本發(fā)明涉及電氣技術領域，特別是涉及一種量子點發(fā)光二極管及制備方法。

背景技術：

量子點發(fā)光二極管(quantumdotlightemittingdiodes，簡稱qled)具有色域廣，色純度高，高效節(jié)能，價格低廉等優(yōu)點，在電氣技術領域具有廣闊的應用前景。目前效率較高的qled多數(shù)采用溶液法構筑的有機-無機雜化的器件結構，即有機空穴傳輸層和無機電子傳輸層，其中，作為空穴傳輸層的有機聚合物或者有機小分子材料由于在水氧和通電條件下不穩(wěn)定易降解，造成qled性能衰減，嚴重的影響量子點發(fā)光二極管的穩(wěn)定性。另外有機空穴傳輸層的遷移率相對于無機電子傳輸層的遷移率較低，容易引起注入載流子不平衡，降低qled效率。

針對上述問題，如何構建性能穩(wěn)定、避免器件被氧化、能夠平衡注入載流子的qled無疑是電氣技術領域迫切需要解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種量子點發(fā)光二極管，通過設置無機空穴傳輸層，不僅有效避免器件被氧化的問題，提高qled的穩(wěn)定性，還提高載流子注入平衡和qled效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種量子點發(fā)光二極管，所述量子點發(fā)光二極管包括：底電極、無機電子傳輸層、量子點發(fā)光層、無機空穴傳輸層、頂電極；在所述底電極上設置所述無機電子傳輸層，在所述無機電子傳輸層上設置所述量子點發(fā)光層，在所述量子點發(fā)光層上設置所述無機空穴傳輸層，在所述無機空穴傳輸層上設置所述頂電極。

可選的，所述量子點發(fā)光二極管還包括：第一無機絕緣層、第二無機絕緣層；

所述第一無機絕緣層設置在所述無機電子傳輸層與所述量子點發(fā)光層之間，所述第二無機絕緣層設置在所述量子點發(fā)光層與所述無機空穴傳輸層之間。

可選的，所述第一無機絕緣層的材料為氧化鋁、氧化鈣、氧化硅、氧化鎵中至少一種；所述第一無機絕緣層的厚度為2～10nm。

可選的，所述第二無機絕緣層的材料為氧化鋁、氧化鈣、氧化硅、氧化鎵中至少一種；所述第二無機絕緣層的厚度為2～10nm。

可選的，所述無機電子傳輸層的材料為氧化鋅、氧化鈦、氧化鋯、鎂摻雜氧化鋅、氧化錫中至少一種；所述無機電子傳輸層的厚度10～60nm。

可選的，所述量子點發(fā)光層的材料為ii-vi族和/或iii-v族元素中半導體化合物中至少一種；所述量子點發(fā)光層的厚度為10～45nm。

可選的，所述無機空穴傳輸層的材料為氧化鎳、氧化鉬、氧化鎢、氧化釩、硫化鉬、硫化鎢、氧化銅中至少一種；所述無機空穴傳輸層的厚度為10～100nm。

可選的，所述頂電極的厚度為60～150nm。

本發(fā)明還提供一種量子點發(fā)光二極管制備方法，所述方法包括下述步驟：

對底電極依次進行清洗和紫外-臭氧處理機處理，獲得干凈的底電極；

在所述干凈的底電極上利用沉積法獲得無機電子傳輸層；

在所述無機電子傳輸層上利用沉積法獲得第一無機絕緣層；

在所述第一無機絕緣層上利用沉積法獲得量子點發(fā)光層；

在所述量子點發(fā)光層上利用沉積法獲得第二無機絕緣層；

在所述第二無機絕緣層上利用沉積法獲得無機空穴傳輸層；

在所述無機空穴傳輸層上進行蒸鍍作為頂電極。

可選的，所述沉積法為旋轉(zhuǎn)涂膜法或原子層沉積法。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術效果：

1、本發(fā)明通過設置無機空穴傳輸層，不僅有效的避免器件被氧化的問題，提高量子點的穩(wěn)定性，還提高載流子注入平衡和qled效率。

2、本發(fā)明在量子點發(fā)光層兩側還分別設置第一無機絕緣層和第二無機絕緣層，不但阻擋無機空穴傳輸層和無機電子傳輸層分別對量子點發(fā)光層帶電問題，還通過調(diào)整第一無機絕緣層和第二無機絕緣層厚度來調(diào)控載流子注入效率,進一步提高載流子注入平衡，進而提高器件效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方式，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例量子點發(fā)光二極管結構圖；

