CN114916232B - 量子点、其制备方法、量子点发光器件及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种量子点、其制备方法、量子点发光器件及显示装置，该量子点包括内核结构和包围所述内核结构的壳层结构，所述壳层结构中最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域，特别涉及一种量子点、其制备方法、量子点发光器件及显示装置。
背景技术
量子点(Quantum dots，QDs)，又名半导体纳米晶、半导体纳米颗粒，是指尺寸在空间三个维度上均处于纳米数量级或由它们作为基本单元构成的纳米固体材料，是在纳米尺度上的原子和分子的集合体。基于量子点材料的发光二极管被称为量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode，QLED)，是一种新型的发光器件。
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。选择合适的器件结构和各功能层的传输特性相匹配对QLED器件的性能至关重要。目前电子传输层材料ZnO的引入，使电子传输更为高效，从而使电子在QLED器件中成为多子，但由于量子点较深的价带，空穴传输材料通常不能保证足够的空穴注入，这就导致电子空穴的注入不平衡，使得QLED器件效率和寿命均受到影响。
此外，上述较多的功能层的制备增加了制程工艺的复杂程度和制备过程中的不可控程度。并且较多的功能层的制备过程中，溶剂间的相互影响也是影响器件性能的关键因素。
发明内容
本公开实施例提供的一种量子点，包括内核结构和包围所述内核结构的壳层结构，所述壳层结构中最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，所述壳层结构包括所述最外侧壳层，以及位于所述最外侧壳层和所述内核结构之间的内侧壳层。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，所述内侧壳层的材料包括二元化合物半导体材料。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，所述内侧壳层的材料包括ZnS、ZnSe、CdS或CdSe其中之一或组合。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，所述最外侧壳层包括多个所述电子传输材料晶粒和多个所述空穴传输材料晶粒，所述电子传输材料晶粒和所述空穴传输材料晶粒相互分散且间隔分布。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，所述最外侧壳层包括的所述电子传输材料和所述空穴传输材料相互独立分布。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，所述电子传输材料为无机材料，和/或，所述空穴传输材料为无机材料。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，当所述电子传输材料为无机材料时，所述电子传输材料包括ZnO、Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、Nb2O5、In2O3其中之一或组合；和/或，
当所述空穴传输材料为无机材料时，所述空穴传输材料包括NiOx、WOx、MoOx、VOx、CrOx其中之一或组合。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点中，所述最外侧壳层的厚度为1nm-100nm。
相应地，本公开实施例还提供了一种量子点发光器件，包括依次层叠设置的阳极、空穴注入层、量子点发光层和阴极，其中所述量子点发光层包括上述量子点。
可选地，在本公开实施例提供的上述量子点发光器件中，所述空穴注入层和所述量子点发光层直接接触。
相应地，本公开实施例还提供了一种显示装置，其中，包括上述量子点发光器件。
相应地，本公开实施例还提供了一种量子点的制备方法，包括：
提供一具有内核结构以及具有包围所述内核结构的原始壳层的原始量子点；
对所述原始壳层进行处理，形成包围所述内核结构的壳层结构；其中，所述壳层结构中最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料。
可选地，在本公开实施例提供的上述制备方法中，所述对所述原始壳层进行处理，形成包围所述内核结构的壳层结构，具体包括：
