CN116367582A - 量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种量子点发光二极管及其制备方法。该量子点发光二极管包括：依次层叠设置的阳极、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极；其中，电子传输层的材料为量子点；空穴阻挡层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1.5eV。该量子点发光二极管的载流子注入平衡。

Description

量子点发光二极管及其制备方法

技术领域

本申请涉及光电技术领域，具体涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。

背景技术

量子点是一种重要的低维半导体材料，通过量子尺寸效应能够实现量子点的带隙可调，因此被广泛应用在光电领域。量子点的制备方法主要包括化学溶液生长法、外延生长法和电场约束法。其中通过化学溶液生长法制得的胶体量子点(Colloidal Quantum dots,CQD)具有良好的溶液处理能力，可以应用于具有低成本优势的喷墨打印技术(Ink JetPrinting,IJP)中，因此目前大多利用CQD来制备量子点发光二极管(Quantum Dot LightEmitting Diodes,QLED)。QLED器件具有亮度高、色彩还原力强、寿命长、工作能耗低、生产成本低等优点，因此其在新型显示技术领域中具有巨大发展潜力。

然而，当前技术下，QLED中空穴注入势垒通常较电子注入势垒更高，由此导致的载流子注入不平衡一方面会导致外量子效率(EQE)降低，另一方面会在QLED器件中产生电荷积累，造成对器件结构的破坏。常用的改善载流子注入平衡的方式包括适当降低空穴注入势垒，或者适当增加电子注入势垒。比如对电子传输层中的金属氧化物进行掺杂，以此提高金属氧化物的导带能级，从而增大电子注入势垒。然而掺杂金属氧化物自身的杂质缺陷以及水氧敏感性容易导致QLED器件性能不稳定。

发明内容

本申请提供一种量子点发光二极管，该量子点发光二极管的载流子注入平衡。

本申请还提供一种量子点发光二极管的制备方法。

本申请提供一种量子点发光二极管，包括：

依次层叠设置的阳极、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极；

其中，电子传输层的材料为量子点；

空穴阻挡层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1.5eV。

可选的，在本申请的一些实施例中，量子点发光层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1eV。

可选的，在本申请的一些实施例中，空穴阻挡层的禁带宽度大于3eV。

可选的，在本申请的一些实施例中，电子传输层中的量子点选自II-VI族、III-V族、IV-VI族的核壳型量子点或混合型量子点中的一种或多种。

可选的，在本申请的一些实施例中，II-VI族的核壳型量子点或混合型量子点选自CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、CdS/ZnS、CdZnSe/ZnS、CdS/CdZnS中的一种或多种；

III-V族的核壳型量子点或混合型量子点选自InP、InAs、InAsP、InP/InAsP中的一种或多种；

IV-VI族的核壳型量子点或混合型量子点选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、PbSe/PbS中的一种或多种。

可选的，在本申请的一些实施例中，电子传输层的材料为核壳型量子点，核壳型量子点为Type I型。

可选的，在本申请的一些实施例中，电子传输层中的量子点的表面连接有配体，配体包括极性基团，极性基团选自巯基、氨基、羧基中的一种或多种。

可选的，在本申请的一些实施例中，电子传输层的厚度为2～200nm；和/或

空穴阻挡层的厚度为1～50nm。

可选的，在本申请的一些实施例中，量子点发光层的材料选自于CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、CdSe/ZnS、InP/GaP/ZnSe、CdZnSe/ZnS、InP、InAs、InAsP、PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe中的一种或多种；和/或

