Qled及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于量子點(diǎn)發(fā)光二極管領(lǐng)域，尤其涉及一種QLED及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)因其能耗低、產(chǎn)熱少、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保節(jié)能意識(shí)強(qiáng)烈的當(dāng) 代，受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，并逐步取代傳統(tǒng)的照明技術(shù)，成為新一代照明光源。發(fā)光材 料作為L(zhǎng)ED中的核心成分，對(duì)LED的性能有著至關(guān)重要的影響。熒光粉發(fā)光材料作為L(zhǎng)ED 的第一代發(fā)光材料，曾經(jīng)在LED照明和顯示中應(yīng)用廣泛，但其存在光衰大、顆粒均勻度差、 使用壽命短等缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約了熒光粉LED的發(fā)展。有機(jī)發(fā)光二極管（0LED)是新一代LED 的研究熱點(diǎn)，然而其在封裝技術(shù)及使用壽命上都存在著無(wú)法避免的問(wèn)題。量子點(diǎn)（QD)作為 新型的發(fā)光材料，具有光色純度高、發(fā)光量子效率高、發(fā)光顏色可調(diào)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成 為目前新型LED發(fā)光材料的研究熱點(diǎn)。因此，以量子點(diǎn)材料作為發(fā)光層的量子點(diǎn)發(fā)光二極 管（QLED)成為了目前新型LED研究的主要方向，并在照明以及平板顯示領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng) 用前景。
[0003] 近年來(lái)，通過(guò)量子點(diǎn)材料合成工藝的改善以及器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，QLED的性能有了 大幅提升。然而，其本征的電子易注入、空穴難注入導(dǎo)致的載流子注入不平衡問(wèn)題還是沒(méi)有 得到很好的解決。尤其對(duì)于短波長(zhǎng)的QLED，由于其電離勢(shì)更大，空穴注入更加困難，因此載 流子注入不平衡情況會(huì)更加嚴(yán)重，這也是目前限制短波長(zhǎng)QLED器件性能的主要原因之一。 研究發(fā)現(xiàn)，通常導(dǎo)致載流子不平衡的原因主要在于量子點(diǎn)發(fā)光材料的能級(jí)，具體的：由于量 子點(diǎn)發(fā)光材料的能級(jí)較深，其電離勢(shì)通常大于6eV，對(duì)于短波長(zhǎng)的量子點(diǎn)材料，其外殼的電 離勢(shì)甚至超過(guò)7eV，導(dǎo)致空穴的注入較為困難；相反，量子點(diǎn)發(fā)光材料的電子親和能通常在 4eV左右，用ZnO或者有機(jī)電子注入材料很容易實(shí)現(xiàn)有效的電子注入，從而導(dǎo)致載流子注入 不平衡，降低了器件的性能。因此，解決QLED中空穴難注入的問(wèn)題，是提高QLED性能、特別 是提高短波長(zhǎng)QLED性能的有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種QLED，旨在解決現(xiàn)有QLED、特別是短波長(zhǎng)QLED由于空 穴注入難導(dǎo)致載流子（電子和空穴）不平衡、最終造成QLED性能低的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種QLED的制備方法。
[0006] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種QLED，包括依次層疊設(shè)置的陰極、量子點(diǎn)發(fā)光層、空穴 傳輸層和陽(yáng)極，其中，所述空穴傳輸層由深藍(lán)光主體材料制成。
[0007] 以及，一種QLED的制備方法，包括以下步驟：
[0008] 提供一陰極；
[0009] 在所述陰極上沉積量子點(diǎn)發(fā)光層；
[0010] 真空環(huán)境下，在所述量子點(diǎn)發(fā)光層上依次沉積空穴傳輸層和陽(yáng)極
[0011] 本發(fā)明提供的QLED，采用深藍(lán)光主體材料作為QLED的空穴傳輸層材料，所述深藍(lán) 光主體材料具有較深HOMO(最高已占軌道）能級(jí)以及較高T1 (三線態(tài)）能級(jí)。一方面，較 深的HOMO能級(jí)（7eV左右），能有效降低所述空穴傳輸層與所述量子點(diǎn)發(fā)光層之間的空穴注 入勢(shì)皇；同時(shí)，由于所述深藍(lán)光主體材料具有良好的空穴傳輸性能，從而保證了空穴的有效 傳輸。另一方面，較高的T1能級(jí)能有效防止激子在所述空穴傳輸層界面處因能量反轉(zhuǎn)引起 的淬滅，從而有效提高QLED器件性能。
