CN1988191A - 绿光量子点电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开绿光量子点电致发光器件及其制备方法，本发明以ZnS∶Cu/CaS，CaZnS∶Tb/ZnS绿光量子点为主体发光材料，以PVK为成膜材料，在导电玻璃ITO表面利用旋转涂覆，将原料制成一定厚度的薄膜，得到具有如下结构的器件：ITO/PVK∶ZnS∶Cu/CaS，CaZnS∶Tb/ZnS(y nm)/Al(z nm)。该绿光器件采用单层的简单结构，具有制备工艺简单、重复性好的特点；该绿光量子点电致发光器件适于作为绿光显示器件，同时它比一般的单色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。
Description
【技术领域】
本发明专利涉及一种新型平板型显示器件——绿光量子点电致发光器件及其制备方法。
【背景技术】
量子点是准零维纳米半导体材料，它由少量原子或原子团构成，通常三维尺度在1～10nm。由于尺寸量子效应和介电限域效应的影响，显示出独特的荧光特性等物理和化学特性，使得量子点在光电子学和生物学等方面具有广阔的应用前景。量子点电致发光器件具有低功耗、高效率、响应速度快和重量轻等优点，可以大面积成膜，是一种具有巨大的学术价值和良好商业前景的光子器件。在材料方面国际上多选择ZnS包覆CdSe量子点作为电致发光器件的发光层，但是镉(Cd)的毒性较大，可经食物、水或空气进入人体，对人体产生严重的毒害作用。鉴于此，欧盟通过电子电机设备中危害物质禁用指令(RoHS)，自2006年7月1日起禁止在电子产品中使用镉(Cadmium)等物质。所以，开发出新型环保量子电材料是量子点电致发光器件发展的方向。
【发明内容】
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种绿光量子点电致发光器件的制备方法及装置。本发明以不含镉(Cd)等有毒成分并具有良好热稳定性的绿光量子点为发光层材料，并利用聚合物的优良成膜性，实现单一层、结构简单的平板型绿光量子点电致发光器件。
本发明提供的绿光量子点电致发光器件，其特征在于该发光器件自下而上依次由以下各层组成：
ITO阳极导电玻璃层；发光层为溶于PVK的ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS绿光量子点；金属Al阴极。
本发明还提供了一种上述的绿光量子点电致发光器件的制备方法，包括：
(1)将刻蚀成5mm*60mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，将ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS量子点按质量比为1∶1～3∶1，溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，将两种溶液混合均匀，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(3)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约1～2cm长的AL丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸发电流为10～30A，蒸发时间为10～20分钟；
(4)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形Al阴极一端接直流电源负极，得到点阵式绿光量子点电致发光器件。
本发明的优点和积极效果：本发明提供了一种绿光量子点电致发光器件，该绿光器件采用单层的简单结构，具有制备工艺简单、重复性好的特点；该绿光量子点电致发光器件适于作为绿光显示器件，同时它比一般的单色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。
【附图说明】
图1是绿光量子点电致发光器件具体结构示意图；
【具体实施方式】
本发明以ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS绿光量子点为主体发光材料，并利用聚合物PVK(聚乙烯咔唑)的优良成膜性，将聚合物PVK作为成膜材料，在导电玻璃ITO表面利用旋转涂覆，将制成一定厚度的薄膜，得到具有如下结构的器件：ITO/PVK:ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS(y nm)/Al(z nm)；其中，30≤y≤60nm；60≤z≤150nm，发光层中ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS量子点的质量比在1∶1～3∶1之间。相应材料分子式如下所示：
实施例1：
(1)将刻蚀成5mm*60mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1.2mg/ml的氯仿溶液中，将ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS量子点按质量比为2∶1溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，将两种溶液混合均匀，采用旋转涂覆法成膜；低速1100rpm，成膜时间20s，高速3000rpm，成膜时间30s，完成后将其置于干燥器内10小时；
(3)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约2cm长的Al丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸发电流约为30A，蒸发时间约为12分钟；
(4)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形Al阴极一端接直流电源负极，得到点阵式绿光量子点电致发光器件。
实施例2：
(1)将刻蚀成5mm*50mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1.7mg/ml的氯仿溶液中，，将ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS量子点按质量比为3∶1溶于2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1300rpm，成膜时间20s，高速3000rpm，成膜时间30s，完成后将其置于干燥器内8小时；
(3)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约2cm长的Al丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4a.，蒸发电流约为30A，蒸发时间约为15分钟；
(4)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形Al阴极一端接直流电源负极，得到点阵式绿光量子点电致发光器件。
Claims (4)
1、一种绿光量子点电致发光器件，其特征在于该发光器件自下而上依次由以下各层组成：
1)ITO阳极导电玻璃层；
2)发光层溶于PVK的ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS绿光量子点；
3)Al阴极层。
2、根据权利要求1所述的绿光量子点电致发光器件，其特征是发光层中ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS绿光量子点的质量比在1∶1∶1～3∶1∶1之间，PVK为成膜材料，发光层厚度y为30≤y≤60nm。
3、根据权利要求1所述的绿光量子点电致发光器件，其特征是Al阴极层厚度z为60≤z≤150nm。
4、一种权利要求1所述的绿光量子点电致发光器件的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：
(1)将刻蚀成5mm*60mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；
(2)将PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，将ZnS:Cu/CaS，CaZnS:Tb/ZnS绿光量子点按质量比为1∶1～3∶1，溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，将两种溶液混合均匀，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜时间10～20s，高速3000～4000rpm，成膜时间10～30s，完成后将其置于干燥器内3～10小时；
(3)Al阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约1～2cm长的AL丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸镀一薄层条形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸发电流为10～30A，蒸发时间为10～20分钟；
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