本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種QLED及其制備方法。

背景技術(shù)：

無(wú)機(jī)納米晶的量子點(diǎn)發(fā)光材料具有出射光顏色飽和、波長(zhǎng)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，而光致、電致發(fā)光量子產(chǎn)率高，適合制備高性能顯示器件。此外，從制備工藝角度看，量子點(diǎn)發(fā)光材料可以在非真空條件下采用旋涂、印刷、打印設(shè)備等溶液加工方式制備成膜。所以，以量子點(diǎn)薄膜制備的量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)成為下一代顯示技術(shù)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

通常的，QLED器件包括電極1、空穴注入、傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸、注入層和電極2。根據(jù)電極1和電極2的相對(duì)位置，即背電極和頂電極，QLED的結(jié)構(gòu)可以分為傳統(tǒng)和反型器件兩種。其中，空穴注入、傳輸層用于從外電路向發(fā)光層提供可遷移空穴，電子傳輸層用于提供可遷移電子。電子-空穴在量子點(diǎn)中形成激子，激子通過(guò)輻射復(fù)合輸出光子，進(jìn)而發(fā)光。

通常的發(fā)光層材料基于無(wú)機(jī)量子點(diǎn)和與之相鏈接的有機(jī)配體材料。由于有機(jī)配體材料屬于絕緣材料，且在成膜后占據(jù)相當(dāng)一部分的體積，因此，量子點(diǎn)之間的電荷轉(zhuǎn)移主要依賴于跳躍式傳輸，使得發(fā)光薄膜中載流子遷移率非常低，通常低于有機(jī)半導(dǎo)體，從而影響器件發(fā)光效率。而從器件設(shè)計(jì)角度，為了維持較低的驅(qū)動(dòng)電壓，量子點(diǎn)發(fā)光層厚度必須控制在20nm左右，甚至更低，影響了器件的使用壽命。為了改變這樣的電學(xué)特性，對(duì)于量子點(diǎn)發(fā)光二極管，通常會(huì)將量子點(diǎn)材料分布在導(dǎo)電率更高的半導(dǎo)體中，比如將一種無(wú)機(jī)或者有機(jī)半導(dǎo)體性質(zhì)的材料摻雜在量子點(diǎn)材料中，直接填充量子點(diǎn)之間的空隙，以提高電導(dǎo)率。其中，當(dāng)使用有機(jī)材料充填空隙時(shí)，發(fā)光機(jī)理依賴于激子能量傳遞，并且由于有機(jī)材料通常以為空穴傳導(dǎo)為主，所以即便電導(dǎo)率的提高有助于提高器件發(fā)光效率，但可能導(dǎo)致明顯的載流子失衡，從而帶來(lái)新的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種QLED及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有QLED器件載流子遷移率低影響器件發(fā)光效率、量子點(diǎn)發(fā)光層厚度薄影響期間使用壽命的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種QLED，包括依次設(shè)置的第一電極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和第二電極，所述發(fā)光層由量子點(diǎn)發(fā)光材料和混合傳輸材料制成，所述混合傳輸材料為空穴傳輸材料和電子傳輸材料，且所述空穴傳輸材料和電子傳輸材料在所述發(fā)光層中形成雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所述量子點(diǎn)發(fā)光材料分散在所述雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。

