本發(fā)明涉及量子點技術領域，具體而言，涉及一種量子點發(fā)光器件及其制備方法、液晶顯示裝置。

背景技術：

量子點是準零維的納米材料，有少量的原子構成，粒徑一般介于1~10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續(xù)的能帶結構變成了具有分子特性的分立能級，受激發(fā)后可以發(fā)射熒光。量子點LED技術是基于量子效應的一種全新技術，跟普通無機半導體發(fā)光二極管相比具有無可比擬的技術優(yōu)勢和應用前景；量子點發(fā)光層是有半導體量子點膠體溶液旋涂而成，因此具有制備過程簡單、成本低、可柔性制備等優(yōu)點。同時量子點LED具有發(fā)光色純度高、發(fā)光波長可以通過改變量子點尺寸實現(xiàn)。量子點發(fā)光二極管應用非常廣泛，可以作為顯示器中的發(fā)光源，同時由于量子點LED是在納米刻度上的微小發(fā)光粒子，是一種新的熒光探針，可以用于生物分子和細胞成像中。

由于使用無機化合物制備的電致發(fā)光器件具有結構穩(wěn)固，使用壽命長，穩(wěn)定性強等優(yōu)勢，得到了廣泛的應用，但是無機電致發(fā)光器件制作成功高，加工困難，效率低下，難以滿足人們對信息顯示設備的需求，有機電致發(fā)光器件材料選擇范圍寬，具有低電壓驅動、高亮度、寬視角、響應速度快等特性，在顯示照明等方面有良好的應用前景，在近年來得到了迅猛的發(fā)展，有機電致發(fā)光器件已經(jīng)成為目前的研究熱點之一。

然而現(xiàn)在的電致發(fā)光器件的成本高、難以大面積生產(chǎn)，性能效率不夠高、發(fā)光亮度不夠大、開啟電壓不夠小，仍然有較大提升空間，較難規(guī)?；a(chǎn)應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種量子點發(fā)光器件，以解決現(xiàn)有技術中量子點發(fā)光器件的發(fā)光效率低、發(fā)光亮度小等問題。

本發(fā)明的另一目的是提供該量子點發(fā)光器件的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種使用該量子點發(fā)光器件的液晶顯示裝置。

為達到上述目的之一，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種量子點發(fā)光器件，包括依次相鄰設置的陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、量子點發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極，所述量子點發(fā)光層的量子點為MA_1-xCs_xPbX₃，其中0＜x＜1，MA為甲胺，X為鹵素。

量子點發(fā)光層的厚度為30～200nm。

進一步地，所述陽極的材料選自金、銅、鉑、鈀、ITO、鋁摻氧化鋅、鎵摻氧化鋅、鎘摻氧化鋅、銅銦氧化物、在ITO表面旋涂導電聚合物形成的陽極材料。

陽極的厚度為100～300nm。

進一步地，所述空穴注入層的材料選自聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT：PSS）、摻雜聚（全氟乙烯-全氟醚磺酸）的聚噻吩并噻吩。

進一步地，所述空穴傳輸層的材料選自4-丁基-N，N-二苯基苯胺均聚物（Poly-TPD）、N，N′-雙（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺、N，N′-雙（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺（TPD）、聚（9，9-二辛基芴-共-N-（4-丁基苯基）二苯基胺）（TFB）。

空穴注入層和空穴傳輸層的總厚度為50～100nm。

進一步地，所述電子傳輸層的材料選自TPBi（1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯）、Alq₃（8-羥基喹啉鋁）、TAZ、PBD、Beq₂（8-羥基喹啉鈹）、DPVBi（4，4'-二(2，2-二苯乙烯基)-1，1'-聯(lián)苯）。

進一步地，所述電子注入層的材料為LiF。

電子注入層和電子傳輸層的總厚度為5～10nm。

進一步地，所述陰極的材料選自Al、Ag、Mg、Li、Ca、In。

陰極的厚度為100 ～200nm。

進一步地，所述量子點按照以下步驟制備：

S1、HX和甲胺反應制備MAX；

S2、MAX和CsX、PbX₂混合得溶液A，加入油酸和油胺得溶液B，將溶液B滴加到甲苯溶液中形成鈣鈦礦型量子點；

S3、對鈣鈦礦型量子點提純。

一種制備上述的量子點發(fā)光器件的方法，包括以下步驟：

S1、將ITO導電玻璃清洗后置于紫外臭氧機中處理；

S2、在ITO導電玻璃上旋涂空穴注入層材料，烘烤；

S3、在空穴注入層上旋涂空穴傳輸層材料，烘烤；

S4、在空穴傳輸層上旋涂量子點溶液，形成量子點發(fā)光層；

S5、在真空環(huán)境下熱蒸發(fā)，依次沉積電子傳輸層材料、電子注入層材料和陰極材料；

S6、使用紫外固化膠封裝器件。

一種液晶顯示裝置，包括上述的量子點發(fā)光器件。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明利用一種高質量鈣鈦礦型量子點MA_1-xCs_xPbX₃作為發(fā)光層材料，該量子點采用常規(guī)的化學試劑，成本低廉，且在常溫下即可制備，過程簡單。結合旋涂成膜的制備工藝與真空鍍膜工藝，可實現(xiàn)大批量大面積的生產(chǎn)，有效的降低成本。以MA_1-xCs_xPbX₃為發(fā)光層制備的量子點發(fā)光器件具有高電流效率、高外量子效率、高發(fā)光亮度、低開啟電壓、性能穩(wěn)定、結構簡單、制備簡易等特性，在信息顯示領域中有很好的應用前景。

