一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板与流程

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板。

背景技术：

量子点是一种溶液可加工的半导体纳米晶体，具有发光光谱窄、发光波长可调控、光谱纯度高等优点，最有希望成为下一代发光器件的核心部分。量子点发光二极管(quantumdotlightemittingdiodes，qled)就是将量子点作为发光层的制作材料，在不同的导电材料之间引入发光层从而得到所需要波长的光。qled具有色域广、自发光、启动电压低、响应速度快、寿命长等优点。

但是，在现有技术提供的qled成膜工艺形成的qled器件中，量子点发光层与电子传输层之间的界面存在缺陷。

综上，采用现有技术成膜工艺形成的量子点发光器件在量子点传输层和电子传输层之间的界面存在缺陷，导致量子点发光器件的电致发光性能和稳定性差。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种量子点发光器件及其制备方法、显示面板，用以增强量子点层和电子传输层之间界面相互作用力，减少量子点层和电子传输层之间的界面缺陷，提高量子点器件的电致发光性能和稳定性。

本申请实施例提供的一种量子点发光器件，所述量子点发光器件包括：量子点层以及与所述量子点层相邻的电子传输层；所述电子传输层包括第一基团，所述量子点层包括第二基团；所述第一基团和所述第二基团均包括亲水性基团；在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述第一基团和所述第二基团通过氢键结合。

可选地，所述第二基团包括下列基团之一或其组合：羟基、羧基、氨基。

可选地，所述量子点层还包括：第四基团。

可选地，所述第四基团包括下列基团之一或其组合：羧酸、胺、硫醇、有机氧化膦。

可选地，所述电子传输层还包括与所述第一基团配位的氧化锌纳米粒子；所述量子点层还包括与所述第二基团配位的量子点；所述第一基团包括：乙醇胺；所述第二基团包括：1-甲酸茚；在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述乙醇胺和所述1-甲酸茚通过氢键结合。

本申请实施例提供的一种量子点发光器件的制备方法，所述方法包括：

在衬底之上形成包括第一基团的电子传输层以及形成包括第三基团的量子点层，其中，所述第一基团包括亲水性基团，所述第三基团包括亲油性基团；

光照所述量子点层以使所述第三基团分解为第二基团，其中，所述第二基团为亲水性基团，在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述第一基团和所述第二基团通过氢键结合。

本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法，在衬底之上形成的电子传输层包括亲水性的第一基团，形成的量子点层包括亲油性的第三基团，从而可以避免电子传输层和量子点层的成膜工艺过程出现电子传输层与量子点层互溶；在形成电子传输层和量子点层之后，对量子点层进行光照，使得亲油性的第三基团光照分解为亲水性的第二基团，从而量子点层和电子传输层均包括亲水性基团，量子点层和电子传输层之间的界面亲水性基团可以通过氢键结合，从而可以减少量子点层和电子传输层之间界面的缺陷，提高量子点发光器件电致发光性能和稳定性。

可选地，所述形成包括第三基团的量子点层，具体包括：

提供量子点溶液，以及提供包括第三基团的第一配体；

将所述量子点溶液与所述第一配体混合并搅拌均匀，获得混合溶液；

将所述混合溶液离心并去除上层清液，将去除上层清液的部分加入溶剂获得量子点分散溶液；

采用旋涂或打印工艺，在所述衬底之上将所述量子点分散溶液沉积并干燥，形成量子点层。

可选地，在衬底之上形成包括第一基团的电子传输层，具体包括：

在衬底之上形成包括与所述第一基团配位的氧化锌纳米粒子的电子传输层，其中，所述第一基团包括：乙醇胺；

提供包括第三基团的第一配体，具体包括：

提供包括1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇的第一配体；

形成量子点层，具体包括：

形成包括与所述第三基团配位的量子点的量子点层；

光照所述量子点层以使所述第三基团分解为第二基团，具体包括：

光照所述量子点层，以使所述1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇分解为1-甲酸茚和氮气；其中，在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述乙醇胺和所述1-甲酸茚通过氢键结合。

可选地，提供量子点溶液，以及提供包括第三基团的第一配体的同时，所述方法还包括：

提供包括第四基团的第二配体；

将所述量子点溶液与所述第一配体混合并搅拌均匀的同时，所述方法还包括：

将所述量子点溶液与所述第一配体和第二配体混合并搅拌均匀。

本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法，在量子点层的制备过程中，还加入第二配体，从而第二配体可以提高量子点和配体之间的结合力，进一步钝化量子点表面，提高量子产率。