空穴阻挡层的材料选自于ZnO、TiO₂、SnO、ZrO₂、Ta₂O₃中的一种或多种。

另外，一种量子点发光二极管的制备方法，包括：

提供衬底；以及

在衬底上形成依次层叠设置的阳极、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极；

其中，电子传输层的材料为量子点；

空穴阻挡层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1.5eV。

相对现有技术，本发明采用量子点作为量子点发光二极管中的电子传输层材料，并在电子传输层和发光层之间设置导带底能级与电子传输层中量子点的导带底能级差值在1.5eV以下的空穴阻挡层。其中，作为电子传输层材料的量子点可选种类多、选择范围广，因此，通过选择合适的量子点，可以容易的实现导带能级的位置设计，使电子传输层的电子注入势垒处于目标范围内并且实现该范围内的数值可调，并且，通过调整电子传输层电子注入势垒可以调整器件的电子传输势垒，从而能够使量子点发光二极管中的载流子注入达到平衡。而量子点的稳定性远超常规的金属氧化物，因此利用量子点作为电子传输层可以显著提高量子点发光二极管的稳定性。另外，在发光层与电子传输层之间设置空穴传输层，还能减少甚至避免空穴从发光层一侧迁移至电子传输层，从而避免了空穴与电子在电子传输层发生复合，如此，就能够保证量子点发光二极管的正常工作，空穴阻挡层与电子传输层接近的导带能级也使得量子点发光二极管具有良好的电子传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1提供的量子点发光二极管的器件结构示意图；

图2是实施例1提供的量子点发光二极管中载流子的传输示意图；

图3是实施例1和对比例1提供的量子点发光二极管在1000nit下的寿命衰减比对示意图；

图4是实施例2和对比例2提供的量子点发光二极管在1000nit下的寿命衰减比对示意图；

图5是实施例3和对比例3提供的量子点发光二极管在1000nit下的寿命衰减比对示意图。

附图标记说明：

衬底101；阳极102；空穴注入层103；空穴传输层104；量子点发光层105；空穴阻挡层106；电子传输层107；阴极108。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种量子点发光二极管及其制备方法。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。本发明的各种实施例可以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为在1eV以下的范围描述已经具体公开子范围，例如0.5eV以下、0.2eV以下等，以及所数范围内的单一数字，例如0.1eV、0.2eV、0.3eV、0.4eV及0.5eV，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。

本申请实施例提供一种量子点发光二极管，包括：依次层叠设置的阳极、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极；其中，电子传输层的材料为量子点；空穴阻挡层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1.5eV。

本发明中电子传输层中的量子点可以选自于不同种类、不同尺寸、不同结构、不同表面配体的量子点。通过对电子传输层中量子点种类、尺寸、结构、表面配体的选择设计，可以使量子点具有合适的导带能级，进而实现电子注入势垒的调整，使得量子点发光二极管中的载流子注入达到平衡。另外，量子点具有的结构(合金结构、核壳结构等)特征、经过的例如配体封端的工艺处理等都赋予量子点稳定的性质，并且，其稳定性远超常规的金属氧化物，如此，利用量子点作为电子传输层材料能够进一步提高制得的器件的稳定性。

本发明的量子点发光二极管中空穴阻挡层的存在能够减少甚至避免空穴通过发光层迁移至电子传输层，从而避免空穴与电子在电子传输层发生复合，从而保证量子点发光二极管能够正常工作。

另外，本发明中空穴阻挡层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值在1.5eV以下，如此本发明中量子点发光二极管具有良好的电子传输效率。

在本申请的一些实施例中，量子点发光层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1eV。量子点发光层与电子传输层之间接近的导带底能级更有利于发光层和电子传输层之间的电子传输，进一步提高了量子点发光二极管中的电子传输效率。

在本申请的一些实施例中，空穴阻挡层的禁带宽度大于3eV。当空穴阻挡层材料的禁带宽度在3eV以上时，能够减少甚至避免空穴通过发光层迁移至电子传输层，使量子点发光二极管能够正常工作。进一步地，在一些实施例中，电子传输层的导带底能级可以大于空穴阻挡层的导带底能级；在一些实施例中，量子点发光层的导带底能级可以大于空穴阻挡层的导带底能级；在一些实施例中，电子传输层的价带顶能级可以大于空穴阻挡层的价带顶能级；在一些实施例中，量子点发光层的价带顶能级可以大于空穴阻挡层的价带顶能级。

在本申请的一些实施例中，电子传输层中的量子点选自II-VI族、III-V族、IV-VI族的核壳型量子点或混合型量子点中的一种或多种。在本发明的一些实施例中，电子传输层的量子点可以为核壳材料，上述核壳材料由II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物中的至少两种组成。进一步地，本发明中电子传输层中的量子点可以为合金结构也可以为核壳结构，还可以为其他本领域量子点常见的结构。