附圖說明

圖1是實施例1的量子點發(fā)光器件的結構示意圖；

圖2是實施例2的量子點的TEM圖和HRTEM圖；

圖3是實施例3的性能測試結果。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。

實施例1

一種量子點發(fā)光器件，結構如圖1所示，包括依次相鄰設置的陽極6、空穴注入層5、空穴傳輸層4、量子點發(fā)光層3、電子傳輸層2、電子注入層和陰極1。

量子點發(fā)光層的量子點為MA_1-xCs_xPbX₃，其中0＜x＜1，MA為甲胺，X為鹵素；量子點發(fā)光層的厚度為30～200nm。

陽極材料為ITO，還可以使用高功函數(shù)的金屬如金、銅、鉑、鈀，以及鋁摻氧化鋅、鎵摻氧化鋅、鎘摻氧化鋅、銅銦氧化物，或者使用雙層電極，在ITO表面旋涂導電聚合物形成的陽極材料；陽極的厚度為100～300nm。

空穴注入層的材料為聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽，還可以使用摻雜聚（全氟乙烯-全氟醚磺酸）的聚噻吩并噻吩。

空穴傳輸層的材料為4-丁基-N，N-二苯基苯胺均聚物，還可以使用其他高空穴遷移率的芳香多胺類化合物，例如N，N′-雙（1-奈基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺、N，N′-雙（3-甲基苯基）-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺、聚（9，9-二辛基芴-共-N-（4-丁基苯基）二苯基胺）。

空穴注入層和空穴傳輸層的總厚度為50～100nm。

電子傳輸層的材料為TPBi，還可以使用Alq₃、TAZ、PBD、Beq₂、DPVBi。

電子注入層的材料為LiF。

電子注入層和電子傳輸層的總厚度為5～10nm。

陰極材料為Al，還可以使用Ag、Mg、Li、Ca、In等低功函數(shù)的單層金屬陰極，或者使用把低功函數(shù)的金屬和高功函數(shù)并且化學性質穩(wěn)定的金屬一起蒸鍍形成的合金陰極，或者使用摻雜復合型電極，將摻有低功函數(shù)的金屬夾在陰極和發(fā)光層之間，以改善器件性能。

陰極的厚度為100～200nm。

量子點發(fā)光器件按照以下步驟制備：

1、準備光刻有電極的ITO導電玻璃，依次使用離子水、丙酮、異丙醇沖洗，使ITO層朝上放置，將ITO玻璃片放在紫外臭氧機中處理20min，清潔ITO，使玻璃具有表面親水性，取出玻璃片，ITO作為透明的陽極材料；

2、使用勻膠機在ITO玻璃上旋涂一層PEDOT：PSS，然后放在加熱板上烘烤（樣品1），PEDOT：PSS作為器件的空穴注入層材料；

3、用移液槍吸取Poly-TPD的氯苯溶液，在樣品1上旋涂一層Poly-TPD（樣品2），然后放在加熱板上烘烤，Poly-TPD作為空穴傳輸層材料；

4、用移液槍吸取鈣鈦礦量子點的膠體溶液，在樣品2上旋涂鈣鈦礦量子點，量子點作為發(fā)光層材料；

5、在真空環(huán)境下熱蒸發(fā)沉積材料，依次沉積TPBi、LiF和Al，它們分別是電子傳輸層材料、電子注入層材料、陰極材料；

6、取出樣品，使用紫外固化膠封裝器件。

實施例2

實施例1的MA_1-xCs_xPbX₃量子點可按以下步驟制備：

1、將濃度為50~70wt%的HX（X=Cl、Br、I）和含量為25~40wt%的甲胺甲醇溶液（HX和甲胺的摩爾比是1~1.1：1~1.1）在0℃下混合，攪拌反應1~3小時，然后蒸干溶劑，得到白色固體，用乙醚清洗3次，并在真空干燥箱中干燥24小時；

2、將MAX和CsX、PbX₂溶解到DMF中形成溶液A（MAX、CsX、PbX₂的用量根據(jù)所需量子點的結構組成來調整），加入200~500μL油酸和15~50μL油胺得溶液B，將溶液B滴加到甲苯溶液中形成鈣鈦礦型量子點；

3、在S2的原液中加入等體積的叔丁醇、乙酸乙酯或乙腈，在5000~10000rpm的轉速下離心2~5分鐘，離心后將沉淀物再分散在正己烷、甲苯、四氫呋喃或正辛烷中，在3000~6000rpm的轉速下離心0.5~3分鐘，然后將沉淀物再分散在正己烷、甲苯、四氫呋喃或正辛烷中，在5000~10000rpm的轉速下離心3~5分鐘，取上清液。

制得的量子點TEM圖和HRTEM圖（左上角插圖）為圖2。

實施例3

測試實施例1器件的性能，得到如圖3所示的結果，量子點發(fā)光二極管器件的開啟電壓可減小到4.0V，電致發(fā)光峰為520nm（圖3-a），半高寬20nm，發(fā)光亮度（圖3-b）、外量子效率（圖3-d）、電流效率（圖3-c）最佳可分別達到24500 cd/m²、1.3%和4.1cd/A。

可見，本發(fā)明量子點發(fā)光器件電流效率高、外量子效率高、發(fā)光亮度高、開啟電壓低。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何屬于本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。