本發(fā)明涉及量子點(diǎn)發(fā)光二極管領(lǐng)域，尤其涉及一種全無(wú)機(jī)QLED及其制備方法。

背景技術(shù)：

量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）有望成為下一代新型顯示技術(shù)的主流，由于其器件效率高、色純度好、制備成本低等特點(diǎn)。

量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）目前面臨的主要問(wèn)題是器件的壽命不能夠滿足顯示要求，尤其是藍(lán)光器件；其壽命較低的主要因素是量子點(diǎn)本身的壽命較低、器件的聚合物空穴傳輸層顯酸性所造成的。在制備穩(wěn)定性好的量子點(diǎn)同時(shí)，為了進(jìn)一步提到QLED器件的壽命通過(guò)利用金屬氧化物來(lái)取代器件的空穴傳輸層能夠有效的增加器件的壽命，然而取代后器件的效率較低。

因此開(kāi)發(fā)有效的全無(wú)機(jī)QLED也是一個(gè)重大的研究課題，基于氮化物如GaN發(fā)光二極管領(lǐng)域有很多全無(wú)機(jī)器件結(jié)構(gòu)非常值得借鑒，如基于氮化鎵（GaN）器件結(jié)構(gòu)中的N型半導(dǎo)體類似于QLED器件當(dāng)中的電子傳輸層，P型半導(dǎo)體類似于QLED器件中的空穴傳輸層，阱層類似于QLED器件的量子點(diǎn)發(fā)光層，兩種發(fā)光二極管的電荷傳輸機(jī)制是相同的，然而含氮的鎵半導(dǎo)體材料的電子遷移率較低，從而導(dǎo)致全無(wú)機(jī)QLED效率不高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種全無(wú)機(jī)QLED及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有含氮的鎵半導(dǎo)體材料的電子遷移率較低，全無(wú)機(jī)QLED效率低的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種全無(wú)機(jī)QLED，其中，包括襯底、沉積于襯底上的N型半導(dǎo)體、分別沉積于N型半導(dǎo)體兩側(cè)臺(tái)階上的量子點(diǎn)和N型電極、依次沉積于量子點(diǎn)上的P型半導(dǎo)體和P型電極；

所述N型半導(dǎo)體為n-GeAs、n-GeSb、n-SiAs、n-SiSb中的一種；

所述P型半導(dǎo)體為p-GeAs、p-GeSb、p-SiAs、p-SiSb中的一種。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述襯底為鋼性襯底或柔性襯底。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述鋼性襯底為紅包石、尖晶石、二氧化硅、玻璃中的一種。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述柔性襯底為聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜、聚對(duì)萘二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亞胺膜、聚碳酸酯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯醇膜中的一種。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述量子點(diǎn)為核殼量子點(diǎn)。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述核殼量子點(diǎn)的核為CdS、CdTe、CdSe、ZnSe、ZnTe、PbS、PbSe、PbSeS、InP、GaP、CuInS、CuGaS中的一種或多種。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述核殼量子點(diǎn)的殼為ZnS、ZnSe、CdS中的一種或多種。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述N型電極為Al、Ti/Al、LiF/Al、Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ag、Ca/Ag、BaF₂、BaF₂/Al、BaF₂/Ag、BaF₂/Ca/Al、BaF₂/Ca、Ag、Mg、CsF/Al、CsCO₃/Al中的一種或多種。

所述的全無(wú)機(jī)QLED，其中，所述P型電極為銦錫氧化物、氟摻氧化錫、銦鋅氧化物、鋁摻氧化鋅、鎵摻氧化鋅、鎘摻氧化鋅、銅銦氧化物、氧化錫、氧化鋯、石墨烯、納米碳管、鎳、金、鉑、鈀中的一種或多種。

一種如上任一所述的全無(wú)機(jī)QLED的制備方法，其中，包括步驟：

A、準(zhǔn)備一襯底；

B、在襯底上沉積N型半導(dǎo)體；

C、在N型半導(dǎo)體兩側(cè)臺(tái)階上分別沉積量子點(diǎn)和N型電極；

D、在量子點(diǎn)上依次沉積P型半導(dǎo)體和P型電極，得到全無(wú)機(jī)QLED；

所述N型半導(dǎo)體為n-GeAs、n-GeSb、n-SiAs、n-SiSb中的一種；

所述P型半導(dǎo)體為p-GeAs、p-GeSb、p-SiAs、p-SiSb中的一種。

有益效果：本發(fā)明利用上述半導(dǎo)體材料作為QLED器件的電子和空穴傳輸層相比基于含氮鎵類的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料電子遷移率更高，電荷傳輸率更高，進(jìn)而有效的提高電子空穴。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種全無(wú)機(jī)QLED較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的一種全無(wú)機(jī)QLED的制備方法較佳實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種全無(wú)機(jī)QLED及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(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。

