一种可提高出光效率的QLED及制备方法与流程

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种可提高出光效率的qled及制备方法。

背景技术

相比于有机荧光发光体，基于量子点的qled具有高色纯、长寿命和易分散等优点，且可利用印刷工艺制备，被普遍认为是下一代显示技术的有力竞争者。

现有技术中，qled是平面薄膜结构，由于每层薄膜的折射率不同，在薄膜界面会产生光学反射。因此从量子点发出的光会被限制到qled中。理论计算认为约只有20%左右的光会从qled中发射，剩余80%的光会被限制在qled的不同部分，这导致现有的qled出光效率较低。

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可提高出光效率的qled及制备方法，旨在解决现有的qled出光效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种可提高出光效率的qled，其中，依次包括衬底、底电极、量子点发光层、纳米粒子间相互团聚的纳米粒子层、顶电极，所述纳米粒子层为非平面结构。

所述的可提高出光效率的qled，其中，所述纳米粒子层的团聚程度为：在平面上小于1μm，在纵向上小于100nm。

所述的可提高出光效率的qled，其中，所述纳米粒子层为不定型的非平面结构。

所述的可提高出光效率的qled，其中，所述纳米粒子层的厚度为10~100nm。

所述的可提高出光效率的qled，其中，所述纳米粒子层的材料为tiox或zno。

所述的可提高出光效率的qled，其中，所述纳米粒子层中的纳米粒子尺寸小于30nm。

所述的可提高出光效率的qled，其中，所述qled的量子点发光层与纳米粒子层之间还设置有电子传输层。

所述的可提高出光效率的qled，其中，所述qled的底电极与量子点发光层之间还设置有空穴传输层和空穴注入层。

一种如上所述的可提高出光效率的qled的制备方法，其中，包括步骤：

a、在衬底上制作底电极；

b、在底电极上沉积量子点发光层；

c、通过溶液法在量子点发光层上制作纳米粒子间相互团聚的纳米粒子层，所述纳米粒子层为非平面结构；

d、在纳米粒子层表面制作顶电极。

所述的制备方法，其中，所述步骤c中，采用旋涂法制作纳米粒子层。

有益效果：本发明在qled的顶部引入纳米粒子间相互团聚的纳米粒子层，且纳米粒子层具有非平面结构，利用所述纳米粒子层可以提高qled的光学提取率，从而有效的提高qled的发光效率。同时本发明的结构不影响qled的器件电学性能，满足工业化要求。

附图说明

图1为本发明可提高出光效率的qled较佳实施例的结构示意图。

图2为本发明可提高出光效率的qled具体实施例的结构示意图。

图3为本发明一种可提高出光效率的qled的制备方法较佳实施例的流程图。

图4为本发明实施例一中旋涂时的转速随时间变化的示意图。

图5为本发明实施例一制备的qled中的纳米粒子团聚的sem截面图。

图6为本发明实施例一制备的qled发光强度随波长变化的示意图。

图7为本发明实施例二中旋涂时的转速随时间变化的示意图。

图8为本发明实施例三中旋涂时的转速随时间变化的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种可提高出光效率的qled及制备方法，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为本发明一种可提高出光效率的qled较佳实施例的结构示意图，如图所示，依次包括衬底11、底电极12、量子点发光层13、纳米粒子间相互团聚的纳米粒子层14、顶电极15，所述纳米粒子层14为非平面结构。

本发明在qled的顶部电极界面增加非平面结构可以提高qled的光学提取率，从而有效的提高qled的发光效率。上述纳米粒子层14构成的非平面结构既能保证制作工艺简单，有利于规模化应用，同时增加的非平面结构也不会影响qled本来的器件电学性能。

本发明中引入的纳米粒子层14，需要纳米粒子能够相互团聚，优选的，所述纳米粒子层14的团聚程度为：在平面上小于1μm，在纵向上小于100nm。也就是说，纳米粒子层14中，各纳米粒子团聚成的团聚物其平面上的尺寸小于1μm，纵向上的厚度小于100nm。在上述条件下，可进一步提高出光效率，且保证qled原本的电学性能。对于纳米粒子的团聚，可以通过溶液法处理控制，例如控制转速和时间等等。其中团聚的纳米粒子可以均匀的分布在量子点发光层13上。

优选的，所述纳米粒子层14为不定型的非平面结构。即所述纳米粒子层14中的纳米粒子其相互团聚是无规律和无序的，相邻纳米粒子之间可任意团聚，这样也可提高纳米粒子分布的均匀度，从而提高出光效率。

所述纳米粒子层14可以不仅仅是一层，也可以是多层结构。若采用多层结构，将有利于改善光学提取率，从而提高出光效率。所述纳米粒子层14的厚度优选为10~100nm，例如50nm。

