QLED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，被广泛应用于发光二极管、太阳能电池和生物荧光标记领域。经过二十多年的发展，量子点合成技术取得了显著的成绩，可以合成得到各种高质量的量子点纳米材料，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节的发光、发光线宽窄、光致发光效率高和热稳定性等特点，以量子点为发光层的量子点发光二极管(QLED)成为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。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种QLED及其制备方法，旨在解决现有全彩显示QLED中，由于蓝色QLED电光转换效率不佳，影响全彩显示QLED器件效率的问题。

本发明是这样实现的，一种QLED，包括依次层叠设置的基板、阳极、氧化石墨烯层、量子点发光层、氧化石墨烯衍生物层和阴极，其中，所述氧化石墨烯衍生物层由氧化石墨烯衍生物制成，所述氧化石墨烯衍生物为氧化石墨烯中的羧基质子被金属元素部分或全部替换后的氧化石墨烯衍生物。

以及，一种QLED的制备方法，包括以下步骤：

提供基板，在所述基板上沉积阳极，在所述阳极上沉积氧化石墨烯水溶液，形成氧化石墨烯层；

在所述氧化石墨烯层上沉积量子点发光层，在所述量子点发光层上沉积氧化石墨烯衍生物，形成氧化石墨烯衍生物层；

在所述氧化石墨烯衍生物层上沉积阴极。

本发明提供的QLED，采用同一个体系的氧化石墨烯材料来同时提高电子传输和空穴传输性能，从而提高QLED器件的光电转化效率，特别是提高蓝光QLED器件的光电转化效率。具体的，所述氧化石墨烯层中的氧化石墨烯可以促进空穴的传输，而所述氧化石墨烯衍生物层中的氧化石墨烯衍生物，由于其边缘的羧基质子被金属元素替换，形成偶极矩，改变了氧化石墨烯衍生物的电子结构，进而赋予所述氧化石墨烯衍生物层优良的电子传输性能。且通过在一个QLED器件中采用同一个体系的氧化石墨烯材料同时提高空穴传输和电子传输性能，可以减少界面对QLED器件的影响，提高QLED器件性能。

本发明提供的QLED的制备方法，所述氧化石墨烯层、所述氧化石墨烯衍生物层均可以采用溶液法制备获得，方法操作简单，成熟可控，易于实现产业化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的QLED结构示意图；

图2是本发明实施例提供的QLED能带示意图。

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、图2，本发明实施例提供了一种QLED，包括依次层叠设置的基板1、阳极2、氧化石墨烯层3、量子点发光层5、氧化石墨烯衍生物层7和阴极8，如图1所示，其中，所述氧化石墨烯衍生物层7由氧化石墨烯衍生物制成，所述氧化石墨烯衍生物为氧化石墨烯中的羧基质子被金属元素部分或全部替换后的氧化石墨烯衍生物。

具体的，本发明实施例中，所述氧化石墨烯层3采用氧化石墨烯(GO)制成，可以促进空穴的传输。所述氧化石墨烯衍生物层7由氧化石墨烯衍生物制成，且所述氧化石墨烯衍生物为氧化石墨烯中的羧基质子被金属元素部分或全部替换后的氧化石墨烯衍生物。由于氧化石墨烯中的羧基质子特别是边缘的羧基质子被金属元素替换，形成偶极矩，改变了氧化石墨烯衍生物的电子结构，进而赋予所述氧化石墨烯衍生物层7优良的电子传输性能。

优选的，所述氧化石墨烯衍生物包括GO-Cs、GO-Rb中的至少一种。具体的，所述GO-Cs为氧化石墨烯羧基(-COOH)、特别是边缘羧基(-COOH)的质子被Cs取代后得到的氧化石墨烯衍生物，所述GO-Rb为氧化石墨烯羧基(-COOH)、特别是边缘羧基(-COOH)的质子被Rb取代后得到的氧化石墨烯衍生物。该优选的氧化石墨烯衍生物，其金属元素有利于氧化石墨烯羧基质子的取代或置换，因此，具有更好的电子传输性能。

优选的，所述氧化石墨烯层3的厚度为30-50nm。若所述氧化石墨烯层3的厚度过薄，其对空穴传输性能的提高有限，甚至不能提高空穴传输性能。由于空穴的迁移率有限，若所述氧化石墨烯层3的厚度过厚，会导致空穴还未迁移到所述氧化石墨烯层3就有大部分猝灭；且若所述氧化石墨烯层3太厚还会导致透光率降低。

优选的，所述氧化石墨烯衍生物层7的厚度为30-60nm。若所述氧化石墨烯衍生物层7的厚度过薄，其对电子传输性能的提高有限，甚至不能提高电子传输性能。由于电子的迁移率有限，若所述氧化石墨烯衍生物层7的厚度过厚，会导致电子还未迁移到所述氧化石墨烯衍生物层7就有大部分猝灭；且若所述氧化石墨烯衍生物层7太厚还会导致透光率降低。

在上述实施例的基础上，优选的，所述QLED还包括空穴传输层4、电子传输层6中的至少一层。

作为具体优选实施例，如图2所示，所述QLED包括依次层叠设置的基板1、阳极2、氧化石墨烯层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、氧化石墨烯衍生物层7和阴极8，其中，所述氧化石墨烯衍生物层7由GO-Cs、GO-Rb中的至少一种制成。

