CN114695819A - 一种量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种量子点发光二极管及其制备方法。方法包括步骤：在阳极上制备量子点发光层；在量子点发光层上制备电子传输层；采用氢离子束对电子传输层进行轰击处理；在经轰击处理后的电子传输层上制备阴极。本发明使用氢离子束轰击电子传输材料时，与材料表层的原子和电子产生复杂的相互作用，所携带的能量大部分以热能的形式转移给电子传输材料，产生的热效应对电子传输层起到退火处理的作用，该退火处理可以让膜层内分子排列更有序，提升膜层的载流子迁移率，避免了载流子传输能力差导致界面电荷累积，致使荧光猝灭的发生，进而延长了量子点发光二极管的寿命；而均匀的离子束轰击可以使薄膜粗糙度大幅降低，提升器件整体的发光均匀性。

Description

一种量子点发光二极管及其制备方法
技术领域
本发明涉及量子点发光二极管技术领域，尤其涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。
背景技术
QLED(Quantum Dots Light-Emitting Diode,量子点发光器件)，是一种新兴的显示器件，结构与OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光显示器)相似，即空穴传输层、发光层以及电子传输层组成的三明治结构。这是一项介于液晶和OLED之间的新型技术，QLED核心技术为“Quantum Dot(量子点)”，量子点由锌、镉、硒和硫原子构成。早在1983年，美国贝尔实验室的科学家就对其进行深入研究，数年后美国耶鲁大学的物理学家马克·里德正式将其命名为“量子点”。量子点是一种粒子直径不足10nm的颗粒，由锌、镉、硫、硒原子组成。这种物质有一个极其特别的性质：当量子点受到光电刺激时，就会发出有色的光线，颜色是由组成量子点的材料和它的大小、形状决定。因为它有这种特性，所以能够改变光源发出的光线的颜色。量子点的发光波长范围非常窄，颜色又比较的纯粹，还可以调节，因此量子点显示器的画面会比液晶显示器的画面更加的清晰明亮。
对比OLED，QLED的特点在于其发光材料采用性能更加稳定的无机量子点。量子点独特的量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和表面效应使其展现出出色的物理性质，尤其是其光学性能。相对于有机荧光染料，胶体法制备的量子点具有光谱可调、发光强度大、色纯度高、荧光寿命长、单光源可激发多色荧光等优势。此外，QLED的寿命长、封装工艺简单或无需封装，使其有望成为下一代的平板显示器，具有广阔发展前景。QLED是基于无机半导体量子点的电致发光，理论上说，无机半导体量子点的稳定性要高于有机小分子及聚合物；另一方面，由于量子限域效应，使得量子点材料的发光线宽更小，从而使其具有更好的色纯度。目前，QLED的发光效率已经基本达到商业化的需求。
然而，实际现阶段制备的QLED器件工作寿命远没有达到理论应有的长度，并会出现荧光猝灭的现象，出现此问题的原因与电子传输层(ETL)载流子传输能力差导致界面电荷累积有很大关系，此种情况的发生极大的制约了量子点发光器件的研发进展。
因此，现有技术有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种量子点发光二极管及其制备方法，旨在解决现有量子点发光二极管的电子传输层载流子传输能力差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种量子点发光二极管的制备方法，其中，包括步骤：
在阳极上制备量子点发光层；
在所述量子点发光层上制备电子传输层；
采用氢离子束对所述电子传输层进行轰击处理；
在经轰击处理后的电子传输层上制备阴极。
可选地，所述在经轰击处理后的电子传输层上制备阴极的步骤包括：使用红外激光对经轰击处理后的电子传输层进行辐照处理，在经辐照处理后的电子传输层上制备所述阴极。
可选地，所述氢离子束的注入能量为1-10keV。
可选地，所述氢离子束在所述电子传输层中的注入深度为10-100nm。
