本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED及制備方法。

背景技術(shù)：

因?yàn)榱孔狱c(diǎn)具有發(fā)光峰窄、量子產(chǎn)額高等優(yōu)點(diǎn)，加上可利用印刷工藝制備，所以基于量子點(diǎn)的發(fā)光二極管(即量子點(diǎn)發(fā)光二極管：QLED)近來(lái)受到人們的普遍關(guān)注，其器件性能指標(biāo)也發(fā)展迅速。在QLED中，量子點(diǎn)發(fā)光層背光一側(cè)的光往往無(wú)法有效利用，金屬電極雖然有一定的反射作用，但是也有較大的吸收損耗，所以現(xiàn)有的QLED其發(fā)光效率還有待提高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED及制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中QLED發(fā)光效率有待提高的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，從下至上依次包括：基板、電子傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層和頂電極；所述空穴注入層為具有光子晶體結(jié)構(gòu)的空穴注入層。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，所述光子晶體結(jié)構(gòu)中設(shè)置有多個(gè)圓孔。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，所述圓孔均勻排列在光子晶體結(jié)構(gòu)中。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，所述圓孔的直徑為300-400nm。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，所述圓孔的間距為400-500nm。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，所述空穴注入層的材料為MoO₃，Nb₂O₅或NiO。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，所述空穴注入層的厚度為60-120nm。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED，其中，所述空穴傳輸層的材料為PVK或 Poly-TPD。

一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED制備方法，其中，包括：

步驟A、在基板表面沉積一層電子傳輸層；

步驟B、在電子傳輸層表面沉積一層量子點(diǎn)發(fā)光層；

步驟C、在量子點(diǎn)發(fā)光層表面沉積一層空穴傳輸層；

步驟D、在空穴傳輸層表面沉積一層空穴注入層；

步驟E、在空穴注入層中制作光子晶體結(jié)構(gòu)，形成具有光子晶體結(jié)構(gòu)的空穴注入層；

步驟F、在空穴注入層上制作頂電極。

所述的基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED制備方法，其中，所述步驟E中，采用等離子體刻蝕、納米壓印或飛秒激光多光束干涉法制作光子晶體結(jié)構(gòu)。

有益效果：本發(fā)明在空穴注入層中制作光子晶體結(jié)構(gòu)，利用光子晶體的表面效應(yīng)，即全反射作用和量子點(diǎn)發(fā)射光與光子晶體表面狀態(tài)的耦合作用，從而有效利用量子點(diǎn)射向金屬電極一側(cè)的光，提高量子點(diǎn)發(fā)光二極管的出光效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中空穴注入層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED制備方法較佳實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED及制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，從下至上依次包括：基板10、電子傳輸層20、量子點(diǎn)發(fā)光層30、空穴傳輸層40、空穴注入層50和頂電極60；所述空穴注入層50為具有光子晶體結(jié)構(gòu)的空穴注入層50。

本發(fā)明在量子點(diǎn)發(fā)光層30上沉積一層空穴傳輸層40，然后沉積空穴注入層50，然后在空穴注入層50中制作光子晶體結(jié)構(gòu)，形成具有光子晶體結(jié)構(gòu)的一層膜（空穴注入層50），利用光子晶體的表面效應(yīng)，即全反射作用和量子點(diǎn)發(fā)射光與光子晶體表面狀態(tài)的耦合作用，從而有效利用量子點(diǎn)射向金屬電極一側(cè)的光，提高量子點(diǎn)發(fā)光二極管的出光效率。

本發(fā)明所制作的光子晶體結(jié)構(gòu)為二維光子晶體結(jié)構(gòu)，即介電常數(shù)不同的介質(zhì)在二維空間呈周期性排列。

在制作過(guò)程中，可以通過(guò)聚焦離子束刻蝕的方式在形成的空穴注入層50上打孔，或者采用納米壓印、飛秒激光多光束干涉法等技術(shù)在沉積的空穴注入層50上制作出多個(gè)垂直穿透其厚度方向的孔洞，從而形成空氣柱，得到二維光子晶體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，如圖2所示，所述光子晶體結(jié)構(gòu)中設(shè)置有多個(gè)圓孔51。該圓孔51是圓柱形結(jié)構(gòu)，該圓孔51均勻排列在光子晶體結(jié)構(gòu)中。所述圓孔51的直徑為300-400nm，例如350nm。進(jìn)一步，所述圓孔51的間距為400-500nm，即相鄰圓孔51的中心之間的間距為400-500nm，例如450nm。所述圓孔51的深度可以根據(jù)空穴注入層50的厚度來(lái)調(diào)整。

