CN211719621U - 一种量子点器件及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及量子点器件领域，具体而言，涉及一种量子点器件及显示装置。量子点器件包括叠放设置的阴极、电子传输层、量子点层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极；量子点层与电子传输层之间设置有第一有机氟层；第一有机氟层的材料选自芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。第一有机氟层中的氟易与量子点层表面缺陷结合形成化学键，提高量子点层的钝化和原子堆积密度，降低量子点层表面因缺陷产生的非辐射复合的可能性，提高量子点层载流子注入的效率，进一步提高量子点器件的光稳定性。

Description

一种量子点器件及显示装置

技术领域

本申请涉及量子点器件领域，具体而言，涉及一种量子点器件及显示装置。

背景技术

量子点具有发光光谱窄、发光波长可调控、光谱纯度高等优点，有望成为下一代发光器件的核心部分。量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes，简称QLED)就是将量子点作为发光层的制作材料，在不同的导电材料之间引入发光层从而得到所需要波长的光。QLED具有色域高、自发光、启动电压低、响应速度快、寿命长等优点。

但是量子点的表面效应易导致量子点表面缺陷较多，容易受到水、氧气和辐射的影响，荧光发生淬灭，影响量子点的光稳定性。特别是蓝色量子点，其粒子尺寸相比较红绿量子点更小，表面缺陷也更多，其使用寿命和效率也远低于红绿量子点。因此提升量子点器件效率和寿命是重要的研究课题。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种量子点器件及显示装置，其旨在改善现有的量子点器件效率不高的问题。

本申请第一方面提供一种量子点器件，量子点器件包括依次连接的阴极、电子传输层、量子点层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极；所述量子点层与所述电子传输层之间设置有第一有机氟层；

所述第一有机氟层的材料选自芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。

第一有机氟层的材料中含有机氟，氟具有极强的电负性和较低的极化率，易与量子点层表面缺陷结合形成化学键，提高量子点层的钝化和原子堆积密度，降低量子点层表面因缺陷产生的非辐射复合的可能性，提高量子点层载流子注入的效率，进一步提高量子点器件的光稳定性。第一有机氟层与电子传输层之间形成有机氟化合物-无机基体结合层可以对电子传输层的自由电荷起阻挡作用，避免量子点因充电效应造成的荧光淬灭，提高量子点器件的效率。

在本申请第一方面的一些实施例中，第一有机氟层的材料为氟苯。

在本申请第一方面的一些实施例中，第一有机氟层的厚度为5-10nm。

在本申请第一方面的一些实施例中，第一有机氟层采用旋涂的方式设置于电子传输层表面。

在本申请第一方面的一些实施例中，量子点层与所述空穴传输层之间设置有第二有机氟层；所述第二有机氟层的材料选自芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。

第一有机氟层与第二有机氟层的氟原子分别与量子点层相对两个表面的悬挂键形成化学键，提高量子点层的钝化和原子堆积密度，降低量子点层表面因缺陷态产生的非辐射复合的可能性，提高量子点层载流子注入的效率。

在本申请第一方面的一些实施例中，第二有机氟层的材料为氟苯。

在本申请第一方面的一些实施例中，第二有机氟层的厚度为5-10nm。

在本申请第一方面的一些实施例中，阴极与所述电子传输层之间设置有金属过渡层。

金属过渡层可以提高阴极的载流子注入的有效面积。

在本申请第一方面的一些实施例中，阳极为透光材料。

本申请第二方面提供一种显示装置，显示装置包括上述的量子点器件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例1提供的量子点器件的结构示意图。

图2示出了本申请实施例2提供的量子点器件的结构示意图。

图标：100-量子点器件；101-阴极；102-电子传输层；103-量子点层；104-空穴传输层；105-空穴注入层；106-阳极；107-金属过渡层；110-第一有机氟层；200-量子点器件；210-第二有机氟层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

实施例1

图1示出了本申请实施例1提供的量子点器件100的结构示意图，请参阅图1，实施例1提供一种量子点器件100，量子点器件100包括叠放设置的阴极101、电子传输层102、量子点层103、空穴传输层104、空穴注入层105以及阳极106；量子点层103与电子传输层102之间设置有第一有机氟层110。

换言之，在实施例1中，阴极101、电子传输层102、第一有机氟层110、量子点层103、空穴传输层104、空穴注入层105以及阳极106依次叠放设置。

阴极101和阳极106的材料可根据量子点器件100的类型进行相应的设置，例如，当量子点器件100为倒置结构时，阴极101为透明材料制备的电极，阳极106为非透明材料制备的电极。当量子点器件100为正置结构时，阳极106为透明材料制备的电极，阴极101为非透明材料制备的电极。透明材料制备的电极可使量子点层103发射的光线经该电极层后透射穿过该电极；非透明材料制备的电极可以避免量子点层103发射的光线经该电极层而透射出去。