可选地，所述轰击处理的时间为20-60ms。
可选地，所述氢离子束轰击的次数为2-5次，每次间隔的时间为2-5s。
可选地，所述红外激光发出的光的直径为3mm，波长为1000-1064nm。
可选地，所述红外激光发出的光的脉冲宽度为100-120fs，重复频率为1-1.5kHz，光束质量因子为1-1.2。
可选地，所述辐照处理的时间为10-20s。
可选地，所述轰击处理在惰性环境下进行。
可选地，所述电子传输层的材料选自ZnO、TiO2、SnO2、Ta2O3、ZrO2、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。
可选地，所述电子传输层的厚度为10-100nm。
可选地，所述量子点发光层的材料选自II-VI族化合物、III-V族化合物、II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物和IV族单质中的一种或多种。
可选地，所述制备方法还包括步骤：
在阳极上制备空穴传输层，在所述空穴传输层上制备所述量子点发光层；和/或
在经轰击处理后的电子传输层上制备电子注入层，在所述电子注入层上制备所述阴极。
一种量子点发光二极管，包括：阳极、阴极、设置于所述阳极和阴极之间的量子点发光层、设置于所述阴极和量子点发光层之间的电子传输层，其中，所述电子传输层是经氢离子束轰击处理后得到的电子传输层。
有益效果：本发明使用氢离子束对已经制备好的电子传输层(干膜)进行可控深度的轰击，氢离子束轰击电子传输材料时，与电子传输材料表层的原子和电子产生复杂的相互作用，所携带的能量大部分以热能的形式转移给电子传输材料，直到离子的动能降低到一定程度后才在电子传输材料中停止下来，它是材料内部能量转换过程，产生的热效应对电子传输层起到退火处理的作用，该退火处理可以让膜层内分子排列更有序，从而提升膜层的载流子迁移率，避免了载流子传输能力差导致界面电荷累积，致使荧光猝灭的发生，进而延长了量子点发光二极管的寿命；而均匀的离子束轰击可以使薄膜粗糙度大幅降低，提升器件整体的发光均匀性。
附图说明
图1为现有量子点发光二极管荧光淬灭时的工作寿命曲线。
图2为本发明实施例提供的一种量子点发光二极管的制备方法的流程示意图。
图3为本发明实施例提供的一种量子点发光二极管的结构示意图。
图4为具体的实施例1中量子点发光二极管的工作寿命曲线。
图5为具体的实施例2中量子点发光二极管的工作寿命曲线。
图6为具体的对比例1中量子点发光二极管的工作寿命曲线。
具体实施方式
本发明提供一种量子点发光二极管及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
目前制备的量子点发光二极管，其工作寿命远没有达到理论应有的长度，并会出现荧光猝灭的现象。如图1所示，其为在恒流驱动的状态下测试的器件亮度的衰减变化，其中横坐标为测试工作寿命的时间，左侧纵坐标为器件亮度，右侧纵坐标为器件电压，曲线①为器件亮度，曲线②为器件电压。从图1可知，器件亮度曲线在测试一段时间后忽然骤降至0，即为出现荧光猝灭的情况。出现此问题的原因与电子传输层载流子传输能力差，导致界面电荷累积有很大关系，所以如何提高电子传输层的载流子传输能力是亟需解决的技术问题。同时，电子传输层的粗糙度影响量子点发光二极管的发光均匀性，所以，如何降低电子传输层的粗糙度也是亟需解决的技术问题。
基于此，本发明实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法，如图2所示，包括步骤：
S10、在阳极上制备量子点发光层；
S20、在所述量子点发光层上制备电子传输层；
S30、采用氢离子束对所述电子传输层进行轰击处理；
S40、在经轰击处理后的电子传输层上制备阴极。
本实施例中，采用氢离子束对已经制备好的电子传输层(干膜)进行轰击处理，也就是将氢离子束注入电子传输层中，离子注入是一种将带电的且具有能量的粒子注入薄膜的过程。本实施例采用氢离子束轰击电子传输层，具有以下优势：