可选地，所述第一配体在所述混合溶液中的质量比为1％～50％。

可选地，光照所述量子点层以使所述第三基团分解为第二基团，具体包括：

从所述电子传输层背离所述量子点层一侧进行紫外光辐照，以使所述第三基团分解为所述第二基团。

本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法，在电子传输层背离量子点层一侧进行紫外光辐照，电子传输层不会大量吸收紫外光，从而可以在小剂量紫外光辐照的同时，避免直接照射量子点层导致紫外光被量子点层吸收而无法到达量子点层与电子传输层之间的界面，保证量子点层与电子传输层之间的界面充分被紫外光辐照以使亲油性的第三基团分解为亲水性的第二基团，减少量子点层与电子传输层之间的界面缺陷。并且，紫外光辐照量子点层，紫外光可以诱导量子点的表面缺陷态被填消除，从而可以提高量子点的光致发光量子产率。

可选地，所述形成包括第一基团的电子传输层以及形成包括第三基团的量子点层之前，所述方法还包括：

在衬底上形成阴极；

形成包括第一基团的电子传输层以及形成包括第三基团的量子点层，具体包括：

在阴极上形成电子传输层；

在所述电子传输层上形成量子点层。

本申请实施例提供的一种显示面板，包括本申请实施例提供的上述量子点发光器件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。

图1为本申请实施例提供的一种量子点发光器件的结构示意图；

图2为量子点发光器件i和量子点发光器件ii的电流密度/电压曲线图；

图3为量子点发光器件i和量子点发光器件ii亮度/电压曲线图；

图4为本申请实施例提供的一种量子点发光器件的制备方法流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种第一配体的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种第二配体的示意图；

图7为本申请实施例提供的一种与第一配体和第二配体配位的量子点的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种量子点在紫外辐照条件下的反应示意图；

图9为本申请实施例提供的一种量子点层和电子传输层之间界面亲水性配体通过氢键结合的示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种量子点发光器件，如图1所示，所述量子点发光器件包括：量子点层1以及与所述量子点层1相邻的电子传输层2；所述电子传输层包括第一基团，所述量子点层包括第二基团；所述第一基团和所述第二基团均包括亲水性基团；在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述第一基团和所述第二基团通过氢键结合。

需要说明的是，现有技术在量子点发光器件成膜工艺中，为了避免量子点层与电子传输层互溶，需要采用不同的溶剂体系，量子点材料往往采用油性配体，而电子传输层的材料采用短链亲水性配体，从而量子点层与电子传输层对应不匹配的配体种类，这样在形成的量子点发光器件中，由于量子点层与电子传输层的配体种类不一样，导致量子点层与电子传输层之间的界面亲和性差，在量子点层与电子传输层之间容易形成缺陷态，不利于量子点发光器件的电致发光性能与稳定性。并且在量子点发光器件老化过程中，存在着界面去缺陷的过程，会出现亮度老化曲线异常的问题。

本申请实施例提供的量子点发光器件，量子点层与电子传输层均包括亲水性基团，从而在量子点层与电子传输层之间的界面亲水性基团之间可以通过氢键结合，增强了界面之间的结合力，减少界面缺陷，从而可以提高电子注入能力，提高量子点发光器件电致发光性能和工作稳定性。

需要说明的是，本申请实施例提供的量子点发光器件，所述第二基团通过光照第三基团分解获得，第三基团包括亲油性基团。

在具体实施时，当采用溶液成膜工艺形成量子点层，溶液包括亲油性的第三基团，从而形成量子点层和电子传输层过程中，两膜层不会出现互溶，之后对第三基团光照分解成第二基团，从而在量子点层和电子传输层之间的界面亲水性基团之间通过氢键结合，增加了量子点层和电子传输层之间界面结合力，减少界面缺陷。

即第三基团包括光敏性的基团。第三基团例如包括可以与量子点配位的3-20个碳原子的长链羧酸、胺、硫醇或有机氧化膦基团，还可以包括邻重氮醌类、安息香衍生物、偶氮双腈衍生物或具有二硫键的基团。