圖2為本發(fā)明實施例量子點發(fā)光二極管制備方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例基于al2o3絕緣層的量子點發(fā)光二極管；

圖4為本發(fā)明實施例基于cao絕緣層的量子點發(fā)光二極管；

圖5為本發(fā)明實施例基于sio2絕緣層的量子點發(fā)光二極管。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方式進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的多個其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種量子點發(fā)光二極管，通過設置無機空穴傳輸層，不僅有效避免器件被氧化的問題，提高qled的穩(wěn)定性，還提高載流子注入平衡和qled效率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明實施例量子點發(fā)光二極管結構圖，如圖1所示，本發(fā)明所述的量子點發(fā)光二極管包括：底電極1、無機電子傳輸層2、第一無機絕緣層3、量子點發(fā)光層4、第二無機絕緣層5、無機空穴傳輸層6、頂電極7。

所述底電極1是由含有ito電極的玻璃襯底或者pet薄膜襯底組成，所述ito電極設置在所述玻璃襯底或者所述pet薄膜襯底上面。納米銦錫金屬氧化物(indiumtinoxides，簡稱ito)，將納米銦錫金屬氧化物作為電極，因此稱為ito電極。

所述無機電子傳輸層2，設置在所述底電極1上，具體設置在ito電極上，所述無機電子傳輸層2的材料為氧化鋅zno、氧化鈦tio2、氧化鋯zro2、鎂摻雜氧化鋅znmgo、氧化錫sno2中任意一種或任意兩種或任意兩種以上組合；所述無機電子傳輸層2的厚度10～60nm。

所述第一無機絕緣層3，設置在所述無機電子傳輸層2上，所述第一無機絕緣層3的材料為氧化鋁al2o3、氧化鈣cao、氧化硅sio2、氧化鎵ga2o3中任意一種或任意兩種或任意兩種以上組合；所述第一無機絕緣層3的厚度為2～10nm。

所述量子點發(fā)光層4，設置在所述第一無機絕緣層3上，所述量子點發(fā)光層4的材料為ii-vi族和/或iii-v族元素中半導體化合物中任意一種或任意兩種或任意兩種以上組合；所述量子點發(fā)光層4的厚度為10～45nm。

所述第二無機絕緣層5，設置在所述量子點發(fā)光層4上，所述第二無機絕緣層5的材料為氧化鋁al2o3、氧化鈣cao、氧化硅sio2、氧化鎵ga2o3中任意一種或任意兩種或任意兩種以上組合；所述第二無機絕緣層5的厚度為2～10nm。

所述無機空穴傳輸層6，設置在所述第二無機絕緣層5，所述無機空穴傳輸層6的材料為氧化鎳niox、氧化鉬moox、氧化鎢wox、氧化釩v2o5、硫化鉬mos2、硫化鎢ws2、氧化銅cuox中任意一種或任意兩種或任意兩種以上組合；所述無機空穴傳輸層6的厚度為10～100nm。

本發(fā)明通過設置所述無機空穴傳輸層6，不僅有效避免器件被氧化的問題，提高qled的穩(wěn)定性，還實現(xiàn)載流子注入平衡，提高了qled效率。

所述頂電極7，設置在所述無機空穴傳輸層6上，所述頂電極7的厚度為60～150nm。

本發(fā)明在所述無機電子傳輸層2與所述量子點發(fā)光層4之間、所述無機空穴傳輸層6與所述量子點發(fā)光層4之間分別加入了所述第一無機絕緣層3、所述第二無機絕緣層5，既阻擋所述無機空穴傳輸層6、所述無機電子傳輸層2對所述量子點發(fā)光層4帶電，又進一步提高載流子注入平衡，提高qled效率。

圖2為本發(fā)明實施例量子點發(fā)光二極管制備方法流程圖，如圖2所示。所述量子點發(fā)光二極管制備方法具體包括下述步驟：

步驟201：對底電極1依次進行清洗和紫外-臭氧處理機處理，獲得干凈的底電極1；具體為：

將含有ito電極的玻璃或者pet薄膜襯底的底電極分別采用純凈水，丙酮和異丙醇各清洗10～30分鐘。

對清洗后的底電極1用紫外-臭氧處理機(uv/o3)進一步清洗10～30分鐘，獲得干凈的底電極。

本發(fā)明中的第一次分別用純凈水，丙酮和異丙醇清洗是為了除去表面的顆粒雜物，第二次用紫外-臭氧處理機進一步清洗以去除殘留玻璃表面的有機物，并提高ito的功函。