将所述原始壳层部分氧化，在所述原始壳层表面形成氧化物壳层，以及位于所述氧化物壳层和所述内核结构之间的内侧壳层；
对所述氧化物壳层进行部分离子交换，形成材料包括电子传输材料和空穴传输材料的最外侧壳层。
可选地，在本公开实施例提供的上述制备方法中，对所述氧化物壳层进行部分离子交换，具体包括：
向包括所述氧化物壳层的量子点溶液中通入阳离子交换试剂及配体，通过所述配体与所述阳离子间配位能力的强弱实现部分离子交换。
附图说明
图1为本公开实施例提供的量子点的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的一种量子点的具体结构示意图；
图3为本公开实施例提供的又一种量子点的具体结构示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种量子点的具体结构示意图；
图5为本公开实施例提供的一种量子点的制备方法的流程图；
图6为本公开实施例提供的又一种量子点的制备方法的流程图；
图7为本公开实施例提供的量子点的制备方法各步骤的结构示意图；
图8为本公开实施例提供的量子点发光器件的结构示意图；
图9A-图9D为本公开实施例提供的正置结构的量子点发光器件的制备方法在执行各步骤之后的结构示意图。
图10为本公开实施例提供的倒置结构的量子点发光器件的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“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。“内”、“外”、“上”、“下”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可能相应地改变。
需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
本公开实施例提供的量子点，如图1所示，包括内核结构1和包围内核结构1的壳层结构2，壳层结构2中最外侧壳层21的材料包括电子传输材料和空穴传输材料。
本公开实施例提供的核壳结构的量子点，由于该量子点的最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料，这样可以将该结构的量子点应用于QLED器件的制备中，一方面可以将该量子点的最外层电子传输材料作为QLED器件中的电子传输层，将该量子点的最外层空穴传输材料作为QLED器件中的空穴传输层，减少单独制作电子传输层和空穴传输层的工艺，有效简化器件结构与工艺制程，避免溶液制程下一膜层对上一膜层的破坏；另一方面电子传输材料与空穴传输材料均与量子点紧密接触，使电子和空穴的注入更高效，有效避免电荷损失；另外，电子传输材料和空穴传输材料同时与QLED器件中的空穴注入层接触，但空穴会优先注入与其势垒差值较小的空穴传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层的电子传输材料不会阻挡空穴的注入；同理，电子会优先注入与其势垒差值较小的电子传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层空穴传输材料也不会阻碍电子的注入。此外，器件工作时的电子和空穴注入效率可以通过对电子传输材料和空穴传输材料的组分进行灵活调控，使电子和空穴注入更加平衡，提高器件效率及寿命。
具体地，本公开实施例通过直接将量子点的最外侧壳层设计成包括电子传输材料和空穴传输材料，这样电子传输材料和空穴传输材料与量子点接触性更好，更有利于电子空穴的注入。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点中，如图1所示，壳层结构2包括最外侧壳层21，以及位于最外侧壳层21和内核结构1之间的内侧壳层22。具体地，内侧壳层22可以是一层、两层或多层，由于核@壳结构量子点相对于只有核结构的量子点，核@壳结构量子点表面的缺陷中心较少，发光效率较高，目前采用较多的是核@壳结构和核@壳@壳结构，当然，可以根据发光需要来形成不同壳层结构的量子点，只要该量子点最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料均属于本公开保护的量子点结构。
在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点中，内侧壳层的材料可以包括二元化合物半导体材料。在一些实施例中，内侧壳层可以是通过量子点原始壳层通过氧化反应以及后续的离子交换反应而形成的结构特征，原始壳层包括二元化合物半导体材料。具体地，量子点原始壳层通过氧化反应以及后续的离子交换反应后形成最外侧壳层，然而氧化反应没有将原始壳层完全氧化，原始壳层未经过氧化反应的壳层即成为内侧壳层。上述形成内侧壳层的方式有利于节约工艺成本。
