反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法，包括陰極、電子傳輸層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層和陽(yáng)極，量子點(diǎn)發(fā)光層一端與連接著陽(yáng)極的空穴傳輸層相接，另一端與連接著陰極的電子傳輸層相連；所述電子傳輸層為二氧化鈦，空穴傳輸層為氧化鎳。制備方法包括如下步驟：在玻璃片上制備陰極，將二氧化鈦前驅(qū)溶液旋涂在陰極上制備無(wú)機(jī)電子傳輸層；用高溫金屬分解法制備量子點(diǎn)，在電子傳輸層上制備量子點(diǎn)發(fā)光層；將氧化鎳制備在發(fā)光層上作為空穴傳輸層；在空穴傳輸層上制作陽(yáng)極。本發(fā)明發(fā)光二極管，發(fā)光面即為正面，反式結(jié)構(gòu)和無(wú)機(jī)材料可以降低其對(duì)氧氣和水的敏感性，同時(shí)在相同條件下，延長(zhǎng)其發(fā)光壽命。
【專利說(shuō)明】 反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件領(lǐng)域，具體涉及一種反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】
量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QD-LED)是將量子點(diǎn)材料作為發(fā)光層應(yīng)用于發(fā)光二極管的的一種新型電致發(fā)光顯示器件。量子點(diǎn)相對(duì)有機(jī)發(fā)光材料的具有很多特殊的發(fā)光特性，這主要包括發(fā)光光譜窄、吸收光譜寬、激發(fā)光子效率高，耐光性好、能帶可控(可以通過(guò)量子點(diǎn)尺寸優(yōu)化)和溶液處理過(guò)程相容性很好。量子點(diǎn)另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是它們可以以任何材料作為襯底，包括玻璃、塑料。因此量子點(diǎn)的研究受到了越來(lái)越多人的關(guān)注，以量子點(diǎn)為基礎(chǔ)的發(fā)光器件具有純的和飽和的顏色，量子點(diǎn)的發(fā)光顏色可以直接通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸和成分而不用改變制備過(guò)程。
[0003]量子點(diǎn)發(fā)光二極管的典型結(jié)構(gòu)是膠體量子點(diǎn)作為發(fā)光層夾在分別與陽(yáng)極和陰極相連的空穴傳輸層和電子傳輸層之間。真空沉積小分子構(gòu)成的有機(jī)電子傳輸層(ETL)被廣泛用于平衡，但是，和無(wú)機(jī)量子點(diǎn)發(fā)光層相比，這些小分子電子傳輸層熱穩(wěn)定性較差并受水和氧氣的影響較大。目前，大量的工作主要用于用無(wú)機(jī)電子傳輸層來(lái)代替有機(jī)空穴傳輸層，以此來(lái)克服一直以來(lái)有機(jī)材料的缺點(diǎn)，尤其是他們的熱不穩(wěn)定性和對(duì)受水、氧容易降解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高量子點(diǎn)發(fā)光二極管能效的反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段是:
反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管，包括陰極、電子傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層和陽(yáng)極，還包括空穴傳輸層，量子點(diǎn)發(fā)光層一端與連接著陽(yáng)極的空穴傳輸層相接，另一端與連接著陰極的電子傳輸層相連；所述電子傳輸層為二氧化鈦，空穴傳輸層為氧化鎳。所述量子點(diǎn)發(fā)光層的量子點(diǎn)為核殼結(jié)構(gòu)，核為硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、硫化鉛、硒化鉛中的一種或者幾種，殼為硫化鋅、硒化鋅中的一種或幾種。
[0007]所述量子點(diǎn)表面包裹有羧基、氨基、羥基、硅烷基中的一種基團(tuán)。
[0008]所述的反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備方法，包括如下步驟:
1)將玻璃片清洗干凈，在玻璃片上用熱蒸發(fā)的方法或者其他磁控濺射的方法，制備具有條形、數(shù)字、字母、漢字或其他圖案的金屬或其他可以產(chǎn)生電子的材料作為陰極，并保持在真空條件下，將溫度升到100°c左右保持10分鐘再降溫做退火固化處理；
2)將二氧化鈦前驅(qū)溶液利用旋涂或其他印刷的方法旋涂在陰極上制備無(wú)機(jī)電子傳輸層；3)采用高溫金屬分解法制備量子點(diǎn)，在電子傳輸層上制備量子點(diǎn)發(fā)光層；
4)采用低溫分解、合成、或其他化學(xué)的制備方法，將氧化鎳制備在發(fā)光層上作為空穴傳輸層； 5)在空穴傳輸層用熱蒸發(fā)的方法或者其他磁控濺射的方法，制備具有條形、數(shù)字、字母、漢字或其他圖案的金屬或其他可以產(chǎn)生空穴的材料作為陽(yáng)極，并保持在真空條件下，將溫度升到100°C左右保持10分鐘再降溫做退火固化處理，得到反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管。
[0009]步驟2)中所述二氧化鈦前驅(qū)溶液是將鈦聚合物溶解在正丁烷中，配制成質(zhì)量比為5%的溶液。
[0010]有益效果:
(I)氧化鎳光學(xué)透明度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、電離電勢(shì)大、并且電子屏蔽功能也良好，此外氧化鎳還可以分散在溶液中尺寸大小均勻生長(zhǎng)和可溶液加工，這些特點(diǎn)都可使得氧化鎳用來(lái)作量子點(diǎn)發(fā)光二極管的空穴傳輸層。
