WO2022143737A1 - 一种量子点发光二极管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种量子点发光二极管及其制备方法，所述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发光层；其中，所述发光层包括：间隙材料、分散于所述间隙材料中的量子点；所述间隙材料的透光率大于80％，所述间隙材料的折射率大于1.2。本公开通过将量子点分散于间隙材料中，使得间隙材料填充了量子点之间的间隙，由于该间隙材料具有高的透光率和折射率，从而增强了量子点中光子的取出，进而提高了量子点发光二极管的发光效率；同时，减弱了量子点对光子的吸收，降低量子点本征发光引起的光老化，提高了器件寿命。
Description
优先权
本公开要求申请日为2020年12月30日，申请号为“202011628823.0”，申请名称为“一种量子点发光二极管及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本公开中。
本公开涉及量子点发光器件领域，尤其涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。
量子点，是半径小于或者接近波尔激子半径的纳米晶颗粒，其粒径一般介于3-20nm之间。量子点具有量子限域效应，受激发后可以发射荧光。而且量子点具有独特的发光特性，例如激发峰宽，发射峰窄，发光光谱可调等性质，使得其在光电发光领域具有广阔的应用前景。量子点发光二极管，就是将胶体量子点作为发光层的器件，在不同的导电材料之间引入所述发光层从而得到所需要波长的光，具有色域高、自发光、启动电压低、响应速度快等优点。
量子点纳米颗粒一般采用旋涂的方式形成器件的发光层，每个量子点之间会形成较多低折射率的空隙，这些低折射率空隙的存在，导致发光层内的光子容易在量子点内发生全反射降低器件的发光效率，由于空隙和量子点的折射率差，量子点也容易吸收来自其他量子点的光子，从而进一步降低器件发光效率，同时，由于较多的光子被束缚在发光层内部，会加速量子点材料的光老化，从而影响QLED器件的寿命。
单独量子点纳米颗粒旋涂成膜后不够致密，器件的漏电流较大，影响器件效率。在后续器件制备和使用中，易与其他载流子传输层发生界面融合和离子交换，从而 使量子点发光层发生淬灭，影响器件的寿命。
发明内容
本公开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发光效率仍有待于提高的问题。
本公开的技术方案如下：
一种量子点发光二极管，其中，包括：阳极、阴极、设置于所述阳极和阴极之间的发光层；
其中，所述发光层包括：间隙材料、分散于所述间隙材料中的量子点；所述间隙材料的透光率大于80％，所述间隙材料的折射率大于1.2。
可选地，所述间隙材料的折射率大于1.2，小于2.0；和/或
所述间隙材料为带隙大于等于3eV，小于5eV的绝缘材料；和/或
所述间隙材料的熔点小于200℃。
可选地，所述发光层由间隙材料和分散于所述间隙材料中的量子点组成。
可选地，所述间隙材料选自PMMA、PC、PP、PET中的一种或多种；和/或
所述量子点选自II-VI族化合物、II-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物和I-II-IV-VI族化合物中的一种或多种。
可选地，所述量子点发光二极管还包括：
空穴注入层，所述空穴注入层设置在所述阳极和发光层之间；
空穴传输层，所述空穴传输层设置在所述空穴注入层和发光层之间；
电子传输层，所述电子传输层设置在所述阴极和发光层之间。
可选地，所述量子点为CdS、CdSe、CdTe中的一种或多种。
可选地，所述量子点为钙钛矿量子点。
可选地，所述量子点的粒径为3-20nm。
可选地，所述空穴注入层的材料选自PEODT：PSS、MoO
3、WoO
3、NiO、HATCN、CuO、V
2O
5和CuS中的一种或多种。
可选地，所述空穴传输层的材料选自TFB、PVK、Poly-TBP、Poly-TPD、、NPB、TCTA、TAPC、CBP、PEODT：PSS、MoO3、WoO3、NiO、CuO、V
2O
5和CuS中的一种或多种。
可选地，所述电子传输层的材料选自ZnO、ZrO、TiO