热效应：氢离子束轰击电子传输材料时，与电子传输材料表层的原子和电子产生复杂的相互作用，所携带的能量大部分以热能的形式转移给电子传输材料，直到离子的动能降低到一定程度后才在电子传输材料中停止下来，它是材料内部能量转换过程，产生的热效应对电子传输层起到退火处理的作用，使用该工艺对电子传输层进行退火可以让膜层内分子排列更有序，从而提升膜层的载流子迁移率，避免了载流子传输能力差导致界面电荷累积，致使荧光猝灭的发生，进而延长了量子点发光二极管的寿命；
可控深度：不同于常规热处理(即退火处理)的工艺，氢离子束退火可将离子注入深度控制在电子传输层厚度以内，即可在不影响量子点发光层的前提下，对电子传输层进行充分的退火处理；
提高电子传输层平整度：离子束退火工艺可对电子传输层表面进行均匀的处理，从而可以大幅减少电子传输层缺陷，提高平整度，进而提高量子点发光二极管的发光均匀性；
介孔结构：氢离子束退火后，电子传输层形成介孔结构，从而增大了电子传输层与电子注入层(或阴极)的接触面积，提高了载流子的界面传输效率。
在常规器件制备工艺的基础上，本实施例所述的离子束退火工艺可以大幅提高器件稳定性与测试的准确性，有利于实验研究。退火后电子传输层的载流子迁移率提升，很大程度上避免了测试过程中因为界面电荷累积导致的器件猝灭，因此可以提升器件测试的准确性。而该退火工艺在对电子传输层进行退火的同时，避免了热退火对量子点发光层或其配体的破坏，因此还可以提升器件的稳定性。
需说明的是，本实施例中，所述轰击处理在惰性环境下进行，避免水氧等对膜层造成侵蚀。
在一种实施方式中，所述氢离子束的注入能量为1-10keV。注入能量若低于最小值则无法达到理想的退火程度，高于最大值则可能穿透电子传输层，对量子点发光层产生损伤。
在一种实施方式中，所述电子传输层的厚度为10-100nm。
在一种实施方式中，所述氢离子束在所述电子传输层中的注入深度为10-100nm。所述氢离子束的注入深度不超出电子传输层的厚度，以避免对量子点发光层产生损失。
在一种实施方式中，所述轰击处理的时间为20-60ms，以确保达到较佳的退火效果，且避免过度处理对膜层造成损伤，影响器件性能。
在一种实施方式中，所述氢离子束轰击的次数为2-5次，每次间隔的时间为2-5s，以确保达到理想的退火效果，进一步提高器件性能。
在一种实施方式中，所述在经轰击处理后的电子传输层上制备阴极的步骤包括：使用红外激光对经轰击处理后的电子传输层进行辐照处理，在经辐照处理后的电子传输层上制备所述阴极。
本实施例中，获得很大动能的氢离子即可以直接进入电子传输层中，同时也会在电子传输层中产生一些晶格缺陷，因此在离子注入后再次进行退火来消除这些缺陷。使用红外激光对电子传输层进行辐照，此退火工艺可以达到消除电子传输层晶格缺陷的同时，避免整体加热对量子点发光层的损伤。
这是因为红外光的高能量、高准直性，通过光路聚焦，使能量瞬间释放，这种聚集高能量的激光照射到电子传输材料表面，电子传输层产生热效应，达到退火的目的；同时，红外光的穿透性不强，且目前的量子点吸光度范围约为200-700nm，所以红外光对电子传输层退火对量子点发光层的影响极低。另外，晶格缺陷的产生为注入离子时原子因碰撞离开晶格位置，而在该退火过程中，热效应使原子活动性增强，缺陷状态在热力学中处于不稳定状态，加热时有向未损伤前稳定状态转化的趋势。
需说明的是，本实施例中，所述辐照处理在惰性环境下进行，避免水氧等对膜层造成侵蚀。
在一种实施方式中，所述光的直径为3mm，波长为1000-1064nm，所述光的脉冲宽度为100-120fs，重复频率为1-1.5kHz，光束质量因子为1-1.2。光子能量若低于最小值则无法达到理想的退火程度，高于最大值则产生的热能过大，对电子传输层造成损伤，或温度传导对量子点发光层造成损伤。
在一种实施方式中，所述辐照处理的时间为10-20s，以确保达到理想的退火程度，且避免过度处理对电子传输层造成损伤。
需说明的是，本实施例的量子点发光二极管有多种形式，例如量子点发光二极管还可以包含以下功能层的一层或者多层：设置于阳极与量子点发光层之间的空穴传输层，设置于空穴传输层与阳极之间的空穴注入层，设置于电子传输层与阴极之间的电子注入层。其中，空穴注入层和空穴传输层可采用蒸镀或者旋涂的方式沉积，空穴注入层和空穴传输层的光学带隙不能小于量子点材料的光学带隙，否则会严重影响出光效率。并且，使用的空穴传输层材料需溶于芳香族化合物。
