一种掺杂的氧化锆薄膜、QLED及制备方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种掺杂的氧化锆薄膜、QLED及制备方法。

背景技术：

目前QLED器件中，ZnO和TiO₂作为无机电子注入层，被广泛应用在显示器件中，并且使得器件的性能得到了提高。而氧化锆和氧化钛是同族的氧化物，但时其在QLED中的应用鲜有报道。

目前氧化锆无法应用于QLED的一个重要原因是氧化锆的能级与不同的量子点能级不相匹配，并且氧化锆的电子迁移率较低，所以不适合应用到各种量子点的显示器件中。

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掺杂的氧化锆薄膜、QLED及制备方法，旨在解决现有技术中氧化锆无法应用在QLED的问题。

本发明的技术方案如下：

一种掺杂的氧化锆薄膜的制备方法，其中，包括步骤：

在锆的醇盐中加入铌的醇盐、钛的醇盐、乙醇胺、二乙醇胺或者乙二醇胺，然后将混合液沉积到含有底电极的衬底上，再退火处理，以在含有底电极的衬底上生成掺杂的氧化锆薄膜。

所述的掺杂的氧化锆薄膜的制备方法，其中，退火温度为250~350℃，退火时间为20~80min。

所述的掺杂的氧化锆薄膜的制备方法，其中，掺杂元素占掺杂元素与锆元素之和的摩尔百分比为0.5-10%，其中掺杂元素为铌、钛或氮。

一种掺杂的氧化锆薄膜，其中，采用如上所述的制备方法制成。

所述的掺杂的氧化锆薄膜，其中，所述氧化锆薄膜厚度为30~40nm。

一种QLED的制备方法，其中，包括：

A、在锆的醇盐中加入铌的醇盐、钛的醇盐、乙醇胺、二乙醇胺或者乙二醇胺，然后将混合液沉积到含有底电极的衬底上，再退火处理，以在含有底电极的衬底上生成掺杂的氧化锆薄膜；

B、在氧化锆薄膜表面沉积量子点发光层；

C、在量子点发光层表面沉积空穴传输层；

D、在空穴传输层上制作顶电极。

一种QLED，其中，从下至上依次包括：衬底、底电极、氧化锆薄膜、量子点发光层、空穴传输层和顶电极，其中所述的氧化锆薄膜为如上所述的氧化锆薄膜。

所述的QLED，其中，所述量子点发光层的材料为红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点、黄色量子点、红外光量子点和紫外光量子点中的一种或多种。

所述的QLED，其中，所述空穴传输层的材料为TFB、PVK、Poly-TPD、TCTA、CBP、PEODT：PSS、MoO₃、WoO₃、NiO、CuO、V₂O₅、CuS中的一种或多种。

所述的QLED，其中，所述顶电极为Ag、Al、Cu、Au或合金电极。

有益效果：本发明通过在氧化锆中掺杂氮、钛或者铌元素使得氧化锆中产生更多的施主中心，进而提高氧化锆的电子迁移率；同时通过将氧化锆中掺杂其它元素，也可以改变氧化锆功函数，使其可匹配更多的量子点能级，可广泛应用在QLED器件中。采用掺杂的氧化锆薄膜制备的QLED器件，效率更高，器件性能也得到提升。

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。

具体实施方式

本发明提供一种掺杂的氧化锆薄膜、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。

本发明还提供一种掺杂的氧化锆薄膜的制备方法，其包括步骤：

在锆的醇盐中加入铌的醇盐、钛的醇盐、乙醇胺、二乙醇胺或者乙二醇胺，然后将混合液沉积到含有底电极的衬底上，再退火处理，以在含有底电极的衬底上生成掺杂的氧化锆薄膜。

本发明掺杂的氧化锆薄膜制备方法简单易行，且由于掺杂了铌、钛或氮等元素，可使氧化锆产生更多的施主中心，从而提高氧化锆的电子迁移率，同时通过掺杂其他元素，可以改变氧化锆功函数，从而使氧化锆可以匹配更多的量子点能级，更易应用在QLED器件当中。

具体来说，可以将锆的醇盐加入到醇中，然后加入铌的醇盐、钛的醇盐、乙醇胺、二乙醇胺或者乙二醇胺，然后通过退火使锆的醇盐发生水解反应生成氧化锆，同时还掺杂其他掺杂元素。进一步，退火温度为250~350℃，退火时间为20~40min，在该退火条件下，可使水解反应更充分，且掺杂更均匀。

