量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置与流程

文档序号:32741608发布日期:2022-12-30 18:59阅读:43来源:国知局
量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置与流程

1.本技术涉及显示技术领域,具体涉及一种量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置。


背景技术:

2.以无机量子点作为电致发光材料的自发光qled(quantum dot light-emitting diode,量子点电致发光半导体)器件具有色域覆盖广、色纯度高、超薄轻便、可弯折卷曲等优势,因此已经收到学术与产业界的广泛关注。
3.目前在制备倒置qled器件的过程中,通常采用金属氧化物纳米晶体作为电子注入层或者电子传输层,在电子注入层或者电子传输层表面利用溶液法形成量子点发光层,再利用真空蒸镀方式沉积空穴传输层和空穴注入层,最后形成阳极。在当前器件结构中,其金属氧化物纳米晶体表面的缺陷对量子点激子具有淬灭作用,导致辐射跃迁的量子产率下降,导致qled器件的发光效率变低。
4.因此,确有必要来开发一种量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置,以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供一种量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置来解决因电子功能层表面的缺陷导致qled器件的发光效率变低的技术问题。
6.本技术实施例提供一种量子点墨水,包括掺杂剂、量子点材料和有机溶剂,所述掺杂剂包括第一极性基团和第一非极性基团,所述第一极性基团能够与金属氧化物配位,所述第一非极性基团能够自组装成层,
7.优选地,所述第一极性基团包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,所述第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。
8.可选的,在本技术的一些实施例中,所述掺杂剂的分子量小于500。
9.可选的,在本技术的一些实施例中,所述量子点材料包疏水性配体,
10.所述疏水性配体与金属的配位能力不比所述掺杂剂中的所述第一极性基团与该金属的配位能力弱,
11.优选地,所述疏水性配体包括第二极性基团和第二非极性基团,
12.再优选地,所述第二极性基团包括羧基、巯基、膦基或胺基中的至少一种,所述第二非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。
13.可选的,在本技术的一些实施例中,所述有机溶剂的熔点小于或等于0℃,所述有机溶剂的沸点范围为100℃~300℃,
14.优选地,所述有机溶剂包括链状烷烃、环烷烃、卤代烷烃、芳香烃以及链状烷烃、环
烷烃、卤代烷烃、芳香烃的衍生物及其组合。
15.可选的,在本技术的一些实施例中,所述有机溶剂在所述量子点墨水中的质量百分比为79.8%~98.97%,所述量子点材料在所述量子点墨水中的质量百分比为1%~20%,所述掺杂剂在所述量子点墨水中的质量百分比为0.03%~0.2%。
16.可选的,在本技术的一些实施例中,所述掺杂剂与所述量子点材料的质量比的范围为1%~10%。
17.相应的,本技术实施例还提供一种量子点发光二极管,包括发光层和电子功能层,所述发光层由如上任一项所述的量子点墨水制成,所述电子功能层由金属氧化物制成;
18.其中,所述量子点墨水中的第一极性基团与所述金属氧化物配位,所述量子点墨水中的第一非极性基团在所述金属氧化物的表面自组装成层。
19.可选的,在本技术的一些实施例中,所述金属氧化物包括氧化锌、二氧化钛或二氧化锡中的至少一种。
20.相应的,本技术实施例还提供一种量子点发光二极管的制备方法,包括:
21.在阴极层上形成电子功能层;
22.在所述电子功能层上形成量子点复合层,所述量子点复合层包括形成于所述电子功能层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的发光层;
23.其中,形成所述量子点复合层的步骤包括:
24.在所述电子功能层表面涂布如权利要求1至6任一项所述的量子点墨水;将所述量子点墨水干燥,形成量子点薄膜;
25.对所述量子点薄膜进行热退火处理,形成所述量子点复合层。
26.可选的,在本技术的一些实施例中,所述在所述电子功能层上形成量子点复合层的步骤之后还包括:
27.在所述量子点复合层上形成空穴传输层;
28.在所述空穴传输层上形成空穴注入层;
29.在所述空穴注入层上形成阳极层。
30.可选的,在本技术的一些实施例中,所述阴极层为ito,所述电子功能层为氧化锌纳米晶体,所述空穴传输层为tcta,所述空穴注入层为moo3,所述阳极层为金属银。相应的,本技术实施例还提供一种显示装置,包括如上所述的量子点发光二极管或如上所述量子点发光二极管的制备方法制备而成的量子点发光二极管。
31.本技术实施例提供的一种量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置,在量子点墨水中添加了包含有第一极性基团和第一非极性基团的掺杂剂,第一极性基团能够与金属氧化物配位,第一非极性基团能够自组装成层,第一极性基团包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种,其中,第一极性基团具有与量子点墨水中量子点材料的疏水性配体相近或较弱的金属氧化物配位能力,且掺杂剂在量子点墨水中的浓度较低,因此在量子点墨水中不会与疏水性配体发生配体交换反应,而是主要以溶解分散的分子形式存在;当量子点墨水沉积到电子功能层表面时,第一极性基团则可以与电子功能层中远离基板一侧的表面产生配位作用,附着于电子功能层上,同时,第一非极性基团的疏水链段在电子功能层上形成自组装性的绝缘层,绝缘层可以钝化电子功能层的表面缺陷,进
而抑制发光层与电子功能层之间界面处的激子淬灭,进一步减弱电子注入的效果,更进一步提升量子点发光二极管的发光效率。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本技术实施例提供的量子点墨水的制备方法流程示意图;
34.图2是本技术实施例所提供的量子点发光器件的结构示意图;
35.图3是本技术实施例所提供的量子点发光器件的制备方法流程示意图。具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
37.本技术实施例提供一种量子点墨水,包括掺杂剂、量子点材料和有机溶剂,所述掺杂剂包括第一极性基团r1和第一非极性基团r2,所述第一极性基团r1能够与金属氧化物配位,所述第一非极性基团r2能够自组装成层;
38.其中,所述第一极性基团包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,所述第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。本技术实施例在量子点墨水中添加的掺杂剂包括第一极性基团r1和第一非极性基团r2,第一极性基团r1能够与金属氧化物配位,第一非极性基团r2能够自组装成层,第一极性基团包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由烷基链取代的芳香基中的至少一种,其中,第一极性基团具有与量子点材料的疏水性配体相近或较弱的金属氧化物配位能力,其可以通过配位化学键附着于电子功能层上,第一非极性基团在电子功能层上自组装成层,可以钝化电子功能层的表面缺陷,进而抑制发光层与电子功能层之间界面处的激子淬灭,进一步减弱电子注入的效果,更进一步提升使用上述量子点墨水制备的量子点发光二极管的发光效率。