以及，一種QLED的制備方法，包括以下步驟：

提供第一電極，依次沉積空穴注入層、空穴傳輸層；

將空穴傳輸材料和電子傳輸材料溶于溶劑中，加入量子點(diǎn)膠體得到混合溶液，將所述混合溶液沉積在所述空穴傳輸層上形成發(fā)光層；

在所述發(fā)光層上依次沉積電子傳輸層和第二電極；或

提供第二電極，在所述第二電極上沉積電子傳輸層；

將空穴傳輸材料和電子傳輸材料溶于溶劑中，加入量子點(diǎn)膠體得到混合溶液，將所述混合溶液沉積在所述電子傳輸層上形成發(fā)光層；

在所述發(fā)光層上依次沉積空穴傳輸層、空穴注入層和第一電極。

本發(fā)明提供的QLED，利用空穴傳輸材料和電子傳輸材料形成雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將量子點(diǎn)發(fā)光材料分散在此雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)中形成發(fā)光系統(tǒng)。以雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)代替量子點(diǎn)作為注入載流子的傳輸媒介，從電極注入的空穴可以在空穴傳輸材料的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，電子可以在電子傳輸材料的網(wǎng)絡(luò)中傳輸。由于空穴傳輸材料和電子傳輸材料分別針對(duì)空穴和電子的傳輸進(jìn)行優(yōu)化，因此，所述雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以顯著提高和平衡電子和空穴在發(fā)光層中的遷移率，從而提高QLED器件的發(fā)光效率。隨著載流子遷移率和電導(dǎo)率的提高，驅(qū)動(dòng)電壓降低，發(fā)光層厚度可以增加，從而為優(yōu)化出光效率提供新的維度。而器件厚度的增加可以降低發(fā)光層的有效電場(chǎng)，降低激子分裂的幾率，降低每個(gè)量子點(diǎn)承受的電流負(fù)荷，從而提高QLED器件壽命。此外，所述空穴傳輸材料和電子傳輸材料形成的雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得量子點(diǎn)發(fā)光材料之間不再緊密排列，可以降低激子因濃度引起的淬滅和載流子引起的厄歇復(fù)合，最終提高發(fā)光單元器件的發(fā)光效率和亮度。

本發(fā)明提供的QLED，只需在原有QLED的制備基礎(chǔ)上，將量子點(diǎn)摻雜在空穴傳輸材料和電子傳輸材料中，方法簡(jiǎn)單易控，具有較好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED發(fā)光層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

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。

結(jié)合圖1-3，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種QLED，如圖1所示，包括依次設(shè)置的第一電極1、空穴注入層2、空穴傳輸層3、發(fā)光層4、電子傳輸層5和第二電極6，所述發(fā)光層4由量子點(diǎn)發(fā)光材料和混合傳輸材料制成，所述混合傳輸材料為空穴傳輸材料和電子傳輸材料，且所述空穴傳輸材料和電子傳輸材料在所述發(fā)光層4中形成雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所述量子點(diǎn)發(fā)光材料分散在所述雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述量子點(diǎn)發(fā)光材料摻雜在空穴傳輸材料和電子傳輸材料組成的雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)中(如圖2所示)，形成發(fā)光層結(jié)構(gòu)。不同于采用一種材料形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如可發(fā)熒光的聚合物(單一材料的網(wǎng)絡(luò)中，從電極注入的空穴和電子只能在一種材料中遷移，并且空穴遷移遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于電子，激子在網(wǎng)絡(luò)材料中形成后能量轉(zhuǎn)移給量子點(diǎn)發(fā)光材料)，所述空穴傳輸材料和電子傳輸材料形成的雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(如圖3所示)，能夠使得從電極注入的電子和空穴分別在不同的材料中遷移，同時(shí)有效傳導(dǎo)電子和空穴，提高載流子傳輸?shù)男屎推胶猓⑹沟幂d流子可以直接注入摻雜的量子點(diǎn)中形成激子。量子點(diǎn)材料離散在所述有機(jī)傳輸材料網(wǎng)絡(luò)中，直接從所述雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中獲得電子-空穴對(duì)，然后發(fā)光。此外，所述量子點(diǎn)發(fā)光材料也可以通過(guò)激子能量轉(zhuǎn)移獲得激發(fā)態(tài)激子，進(jìn)而發(fā)光。

具體的，所述空穴傳輸材料能有效傳輸空穴，所述電子傳輸材料能有效傳輸電子，所述空穴傳輸材料、所述電子傳輸材料的能隙均寬于所述量子點(diǎn)發(fā)光材料的能隙。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述混合傳輸材料的含量，對(duì)載流子傳輸?shù)男屎推胶庥绊戄^大，優(yōu)選的，以所述發(fā)光層的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述混合傳輸材料的質(zhì)量百分含量為在70-100％之間，但小于100％。該優(yōu)選的所述混合傳輸材料含量，可以有效提高載流子的遷移率，從而提高器件發(fā)光效率。