进一步，掺杂元素占掺杂元素与锆元素之和的摩尔百分比为0.5-10%，其中掺杂元素为铌、钛或氮。也就是说，按摩尔比计，掺杂元素/（掺杂元素+锆元素）=0.005-0.1:1，此条件下，可提高氧化锆的电子迁移率，且可匹配更多的量子点能级。

本发明还提供一种掺杂的氧化锆薄膜，其采用如上所述的制备方法制成。所述氧化锆薄膜厚度优选为30~40nm，例如为35nm。

本发明还提供一种QLED的制备方法较佳实施例，如图1所示，其包括：

S1、在锆的醇盐中加入铌的醇盐、钛的醇盐、乙醇胺、二乙醇胺或者乙二醇胺，然后将混合液沉积到含有底电极的衬底上，再退火处理，以在含有底电极的衬底上生成掺杂的氧化锆薄膜；

S2、在氧化锆薄膜表面沉积量子点发光层；

S3、在量子点发光层表面沉积空穴传输层；

S4、在空穴传输层上制作顶电极。待制作顶电极后，对其进行封装，可以使用机器封装也可以使用手动方式封装。

其中的步骤S1在前述已有说明。

在步骤S2中，所述量子点发光层的材料为红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点、黄色量子点、红外光量子点和紫外光量子点中的一种或多种。

所述空穴传输层的材料为TFB、PVK、Poly-TPD、TCTA、CBP、PEODT：PSS、MoO₃、WoO₃、NiO、CuO、V₂O₅、CuS中的一种或多种。

所述顶电极为Ag、Al、Cu、Au或合金电极。

本发明还提供一种QLED较佳实施例，如图2所示，从下至上依次包括：衬底10、底电极11、氧化锆薄膜12、量子点发光层13、空穴传输层14和顶电极15，其中所述的氧化锆薄膜12为前述的氧化锆薄膜。所述量子点发光层的材料为红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点、黄色量子点、红外光量子点和紫外光量子点中的一种或多种。所述空穴传输层的材料为TFB、PVK、Poly-TPD、TCTA、CBP、PEODT：PSS、MoO₃、WoO₃、NiO、CuO、V₂O₅、CuS中的一种或多种。所述顶电极为Ag、Al、Cu、Au或合金电极。

实施例1

在正丁醇锆中加入正丁醇（也可以是其他醇，例如在正丁醇锆中加入异丁醇或乙醇等等，或者是将异丁醇锆加入异丁醇或者将乙醇锆加入乙醇），使其浓度稀释到0.25mol/L，然后在10ml该浓度溶液中加入0.025mmol的乙醇铌溶液，然后通过旋涂（如3000rpm的转速）的方法沉积到含有底电极的衬底上，再在350℃温度条件下退火20min，即可生成铌掺杂氧化锆薄膜。通过改变旋涂的转速可以改变氧化锆的厚度。

实施例2

将正丁醇锆通过加入正丁醇，使其浓度稀释到0.25mol/L，然后在10ml该浓度溶液中加入0.125mmol的单乙醇胺溶液，然后通过旋涂的方法沉积到含有底电极的衬底上，再在300℃温度条件下退火30min，即可生成氮掺杂氧化锆薄膜。通过改变旋涂的转速可以改变氧化锆的厚度。

实施例3

将正丁醇锆通过加入正丁醇，使其浓度稀释到0.25mol/L，然后在10ml该浓度溶液中加入0.025mmol的四异丙醇钛溶液，然后通过旋涂的方法沉积到含有底电极的衬底上，再在250℃温度条件下退火40min，即可生成钛掺杂氧化锆薄膜。通过改变旋涂的转速可以改变氧化锆的厚度。

上述实施例均是在空气中进行，也可在手套箱中进行，在手套箱中水分含量极低（＜1ppm）。上述实施例制得的氧化锆薄膜用于制作QLED器件，可提高QLED器件的效率。

综上所述，本发明通过在氧化锆中掺杂氮、钛或者铌元素使得氧化锆中产生更多的施主中心，进而提高氧化锆的电子迁移率；同时通过将氧化锆中掺杂其它元素，也可以改变氧化锆功函数，使其可匹配更多的量子点能级，可广泛应用在QLED器件中。

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。