[0012] 本發(fā)明提供的QLED的制備方法，操作簡(jiǎn)單，方法易控，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的含有空穴傳輸/注入混合層的QLED結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1提供的QLED器件的能帶結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2提供的QLED器件的能帶結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018] 結(jié)合圖1-4,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種QLED，包括依次層疊設(shè)置的陰極1、量子點(diǎn) 發(fā)光層4、空穴傳輸層5和陽(yáng)極8,所述空穴傳輸層5由深藍(lán)光主體材料制成。
[0019] 作為優(yōu)選實(shí)施例，所述QLED還可以包括空穴注入層7、電子傳輸層3中的至少一 層，其中，所述空穴注入層7層疊設(shè)置在所述空穴傳輸層5和所述量子點(diǎn)發(fā)光層4之間；和 /或所述電子傳輸層3層疊設(shè)置在所述陰極1和所述量子點(diǎn)發(fā)光層4之間。進(jìn)一步的，所述 QLED優(yōu)選同時(shí)包括空穴注入層7和電子傳輸層3 ;更進(jìn)一步的，所述電子傳輸層3為兼具電 子注入和傳輸性能的電子傳輸層。所述QLED中，還可以選擇性地在所述陰極1和所述電子 傳輸層3之間設(shè)置電子注入層（圖中未標(biāo)出）。
[0020] 作為一個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施例，所述QLED包括依次層疊設(shè)置的陰極1、電子傳輸層3、 量子點(diǎn)發(fā)光層4、空穴傳輸層5、空穴注入層7和陽(yáng)極8,如圖1所示，其中，所述空穴傳輸層 5由深藍(lán)光主體材料制成。該優(yōu)選的具體實(shí)施例，在所述QLED中設(shè)置了由深藍(lán)光主體材料 制成的所述空穴傳輸層5,在保證空穴有效傳輸?shù)那疤嵯?，能有效降低所述空穴傳輸?與 所述量子點(diǎn)發(fā)光層4之間的空穴注入勢(shì)皇；同時(shí)，所述空穴傳輸層5能防止激子在所述空穴 傳輸層5界面處因能量反轉(zhuǎn)引起的淬滅，從而有效提高QLED器件性能。
[0021] 上述優(yōu)選的QLED中，由于所述空穴傳輸層5的HOMO較高，因此，在所述空穴注入 層7與所述空穴傳輸層5之間仍然存在一個(gè)較大的空穴注入勢(shì)皇。作為另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例， 所述QLED還包括空穴傳輸/注入混合層6,所述空穴傳輸/注入混合層6由空穴傳輸材料 和空穴注入材料共混制成。
[0022] 作為具體實(shí)施例，所述QLED包括依次層疊設(shè)置的陰極1、電子傳輸層3、量子點(diǎn)發(fā) 光層4、空穴傳輸層5、空穴傳輸/注入混合層6、空穴注入層7和陽(yáng)極8，如圖2所示，其中， 所述空穴傳輸層5由深藍(lán)光主體材料制成。該優(yōu)選的具體實(shí)施例，在所述QLED中同時(shí)設(shè)置 了由深藍(lán)光主體材料制成的所述空穴傳輸層5和由空穴傳輸材料和空穴注入材料共混制 成的所述空穴傳輸/注入混合層6,在能有效發(fā)揮所述空穴傳輸層5性能（保證空穴有效傳 輸、降低空穴注入勢(shì)皇和防止激子能量反轉(zhuǎn)）的同時(shí)，所述空穴傳輸/注入混合層6,所述 空穴注入材料會(huì)對(duì)所述空穴傳輸材料進(jìn)行摻雜，誘導(dǎo)空穴傳輸材料能帶彎曲，從而減小所 述空穴注入層7與所述空穴傳輸層5之間的空穴注入勢(shì)皇，進(jìn)一步提高QLED的空穴注入效 率，從而得到性能更優(yōu)的QLED器件。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述陰極1的材料選用不受限制，可采用常規(guī)陰極材料，作為優(yōu) 選實(shí)施例，所述陰極1為透明陰極，所述陰極1的材料優(yōu)選為導(dǎo)電金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物、 石墨烯或碳納米管中的至少一種。進(jìn)一步的，所述陰極1可以在襯底上沉積實(shí)現(xiàn)，所述襯底 可以為硬質(zhì)襯底或柔性襯底。具體的，所述硬質(zhì)襯底可以為玻璃襯底。
[0024] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述電子注入層可以根據(jù)實(shí)際情況選擇性的設(shè)置或不設(shè)置。當(dāng) 所述QLED中設(shè)置電子注入層時(shí)，所述電子注入層的材料可采用本領(lǐng)域常規(guī)的電子注入材 料。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述電子傳輸層3的材料可采用本領(lǐng)域常規(guī)的電子傳輸材料。 為了獲得性能更優(yōu)的QLED，作為優(yōu)選實(shí)施例，所述電子傳輸層3的材料為ZnO、Ti02、SnO、 Zr02、Ta203、AIZnO、ZnSnO或InSnO中的至少一種。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述量子點(diǎn)發(fā)光層4中的量子點(diǎn)可以選自紅色量子點(diǎn)、綠色量 子點(diǎn)和藍(lán)色量子點(diǎn)中的一種或多種。