可选地，所述第二基团包括下列基团之一或其组合：羟基、羧基、氨基。

可选地，所述量子点层还包括：第四基团。

可选地，所述第四基团包括下列基团之一或其组合：羧酸、胺、硫醇、有机氧化膦。

本申请实施例提供的量子点发光器件，量子点层包括第四基团，从而可以提高量子点和配体之间的结合力，进一步钝化量子点表面，提高量子产率。

需要说明的是，本申请实施例提供的量子点发光器件，量子点层的材料包括与配体配位结合的量子点(quantumdot，qd)，qd的配体可以包括第二基团和第四基团，qd例如可以是硒化镉/硫化镉(cdse/cds)核壳量子点、硫化镉(cds)、硒化镉(cdse)、锑化镉(cdte)、硒化锌(znse)、磷化铟(inp)、硫化铅(pbs)、硫铟铜(cuins2)、氧化锌(zno)、氯化铯铅(cspbcl3)、溴化铯铅(cspbbr3)、碘化铯铅(cspbi3)、硫化镉/硫化锌(cds/zns)核壳量子点、硒化镉/硫化锌(cdse/zns)核壳量子点、硒化锌(znse)、磷化铟/硫化锌(inp/zns)核壳量子点、硫化铅/硫化锌(pbs/zns)核壳量子点、砷化铟(inas)、砷镓铟(ingaas)、铟镓氮(ingan)、氮化镓(gan)、碲化锌(znte)、硅(si)、锗(ge)、碳(c)等材料。电子传输层的材料例如可以包括与配体配位结合的纳米材料，具体的，纳米材料的配体包括第一基团，纳米材料例如可以是氧化锌(zno)纳米粒子。

可选地，第一基团包括短链醇胺。短链醇胺例如可以是乙醇胺、丙醇胺等。

可选地，所述电子传输层还包括与所述第一基团配位的氧化锌纳米粒子；所述量子点层还包括与所述第二基团配位的量子点；所述第一基团包括：乙醇胺；所述第二基团包括：1-甲酸茚；在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述乙醇胺和所述1-甲酸茚通过氢键结合。

可选地，如图1所示，所述量子点发光器件还包括：位于所述量子点层1背离所述电子传输层2一侧的衬底3，位于所述衬底3和所述量子点层1之间的阴极4，位于所述电子传输层2背离所述量子点层1一侧的空穴传输层5，位于所述空穴传输层5背离所述电子传输层2一侧的空穴注入层6，以及，位于所述空穴注入层6背离所述空穴传输层5一侧的阳极7。

本申请实施例提供的量子点发光器件，衬底例如可以是玻璃基板，阴极的材料例如可以是氧化铟锡(ito)，空穴传输层的材料例如可以是4,4'-n,n'-二咔唑联苯(cbp)，空穴注入层的材料例如可以是2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(hat-cn)，阳极的材料例如可以是银(ag)。

接下来，对本申请实施例提供的量子点发光器件的性能进行举例说明。其中，量子点发光器件i为本申请实施例提供的量子点发光器件，量子点发光器件ii为现有技术提供的量子点发光器件。量子点发光器件ii中量子点层包括亲油性基团而不包括亲水性基团，电子传输层包括亲水性基团，亲油性基团和亲水性基团不能在电子传输层和量子点层之间的界面通过氢键结合。量子点发光器件i和量子点发光器件ii的电流密度/电压(j/v)曲线如图2所示，量子点发光器件i的电流密度大于量子点发光器件ii的电流密度。量子点发光器件i和量子点发光器件ii的亮度/电压(l/v)曲线如图3所示，同等电压下量子点发光器件i的亮度大于量子点发光器件ii的亮度。即量子点发光器件i的性能优于量子点发光器件ii。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种量子点发光器件的制备方法，如图4所示，所述方法包括：

s101、在衬底之上形成包括第一基团的电子传输层以及形成包括第三基团的量子点层，其中，所述第一基团包括亲水性基团，所述第三基团包括亲油性基团；

s102、光照所述量子点层以使所述第三基团分解为第二基团，其中，所述第二基团为亲水性基团，在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述第一基团和所述第二基团通过氢键结合。

本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法，在衬底之上形成的电子传输层包括亲水性的第一基团，形成的量子点层包括亲油性的第三基团，从而可以避免电子传输层和量子点层的成膜工艺过程出现电子传输层与量子点层互溶；在形成电子传输层和量子点层之后，对量子点层进行光照，使得亲油性的第三基团光照分解为亲水性的第二基团，从而量子点层和电子传输层均包括亲水性基团，量子点层和电子传输层之间的界面亲水性基团可以通过氢键结合，从而可以减少量子点层和电子传输层之间界面的缺陷，提高量子点发光器件电致发光性能和稳定性。