2、Alq3、TAZ、TPBI、PBD、BCP、Bphen中的一种或多种。
一种量子点发光二极管的制备方法，其中，包括步骤：
在阳极表面形成发光层，在所述发光层表面形成阴极；或者，在阴极表面形成发光层，在所述发光层表面形成阳极；
其中，所述发光层包括：间隙材料、分散于所述间隙材料中的量子点；所述间隙材料的透光率大于80％，所述间隙材料的折射率大于1.2。
可选地，所述间隙材料的折射率大于1.2，小于2.0；和/或
所述间隙材料为带隙大于等于3eV，小于5eV的绝缘材料；和/或
所述间隙材料的熔点小于200℃。
可选地，所述间隙材料选自PMMA、PC、PP、PET中的一种或多种；和/或
所述量子点选自II-VI族化合物、II-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物和I-II-IV-VI族化合物中的一种或多种。
可选地，所述在阳极或者阴极表面形成发光层的步骤，具体包括：
在阳极或者阴极表面形成间隙材料层；
在所述间隙材料层表面形成量子点层；
将温度升高至间隙材料融化，量子点嵌入间隙材料中，得到所述发光层。
可选地，所述在阳极或者阴极表面形成发光层的步骤，具体包括：
将间隙材料溶液转至阳极或者阴极表面，经退火得到间隙材料层；
将量子点溶液转至所述间隙材料层表面，经退火得到量子点层；
将温度升高至间隙材料融化，量子点嵌入间隙材料中，得到所述发光层。
可选地，所述将温度升高至间隙材料融化的同时，还进行气压控制和/或离心处理。
可选地，所述间隙材料层的厚度为量子点层厚度的1-3倍。
可选地，所述温度升高至80-200℃。
有益效果：本公开通过将量子点分散于间隙材料中，使得间隙材料填充了量子点之间的间隙，由于该间隙材料具有高的透光率和折射率，从而增强了量子点中光子的取出，进而提高了量子点发光二极管的发光效率；同时，减弱了量子点对光子的吸收，降低量子点本征发光引起的光老化，提高了器件寿命。
图1为本公开实施例中提供的一种正型结构的量子点发光二极管的结构示意图。
图2为量子点之间由无间隙材料填充到有间隙材料填充时量子点对光子透过变化的示意图。
图3为本公开实施例中提供的一种正型结构的量子点发光二极管的制备方法的流程示意图。
图4为本公开实施例中发光层的制备过程示意图。
图5为本公开具体的实施例方法制备得到的量子点发光二极管与对比例方法制备得到的量子点发光二极管的电流电压曲线。
图6为本公开具体的实施例方法制备得到的量子点发光二极管与对比例方法制备得到的量子点发光二极管的效率曲线。
图7为本公开具体的实施例方法制备得到的量子点发光二极管与对比例方法制备得到的量子点发光二极管的寿命曲线。
本公开提供一种量子点发光二极管及其制备方法，为使本公开的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本公开进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。
本实施例中，量子点发光二极管的结构分为两种：正型器件和反型器件，每种 结构的量子点发光二极管可以有多种形式。
本实施例将主要以如图1所示的正型结构的量子点发光二极管为例进行介绍。如图1所示，所述量子点发光二极管包括依次层叠设置的基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子传输层6、阴极7；其中，所述发光层5包括：间隙材料、分散于所述间隙材料中的量子点；所述间隙材料的透光率大于80％，所述间隙材料的折射率大于1.2。需说明的是，所述间隙材料的透光率大于80％，如透光率90％、透光率95％等，所述间隙材料的透光率越大越有利于提高量子点发光二极管的发光效率。
本实施例通过将量子点分散于间隙材料中，使得间隙材料填充了量子点之间的间隙，由于该间隙材料具有高的折射率，从而减弱了量子点内光子的反射，增强了量子点中光子的取出，且由于该间隙材料具有高的透光率，使得从量子点内取出的光子可绝大部分通过间隙材料发射出去，从而提高量子点发光二极管的发光效率；同时，量子点外反射增强，量子点对来自其他量子点的光子的吸收减弱，且绝大部分光子可经高透光率的间隙材料发射出去，降低量子点本征发光引起的光老化，提高了器件寿命。