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述各色量子點(diǎn)為Π-VI族化合物 及其核殼結(jié)構(gòu)或III-V或IV-VI族化合物半導(dǎo)體及其核殼結(jié)構(gòu)。具體的，所述各色量子點(diǎn)可 以為II-VI族化合物及其核殼結(jié)構(gòu)，包括但不限于CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS和CdSe/ CdS/ZnS等；所述各色量子點(diǎn)也可以為III-V或IV-VI族化合物半導(dǎo)體及其核殼結(jié)構(gòu)，包括 但不限于GaAs、InP、PbS/ZnS和PbSe/ZnS等。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述深藍(lán)光主體材料為0LED領(lǐng)域通常使用的深藍(lán)光主體材料。 所述空穴傳輸層5采用具有較深Η0Μ0能級(jí)以及較高T1 (三線態(tài)）能級(jí)的深藍(lán)光主體材料 制成，首先，所述深藍(lán)光主體材料具有良好的空穴傳輸性能，保證了空穴的有效傳輸；其次， 所述深藍(lán)光主體材料較深的Η0Μ0能級(jí)，能有效降低所述空穴傳輸層5與和所述量子點(diǎn)發(fā)光 層4之間的空穴注入勢(shì)皇；此外，深藍(lán)光主體材料較高T1能級(jí)能有效防止激子在所述空穴 傳輸層5界面處因能量反轉(zhuǎn)引起的淬滅，從而有效提高QLED器件性能。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施 例，所述深藍(lán)光主體材料的Η0Μ0能級(jí)> 6. 5eV。作為另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述深藍(lán)光主體材 料的T1能級(jí)> 2. 7eV。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，上述兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例可以在同一具體實(shí)施例中實(shí) 施，以獲得更佳實(shí)施例。作為具體優(yōu)選實(shí)施例，所述深藍(lán)光主體材料為UGH-1、UGH-2、UGH-3、 UGH-4、BST、BSB中的至少一種。上述具體優(yōu)選材料均為深藍(lán)光磷光0LED的小分子摻雜主 體材料，具有較深的Η0Μ0能級(jí)和較大的T1能級(jí)。
[0028] 所述空穴傳輸層5的厚度，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所述QLED的性能也有一定的影響。具 體的，當(dāng)所述空穴傳輸層5的厚度太厚時(shí)，由于空穴迀移率有限，導(dǎo)致亮電壓上升，從而降 低QLED器件的性能；當(dāng)空穴傳輸層5的厚度太薄時(shí)，難以形成完整覆蓋的致密包膜，進(jìn)而不 能實(shí)現(xiàn)阻擋所述量子點(diǎn)發(fā)光層4中的激子能量的反轉(zhuǎn)。有鑒于此，作為優(yōu)選實(shí)施例，所述空 穴傳輸層的厚度為l〇-5〇nm。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述空穴傳輸/注入混合層6發(fā)揮界面能級(jí)調(diào)節(jié)的功能。具體 的，由于所述空穴傳輸/注入混合層6的材料采用空穴注入材料對(duì)空穴傳輸材料進(jìn)行摻雜 實(shí)現(xiàn)，摻雜后的所述空穴傳輸材料能帶彎曲，從而減小所述空穴傳輸層5和所述空穴注入 層7之間的空穴注入勢(shì)皇，進(jìn)一步提高所述QLED的空穴注入效率，獲得性能更優(yōu)的QLED器 件。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述空穴傳輸/注入混合層6的厚度為5-25nm。當(dāng)所述空穴傳輸/ 注入混合層6的厚度太厚時(shí)，導(dǎo)致所述QLED器件亮電壓上升，功率效率下降，降低器件性 能；所述空穴傳輸/注入混合層6的厚度太薄則無(wú)法形成調(diào)節(jié)效果。
[0030] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述空穴注入層7的材料可采用本領(lǐng)域常規(guī)的空穴注入材料。 為了降低所述空穴注入層7與所述空穴傳輸層5之間的空穴注入勢(shì)皇，作為優(yōu)選實(shí)施例，所 述空穴注入層7的材料為HATCN、氧化鉬、氧化鎢或氧化釩等具有較大電子親和勢(shì)的有機(jī)或 無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料，較大的電子親和勢(shì)可以降低所述空穴注入層7與所述空穴傳輸層5之間 的空穴注入勢(shì)皇。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述陽(yáng)極8的材料可為金屬材料，包括但不限于Au、Ag、Al中的 至少一種。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED，采用深藍(lán)光主體材料作為QLED的空穴傳輸層材料，所 述深藍(lán)光主體材料具有較深HOMO能級(jí)以及較高T