一种可调颜色的无注入型多层量子点AC-QLED及其制备方法

本发明涉及显示照明，特别涉及一种可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled及其制备方法。

背景技术：

1、为满足人们对于显示产品在色彩饱和度上较高的要求以及迎合喷墨打印、转印法等先进产业化生产方式，近年来量子点(quantum dot,qd)材料及量子点电致发光二极管技术—qled(quantum dot light-emitting diode)被学术界、显示行业广泛研究。qled与其他类型的电致发光器件相比，具有发射波长可调、半高宽窄、量子效率高和色纯度高的优势。

2、对于传统的qled，电致发光是在直流驱动电压下产生的，即外部电极持续注入电子和空穴到达qd层中并形成辐射。然而，在高直流电流密度下qled内部容易形成电荷积聚，从而对功能层进行破坏，进而导致发光器件的寿命降低和发光效率下降。同时,直流型qled额外需要将交流电转换为直流电的转换器和整流器，这会造成功率损耗的提高，设备集成度的降低，以及产品加工成本的提高。交流型qled(altering current qled，ac-qled)有望解决上述问题。这是因为ac-qled的驱动信号为交变信号，在交变电场下器件内部的电子和空穴不停地复合发光再分离，从而阻止了电荷在某个区域的长期积累，有望提高器件的寿命和发光效率。并且ac-qled可以直接用交流电驱动，不需要额外集成交流电转换器和整流器，降低了产品成本。

3、无注入型发光器件是一种没有外部载流子注入器件内部的量子点发光器件，其依靠材料内部固有载流子的周期性振荡实现周期性光输出。无注入型ac-qled通常采用在电极和功能材料层之间增设绝缘层来阻挡外部电子和空穴的注入。在绝缘层的保护下，无注入型ac-qled能在空气中稳定使用，这不仅省去了封装器件所需要的时间和成本，也使得器件的结构再次被简化。但是，由于没有外部载流子的注入，仅依靠材料内部固有载流子的周期性振荡实现周期性光输出，使得ac-qled内部的载流子浓度较低，器件发光效率较低。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled及其制备方法。具体
技术实现要素：
如下：

2、第一方面，本发明提供一种可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled，所述可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled包括：

3、透明基底以及依次位于透明基底一侧表面的绝缘层、空穴产生层、多层量子点薄膜体、电子产生层、绝缘层和电极；

4、其中，所述多层量子点薄膜体由具有不同颜色的量子点膜层堆叠形成；

5、所述无注入型多层量子点ac-qled通过控制交流电场的电压和频率实现颜色调节。

6、第二方面，本发明提供一种上述第一方面所述的可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

7、s1、在清洁处理后的透明基底上依次旋涂制备绝缘材料和空穴产生层；

8、s2、将量子点溶液滴入溶剂b的表面，静置至量子点溶液中的溶剂a挥发，在溶剂b表面获得量子点膜层；所述量子点溶液由量子点材料溶解于溶剂a中得到；

9、s3、将量子点膜层从溶剂b表面转移到执行了步骤s1的透明基底上，获得量子点薄膜；

10、s4、多次重复执行步骤s2和s3，获得多层量子点薄膜体；

11、s5、在多层量子点薄膜体上进一步制备电子产生层、绝缘层以及电极，获得可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled；

12、其中，所述溶剂a的表面张力小于所述溶剂b的表面张力，且所述量子点材料不溶解于溶剂b。

13、可选地，步骤s2中，所述量子点材料为纯量子点材料或纯量子点材料和有机材料的混合材料，所述溶剂a为辛烷与氯苯的混合溶剂，所述辛烷与氯苯的质量比为1：1；

14、所述溶剂b为水。

15、可选地，步骤s3中，所述转移包括：借助所述透明基底与所述量子点膜层的分子间作用力，将溶剂b表面的量子点薄膜压印转移到所述透明基底的空穴产生层之上。

16、可选地，步骤s3中，将量子点膜层从溶剂b表面转移到执行了步骤s1的透明基底上之后，所述方法还包括：在100℃条件下进行退火处理5min。

17、可选地，步骤s4中，所述多次重复执行步骤s2和s3包括：

18、选择相同的量子点溶液重复执行步骤s2和s3，将量子点膜层加厚；或选择不同的量子点溶液重复执行步骤s2和s3，添加不同种类的量子点膜层。

19、可选地，步骤s5包括：在所述多层量子点薄膜之上依次旋涂电子产生层、绝缘层，并蒸镀电极，获得可调颜色的多层量子点ac-qled。

20、可选地，所述透明基底为硬质基底或柔性基底；

21、所述硬质基底为玻璃、二氧化硅或石英；

22、所述柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。

23、可选地，所述纯量子点材料为镉系量子点或其他不溶于溶剂b的量子点材料；

24、所述有机材料为tpbi、pfn、meh-ppv、tmpypb或pmma。

25、可选地，步骤s1中，所述清洁处理包括：

26、s11、将透明基底分别通过含有洗片液、去离子水和无水乙醇的超声波清洗仪进行超声波清洗，去除透明基底上的有机物和灰尘；

27、s12、对完成超声波清洗后的所述透明基底进行氮气吹干处理，去除透明基底上残留的有机溶剂和灰尘。

28、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

29、(1)本发明提供的可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled，在传统ac-qled结构基础上，向ac-qled的绝缘层中间添加电子产生层和空穴产生层。在交流电场的驱动下，载流子从电子产生层和空穴产生层中产生并注入到量子点膜层中复合发光。相比传统的ac-qled而言，本发明提供的ac-qled器件内的载流子浓度大大提升，因此器件的发光效率得到了明显的提升。

30、(2)本发明提供的可调颜色的无注入型多层量子点ac-qled，将具有不同颜色的多层量子点膜体制备到无注入型ac-qled中后，通过控制交流电场的电压大小以及频率的高低即可对器件的颜色进行调节(如图3、4所示)，有效的简化了彩色qled面板的结构，对提高目前qled器件的分辨率以及简化器件结构具有重要意义。

31、(3)本发明提供的制备方法中，借助marangoni效应实现多层量子点薄膜体的制备。本发明用低表面张力的溶剂溶解量子点材料得到量子点溶液，并将其滴加到具有高表面张力的溶剂表面，由于两种溶剂在溶解性、挥发性及表面张力方面有明显差异，待低表面张力的溶剂挥发后，量子点材料在高表面张力的溶剂表面成膜，用基底对量子点薄膜进行压印(蘸取)转移，即可制备得到干燥的量子点薄膜体。并且，制备每层量子点薄膜时选择的量子点材料并不唯一，可以根据实际需要灵活调整薄膜厚度(改变步骤s4中的重复次数即可)、量子点的种类(改变每次重复制备量子点薄膜时选择的量子点材料即可)等因素，实现有效的调控量子点薄膜的厚度和种类。所得到的多层量子点薄膜体界面缺陷态少，形貌优良、热稳定性好，适用于机械加工，尤其适合用于大尺寸qled器件的生产，使彩色ac-qled的制备成本大幅下降，有助于大规模生产、大尺寸生产。