一种QLED及其制备方法与流程

本发明涉及量子点发光技术领域，尤其涉及一种QLED及其制备方法。

背景技术：

半导体量子点具有尺寸可调谐的光电子性质，已经被广泛地应用于发光二极管、太阳能电池和生物荧光标记。量子点合成技术经过二十多年的发展，人们已经可以合成各种高质量的纳米材料，其光致发光效率可以达到 85%以上。由于量子点具有尺寸可调谐的发光、发光线宽窄、光致发光效率高和热稳定性等特点，因此以量子点作为发光层的量子点发光二极管(QLED)是极具潜力的下一代显示和固态照明光源。量子点发光二极管（QLED）因具备高亮度、低功耗、广色域、易加工等诸多优点近年来在照明和显示领域获得了广泛的关注与研究。经过多年的发展，QLED技术获得了巨大的发展。从公开报道的文献资料来看，目前最高的红色和绿色QLED的外量子效率已经超过或者接近20%，表明红绿QLED的内量子效率实际上已经接近100%的极限。然而，作为高性能全彩显示不可或缺的蓝色QLED目前不论是在电光转换效率还是在使用寿命上都远低于红绿QLED，从而限制了QLED在全彩显示方面的应用。再者，从国际上各研究机构和相关公司公布的数据来看，目前很难做到QLED的性能有很好的重复性，这就导致了QLED的大规模实用化生产还有很多的问题需要解决。

QLED显示器的性能差异与很多因素有关，例如，各层之间的势垒匹配，电子空穴的注入程度，电子空穴的迁移率及复合程度，还有界面的影响等多个方面。本发明主要公开一种提高载流子注入程度的方法，通过提高载流子注入强度，增加载流子复合几率，增强QLED性能。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种QLED及其制备方法，旨在解决现有的QLED性能有待提高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种QLED的制备方法，其中，包括：

步骤A、在基板表面依次沉积一层空穴注入层和空穴传输层；

步骤B、在空穴传输层表面沉积量子点发光层；

步骤C、在量子点发光层表面依次沉积电子传输层和电子注入层；

步骤D、将沉积完各功能层的基板上制作阴极，其中，所述阴极包含用于增大功函数的界面修饰层。

所述的QLED的制备方法，其中，所述步骤A之前还包括：对基板进行清洗，然后烘干备用。

所述的QLED的制备方法，其中，所述阴极从下至上依次包括：Phen-NaDPO、LiF和Al。

一种QLED，其中，从下至上依次包括：基板、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其中，所述阴极包含用于增大功函数的界面修饰层。

所述的QLED，其中，所述阴极从下至上依次包括：Phen-NaDPO、LiF和Al。

所述的QLED，其中，所述Phen-NaDPO的厚度为1~30nm。

所述的QLED，其中，所述Al的厚度为100nm。

所述的QLED，其中，所述空穴传输层的厚度为1~100nm。

所述的QLED，其中，所述量子点发光层的厚度为10~100nm。

所述的QLED，其中，所述电子注入层的材料为Ca、Ba或CsCO₃。

有益效果：本发明通过在阴极中增加一层界面修饰层，从而增加电极的功函数，增加注入势垒，使得电子空穴在量子点发光层能更好的平衡，增加有效复合概率，从而增强QLED发光性能。

附图说明

图1为本发明一种QLED的制备方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明一种QLED较佳实施例的结构示意图。

图3为本发明中Phen-NaDPO的结构式。

具体实施方式

本发明提供一种QLED及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明一种QLED的制备方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括：

步骤S1、在基板表面依次沉积一层空穴注入层和空穴传输层；

步骤S2、在空穴传输层表面沉积量子点发光层；

步骤S3、在量子点发光层表面依次沉积电子传输层和电子注入层；

步骤S4、将沉积完各功能层的基板上制作阴极，其中，所述阴极包含用于增大功函数的界面修饰层。

在QLED发光过程中，电子空穴的注入直接影响器件的性能，但是，电子空穴在量子点发光层的平衡对器件性能的影响却尤为重要。若电子空穴明显不平衡，就会增加漏电流，电子空穴的有效复合就会减少，影响器件效率。

本发明在正常的QLED器件结构基础上，在阴极中增加界面修饰层，增大阴极的功函数，同时增加电子注入势垒，使得电子注入减少，从而保证电子空穴在量子点发光层的平衡，并增强QLED的发光性能。

具体来说，所述步骤S1之前还包括：对基板进行清洗，然后烘干备用。先对基板进行清洗，即将基板按次序置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，以上每一步超声均需持续15分钟左右。待超声完成后将基板放置于洁净烘箱内烘干备用。所述基板可以是玻璃基板，如ITO基板。