图2为量子点(QD)之间由无间隙材料填充到有间隙材料填充时量子点对光子透过变化的示意图，从图2可知，量子点(QD)之间的间隙被间隙材料填充后，量子点内的光子的反射减弱，量子点中光子的取出率增强，进而提高了量子点发光二极管的发光效率；同时，QD外反射增强，量子点对来自其他量子点的光子的吸收减弱，降低量子点本征发光引起的光老化，提高了器件寿命。
在一种实施方式中，所述间隙材料的折射率大于1.2，小于2.0，即1.2＜间隙材料的折射率＜2.0。
在一种实施方式中，所述间隙材料为宽带隙(带隙大于等于3eV)的绝缘材料。本实施例所述间隙材料还具有宽的带隙，宽带隙材料有较高的LOMO能级，可有效阻挡电子从QD导带跃迁到HTL造成的漏电流，宽带隙材料也有较深的HOMO能级，可有效阻挡空穴从QD价带跃迁到ETL造成的漏电流，从而防止了载流子在发 光层较薄的位置遂穿产生的漏电流，提高了量子点发光二极管的发光效率。在一种实施方式中，所述间隙材料为带隙大于等于3eV，小于5eV的绝缘材料。
本实施例所述间隙材料的成膜性较好，成膜性较好的间隙材料有利于提高发光层的均匀性和稳定性，减小量子点与载流子传输层的融合和离子交换，从而减少量子点被淬灭，进而提高器件发光效率和寿命。
在一种实施方式中，所述间隙材料的熔点小于200℃，以避免制备过程中温度过高时对量子点结构的破坏。
在一种实施方式中，所述间隙材料可以选自PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等中的一种或多种，但不限于此。本实施例上述间隙材料具有高的透光率(透光率＞80％)、较高的折射率(折射率＞1.2)、宽带隙和良好的成膜性，且熔点＜200℃，采用该间隙材料对量子点之间的间隙进行填充，可以最大化提高器件的发光效率和寿命。
在一种实施方式中，所述量子点的材料可以选自II-VI族化合物、II-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物和I-II-IV-VI族化合物等中的一种或多种。作为举例，所述量子点可以为CdS、CdSe、CdTe等中的一种或多种，也可以为钙钛矿量子点。
在一种实施方式中，所述量子点的粒径为3-20nm。
在一种实施方式中，所述基板可以为刚性材质的基板，如玻璃等，也可以为柔性材质的基板，如PET或PI等中的一种。
在一种实施方式中，所述空穴注入层的材料可以选自PEODT：PSS、MoO
3、WoO
3、NiO、HATCN、CuO、V
2O
5和CuS等中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述空穴传输层的材料可以选自TFB、PVK、Poly-TBP、Poly-TPD、、NPB、TCTA、TAPC、CBP、PEODT：PSS、MoO
3、WoO
3、NiO、CuO、V
2O
5和CuS等中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述电子传输层的材料可以选自ZnO、ZrO、TiO
2、Alq3、TAZ、TPBI、PBD、BCP、Bphen等中的一种或多种。
以图1所示结构的量子点发光二极管为例，对其制备方法进行介绍。如图3所示，所述量子点发光二极管的制备方法，包括步骤：
S10、提供阳极(形成于基板上)；
S20、在所述阳极表面形成空穴注入层；
S30、在所述空穴注入层表面形成空穴传输层；
S40、在所述空穴传输层表面形成发光层；其中，所述发光层包括：间隙材料、分散于所述间隙材料中的量子点；所述间隙材料的透光率大于80％，所述间隙材料的折射率大于1.2；
S50、在所述发光层表面形成电子传输层；
S60、在所述电子传输层表面形成阴极。
本实施例通过将量子点分散于间隙材料中，使得间隙材料填充了量子点之间的间隙，由于该间隙材料具有高的折射率，从而减弱了量子点内光子的反射，增强了量子点中光子的取出，且由于该间隙材料具有高的透光率，使得从量子点内取出的光子可绝大部分通过间隙材料发射出去，从而提高量子点发光二极管的发光效率；同时，量子点外反射增强，量子点对来自其他量子点的光子的吸收减弱，且绝大部分光子可经高透光率的间隙材料发射出去，降低量子点本征发光引起的光老化，提高了器件寿命。
在一种实施方式中，所述间隙材料的折射率大于1.2，小于2.0，即1.2＜间隙材料的折射率＜2.0。