进一步地，本发明中电子传输层中的量子点优选II-VI族量子点和/或III-V族量子点，这是因为II-VI族量子点和III-V族量子点的导带底能级与发光层的导带底能级更为接近，因此更有利于电子的传输。

在本申请的一些实施例中，II-VI族的核壳型量子点或混合型量子点选自CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、CdS/ZnS、CdZnSe/ZnS、CdS/CdZnS中的一种或多种；

III-V族的核壳型量子点或混合型量子点选自InP、InAs、InAsP、InP/InAsP中的一种或多种；

IV-VI族的核壳型量子点或混合型量子点选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、PbSe/PbS中的一种或多种。

上述CdS/ZnS等表述中的“/”表示“/”后的物质(作为壳层)包覆“/”前的物质(作为核层)。

在本申请的一些实施例中，电子传输层的材料为核壳型量子点，核壳型量子点为Type I型。Type I型的量子点是指壳层材料的导带能级比核层材料的导带能级高，且壳层材料的价带能级比核层材料的价带能级低的量子点。在Type I型量子点中，核层材料的禁带完全处在壳层材料的禁带范围内，通过禁带宽度(指材料导带底能级和价带顶能级之间的差异)更宽的壳层材料束缚，核层材料表面由于悬挂键和晶格缺陷导致的陷阱能级可以被修复，使得Type I型量子点表现出更佳的电子传输效果。

在本申请的一些实施例中，电子传输层中的量子点的表面连接有配体，配体包括极性基团，极性基团选自巯基(-SH)、氨基(-NH₂)、羧基(-COOH)中的一种或多种；

电子传输层中的量子点通过取代极性基团上的氢实现与配体的连接。

配体分子中的极性基团容易产生孤立电子对，极性基团产生的孤立电子对能够与量子点表面的金属原子形成共价键，如此，电子点传输层中的量子点能够取代极性基团上的氢，从而实现与配体的连接。并且，配体的存在还可以帮助量子点隔绝水氧，进而提高量子点的稳定性。配体可以选自R-SH、R-NH₂、R-COOH中的一种或多种；上述R选自C1～C8的直链烷基、C1～C8的支链烷基、C3～C8的环烷基、C6～C8的芳香基中的一种。

基于量子点的粒径和电子迁移率，在一些实施例中，在本申请的一些实施例中，电子传输层的厚度为2～200nm；和/或

空穴阻挡层的厚度为1～50nm。

当电子传输层的厚度在2～200nm的范围内时，电子传输层的电子传输效果较佳。电子传输层的厚度可以根据选取的量子点不同而在上述范围内进行调整，当选取电子迁移率较高的量子点作为电子传输层时，电子传输层的厚度可以相对较厚，而选取电子迁移率较低的量子点作为电子传输层时，电子传输层的厚度则应相对减薄。进一步地，在本申请的一些实施例中，电子传输层的厚度优选为2～20nm。

当空穴阻挡层的厚度在1～50nm的范围内时，量子点发光二极管可以具有良好的电子传输效率。进一步地，在本申请的一些实施例中，空穴阻挡层的厚度优选为2～10nm。

在本申请的一些实施例中，量子点发光层的材料选自于CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、CdSe/ZnS、InP/GaP/ZnSe、CdZnSe/ZnS、InP、InAs、InAsP、PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe中的一种或多种；和/或

空穴阻挡层的材料选自于ZnO、TiO₂、SnO、ZrO₂、Ta₂O₃中的一种或多种。

进一步地，可以对上述ZnO、TiO₂、SnO、ZrO₂、Ta₂O₃等无机氧化物进行掺杂，掺杂元素可以选自但不限于Li、Mg、Al、Cd、In、Cu、Cs、Ga、Gd。其中掺杂元素的掺杂比例可以为0.005～50wt％。

本发明还提供了一种量子点发光二极管的制备方法，包括：

提供衬底；以及

在衬底上形成依次层叠设置的阳极、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极；

其中，电子传输层的材料为量子点；

空穴阻挡层的导带底能级与电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1.5eV。

上述“在衬底上”中的“上”为广义的上，可以为直接接触的上方，例如直接在衬底上形成膜层，也可以为间接接触的上方，例如在衬底上形成的膜层之上形成另外的膜层。通过上述制备方法制备的量子点发光二极管可以具有不同的器件结构，例如多层器件、正置器件、倒置器件、顶发射极器件、底发射极器件、双面发射器件。本发明的量子点发光二极管的制备方法还可以包括对衬底上形成的膜层进行封装。

