QLED器件及其制备方法与流程

本发明属于平板显示技术领域，尤其涉及一种qled器件及其制备方法。

背景技术：

量子点具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、量子产额高等优点，加上可利用印刷工艺制备，所以基于量子点的发光二极管(即量子点发光二极管：qled)近来受到人们的普遍关注，其器件性能指标也发展迅速。zno纳米颗粒由于其优异的性能，被广泛用于电致发光器件的电子传输层。但是蓝色qled器件中，电子迁移率低于空穴材料的迁移率，导致qled发光层中的载流子注入不平衡，载流子迁移率还不能完全满足要求，从而严重限制了qled器件的性能。因此，如何优化电子传输材料的性能，提高其在qled器件中的电子迁移率，有效平衡发光层中的载流子，对于提高qled器件的光学性能尤为关键，也是目前研究的一个重点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种qled器件及其制备方法，旨在解决现有电子传输材料电子迁移率低于空穴材料的迁移率，导致qled发光层中的载流子注入不平衡的问题。

本发明是这样实现的，一种qled器件，包括依次设置的阳极、量子点发光层、电子传输层和阴极，所述电子传输层为bi-bi2o2co3-zno异质结结构。

以及，一种qled器件的制备方法，包括以下步骤：

提供阳极基板，在所述阳极基板上沉积量子点发光层；

在所述量子点发光层沉积bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液，制备电子传输层；

在所述电子传输层上制备阴极；或

提供阴极基板，在所述阴极上沉积bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液，制备电子传输层；

在所述电子传输层上依次制备量子点发光层和阳极。

本发明提供的qled器件中，所述电子传输层为bi-bi2o2co3-zno异质结结构。其中，bi2o2co3(boc)(碱式碳酸铋或碳酸氧铋)是一种n型宽禁带的半导体，由交替的bi2o2²⁺层和co3^2-层构成，bi2o2co3与zno形成的bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料，由于形成了bi-boc-zno异质结，能级匹配性提高，与单独zno纳米颗粒相比，电子迁移率明显提高，有利于电子的迁移。另外，所述bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料中的bi拥有和贵金属类似的表面等离子体共振性能，可以增强量子点发光的作用。综上，本发明将所述电子传输层设置为bi-bi2o2co3-zno异质结结构，有利于提高电致发光器件的电子迁移率，从而有效平衡发光层中的载流子，提高了器件的光学性能。

本发明提供的qled器件的制备方法，在原有的qled器件的制备方法基础上，通过溶液加工法制备电子传输层，不仅方法简单易行，而且可以得到成膜性能好的电子传输层。

附图说明

图1是本发明实施例提供的qled器件结构示意图；

图2是本发明实施例提供的正型qled器件结构示意图；

图3是本发明实施例提供的反型qled器件结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

结合图1-3，本发明实施例提供了一种qled器件，包括依次设置的阳极2、量子点发光层5、电子传输层6和阴极7，如图1所示，所述电子传输层6为bi-bi2o2co3-zno异质结结构。

本发明实施例提供的qled器件中，所述电子传输层为bi-bi2o2co3-zno异质结结构。其中，bi2o2co3(boc)(碱式碳酸铋或碳酸氧铋)是一种n型宽禁带的半导体，由交替的bi2o2²⁺层和co3^2-层构成，bi2o2co3与zno形成的bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料，由于形成了bi-boc-zno异质结，能级匹配性提高，与单独zno纳米颗粒相比，电子迁移率明显提高，有利于电子的迁移。另外，所述bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料中的bi拥有和贵金属类似的表面等离子体共振性能，可以增强量子点发光的作用。综上，本发明实施例将所述电子传输层设置为bi-bi2o2co3-zno异质结结构，有利于提高电致发光器件的电子迁移率，从而有效平衡发光层中的载流子，提高了器件的光学性能。

优选的，所述qled器件还包括电子注入层(图中未标出)、空穴传输层4、空穴注入层3中的至少一层。

作为一种实施例情形，如图2所示，所述qled器件为正型qled器件，包括依次设置的衬底1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6和阴极7。

作为另一种实施例情形，如图3所示，所述qled器件为反型qled器件，包括依次设置的衬底1、阴极7、电子传输层6、量子点发光层5、空穴传输层4、空穴注入层3和阳极2。

本发明实施例中，阳极2可为ito阳极，但不限于此。

空穴注入层3可以采用水溶性的pedot:pss，也可以采用其他具有良好空穴注入性能的材料，空穴注入层3的厚度优选为10-100nm。

空穴传输层4可以采用常规的空穴传输材料制成，包括但不限于pvk、poly-tpd中的至少一种。空穴传输层4的厚度优选为1-100nm。

量子点发光层5采用常规的量子点材料制成，本发明实施例中对量子点材料的选择没有严格的限定。

优选的，电子传输层6的厚度为30-60nm。电子传输层6的厚度过厚，则电阻增大，不利于均衡qled器件的性能；电子传输层6的厚度过薄，影响电子传输性能较差，甚至由于不能形成完整的薄膜而丧失电子传输性能。

阴极7可以采用常见的阴极材料，厚度优选为60-120nm。

本发明实施例提供的qled器件，可以通过下述方法制备获得。

相应的，本发明实施例还提供了一种qled器件的制备方法，所述qled器件的制备方法分为两种情况。

具体的，作为一种实施情形，所述qled器件的制备方法包括以下步骤：

s01.提供阳极基板，在所述阳极基板上沉积量子点发光层；

s02.在所述量子点发光层沉积bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液，制备电子传输层；

s03.在所述电子传输层上制备阴极。

上述步骤s01中，提供阳极基板，对阳极基板进行表面清洁处理。具体的，将阳极基板依次在丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声10-20分钟，如15分钟。待超声完成后将阳极基板放置于洁净烘箱内烘干备用。