步驟202：在所述干凈的底電極1上利用沉積法獲得無機電子傳輸層2；所述沉積法為旋轉(zhuǎn)涂膜法或原子層沉積法；具體為：

在含有ito電極一側的所述干凈的底電極1上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法或原子層沉積法獲得10～60nm厚度的所述無機電子傳輸層2，并將所述無機電子傳輸層2放進第一設定溫度的手套箱內(nèi)進行烘干處理，以過濾掉活性物質(zhì)。

本發(fā)明通過改變所述無機電子傳輸層2的溶液濃度、旋轉(zhuǎn)涂膜速率、旋轉(zhuǎn)涂膜時間來調(diào)控所述無機電子傳輸層2的厚度，所述無機電子傳輸層2的溶液濃度為10～80mg/ml，所述無機電子傳輸層2的旋轉(zhuǎn)涂膜速率為1000～4500rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為10～180秒。當所述無機電子傳輸層2的厚度為25～35nm時效果最好。

本發(fā)明還可以通過改變所述無機電子傳輸層2的溶液濃度、原子層沉積速率、原子層沉積時間來調(diào)控所述無機電子傳輸層2的厚度，所述無機電子傳輸層2的溶液濃度為10～80mg/ml，所述無機電子傳輸層2的原子層沉積速率為0.05～0.5nm/s，原子層沉積的時間為1～10分鐘。當所述無機電子傳輸層2的厚度為25～35nm時效果最好。

步驟203：在所述無機電子傳輸層2上利用沉積法獲得第一無機絕緣層3；具體為：

在所述無機電子傳輸層2上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法或原子層沉積法獲得2～10nm厚度的所述第一無機絕緣層3，并將所述第一無機絕緣層3放進第二設定溫度的手套箱內(nèi)進行烘干處理，以過濾掉活性物質(zhì)。

本發(fā)明通過改變所述第一無機絕緣層3的材料溶液濃度、旋轉(zhuǎn)涂膜速率、旋轉(zhuǎn)涂膜時間來調(diào)控所述第一無機絕緣層3厚度，所述第一無機絕緣層3的材料溶液濃度為0.5～4mg/ml，所述第一無機絕緣層3的旋轉(zhuǎn)涂膜速率為1000～4500rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為10～180秒。當所述第一無機絕緣層3厚度為4～7nm時效果最好。

本發(fā)明還可以通過改變所述第一無機絕緣層3的材料溶液濃度、原子層沉積速率、原子層沉積的時間來調(diào)控所述第一無機絕緣層3厚度，所述第一無機絕緣層3的材料溶液濃度為0.5～4mg/ml，所述第一無機絕緣層3的原子層沉積速率為0.05～0.2nm/s，原子層沉積的時間為1～3分鐘。當所述第一無機絕緣層3的厚度為4～7nm時效果最好。

步驟204：在所述第一無機絕緣層3上利用沉積法獲得量子點發(fā)光層4；具體為：

在所述第一無機絕緣層3上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法或原子層沉積法獲得厚度為10～45nm的所述量子點發(fā)光層4；通過控制所述量子點發(fā)光層4的材料溶液濃度、旋轉(zhuǎn)涂膜速率或者原子層沉積速率來調(diào)控所述量子點發(fā)光層4的厚度，所述量子點發(fā)光層4的材料溶液濃度為4～30mg/ml，所述量子點發(fā)光層4的旋轉(zhuǎn)涂膜速率為1000～4500rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為10～180秒，或者所述量子點發(fā)光層4的原子層沉積速率為0.05～0.2nm/s，原子層沉積的時間為1～3分鐘。當所述量子點發(fā)光層4的厚度為4～7nm時效果最好。

步驟205：在所述量子點發(fā)光層4上利用沉積法獲得第二無機絕緣層5；具體為：

在所述量子點發(fā)光層4上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法或原子層沉積法獲得厚度為2～10nm的所述第二無機絕緣層5，并將所述第二無機絕緣層5放進第三設定溫度的手套箱內(nèi)進行烘干處理，以過濾掉活性物質(zhì)。