在一种实施方式中，所述制备方法还包括步骤：
在阳极上制备空穴传输层，在所述空穴传输层上制备所述量子点发光层；
在经轰击处理后的电子传输层上制备电子注入层，在所述电子注入层上制备所述阴极。
需说明的是，当所述制备方法还包括使用红外激光对经轰击处理后的电子传输层进行辐照处理的步骤时，所述制备电子注入层的步骤在所述辐照处理的步骤之后进行。
本发明实施例提供一种量子点发光二极管，如图3所示，包括：阳极1、阴极4、设置于所述阳极1和阴极4之间的量子点发光层2、设置于所述阴极4和量子点发光层2之间的电子传输层3，其中，所述电子传输层3是经氢离子束轰击处理后得到的电子传输层。
本实施例中，电子传输层的分子排布更为有序，介孔结构的形成也使得电子传输层与电子注入层接触面积增大(氢离子注入电子传输层后，以树状方式散布在电子传输层内部，经过红外去除氢离子后，原先存在氢离子的位置在薄膜形成介孔结构)，载流子迁移率显著增加，从而避免了载流子传输能力差导致界面电荷累积，致使荧光猝灭的发生，进而延长了量子点发光二极管的寿命；同时，电子传输层的平整性较高，从而提升器件整体的发光均匀性；且由于器件制备过程中离子注入可控深度，不会对量子点发光层造成影响。
需说明的是，本实施例的量子点发光二极管有多种形式，例如量子点发光二极管还可以包含以下功能层的一层或者多层：设置于阳极与量子点发光层之间的空穴传输层，设置于空穴传输层与阳极之间的空穴注入层，设置于电子传输层与阴极之间的电子注入层。
在一种实施方式中，所述空穴注入层材料包括但不限于：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。
在一种实施方式中，所述空穴传输层材料包括但不限于：聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚乙烯咔唑、聚(N,N'双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、15N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、石墨烯、C60中的至少一种。作为另一种实施方式，所述空穴传输层选自具有空穴传输能力的无机材料，包括但不限于NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO、MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的至少一种，并且，所使用的空穴传输层材料需溶于芳香族化合物。
在一种实施方式中，所述量子点发光层的材料为具备发光能力的直接带隙化合物半导体，包括但不限于II-VI族化合物、III-V族化合物、II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物或IV族单质中的一种或多种。具体地，所述量子点发光层使用的半导体材料包括但不限于II-VI半导体的纳米晶，比如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe和其他二元、三元、四元的II-VI化合物；III-V族半导体的纳米晶，比如GaP、GaAs、InP、InAs和其他二元、三元、四元的III-V化合物；所述的用于电致发光的半导体材料还不限于II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物、IV族单质等。其中，所述的量子点发光层材料还可以为掺杂或非掺杂的无机钙钛矿型半导体、和/或有机-无机杂化钙钛矿型半导体；具体地，所述的无机钙钛矿型半导体的结构通式为AMX3，其中A为Cs+离子，M为二价金属阳离子，包括但不限于Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+，X为卤素阴离子，包括但不限于Cl-、Br-、I-；所述的有机-无机杂化钙钛矿型半导体的结构通式为BMX3，其中B为有机胺阳离子，包括但不限于CH3(CH2)n-2NH3 +(n≥2)或NH3(CH2)nNH3 2+(n≥2)。当n＝2时，无机金属卤化物八面体MX64 -通过共顶的方式连接，金属阳离子M位于卤素八面体的体心，有机胺阳离子B填充在八面体间的空隙内，形成无限延伸的三维结构；当n＞2时，以共顶的方式连接的无机金属卤化物八面体MX64-在二维方向延伸形成层状结构，层间插入有机胺阳离子双分子层(质子化单胺)或有机胺阳离子单分子层(质子化双胺)，有机层与无机层相互交叠形成稳定的二维层状结构；M为二价金属阳离子，包括但不限于Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+；X为卤素阴离子，包括但不限于Cl-、Br-、I-。
