Qled及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于量子点发光二极管领域，尤其涉及一种QLED及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)因其能耗低、产热少、寿命长等优点，在环保节能意识强烈的当 代，受到了越来越广泛的关注，并逐步取代传统的照明技术，成为新一代照明光源。发光材 料作为LED中的核心成分，对LED的性能有着至关重要的影响。荧光粉发光材料作为LED 的第一代发光材料，曾经在LED照明和显示中应用广泛，但其存在光衰大、颗粒均匀度差、 使用寿命短等缺点，严重制约了荧光粉LED的发展。有机发光二极管（0LED)是新一代LED 的研究热点，然而其在封装技术及使用寿命上都存在着无法避免的问题。量子点（QD)作为 新型的发光材料，具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、使用寿命长等优点，成 为目前新型LED发光材料的研究热点。因此，以量子点材料作为发光层的量子点发光二极 管（QLED)成为了目前新型LED研究的主要方向，并在照明以及平板显示领域具有广阔的应 用前景。
[0003] 近年来，通过量子点材料合成工艺的改善以及器件结构的优化，QLED的性能有了 大幅提升。然而，其本征的电子易注入、空穴难注入导致的载流子注入不平衡问题还是没有 得到很好的解决。尤其对于短波长的QLED，由于其电离势更大，空穴注入更加困难，因此载 流子注入不平衡情况会更加严重，这也是目前限制短波长QLED器件性能的主要原因之一。 研究发现，通常导致载流子不平衡的原因主要在于量子点发光材料的能级，具体的：由于量 子点发光材料的能级较深，其电离势通常大于6eV，对于短波长的量子点材料，其外壳的电 离势甚至超过7eV，导致空穴的注入较为困难；相反，量子点发光材料的电子亲和能通常在 4eV左右，用ZnO或者有机电子注入材料很容易实现有效的电子注入，从而导致载流子注入 不平衡，降低了器件的性能。因此，解决QLED中空穴难注入的问题，是提高QLED性能、特别 是提高短波长QLED性能的有效途径。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种QLED，旨在解决现有QLED、特别是短波长QLED由于空 穴注入难导致载流子（电子和空穴）不平衡、最终造成QLED性能低的问题。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种QLED的制备方法。
[0006] 本发明是这样实现的，一种QLED，包括依次层叠设置的阴极、量子点发光层、空穴 传输层和阳极，其中，所述空穴传输层由深蓝光主体材料制成。
[0007] 以及，一种QLED的制备方法，包括以下步骤：
[0008] 提供一阴极；
[0009] 在所述阴极上沉积量子点发光层；
[0010] 真空环境下，在所述量子点发光层上依次沉积空穴传输层和阳极
[0011] 本发明提供的QLED，采用深蓝光主体材料作为QLED的空穴传输层材料，所述深蓝 光主体材料具有较深HOMO(最高已占轨道）能级以及较高T1 (三线态）能级。一方面，较 深的HOMO能级（7eV左右），能有效降低所述空穴传输层与所述量子点发光层之间的空穴注 入势皇；同时，由于所述深蓝光主体材料具有良好的空穴传输性能，从而保证了空穴的有效 传输。另一方面，较高的T1能级能有效防止激子在所述空穴传输层界面处因能量反转引起 的淬灭，从而有效提高QLED器件性能。
[0012] 本发明提供的QLED的制备方法，操作简单，方法易控，易于实现产业化。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明实施例提供的QLED结构示意图；
[0014] 图2是本发明实施例提供的含有空穴传输/注入混合层的QLED结构示意图；
[0015]图3是本发明实施例1提供的QLED器件的能带结构图；
[0016]图4是本发明实施例2提供的QLED器件的能带结构图。
【具体实施方式】
[0017] 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 附图及实施例，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。
[0018] 结合图1-4,本发明实施例提供了一种QLED，包括依次层叠设置的阴极1、量子点 发光层4、空穴传输层5和阳极8,所述空穴传输层5由深蓝光主体材料制成。
[0019] 作为优选实施例，所述QLED还可以包括空穴注入层7、电子传输层3中的至少一 层，其中，所述空穴注入层7层叠设置在所述空穴传输层5和所述量子点发光层4之间；和 /或所述电子传输层3层叠设置在所述阴极1和所述量子点发光层4之间。进一步的，所述 QLED优选同时包括空穴注入层7和电子传输层3 ;更进一步的，所述电子传输层3为兼具电 子注入和传输性能的电子传输层。所述QLED中，还可以选择性地在所述阴极1和所述电子 传输层3之间设置电子注入层（图中未标出）。
[0020] 作为一个具体优选实施例，所述QLED包括依次层叠设置的阴极1、电子传输层3、 量子点发光层4、空穴传输层5、空穴注入层7和阳极8,如图1所示，其中，所述空穴传输层 5由深蓝光主体材料制成。该优选的具体实施例，在所述QLED中设置了由深蓝光主体材料 制成的所述空穴传输层5,在保证空穴有效传输的前提下，能有效降低所述空穴传输层5与 所述量子点发光层4之间的空穴注入势皇；同时，所述空穴传输层5能防止激子在所述空穴 传输层5界面处因能量反转引起的淬灭，从而有效提高QLED器件性能。