优选的，内侧壳层的材料一般为禁带宽度较宽的半导体材料。较宽禁带的半导体材料具有量子限域效应，可以将电子和空穴限域在量子点的内核结构内，电子和空穴在内核结构中复合发光。例如，ZnS材料的禁带宽度为3.6ev，ZnSe材料的禁带宽度为2.70eV，CdS材料的禁带宽度为2.4ev，CdSe材料的禁带宽度为1.80eV。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点中，内侧壳层的材料包括但不限于ZnS、ZnSe、CdS或CdSe其中之一或组合。具体地，当内侧壳层为一层时，内侧壳层可以为ZnS、ZnSe、CdS或CdSe等；当内侧壳层为两层时，内侧壳层可以为ZnS、ZnSe、CdS、CdSe等其中任意两层的组合，如ZnS@ZnSe，ZnS@CdS等；当内侧壳层为三层时，内侧壳层可以为ZnS、ZnSe、CdS、CdSe等其中任意三层的组合，如ZnS@ZnS@CdS，ZnS@CdS@CdSe等，依次类推。
在一种可能的实现方式中，核壳结构量子点的内核结构和内侧壳层之间，以及内侧壳层和外侧壳层之间，可以均通过共价键进行结合。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述量子点中，如图2所示，最外侧壳层21包括多个电子传输材料晶粒01和多个空穴传输材料晶粒02，电子传输材料晶粒01和空穴传输材料晶粒02相互分散且间隔分布。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述量子点中，如图3和图4所示，最外侧壳层21包括的电子传输材料(如ZnO)和空穴传输材料(如NiO)相互独立分布。即电子传输材料(如ZnO)分布在一起，空穴传输材料(如NiO)分布在一起。其中电子传输材料和空穴传输材料的组分比例可以进行灵活调控，例如图3中是电子传输材料(如ZnO)多于空穴传输材料(如NiO)；图4中是空穴传输材料(如NiO)多于电子传输材料(如ZnO)。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点中，内核结构使用的半导体材料包括但不限于Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅴ族化合物、Ⅳ-Ⅵ族化合物或Ⅰ-Ⅳ-Ⅶ族化合物。具体地，内核结构可以为CdS、CdSe、CdTe、InP、PbS、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPhI3以及其它二元、三元、四元的化合物。
在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点中，电子传输材料可选自具有电子传输能力的无机材料，和/或，空穴传输材料可选自具有空穴传输能力的无机材料。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点中，当电子传输材料选自无机材料时，电子传输材料可以为金属氧化物或金属复合氧化物。其中，金属氧化物如ZnO、Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、Nb2O5、In2O3等，金属复合氧化物如ZnMgO等。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点中，当空穴传输材料选自无机材料时，空穴传输材料包括但不限于NiOx、WOx、MoOx、VOx、CrOx其中之一或组合。
在具体实施，电子传输材料和空穴传输材料的比例直接影响电子空穴注入的平衡，可以根据实际需要进行调控二者的组分比例。具体地，通过调整电子传输材料和空穴传输材料的比例，使得单位时间到达内核结构的电子数量和空穴数量之间的差值位于预设阈值范围内，以达到预期的发光效率。进一步具体地，当单位时间内到达内核结构的电子数大于空穴数量，且单位时间到达内核的电子数与空穴数量之间的差值超出预设阈值范围，可以增大空穴传输材料的比例，以使单位时间内到达内核结构的电子数量和空穴数量之间的差值位于预设阈值范围内；当单位时间内到达内核结构的电子数小于空穴数量，且单位时间到达内核结构的电子数与空穴数量之间的差值超出预设阈值范围，可以增大空穴传输材料的比例，以使单位时间内到达内核结构的电子数量和空穴数量之间的差值位于预设阈值范围内。
