZnO纳米粒子,第二电极层6的材料为Al。
下述结合图1和图2,以ITO/NiO/QD/ZnO/Al层叠结构为具体实施例,对本申请提供的发光器进行详细说明。
在一个具体的实施例中,如图1和图2所示,该量子点发光器件中,量子点本体401为硒化镉(CdSe),多位点配体402为对巯基苯丙胺,对巯基苯丙胺同时含有巯基和氨基,需要说明的是,虽然巯基和氨基的亲核性不同,但均能够与量子点本体401核心表面的缺陷位点进行配位;例如,巯基与量子点本体401核心表面的缺陷位点进行配位,而氨基与NiO纳米粒子(空穴纳米传输粒子)或ZnO纳米粒子(电子纳米传输粒子)表面的缺陷位点进行配位;当然,也可以是氨基与量子点本体401表面的缺陷位点进行配位,而巯基与NiO纳米粒子(空穴纳米传输粒子)或ZnO纳米粒子(电子纳米传输粒子)表面的缺陷位点进行配位。
在另一个具体的实施例中,如图1和图2所示,该量子点发光器件中,量子点本体401的核心为硒化镉(CdSe),多位点配体402为对巯基苯乙酸,对巯基苯乙酸同时含有两个巯基,其中一个巯基与量子点本体401表面的缺陷位点进行配位,另一个巯基与NiO纳米粒子(空穴纳米传输粒子)或ZnO纳米粒子(电子纳米传输粒子)表面的缺陷位点进行配位。
具体地,就目前的技术来说,ZnO纳米粒子的表面缺陷较少,性能较好,需要额外钝化的缺陷位点较少,而空穴传输材料的缺陷较多,需要钝化的位点更多,因此,经过与多位点配体402的配位基团4021进行配位后,所以第一载流子传输层3的载流子传输能够提升较多,有利于器件中电子传输速率和空穴传输速率的平衡,从而提升器件效率和器件寿命。
基于同一发明构思,本实施例提供了一种显示装置,如图4所示,该显示装置包括上述实施例中的量子点发光器件,具有上述实施例中的量子点发光器件的有益效果,在此不再赘述。
具体地,如图4所示,本实施例提供的显示装置还包括驱动芯片和供电电源,驱动芯片用于为量子点发光器件提供驱动信号,供电电源为量子点发光器件提供电能。
基于同一发明构思,本实施例提供了一种量子点发光器件的制作方法,如图1、图2和图5所示,该制作方法包括:
步骤S1:在衬底基板1上形成第一电极层2。
步骤S2:在第一电极层2上沉积第一纳米传输粒子30以形成第一载流子传输层3。
步骤S3:在第一载流子传输层3上形成量子点发光层4。
步骤S4:在量子点发光层上沉积第二纳米传输粒子50以形成第二载流子传输层5。
步骤S5:在第二载流子传输层5上形成第二电极层6。
其中,量子点发光层4包括多个量子点单元40,每个量子点单元40包括量子点本体401以及与量子点本体401连接的多位点配体402;
多位点配体402包括N个配位基团4021(N为整数,且N≥2),其中至少一个配位基团4021可与量子点本体401配位连接,且至少一个配位基团4021可与第一载纳米传输粒子30和/或第二载纳米传输粒子50配位连接。
需要说明的是,虽然图2中所示的多位点配体402中的配体基团4021为两个,但配位基团4021的具体数量可根据需求进行选择。并且,图2中所示的多位点配体402中的两个配体基团4021可以为相同基团,也可以为不同基团。
本实施例提供的量子点发光器件制作方法,量子点本体401表面的配体为包括多个配位基团4021的多位点配体402,多位点配体402的配位基团4021不仅能够与量子点本体401和载流子传输粒子30进行配位以钝化量子点本体401和载流子传输粒子30的表面缺陷,从而提升量子点本体401和载流子传输粒子30的稳定性,有利于提升器件的寿命;并且能够提高载流子注入,从而提高器件效率,还能够进一步提升器件寿命。
本实施例提供的量子点发光器件可以为正置结构也可以是倒置结构,以下进行详细说明。
可选地,第一电极层2为阳极层,第二电极层6为阴极层,第一载流子传输层3为空穴传输层,第二载流子传输层5为电子传输层,第一纳米传输粒子30为空穴纳米传输粒子,第二纳米传输粒子50为电子纳米传输粒子;基于此,本实施例提供的有机电致发光器件中,
步骤S2包括:在第一电极层2沉积空穴纳米传输粒子以形成空穴传输层4以作为第一载流子传输层3,空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种。