进一步地，本发明还可以通过在衬底上依次形成阳极、空穴注入层、空穴传输层、上述发光层、上述空穴阻挡层、上述电子传输层、阴极的方式来制备具有阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/空穴阻挡层/电子传输层/阴极的结构的量子点发光二极管。

其中，阳极可以由具有较高功函数的导电材料制得，其可以为掺杂或未掺杂的金属氧化物，例如ITO、IZO、ITZO、ICO、SnO₂、In₂O₃、Cd:ZnO、F:SnO₂、In:SnO₂、Ga:SnO₂、AZO等；也可以为金属材料，例如Ni、Pt、Au、Ag、Ir；还可以为含有CNT的金属材料等。上述Cd:ZnO等表述中的“:”表示掺杂。

空穴注入层的材料可以为聚(亚乙基二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、聚[9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺](TFB)、多芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚苯胺(Pan)、聚吡咯(PPY)、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)、1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基环己烷(TAPC)、掺杂有四氟-四氰基-醌二甲烷(F4-TCNQ)的4,4',4”-三(二苯基氨基)三苯胺(TDATA)、p-掺杂酞菁(例如，F4-TCNQ-掺杂的锌酞菁(ZnPc))、F4-TCNQ掺杂的N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4″-二胺(α-NPD)、六氮杂苯并菲-己腈(HAT-CN)中的一种或多种。

空穴传输层的材料可以为4,4'-N,N'-二咔唑基-联苯(CBP)、N,N'-二苯基-N,N'-双(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4”-二胺(α-NPD)、N,N'-二苯基-N,N'-双(3-甲基苯基)-(1,1'-联苯基)-4,4'-二胺(TPD)、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-螺(螺-TPD)、N,N'-二(4-(N,N'-二苯基-氨基)苯基)-N,N'-二苯基联苯胺(DNTPD)、4,4',4'-三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))](TFB)、聚(4-丁基苯基-二苯基胺)(聚-TPD)、聚苯胺(PAn)、聚吡咯(PPY)、聚(对)亚苯基亚乙烯基及其衍生物例如聚(亚苯基亚乙烯基)(PPV)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MOMO-PPV)、铜酞菁(CuPc)、芳香族叔胺或多核芳香叔胺、4,4'-双(对咔唑基)-1,1'-联苯化合物、N,N,N',N'-四芳基联苯胺(TPB)、PEDOT:PSS及其衍生物、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)(PFO)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)中的一种或多种。

阴极材料可以为具有较低功函数的导电材料，可以为Ca、Ba、Ca:Al、LiF:Ca、LiF:Al、BaF₂:Al、CsF:Al、CaCO₃:Al、BaF₂:Ca:Al、Al、Mg、Au:Mg、Ag:Mg中的一种或多种。

衬底可以为钢性衬底或柔性衬底，进一步地，衬底的材料可以选自玻璃、硅晶片、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜中的一种或多种。

实施例1

本实施例提供一种量子点发光二极管，参见图1，包括层叠设置的：衬底101、阳极102、空穴注入层103、空穴传输层104、发光层105、空穴阻挡层106、电子传输层107、阴极108。该量子点发光二极管中载流子的传输示意图参见图2，并且量子点发光二极管中，发光层105的材料为发蓝光的CdSe/ZnS核壳量子点；空穴阻挡层106的材料为ZnO，厚度为4nm；电子传输层107的材料为CdZnS合金量子点，厚度为20nm。其中空穴阻挡层106中ZnO与电子传输层107中的CdZnS的导带底能级差为0.5eV。

本实施例还提供上述量子点发光二极管的制备方法，包括：

步骤1：提供衬底101；

步骤2：在衬底101上依次形成阳极102、空穴注入层103、空穴传输层104、发蓝光的CdSe/ZnS核壳量子点层、4nm厚度的ZnO层、20nm厚度的CdZnS合金量子点层以及阴极108；