本發(fā)明通過改變所述第二無機絕緣層5的材料溶液濃度、旋轉(zhuǎn)涂膜速率、旋轉(zhuǎn)涂膜時間來調(diào)控所述第二無機絕緣層5的厚度，所述第二無機絕緣層5的材料溶液濃度為0.5～4mg/ml，所述第二無機絕緣層5的旋轉(zhuǎn)涂膜速率為1000～4500rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為10～180秒。當所述第二無機絕緣層5的厚度為4～7nm時效果最好。

本發(fā)明還可以通過改變所述第二無機絕緣層5的材料溶液濃度、原子層沉積速率、原子層沉積時間來調(diào)控所述第二無機絕緣層5的厚度，所述第二無機絕緣層5的材料溶液濃度為0.5～4mg/ml，所述第二無機絕緣層5的原子層沉積速率為0.05～0.2nm/s，原子層沉積的時間為1～3分鐘。當所述第二無機絕緣層5的厚度為4～7nm時效果最好。

步驟206：在所述第二無機絕緣層5上利用沉積法獲得無機空穴傳輸層6；具體為：

在所述第二無機絕緣層5上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法或原子層沉積法獲得厚度為10～100nm的所述無機空穴傳輸層6。

本發(fā)明通過改變所述無機空穴傳輸層6的材料溶液濃度、旋轉(zhuǎn)涂膜速率、旋轉(zhuǎn)涂膜、時間來調(diào)控所述無機空穴傳輸層6的厚度，所述無機空穴傳輸層6的材料溶液濃度為10～80mg/ml，所述無機空穴傳輸層6的旋轉(zhuǎn)涂膜速率為1000～4500rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為10～180秒，所述無機空穴傳輸層6的厚度根據(jù)所述量子點發(fā)光波長確定，所述無機空穴傳輸層6的厚度為所述量子點發(fā)光波長的1/20～1/8。

本發(fā)明還可以通過改變所述無機空穴傳輸層6的材料溶液濃度、原子層沉積速率、原子層沉積時間來調(diào)控所述無機空穴傳輸層6的厚度，所述無機空穴傳輸層6的材料溶液濃度為10～80mg/ml，原子層沉積速率為0.05～0.5nm/s，原子層沉積的時間為1～10分鐘，所述無機空穴傳輸層6的厚度根據(jù)所述量子點發(fā)光波長確定，所述無機空穴傳輸層6的厚度為所述量子點發(fā)光波長的1/20～1/8。

步驟207：在所述無機空穴傳輸層6上進行蒸鍍作為頂電極7。

在所述無機空穴傳輸層6上采用有機真空蒸鍍設備蒸鍍60～150nm厚的頂電極。

本發(fā)明將有機-無機雜化的qled器件內(nèi)的有機空穴傳輸層更換成所述無機空穴傳輸層6構成無機-無機雜化的qled器件，但由于所述無機空穴傳輸層6和所述無機電子傳輸層2分別與所述量子點發(fā)光層4之間直接接觸造成量子點在未加電壓情況下帶電，從而使所述量子點發(fā)光層4的發(fā)光效率降低，進而造成qled器件效率下降，因此在所述電子傳輸層2與所述量子點發(fā)光層4之間、所述無機空穴傳輸層6與所述量子點發(fā)光層4之間分別加入了所述第一無機絕緣層3、所述第二無機絕緣層5，不但阻擋所述無機空穴傳輸層6和所述無機電子傳輸層2分別對所述量子點發(fā)光層4帶電，而且通過改變所述第一無機絕緣層3、所述第二無機絕緣層5的厚度調(diào)控載流子注入效率進一步實現(xiàn)載流子注入平衡，從而提高器件效率。