步骤S4包括:在量子点发光层上沉积电子纳米传输粒子以形成电子传输层以作为第一载流子传输层5,电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种。
可选地,或者第一电极层2为阴极,第二电极层6为阳极层,第一载流子传输层3为电子传输层,第二载流子传输层5为空穴传输层,第一纳米传输粒子30为电子纳米传输粒子,第二纳米传输粒子50为空穴纳米传输粒子;基于此,本实施例提供的有机电致发光器件中,
步骤S2包括:在第一电极层远2上沉积电子纳米传输粒子以形成电子传输层以作为第一载流子传输层2,子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种。
步骤S4包括:在量子点发光层4上沉积空穴纳米传输粒子以形成空穴传输层以作为第二载流子传输层5,空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种。
本实施例提供的量子点发光器件的制作方法中,量子点发光层可以采用不同的制作方法,以下进行详细说明。
可选地,如图1、图2和图6所示,本实施例提供的量子点发光器件的制作方法中,步骤S3包括:
步骤S301:合成常规量子点,量子点本体401常规量子点包括量子点本体401量子点本体和连接在量子点本体401量子点表面配位有的常规配体的量子点;
步骤S302:利用量子点本体401多位点配体与表面配位有常规配体的量子点本体401常规量子点进行配体交换以获得量子点本体401量子点单元;
步骤S303:在第一载流子传输层3上沉积量子点单元40以形成量子点发光层4。
具体地,以上述实施例中ITO/NiO/QD/ZnO/Al层叠结构、以对巯基苯丙胺作为多位点配体402为例,对本实施例提供的量子点发光器件的制作方法进行说明。
步骤S301具体包括:
将23.7mg的Se粉加入到3ml的十八烯中,通过超声使其完全溶解,再将25.6mg的CdO和142mg的油酸以及4ml的十八烯加入到25ml的三颈瓶中,搅拌并通入惰性气体排气;十分钟后将溶液加热到290℃使固体完全溶解,之后将温度降低到250℃并加入1.5ml的上述Se溶液,大约7分钟后反应停止,得到CdSe量子点本体401。
将0.32g的硫粉溶解到10ml的十八烯,通过超声使其完全溶解以作为硫源溶液。
将0.064g的CdO和0.251g的十四酸以及3.5ml的十八烯加入到三颈瓶中,搅拌并通入惰性气体排气;十分钟后将溶液加热到290℃使固体完全溶解,之后将温度降低到150℃并加入上述CdSe量子点本体401的溶液,再将温度升高到250℃并逐滴加入上述硫源溶液,待滴加完后加入0.13ml的油酸(常规配体),并最终得到油酸配位的量子点溶液,即常规量子点溶液。
步骤S302具体包括:
将1mmol对巯基苯丙胺溶于3ml的十八烯中加入三颈瓶中,并在惰性氛围下加热到200℃,加入0.1ml的磷酸三丁酯以作为多位点配体402溶液,
取上述油酸配位的量子点本体401的溶液,按照量子点本体401和配体1:1.2的摩尔比向上述多位点配体402溶液中加入上述常规量子点本体401溶液,并充分搅拌使配体交换反应完成,以获得量子点单元20。由于巯基的亲核性能比胺基强,该实施例中与量子点本体401表面相结合的配位基团4021以巯基为主。
步骤S303具体包括:
在沉积NiO纳米粒子且经过退火处理之后的电极基板1上沉积上述量子点单元20以获得量子点发光层2。
这些配位基团4021除了与量子点本体401进行配位外,多余的未配位的胺基或者巯基还可以与NiO纳米粒子进行配位,钝化其表面缺陷的同时,可以提高第一载流子向量子点本体401的传输。
可选地,如图1、图2和图7所示,本实施例提供的量子点发光器件的制作方法中,步骤S3包括:
S2301′:合成常规量子点,量子点本体401常规量子点包括量子点本体401和连接在量子点本体401量子点表面的常规配体。
S302′:将量子点本体401常规量子点沉积在量子点本体401第一载流子传输层3上以获得量子点预制层。