作为示例性地，透明材料例如可以选自氧化铟锡、氟掺氧化锡、石墨烯、碳纳米管膜材等等，或者本领域的其他透明材料。非透明材料例如可以选自铝、银、铜、金等。

电子传输层102的材料可以选用常用的电子传输材料，例如氧化锌、氧化钛等。

第一有机氟层110的材料为芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。

芳香族氟化合物例如可以为氟苯、2-4二氯氟苯、3-氯-4-氟苯胺、五氟苯基乙氧基二甲基硅烷、氯二甲基[3-(2,3,4,5,6-五氟苯基)丙基]硅烷、三氯[3-(五氟苯基)丙基]硅烷、11-(五氟苯氧基)十一烷基三甲氧基硅烷或者氟铬酸吡啶酯等等。

脂肪族氟化合物例如可以为氟磺酰二氟乙酸甲酯、七氟丁酰氯、三氟甲磺酸钡、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-全氟已基)硅烷、九氟己基三已氧基硅烷、全氟己基乙基三氯硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基乙基三氯硅烷、十七氟葵基三甲氧基硅烷或者全氟葵基三乙氧基硅烷等等。

作为示例性地，在本申请的实施例中，第一有机氟层110的材料为氟苯。

第一有机氟层110位于量子点层103与电子传输层102之间，量子点层103的厚度较小，量子点的大多数原子位于量子点层103的表面。量子点层103的比表面积增大，量子点层103表面的原子相对增多，导致量子点层103表面原子的配位缺少，产生不稳定的悬挂键，增加量子点层103表面原子的不稳定性，使之无法相互成键，容易与其它原子重新结合。比表面积过大产生的表面缺陷会影响量子点层103的光稳定性，导致量子点器件100效率和寿命降低。

第一有机氟层110的材料中含有F原子，F具有极强的电负性和较低的极化率，易与量子点层103表面缺陷结合形成化学键，提高量子点层103的钝化和原子堆积密度，降低量子点层103表面因缺陷产生的非辐射复合的可能性，提高量子点层103载流子注入的效率，进一步提高量子点器件100的光稳定性。

此外，第一有机氟层110的材料为芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。

第一有机氟层110与电子传输层102之间形成氟化合物-无机基体结合层可以对电子传输层102的自由电荷起阻挡作用，避免量子点因充电效应造成的荧光淬灭，提高量子点器件100的效率。

在本申请的实施例中，第一有机氟层110的厚度为5-10nm，例如，第一有机氟层110的厚度可以为5nm、7nm、8nm、9nm或者10nm。

作为示例性地，第一有机氟层110可以采用旋涂的方式与电子传输层102连接。例如，将有机氟化合物旋涂在电子传输层102上以形成第一有机氟层110。或者，在本申请的其他实施例中，第一有机氟层110也可以采用其他方式与电子传输层102连接。

量子点层103的材料可选用半导体纳米晶，例如GaAs、GaP、CdTe、ZnSe、PbSe等材料。相应地，量子点层103散发的光可以为红色、绿色、蓝色或者其他单色光。

空穴传输层104的材料例如可以为聚对苯撑乙烯、聚噻吩、聚硅烷、三苯甲烷、三芳胺等等。空穴注入层105的材料例如可以为PEDOT。

需要说明的是，在本申请的实施例中，关于上述阴极101、电子传输层102、量子点层103、空穴传输层104、空穴注入层105以及阳极106的材料仅仅作为示例性地描述，本申请的实施例并不对上述材料进行限制，可以采用本领域相应的材料。此外，需要说明的是，本申请的实施例并不对阴极101、电子传输层102、量子点层103、空穴传输层104、空穴注入层105以及阳极106的厚度以及形状进行限定。

进一步地，在本申请的一些实施例中，阴极101与电子传输层102之间设置有金属过渡层107。金属过渡层107的材料例如可以为金属铟等，进一步地，金属过渡层107可以选用纳米金属氧化物颗粒。

金属过渡层107可以提高阴极101的载流子注入的有效面积。

作为示例性地，本实施例对实施例1所示的量子点器件100的制备方法进行阐述。

步骤S1：在透明阳极106衬底上，沉积空穴注入层105；

步骤S2：在空穴注入层105上，沉积空穴传输层104；

步骤S3：在空穴传输层104上，沉积量子点层103；

步骤S4：在量子点层103上，引入第一有机氟层110；

步骤S5：在第一有机氟层110上，沉积纳米金属氧化物电子传输层102；

步骤S6：在电子传输层102上，沉积纳米金属氧化物颗粒作为金属过渡层107；

步骤S7：在金属过渡层107上沉积金属阴极101。

步骤S8：使用UV树脂封装。

需要说明的是，上述的制备步骤仅仅是作为一种示例，在本申请的其他实施例中，实施例1提供的量子点器件100也可以采用其他方式制备得到。

本申请实施例1提供的量子点器件100的主要优点在于：

第一有机氟层110中的氟易与量子点层103表面的悬挂键结合形成化学键，提高量子点层103的钝化和原子堆积密度，降低量子点层103表面因缺陷态产生的非辐射复合的可能性，提高量子点层103载流子注入的效率，从而提高量子点器件100的光稳定性。第一有机氟层110可以对电子传输层102的自由电荷起阻挡作用，避免量子点因充电效应造成的荧光淬灭，提高量子点器件100的效率。