由于电子和空穴分别是从阴极和阳极经过最外侧壳层和内侧壳层注入到量子点的内核结构中，内侧壳层的厚度会影响电子空穴的注入，若内侧壳层太厚的话，会减弱电子空穴的注入，因此为了保证量子点的发光效率、电子传输材料的电子传输能力以及空穴传输材料的空穴传输能力，在本公开实施例提供的上述量子点中，内侧壳层的厚度可以为1nm-10nm，最外侧壳层的厚度可以为1nm-100nm。
本公开实施例中的量子点包括但不限于：CdS@ZnS@NiO/ZnO、CdSe@ZnS@NiO/ZnO、InP@ZnS@NiO/ZnO、PbS@ZnS@NiO/ZnO、CsPbCl3@ZnS@NiO/ZnO、CsPbBr3@ZnS@NiO/ZnO、CsPhI3@ZnS@NiO/ZnO、CdS@ZnS@WO3/ZnO、CdSe@ZnS@WO3/ZnO、CdS@ZnS@NiO/Al2O3、InP@ZnS@NiO/Al2O3等量子点。其中最外层壳层中电子传输材料和空穴传输材料的比例可为任一数值，根据电子空穴注入平衡需要进行选择二者的比例。
进一步地，在具体实施时，本公开实施例是以内核结构为InP、内侧壳层为一层ZnS、最外侧壳层的电子传输材料为ZnO和空穴传输材料为NiO的InP@ZnS@ZnO/NiO量子点，以及内核结构为CdSe、内侧壳层为一层ZnS、最外侧壳层的电子传输材料为ZnO和空穴传输材料为NiO的CdSe@ZnS@ZnO/NiO量子点为例进行说明的。
基于同一公开构思，本公开实施例还提供了一种本公开实施例提供的上述量子点的制备方法，如图5所示，包括：
S501、提供一具有内核结构以及具有包围内核结构的原始壳层的原始量子点；例如原始量子点为CdSe@ZnS或InP@ZnS，其中CdSe和InP为相应量子点的内核结构，ZnS为相应量子点的原始壳层；
S502、对原始壳层进行处理，形成包围内核结构的壳层结构；其中，壳层结构中最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料；例如对原始量子点InP@ZnS的原始壳层ZnS进行处理，形成包围内核结构InP的壳层结构2，壳层结构2中最外侧壳层21的材料包括电子传输材料和空穴传输材料。
本公开实施例提供的上述量子点的制备方法，采用上述制备方法制备得到的量子点的最外侧壳层包括电子传输材料和空穴传输材料，这样可以将该结构的量子点应用于QLED器件的制备中，一方面可以将该量子点的最外层电子传输材料作为QLED器件中的电子传输层，将该量子点的最外层空穴传输材料作为QLED器件中的空穴传输层，减少单独制作电子传输层和空穴传输层的工艺，有效简化器件结构与工艺制程，避免溶液制程下一膜层对上一膜层的破坏；另一方面电子传输材料与空穴传输材料均与量子点紧密接触，使电子和空穴的注入更高效，有效避免电荷损失；另外，电子传输材料和空穴传输材料同时与QLED器件中的空穴注入层接触，但空穴会优先注入与其势垒差值较小的空穴传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层的电子传输材料不会阻挡空穴的注入；同理，电子会优先注入与其势垒差值较小的电子传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层空穴传输材料也不会阻碍电子的注入。此外，器件工作时的电子和空穴注入效率可以通过对电子传输材料和空穴传输材料的组分进行灵活调控，使电子和空穴注入更加平衡，提高器件效率及寿命。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点的制备方法中，所述对所述原始壳层进行处理，形成包围所述内核结构的壳层结构，如图6所示，具体包括：
S601、将原始壳层部分氧化，在原始壳层表面形成氧化物壳层，以及位于氧化物壳层和内核结构之间的内侧壳层；
具体地，如将原始量子点InP@ZnS的原始壳层ZnS部分氧化，在原始壳层ZnS的表面形成氧化物壳层ZnO，以及位于所述氧化物壳层ZnO和所述内核结构InP之间的内侧壳层ZnS(内侧壳层ZnS是原始壳层中剩余的未被氧化的部分)，即形成InP@ZnS@ZnO量子点，ZnO可以作为电子传输材料。
S602、对氧化物壳层进行部分离子交换，形成材料包括电子传输材料和空穴传输材料的最外侧壳层；
例如采用阳离子(作为空穴传输材料的阳离子)交换试剂交换氧化物壳层ZnO中部分Zn2+，从而形成材料包括电子传输材料和空穴传输材料的最外侧壳层。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点的制备方法中，将原始壳层部分氧化，具体包括：