進(jìn)一步的，為了獲得更好的空穴-電子平衡效果，優(yōu)選的，以所述發(fā)光層的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述發(fā)光層中，所述空穴傳輸材料和所述電子傳輸材料的體積比為10：1-1：10。優(yōu)選的所述空穴傳輸材料和所述電子傳輸材料的體積比，使得形成的雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從連通角度看，既各自獨(dú)立，又充分均勻混合，電子、空穴可以在各自的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中有效傳遞，充分有效地提高相遇概率。更重要的是，使得形成的雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠充分平衡電子和空穴在發(fā)光層4中的遷移率，電子-空穴注入量子點(diǎn)的數(shù)量將保持高效和平衡。本發(fā)明實(shí)施例可以通過(guò)調(diào)整所述空穴傳輸材料和所述電子傳輸材料的體積比，達(dá)到精確平衡電子-空穴載流子傳輸?shù)男Ч?/p>

優(yōu)選的，所述雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的線寬≤100nm。由此，可以增大空穴和電子的接觸面積，從而提高電子和空穴的相遇概率，提高載流子遷移率，進(jìn)而提高器件發(fā)光效率。

本發(fā)明實(shí)施例中，為了便于所述發(fā)光層4的制作，所述空穴傳輸材料和所述電子傳輸材料優(yōu)選能溶于同種溶劑中，當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，此處所述的同種溶劑，可以是單一溶劑，也可以是多種單一溶劑形成的混合溶劑。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述空穴傳輸材料可以為具有空穴傳輸能力的無(wú)機(jī)、聚合物、大分子或小分子的發(fā)光或光伏材料，具體的，所述空穴傳輸材料包括但不限于PPV類材料、噻吩類材料、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料、無(wú)機(jī)p型半導(dǎo)體材料。進(jìn)一步的，所述PPV類材料包括但不限于聚(2-甲氧基-5(2’-乙基己氧基)-1,4-苯撐乙烯撐)、聚[2-甲氧基-5-(3’,7’二甲基-辛氧基)]-對(duì)苯撐乙撐，所述噻吩類材料包括但不限于聚3-己基噻吩，所述有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料包括但不限于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料。應(yīng)當(dāng)理解，上述列舉的空穴傳輸材料只是本發(fā)明實(shí)施例所述空穴傳輸材料的一部分，由于舉例不能窮盡，因此，并不用于限定本發(fā)明實(shí)施例所述空穴傳輸材料的全部類型。本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)半導(dǎo)體的空穴遷移率至少可以達(dá)到1×10^-4cm²V^-1s^-1，比量子點(diǎn)間的跳躍式傳遞至少高10倍；而無(wú)機(jī)半導(dǎo)體可以提供更高的空穴遷移率。

所述電子傳輸材料可以為具有空穴傳輸能力的任意有機(jī)發(fā)光、光伏聚合物、大分子材料。具體的，所述電子傳輸材料包括但不限于富勒烯及其衍生物、F8BT、PDBPyBT、P(NDIOD-T2)、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料、無(wú)機(jī)n型半導(dǎo)體材料。進(jìn)一步的，所述富勒烯及其衍生物包括但不限于PC₆₁BM、PC₇₁BM、ICBA，所述有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料包括但不限于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料。應(yīng)當(dāng)理解，上述列舉的電子傳輸材料只是本發(fā)明實(shí)施例所述電子傳輸材料的一部分，由于舉例不能窮盡，因此，并不用于限定本發(fā)明實(shí)施例所述電子傳輸材料的全部類型。本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)半導(dǎo)體的電子遷移率可以達(dá)到1×10^-4cm²V^-1s^-1，遠(yuǎn)大于量子點(diǎn)之間的跳躍式傳遞；而無(wú)機(jī)半導(dǎo)體可以提供更高的電子遷移率。

原則上，常用的量子點(diǎn)發(fā)光材料均能用于本發(fā)明實(shí)施例中。優(yōu)選的，所述量子點(diǎn)發(fā)光材料包括II-VI族半導(dǎo)體的納米晶、III-V族半導(dǎo)體的納米晶、II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物和IV族單質(zhì)，其中，所述II-VI族半導(dǎo)體的納米晶具體包括CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe和其他二元、三元、四元的II-VI族元素化合物；所述III-V族半導(dǎo)體的納米晶具體包括GaP、GaAs、InP、InAs和其他二元、三元、四元的III-V族元素化合物。該優(yōu)選的量子點(diǎn)發(fā)光材料，能更好地與所述空穴傳輸材料、所述電子傳輸材料形成雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

