CN1988193A - 蓝光量子点电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

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张晓松
李岚
韩旭
李江勇
安海萍
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Tianjin University of Technology
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Tianjin University of Technology
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Abstract

本发明公开一种蓝光量子点电致发光器件及其制备方法，本发明以ZnS，CaZnS蓝光量子点为主体发光材料，在导电玻璃ITO表面分别利用旋转涂覆，将原料依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下结构的器件：ITO/PVK(x nm)/ZnS，CaZnS蓝光(y nm)/PBD(z nm)/Al(t nm)。该蓝光量子点电致发光器件具有制备工艺简单、重复性好的特点，它比一般的单色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。

Description

蓝光量子点电致发光器件及其制备方法
【技术领域】
本发明专利涉及一种新型平板型显示器件——蓝光量子点电致发光器件及其制备方法。
【背景技术】
量子点是准零维纳米半导体材料，它由少量原子或原子团构成，通常三维尺度在1～10nm。由于尺寸量子效应和介电限域效应的影响，显示出独特的荧光特性等物理和化学特性，使得量子点在光电子学和生物学等方面具有广阔的应用前景。量子点电致发光器件具有低功耗、高效率、响应速度快和重量轻等优点，可以大面积成膜，更主要的是由于无机材料本身的物理性质可以克服OLED中有机发光材料的热衰变、光化学衰变等问题，极大地延长器件使用寿命，是一种具有巨大的学术价值和良好商业前景的光子器件。在材料方面国际上多选择ZnS包覆CdSe量子点作为电致发光器件的发光层，但是镉(Cd)的毒性较大，可经食物、水或空气进入人体，对人体产生严重的毒害作用。鉴于此，欧盟通过电子电机设备中危害物质禁用指令(RoHS)，自2006年7月1日起禁止在电子产品中使用镉(Cadmium)等物质。所以，开发出新型环保量子电材料是量子点电致发光器件发展的方向。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种蓝光量子点电致发光器件的制备方法及装置。本发明以不含镉(Cd)等有毒成分并具有良好热稳定性的蓝光量子点为发光层材料，实现单一发光层、较大面积且发光均匀的平板型蓝光量子点电致发光器件。
本发明提供的蓝光量子点电致发光器件，其特征在于该发光器件自下而上依次由以下各层组成：
ITO阳极导电玻璃层；空穴传输层PVK(聚乙烯咔唑)；发光层ZnS，CaZnS蓝光量子点；电子传输层PBD(2-联苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑)和金属Al阴极。
本发明还提供了一种上述的蓝光量子点电致发光器件的制备方法，包括：
(1)将刻蚀成5mm*60mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(3)将ZnS，CaZnS蓝光量子点按质量比为1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的纯水中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(4)将PBD溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(5)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约1～2cm长的AL丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸发电流为10～30A，蒸发时间为10～20分钟；
(6)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形Al阴极一端接直流电源负极，得到点阵式蓝光量子点电致发光器件。
本发明的优点和积极效果：本发明的蓝光量子点电致发光器件具有制备工艺简单、重复性好的特点，它比一般的单色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。
【附图说明】
图1是蓝光量子点电致发光器件具体结构示意图；
【具体实施方式】
本发明以ZnS，CaZnS蓝光量子点为主体发光材料，在导电玻璃ITO表面分别利用旋转涂覆，将原料依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下结构的器件：ITO/PVK(x nm)/ZnS，CaZnS(y nm)/PBD(z nm)/Al(tnm)；其中，20≤x≤40nm；30≤y≤60m；20≤z≤40nm；60≤t≤150nm，发光层中ZnS，CaZnS蓝光量子点的质量比在1∶1～3∶1之间。相应材料分子式如下所示：
实施例1：
(1)将刻蚀成5mm*60mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜时间20s，高速3400rpm，成膜时间30s，完成后将其置于干燥器内10小时；
(3)将ZnS，CaZnS蓝光量子点按质量比为1.6∶1，溶于5mg/ml的纯水中，采用旋转涂覆法成膜；低速1100rpm，成膜时间20s，高速3000rpm，成膜时间30s，完成后将其置于干燥器内10小时；
(4)将PBD溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜时间18s，高速3000rpm，成膜时间20s，完成后将其置于干燥器内8小时；
(5)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约2cm长的Al丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸发电流约为30A，蒸发时间约为12分钟；
(6)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形Al阴极一端接直流电源负极，得到点阵式蓝光量子点电致发光器件。
实施例2：
(1)将刻蚀成5mm*50mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜时间20s，高速3000rpm，成膜时间30s，完成后将其置于干燥器内8小时；
(3)将ZnS，CaZnS蓝光量子点按质量比为2∶1，，溶于8mg/ml的纯水中，采用旋转涂覆法成膜；低速1300rpm，成膜时间20s，高速3000rpm，成膜时间30s，完成后将其置于干燥器内8小时；
(4)将PBD溶于1.6mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜时间18s，高速3000rpm，成膜时间25s，完成后将其置于干燥器内6小时；
(5)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约2cm长的Al丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸发电流约为30A，蒸发时间约为15分钟；
(6)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形Al阴极一端接直流电源负极，得到点阵式蓝光量子点电致发光器件。

Claims (6)

1、一种蓝光量子点电致发光器件，其特征在于该发光器件自下而上依次由以下各层组成：
1)ITO阳极导电玻璃层；
2)空穴传输层PVK；
3)发光层ZnS，CaZnS蓝光量子点；
4)电子传输层PBD；
5)Al阴极层。
2、根据权利要求1所述的蓝光量子点电致发光器件，其特征是空穴传输层厚度x为20≤x≤40nm。
3、根据权利要求1所述的蓝光量子点电致发光器件，其特征是发光层ZnS，CaZnS蓝光量子点的质量比在1∶1～3∶1之间，发光层厚度y为30≤y≤60nm。
4、根据权利要求1所述的蓝光量子点电致发光器件，其特征是电子传输层厚度z为20≤z≤40nm。
5、根据权利要求1所述的蓝光量子点电致发光器件，其特征是Al阴极层厚度t为60≤t≤150nm。
6、一种权利要求1所述的蓝光量子点电致发光器件的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：
(1)将刻蚀成5mm*60mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(3)将ZnS，CaZnS蓝光量子点按质量比为1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的纯水中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(4)将PBD溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(5)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约1～2cm长的AL丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸发电流为10～30A，蒸发时间为10～20分钟；
(6)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形Al阴极一端接直流电源负极，得到点阵式蓝光量子点电致发光器件。
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CN103400892A (zh) * 2013-07-09 2013-11-20 山东建筑大学 一种制备硫化锌光电薄膜的方法

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CN103400892A (zh) * 2013-07-09 2013-11-20 山东建筑大学 一种制备硫化锌光电薄膜的方法
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