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

背景技術(shù)：

量子點發(fā)光二極管(QLED)由于具有半高峰寬窄、顏色可調(diào)和可溶液法制備等優(yōu)點，成為下一代顯示科技的有力競爭者。研究者從不同的角度對QLED展開研究，包括QDs、HTL、ETL和電極的研究；以及對器件的結(jié)構(gòu)、性能和穩(wěn)定性的研究。

美國專利(US7880377)報道了一種基底/陽極/HTL/QDs/ETL/陰極結(jié)構(gòu)的QLED器件；其中，HTL、ETL、QD的殼層均采用同種化合物制成。由于HTL、QDs、ETL均為無機材料層，該發(fā)明通過電噴霧的方法制備量子點發(fā)光層，通過分子束外延(MBE)的方法制備HTL和ETL層。雖然得到的QLED，能夠一定程度上提高器件的效率。但是，由于采用電噴霧和分子束外延法制備器件，均需要很復(fù)雜的設(shè)備，且分子束外延法還需要超高的真空才能進行，因此，阻礙了其進一步的推廣應(yīng)用。因此在保證該器件結(jié)構(gòu)的前提下，如何提供一種簡單可行的制備方法仍是急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種QLED器件及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)制備組成化合物相同的HTL、ETL、QD殼層的QLED器件的過程中，通過電噴霧、分子束外延法制備無機層時，需要復(fù)雜的設(shè)備、苛刻的真空條件，導(dǎo)致方法難以推廣應(yīng)用的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種QLED器件，包括依次層疊設(shè)置的陽極、空穴傳輸層、量子點發(fā)光層、電子傳輸層和陰極，所述量子點發(fā)光層為核殼量子點，且其殼層為ZnS；

所述空穴傳輸層、所述電子傳輸層采用與所述核殼量子點的殼層材料相同的化合物制成，其中，所述電子傳輸層由N型ZnS制成，所述空穴傳輸層由P型ZnS制成，且所述P型ZnS為Sb摻雜ZnS。

以及，一種QLED器件的制備方法，包括以下步驟：

分別制備P型ZnS溶液、N型ZnS溶液；

提供陰極襯底，在所述陰極襯底上沉積N型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到電子傳輸層；

通過溶液加工法在所述電子傳輸層上沉積量子點材料，制備量子點發(fā)光層；

在所述量子點發(fā)光層上沉積P型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到空穴傳輸層；

在所述空穴傳輸層上制備陽極；

或

分別制備P型ZnS溶液、N型ZnS溶液；

提供陽極襯底，在所述陽極襯底上依次沉積P型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到空穴傳輸層；

通過溶液加工法在所述空穴傳輸層上沉積量子點材料，制備量子點發(fā)光層；

在所述量子點發(fā)光層上沉積N型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到電子傳輸層；

在所述電子傳輸層上制備陰極。

本發(fā)明提供的QLED器件，使用ZnS這種雙極性的材料作為空穴傳輸層和電子傳輸層的原料，降低了不同層界面之間的各向異性，更利于載流子的傳輸，提高了電子和空穴的遷移率，降低了缺陷復(fù)合和界面復(fù)合，進而提高了QLED器件的效率。此外，同時采用ZnS作為空穴傳輸層和電子傳輸層的原料，可以提高所述QLED器件的穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的QLED器件的制備方法，首先，通過溶液加工法制備空穴傳輸層、電子傳輸層、量子點發(fā)光層殼層原料相同的QLED器件，不僅可以避免復(fù)雜真空設(shè)備的使用，簡化了生產(chǎn)工藝和流程，降低了制造成本；而且可以提高載流子的遷移率，降低缺陷復(fù)合和界面復(fù)合。其次，本發(fā)明提供的QLED器件的制備方法，對退火處理后的ZnS薄膜進行紫外照射處理，可以降低了其表面的有機配體，更利于載流子的傳輸和復(fù)合，提高QLED器件效率。按照本發(fā)明方法制備的QLED器件，具有較高的穩(wěn)定效率和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的不含空穴注入層的正型QLED結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的含有空穴注入層的正型QLED結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的反型QLED結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實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)明實施例提供了一種QLED器件，包括依次層疊設(shè)置的陽極2、空穴傳輸層4、量子點發(fā)光層5、電子傳輸層6和陰極7，所述量子點發(fā)光層5為核殼量子點，且其殼層為ZnS；