39.现结合具体实施例对本技术的技术方案进行描述。
40.本技术实施例首先提供一种量子点墨水,包括掺杂剂、量子点材料和有机溶剂,所述掺杂剂包括第一极性基团r1和第一非极性基团r2。所述第一极性基团r1能够与金属氧化物配位,所述第一非极性基团r2能够自组装成层;
41.其中,所述第一极性基团r1包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,所述第一非极性基团r2包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。
42.具体地,所述掺杂剂的分子量小于500。若所述掺杂剂的分子量大于或等于500,会导致所述掺杂剂中的所述第一非极性基团r2自组装形成的绝缘层的厚度过大,由于所述绝缘层的厚度影响后续注入到发光层的电子密度,进而降低了后续制备的qled器件的发光效
率。
43.其中,所谓自组装(self-assembly),是指基本结构单元(分子、纳米材料、微米或更大尺度的物质)自发形成有序结构的一种技术。在自组装的过程中,基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。
44.在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括二苯基膦或者二苯基氯化膦;其中,所述二苯基膦或者所述二苯基氯化膦可以从市场上购得。
45.在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括三正辛基膦,其中,所述三正辛基膦可以从市场上购得。
46.在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括正己胺,其化学结构式如下:
47.其中,所述正己胺可以从市场上购得。
48.在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括4-己基苯胺,其化学结构式如下:
49.其中,所述4-己基苯胺可以从市场上购得。
50.在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括4-己基氯苯胺;其中,所述4-己基氯苯胺可以从市场上购得。
51.在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括三正辛基氧化磷,其化学结构式如下:
52.其中,所述三正辛基氧化磷可以从市场上购得。
53.在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括二苯基磷氧,其中,所述二苯基磷氧可以从市场上购得。在本技术的一种实施例中,所述掺杂剂的材料包括十二烷基伯胺,其化学结构式如下:
54.其中,所述十二烷基伯胺可以从市场上购得。
55.在本技术的上述实施例中,所述量子点材料为疏水性材料,所述量子点材料包含核-壳-配体结构,所述量子点材料能够形成量子点发光器件的发光层。其中,所述核-壳-配体结构包括由内向外设置的核层量子点材料、壳层量子点材料以及疏水性配体。
56.在本技术的上述实施例中,所述核层量子点材料包括由半导体或钙钛矿构成的量子点,所述半导体包括由ii族和vi族中的元素构成的化合物、iii族和v族中的元素构成的化合物,或者i族、iii族和vi族中的元素构成的化合物;优选地,所述核层量子点材料包括cdte、cdse、cds、znte、znse、zns、inp、inas、insb、gaas、gap、gasb、hgte、hgse、hgs、cuins和cuinse中的至少一种或几种的合金。
57.在本技术的上述实施例中,所述壳层量子点材料也包括由半导体或钙钛矿构成的量子点,所述半导体包括由ii族和vi族中的元素构成的化合物、iii族和v族中的元素构成的化合物,或者i族、iii族和vi族中的元素构成的化合物;优选地,所述壳层量子点材料包括cdse、cds、znse和zns中的至少一种或几种的合金。
58.在本技术的上述实施例中,所述疏水性配体与金属的配位能力不比所述掺杂剂中的所述第一极性基团r1与该金属的配位能力弱,所述疏水性配体的结构包括第二极性基团r3以及第二非极性基团r4,所述第二极性基团r3包括羧基、巯基、膦基或胺基中的至少一种;
59.其中,所述第二极性基团r3的配位能力强于所述第一极性基团r1的配位能力。进一步地,所述第二极性基团r3为具有一定金属氧化物配位能力的极性基团,其金属氧化物配位能力强于或接近于所述第一极性基团r1的金属氧化物配位能力,所述第二非极性基团r4为非极性疏水链。具体地,所述第二极性基团r3包括羧基、巯基、膦基以及胺基中的至少一种;所述第二非极性基团r4为疏水基团,所述第二非极性基团r4包括6到16个碳原子构成的烷基链、芳香基以及由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。
60.由于上述量子点材料表面呈电中性,量子点材料与电子传输材料噁二唑也不容易发生团聚。因此,采用疏水性量子点材料和有机溶剂即解决了量子点材料在量子点墨水中分散的问题,以及量子点材料容易与电子传输材料发生团聚的问题。
61.综上所述,通过上述选择,所述掺杂剂的所述第一极性基团r1与所述量子点材料中的所述疏水性配体中的所述第二极性基团r3相比,具有相近或较弱的配位能力。
62.在本技术的上述实施例中,所述有机溶剂包括链状烷烃、环烷烃、卤代烷烃、芳香烃以及上述任意一种物质的衍生物及其组合;其中,所述有机溶剂中任一组分的熔点小于或等于0℃,所述有机溶剂在常温下为液体且常压下沸点在100℃至300℃之间。其中,所述有机溶剂中任一组分的熔点小于或等于0℃以上能够保证所述有机溶剂在常温下为液态,能够更好地溶解所述掺杂剂以及所述量子点材料;所述有机溶剂在常压下的沸点在100℃至300℃之间,能够减少有机溶剂挥发的情况下防止所述有机溶剂暴沸。在本技术的上述实施例中,所述有机溶剂在所述量子点墨水中的质量百分比为79.8%至98.97%,所述量子点材料在所述量子点墨水中的质量百分比为1%至20%,所述掺杂剂在所述量子点墨水中的质量百分比为0.03%至0.2%;
63.其中,所述掺杂剂与所述量子点材料的质量比的范围为0.01至0.1。若所述量子点材料在所述量子点墨水中的质量百分比小于1%,则导致最终得到的发光层的厚度过薄,而影响显示面板的发光效率;若所述量子点材料在所述量子点墨水中的质量百分比大于20%,则导致最终得到的发光层的厚度过厚,而影响显示面板的发光效率。
64.进一步地,上述自组装绝缘层具有以下两方面的有益效果:(1)抑制电子注入/传输层与发光层之间界面处的激子淬灭,提高激子辐射跃迁的量子产率;(2)减弱电子向发光层的注入,促进器件中的电荷平衡,由此可以在不引入额外的功能层沉积步骤的前提下,提高qled器件的效率。
65.具体地,若所述掺杂剂与所述量子点材料的质量比的范围小于0.01,则导致得到的绝缘层的厚度过薄,难以抑制显示面板的电子功能层表面与量子发光层之间产生的激子淬灭现象;若所述掺杂剂与所述量子点材料的质量比的范围大于0.1,则所述掺杂剂在所述量子点墨水中的浓度过高,导致与所述量子点墨水中的疏水性配体发生配体交换反应,进
而难以形成绝缘层,进一步难以抑制显示面板的电子功能层表面与量子发光层之间产生的激子淬灭现象。
66.本技术实施例中的上述量子点墨水的特征在于包含少量的掺杂剂,其分子结构包括具有一定金属氧化物配位能力的极性基团,以及烷基或芳基类的非极性疏水链段。这种掺杂剂与量子点材料中的疏水性配体相比,配位能力相近或较弱,且掺杂剂在量子点墨水中的浓度较低,因此在量子点墨水中不会与疏水性量子点材料中的疏水性配体发生配体交换反应,而是主要以溶解分散的分子形式存在。