可选地，步骤s101中，所述形成包括第三基团的量子点层，具体包括：

提供量子点溶液，以及提供包括第三基团的第一配体；

将所述量子点溶液与所述第一配体混合并搅拌均匀，获得混合溶液；

将所述混合溶液离心并去除上层清液，将去除上层清液的部分加入溶剂获得量子点分散溶液；

采用旋涂或打印工艺，在所述衬底之上将所述量子点分散溶液沉积并干燥，形成量子点层。

在具体实施时，提供的量子点溶液例如可以是具有其他配体的量子点溶液，即通过配体置换的方法，利用第一配体置换初始量子点溶液中量子点的配体。

可选地，在衬底之上形成包括第一基团的电子传输层，具体包括：

在衬底之上形成包括与所述第一基团配位的氧化锌纳米粒子的电子传输层，其中，所述第一基团包括：乙醇胺；

提供包括第三基团的第一配体，具体包括：

提供包括1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇的第一配体；

形成量子点层，具体包括：

形成包括与所述第三基团配位的量子点的量子点层；

光照所述量子点层以使所述第三基团分解为第二基团，具体包括：

光照所述量子点层，以使所述1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇分解为1-甲酸茚和氮气；其中，在所述量子点层与所述电子传输层之间的接触面，所述乙醇胺和所述1-甲酸茚通过氢键结合。

可选地，提供量子点溶液，以及提供包括第三基团的第一配体的同时，所述方法还包括：

提供包括第四基团的第二配体；

将所述量子点溶液与所述第一配体混合并搅拌均匀的同时，所述方法还包括：

将所述量子点溶液与所述第一配体和第二配体混合并搅拌均匀。

即通过配体置换的方法，利用第一配体和第二配体置换初始量子点溶液的配体。

本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法，在量子点层的制备过程中，还加入第二配体，从而第二配体可以提高量子点和配体之间的结合力，进一步钝化量子点表面，提高量子产率。

第一配体例如包括可以与量子点配位的3-20个碳原子的长链羧酸、胺或硫醇基团，还可以包括邻重氮醌类、安息香衍生物、偶氮双腈衍生物或具有二硫键的化合物。

第二配体例如可以包括下列基团之一或其组合：3-20个碳原子的长链羧酸、胺、硫醇。

可选地，所述第一配体在所述混合溶液中的质量比为1％～50％。

这样可以保证量子点层的成膜效果。

在具体实施时，以提供第一配体和第二配体为例，如图5所示，第一配体例如可以是1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇。如图6所示，第二配体例如可以是正己硫醇。提供量子点溶液例如可以包括：将油酸-油胺配体的cdse/cds核壳量子点溶于无水无氧正己烷。提供第一配体以及提供第二配体例如可以包括：提供1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇和正己硫醇的无水无氧正己烷溶液。将所述量子点溶液与所述第一配体和第二配体混合并搅拌均匀，例如可以在无水无氧室温环境下进行搅拌。将去除上层清液的部分加入溶剂获得量子点分散溶液，例如可以包括，将去除上层清液的部分加入正己烷重新溶解，获得量子点分散溶液。例如用如图5、图6所示的配体将油酸-油胺配体的cdse/cds核壳量子点进行配体置换后的量子点材料如图7所示，其在紫外辐照条件下的反应式如图8所示，亲油性基团在紫外光(ultraviolet，uv)辐照下分解为亲水性基团1-甲酸茚和氮气(n2)。以电子传输层包括与乙醇胺配位的氧化锌纳米粒子为例，在电子传输层和量子点层之间的界面，包括亲水性配体的量子点材料与氧化锌纳米粒子通过氢键结合的示意图如图9所示。

可选地，步骤s102光照所述量子点层以使所述第三基团分解为第二基团，具体包括：

从所述电子传输层背离所述量子点层一侧进行紫外光辐照，以使所述第三基团分解为所述第二基团。

本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法，在电子传输层背离量子点层一侧进行紫外光辐照，电子传输层不会大量吸收紫外光，从而可以在小剂量紫外光辐照的同时，避免直接照射量子点层导致紫外光被量子点层吸收而无法到达量子点层与电子传输层之间的界面，保证量子点层与电子传输层之间的界面充分被紫外光辐照以使亲油性的第三基团分解为亲水性的第二基团，减少量子点层与电子传输层之间的界面缺陷。并且，紫外光辐照量子点层，紫外光可以诱导qd的表面缺陷态被填消除，从而可以提高量子点的光致发光量子产率(photoluminescencequantumyield，plqy)。