向原始量子点溶液中通入O2或H2O2。具体地，如向InP@ZnS核壳量子点溶液中通入O2或H2O2，使原始壳层ZnS部分被氧化成为ZnO，形成InP@ZnS@ZnO结构量子点。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点的制备方法中，对氧化物壳层进行部分离子交换，具体包括：
向包括氧化物壳层的量子点溶液中通入阳离子交换试剂及配体，通过配体与阳离子间配位能力的强弱实现部分离子交换。
具体地，阳离子交换试剂可以为六水合氯化镍、六水合硫酸镍或六氯化钨等，配体可以为三丁基膦(PDT)或三正辛基氧膦配体(TOPO)等；如在量子点InP@ZnS@ZnO溶液中加入六水合氯化镍、六水合硫酸镍或六氯化钨等离子交换试剂，以及三丁基膦(PDT)或三正辛基氧膦配体(TOPO)等配体，通过配体与离子间的配位能力强弱实现部分离子交换，得到InP@ZnS@ZnO/XO(X＝Ni，W等)最外侧壳层包括电子传输材料和空穴传输材料的量子点。具体地，例如向InP@ZnS@ZnO溶液中加入六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)离子交换试剂和三丁基膦(PDT)配体，由于PDT与Zn2+的配位能力强于与Ni2+的配位能力，因此PDT与Zn2+配位形成配位化合物，通过控制反应时间以及加入的六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)离子交换剂的量，使Ni2 +占用ZnO壳层中部分Zn2+的位置，形成材料包括电子传输材料ZnO和空穴传输材料NiO的最外侧壳层，即得到InP@ZnS@ZnO/NiO量子点。
值得注意的是，最外侧壳层中电子传输材料和空穴传输材料的比例可以通过离子交换反应时加入的阳离子交换试剂及配体的量和反应时间进行调节。
下面以制备InP@ZnS@NiO量子点为例对本公开实施例提供的上述量子点的制备方法进行详细说明。
(1)形成InP@ZnS核壳量子点；具体地，可以通过但不限于溶液相合成法、水热法、溶剂热法等方法形成InP@ZnS核壳量子点；
(2)在InP@ZnS核壳量子点溶液中通入O2或加入H2O2使量子点壳层ZnS部分被氧化成为ZnO，形成InP@ZnS@ZnO结构量子点；
(3)在InP@ZnS@ZnO溶液中加入六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)离子交换试剂及三丁基膦(PDT)配体，由于PDT与Zn2+的配位能力大于与Ni2+的配位能力，因此PDT与Zn2+配位形成配位化合物，通过控制反应时间以及加入的六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)离子交换剂的量，使Ni2+占用ZnO壳层中部分Zn2+的位置，形成材料包括电子传输材料ZnO和无机空穴传输材料NiO的最外侧壳层，即得到InP@ZnS@ZnO/NiO量子点。
通过上述步骤(1)至步骤(3)即可制备出本公开实施例提供的上述量子点，具体的量子点制备流程示意图如图7所示。
具体地，制备CdSe@ZnS@NiO量子点的制备方法与上述制备InP@ZnS@ZnO/NiO量子点的方法相同，区别在于内核结构为InP。
基于同一公开构思，本公开实施例还提供了一种量子点发光器件，如图8所示，包括依次层叠设置的阳极20、空穴注入层30、量子点发光层40和阴极60，其中量子点发光层40包括本公开实施例提供的上述任一项的量子点。
本公开实施例提供的上述量子点发光器，其中量子点发光层包括本公开实施例提供的上述任一项的量子点，由于该量子点的最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料，这样一方面可以将该量子点的最外层电子传输材料作为QLED器件中的电子传输层，将该量子点的最外层空穴传输材料作为QLED器件中的空穴传输层，减少单独制作电子传输层和空穴传输层的工艺，有效简化器件结构与工艺制程，避免溶液制程下一膜层对上一膜层的破坏；另一方面电子传输材料与空穴传输材料均与量子点紧密接触，使电子和空穴的注入更高效，有效避免电荷损失；另外，电子传输材料和空穴传输材料同时与QLED器件中的空穴注入层接触，但空穴会优先注入与其势垒差值较小的空穴传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层的电子传输材料不会阻挡空穴的注入；同理，电子会优先注入与其势垒差值较小的电子传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层空穴传输材料也不会阻碍电子的注入。