67.在本技术的上述实施例中,所述量子点墨水的粘度为2.5-10cp,表面张力为32-42mn/m(mn/m是液体的表面张力系数,它表示液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力;mn/m中第一个m表示10-3
,后一个m是米的单位,所以mn/m=10-3
*n/m,即0.001牛顿/米)。
68.其中,粘度和表面张力的测试可以用本领域通用的方法,例如,粘度测量可采用毛细管式粘度计、旋转式粘度计、振动式粘度计等测量,表面张力的测量则可采用旋转滴界面张力仪、微机化表面张力仪、静力学表面张力仪等测量。粘度和表面张力的测试结果主要与温度相关,而与采用的测试方法、测试仪器相关度不大。本实施例中粘度的测量用的是数显旋转式粘度计,将待测液体注入仪器中,点击开始测量即可;本实施例中表面张力的测量是采用旋转滴界面张力仪,利用机器的视频光学系统追踪移动液滴,并通过数码成像系统采集成像,通过对液滴图像进行分析测量计算表面张力值。
69.在本技术的上述实施例中,所述量子点墨水可应用于qd-oled或qd-micro/mini led(量子点型微/迷你发光二极管)或pe-micro/mini led(钙钛矿型微/迷你发光二极管)等高端显示应用。
70.如图1所示,是本技术实施例提供的量子点墨水的制备方法流程示意图;其中,所述方法包括:
71.s101,将掺杂剂与第一有机溶剂混合,形成掺杂剂预备溶液a,所述掺杂剂在所述掺杂剂预备溶液a中的质量百分比范围在0.5%至10%之间。
72.具体地,所述s101还包括:
73.首先,提供掺杂剂与第一份有机溶剂,所述掺杂剂的分子量小于500,所述掺杂剂的结构第一极性基团r1以及第一非极性基团r2;所述第一极性基团r1为具有一定金属氧化物配位能力的极性基团,所述第一非极性基团r2为疏水基团;其中,所述第一极性基团r1包括膦基、胺基以及磷氧基中的至少一种;所述第一非极性基团r2包括6到16个碳原子构成的烷基链、芳香基以及由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。所述有机溶剂包括链状烷烃、环烷烃、卤代烷烃、芳香烃以及上述物质的衍生物及其组合,即所述有机溶剂包括链状烷烃、链状烷烃类衍生物、环烷烃、环烷烃类衍生物、卤代烷烃、卤代烷烃类衍生物、芳香烃或者芳香烃类衍生物中的任意一种或者任意两种的组合或者或者任意两种以上的组合;进一步地,所述有机溶剂中任一组分的熔点均不超过0℃,沸点在100℃~300℃之间。
74.在本技术的上述实施例中,所述有机溶剂包括辛烷、氯代辛烷、邻二甲苯、间二甲苯、苯基环己烷、苯甲酸甲酯、甲苯、氯苯以及二氯苯中的至少一种;或者,所述有机溶剂还包括邻二甲苯与苯基环乙烷的组合以及苯基环乙烷与苯甲酸甲酯的组合。
75.具体地,所述混合方式选自搅拌、振荡和超声分散中的至少一种,混合过程可以伴随一定程度的加热。混合后的溶液或悬浊液具有澄清和均一的特点,并在使用前通过孔径
为0.2微米或0.45微米的聚四氟乙烯滤膜除去较大的团聚颗粒。
76.s102,将量子点材料与第二有机溶剂混合,形成量子点预备悬浊液b,所述量子点材料在所述量子点预备悬浊液b中的质量百分比范围在1.5%至40%之间。
77.具体地,所述s102还包括:
78.提供一量子点材料,所述量子点材料为疏水性材料,所述量子点材料包含核-壳-配体结构,所述量子点材料能够形成显示面板的发光层。
79.其中,所述疏水性配体的结构包括第二极性基团r3以及第二非极性基团r4,所述第二极性基团r3包括羧基、巯基、膦基或胺基中的至少一种,所述第二极性基团的配位能力强于所述第一极性基团r1的配位能力,所述第二非极性基团r4包括6到16个碳原子构成的烷基链、芳香基以及由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。
80.由于上述量子点材料表面呈电中性,量子点材料与电子传输材料噁二唑也不容易发生团聚。因此,采用疏水性量子点材料和有机溶剂即解决了量子点材料在量子点墨水中分散的问题,以及量子点材料容易与电子传输材料发生团聚的问题。
81.s103,将所述掺杂剂预备溶液a、所述量子点预备悬浊液b以及第三有机溶剂混合,形成所述量子点墨水。
82.具体地,所述s103还包括:
83.首先,将预定的量子点墨水中的掺杂剂与量子点材料的质量比(质量比在0.01至0.1之间)通过换算得到所述掺杂剂预备溶液a与量子点预备悬浊液b的体积比,并按照该体积比将所述掺杂剂预备溶液a、所述量子点预备悬浊液b按照第一比例与适当体积的第三份有机溶剂按照一定比例通过所述混合方式混合,形成所述量子点墨水;其中,所述量子点墨水中所述小分子掺杂剂与所述疏水性量子点材料的质量比在0.01至0.1之间。
84.具体地,所述第一比例由预定的量子点墨水中所述掺杂剂与所述量子点材料的质量比(质量比在0.01至0.1之间)换算得到上述溶液a与悬浊液b的体积比计算而成。
85.现结合具体实施例对本技术实施例提供的量子点墨水的制备方法进行描述。
86.实施例一
87.实施例一提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的邻二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、1.47%的红色疏水性量子点材料以及0.03%的掺杂剂;其中,所述红色疏水性量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成,所述掺杂剂为三正辛基氧化磷。
88.进一步地,制备本技术第一实施例提供的量子点墨水还包括以下步骤:
89.s101,按照预定比例制备二甲苯与苯基环己烷的混合有机溶剂;
90.s102,将掺杂剂与一部分上述混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为1%的掺杂剂预备溶液a;
91.s103,将量子点材料与另一部分混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为3%的红色疏水性量子点预备悬浊液b;
92.s104,将预定的量子点墨水中掺杂剂与红色疏水性量子点材料的质量比(质量比在1:50)通过换算得到所述掺杂剂预备溶液a与红色疏水性量子点预备悬浊液b的体积比(体积比在1:16.33),并按照该体积比将0.03ml的所述掺杂剂预备溶液a、0.49ml所述红色疏水性量子点预备悬浊液b以及0.48ml的第三份混合有机溶剂通过所述混合方式混合,形
成1ml所述量子点墨水;其中,所述混合方式选自搅拌、振荡和超声分散中的至少一种,混合过程可以伴随一定程度的加热。混合后的溶液或悬浊液具有澄清和均一的特点,并在使用前通过孔径为0.2微米或0.45微米的聚四氟乙烯滤膜除去较大的团聚颗粒。
93.实施例二
94.实施例二提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、1.47%的红色疏水性量子点材料以及0.03%的掺杂剂;其中,所述红色疏水性量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成,所述掺杂剂为三正辛基膦。
95.进一步地,制备本技术第四实施例提供的量子点墨水还包括以下步骤:
96.s101,按照预定比例制备邻二甲苯与苯基环己烷的混合有机溶剂;
97.s102,将掺杂剂与一部分上述混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为1%的掺杂剂预备溶液a;