圖1為本發(fā)明的一種全無(wú)機(jī)QLED較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，包括襯底1、沉積于襯底1上的N型半導(dǎo)體2、分別沉積于N型半導(dǎo)體2兩側(cè)臺(tái)階上的量子點(diǎn)3和N型電極6、依次沉積于量子點(diǎn)3上的P型半導(dǎo)體4和P型電極5；所述N型半導(dǎo)體為n-GeAs、n-GeSb、n-SiAs、n-SiSb中的一種；所述P型半導(dǎo)體為p-GeAs、p-GeSb、p-SiAs、p-SiSb中的一種。

本發(fā)明的全無(wú)機(jī)QLED，其中的電子傳輸層是N型半導(dǎo)體，空穴傳輸層是P型半導(dǎo)體。另外，與現(xiàn)有的基于含氮鎵類的半導(dǎo)體材料不同，本發(fā)明的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體均是基于硅（Si）和鍺（Ge）的半導(dǎo)體材料。具體地，本發(fā)明的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體均是基于如砷（As）、銻(Sb)摻雜硅(Si)和鍺(Ge)的半導(dǎo)體材料。優(yōu)選地，本發(fā)明N型半導(dǎo)體中Si/Ge與As/Sb的摩爾比為（1：100-100：1)。P型半導(dǎo)體中Si/Ge與As/Sb的摩爾比為（1：100-100：1)。

本發(fā)明的全無(wú)機(jī)QLED，其中的電子傳輸層是N型半導(dǎo)體，空穴傳輸層是P型半導(dǎo)體，在外加電場(chǎng)的作用下，N型和P型半導(dǎo)體分別進(jìn)行電子和空穴的傳輸，并在量子點(diǎn)活性層中進(jìn)行電子空穴復(fù)合激發(fā)量子點(diǎn)發(fā)光。利用本發(fā)明上述半導(dǎo)體材料作為QLED器件的電子和空穴傳輸層相比基于含氮鎵類的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料電子遷移率更高，電荷傳輸率更高，進(jìn)而有效的提高電子空穴的復(fù)合率；并且利用此器件結(jié)構(gòu)來(lái)制備全無(wú)機(jī)QLED不僅制備方法簡(jiǎn)單，而且可以有效改善器件的壽命。

優(yōu)選地，本發(fā)明的N型半導(dǎo)體為n-GeSb，P型半導(dǎo)體為p-GeSb，利用此半導(dǎo)體材料作為QLED器件的電子和空穴傳輸層，可進(jìn)一步提高電子的遷移率，并進(jìn)一步提高電子空穴的復(fù)合率。

優(yōu)選地，本發(fā)明N型半導(dǎo)體的厚度為10-500nm，P型半導(dǎo)體的厚度為50-500nm。

本發(fā)明所述襯底為鋼性襯底或柔性襯底。其中，所述鋼性襯底可以為但不限于紅包石（α-Al₂O₃）、尖晶石（MgO·Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）、玻璃中的一種。所述柔性襯底可以為但不限于聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜、聚對(duì)萘二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亞胺膜、聚碳酸酯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯醇膜中的一種。

本發(fā)明所述量子點(diǎn)可以為核殼量子點(diǎn)，所述核殼量子點(diǎn)的核可以為-族的CdS、CdTe、CdSe、ZnSe、ZnTe，-族的PbS、PbSe、PbSeS，-族的InP、GaP，--族的CuInS、CuGaS等半導(dǎo)體納米材料中的一種或多種；所述核殼量子點(diǎn)的殼可以為-族的ZnS、ZnSe、CdS等半導(dǎo)體材料中的一種或多種。優(yōu)選地，本發(fā)明量子點(diǎn)層的厚度為10-50nm。