所述空穴傳輸層4、所述電子傳輸層6采用與所述核殼量子點的殼層材料相同的化合物制成，其中，所述電子傳輸層6由N型ZnS制成，所述空穴傳輸層4由P型ZnS制成，且所述P型ZnS為Sb摻雜ZnS。

本發(fā)明實施例采用雙極性的半導(dǎo)體材料ZnS作為QLED器件中空穴傳輸層4、電子傳輸層6的原料，同時作為量子點發(fā)光層5核殼量子點的殼層材料，從而降低了不同層界面之間的各向異性，更利于載流子的傳輸，提高了電子和空穴的遷移率，降低了缺陷復(fù)合和界面復(fù)合，進而提高了QLED器件的效率。此外，同時采用ZnS作為空穴傳輸層4和電子傳輸層6的原料，可以提高所述QLED器件的穩(wěn)定性。

本發(fā)明實施例所述QLED器件中的半導(dǎo)體材料ZnS，可以是采用無定型相ZnS半導(dǎo)體材料，也可以采用晶體ZnS半導(dǎo)體材料。優(yōu)選的，本發(fā)明實施例所述N型ZnS、P型ZnS為無定型相ZnS半導(dǎo)體材料。所述無定型相ZnS半導(dǎo)體材料沒有明顯的能帶邊緣，具有各向同性，缺陷少，因此利用所述無定型相ZnS半導(dǎo)體材料作為QLED器件發(fā)光層的殼層材料、以及傳輸層材料，可以降低不同層界面之間的各向異性，更有利于電子和空穴的注入，減少了缺陷復(fù)合，進而增加了QLED器件的效率。

具體的，本發(fā)明實施例中，用于制備所述電子傳輸層6的ZnS半導(dǎo)體材料為N型ZnS。ZnS本身就是一個N型半導(dǎo)體，其帶隙為3.7eV，所以其對紫外、可見光、紅外光均具可以透過，可以作為傳輸層材料，特別是電子傳輸層6。當使用ZnS作為空穴傳輸層4材料時，需對其進行摻雜處理。具體的，用于制備所述電子傳輸層6的ZnS半導(dǎo)體材料P型ZnS，且所述P型ZnS為Sb摻雜ZnS。進一步的，所述Sb摻雜ZnS中，以Sb、Zn的摩爾總量為100％計，Sb占Sb、Zn摩爾總量的0.5-20％。該優(yōu)選的摻雜比例可以在保證ZnS本體材料特性的前提下，賦予所述空穴傳輸層4良好的P型作用。

本發(fā)明實施例中，所述量子點發(fā)光層5為核殼量子點，且其殼層為ZnS。由此，得到的QLED結(jié)構(gòu)中，所述電子傳輸層6、空穴傳輸層4、量子點發(fā)光層5中的量子點殼層材料一致，降低了不同層界面的各向異性，更有利于提高器件效率。進一步的，所述核殼量子點優(yōu)選為油溶性的核殼量子點，從而保證在QLED器件的制備過程中，免于受到沉積在其上水溶性ZnS材料對量子點發(fā)光層造成的影響。