在一种实施方式中，所述电子传输层的材料为具有电子传输能力的带隙大于发光材料带隙的氧化物半导体纳米颗粒材料，包括但不限于ZnO、TiO2、SnO2、Ta2O3、ZrO2、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述顶部电极的透光要求和材料选择：包括但不限于金属材料、碳材料、金属氧化物中的一种或多种。其中，所述金属材料包括Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Mg中的一种或多种。所述碳材料包括石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或多种。所述金属氧化物可以是掺杂或非掺杂金属氧化物，包括ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO、AMO中的一种或多种，也包括掺杂或非掺杂透明金属氧化物之间夹着金属的复合电极，其中，所述复合电极包括AZO/Ag/AZO、AZO/Al/AZO、ITO/Ag/ITO、ITO/Al/ITO、ZnO/Ag/ZnO、ZnO/Al/ZnO、TiO2/Ag/TiO2、TiO2/Al/TiO2、ZnS/Ag/ZnS、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2、TiO2/Al/TiO2中的一种或多种。上述顶发射器件电极厚度不应超过20nm，对可见光透光率不应低于90％，底发射器件厚度需超过80nm。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
一种正置顶发射结构的制备过程如下：
步骤S1：在ITO衬底上，旋涂PEDOT：PSS溶液(浓度3mg/mL)，转速5000，时间30秒，随后在150℃加热15分钟；
步骤S2：旋涂TFB溶液(浓度8mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后在80℃加热10分钟；
步骤S3：旋涂量子点溶液(浓度20mg/mL)，转速2000，时间30秒，在80℃加热5分钟；
步骤S4：旋涂ZnO溶液(浓度30mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后在80℃加热30分钟；
步骤S5：对ZnO薄膜进行氢离子束轰击，注入能量为3keV，轰击持续时间为20ms，辐照次数为5次，间隔时间为2s；
步骤S6：通过热蒸发，真空度为3×10-5Pa，蒸镀Ag，速度为1埃/秒，时间200秒，厚度20nm，得到顶发射的正置型量子点发光二极管；
步骤S7：对量子点发光二极管进行封装，并对其进行恒流工作寿命测试，电流为2mA，在器件亮度降低至最大值的95％时停止测试。测试结果如图4，表1所示。图4为在恒流驱动的状态下测试的器件亮度的衰减变化，其中横坐标为测试工作寿命的时间，左侧纵坐标为器件亮度，右侧纵坐标为器件电压，曲线①为器件亮度，曲线②为器件电压。
实施例2
一种正置顶发射结构的制备过程如下：
步骤S1：在ITO衬底上，旋涂PEDOT：PSS溶液(浓度3mg/mL)，转速5000，时间30秒，随后在150℃加热15分钟；
步骤S2：旋涂TFB溶液(浓度8mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后在80℃加热10分钟；
步骤S3：旋涂量子点溶液(浓度20mg/mL)，转速2000，时间30秒，在80℃加热5分钟；