具體舉例1

圖3為本發(fā)明實施例基于al2o3絕緣層的量子點發(fā)光二極管，如圖3所示。將帶有ito電極的玻璃襯底作為底電極1，將所述底電極1依次采用純凈水、丙酮、異丙醇、紫外-臭氧處理機(uv/o3)處理，各處理15分鐘，以去除殘留玻璃表面的雜質(zhì)和有機物，并提高ito的功函；然后在含有ito電極一側的所述干凈的底電極1上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備30nm厚的zno薄膜作為所述無機電子傳輸層2(zno溶解在無水乙醇中，溶液濃度為30mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為3000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為60秒)，將zno薄膜放在60℃的手套箱中干燥5min以去除殘留的乙醇溶劑；干燥結束后在zno薄膜上面利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備5nm厚的al2o3絕緣層作為第一無機絕緣層3(al2o3溶液濃度為2mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為30秒)，并將al2o3絕緣層放在50℃的手套箱中干燥30min去除殘留的溶劑；干燥結束后繼續(xù)在al2o3絕緣層上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備30nm厚的量子點發(fā)光層4(量子點濃度為15mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為30秒)；在量子點發(fā)光層上面利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備4nm的al2o3絕緣層作為第二無機絕緣層5(al2o3溶液濃度為2mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為30秒)，并將al2o3絕緣層放在50℃的手套箱中干燥30min去除殘留的溶劑；隨后在al2o3絕緣層上面利用原子層沉積制造40nm厚的nio傳輸層作為無機空穴傳輸層6(原子層沉積速率為0.4nm/s，原子層沉積和抽真空總時間為120分鐘)；最后采用真空鍍膜機蒸鍍100nm厚的al作為頂電極7，制備得到全無機量子點二極管器件。

具體舉例2

圖4為本發(fā)明實施例基于cao絕緣層的量子點發(fā)光二極管，如圖4所示。將帶有ito電極的玻璃襯底作為底電極1，將所述底1電極依次采用純凈水、丙酮、異丙醇、紫外-臭氧處理機(uv/o3)處理，各處理15分鐘，以去除殘留玻璃表面的雜質(zhì)和有機物，并提高ito的功函；然后在含有ito電極一側的所述干凈的底電極1上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備35nm厚的znmgo薄膜作為所述無機電子傳輸層2(znmgo溶解在無水乙醇中，溶液濃度為30mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2500rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為30秒)，將znmgo薄膜放在手套箱中于60℃的條件干燥5min以去除殘留的乙醇溶劑；干燥結束后在zno薄膜上面利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備5nm的cao絕緣層作為第一無機絕緣層3(cao溶液濃度為2mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為60秒)，并將cao絕緣層放在手套箱中50℃干燥30min去除殘留的溶劑；干燥結束后繼續(xù)在cao絕緣層上利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備30nm厚的量子點發(fā)光層4(量子點濃度為15mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為45秒)；在量子點發(fā)光層上面利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制備4nm厚的cao絕緣層作為第二無機絕緣層5(cao溶液濃度為2mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為60秒)，并將cao絕緣層放在手套箱中50℃干燥30min去除殘留的溶劑；隨后在cao絕緣層上面利用原子層沉積法制造35nm厚的moo3傳輸層作為無機空穴傳輸層6(原子層沉積速率為0.4nm/s，原子層沉積和抽真空總時間為120分鐘)；最后采用真空鍍膜機蒸鍍100nm厚的al作為頂電極7，制備得到全無機量子點二極管器件。

具體舉例3

圖5為本發(fā)明實施例基于sio2絕緣層的量子點發(fā)光二極管，如圖5所示。將帶有ito電極的玻璃襯底作為底電極1，將所述底1電極依次采用純凈水、丙酮、異丙醇、紫外-臭氧處理機(uv/o3)處理，各處理15分鐘，以去除殘留玻璃表面的雜質(zhì)和有機物，并提高ito的功函；然后在含有ito電極一側的所述干凈的底電極1上利用原子層沉積法制備35nm厚的tio2薄膜作為所述無機電子傳輸層2(原子層沉積速率為0.3nm/s，原子層沉積和抽真空總時間為120分鐘)，隨后在tio2薄膜上面利用原子層沉積法制備6nm的sio2絕緣層作為第一無機絕緣層3(原子層沉積速率為0.15nm/s，原子層沉積和抽真空總時間為30分鐘)，然后繼續(xù)在sio2絕緣層上利用旋轉(zhuǎn)涂膜制備33nm厚的量子點發(fā)光層4(量子點濃度為18mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為2000rpm)；在量子點發(fā)光層上面利用原子層沉積法制備5nm厚的sio2絕緣層作為第二無機絕緣層5(原子層沉積速率為0.15nm/s，原子層沉積和抽真空總時間為25分鐘)，隨后在sio2絕緣層上面利用旋轉(zhuǎn)涂膜法制造35nm厚的cuo傳輸層作為無機空穴傳輸層6(cuo溶液濃度為35mg/ml，旋轉(zhuǎn)涂膜速率為3000rpm，旋轉(zhuǎn)涂膜時間為65秒)；最后采用真空鍍膜機蒸鍍100nm厚的al作為頂電極7，制備得到全無機量子點二極管器件。

本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。