具體來(lái)說(shuō)，所述基板10沉積有ITO的基板，其中ITO即為電極，可以為陽(yáng)極，也可以為陰極，本發(fā)明中可以作為陰極。

所述電子傳輸層20可采用TPBI、PBD、BCP、Bphen、TAZ、TmPyPB等電子傳輸材料，也可以是具有高的電子傳輸性能的n型氧化鋅，其較佳的厚度為30-90nm，例如60nm。

所述量子點(diǎn)發(fā)光層30中的量子點(diǎn)可以是紅色、綠色、藍(lán)色三種的任意一種量子點(diǎn)或者黃色等其它顏色的量子點(diǎn)。

所述空穴傳輸層40可采用NPB、TPD、TAPC、TFB、OTPD、QTPD、Poly-TPD、PVK等空穴傳輸材料。其厚度可以為10~100nm，例如50nm。

所述空穴注入層50材料為MoO₃，Nb₂O₅或NiO。本發(fā)明優(yōu)選為MoO₃。進(jìn)一步，所述空穴注入層的厚度為60-120nm，例如100nm。

所述頂電極60可以是金屬銀或者鋁。

本發(fā)明還提供一種基于光子晶體結(jié)構(gòu)的QLED制備方法，如圖3所示，其包括：

步驟S1、在基板表面沉積一層電子傳輸層；

步驟S2、在電子傳輸層表面沉積一層量子點(diǎn)發(fā)光層；

步驟S3、在量子點(diǎn)發(fā)光層表面沉積一層空穴傳輸層；

步驟S4、在空穴傳輸層表面沉積一層空穴注入層；

步驟S5、在空穴注入層中制作光子晶體結(jié)構(gòu)，形成具有光子晶體結(jié)構(gòu)的空穴注入層；

步驟S6、在空穴注入層上制作頂電極。

具體來(lái)說(shuō)，在步驟S1中，所述基板優(yōu)選為ITO基板，先將圖案化的ITO基板按次序置于丙酮，洗液，去離子水以及異丙醇中進(jìn)行超聲清洗，以上每一步超聲均需持續(xù)15分鐘左右，待超聲完成后將ITO放置于潔凈烘箱內(nèi)烘干備用。待ITO基板烘干后，用氧氣等離子體處理（Plasma treatment）ITO基板表面5分鐘，以進(jìn)一步出去ITO基板表面附著的有機(jī)物并提高ITO基板的功函數(shù)。

將經(jīng)過(guò)上步處理的ITO基板置于氮?dú)鈿夥罩校贗TO基板上沉積一層電子傳輸層，例如 n型氧化鋅，其厚度為60nm。這一步的沉積完成后，將基板子放置在80℃的加熱臺(tái)上加熱10分鐘，除去殘留的溶劑。

在步驟S2中，待上一步處理的基板冷卻后，將量子點(diǎn)發(fā)光層沉積在電子傳輸層表面，其厚度優(yōu)選為40nm。沉積完成后將基板放置在80℃的加熱臺(tái)上加熱10分鐘，除去殘留的溶劑。

在步驟S3中，待上一步處理的基板冷卻后，沉積一層空穴傳輸層，例如PVK材料，其厚度為50nm。沉積完空穴傳輸層后，將基板置于加熱臺(tái)上熱處理除去溶劑，例如80℃條件加熱10分鐘。

在步驟S4中，將沉積完各功能層的基板置于蒸鍍倉(cāng)中熱蒸鍍一層空穴注入層，例如熱蒸鍍MoO₃，其厚度優(yōu)選為100nm。

在所述步驟S5中，采用等離子體刻蝕、納米壓印或飛秒激光多光束干涉法制作光子晶體結(jié)構(gòu)。具體來(lái)說(shuō)，可采用聚焦離子束刻蝕法制備出圓孔均勻排列的光子晶體結(jié)構(gòu)，圓孔的直徑為350nm，周期為460nm。例如采用美國(guó)FEI公司的DB235型聚焦離子束刻蝕設(shè)備制備二維光子晶體結(jié)構(gòu)，得到具有二維光子晶體結(jié)構(gòu)的MoO₃膜。

在制備過(guò)程中，以Ga⁺為刻蝕離子，在30kV加速電壓，100pA的離子發(fā)射電流的條件下，用高度匯聚的離子束轟擊樣品表面，從而在薄膜（空穴注入層）上制作出多個(gè)垂直穿透其厚度方向的孔洞，形成空氣柱，處理時(shí)間約3個(gè)小時(shí)。

在步驟S6中，將刻蝕后的基板置于蒸鍍倉(cāng)中通過(guò)掩膜板熱蒸鍍一層100nm的鋁或銀作為陽(yáng)極，器件制備完成。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。