步骤S4：旋涂ZnO溶液(浓度30mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后在80℃加热30分钟；
步骤S5：对ZnO薄膜进行氢离子束轰击，注入能量为3keV，轰击持续时间为20ms，辐照次数为5次，间隔时间为2s；
步骤S6：使用飞秒激光对ZnO薄膜进行辐照，以此达到退火的目的，其出光直径为3mm，波长为1053nm，脉冲宽度为120fs，重复频率为1kHz,光束质量因子为1.2；
步骤S7：通过热蒸发，真空度为3×10-5Pa，蒸镀Ag，速度为1埃/秒，时间200秒，厚度20nm，得到顶发射的正置型量子点发光二极管；
步骤S8：对量子点发光二极管进行封装，并对其进行恒流工作寿命测试，电流为2mA，在器件亮度降低至最大值的95％时停止测试。测试结果如图5，表1所示。图5为在恒流驱动的状态下测试的器件亮度的衰减变化，其中横坐标为测试工作寿命的时间，左侧纵坐标为器件亮度，右侧纵坐标为器件电压，曲线①为器件亮度，曲线②为器件电压。
对比例1
一种正置顶发射结构的制备过程如下：
步骤S1：在ITO衬底上，旋涂PEDOT：PSS溶液(浓度3mg/mL)，转速5000，时间30秒，随后在150℃加热15分钟；
步骤S2：旋涂TFB溶液(浓度8mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后在80℃加热10分钟；
步骤S3：旋涂量子点溶液(浓度20mg/mL)，转速2000，时间30秒，在80℃加热5分钟；
步骤S4：旋涂ZnO溶液(浓度30mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后在80℃加热30分钟；
步骤S5：通过热蒸发，真空度为3×10-5Pa，蒸镀Ag，速度为1埃/秒，时间200秒，厚度20nm，得到顶发射的正置型量子点发光二极管；
步骤S6：对量子点发光二极管进行封装，并对其进行恒流工作寿命测试，电流为2mA，在器件亮度降低至最大值的95％时停止测试。测试如图6，表1所示。图6为在恒流驱动的状态下测试的器件亮度的衰减变化，其中横坐标为测试工作寿命的时间，左侧纵坐标为器件亮度，右侧纵坐标为器件电压，曲线①为器件亮度，曲线②为器件电压。
表1、器件工作寿命对比
L(cd/m<sup>2</sup>) T95(h) T95_1K(h)
对比例1 30739 6.76 3509.98
实施例1 56100 8.57 8057.25
实施例2 65313 10.99 13383.37
表1为实施例1-2与对比例1的器件工作寿命对比，使用2mA的恒流驱动。其中L(cd/m2)表示器件的最高亮度；T95(h)表示器件在2mA的恒流驱动下亮度衰减至95％所用时间；T95_1K(h)表示器件在亮度为1000nit时，亮度衰减至95％所需时间。
从图4-6对比可知，在经过实施例1-2工艺处理过器件后，器件亮度得到明显提升，在驱动电流2mA下，由对比例1的30739cd/m2提升至实施例1的56100cd/m2以及实施例2的65313cd/m2，涨幅为212％。同时，在驱动电流2mA下，器件的亮度由100％衰减至95％的时间(即T95)，也由对比例1的6.76h提升至实施例1的8.57h以及实施例2的10.99h，涨幅为163％。T95_1K为器件在1000nit亮度下，亮度由100％衰减至95％所用时间，其值由2mA下的亮度与T95计算得出，由对比例1的3509.98h提升至实施例1的8057.25h以及实施例2的13383.37h，涨幅为381％，这是因为退火处理可以让膜层内分子排列更有序，从而提升膜层的载流子迁移率，避免了载流子传输能力差导致界面电荷累积，致使荧光猝灭的发生，进而延长了量子点发光二极管的寿命。并且，从图6与图4-图5的对比中可知，经过实施例1-2工艺处理后的器件，在恒流驱动下，器件亮度曲线更平稳，这表明经处理后器件的光学性能得到明显提高。