在一种实施方式中，所述间隙材料为宽带隙(≥3eV)的绝缘材料。本实施例所述间隙材料还具有宽的带隙，宽带隙材料有较高的LOMO能级，可有效阻挡电子从QD导带跃迁到HTL造成的漏电流，宽带隙材料也有较深的HOMO能级，可有效阻挡空穴从QD价带跃迁到ETL造成的漏电流，从而防止了载流子在发光层较薄的位置遂穿产生的漏电流，提高了量子点发光二极管的发光效率。在一种实施方式中，所述间隙材料为带隙大于等于3eV，小于5eV的绝缘材料。
本实施例所述间隙材料的成膜性较好，成膜性较好的间隙材料有利于提高发光 层的均匀性和稳定性，减小量子点与载流子传输层的融合和离子交换，从而减少量子点被淬灭，进而提高器件发光效率和寿命。
在一种实施方式中，所述间隙材料的熔点小于200℃，以避免制备过程中温度过高时对量子点结构的破坏。
在一种实施方式中，所述间隙材料可以选自PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等中的一种或多种，但不限于此。本实施例上述间隙材料具有高的透光率(透光率＞80％)、较高的折射率(折射率＞1.2)、宽带隙和良好的成膜性，且熔点＜200℃，采用该间隙材料对量子点之间的间隙进行填充，可以最大化提高器件的发光效率和寿命。
在一种实施方式中，所述在所述空穴传输层表面形成发光层的步骤，如图4所示，具体包括：
在所述空穴传输层4表面形成间隙材料层51；
在所述间隙材料层51表面形成量子点层52；
将温度升高至间隙材料融化，量子点嵌入间隙材料中，得到所述发光层5。
在一种实施方式中，所述在所述空穴传输层表面形成发光层的步骤，具体包括：
将间隙材料溶液转至所述空穴传输层4表面，经退火得到间隙材料层51；
将量子点溶液转至所述间隙材料层51表面，经退火得到量子点层52；
将温度升高至间隙材料融化，量子点嵌入间隙材料中，得到所述发光层5。
本实施例先形成一层间隙材料层，接着形成量子点层，然后进行加热至间隙材料熔点附近，使间隙材料融化，量子点陷入间隙材料层中，得到所述发光层。特别强调的是，本实施例所述发光层的制备过程，采用分步式形成由间隙材料和量子点组成的发光层，相对于其他溶液混合制备的发光层，对间隙材料和量子点材料的溶解性没有要求，对于溶解性不同的间隙材料和量子点，均可以形成较好的由间隙材料和量子点组成的发光层，适用范围广泛。
在一种实施方式中，所述间隙材料溶液由间隙材料溶解于溶剂(如丙酮、DMF)中配制得到，所述间隙材料溶液的浓度为1-5mg/mL。
在一种实施方式中，所述经退火得到间隙材料层的步骤中，所述退火的温度为60-120℃，时间为10-20min。
在一种实施方式中，所述量子点溶液由量子点溶解于溶剂(如正辛烷等)中配制得到，所述量子点溶液的浓度为5-10mg/mL。
在一种实施方式中，所述经退火得到量子点层的步骤中，所述退火的温度为60-120℃，时间为10-20min。
在一种实施方式中，所述将温度升高至间隙材料融化的同时，还进行气压控制和离心处理，以促进和控制量子点的陷入程度。在一种实施方式中，将形成有量子点层的基板放置于手套箱内，降低手套箱内的气压，因为降低压力，可以降低间隙材料的熔点和粘度，从而促进间隙材料的融化。在一种实施方式中，将形成有量子点层的基板放置于离心装置上，采用夹具使离心时向心力方向垂直于量子点层表面(见图4所示)，所述离心处理时，向心加速度在500～10000xg之间。
在一种实施方式中，所述间隙材料层的厚度为量子点层厚度的1-3倍，以确保量子点陷入间隙材料中。
在一种实施方式中，所述温度升高至80-200℃，以防止温度过高时对量子点结构的破坏。
本实施例中，关于各层材料的选择及其他细节见上文，在此不再赘述。
本实施例中，可以对得到的量子点发光二极管进行封装处理。其中所述封装处理可采用常用的机器封装，也可以采用手动封装。所述封装处理的环境中，氧含量和水含量均低于0.1ppm，以保证器件的稳定性。
本实施例中，各层制备方法可以是化学法或物理法，其中化学法包括但不限于化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法中的一种或多种；物理法包括但不限于溶液法(如旋涂法、印刷法、刮涂法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法或条状涂布法等)、蒸镀法(如热蒸镀法、电子束蒸镀法、磁控溅射法或多弧离子镀膜法等)、沉积法(如物理气相沉积法、原子层沉积法、脉冲激光沉积法等)中的一种或多种。