98.s103,将量子点材料与另一部分混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为3%的红色疏水性量子点预备悬浊液b;
99.s104,将预定的量子点墨水中掺杂剂与红色疏水性量子点材料的质量比(质量比在1:50)通过换算得到所述掺杂剂预备溶液a与红色疏水性量子点预备悬浊液b的体积比(体积比在1:16.33),并按照该体积比将0.03ml的所述掺杂剂预备溶液a、0.49ml所述红色疏水性量子点预备悬浊液b以及0.48ml的第三份混合有机溶剂通过所述混合方式混合,形成1ml所述量子点墨水;其中,所述混合方式选自搅拌、振荡和超声分散中的至少一种,混合过程可以伴随一定程度的加热。混合后的溶液或悬浊液具有澄清和均一的特点,并在使用前通过孔径为0.2微米或0.45微米的聚四氟乙烯滤膜除去较大的团聚颗粒。
100.实施例三
101.实施例三提供的量子点墨水(包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂、2.95%的绿色疏水性量子点材料以及0.05%的小分子掺杂剂;其中,所述绿色疏水性量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及1-十二烷硫醇配体所构成,所述掺杂剂为十二烷基伯胺。
102.进一步地,制备本技术第二实施例提供的量子点墨水还包括以下步骤:
103.s101,按照预定比例制备苯基环己烷与苯甲酸甲酯的混合有机溶剂;
104.s102,将掺杂剂与一部分上述混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为2%的掺杂剂预备溶液a;
105.s103,将量子点材料与另一部分混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为5%的量子点预备悬浊液b;
106.s104,将预定的量子点墨水中分子掺杂剂与绿色疏水性量子点材料的质量比(质量比在1:59)通过换算得到所述掺杂剂预备溶液a与绿色疏水性量子点预备悬浊液b的体积比(体积比在1:23.6),并按照该体积比将0.025ml的所述掺杂剂预备溶液a、0.59ml所述绿色疏水性量子点预备悬浊液b以及0.385ml的第三份混合有机溶剂通过所述混合方式混合,形成1ml所述量子点墨水;其中,所述混合方式选自搅拌、振荡和超声分散中的至少一种,混合过程可以伴随一定程度的加热。混合后的溶液或悬浊液具有澄清和均一的特点,并在使用前通过孔径为0.2微米或0.45微米的聚四氟乙烯滤膜除去较大的团聚颗粒。
107.实施例四
108.实施例四提供的量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂、质量百分比为2.8%的绿色疏水性量子点材料以及质量百分比为0.2%的小分子掺杂剂;其中,所述绿色疏水性量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及1-十二烷硫醇配体所构成,所述掺杂剂为十二烷基伯胺。
109.进一步地,制备本技术第三实施例提供的量子点墨水还包括以下步骤:
110.s101,按照预定比例制备苯基环己烷与苯甲酸甲酯的混合有机溶剂;
111.s102,将上述掺杂剂与一部分上述混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为2%的掺杂剂预备溶液a;
112.s103,将绿色量子点材料与另一部分混合有机溶剂相混合,形成质量浓度为5%的绿色疏水性量子点预备悬浊液b;
113.s104,将预定的量子点墨水中的所述掺杂剂与所述绿色疏水性量子点材料的质量比(质量比在1:59)通过换算得到所述掺杂剂预备溶液a与绿色疏水性量子点预备悬浊液b的体积比(体积比在1:23.6),并按照该体积比将0.025ml的所述掺杂剂预备溶液a、0.59ml所述绿色疏水性量子点预备悬浊液b以及0.385ml的第三份混合有机溶剂通过所述混合方式混合,形成1ml所述量子点墨水;其中,所述混合方式选自搅拌、振荡和超声分散中的至少一种,混合过程可以伴随一定程度的加热。混合后的溶液或悬浊液具有澄清和均一的特点,并在使用前通过孔径为0.2微米或0.45微米的聚四氟乙烯滤膜除去较大的团聚颗粒。对比例一
114.本技术还提供一种与实施例一以及实施例二对比的量子点墨水,所述量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、质量百分比为1.5%的红色疏水性量子点材料;其中,所述红色疏水性量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成。
115.进一步地,制备上述量子点墨水还包括以下步骤:
116.s101,按照预定比例制备二甲苯与苯基环己烷的混合有机溶剂;
117.s102,将量子点材料与上述混合有机溶剂按照预定质量百分比相混合,形成1ml所述量子点墨水;其中,所述混合方式选自搅拌、振荡和超声分散中的至少一种,混合过程可以伴随一定程度的加热。混合后的溶液或悬浊液具有澄清和均一的特点,并在使用前通过孔径为0.2微米或0.45微米的聚四氟乙烯滤膜除去较大的团聚颗粒。
118.对比例二
119.本技术还提供一种与实施例三以及实施例四对比的量子点墨水,所述量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂以及质量百分比为3%的绿色疏水性量子点材料;其中,所述绿色疏水性量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及1-十二烷硫醇配体所构成。
120.进一步地,制备上述量子点墨水还包括以下步骤:
121.s101,按照预定比例制备苯基环己烷与苯甲酸甲酯的混合有机溶剂;
122.s102,将量子点材料与上述混合有机溶剂按照预定质量百分比相混合,形成1ml所述量子点墨水;其中,所述混合方式选自搅拌、振荡和超声分散中的至少一种,混合过程可以伴随一定程度的加热。混合后的溶液或悬浊液具有澄清和均一的特点,并在使用前通过
孔径为0.2微米或0.45微米的聚四氟乙烯滤膜除去较大的团聚颗粒。
123.如图2所示,为本技术实施例所提供的量子点发光器件的结构示意图;其中,所述量子点发光器件10包括:基板100以及位于所述基板100上的发光功能层,所述发光功能层包括阴极层110、位于所述阴极层110上的电子功能层120、位于所述电子功能层120上的量子点复合层、位于所述量子点复合层上的空穴功能层以及位于所述空穴功能层上的阳极层170;
124.其中,所述量子点复合层由如上任一项所述的量子点墨水制成,所述量子点复合层包括发光层140、位于所述电子功能层120与所述发光层140之间的绝缘层130,所述发光层140包括上述量子点发光材料;所述空穴功能层包括空穴传输层150以及空穴注入层160。其中,所述电子功能层120由金属氧化物制成,所述量子点墨水中的第一极性基团r1与所述金属氧化物配位,所述量子点墨水中的第一非极性基团r2在所述金属氧化物的表面自组装成所述绝缘层130。
125.在本技术实施例中,所述电子功能层120包括金属氧化物纳米晶体,所述金属氧化物纳米晶体包括氧化锌、掺杂有镁、铝以及锂中的一种或几种的氧化锌、二氧化钛、二氧化锡中的至少一种。
126.在本技术实施例中,所述空穴传输层150可选自具有空穴传输能力的有机材料,可以为但不限于n,n
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二苯基-n,n
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(1-萘基)-1,1
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联苯-4,4