[0011](2)二氧化鈦是一種具有寬禁帶(3.9 eV)半導(dǎo)體，因其對(duì)氧氣和水具有高穩(wěn)定性和低敏感性而被用來(lái)做電子傳輸材料。同時(shí)二氧化鈦和有機(jī)分子相比具有較高的電子遷移率，這可以促進(jìn)電子傳輸效率和增加電子復(fù)合的幾率。此外，二氧化鈦具有良好的光學(xué)特性，因?yàn)槠涓咧笖?shù)比和更好的導(dǎo)波性可以增加量子點(diǎn)發(fā)光二極管的外部量子效率。由于這些特性，二氧化鈦更適合用于量子點(diǎn)發(fā)光二極管作為電子傳輸層。
[0012](3)本文為反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管，發(fā)光面即為正面，反式結(jié)構(gòu)和無(wú)機(jī)材料可以降低其對(duì)氧氣和水的敏感性，同時(shí)在相同條件下，延長(zhǎng)其發(fā)光壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1:反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖，其中:1-陰極，2-電子傳輸層，3-量子點(diǎn)發(fā)光層，4-空穴傳輸層,5-陽(yáng)極。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
濕法制備反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管，如圖1所示，玻璃基底上鍍鋁形成陰極1，在所述陰極上的二氧化鈦2作為電子傳輸層，在所述二氧化鈦上的量子點(diǎn)3作為發(fā)光層，在所述量子點(diǎn)層上低溫制備氧化鎳4，和在所述氧化鎳上制備陽(yáng)極5。
[0015]所述的量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件的制備方法包括如下步驟:
1)將玻璃片清洗干凈，在玻璃片上用熱蒸發(fā)的方法制備具有條形圖案(也可以是數(shù)字、字母、漢字等圖案)的鋁(也可以是Ag，Au或者Cu))作為陰極，并保持在真空條件下，將溫度升到100°C保持10分鐘再降溫做退火固化處理；
2)二氧化鈦(TiO2)前驅(qū)溶液是將鈦聚合物溶解在正丁烷中且其質(zhì)量比為5%，配制而成的溶液；將二氧化鈦前驅(qū)溶液用旋涂、印刷、轉(zhuǎn)移等方法在陰極上制備無(wú)機(jī)電子傳輸層；
3)量子點(diǎn)的制備:將用高溫金屬法制備的量子點(diǎn)顆粒的表面上包裹羧基，量子點(diǎn)核殼結(jié)構(gòu)，核為硒化鎘，殼為硫化鋅。
[0016]4)采用低溫將鎳粉和水、空氣中化學(xué)反應(yīng)的制備方法制備了氧化鎳溶液的前驅(qū)，并將氧化鎳用旋涂的方法制備在發(fā)光層上作為空穴傳輸層；
5)在量子點(diǎn)層上利用磁控濺射的方法制備陽(yáng)極電極，并作退火固化處理，電極材料為
ΙΤ0。
【權(quán)利要求】
1.反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管，包括陰極(I)、電子傳輸層(2)、量子點(diǎn)發(fā)光層(3)、空穴傳輸層(4)和陽(yáng)極(5)，其特征在于:量子點(diǎn)發(fā)光層(3)—端與連接著陽(yáng)極(5)的空穴傳輸層(4)相接，另一端與連接著陰極(I)的電子傳輸層(2)相連；所述電子傳輸層(2)為二氧化鈦,空穴傳輸層(4)為氧化鎳。
2.如權(quán)利要求1所述的反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其特征在于:所述量子點(diǎn)發(fā)光層(3)的量子點(diǎn)為核殼結(jié)構(gòu)，核為硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、硫化鉛、硒化鉛中的一種或者幾種，殼為硫化鋅、硒化鋅中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其特征在于:所述量子點(diǎn)表面包裹有羧基、氨基、羥基、硅烷基中的一種基團(tuán)。
4.如權(quán)利要求1所述的反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)將玻璃片清洗干凈，在玻璃片上制備陰極，真空條件下，升溫到100°C并保持10分鐘，再降溫做退火固化處理； 2)將二氧化鈦前驅(qū)溶液旋涂在陰極上制備無(wú)機(jī)電子傳輸層； 3)采用高溫金屬分解法制備量子點(diǎn)，然后在電子傳輸層上制備量子點(diǎn)發(fā)光層； 4)將氧化鎳制備在發(fā)光層上作為空穴傳輸層； 5)在空穴傳輸層上制備陽(yáng)極，并保持在真空條件下，升溫到10(TC并保持10分鐘再降溫做退火固化處理，得到反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管。
5.如權(quán)利要求4所述的反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于:步驟2)中所述二氧化鈦前驅(qū)溶液是將鈦聚合物溶解在正丁烷中，配制成質(zhì)量比為5%的溶液。
6.如權(quán)利要求4所述的反式全無(wú)機(jī)納米氧化物量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備方法，其特征在于:步驟3)的量子點(diǎn)為核殼結(jié)構(gòu)，核為硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、硫化鉛、硒化鉛中的一種或者幾種，殼為硫化鋅、硒化鋅中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】H01L33/14GK103840048SQ201410092712
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】李芝, 陳靜, 雷威, 張曉兵 申請(qǐng)人:東南大學(xué)