综上所述，本发明提供的一种量子点发光二极管及其制备方法，本发明使用氢离子束对已经制备好的电子传输层(干膜)进行可控深度的轰击，氢离子束轰击电子传输材料时，与电子传输材料表层的原子和电子产生复杂的相互作用，所携带的能量大部分以热能的形式转移给电子传输材料，直到离子的动能降低到一定程度后才在电子传输材料中停止下来，它是材料内部能量转换过程，产生的热效应对电子传输层起到退火处理的作用，该退火处理可以让膜层内分子排列更有序，从而提升膜层的载流子迁移率，避免了载流子传输能力差导致界面电荷累积，致使荧光猝灭的发生，进而延长了量子点发光二极管的寿命；而均匀的离子束轰击可以使薄膜粗糙度大幅降低，提升器件整体的发光均匀性。
获得很大动能的氢离子即可以直接进入电子传输层中，同时也会在电子传输层中产生一些晶格缺陷，因此在离子注入后需进行退火来消除这些缺陷。使用红外激光对电子传输层进行辐照，此退火工艺可以达到消除电子传输层晶格缺陷的同时，避免整体加热对量子点传输层的损伤。
完成后退火处理后，电子传输层的分子排布更为有序，介孔结构的形成也使得电子传输层与电子注入层接触面积增大，载流子迁移率显著增加，同时，由于离子注入可控深度，不会对量子点发光层造成影响。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括步骤：
在阳极上制备量子点发光层；
在所述量子点发光层上制备电子传输层；
采用氢离子束对所述电子传输层进行轰击处理；
在经轰击处理后的电子传输层上制备阴极。
2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述在经轰击处理后的电子传输层上制备阴极的步骤包括：使用红外激光对经轰击处理后的电子传输层进行辐照处理，在经辐照处理后的电子传输层上制备所述阴极。
3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述氢离子束的注入能量为1-10keV，和/或
所述氢离子束在所述电子传输层中的注入深度为10-100nm，和/或
所述轰击处理的时间为20-60ms，和/或
所述氢离子束轰击的次数为2-5次，每次间隔的时间为2-5s。
4.根据权利要求2所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述红外激光发出的光的直径为3mm，波长为1000-1064nm，和/或
所述红外激光发出的光的脉冲宽度为100-120fs，重复频率为1-1.5kHz，光束质量因子为1-1.2；和/或
所述辐照处理的时间为10-20s。
5.根据权利要求1-4任一项所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述轰击处理在惰性环境下进行。
6.根据权利要求1-4任一项所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的材料选自ZnO、TiO2、SnO2、Ta2O3、ZrO2、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。
7.根据权利要求1-4任一项所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的厚度为10-100nm。
8.根据权利要求1-4任一项所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述量子点发光层的材料选自II-VI族化合物、III-V族化合物、II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物和IV族单质中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括步骤：
在阳极上制备空穴传输层，在所述空穴传输层上制备所述量子点发光层；和/或
在经轰击处理后的电子传输层上制备电子注入层，在所述电子注入层上制备所述阴极。
10.一种量子点发光二极管，包括：阳极、阴极、设置于所述阳极和阴极之间的量子点发光层、设置于所述阴极和量子点发光层之间的电子传输层，其特征在于，所述电子传输层是经氢离子束轰击处理后得到的电子传输层。
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