本發(fā)明所述N型電極可以為但不限于Al、Ti/Al、LiF/Al、Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ag、Ca/Ag、BaF₂、BaF₂/Al、BaF₂/Ag、BaF₂/Ca/Al、BaF₂/Ca、Ag、Mg、CsF/Al、CsCO₃/Al中的一種或多種。

本發(fā)明所述P型電極為銦錫氧化物、氟摻氧化錫、銦鋅氧化物、鋁摻氧化鋅、鎵摻氧化鋅、鎘摻氧化鋅、銅銦氧化物、氧化錫、氧化鋯、石墨烯、納米碳管、鎳、金、鉑、鈀中的一種或多種。

本發(fā)明的一種如上任一所述的全無(wú)機(jī)QLED的制備方法較佳實(shí)施例的流程圖，如圖2所示，包括步驟：

S100、準(zhǔn)備一襯底；

S200、在襯底上沉積N型半導(dǎo)體；

S300、在N型半導(dǎo)體兩側(cè)臺(tái)階上分別沉積量子點(diǎn)和N型電極；

S400、在量子點(diǎn)上依次沉積P型半導(dǎo)體和P型電極，得到全無(wú)機(jī)QLED；

所述N型半導(dǎo)體為n-GeAs、n-GeSb、n-SiAs、n-SiSb中的一種；

所述P型半導(dǎo)體為p-GeAs、p-GeSb、p-SiAs、p-SiSb中的一種。

本發(fā)明可采用真空蒸鍍、濺射、旋涂或打印方法沉積上述各功能層。優(yōu)選地，本發(fā)明采用成熟的真空蒸鍍方法來(lái)制備上述N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，利用該方法制備不僅操作簡(jiǎn)單，還可以有效提高全無(wú)機(jī)QLED的效率。

下面通過(guò)一實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

紅光全無(wú)機(jī)QLED的制備如下：

（1）、紅包石（α-Al₂O₃）襯底清洗：

先用去離子水，異丙醇，連續(xù)以此來(lái)清洗紅包石襯底15min。然后利用高壓惰性氣槍將紅包石襯底表面吹干后，再轉(zhuǎn)移到真空蒸鍍室內(nèi)。

（2）、p-GeSb膜的制備：

利用具有合適比例Ge:Sb的靶材按摩爾比為2：8，在一定的真空條件下蒸鍍具有一定厚度的p-GeSb膜(其相應(yīng)的厚度為100nm)。

（3）、紅光CdSe/ZnS量子點(diǎn)固態(tài)膜的制備：

將制備好的p-GeSb膜從真空蒸鍍腔內(nèi)取出，通過(guò)旋涂工藝制備紅色CdSe/ZnS量子點(diǎn)固態(tài)膜(其相應(yīng)的厚度在30nm)，經(jīng)過(guò)退火處理后再次放置到從真空蒸鍍室內(nèi)。

（4）、利用同樣的步驟（2）通過(guò)調(diào)節(jié)合適比例Ge:Sb的靶材其成分的摩爾比為8：2，在一定的真空條件下蒸鍍具有一定厚度的n-GeSb膜(其相應(yīng)的厚度在100nm)。

（5）、將依次沉積好p-GeSb膜、紅光CdSe/ZnS量子點(diǎn)固態(tài)膜、n-GeSb膜的紅包石（α-Al₂O₃）襯底再通過(guò)不同相應(yīng)的掩膜版分別蒸鍍相應(yīng)的n型電極：Ti/Al和P型電極：Au/Ni。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種全無(wú)機(jī)QLED及其制備方法，本發(fā)明的全無(wú)機(jī)QLED，其中的電子傳輸層是N型半導(dǎo)體，空穴傳輸層是P型半導(dǎo)體，N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體均是基于硅（Si）和鍺（Ge）的半導(dǎo)體材料。在外加電場(chǎng)的作用下，N型和P型半導(dǎo)體分別進(jìn)行電子和空穴的傳輸，并在量子點(diǎn)活性層中進(jìn)行電子空穴復(fù)合激發(fā)量子點(diǎn)發(fā)光。利用本發(fā)明上述半導(dǎo)體材料作為QLED器件的電子和空穴傳輸層相比基于含氮鎵類的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料電子遷移率更高，電荷傳輸率更高，進(jìn)而有效的提高電子空穴的復(fù)合率；并且利用此器件結(jié)構(gòu)來(lái)制備全無(wú)機(jī)QLED不僅制備方法簡(jiǎn)單，而且可以有效改善器件的壽命。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。