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二胺(npb)、n,n
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二苯基-n,n
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二(3-甲基苯基)-1,1
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联苯-4,4
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二胺(tpd)、聚(n,n'双(4-丁基苯基)-n,n'-双(苯基)联苯胺)(poly-tpd)、聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基)二苯胺)(tfb)、聚乙烯咔唑(pvk)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(cbp)、4,4’,4
”‑
三(咔唑-9-基)三苯胺(tcta)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-n,n-苯基-1,4-苯二胺)(pfb)或它们的混合物。
127.在本技术实施例中,所述空穴注入层160的材料为pedot:pss、cupc、f4-tcnq、hatcn、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化铬、mos2、ws2、mose2、wse2中的一种或多种。
128.在本技术实施例中,由于所述量子点发光器件10为倒置qled发光器件,因此,所述阴极层110的材料选用常规顶发光器件的阳极材料,所述阳极层170的材料选用常规顶发光器件的阴极材料。
129.所述阴极层110为高导电膜层,所述量子点发光器件10为底发射型面板,该导电膜层为透明导电膜层,其可选用ito(氧化铟锡)、izo(铟锌氧化物)等导电金属氧化物或石墨烯、导电聚合物等高导电有机导电材料。
130.可选的,在本技术的一些实施例中,所述阳极层170为反射电极(底发射型),所述反射电极的材料为al或ag等高导电金属薄膜。
131.在本技术实施例所提供的所述量子点发光器件10中,所述电子功能层120由金属氧化物制成,所述量子点墨水中的第一极性基团r1与所述金属氧化物配位,所述量子点墨水中的第一非极性基团r2在所述金属氧化物的表面自组装成所述绝缘层130。在所述量子点发光器件10的制备过程中,所述掺杂剂通过所述第一极性基团r1与金属氧化物纳米晶体的配位能力,附着于所述电子功能层120(电子注入层以及电子传输层)的表面,由此可以钝化所述电子功能层120与所述发光层140之间界面处的缺陷。在一定的浓度范围内,该过程将形成自组装的单分子介层,单分子介层的厚度由单分子介层的密度(即量子点墨水中掺杂剂的浓度)以及掺杂剂的所述第一非极性基团r2的体积所控制,具有良好的均匀性,且可
以精细的控制在1nm左右。掺杂剂的非极性基团的堆积使得单分子介层具有绝缘性,其极薄并且可控的厚度对于调节器件中的电荷平衡进而提高量子点发光器件效率具有显著的优势。
132.在本技术实施例所提供的所述量子点发光器件10中,所述量子点发光器件10只能为倒置有机发光二极管器件,其原因是所述量子点墨水中的第一非极性基团r2在所述金属氧化物的表面自组装形成的所述绝缘层130是依靠其极性端基与所述电子功能层120靠近所述发光层140一侧表面的金属氧化物之间的配位作用,形成在所述电子传输层120与所述发光层140之间的。如果使用上述量子点墨水制备正置有机发光二极管器件中,所述量子点墨水中的所述掺杂剂没有自组装的驱动力,没办法形成均匀有序的所述绝缘层。
133.相应的,本技术实施例还提供一种上述量子点发光二极管的制备方法,包括:
134.在附着有阴极层110的基板上,形成电子功能层120;
135.在所述电子功能层120上形成量子点复合层;
136.在所述量子点复合层上形成空穴传输层150;
137.在所述空穴传输层150上形成空穴注入层160;
138.在所述空穴注入层160上形成阳极层170;
139.其中,形成所述量子点复合层的步骤包括:
140.在所述电子功能层表面涂布量子点墨水,所述量子点墨水包括掺杂剂、量子点材料和有机溶剂,所述掺杂剂包括第一极性基团和第一非极性基团,所述第一极性基团能够与金属氧化物配位,所述第一非极性基团能够自组装成层,所述第一极性基团包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,所述第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种;
141.将所述量子点墨水放置一段时间后干燥,形成量子点薄膜;
142.对所述量子点薄膜进行热退火处理,形成所述量子点复合层,所述量子点复合层包括形成于所述电子功能层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的发光层。
143.具体地,在本技术实施例中,所述电子功能层120包括金属氧化物纳米晶体,所述金属氧化物纳米晶体包括氧化锌、掺杂有镁、铝以及锂中的一种或几种的氧化锌、二氧化钛、二氧化锡中的至少一种。
144.在本技术实施例中,所述空穴传输层150可选自具有空穴传输能力的有机材料,可以为但不限于n,n
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二苯基-n,n
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(1-萘基)-1,1
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二胺(npb)、n,n
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二苯基-n,n
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二(3-甲基苯基)-1,1
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联苯-4,4
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二胺(tpd)、聚(n,n'双(4-丁基苯基)-n,n'-双(苯基)联苯胺)(poly-tpd)、聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基)二苯胺)(tfb)、聚乙烯咔唑(pvk)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(cbp)、4,4’,4
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三(咔唑-9-基)三苯胺(tcta)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-n,n-苯基-1,4-苯二胺)(pfb)或它们的混合物。
145.在本技术实施例中,所述空穴注入层160的材料为pedot:pss、cupc、f4-tcnq、hatcn、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化铬、mos2、ws2、mose2、wse2中的一种或多种。
146.所述阴极层110为高导电膜层,所述量子点发光器件10为底发射型面板,该导电膜层为透明导电膜层,其可选用ito(氧化铟锡)、izo(铟锌氧化物)等导电金属氧化物或石墨烯、导电聚合物等高导电有机导电材料。