本發(fā)明實施例中，優(yōu)選的，所述QLED器件還包括設(shè)置在所述陽極2和所述空穴傳輸層4之間的空穴注入層3。

在上述具體實施例的基礎(chǔ)上，作為一個具體優(yōu)選情形，如圖1所示，所述QLED器件為正型QLED器件，包括依次層疊設(shè)置的基板1、陽極2、空穴傳輸層4、量子點發(fā)光層5、電子傳輸層6和陰極7，其中，所述量子點發(fā)光層5為核殼量子點，且其殼層為ZnS；所述空穴傳輸層4、所述電子傳輸層6采用與所述核殼量子點的殼層材料相同的化合物制成，其中，所述電子傳輸層6由N型ZnS制成，所述空穴傳輸層4由P型ZnS制成，且所述P型ZnS為Sb摻雜ZnS。

作為另一個具體優(yōu)選情形，如圖2所示，所述QLED器件為正型QLED器件，包括依次層疊設(shè)置的基板1、陽極2、空穴注入層3、空穴傳輸層4、量子點發(fā)光層5、電子傳輸層6和陰極7，其中，所述量子點發(fā)光層5為核殼量子點，且其殼層為ZnS；所述空穴傳輸層4、所述電子傳輸層6采用與所述核殼量子點的殼層材料相同的化合物制成，其中，所述電子傳輸層6由N型ZnS制成，所述空穴傳輸層4由P型ZnS制成，且所述P型ZnS為Sb摻雜ZnS。

作為又一個具體優(yōu)選情形，如圖3所示，所述QLED器件為反型QLED器件，包括依次層疊設(shè)置的基板1、陰極7、電子傳輸層6、量子點發(fā)光層5、空穴傳輸層4和陽極2，其中，所述量子點發(fā)光層5為核殼量子點，且其殼層為ZnS；所述空穴傳輸層4、所述電子傳輸層6采用與所述核殼量子點的殼層材料相同的化合物制成，其中，所述電子傳輸層6由N型ZnS制成，所述空穴傳輸層4由P型ZnS制成，且所述P型ZnS為Sb摻雜ZnS。

具體的，上述實施例中，所述基板1的選擇沒有明確限制，可以為硬質(zhì)基板1，也可以為柔性基板1。

所述陽極2的材料因正型QLED、反型QLED而異，具體的，當所述QLED為正型QLED時，陽極材料可以為ITO或FTO；當所述QLED為反型QLED時，陽極材料為銀、鋁、銅、金及其合金。

所述核殼量子點中的核為CdSe、CdTe、CdTe/CdS、CdSe/CdS、Cd_1-xZn_xS、PbSe、InX、GaX，當然，不限于此，其中，X為P、As或Sb。所述量子點發(fā)光層5的厚度為20-40nm。

所述空穴注入層3的材料可以選自NiO、CuO、CuS中的任意一種；也可以為TFB、PVK、Poly-TPD、TCTA、CBP中的至少一種。

所述陰極7的材料因正型QLED、反型QLED而異，具體的，當所述QLED為反型QLED時，陰極材料優(yōu)選可以為ITO或FTO；當所述QLED為正型QLED時，陰極材料為銀、鋁、銅、金及其合金。

本發(fā)明實施例提供的QLED器件，使用ZnS這種雙極性的材料作為空穴傳輸層和電子傳輸層的原料，降低了不同層界面之間的各向異性，更利于載流子的傳輸，提高了電子和空穴的遷移率，降低了缺陷復(fù)合和界面復(fù)合，進而提高了QLED器件的效率。此外，同時采用ZnS作為空穴傳輸層和電子傳輸層的原料，可以提高所述QLED器件的穩(wěn)定性。

本發(fā)明實施例所述QLED器件，可以通過下述方法制備獲得。

以及，本發(fā)明實施例還根據(jù)QLED器件類型的不同，提供了兩種QLED器件的制備方法。

其中，一種反型QLED器件的制備方法包括以下步驟：

S01.分別制備P型ZnS溶液、N型ZnS溶液；

S02.提供陰極襯底，在所述陰極襯底上沉積N型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到電子傳輸層；