此外，器件工作时的电子和空穴注入效率可以通过对电子传输材料和空穴传输材料的组分进行灵活调控，使电子和空穴注入更加平衡，提高器件效率及寿命。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点发光器件中，空穴注入层和量子点发光层直接接触，这样可以使空穴注入层和空穴传输材料组成具有一定能级梯度的结构，能够最大程度的增加空穴的传输效率，提高载流子的利用率。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点发光器件中，空穴注入层的材料可以包括但不限于PEDOT：PSS、CuPc、过渡金属氧化物、金属硫系化合物其中之一或组合。其中，过渡金属氧化物包括但不限于MoOx、VOx、WOx、CrOx、CuO其中之一或组合，金属硫系化合物包括但不限于MoS2、MoSe2、WS2、WSe2、CuS其中之一或组合。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点发光器件中，阳极可以为掺杂金属氧化物，该掺杂氧化物包括但不限于铟掺杂氧化锡(ITO)、铟掺杂氧化锌(IZO)等其中一种或多种。
进一步地，在具体实施时，在本公开实施例提供的上述量子点发光器件中，阴极可以为金属材料、导电金属氧化物材料、导电碳材料其中一种或多种；其中金属材料包括但不限于如Al、Ag、Cu、Mo、Au或它们的合金等其中一种或多种；导电金属氧化物材料包括但不限于ITO、IZO、AZO其中一种或多种；导电碳材料包括但不限于碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯等其中一种或多种。
进一步地，在具体实施时，阴极材料优选为Al、Ag或Mg/Ag。
进一步地，在具体实施时，阴极的厚度可以为500nm-1000nm。
进一步地，在具体实施时，本公开实施例提供的量子点发光器件的结构可以为正置结构，也可以为倒置结构，不做具体限定。
下面通过具体实施例对本公开实施例提供的量子点发光器件为正置结构时的制备方法进行详细说明。具体地，量子点发光器件中各膜层的制备方法包括但不限于旋涂法、蒸镀法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、磁控溅射法等中的一种或多种。
(1)、清洗衬底基板10，采用蒸镀法在衬底基板10上蒸镀一层阳极20，如图9A所示；具体地，衬底基板10可以为刚性衬底或柔性衬底；其中，刚性衬底包括但不限于玻璃等；柔性衬底包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PV)等其中一种或多种。
(2)、采用旋涂法在阳极20上制备空穴注入层30，如图9B所示；具体地，如旋涂PEDOT：PSS空穴注入材料；
(3)采用旋涂法在空穴注入层30上制备量子点发光层40，如图9C所示；具体地，量子点发光层包括本公开实施例提供的如CdSe@ZnS@ZnO/NiO量子点；其中，ZnO为电子传输材料，NiO为空穴传输材料；
(4)、采用蒸镀法在量子点发光层40上蒸镀一层阴极50，如图9D所示；阴极材料可采用Al等，厚度约为500nm-1000nm。
在上述各膜层制备结束之后进行封装，完成本公开实施例中正置结构的量子点发光器件的制备。
本公开实施例上述制备得到的图9D所示的量子点发光器件为正置结构，当然在具体实施时，也可以制备倒置结构的量子点发光器件，具体地，倒置结构的量子点发光器件为在衬底基板10上依次形成阴极50、量子点发光层40、空穴注入层30和阳极20，倒置结构的具体结构如图10所示；倒置结构的量子点发光器件的具体制备流程可以参见上述正置结构的量子点发光器件的制备方法，仅是各膜层的制备顺序发生改变，在此不做详述。
本公开对量子点发光器件的发光类型不做限制，如不限于底出光或顶出光。在具体实施时，阳极和阴极中位于量子点发光器件出光一侧的电极为透明电极。
具体实施时，本公开实施例提供的量子点发光器件还包括本领域技术人员熟知的其它功能膜层，在此不做详述。
基于同一公开构思，本公开实施例还提供了一种显示装置，包括本公开实施例提供的上述量子点发光器件。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本公开的限制。该显示装置解决问题的原理与前述量子点发光器件相似，因此该显示装置的实施可以参见前述量子点发光器件的实施，重复之处在此不再赘述。