下面通过具体的实施例对本公开进行详细说明。
(1)提供ITO阳极，对ITO阳极进行前处理：采用碱性洗涤液(pH>10)超声15min，去离子水超声两次，每次15min，异丙醇超声清洗15min，后80℃下烘干2h，臭氧紫外处理15min；
(2)在上述ITO阳极上形成空穴注入层：在电场下，将PEDOT:PSS溶液旋涂在ITO阳极上，5000rpm旋涂40s后，150℃下退火处理15min，形成空穴注入层；
(3)在空穴注入层上形成空穴传输层：在电场下，将TFB溶液(浓度为8mg/mL，溶剂为氯苯)旋涂在空穴注入层上，3000rpm旋涂30s后，80℃下退火处理30min，形成空穴传输层；
(4)在空穴传输层上形成间隙材料层：在手套箱(水氧含量小于0.1ppm)内，将PMMA溶液(浓度为2mg/mL，溶剂为丙酮)以4000rpm转速旋涂于空穴传输层上，形成间隙材料层；
(5)在间隙材料层上形成量子点层：在手套箱(水氧含量小于0.1ppm)内，将CdSe/ZnS量子点溶液(浓度为10mg/mL，溶剂为正辛烷)以3000rpm转速旋涂于间隙材料层上，形成量子点层；
(6)将形成有上述量子点层的基板放置于离心装置上，保持压力在1kPa左右，对基板进行120℃加热的同时，采用8000rpm/min(离心加速度约7000xg)离心5min，形成发光层；
(7)在发光层上形成电子传输层：在手套箱(水氧含量小于0.1ppm)内，将ZnO溶液(浓度为45mg/mL，溶剂为乙醇)旋涂在发光层上，3000rpm旋涂30s后，80℃下退火处理30min，形成电子传输层；
(8)在电子传输层上形成阴极：采用蒸镀法将Al蒸镀在电子传输层上，形成厚度为80nm的Al电极。
本公开提供一对比例，与实施例基本相同，不同之处仅在于：发光层中不含间隙材料。
对采用实施例方法制备的量子点发光二极管(发光层有间隙材料填充)和对比 例方法制备的量子点发光二极管(发光层无间隙材料填充)的性能进行对比测试，测试结果如下：
如图5所示，通过比较电流电压曲线(J-V)，可以发现间隙材料有效的阻挡了漏电流，器件低电压下漏电流减小。
如图6所示，通过对比效率曲线(EQE-J)，可以发现器件漏电流减小，发光层光取出率提高，QD分布良好，俄歇复合减小，器件效率提高。
如图7所示，通过对比寿命曲线(L-T)，器件在工作时，亮度衰减变缓，器件寿命得到提升，说明采用间隙材料填充的发光层，有效的抑制了QLED器件的老化。
综上所述，本公开提供一种量子点发光二极管及其制备方法。本公开通过将量子点分散于间隙材料中，使得间隙材料填充了量子点之间的间隙，由于该间隙材料具有高的透光率，从而增强了量子点中光子的取出，进而提高了量子点发光二极管的发光效率；同时，减弱了量子点对光子的吸收，降低量子点本征发光引起的光老化，提高了器件寿命。
应当理解的是，本公开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公开所附权利要求的保护范围。
Claims (19)
- 一种量子点发光二极管，其中，包括：阳极、阴极、设置于所述阳极和阴极之间的发光层；其中，所述发光层包括：间隙材料、分散于所述间隙材料中的量子点；所述间隙材料的透光率大于80％，所述间隙材料的折射率大于1.2。
- 根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中，所述间隙材料的折射率大于1.2，小于2.0。
- 根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中，所述间隙材料为带隙大于等于3eV，小于5eV的绝缘材料。
- 根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中，所述间隙材料的熔点小于200℃。
- 根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中，所述发光层由间隙材料和分散于所述间隙材料中的量子点组成。
- 根据权利要求3所述的量子点发光二极管，其中，所述间隙材料选自PMMA、PC、PP、PET中的一种或多种。