上述实施例中，所述基板1的选择没有严格限制，可以采用硬质基板，如玻璃基板，也可以采用柔性基板。

所述阳极2可以为ITO，当然，不限于此。

所述空穴传输层4的空穴传输材料可以采用常规空穴传输材料，包括但不限于PEDOT:PSS，所述空穴传输层4的厚度为30-60nm。

所述量子点发光层5可以采用常规的量子点发光材料制成，所述量子点发光层5的厚度为10-100nm。

所述电子传输层6的电子传输材料可以采用常规的电子传输材料，包括但不限于n型氧化锌。所述电子传输层6的厚度为10-100nm。

所述阴极8可以采用常规的阴极材料制备，包括金属银或金属铝。所述阴极8的厚度为60-120nm，更优选为100nm。

本发明实施例提供的QLED，采用同一个体系的氧化石墨烯材料来同时提高电子传输和空穴传输性能，从而提高QLED器件的光电转化效率，特别是提高蓝光QLED器件的光电转化效率。具体的，所述氧化石墨烯层中的氧化石墨烯可以促进空穴的传输，而所述氧化石墨烯衍生物层中的氧化石墨烯衍生物，由于其边缘的羧基质子被金属元素替换，形成偶极矩，改变了氧化石墨烯衍生物的电子结构，进而赋予所述氧化石墨烯衍生物层优良的电子传输性能。且通过在一个QLED器件中采用同一个体系的氧化石墨烯材料同时提高空穴传输和电子传输性能，可以减少界面对QLED器件的影响，提高QLED器件性能。

本发明实施例所述QLED可以通过下述方法制备获得。

以及，一种QLED的制备方法，包括以下步骤：

S01.提供基板，在所述基板上沉积阳极，在所述阳极上沉积氧化石墨烯水溶液，形成氧化石墨烯层；

S02.在所述氧化石墨烯层上沉积量子点发光层，在所述量子点发光层上沉积氧化石墨烯衍生物，形成氧化石墨烯衍生物层；

S03.在所述氧化石墨烯衍生物层上沉积阴极。

具体的，上述步骤S01中，在所述基板上沉积阳极形成阳极基板如ITO基板。为了提高沉积物质的附着能力，优选的，在沉积所述氧化石墨烯水溶液之前，还包括对所述阳极基板进行清洁处理，所述清洁处理的方法为：将所述阳极基板按次序分别置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声时间为10-20min，具体可为15min，待超声清洗完成后，将所述阳极基板放置于洁净烘箱内烘干备用。

待阳极基板干燥后，在所述阳极基板上沉积氧化石墨烯水溶液，并进行加热处理，以去除溶剂，形成致密膜层。具体优选的，将沉积有氧化石墨烯水溶液的阳极基板置于150℃的加热台上加热15分钟，形成氧化石墨烯层。

上述步骤S02中，在所述氧化石墨烯层上沉积量子点发光层可以采用常规方法实现，优选溶液加工法。

进一步的，在所述量子点发光层上沉积氧化石墨烯衍生物，形成氧化石墨烯衍生物层，并将沉积氧化石墨烯衍生物后的基片进行加热处理，以去除溶剂，形成致密膜的氧化石墨烯衍生物层。具体优选的，将沉积有氧化石墨烯衍生物材料的基片置于80℃的加热台上加热30分钟，形成氧化石墨烯衍生物层。

本发明实施例中，优选的，所述氧化石墨烯衍生物的制备方法为：

提供氧化石墨烯水溶液，在所述氧化石墨烯水溶液中加入Cs₂CO₃和/或Rb₂CO₃进行加热处理，得到氧化石墨烯中羧基质子被Cs和/或Rb取代的氧化石墨烯衍生物GO-Cs和/或GO-Rb。

进一步优选的，所述加热处理的温度为100-400℃，加热时间为0.5-3h。应当理解，当氧化石墨烯衍生物不同时，加热处理的温度和时间有所不同。

在上述实施例基础上，优选的，本发明实施例QLED的制备方法还包括制备电子传输层、空穴传输层中的至少一层。

具体优选的，在沉积量子点发光层之前，还包括沉积空穴传输层。所述空穴传输层以采用常规方法实现，优选溶液加工法。将沉积空穴传输材料后的基片进行加热处理，以去除溶剂，形成致密膜的空穴传输层。具体优选的，将沉积有空穴传输材料的基片置于150℃的加热台上加热15分钟，形成空穴传输层。

具体优选的，在沉积氧化石墨烯衍生物层之前，还包括沉积电子传输层。所述电子传输层以采用常规方法实现，优选溶液加工法。将沉积电子传输材料后的基片进行加热处理，以去除溶剂，形成致密膜的电子传输层。具体优选的，将沉积有电子传输材料的基片置于80℃的加热台上加热30分钟，形成电子传输层。

上述步骤S03中，在所述氧化石墨烯衍生物层上沉积阴极可以通过本领域常规方法实现，具体的，将沉积完各功能层的基片置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀阴极，QLED器件制备完成。

进一步的，还包括对QLED器件进行封装处理。

作为一个较佳实施例，所述QLED的制备方法包括以下步骤：

提供基板，在所述基板上沉积阳极，在所述阳极上沉积氧化石墨烯水溶液，形成氧化石墨烯层；

在所述氧化石墨烯层上依次沉积空穴传输层、量子点发光层和电子传输层，在所述电子传输层上沉积氧化石墨烯衍生物，形成氧化石墨烯衍生物层；

在所述氧化石墨烯衍生物层上沉积阴极。

本发明实施例提供的QLED的制备方法，所述氧化石墨烯层、所述氧化石墨烯衍生物层均可以采用溶液法制备获得，方法操作简单，成熟可控，易于实现产业化。

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。