S03.通過溶液加工法在所述電子傳輸層上沉積量子點材料，制備量子點發(fā)光層；

S04.在所述量子點發(fā)光層上沉積P型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到空穴傳輸層；

S05.在所述空穴傳輸層上制備陽極。

具體的，上述步驟S01中，優(yōu)選的，所述N型ZnS溶液的制備方法如下：

將摩爾比為1-5:1-5:5-30的ZnCl₂、Na₂S和巰基乙酸加入到反應(yīng)容器中，加入超純水攪拌至澄清后，微波加熱處理制備水溶性的ZnS，其中，所述微波加熱處理的溫度為50-80℃，加熱3-30min。

其中，所述巰基乙酸是一種水溶性的酸，其作為配體提供ZnS溶液的分散性。具體的，在合成過程中，通過所述巰基乙酸的-SH和ZnS表面的Zn結(jié)合，使得合成的ZnS為水溶性。

本發(fā)明實施例所述微波加熱處理可以通過分子內(nèi)部振動提供能量，使反應(yīng)發(fā)生的更充分，從而使得到的ZnS均勻性更好，性能更穩(wěn)定。

作為具體實施例，所述N型ZnS溶液的制備方法如下：將1mmol ZnCl₂、1mmol Na₂S和10mmol MPA(巰基乙酸)加入到玻璃瓶中，然后加入100mL的超純水，先攪拌至澄清溶液，然后通過微波加熱制備水溶性的ZnS，其中微波加熱的條件為：65℃加熱10min。通過加入丙酮和乙醇然后對制備的ZnS進行清洗，然后將其溶解在乙醇溶液中。

優(yōu)選的，所述P型ZnS溶液的制備方法如下：

將ZnCl₂、SbCl₅、Na₂S和巰基乙酸加入到反應(yīng)容器中，加入超純水攪拌至澄清后，微波加熱處理制備水溶性的Sb摻雜ZnS，其中，所述微波加熱處理的溫度為50-80℃，加熱3-30min，所述ZnCl₂、Na₂S和巰基乙酸的摩爾比為1-5:1-5:5-30，所述SbCl₅的添加量滿足：以Sb、Zn的摩爾總量為100％計，Sb占Sb、Zn摩爾總量的0.5-20％。

其中，所述巰基乙酸是一種水溶性的酸，其作為配體提供ZnS溶液的分散性。具體的，在合成過程中，通過所述巰基乙酸的-SH和ZnS表面的Zn結(jié)合，使得合成的ZnS為水溶性。

本發(fā)明實施例所述微波加熱處理可以通過分子內(nèi)部振動提供熱量，從而使Sb能夠更均勻的分散在ZnS中，提高P型ZnS的均勻性，進而提高材料穩(wěn)定性。

作為具體實施例，所述P型ZnS溶液的制備方法如下：將1mmol ZnCl₂、0.1mmol SbCl₅、1mmol Na₂S和10mmol MPA加入到玻璃瓶中，然后加入100mL的超純水，先攪拌至澄清溶液，然后通過微波加熱制備水溶性的ZnS，其中微波加熱的條件為：65℃加熱10min。通過加入丙酮和乙醇然后對制備的ZnS進行清洗，然后將其溶解在乙醇溶液中。

上述步驟S02中，本發(fā)明實施例中，所述陰極襯底的選擇不受限制，在所述陰極襯底上沉積N型ZnS溶液，加熱退火后得到N型ZnS薄膜。當然，應(yīng)當理解，所述N型ZnS溶液的沉積，采用溶液加工法實現(xiàn)。本發(fā)明所述的溶液加工法，包括但不限于旋涂。其中，所述加熱退火處理可在80℃條件下進行。進一步的，通過365nm的紫外燈照射處理，從而降低了N型ZnS薄膜表面的有機配體(巰基乙酸)，提高其載流子的傳輸和復(fù)合，進而提高器件效率。所述紫外燈照射處理可為10-30min，具體可為15min。