可选地，所述形成包括第一基团的电子传输层以及形成包括第三基团的量子点层之前，所述方法还包括：

在衬底上形成阴极；

形成包括第一基团的电子传输层以及形成包括第三基团的量子点层，具体包括：

在阴极上形成电子传输层；

在所述电子传输层上形成量子点层。

在电子传输层上形成量子点层之后，从衬底背离量子点层一侧对量子点层进行紫外光辐照，以使亲油性基团分解为亲水性基团。衬底例如可以是玻璃基板。

步骤s102光照所述量子点层以使所述第三基团分解为第二基团之后，本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法还包括：

在量子点层上形成空穴传输层；

在空穴传输层上形成空穴注入层；

在空穴注入层上形成阳极。

当然，在具体实施时，也可以在衬底上先形成阳极，在阳极上依次形成空穴注入层、空穴传输层、量子点层、电子传输层，之后从电子传输层背离量子点层一侧进行光照，再之后在电子传输层上形成阴极。

接下来，以第一配体为1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇、第二配体为正己硫、量子点为cdse/cds核壳量子以及电子传输层包括氧化锌纳米粒子为例，对本申请实施例提供的量子点发光器件的制备方法进行举例说明。量子点发光器件的制备方法包括如下步骤：

s201、在衬底上形成阴极；

阴极的材料例如可以是氧化铟锡(ito)，也可以是其他金属材料或半导体材料；

s202、提供zno纳米粒子溶液，将zno纳米粒子溶液通过旋涂或打印工艺沉积到阴极上，并去除溶剂均匀成膜，形成电子传输层；

其中，zno米粒子溶液中，zno纳米粒子的配体例如可以是短链醇胺，如乙醇胺、丙醇胺等，配体可以在zno纳米粒子的制备过程中加入；

s203、将200毫克(mg)油酸-油胺配体的cdse/cds核壳量子点溶于10毫升(ml)无水无氧正己烷，获得油酸-油胺配体的qd溶液；

其中，cdse/cds核壳量子可以采用热注入法合成；

s204、向油酸-油胺配体的qd溶液中加入含有200mg正己硫醇和100mg1,2-萘醌-2-二叠氮基-6-丙硫醇的10ml无水无氧正己烷溶液，在无水无氧室温环境下搅拌1h，将反应液离心除去上清液，用正己烷重新溶解，得到包括第三基团和第四基团的qd分散溶液；

s205、在电子传输层上通过旋涂或打印工艺沉积包括第三基团和第四基团的qd分散溶液，干燥去除溶剂，形成qd层；

例如可以以2500转/分(rpm)的转速旋涂qd分散溶液；

s206、从衬底背离量子点层一侧对qd层进行紫外辐照；

例如，将形成了qd层和电子传输层的结构置于手套箱环境下的uv灯之上，利用波长为365纳米(nm)紫外线从衬底一侧照射，辐照剂量例如可以为10毫焦每平方厘米(mj/cm²)；

s207、在qd层上形成空穴传输层；

将进行了紫外辐照的结构置于真空腔体中，蒸镀cbp；

s208、在空穴传输层上形成空穴注入层；

例如在cbp膜层上蒸镀hta-cn作为空穴注入层；

s209、在空穴注入层上形成阳极；

例如在hta-cn膜层上蒸镀ag作为阳极。

本申请实施例提供的一种显示面板，包括本申请实施例提供的上述量子点发光器件。

综上所述，本申请实施例提供的量子点发光器及其制备方法、显示面板，在衬底之上形成的电子传输层包括亲水性的第一基团，形成的量子点层包括亲油性的第三基团，从而可以避免电子传输层和量子点层的成膜工艺过程出现电子传输层与量子点层互溶；在形成电子传输层和量子点层之后，对量子点层进行光照，使得亲油性的第三基团光照分解为亲水性的第二基团，从而量子点层和电子传输层均包括亲水性基团，量子点层和电子传输层之间的界面亲水性基团可以通过氢键结合，从而可以减少量子点层和电子传输层之间界面的缺陷，提高量子点发光器件电致发光性能和稳定性。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。