- 根据权利要求3所述的量子点发光二极管，其中，所述量子点选自II-VI族化合物、II-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物和I-II-IV-VI族化合物中的一种或多种。
- 根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其中，所述量子点发光二极管还包括：空穴注入层，所述空穴注入层设置在所述阳极和发光层之间；空穴传输层，所述空穴传输层设置在所述空穴注入层和发光层之间；电子传输层，所述电子传输层设置在所述阴极和发光层之间。
- 一种量子点发光二极管的制备方法，其中，包括步骤：在阳极表面形成发光层，在所述发光层表面形成阴极；或者，在阴极表面形成发光层，在所述发光层表面形成阳极；其中，所述发光层包括：间隙材料、分散于所述间隙材料中的量子点；所述间 隙材料的透光率大于80％，所述间隙材料的折射率大于1.2。
- 根据权利要求9所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述间隙材料的折射率大于1.2，小于2.0。
- 根据权利要求9所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述间隙材料为带隙大于等于3eV，小于5eV的绝缘材料。
- 根据权利要求9所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述间隙材料的熔点小于200℃。
- 根据权利要求9所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述间隙材料选自PMMA、PC、PP、PET中的一种或多种。
- 根据权利要求9所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述量子点选自II-VI族化合物、II-V族化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物和I-II-IV-VI族化合物中的一种或多种。
- 根据权利要求9所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述在阳极或者阴极表面形成发光层的步骤，具体包括：在阳极或者阴极表面形成间隙材料层；在所述间隙材料层表面形成量子点层；将温度升高至间隙材料融化，量子点嵌入间隙材料中，得到所述发光层。
- 根据权利要求15所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述在阳极或者阴极表面形成发光层的步骤，具体包括：将间隙材料溶液转至阳极或者阴极表面，经退火得到间隙材料层；将量子点溶液转至所述间隙材料层表面，经退火得到量子点层；将温度升高至间隙材料融化，量子点嵌入间隙材料中，得到所述发光层。
- 根据权利要求15或16所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述将温度升高至间隙材料融化的同时，还进行气压控制和/或离心处理。
- 根据权利要求15或16所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述间隙材料层的厚度为量子点层厚度的1-3倍。
- 根据权利要求15或16所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述温度升高至80-200℃。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104263361A (zh) * | 2014-08-15 | 2015-01-07 | 温州大学 | 一种AgInS2量子点/PMMA复合发光材料及其应用 |
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Patent Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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