步骤3：对步骤2得到的结构进行封装。

实施例2

本实施例提供一种量子点发光二极管，包括层叠设置的：衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、阴极。其中发光层材料为发绿光的InP/GaP/ZnSe核壳量子点；空穴阻挡层的材料为ZnMgO(其中掺杂的Mg与量子点中Zn的摩尔比为1：9)，厚度为10nm；电子传输层的材料为CdS/ZnS核壳量子点，厚度为10nm。其中空穴阻挡层中Mg:ZnO与电子传输层中的CdS/ZnS的导带底能级差为0.2eV。

本实施例还提供上述量子点发光二极管的制备方法，包括：

步骤1：提供衬底；

步骤2：在衬底上依次形成阳极、空穴注入层、空穴传输层、发绿光的InP/GaP/ZnSe核壳量子点层、10nm厚度的ZnMgO层，10nm厚度的CdS/ZnS核壳量子点层以及阴极；

步骤3：对步骤2得到的结构进行封装。

实施例3

本实施例提供一种量子点发光二极管，包括层叠设置的：衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、阴极。其中发光层材料为发红光的CdZnSe/ZnS核壳量子点；空穴阻挡层的材料为ZrO₂，厚度为10nm；电子传输层的材料为ZnSeS合金量子点，厚度为5nm。其中空穴阻挡层中ZrO₂与电子传输层中的ZnSeS的导带底能级差为1.3eV。

本实施例还提供上述量子点发光二极管的制备方法，包括：

步骤1：提供衬底；

步骤2：在衬底上依次形成阳极、空穴注入层、空穴传输层、发红光的CdZnSe/ZnS核壳量子点层、10nm厚度的ZrO₂层，5nm厚度的ZnSeS合金量子点层以及阴极；

步骤3：对步骤2得到的结构进行封装。

实施例4

本实施例提供一种量子点发光二极管，包括层叠设置的：衬底、阳极、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、阴极。其中发光层材料为发红光的CdZnSe/ZnS核壳量子点；空穴阻挡层的材料为ZrO₂，厚度为3nm；电子传输层的材料为表面连接有配体正辛酸的ZnSeS合金量子点，厚度为30nm。

本实施例还提供上述量子点发光二极管的制备方法，包括：

步骤1：提供衬底；

步骤2：在衬底上依次形成阳极、空穴传输层、发红光的CdZnSe/ZnS核壳量子点层、3nm厚度的ZrO₂层，30nm厚度的ZnSeS合金量子点层以及阴极；

步骤3：对步骤2得到的结构进行封装。

实施例5

本实施例提供一种量子点发光二极管，包括层叠设置的：衬底、阳极、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、阴极。其中发光层材料为发红光的CdZnSe/ZnS核壳量子点；空穴阻挡层的材料为ZrO₂，厚度为7nm；电子传输层的材料为Type I型的量子点CdSe/ZnSe，厚度为35nm。

本实施例还提供上述量子点发光二极管的制备方法，包括：

步骤1：提供衬底；

步骤2：在衬底上依次形成阳极、空穴传输层、发红光的CdZnSe/ZnS核壳量子点层、7nm厚度的ZrO₂层，35nm厚度的CdSe/ZnSe量子点层以及阴极；

步骤3：对步骤2得到的结构进行封装。

对比例1

本对比例提供一种量子点发光二极管，该量子点发光二极管在实施例1的结构、材料的基础上，仅对空穴阻挡层和电子传输层作变动，以单层ZnO电子传输层来替代空穴阻挡层和电子传输层的复合层，ZnO电子传输层的厚度与复合层的厚度之和相同，为24nm。

对比例2

本对比例提供一种量子点发光二极管，该量子点发光二极管在实施例2的结构、材料的基础上，仅对空穴阻挡层和电子传输层作变动，以单层ZnMgO电子传输层来替代空穴阻挡层和电子传输层的复合层，ZnMgO电子传输层的厚度与复合层的厚度之和相同，为20nm。