上述步驟S03中，所述量子點發(fā)光層可以采用常規(guī)的溶液加工法實現(xiàn)。

上述步驟S04中，在所述量子點發(fā)光層上沉積P型ZnS溶液，加熱退火后得到P型ZnS薄膜。其中，所述加熱退火處理可在80℃條件下進行。進一步的，通過365nm的紫外燈照射處理，從而降低了P型ZnS薄膜表面的有機配體(巰基乙酸)，提高其載流子的傳輸和復(fù)合，進而提高器件效率。所述紫外燈照射處理可為10-30min，具體可為15min。

上述步驟S05中，在所述空穴傳輸層上制備陽極，可以通過本領(lǐng)域常規(guī)方法實現(xiàn)，如蒸鍍。

進一步的，可對本發(fā)明實施例得到的QLED器件進行封裝處理。

另一種正型QLED器件的制備方法包括以下步驟：

Q01.分別制備P型ZnS溶液、N型ZnS溶液；

Q02.提供陽極襯底，在所述陽極襯底上依次沉積P型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到空穴傳輸層；

Q03.通過溶液加工法在所述空穴傳輸層上沉積量子點材料，制備量子點發(fā)光層；

Q04.在所述量子點發(fā)光層上沉積N型ZnS溶液，加熱退火處理后，使用365nm的紫外燈照射處理，得到電子傳輸層；

Q05.在所述電子傳輸層上制備陰極。

具體的，上述步驟Q01中，P型ZnS溶液、N型ZnS溶液的制備方法同S01。

上述步驟Q02中，本發(fā)明實施例中，所述陽極襯底的選擇不受限制，在所述陽極襯底上沉積P型ZnS溶液，加熱退火后得到P型ZnS薄膜。其中，所述加熱退火處理可在80℃條件下進行。進一步的，通過365nm的紫外燈照射處理，從而降低了P型ZnS表面的有機配體(巰基乙酸)，提高其載流子的傳輸和復(fù)合，進而提高器件效率。所述紫外燈照射處理可為10-30min，具體可為15min。

上述步驟Q03中，所述量子點發(fā)光層可以采用常規(guī)的溶液加工法實現(xiàn)。

上述步驟Q04中，在所述量子點發(fā)光層上沉積N型ZnS溶液，加熱退火后得到N型ZnS薄膜。其中，所述加熱退火處理可在80℃條件下進行。進一步的，通過365nm的紫外燈照射處理，從而降低了N型ZnS表面的有機配體(巰基乙酸)，提高其載流子的傳輸和復(fù)合，進而提高器件效率。所述紫外燈照射處理可為10-30min，具體可為15min。

上述步驟Q05中，在所述電子傳輸層上制備陰極，可以通過本領(lǐng)域常規(guī)方法實現(xiàn)，如蒸鍍。

進一步的，可對本發(fā)明實施例得到的QLED器件進行封裝處理。

優(yōu)選的，上述實施例中，可在所述陽極和所述空穴傳輸層中間沉積空穴注入層。

本發(fā)明實施例提供的QLED器件的制備方法，首先，通過溶液加工法制備空穴傳輸層、電子傳輸層、量子點發(fā)光層殼層原料相同的QLED器件，不僅可以避免復(fù)雜真空設(shè)備的使用，簡化了生產(chǎn)工藝和流程，降低了制造成本；而且可以提高載流子的遷移率，降低缺陷復(fù)合和界面復(fù)合。其次，本發(fā)明實施例提供的QLED器件的制備方法，對退火處理后的ZnS薄膜進行紫外照射處理，可以降低了其表面的有機配體，更利于載流子的傳輸和復(fù)合，提高QLED器件效率。按照本發(fā)明實施例方法制備的QLED器件，具有較高的穩(wěn)定效率和穩(wěn)定性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。