实施例2

图2示出了本申请实施例2提供的量子点器件200的结构示意图，请参阅图2与图1，实施例2提供一种量子点器件200，量子点器件200与实施例1提供的量子点器件100的主要区别在于：量子点器件200还包括第二有机氟层210。

详细地，在图2所示的实施例2中，量子点器件200还包括第二有机氟层210，第二有机氟层210设置于量子点层103与空穴传输层104之间。

在实施例2中，第二有机氟层210材料为芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。第二有机氟层210的厚度可以为5-10nm。

相应地，在实施例2中，第二有机氟层210材料为氟苯。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第二有机氟层210的材料可以为氟苯、2-4二氯氟苯、3-氯-4-氟苯胺、五氟苯基乙氧基二甲基硅烷、氯二甲基[3-(2,3,4,5,6-五氟苯基)丙基]硅烷、三氯[3-(五氟苯基)丙基]硅烷、11-(五氟苯氧基)十一烷基三甲氧基硅烷、氟铬酸吡啶酯等芳香族氟化合物；相应地，第二有机氟层210的材料也可以为氟磺酰二氟乙酸甲酯、七氟丁酰氯、三氟甲磺酸钡、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、三甲氧基(1H,1H,2H,2H-全氟已基)硅烷、九氟己基三已氧基硅烷、全氟己基乙基三氯硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基乙基三氯硅烷、十七氟葵基三甲氧基硅烷、全氟葵基三乙氧基硅烷等脂肪族氟化合物。

请一并参阅实施例1以及图2，在实施例2中，第一有机氟层110以及第二有机氟层210分别位于量子点层103的两侧。

第一有机氟层110与第二有机氟层210的氟原子分别与量子点层103相对两个表面的悬挂键形成化学键，提高量子点层103的钝化和原子堆积密度，降低量子点层103表面因缺陷态产生的非辐射复合的可能性，提高量子点层103载流子注入的效率。

进一步地，量子点层103、第二有机氟层210以及空穴传输层104之间会形成有机基体-有机氟化物-无机基体的结合层，增加空穴传输层104与量子点层103之间的结合力。有利于提高量子点层103的光稳定性能。

本申请实施例2提供的量子点器件200的主要优点在于：

第一有机氟层110与第二有机氟层210分别设置于量子点层103的两侧，第一有机氟层110与第二有机氟层210的氟原子分别与量子点层103相对两个表面的悬挂键形成化学键，钝化量子点层103的表面，降低量子点层103表面因缺陷态产生的非辐射复合的可能性，提高了量子点层103载流子注入的效率。

本申请的实施例还提供一种显示装置，显示装置包括上述的量子点器件100或者量子点器件200。

相应地，显示装置具有上述量子点器件100或者量子点器件200的优点。

试验例

以常规方法制作5组红光QLED器件，分别命名为A、B、C、D和E组，其中A、B两组器件的结构与构造均为实施例1所示的量子点器件100，C、D两组器件的结构与构造均为实施例2所示的量子点器件200，而E组与A、B、C、D四组器件的区别仅在于，没有设置第一有机氟层110以及第二有机氟层210。在同样条件下分别测试每组的平均发光效率及平均最大亮度。测试结果如表1所示。

表1各个实施例的测试结果

实施例	平均发光效率	亮度(cd/m<sup>2</sup>)
			A组	11％	4650
B组	10％	4705
			C组	12％	4800
D组	12％	4825
			E组	7％	3500

由表1可以看出，A、B、C、D四组器件的发光效率以及亮度要明显优于E组，而C、D两组的表现相对于A、B两组表现还要略优一点。说明本申请实施例1与实施例2提供的量子点器件100或者量子点器件200能有效增加平均发光效率及平均最大亮度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种量子点器件，其特征在于，所述量子点器件包括依次叠放设置的阴极、电子传输层、量子点层、空穴传输层、空穴注入层以及阳极；所述量子点层与所述电子传输层之间设置有第一有机氟层；

所述第一有机氟层的材料选自芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的量子点器件，其特征在于，所述第一有机氟层的材料为氟苯。

3.根据权利要求1所述的量子点器件，其特征在于，所述第一有机氟层的厚度为5-10nm。

4.根据权利要求1所述的量子点器件，其特征在于，所述第一有机氟层采用旋涂的方式设置于所述电子传输层的表面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的量子点器件，其特征在于，所述量子点层与所述空穴传输层之间设置有第二有机氟层；所述第二有机氟层的材料选自芳香族氟化合物或者脂肪族氟化合物中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的量子点器件，其特征在于，所述第二有机氟层的材料为氟苯。

7.根据权利要求5所述的量子点器件，其特征在于，所述第二有机氟层的厚度为5-10nm。

8.根据权利要求1所述的量子点器件，其特征在于，所述阴极与所述电子传输层之间设置有金属过渡层。

9.根据权利要求1所述的量子点器件，其特征在于，所述阳极为透光材料。

10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-9任一项所述的量子点器件。

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