待基板烘干后，用氧气等离子体处理（Plasma treatment）基板表面5分钟，以进一步除去基板表面附着的有机物并提高基板的功函数，除了采用氧气等离子体来处理外，也可采用紫外-臭氧处理（UV-Ozone treatment）来替代。

一并参照图2，在所述步骤S1中，在经过上步处理的基板10上依次沉积一层空穴注入层11和空穴传输层12，所述空穴注入层11的材料可以是有机空穴注入材料，例如PEDOT:PSS，沉积空穴注入层11可加热处理除去多余溶剂。所述空穴传输层12的厚度为1~100nm，优选40~50nm，在沉积完空穴传输层12后，可将基板10置于150℃的加热台上加热（干燥）10分钟以除去水分，加热过程需在空气中完成。

在所述步骤S2中，待上一步处理加热后的基板10冷却后，将量子点发光层13沉积在空穴传输层12表面，量子点发光层13的厚度优选为10-100nm之间，例如50nm。这一步的沉积完成后将基板10放置在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂。

在所述步骤S3中，随后，在量子点发光层13表面依次沉积电子传输层14和电子注入层15，其中电子传输层14优选具有高电子传输性能的n型氧化锌，其较佳的厚度为30-60nm（如45nm），电子注入层15材料可以选择低功函数的Ca、Ba等金属，也可以选择CsF、LiF、CsCO₃等化合物，还可以是其它电解质型电子传输层材料。

在所述步骤S5中，在电子注入层15表面热蒸镀阴极16，具体来说，可将沉积完各功能层的基板10置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀阴极16，至此，器件制备完成。

进一步，所述阴极16从下至上依次包括：Phen-NaDPO（161）、LiF（162）和Al（163）。其中的LiF是传统的电极修饰材料，所述LiF的厚度为1~10nm，如5nm。本发明是在传统的电极修饰材料的基础上再增加一层界面修饰材料 Phen-NaDPO（界面修饰层，中文名为1,10-邻二氮菲-（2-萘基）-二苯基膦氧化物），利用所述界面修饰材料来增加电极的功函数，增加注入势垒，使得电子空穴在量子点发光层能更好的平衡，增加有效复合概率，最终增强其发光性能。

优选地，所述Phen-NaDPO的结构式如图3所示，其厚度为1~30nm，更优选的，所述Phen-NaDPO的厚度为10~20nm，如15nm，在该厚度条件下，电极功函数能够得到较大提高，发光性能得到有效增强。

所述Al的厚度为100nm，此处Al也可以采用Ag来替代。

制作阴极16的具体方式如下：通过物理气相沉积方式，先蒸镀Phen-NaDPO，接着蒸镀LiF，最后蒸镀Al。在蒸镀过程中，当蒸镀仓内气压低于4×10^-4Mpa时，开始加电压，开始时速率为0.1-0.5Å（如0.3Å），在蒸镀5nm之后，速率可提高到1-3Å（如2 Å）。

另外，本发明中的界面修饰材料也可以是Alq₃、MoO₃等，采用上述界面修饰材料，同样可以达到增加电极功函数，增加注入势垒的目的。

本发明还提供一种QLED，其采用如上所述的制备方法制成。

具体的，所述QLED从下至上依次包括：基板10、空穴注入层11、空穴传输层12、量子点发光层13、电子传输层14、电子注入层15、阴极16。

其中，所述空穴注入层11的材料可以是有机空穴注入材料，例如PEDOT:PSS。

所述空穴传输层12的厚度为1~100nm，优选40~50nm。

所述量子点发光层13的厚度优选为10-100nm之间，例如50nm。

所述电子传输层14优选具有高电子传输性能的n型氧化锌，其较佳的厚度为30-60nm，如45nm。

所述电子注入层15材料可以选择低功函数的Ca、Ba等金属，也可以选择CsF、LiF、CsCO₃等化合物，还可以是其它电解质型电子传输层材料。

所述阴极16从下至上依次包括：Phen-NaDPO（161）、LiF（162）和Al（163）。

所述Phen-NaDPO（161）为界面修饰材料，利用所述界面修饰材料来增加电极的功函数，增加注入势垒，使得电子空穴在量子点发光层能更好的平衡，增加有效复合概率，最终增强其发光性能。

所述LiF（162）是传统的电极修饰材料，所述LiF的厚度优选为1~10nm，如5nm。

所述Al（163）为传统的阴极材料，所述Al的厚度优选100nm。

综上所述，本发明通过在阴极中增加一层界面修饰层，从而增加电极的功函数，增加电子注入势垒，使得电子空穴在量子点发光层能更好的平衡，增加有效复合概率，从而增强QLED发光性能。

应当理解的是，本发明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发明所附权利要求的保护范围。