[0021] 上述优选的QLED中，由于所述空穴传输层5的HOMO较高，因此，在所述空穴注入 层7与所述空穴传输层5之间仍然存在一个较大的空穴注入势皇。作为另一个优选实施例， 所述QLED还包括空穴传输/注入混合层6,所述空穴传输/注入混合层6由空穴传输材料 和空穴注入材料共混制成。
[0022] 作为具体实施例，所述QLED包括依次层叠设置的阴极1、电子传输层3、量子点发 光层4、空穴传输层5、空穴传输/注入混合层6、空穴注入层7和阳极8，如图2所示，其中， 所述空穴传输层5由深蓝光主体材料制成。该优选的具体实施例，在所述QLED中同时设置 了由深蓝光主体材料制成的所述空穴传输层5和由空穴传输材料和空穴注入材料共混制 成的所述空穴传输/注入混合层6,在能有效发挥所述空穴传输层5性能（保证空穴有效传 输、降低空穴注入势皇和防止激子能量反转）的同时，所述空穴传输/注入混合层6,所述 空穴注入材料会对所述空穴传输材料进行掺杂，诱导空穴传输材料能带弯曲，从而减小所 述空穴注入层7与所述空穴传输层5之间的空穴注入势皇，进一步提高QLED的空穴注入效 率，从而得到性能更优的QLED器件。
[0023] 本发明实施例中，所述阴极1的材料选用不受限制，可采用常规阴极材料，作为优 选实施例，所述阴极1为透明阴极，所述阴极1的材料优选为导电金属氧化物、导电聚合物、 石墨烯或碳纳米管中的至少一种。进一步的，所述阴极1可以在衬底上沉积实现，所述衬底 可以为硬质衬底或柔性衬底。具体的，所述硬质衬底可以为玻璃衬底。
[0024] 本发明实施例中，所述电子注入层可以根据实际情况选择性的设置或不设置。当 所述QLED中设置电子注入层时，所述电子注入层的材料可采用本领域常规的电子注入材 料。
[0025] 本发明实施例中，所述电子传输层3的材料可采用本领域常规的电子传输材料。 为了获得性能更优的QLED，作为优选实施例，所述电子传输层3的材料为ZnO、Ti02、SnO、 Zr02、Ta203、AIZnO、ZnSnO或InSnO中的至少一种。
[0026] 本发明实施例中，所述量子点发光层4中的量子点可以选自红色量子点、绿色量 子点和蓝色量子点中的一种或多种。作为优选实施例，所述各色量子点为Π-VI族化合物 及其核壳结构或III-V或IV-VI族化合物半导体及其核壳结构。具体的，所述各色量子点可 以为II-VI族化合物及其核壳结构，包括但不限于CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS和CdSe/ CdS/ZnS等；所述各色量子点也可以为III-V或IV-VI族化合物半导体及其核壳结构，包括 但不限于GaAs、InP、PbS/ZnS和PbSe/ZnS等。
[0027] 本发明实施例中，所述深蓝光主体材料为0LED领域通常使用的深蓝光主体材料。 所述空穴传输层5采用具有较深Η0Μ0能级以及较高T1 (三线态）能级的深蓝光主体材料 制成，首先，所述深蓝光主体材料具有良好的空穴传输性能，保证了空穴的有效传输；其次， 所述深蓝光主体材料较深的Η0Μ0能级，能有效降低所述空穴传输层5与和所述量子点发光 层4之间的空穴注入势皇；此外，深蓝光主体材料较高T1能级能有效防止激子在所述空穴 传输层5界面处因能量反转引起的淬灭，从而有效提高QLED器件性能。作为一个优选实施 例，所述深蓝光主体材料的Η0Μ0能级> 6. 5eV。作为另一个优选实施例，所述深蓝光主体材 料的T1能级> 2. 7eV。当然，应当理解，上述两个优选实施例可以在同一具体实施例中实 施，以获得更佳实施例。作为具体优选实施例，所述深蓝光主体材料为UGH-1、UGH-2、UGH-3、 UGH-4、BST、BSB中的至少一种。上述具体优选材料均为深蓝光磷光0LED的小分子掺杂主 体材料，具有较深的Η0Μ0能级和较大的T1能级。
[0028] 所述空穴传输层5的厚度，对本发明实施例所述QLED的性能也有一定的影响。具 体的，当所述空穴传输层5的厚度太厚时，由于空穴迀移率有限，导致亮电压上升，从而降 低QLED器件的性能；当空穴传输层5的厚度太薄时，难以形成完整覆盖的致密包膜，进而不 能实现阻挡所述量子点发光层4中的激子能量的反转。有鉴于此，作为优选实施例，所述空 穴传输层的厚度为l〇-5〇nm。
[0029] 本发明实施例中，所述空穴传输/注入混合层6发挥界面能级调节的功能。具体 的，由于所述空穴传输/注入混合层6的材料采用空穴注入材料对空穴传输材料进行掺杂 实现，掺杂后的所述空穴传输材料能带弯曲，从而减小所述空穴传输层5和所述空穴注入 层7之间的空穴注入势皇，进一步提高所述QLED的空穴注入效率，获得性能更优的QLED器 件。作为优选实施例，所述空穴传输/注入混合层6的厚度为5-25nm。当所述空穴传输/ 注入混合层6的厚度太厚时，导致所述QLED器件亮电压上升，功率效率下降，降低器件性 能；所述空穴传输/注入混合层6的厚度太薄则无法形成调节效果。
[0030] 本发明实施例中，所述空穴注入层7的材料可采用本领域常规的空穴注入材料。 为了降低所述空穴注入层7与所述空穴传输层5之间的空穴注入势皇，作为优选实施例，所 述空穴注入层7的材料为HATCN、氧化钼、氧化钨或氧化钒等具有较大电子亲和势的有机或 无机半导体材料，较大的电子亲和势可以降低所述空穴注入层7与所述空穴传输层5之间 的空穴注入势皇。
[0031] 本发明实施例中，所述阳极8的材料可为金属材料，包括但不限于Au、Ag、Al中的 至少一种。
[0032] 本发明实施例提供的QLED，采用深蓝光主体材料作为QLED的空穴传输层材料，所 述深蓝光主体材料具有较深HOMO能级以及较高T