147.可选的,在本技术的一些实施例中,所述阳极层170为反射电极(底发射型),所述
反射电极的材料为al或ag等高导电金属薄膜。
148.请参阅图2以及图3,图3是本技术实施例所提供的量子点发光器件的制备方法流程示意图;具体地,所述方法包括:
149.s201,在阴极层110上形成电子功能层。
150.具体地,所述s201还包括:
151.首先,在附着有阴极层110的基板100上,利用溶液法形成电子功能层120,所述电子功能层120包括电子注入层以及电子传输层;其中,所述溶液法形成所述电子功能层120的过程可以包括溶液的涂布、干燥以及对干燥后的薄膜进行退火处理等操作。上述溶液法的涂布方式包括旋涂、刮涂或喷墨打印等。s202,在所述电子功能层120上形成量子点复合层,所述量子点复合层包括形成于所述电子功能层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的发光层。
152.具体地,所述s202还包括:
153.首先,在所述电子功能层120表面涂布所述量子点墨水,所述涂布方式包括旋涂、刮涂或喷墨打印等;其中,所述量子点墨水包括掺杂剂、量子点材料和有机溶剂,所述掺杂剂包括第一极性基团和第一非极性基团,所述第一极性基团能够与金属氧化物配位,所述第一非极性基团能够自组装成层,所述第一极性基团包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,所述第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种。
154.其次,将所述量子点墨水放置一段时间后干燥,形成量子点薄膜。具体包括:将所述量子点墨水形成的湿膜在常压环境下放置2min~10min,然后转移至真空舱室,在减压环境下使其干燥,形成量子点薄膜;其中,上述量子点薄膜在常压放置的过程中,可以对其在10℃~35℃之间进行温度控制。
155.最后,对所述量子点薄膜进行热退火处理,形成量子点复合层。
156.对所述量子点薄膜进行热退火处理,形成量子点复合层;其中,所述量子点薄膜的热退火温度在50℃至120℃之间,时间在5min~30min之间。由于所述量子点墨水中包括上述掺杂剂,所述掺杂剂包括第一极性基团r1和第一非极性基团r2。所述第一极性基团r1能够与金属氧化物配位,所述第一非极性基团r2能够自组装成层,所述第一极性基团r1包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,所述第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种r2。其中,所述掺杂剂通过第一极性基团r1与金属氧化物纳米晶体的配位能力,附着于所述电子功能层120(电子注入/传输层)的表面,形成绝缘层130,由此可以钝化所述电子功能层120表面处的缺陷。所述量子点墨水中还包括上述量子点材料,最终在所述绝缘层130上形成发光层140。进一步地,在所述量子点复合层上形成空穴传输层150。
157.在所述量子点复合层上形成空穴传输层150,所述空穴传输层150的沉积方式可以分别选自溶液法或真空蒸镀法;其中,所述空穴传输层150可选自具有空穴传输能力的有机材料,可以为但不限于n,n
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二苯基-n,n
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(1-萘基)-1,1
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二胺(npb)、n,n
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二苯基-n,n
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二(3-甲基苯基)-1,1
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联苯-4,4
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二胺(tpd)、聚(n,n'双(4-丁基苯基)-n,n'-双(苯基)联苯胺)(poly-tpd)、聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基)二苯胺)(tfb)、聚乙烯咔唑(pvk)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(cbp)、4,4’,4
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三(咔唑-9-基)三苯胺(tcta)、聚(9,
9-二辛基芴-共-双-n,n-苯基-1,4-苯二胺)(pfb)或它们的混合物。
158.再进一步地,在所述空穴传输层150上形成空穴注入层160。
159.在所述量子点复合层上形成空穴注入层160,所述空穴注入层160的沉积方式可以分别选自溶液法或真空蒸镀法;所述空穴注入层160的材料为pedot:pss、cupc、f4-tcnq、hatcn、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化铬、mos2、ws2、mose2、wse2中的一种或多种。
160.再进一步地,在所述空穴注入层160上形成阳极层170。
161.在所述空穴注入层160上形成阳极层170,所述阳极层170的沉积方式可以选自真空蒸镀法或溅射法;其中,所述阳极层170为反射电极(底发射型),所述反射电极的材料为al或ag等高导电金属薄膜。具体地,本技术第一实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、1.47%的红色疏水性量子点材料以及0.03%的掺杂剂;其中,量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成,掺杂剂为三正辛基氧化磷。
162.当使用本技术第一实施例提供的量子点墨水制备第一量子点发光器件(器件编号为s-ink1)时,其制备的主要步骤包括:首先通过旋涂方式在氧化锌纳米晶体的表面得到量子点湿膜,然后将量子点湿膜在25℃常压下放置2min,之后在10℃/100pa下放置10min使其干燥,最后经过5min、100℃的热退火处理完成对量子点复合层的制备。
163.具体地,本技术第二实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、1.47%的红色疏水性量子点材料以及0.03%的掺杂剂;其中,红色疏水性量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成,所述掺杂剂为三正辛基膦。
164.当使用本技术第二实施例提供的量子点墨水制备第二量子点发光器件(器件编号为s-ink2)时,其制备的主要步骤包括:首先通过喷墨打印方式在氧化锌纳米晶体的表面得到量子点湿膜,然后将量子点湿膜在25℃常压下放置5min,之后在10℃/1pa下放置15min使其干燥,最后经过10min、100℃的热退火处理完成对量子点复合层的制备。
165.具体地,本技术第三实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂、2.95%的绿色疏水性量子点材料以及0.05%的掺杂剂;其中,量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及十二烷硫醇配体所构成,掺杂剂为十二烷基伯胺。
