專利名稱：柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種新型平板型顯示器件——柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
柔性電致發(fā)光顯示器件是將柔韌可彎曲且具有良好透光性的材料作為襯底來代替普通器件的玻璃襯底，與普通電致發(fā)光器件相比，具有輕、薄、抗振動(dòng)和耐沖擊等特點(diǎn)。因此，柔性電致發(fā)光顯示器件作為一種新型的固體平板化和柔性化顯示器件，在便攜式顯示設(shè)備、軍事領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。
量子點(diǎn)是準(zhǔn)零維納米半導(dǎo)體材料，它由少量原子或原子團(tuán)構(gòu)成，通常三維尺度在1～10nm。由于尺寸量子效應(yīng)和介電限域效應(yīng)的影響，顯示出獨(dú)特的熒光特性等物理和化學(xué)特性，使得量子點(diǎn)在光電子學(xué)和生物學(xué)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具有低功耗、高效率、響應(yīng)速度快和重量輕等優(yōu)點(diǎn)，可以大面積成膜，更主要的是由于無機(jī)材料本身的物理性質(zhì)可以克服0LED中有機(jī)發(fā)光材料的熱衰變、光化學(xué)衰變等問題，極大地延長器件使用壽命，是一種具有巨大的學(xué)術(shù)價(jià)值和良好商業(yè)前景的光子器件。在材料方面國際上多選擇ZnS包覆CdSe量子點(diǎn)作為電致發(fā)光器件的發(fā)光層，但是鎘(Cd)的毒性較大，可經(jīng)食物、水或空氣進(jìn)入人體，對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的毒害作用。鑒于此，歐盟通過電子電機(jī)設(shè)備中危害物質(zhì)禁用指令(RoHS)，自2006年7月1日起禁止在電子產(chǎn)品中使用鎘(Cadmium)等物質(zhì)。所以，開發(fā)出新型環(huán)保量子電材料是量子點(diǎn)電致發(fā)光器件發(fā)展的方向。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的制備方法及裝置。本發(fā)明以不含鎘(Cd)等有毒成分并具有良好熱穩(wěn)定性的紅光量子點(diǎn)為發(fā)光層材料，實(shí)現(xiàn)單一發(fā)光層、較大面積且發(fā)光均勻的平板型柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
本發(fā)明提供的柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征在于該發(fā)光器件自下而上依次由以下各層組成PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)襯底的ITO陽極；空穴傳輸層PVK(聚乙烯咔唑)；發(fā)光層CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu紅光量子點(diǎn)；電子傳輸層Alq3(8-羥基喹林三鋁)和金屬Al陰極。
本發(fā)明還提供一種上述的柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的制備方法，包括(1)將刻蝕成5mm*60mm條形PET襯底的ITO陽極在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(3)將CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu量子點(diǎn)按質(zhì)量比為1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(4)將Alq3并壓制成片，采用真空蒸鍍法在發(fā)光層上成膜，形成電子傳輸層，其條件為真空度大于8×10-4Pa，蒸發(fā)電流約為3～5A，蒸發(fā)時(shí)間為10～20分鐘；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約1～2cm長的AL絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流為10～30A，蒸發(fā)時(shí)間為10～20分鐘；(6)使用聚三氟氯乙烯對(duì)器件進(jìn)行了封裝，剪裁聚三氟氯乙烯薄膜，然后將其覆蓋在已制備好的鍍有功能層的一面，露出ITO陽極和Al陰極，用環(huán)氧樹脂膠將四周密封，移入保干器中靜置10～30分鐘，使環(huán)氧樹脂膠固化；(7)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具有制備工藝簡單、重復(fù)性好的特點(diǎn)，比一般的單色光背光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。此外，該柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器基本實(shí)現(xiàn)了柔性顯示且抗振動(dòng)和耐沖擊性較強(qiáng)，對(duì)器件進(jìn)行了簡單的封裝，并比較了封裝器件工作壽命已提高了6倍，這說明該封裝手段有效。

圖1是柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具體結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式本發(fā)明以CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu紅光量子點(diǎn)為主體發(fā)光材料，在PET層的ITO表面分別利用旋轉(zhuǎn)涂覆和真空蒸鍍法，將原料依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下結(jié)構(gòu)的器件ITO/PVK(x nm)/CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu(y nm)/Alq3(z nm)/Al(t nm)；其中，20≤x≤40nm；30≤y≤60nm；20≤z≤40nm；60≤t≤150nm，發(fā)光層CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu量子點(diǎn)的質(zhì)量比在1∶1～3∶1之間。相應(yīng)材料分子式如下所示 實(shí)施例1(1)將刻蝕成5mm*60mm條形PET襯底的ITO陽極在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時(shí)間20s，高速3400rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)10小時(shí)；