S2303′:在量子点预制层上滴加包含多位点配体402的溶液,多位点配体402与量子点预制层进行固态配体交换以使多位点配体402取代量子点本体401上的常规配体。
S304′:对原位固态交换后的量子点预制层进行冲洗以去除被取代的常规配体以及未与量子点本体401配位的多位点配体402,从而获得包括量子点单元40的量子点发光层4。
具体地,以上述实施例中ITO/NiO/QD/ZnO/Al层叠结构、以巯基苯乙酸作为多位点配体402为例,对本实施例提供的量子点本体401发光器件的制作方法进行说明。
步骤S301′与上述实施例中的步骤S301相同,在此不再赘述。
步骤S302′具体包括:
将表面配位有常规配体的量子点本体401沉积在沉积NiO纳米粒子且经过退火处理之后的电极基板1以获得量子点本体401预制层。
步骤S303′具体包括:
在将对巯基苯乙酸的乙醇溶液滴加到量子点预制层上并保持30s,由于量子点本体401和NiO均采用纳米粒子,粒子之间存在一定缝隙,多位点配体402容易通过量子点本体401之间的缝隙里到达第一载流子传输层2,在界面处两端的配位基团4021可以分别与量子点本体401和NiO纳米粒子结合。
步骤304′具体包括:
在经过步骤S303′之后,对上述基板进行旋干处理,并用乙醇冲洗表面以去除被取代的常规配体以及未参与配位的多位点配体402,从而获得包括量子点单元20的量子点发光层2。
需要说明的是,上述提供的步骤S3的具体方法也可以选用其他量子点本体401以及多位点配体402以获得量子点发光层2。
应用本申请实施例,至少能够实现如下有益效果:
本申请实施例提供的量子点发光器件、其制作方法及显示装置,量子点表面的配体为包括多个配位基团的多位点配体,多位点配体的配位基团不仅能够与量子点和载流子传输粒子进行配位以钝化量子点和载流子传输粒子的表面缺陷,从而提升量子点和载流子传输粒子的稳定性,有利于提升器件的寿命;并且多位点配体包括共轭基团,因共轭效应使得载流子在量子点发光层和载流子传输层之间的传输能力增强,即提高载流子注入,从而提高器件效率,还能够进一步提升器件寿命。
本技术领域技术人员可以理解,本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地,具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地,现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (13)
1.一种量子点发光器件,包括衬底基板和依次叠置在所述衬底基板上的第一电极层、第一载流子传输层、量子点发光层、第二载流子传输层和第二电极层,其特征在于,
所述量子点发光层包括多个量子点单元,每个所述量子点单元包括量子点本体以及与所述量子点本体连接的多位点配体;
所述第一载流子传输层包括第一纳米传输粒子,所述第二载流子传输层包括第二纳米传输粒子;
所述多位点配体包括N个配位基团,N为整数,且N≥2,其中至少一个所述配位基团可与所述量子点本体配位连接,且至少一个所述配位基团可与所述第一纳米传输粒子和/或所述第二纳米传输粒子配位连接。
2.根据权利要求1所述的量子点发光器件,其特征在于,所述多位点配体还包括至少一个共轭基团,所述配位基团与所述共轭基团连接。
3.根据权利要求2所述的量子点发光器件,其特征在于,所述量子点的材料包括镉系量子点、硫化铅量子点、磷化铟量子点以及钙钛矿量子点中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的量子点发光器件,其特征在于,所述多位点配体的配位基团包括巯基、氨基和羧基中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的量子点发光器件,其特征在于,
所述第一电极层为阳极层,第二电极层为阴极层,所述第一载流子传输层为空穴传输层,所述第二载流子传输层为电子传输层,所述第一纳米传输粒子为空穴纳米传输粒子,所述第二纳米传输粒子为电子纳米传输粒子,或者