166.当使用本技术第三实施例提供的量子点墨水制备第三量子点发光器件(器件编号为s-ink3)时,其制备的主要步骤包括:首先通过喷墨打印方式在氧化锌纳米晶体的表面得到量子点湿膜,然后将量子点湿膜在25℃常压下放置5min,之后在10℃/1pa下放置15min使其干燥,最后经过10min、100℃的热退火处理完成对量子点复合层的制备。
167.具体地,本技术第四实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂、2.8%的绿色疏水性量子点材料以及0.2%的掺杂剂;其中,量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及十二烷硫醇配体所构成,掺杂剂为十二烷基伯胺。
168.当使用本技术第四实施例提供的量子点墨水制备第四量子点发光器件(器件编号为s-ink4)时,其制备的主要步骤包括:首先通过喷墨打印方式在氧化锌纳米晶体的表面得到量子点湿膜,然后将量子点湿膜在25℃常压下放置5min,之后在10℃/1pa下放置15min使
其干燥,最后经过10min、100℃的热退火处理完成对量子点复合层的制备。
169.具体地,本技术第一对比实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、质量百分比为1.5%的红色疏水性量子点材料;其中,所述红色疏水性量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成。
170.当使用本技术第一对比实施例提供的量子点墨水制备第五量子点发光器件(器件编号为s-ref1)时,其制备的主要步骤包括:首先通过喷墨打印方式在氧化锌纳米晶体的表面得到量子点湿膜,然后将量子点湿膜在25℃常压下放置5min,之后在10℃/1pa下放置15min使其干燥,最后经过5min、100℃的热退火处理完成对发光层的制备。
171.具体地,本技术第二对比实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂以及质量百分比为3%的绿色疏水性量子点材料;其中,所述绿色疏水性量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及1-十二烷硫醇配体所构成。
172.当使用本技术第二对比实施例提供的量子点墨水制备第六量子点发光器件(器件编号为s-ref2)时,其制备的主要步骤包括:首先通过喷墨打印方式在氧化锌纳米晶体的表面得到量子点湿膜,然后将量子点湿膜在25℃常压下放置5min,之后在10℃/1pa下放置15min使其干燥,最后经过10min、100℃的热退火处理完成对发光层的制备。
173.进一步地,根据图3所示的步骤制备倒置qled器件,其结构如图2所示,其中,所述阴极层110的材料选用ito(氧化铟锡),所述电子功能层120的材料选用氧化锌纳米晶体,本技术的上述三个实施例的量子点墨水分别形成所述绝缘层130以及所述发光层140,本技术的上述两个对比实施例的量子点墨水仅形成所述发光层140,所述空穴传输层150的材料选用tcta(4,4',4
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三(咔唑-9-基)三苯胺),所述空穴注入层160的材料选用moo3,所述阳极层170的材料选用金属银。采用本技术第一实施例的量子点墨水、本技术第二实施例的量子点墨水、本技术第三实施例的量子点墨水、本技术第一对比实施例的量子点墨水以及本技术第二对比实施例的量子点墨水制备的量子点发光器件分别记作“s-ink1器件”、“s-ink2器件”、“s-ink3器件”、“s-ink4器件”、“s-ref1器件”以及“s-ref2器件”。
174.具体地,上述六种倒置qled器件的膜层结构从所述阴极层110至所述阳极层170的结构依次如下所示:
175.倒置qled器件s-ink1:所述阴极层110为ito,所述阴极层110的厚度为50nm,所述电子功能层120为氧化锌纳米晶体,所述电子功能层120的厚度范围为80~100nm,优选为90nm,所述空穴传输层150为tcta(4,4',4
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三(咔唑-9-基)三苯胺),所述空穴传输层150的厚度为50~70nm,优选为60nm,所述空穴注入层160为moo3,所述空穴注入层160的厚度为5~10nm,优选为8nm,所述阳极层170为金属银,所述阳极层170的厚度为100nm;其中,本技术第一实施例提供的量子点墨水形成所述绝缘层130以及所述发光层140,所述绝缘层130以及所述发光层140的总厚度为15~30nm,优选为20nm;本技术第一实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、1.47%的红色疏水性量子点材料以及0.03%的掺杂剂;其中,量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成,掺杂剂为三正辛基氧化磷。
176.倒置qled器件s-ink2:所述阴极层110为ito,所述阴极层110的厚度为50nm,所述电子功能层120为氧化锌纳米晶体,所述电子功能层120的厚度范围为80~100nm,优选为
90nm,所述空穴传输层150为tcta(4,4',4
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三(咔唑-9-基)三苯胺),所述空穴传输层150的厚度为50~70nm,优选为60nm,所述空穴注入层160为moo3,所述空穴注入层160的厚度为5~10nm,优选为8nm,所述阳极层170为金属银,所述阳极层170的厚度为100nm;
177.其中,本技术第二实施例提供的量子点墨水形成所述绝缘层130以及所述发光层140,所述绝缘层130以及所述发光层140的总厚度为15~30nm,优选为20nm;本技术第二实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、1.47%的红色疏水性量子点材料以及0.03%的掺杂剂;其中,红色疏水性量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成,所述掺杂剂为三正辛基膦。倒置qled器件s-ink3:所述阴极层110为ito,所述阴极层110的厚度为50nm,所述电子功能层120为氧化锌纳米晶体,所述电子功能层120的厚度范围为60~80nm,优选为80nm,所述空穴传输层150为tcta(4,4',4
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三(咔唑-9-基)三苯胺),所述空穴传输层150的厚度为40~60nm,优选为60nm,所述空穴注入层160为moo3,所述空穴注入层160的厚度为5~10nm,优选为8nm,所述阳极层170为金属银,所述阳极层170的厚度为100nm;其中,本技术第三实施例提供的量子点墨水形成所述绝缘层130以及所述发光层140,所述绝缘层130以及所述发光层140的总厚度为15~25nm,优选为20nm;本技术第三实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂、2.95%的绿色疏水性量子点材料以及0.05%的掺杂剂;其中,量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及十二烷硫醇配体所构成,掺杂剂为十二烷基伯胺。