為了更好地提高所述QLED的性能，優(yōu)選的，所述量子點(diǎn)發(fā)光材料表面裹有配體，或所述量子點(diǎn)發(fā)光材料表面含有鈍化材料，所述鈍化材料為所述空穴傳輸材料或電子傳輸材料。

本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED，利用空穴傳輸材料和電子傳輸材料形成雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將量子點(diǎn)發(fā)光材料分散在此雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)中形成發(fā)光系統(tǒng)。以雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)代替量子點(diǎn)作為注入載流子的傳輸媒介，從電極注入的空穴可以在空穴傳輸材料的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，電子可以在電子傳輸材料的網(wǎng)絡(luò)中傳輸。由于空穴傳輸材料和電子傳輸材料分別針對(duì)空穴和電子的傳輸進(jìn)行優(yōu)化，因此，所述雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以顯著提高和平衡電子和空穴在發(fā)光層中的遷移率，從而提高QLED器件的發(fā)光效率。隨著載流子遷移率和電導(dǎo)率的提高，驅(qū)動(dòng)電壓降低，發(fā)光層厚度可以增加，從而為優(yōu)化出光效率提供新的維度。而器件厚度的增加可以降低發(fā)光層的有效電場(chǎng)，降低激子分裂的幾率，降低每個(gè)量子點(diǎn)承受的電流負(fù)荷，從而提高QLED器件壽命。此外，所述空穴傳輸材料和電子傳輸材料形成的雙連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得量子點(diǎn)發(fā)光材料之間不再緊密排列，可以降低激子因濃度引起的淬滅和載流子引起的厄歇復(fù)合，最終提高發(fā)光單元器件的發(fā)光效率和亮度。

本發(fā)明實(shí)施例所述QLED可以通過(guò)下述方法制備獲得。

以及，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種QLED的制備方法，包括以下步驟：

提供第一電極，依次沉積空穴注入層、空穴傳輸層；

將空穴傳輸材料和電子傳輸材料溶于溶劑中，加入量子點(diǎn)膠體得到混合溶液，將所述混合溶液沉積在所述空穴傳輸層上形成發(fā)光層；

在所述發(fā)光層上依次沉積電子傳輸層和第二電極；或

提供第二電極，在所述第二電極上沉積電子傳輸層；

將空穴傳輸材料和電子傳輸材料溶于溶劑中，加入量子點(diǎn)膠體得到混合溶液，將所述混合溶液沉積在所述電子傳輸層上形成發(fā)光層；

在所述發(fā)光層上依次沉積空穴傳輸層、空穴注入層和第一電極。

具體的，上述方法中，所述第一電極、空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層和第二電極的制備均可以通過(guò)本領(lǐng)域常規(guī)方法實(shí)現(xiàn)。

所述發(fā)光層通過(guò)以下方法制備：

將空穴傳輸材料和電子傳輸材料溶于溶劑中，加入量子點(diǎn)膠體得到混合溶液，將所述混合溶液沉積在所述電子傳輸層或空穴傳輸層上形成發(fā)光層。

其中，所述溶劑可以為單一溶劑，也可以為多種單一溶劑形成的混合溶劑。所述量子點(diǎn)發(fā)光材料表面裹有配體，或所述量子點(diǎn)發(fā)光材料表面含有鈍化材料，所述鈍化材料為所述空穴傳輸材料或電子傳輸材料。

優(yōu)選的，將所述混合溶液沉積在所述電子傳輸層或空穴傳輸層上形成發(fā)光層的步驟中，沉積方法包括旋涂、噴墨打印。進(jìn)一步的，在成膜后，可對(duì)膜層進(jìn)行后處理，包括真空條件下溶劑揮發(fā)、熱處理(退火)、酸處理等。

本發(fā)明實(shí)施例提供的QLED，只需在原有QLED的制備基礎(chǔ)上，將量子點(diǎn)摻雜在空穴傳輸材料和電子傳輸材料中，方法簡(jiǎn)單易控，具有較好的應(yīng)用前景。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。