进一步，所述纳米粒子层14的材料为tiox或zno，也可以是其衍生物的材料，还可以是具有电子传输功能的材料，即etl材料。另外，所述纳米粒子层的材料也可以是掺杂材料，例如，mg掺杂zno（即在zno中掺杂mg，下同），al掺杂zno，la掺杂zno，y掺杂zno，mg掺杂tio，al掺杂tio，la掺杂tio，或y掺杂tio。按质量百分比计，掺杂浓度优选小于10%。

进一步，所述纳米粒子层14中的纳米粒子尺寸小于30nm。例如假如所述纳米粒子为球形，那么其直径小于30nm，如为不规则形状，那么其最大长度小于30nm。

所述qled的量子点发光层13与纳米粒子层14之间还设置有电子传输层。所述qled的底电极12与量子点发光层13之间还设置有空穴传输层和空穴注入层。例如，如图2所示，其为一个可提高出光效率的qled具体实施例的结构示意图，其从下至上依次包括：衬底21、底电极22、空穴注入层23、空穴传输层24、量子点发光层25、电子传输层26、纳米粒子层27、顶电极28。

所述量子点发光层的厚度优选为10-100nm。所述底电极可以是图案化的ito或tco等等。所述顶电极为铝电极或银电极，所述顶电极厚度优选为30-800nm。所述空穴注入层的材料为pedot:pss、moo3、vo2或wo3中的至少一种。所述空穴注入层的厚度优选为10-150nm。所述空穴传输层的材料为tfb、poly-tpd、pvk、nio、moo3、npb、cbp中的至少一种。所述空穴传输层的厚度优选为10-150nm。所述电子传输层的材料优选为lif、csf、cs2co3、zno、alq3中的至少一种。

本发明还提供一种如上所述的可提高出光效率的qled的制备方法，如图3所示，其包括步骤：

s1、在衬底上制作底电极；

s2、在底电极上沉积量子点发光层；

s3、通过溶液法在量子点发光层上制作纳米粒子间相互团聚的纳米粒子层，所述纳米粒子层为非平面结构；

s4、在纳米粒子层表面制作顶电极。

进一步，所述步骤s3中，采用旋涂法制作纳米粒子层。通过旋涂，使纳米粒子均匀的铺展。并且转动过程中，纳米粒子形成一定分布和大小的团聚，从而破坏了表面的平整度，增加出光效率。

实施例一

本实施例中，纳米粒子层的材料为etl-1，etl-1具体为zno，其旋涂时的转速与时间的对应关系如图4所示。在依次准备好衬底、底电极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层之后，在a点低速旋转是加入etl-1的溶液，使其均匀的铺展在基片上。随着时间的增加以及转速的提升，溶液开始挥发，在第40秒时，加入溶剂（醇类，例如甲醇、乙醇、丙醇等等），由于溶剂的作用，且处于高速旋转，溶剂带动量子点颗粒排布发生变化，从而使纳米粒子形成一定分布和大小的团聚，从而破坏了表面的平整度，增加出光效率。etl-1材料的表面发生团聚，蒸镀金属后的表面如图5所示。表面分布了大小不一的凸起，破坏了金属电极的平整性，如图6所示，qled经过处理相比于未经处理的发光光强提高了10%。

实施例二

在旋涂etl-1的材料后，旋涂另外一层纳米粒子材料etl-2，etl-2材料具体为y掺杂zno，掺杂比例为2.5%（即etl-2材料中，y的质量比为2.5%）。旋涂etl-2时的转速与时间的对应关系如图7所示。在a点低速旋转是加入etl-2的溶液，使其均匀的铺展在基片上。随着时间的增加以及转速的提升，溶液开始挥发，在第20秒时，加入etl-1的溶剂（醇类，例如甲醇、乙醇、丙醇等等），由于溶剂的作用，在高速旋转，etl-1和etl-2两层材料发生部分渗透，导致薄膜的粗糙度增加，从而破坏了表面的平整度，增加出光效率。

实施例三

etl-3是两种纳米材料n和m的混合体（n和m的质量比例从1:99至99:1之间均可），溶剂l对于n的溶解度远大于对m的溶解度，其中m是zno，n是tiox，l是苯类（如甲苯）或醇类（如甲醇、乙醇、丙醇等等）。etl-3旋涂时的转速与时间的对应关系如图8所示。在a点低速旋转是加入etl-3溶液，使其均匀的铺展在基片上。随着时间的增加以及转速的提升，溶液开始挥发，在第80秒时，加入l溶剂，以100微升为一次，间隔10秒，连续加入3次。由于溶剂的作用，在高速旋转，薄膜表面的n材料被部分溶解，导致薄膜的粗糙度增加，从而破坏了表面的平整度，增加出光效率。

上述实施例中，通过对qled结构进行改进，经试验验证，可以提升qled的出光效率5%~30%。

综上所述，本发明在qled的顶部引入纳米粒子间相互团聚的纳米粒子层，且纳米粒子层具有非平面结构，利用所述纳米粒子层可以提高qled的光学提取率，从而有效的提高qled的发光效率。同时本发明的结构不影响qled的器件电学性能，满足工业化要求。

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。