178.倒置qled器件s-ink4:所述阴极层110为ito,所述阴极层110的厚度为50nm,所述电子功能层120为氧化锌纳米晶体,所述电子功能层120的厚度范围为60~80nm,优选为80nm,所述空穴传输层150为tcta(4,4',4
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三(咔唑-9-基)三苯胺),所述空穴传输层150的厚度为40~60nm,优选为60nm,所述空穴注入层160为moo3,所述空穴注入层160的厚度为5~10nm,优选为8nm,所述阳极层170为金属银,所述阳极层170的厚度为100nm;
179.其中,本技术第四实施例提供的量子点墨水形成所述绝缘层130以及所述发光层140,所述绝缘层130以及所述发光层140的总厚度为15~25nm,优选为20nm;本技术第四实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂、2.8%的绿色疏水性量子点材料以及0.2%的掺杂剂;其中,量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及十二烷硫醇配体所构成,掺杂剂为十二烷基伯胺。倒置qled器件s-ref1:所述阴极层110为ito,所述阴极层110的厚度为50nm,所述电子功能层120为氧化锌纳米晶体,所述电子功能层120的厚度范围为80~100nm,优选为90nm,所述空穴传输层150为tcta(4,4',4
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三(咔唑-9-基)三苯胺),所述空穴传输层150的厚度为50~70nm,优选为60nm,所述空穴注入层160为moo3,所述空穴注入层160的厚度为5~10nm,优选为8nm,所述阳极层170为金属银,所述阳极层170的厚度为100nm;
180.其中,本技术第一对比实施例提供的量子点墨水形成所述发光层140,所述发光层140的厚度为15~30nm,优选为20nm;本技术第一对比实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为78.5%的二甲苯与20%的苯基环己烷所构成的混合有机溶剂、质量百分比为1.5%的红色疏水性量子点材料;其中,所述红色疏水性量子点材料由inp核、zns壳以及油胺配体所构成。
181.倒置qled器件s-ref2:所述阴极层110为ito,所述阴极层110的厚度为50nm,所述
电子功能层120为氧化锌纳米晶体,所述电子功能层120的厚度范围为60~80nm,优选为80nm,所述空穴传输层150为tcta(4,4',4
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三(咔唑-9-基)三苯胺),所述空穴传输层150的厚度为40~60nm,优选为60nm,所述空穴注入层160为moo3,所述空穴注入层160的厚度为5~10nm,优选为8nm,所述阳极层170为金属银,所述阳极层170的厚度为100nm;
182.其中,本技术第二对比实施例提供的量子点墨水形成所述发光层140,所述发光层140的总厚度为15~25nm,优选为20nm;本技术第二对比实施例提供的量子点墨水包含质量百分比为67%的苯基环己烷与30%的苯甲酸甲酯所构成的混合有机溶剂以及质量百分比为3%的绿色疏水性量子点材料;其中,所述绿色疏水性量子点材料由cdse核、znse/zns双层壳以及1-十二烷硫醇配体所构成。
183.最后,分别对上述六种量子点发光器件的最大外量子效率进行测试,器件性能结果参见表1所示:
184.器件编号最大外量子效率(%)s-ink13.6%s-ink23.5%s-ink311.2%s-ink49.7%s-ref12.2%s-ref28.5%
185.表1
186.由上表1可知,将倒置qled器件s-ink1、倒置qled器件s-ink2分别与本技术第一对比实施例倒置qled器件s-ref1相比,采用同一量子点材料时,在量子点墨水中添加一定浓度的小分子掺杂剂可以提高量子点发光二极管器件的最大外量子效率;将倒置qled器件s-ink3、倒置qled器件s-ink4分别与本技术第二对比实施例倒置qled器件s-ref2相比,采用同一量子点材料时,在量子点墨水中添加一定浓度的小分子掺杂剂可以提高量子点发光二极管器件的最大外量子效率,且小分子掺杂剂的浓度过高反而减小了量子点发光二极管器件的最大外量子效率。
187.其中,倒置qled器件s-ink1、倒置qled器件s-ink2以及倒置qled器件s-ref1均采用由inp核、zns壳以及油胺配体所构成的红色疏水量子点材料,倒置qled器件s-ink3、倒置qled器件s-ink4以及倒置qled器件s-ref2均采用由cdse核、znse/zns双层壳以及十二烷硫醇配体所构成绿色疏水性量子点材料。
188.进一步地,由于两种量子点材料之间有比较大的性能差异,不同的量子点材料对倒置qled器件的最大外量子效率产生很大的影响。因此,采用不同量子点材料时的倒置量子点发光器件的最大外量子效率也会有很大的不同。
189.本技术实施例提供的量子点墨水在制备倒置量子点发光器件时,利用小分子掺杂剂在电子注入/传输层表面的自组装作用,形成厚度均匀可控且极薄的绝缘层。该绝缘层具有以下两方面的有益效果:(1)抑制电子注入/传输层与发光层之间界面处的激子淬灭,提高激子辐射跃迁的量子产率;(2)减弱电子向发光层的注入,促进器件中的电荷平衡。由此可以在不引入额外的功能层沉积步骤的前提下,提高qled器件的效率。
190.相应地,本技术实施例还提供一种显示装置,包括如上任一项所述的量子点发光
二极管或者如上所述量子点发光二极管的制备方法制备而成的量子点发光二极管。
191.本技术实施例提供的一种量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置,在量子点墨水沉积到金属氧化物纳米晶体构成的电子功能层表面时,上述小分子掺杂剂的极性基团则可以与金属氧化物产生配位作用,附着于电子功能层的表面;同时,疏水性的非极性基团在电子功能层表面产生自组装的绝缘层的效果。由此可以达到钝化金属氧化物纳米晶体的表面缺陷、抑制界面处的激子淬灭、以及减弱电子注入的效果,进而提升量子点显示面板的发光效率。
192.综上所述,本技术实施例提供的一种量子点墨水、量子点发光二极管及其制备方法、显示装置,在量子点墨水中添加了包含有第一极性基团和第一非极性基团的掺杂剂,第一极性基团能够与金属氧化物配位,第一非极性基团能够自组装成层,第一极性基团包括膦基、胺基或磷氧基中的至少一种,第一非极性基团包括由6至16个碳原子构成的烷基链、芳香基或由所述烷基链取代的芳香基中的至少一种,其中,第一极性基团具有与量子点墨水中量子点材料的疏水性配体相近或较弱的金属氧化物配位能力,且掺杂剂在量子点墨水中的浓度较低,因此在量子点墨水中不会与疏水性配体发生配体交换反应,而是主要以溶解分散的分子形式存在;当量子点墨水沉积到电子功能层表面时,第一极性基团则可以与电子功能层中远离基板一侧的表面产生配位作用,附着于电子功能层上,同时,第一非极性基团的疏水链段在电子功能层上形成自组装性的绝缘层,绝缘层可以钝化电子功能层的表面缺陷,进而抑制发光层与电子功能层之间界面处的激子淬灭,进一步减弱电子注入的效果,更进一步提升量子点发光二极管的发光效率。
193.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
194.以上对本技术实施例所提供的一种量子点墨水及其制备方法、显示面板进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
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