进一步优选的，将干净的阳极基板进行氧气等离子体处理或紫外-臭氧处理，以进一步除去阳极基板表面附着的有机物并提高阳极基板的功函数。

在所述阳极基板上沉积量子点发光层，可以采用常规方法实现。

优选的，在沉积量子点发光层之前，还包括沉积空穴注入层、空穴传输层中的至少一层。更优选为在沉积量子点发光层之前，在供阳极基板上依次沉积空穴注入层、空穴传输层。所述空穴注入层、空穴传输层优选采用简单易控的溶液加工法实现。

上述步骤s02中，在所述量子点发光层沉积bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液，制备电子传输层。优选的，所述bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液的浓度为15-30mg/ml。若所述bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液的浓度过低，无法有效促进电子的传输；若所述bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液的浓度过高，很可能导致电子传输层厚度偏大，也不利于电子的快速传输。

本发明实施例中，所述bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液中bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料可以通过下述方法制备，但不限于此。具体的，所述bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液的制备方法如下：

s021.将聚乙二醇超声处理后，溶于乙二醇中，形成混合溶剂。

由此形成的混合溶剂，有利于后续锌盐和铋盐的充分溶解分散，且为后续加热反应提供了一个合适的介质环境。

s022.将zn(no3)2·6h2o、bi(no3)3·5h2o加入所述混合溶液中混匀后，加入naac·3h2o，混匀后超声处理，形成均一的混合溶液。

s023.将所述混合溶液转移水热釜中，加热反应，制备bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液。

优选的，所述加热处理的温度为180-250℃，保温15-48h，从而有利于获得电子迁移率明显提高的纳米复合材料。具体优选的，所述加热处理的温度为200℃，保温20h。

上述步骤s03中，在所述电子传输层上制备阴极，可以采用常规方法实现。如：将待处理的片子置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀一层阴极。

优选的，在制备阴极之前，还包括在所述电子传输层上沉积电子注入层。

作为另一种实施情形，所述qled器件的制备方法包括以下步骤：

q01.提供阴极基板，在所述阴极上沉积bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液，制备电子传输层；

q02.在所述电子传输层上依次制备量子点发光层和阳极。

上述步骤q01中，提供阴极基板，对阴极基板进行表面清洁处理。具体的，将阴极基板依次在丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声10-20分钟，如15分钟。待超声完成后将阴极基板放置于洁净烘箱内烘干备用。

采用溶液加工法沉积bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液，制备电子传输层，其中，bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料溶液的浓度，bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料的制备方法，可以参照上述步骤s02的方法实现。

优选的，在沉积电子传输层之前，还包括在阴极基板上沉积电子注入层。

上述步骤q02中，在所述电子传输层上依次制备量子点发光层和阳极，可以采用常规方法实现。优选的，在沉积阳极之前，还包括在量子点发光层上沉积空穴传输层、空穴注入层中的至少一层。

本发明实施例提供的qled器件的制备方法，在原有的qled器件的制备方法基础上，通过溶液加工法制备电子传输层，不仅方法简单易行，而且可以得到成膜性能好的电子传输层。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

一种bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将0.02g的peg(聚乙二醇)超声10min后，溶于40ml的eg(乙二醇)中形成混合溶剂；

将3.6mmol的zn(no3)2·6h2o和0.9mmol的bi(no3)3·5h2o分别加入混合溶剂中搅拌10min后，加入3g的naac·3h2o；混合后溶液搅拌10min，进一步超声10min，形成均一的混合溶液；

将所述混合溶液转移至50ml的水热釜中，填满80％的容积；水热釜加热至200℃，保温20h，然后自然冷却至室温。产物经去离子水和乙醇的多次清洗后，离心分离收集，最后分散在异丙醇中备用。

实施例2

一种qled器件的制备方法，包括以下步骤：

将图案化的ito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，每次超声15分钟。待超声完成后将ito放置于洁净烘箱内烘干备用。待ito基板烘干后，用紫外-臭氧处理ito表面5分钟。

在处理过的ito基板表面沉积一层pedot:pss，厚度为30nm，将基板置于150℃的加热台上加热30分钟。

紧接着，将沉积有空穴注入层的基板置于氮气气氛中，沉积一层厚度为30nm的pvk空穴传输层，于150℃的加热台上加热30分钟以除去溶剂。

待上一步处理的片子冷却后，将量子点发光层沉积在空穴传输层表面，其厚度为20nm。这一步的沉积完成后将片子放置在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂。

在量子点发光层上沉积浓度为20mg/ml的bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料作为电子传输层，厚度为30nm，沉积完成后将片子放置在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂。

将沉积完各功能层的片子置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀一层100nm的铝作为阴极，厚度为100nm。

实施例3

一种qled器件，包括依次设置的阳极、量子点发光层、电子传输层和阴极。

所述qled器件的制备方法，包括以下步骤：

将图案化的ito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，每次超声15分钟。待超声完成后将ito放置于洁净烘箱内烘干备用。待ito基板烘干后，用紫外-臭氧处理ito表面5分钟。

然后将量子点发光层沉积在ito表面，其厚度为20nm。这一步的沉积完成后将片子放置在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂。

在量子点发光层上沉积浓度为30mg/ml的bi-bi2o2co3-zno纳米复合材料作为电子传输层，厚度为60nm，沉积完成后将片子放置在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂。

将沉积完各功能层的片子置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀一层100nm的铝作为阴极，厚度为100nm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。