CN106159109A - 一种qled及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种QLED及其制备方法。所述QLED包括透明基板，在所述透明基板上设置的阳极，以及在所述阳极上依次层叠设置的空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极，其中，所述阳极为PEDOT:PSS形成的阳极，且所述PEDOT:PSS为相分离的PEDOT:PSS。
Description
技术领域
本发明属于平板显示、太阳能电池技术领域，尤其涉及一种QLED及其制备方法。
背景技术
半导体量子点由于具有尺寸可调的光电性质，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种QLED，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，导致全彩显示QLED功能受限的问题。
本发明的另一目的在于提供一种QLED的制备方法。
本发明是这样实现的，一种QLED，包括透明基板，在所述透明基板上设置的阳极，以及在所述阳极上依次层叠设置的空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极，其中，所述阳极为PEDOT:PSS形成的阳极，且所述PEDOT:PSS为相分离的PEDOT:PSS。
以及，一种QLED的制备方法，包括以下步骤：
提供一透明基板；
在所述透明基板上沉积PEDOT:PSS，将所述PEDOT:PSS去除溶剂后形成PEDOT:PSS薄膜，在加热条件下，将所述PEDOT:PSS薄膜进行氢卤酸渗透处理，制备阳极，其中，所述加热的温度为80-150℃；
在所述阳极上依次沉积空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极。
本发明提供的QLED的制备方法，采用氢卤酸处理的PEODT:PSS作为阳极材料，所述PEDOT:PSS经过氢卤酸处理后，由于质子(H+)和卤素离子(X-)渗入所述PEDOT:PSS中，使得PEDOT:PSS相分离、形成良好的激子传输通道，进而提高PEDOT:PSS的导电性。本发明所述阳极电导率的提高，有助于空穴的注入，从而提高与电子复合发光的几率，进而提高其发光效率，增加QLED特别是蓝光QLED的性能。此外，所述PEODT:PSS本身具有高透光性，有利于光的出射。
本发明提供的QLED，可以提高所述阳极电导率，进而提高所述QLED的发光效率，增强QLED特别是蓝光QLED的性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的QLED结构示意图。
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，本发明实施例提供了一种QLED，包括透明基板1，在所述透明基板1上设置的阳极2，以及在所述阳极2上依次层叠设置的空穴传输层3、量子点层4、电子传输层5和阴极6，其中，所述阳极2为PEDOT:PSS形成的阳极，且所述PEDOT:PSS为相分离的PEDOT:PSS。
具体的，本发明实施例中，所述透明基板1可采用本领域常规使用的透明基板，包括但不限于高透光玻璃基板。
通常的，采用ITO作为透明导电阳极中材料，由于所述ITO中含有In元素，而所述In元素是一种稀有金属，地球上含量很少，因此，对透明导电阳极的长远生产、应用带来了一定的限制。本发明实施例中，采用PEDOT:PSS形成阳极2。所述PEDOT:PSS具有高透光性，因此，能够满足所述阳极对透光性的要求。
所述PEDOT:PSS为PEDOT与PSS聚合形成的材料，其中，PEDOT是一种不溶不融的高透光导电材料。两者聚合后形成的所述PEDOT:PSS，不仅具有优良的透光导电性，而且能够有效溶解在水相中。为了进一步提高所述PEDOT:PSS的电导率，使其可作为阳极材料使用。进一步的，本发明实施例提供的PEDOT:PSS，为相分离的PEDOT:PSS。相分离的PEDOT:PSS可以形成良好的激子传输通道，进而赋予所述PEDOT:PSS高导电性。由此得到的所述PEDOT:PSS，可以取代ITO来做QLED的阳极。
作为优选实施例，所述PEDOT:PSS(或所述阳极2)的厚度为50-100nm。若所述PEDOT:PSS过薄，则不能有效发挥其性能；若所述PEDOT:PSS过厚，则其透光性减弱，不能满足QLED阳极材料的需求。
所述空穴注入层3、量子点发光层4、电子传输层5、阴极6，均可采用本领常规的材料制成。如所述阴极6包括但不限于铝、银。优选的，所述量子点发光层4的厚度为30-50nm，所述电子传输层5的厚度为10-100nm，所述阴极6的厚度为100-150nm。
本发明实施例提供的QLED，可以提高所述阳极电导率，进而提高所述QLED的发光效率，增强QLED特别是蓝光QLED的性能。
本发明实施例提供的QLED，可以通过下述方法制备获得。
以及，本发明实施例还提供了一种QLED的制备方法，包括以下步骤：
S01.提供一透明基板；
S02.在所述透明基板上沉积PEDOT:PSS，将所述PEDOT:PSS去除溶剂后形成PEDOT:PSS薄膜，在加热条件下，将所述PEDOT:PSS薄膜进行氢卤酸渗透处理，制备阳极，其中，所述加热的温度为80-150℃；
S03.在所述阳极上依次沉积空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极。
具体的，上述步骤S01中，所述透明基板为常规的透明基板，具体可为高透光玻璃基板。为了提高所述PEDOT:PSS的附着能力，优选的，在沉积所述PEDOT:PSS前，还包括对所述透明基板进行清洁处理，所述清洁处理的方法为：
将所述透明基板依次分别置于丙酮、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，待超声清洗完成后，将所述透明基板放置于洁净烘箱内烘干备用。