(3)將CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu量子點(diǎn)按質(zhì)量比為2∶1，溶于5mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1100rpm，成膜時(shí)間20s，高速3000rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)10小時(shí)；(4)將Alq3并壓制成片，采用真空蒸鍍法在發(fā)光層上成膜，形成電子傳輸層，其條件為真空度大于8×10-4Pa，蒸發(fā)電流約為5A，蒸發(fā)時(shí)間為15分鐘；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約2cm長的Al絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流約為30A，蒸發(fā)時(shí)間約為12分鐘；(6)使用聚三氟氯乙烯對(duì)器件進(jìn)行了封裝，剪裁聚三氟氯乙烯薄膜，然后將其覆蓋在已制備好的鍍有功能層的一面，露出ITO陽極和Al陰極，用環(huán)氧樹脂膠將四周密封，移入保干器中靜置30分鐘，使環(huán)氧樹脂膠固化；(7)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
實(shí)施例2(1)將刻蝕成5mm*50mm條形PET襯底的ITO陽極在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時(shí)間20s，高速3000rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時(shí)；(3)將CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu量子點(diǎn)按質(zhì)量比為3∶1，溶于8mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1300rpm，成膜時(shí)間20s，高速3000rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時(shí)；(4)將Alq3并壓制成片，采用真空蒸鍍法在發(fā)光層上成膜，形成電子傳輸層，其條件為真空度大于8×10-4Pa，蒸發(fā)電流約為5A，蒸發(fā)時(shí)間為15分鐘；
(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約2cm長的Al絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流約為30A，蒸發(fā)時(shí)間約為15分鐘；(6)使用聚三氟氯乙烯對(duì)器件進(jìn)行了封裝，剪裁聚三氟氯乙烯薄膜，然后將其覆蓋在已制備好的鍍有功能層的一面，露出ITO陽極和Al陰極，用環(huán)氧樹脂膠將四周密封，移入保干器中靜置25分鐘，使環(huán)氧樹脂膠固化；(7)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征在于該發(fā)光器件自下而上依次由以下各層組成1)PET襯底的ITO陽極；2)空穴傳輸層PVK；3)發(fā)光層CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu紅光量子點(diǎn)；4)電子傳輸層Alq3；5)Al陰極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是空穴傳輸層厚度x為20≤x≤40nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是發(fā)光層CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu紅光量子點(diǎn)的質(zhì)量比在1∶1～3∶1之間，發(fā)光層厚度y為30≤y≤60nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是電子傳輸層厚度z為20≤z≤40nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是Al陰極層厚度t為60≤t≤150nm。
6.一種權(quán)利要求1所述的柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)將刻蝕成5mm*60mm條形PET襯底的ITO陽極在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(3)將CaZnS:Mn/ZnS，ZnY2S4:Eu量子點(diǎn)按質(zhì)量比為1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(4)將Alq3并壓制成片，采用真空蒸鍍法在發(fā)光層上成膜，形成電子傳輸層，其條件為真空度大于8×10-4Pa，蒸發(fā)電流約為3～5A，蒸發(fā)時(shí)間為10～20分鐘；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約1～2cm長的AL絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流為10～30A，蒸發(fā)時(shí)間為10～20分鐘；(6)使用聚三氟氯乙烯對(duì)器件進(jìn)行了封裝，剪裁聚三氟氯乙烯薄膜，然后將其覆蓋在已制備好的鍍有功能層的一面，露出ITO陽極和Al陰極，用環(huán)氧樹脂膠將四周密封，移入保干器中靜置10～30分鐘，使環(huán)氧樹脂膠固化；(7)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種柔性紅光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件及其制備方法，本發(fā)明以CaZnS:Mn/ZnS，ZnY
文檔編號(hào)H05B33/10GK1976071SQ20061013006
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者張曉松, 李嵐, 安海萍 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)