所述第一电极层为阴极层,第二电极层为阳极层,所述第一载流子传输层为电子传输层,所述第二载流子传输层为空穴传输层;所述第一纳米传输粒子为电子纳米传输粒子,所述第二纳米传输粒子为空穴纳米传输粒子。
6.根据权利要求5所述的量子点发光器件,其特征在于,
所述空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的量子点发光器件,其特征在于,
所述电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种。
8.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求1-7中任一项所述的量子点发光器件。
9.一种量子点发光器件的制作方法,其特征在于,包括:
在衬底基板上形成第一电极层;
在所述第一电极层上沉积第一纳米传输粒子以形成第一载流子传输层;
在所述第一载流子传输层上形成量子点发光层;
在所述量子点发光层上沉积第二纳米传输粒子以形成第二载流子传输层;
在所述第二载流子传输层上形成第二电极层;
其中,所述量子点发光层包括多个量子点单元,每个所述量子点单元包括量子点本体以及与所述量子点本体连接的多位点配体;
所述多位点配体包括N个配位基团,N为整数,且N≥2,其中至少一个所述配位基团可与所述量子点本体配位连接,且至少一个所述配位基团可与所述第一载流子传输层和/或所述第二载流子传输层配位连接。
10.根据权利要求9所述的量子点发光器件的制作方法,其特征在于,在所述第一载流子传输层上形成量子点发光层,包括:
合成常规量子点,所述常规量子点包括所述量子点本体和连接在所述量子点表面配位有的常规配体的量子点;
利用所述多位点配体与表面配位有常规配体的所述常规量子点进行配体交换以获得所述量子点单元;
在所述第一载流子传输层远离所述衬底基板的一侧沉积所述量子点单元以形成所述量子点发光层。
11.根据权利要求9所述的量子点发光器件的制作方法,其特征在于,在所述第一载流子传输层上形成量子点发光层,包括:
合成常规量子点,所述常规量子点包括所述量子点本体和连接在所述量子点表面的常规配体;
将所述常规量子点沉积在所述第一载流子传输层远离所述第一电极层的一侧以获得量子点预制层;
在所述量子点预制层上滴加包含所述多位点配体的溶液,所述多位点配体与所述量子点预制层进行固态配体交换以使所述多位点配体取代所述常规配体;
对原位固态交换后的所述量子点预制层进行冲洗以去除被取代的所述常规配体以及未参与所述量子点配体配位的所述多位点配体,从而获得包括所述量子点单元的量子点发光层。
12.根据权利要求10或者11所述的量子点发光器件的制作方法,其特征在于,
在所述第一电极层上沉积第一纳米传输粒子以形成第一载流子传输层,包括:
在所述第一电极层沉积空穴纳米传输粒子以形成空穴传输层以作为所述第一载流子传输层,所述空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种;
在所述量子点发光层上沉积第二纳米传输粒子以形成第二载流子传输层,包括:
在所述量子点发光层上沉积电子纳米传输粒子以形成电子传输层以作为所述第一载流子传输层,所述电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种。
13.根据权利要求10或者11所述的量子点发光器件的制作方法,其特征在于,
在所述第一电极层上沉积第一纳米传输粒子以形成第一载流子传输层,包括:
在所述第一电极层沉积电子纳米传输粒子以形成电子传输层以作为所述第一载流子传输层,所述电子纳米传输粒子包括氧化锌纳米粒子、氧化镁锌纳米粒子、氧化铝锌纳米粒子和氧化锡纳米粒子中的一种或多种;
在所述量子点发光层上沉积第二纳米传输粒子以形成第二载流子传输层,包括:
在所述量子点发光层上沉积空穴纳米传输粒子以形成空穴传输层以作为所述第一载流子传输层,所述空穴纳米传输粒子包括氧化镍纳米粒子、氧化钼纳米粒子、氧化钒纳米粒子、氧化钨纳米粒子和氧化亚铜纳米粒子中的一种或多种。
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