上述步骤S02中，待所述透明基板干燥后，在所述透明基板上沉积PEDOT:PSS，沉积方法采用溶液加工发，包括但不限于旋涂、滴涂、喷墨打印等方式。进一步的，将沉积后的所述PEDOT:PSS去除溶剂，优选的，将所述PEDOT:PSS去除溶剂的方法为：在80-200℃条件下加热10-30min。通过该方法，可在有效去除所述PEDOT:PSS中的溶剂的同时，形成致密性好的PEDOT:PSS薄膜。具体优选的，将所述PEDOT:PSS去除溶剂的方法为：在150℃的加热台上加热30分钟。
更进一步地，本发明实施例在加热的条件下，将所述PEDOT:PSS薄膜进行氢卤酸渗透处理，使得所述PEDOT:PSS相分离，从而形成激子传输通道，提高电导率。其中，所述氢卤酸为HI溶液、HF溶液、HBr溶液中的至少一种，更优选为HI溶液。
具体的，进行氢卤酸渗透处理的方法优选为，将沉积有所述PEDOT:PSS薄膜的透明基板置于热台上，将所述氢卤酸滴加并铺满整个PEDOT:PSS薄膜表面。在此条件下，一方面，可以加速质子(H+)、卤素离子(X-)与PEDOT:PSS相互作用，使得PEDOT:PSS充分相分离。另一方面，加热有助于所述氢氟酸的挥发。优选的，所述加热的温度为80-150℃。若所述加热温度过高，所述氢氟酸如HI挥发较快，不利于PEDOT:PSS充分相分离；若所述温度过低，质子(H+)、卤素离子(X-)与PEDOT:PSS相互作用较慢，也不利于PEDOT:PSS相分离。
作为另一个优选实施例，所述氢卤酸的浓度为1-20mol/L。当所述氢卤酸的浓度低于1mol/L时，质子(H+)和卤素离子(X-)对PEDOT:PSS的渗入不充分，PEDOT:PSS相分离不完全，导致所述PEDOT:PSS电导率提高较小；随着所述氢卤酸浓度的增加，质子(H+)和卤素离子(X-)对PEDOT:PSS的渗入越来越充分，所述PEDOT:PSS可以很好的相分离；但是，当所述氢卤酸的浓度高于20mol/L时，由于其非半导体特性会阻碍激子注入到空穴传输层3中，不能显著提高器件效率。因此，当所述氢卤酸的浓度为1-20mol/L时，所述PEDOT:PSS充分相分离的同时，不会有过剩的氢卤酸残留影响激子注入。进一步优选的，所述氢卤酸的浓度为5-15mol/L。
上述步骤S03中，在所述阳极上依次沉积空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，可以采用本领域常规方法实现。
具体的，待上述步骤S02得到的阳极片子冷却后，在其上沉积量子点发光层，沉积所述量子点发光层的步骤不需加热。接着，在所述量子点发光层上沉积电子传输层，沉积完成后于80-200℃条件下加热10-30min。通过该方法，可在有效去除所述电子传输层中的溶剂的同时，形成致密性好的薄膜。更具体的，沉积完成后在150℃的加热台上加热30分钟。最后，将沉积完各功能层的片子置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀一层金属银或者铝作为阴极。
本发明实施例提供的QLED的制备方法，采用氢卤酸处理的PEODT:PSS作为阳极材料，所述PEDOT:PSS经过氢卤酸处理后，由于质子(H+)和卤素离子(X-)渗入所述PEDOT:PSS中，使得PEDOT:PSS相分离、形成良好的激子传输通道，进而提高PEDOT:PSS的导电性。本发明所述阳极电导率的提高，有助于空穴的注入，从而提高与电子复合发光的几率，进而提高其发光效率，增加QLED特别是蓝光QLED的性能。此外，所述PEODT:PSS本身具有高透光性，有利于光的出射。
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。
Claims (10)
1.一种QLED，其特征在于，包括透明基板，在所述透明基板上设置的阳极，以及在所述阳极上依次层叠设置的空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极，其中，所述阳极为PEDOT:PSS形成的阳极，且所述PEDOT:PSS为相分离的PEDOT:PSS。
2.如权利要求1所述的QLED，其特征在于，所述PEDOT:PSS的厚度为50-100nm。
3.如权利要求1所述的QLED，其特征在于，所述量子点层的厚度为30-50nm。
4.如权利要求1所述的QLED，其特征在于，所述电子传输层的厚度为10-100nm。
5.一种如权利要求1-4任一所述的QLED的制备方法，包括以下步骤：
提供一透明基板；
在所述透明基板上沉积PEDOT:PSS，将所述PEDOT:PSS去除溶剂后形成PEDOT:PSS薄膜，在加热条件下，将所述PEDOT:PSS薄膜进行氢卤酸渗透处理，制备阳极，其中，所述加热的温度为80-150℃；
在所述阳极上依次沉积空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极。
6.如权利要求5所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述氢卤酸的浓度为1-20mol/L。
7.如权利要求6所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述氢卤酸为HI溶液、HF溶液、HBr溶液中的至少一种。
8.如权利要求6所述的QLED的制备方法，其特征在于，所述氢卤酸为HI溶液。
9.如权利要求5-8任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，在沉积所述PEDOT:PSS前，还包括对所述透明基板进行清洁处理，所述清洁处理的方法为：
将所述透明基板依次分别置于丙酮、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，待超声清洗完成后，将所述透明基板放置于洁净烘箱内烘干备用。
10.如权利要求5-8任一所述的QLED的制备方法，其特征在于，将所述PEDOT:PSS去除溶剂的方法为：在80-200℃条件下加热10-30min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161123 |