本公开实施例提供的量子点、其制备方法、量子点发光器件及显示装置，由于该量子点的最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料，这样可以将该结构的量子点应用于QLED器件的制备中，一方面可以将该量子点的最外层电子传输材料作为QLED器件中的电子传输层，将该量子点的最外层空穴传输材料作为QLED器件中的空穴传输层，减少单独制作电子传输层和空穴传输层的工艺，有效简化器件结构与工艺制程，避免溶液制程下一膜层对上一膜层的破坏；另一方面电子传输材料与空穴传输材料均与量子点紧密接触，使电子和空穴的注入更高效，有效避免电荷损失；另外，电子传输材料和空穴传输材料同时与QLED器件中的空穴注入层接触，但空穴会优先注入与其势垒差值较小的空穴传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层的电子传输材料不会阻挡空穴的注入；同理，电子会优先注入与其势垒差值较小的电子传输材料内，然后进一步注入量子点，因此，外层空穴传输材料也不会阻碍电子的注入。此外，器件工作时的电子和空穴注入效率可以通过对电子传输材料和空穴传输材料的组分进行灵活调控，使电子和空穴注入更加平衡，提高器件效率及寿命。
尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样，倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种量子点，其中，包括内核结构和包围所述内核结构的壳层结构，所述壳层结构中最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料；
当所述电子传输材料为无机材料时，所述电子传输材料为ZnO、Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、Nb2O5、In2O3其中之一或组合；和/或，
当所述空穴传输材料为无机材料时，所述空穴传输材料为NiOx、WOx、MoOx、VOx、CrOx其中之一或组合。
2.如权利要求1所述的量子点，其中，所述壳层结构包括所述最外侧壳层，以及位于所述最外侧壳层和所述内核结构之间的内侧壳层。
3.如权利要求2所述的量子点，其中，所述内侧壳层的材料包括二元化合物半导体材料。
4.如权利要求3所述的量子点，其中，所述内侧壳层的材料包括ZnS、ZnSe、CdS或CdSe其中之一或组合。
5.如权利要求1所述的量子点，其中，所述最外侧壳层包括多个所述电子传输材料晶粒和多个所述空穴传输材料晶粒，所述电子传输材料晶粒和所述空穴传输材料晶粒相互分散且间隔分布。
6.如权利要求1所述的量子点，其中，所述最外侧壳层包括的所述电子传输材料和所述空穴传输材料相互独立分布。
7.如权利要求1所述的量子点，其中，所述电子传输材料为无机材料，和/或，所述空穴传输材料为无机材料。
8.如权利要求1所述的量子点，其中，所述最外侧壳层的厚度为1nm-100nm。
9.一种量子点发光器件，其中，包括依次层叠设置的阳极、空穴注入层、量子点发光层和阴极，其中所述量子点发光层包括如权利要求1-8任一项所述的量子点。
10.如权利要求9所述的量子点发光器件，其中，所述空穴注入层和所述量子点发光层直接接触。
11.一种显示装置，其中，包括如权利要求9或10所述的量子点发光器件。
12.一种量子点的制备方法，其中，包括：
提供一具有内核结构以及具有包围所述内核结构的原始壳层的原始量子点；
对所述原始壳层进行处理，形成包围所述内核结构的壳层结构；其中，所述壳层结构中最外侧壳层的材料包括电子传输材料和空穴传输材料；当所述电子传输材料为无机材料时，所述电子传输材料为ZnO、Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、Nb2O5、In2O3其中之一或组合；和/或，当所述空穴传输材料为无机材料时，所述空穴传输材料为NiOx、WOx、MoOx、VOx、CrOx其中之一或组合。
13.如权利要求12所述的制备方法，其中，所述对所述原始壳层进行处理，形成包围所述内核结构的壳层结构，具体包括：
将所述原始壳层部分氧化，在所述原始壳层表面形成氧化物壳层，以及位于所述氧化物壳层和所述内核结构之间的内侧壳层；
对所述氧化物壳层进行部分离子交换，形成材料包括电子传输材料和空穴传输材料的最外侧壳层。
14.如权利要求13所述的制备方法，其中，对所述氧化物壳层进行部分离子交换，具体包括：
向包括所述氧化物壳层的量子点溶液中通入阳离子交换试剂及配体，通过所述配体与所述阳离子间配位能力的强弱实现部分离子交换。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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