对比例3

本对比例提供一种量子点发光二极管，该量子点发光二极管在实施例3的结构、材料的基础上，仅对空穴阻挡层和电子传输层作变动，以单层ZrO₂电子传输层来替代空穴阻挡层和电子传输层的复合层，ZrO₂电子传输层的厚度与复合层的厚度之和相同，为15nm。

对比例4

本对比例提供一种量子点发光二极管，该量子点发光二极管在实施例3的结构、材料的基础上，仅对空穴阻挡层和电子传输层作变动，以单层ZnO电子传输层来替代空穴阻挡层和电子传输层的复合层，使得该量子点发光二极管中存在两个以量子点作为材料的结构层(发光层和ZnO电子传输层)，并且两个结构层之间未设置空穴阻挡层。其中，ZnO电子传输层的厚度与复合层的厚度之和相同，为15nm。

为体现本发明提供的量子点发光二极管的光电性能，对实施例1～3、对比例1～4提供的量子点发光二极管进行光电性能测试：

1.测试对比例4提供的量子点发光二极管，该量子点发光二极管中存在两个以量子点作为材料的结构层(发光层和ZnO电子传输层)，并且两个结构层之间未设置空穴阻挡层。由此，以量子点作为材料的电子传输层也发光，EL峰位异常。

2.分别测试实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3制备的QLED器件在50mA·cm^-2电流密度下的光度效率CE，结果如表1所示；

3.分别测试实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3制备的QLED器件在1000nit下的寿命衰减情况，结果参见图3～5。

关于测试2：

表1量子点发光二极管的光度效率CE

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							CE(cd/A)	12.5	93.2	42.8	6.1	61.4	30.8

从表1中可以看出利用量子点作为电子传输层材料的器件(实施例1～3)的CE相对于现有技术提供的器件(对比例1～3)的CE更高，说明利用量子点作为电子传输层提高了量子点发光二极管的电子注入势垒，使得量子点发光二极管的载流子实现注入平衡。

关于测试3：

图3为实施例1(曲线I)和对比例1(曲线I')提供的量子点发光二极管在1000nit下的寿命衰减比对示意图；图4为实施例2(曲线II)和对比例2(曲线II')提供的量子点发光二极管在1000nit下的寿命衰减比对示意图；图5为实施例3(曲线III)和对比例3(曲线III')提供的量子点发光二极管在1000nit下的寿命衰减比对示意图。

从图3～图5中可以看出，利用量子点作为电子传输层材料的器件(实施例1～3)稳定性增加，寿命更长。

以上对本申请实施例所提供的一种量子点发光二极管及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括：

依次层叠设置的阳极、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极；

其中，所述电子传输层的材料为量子点；

所述空穴阻挡层的导带底能级与所述电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1.5eV。

2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层的导带底能级与所述电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1eV。

3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴阻挡层的禁带宽度大于3eV。

4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述电子传输层中的量子点选自II-VI族、III-V族、IV-VI族的核壳型量子点或混合型量子点中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述II-VI族的核壳型量子点或混合型量子点选自CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、CdS/ZnS、CdZnSe/ZnS、CdS/CdZnS中的一种或多种；

所述III-V族的核壳型量子点或混合型量子点选自InP、InAs、InAsP、InP/InAsP中的一种或多种；

所述IV-VI族的核壳型量子点或混合型量子点选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、PbSe/PbS中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述电子传输层的材料为核壳型量子点，所述核壳型量子点为Type I型。

7.根据权利要求1～5任意一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述电子传输层中的量子点的表面连接有配体，所述配体包括极性基团，所述极性基团选自巯基、氨基、羧基中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述电子传输层的厚度为2～200nm；和/或

所述空穴阻挡层的厚度为1～50nm。

9.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层的材料选自于CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、CdSe/ZnS、InP/GaP/ZnSe、CdZnSe/ZnS、InP、InAs、InAsP、PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe中的一种或多种；和/或

所述空穴阻挡层的材料选自于ZnO、TiO₂、SnO、ZrO₂、Ta₂O₃中的一种或多种。

10.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；以及

在所述衬底上形成依次层叠设置的阳极、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极；

其中，所述电子传输层的材料为量子点；

所述空穴阻挡层的导带底能级与所述电子传输层的导带底能级之间的差值的绝对值小于等于1.5eV。

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