一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及QD-LED快速大面積制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QD-LED)器件具有具有面板薄、色彩飽和、純度高、單色性佳，顏色可調(diào)、自發(fā)光、發(fā)光效率高、驅(qū)動(dòng)電壓低、可彎曲面板以及可以用比較簡(jiǎn)單的溶液方法制備等優(yōu)點(diǎn)，解決了有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)中有機(jī)發(fā)光材料的半峰寬較寬，顏色不可調(diào)、發(fā)光不穩(wěn)定和操作工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，因此QLED有可能成為下一代主流的平板顯示器。量子點(diǎn)發(fā)光材料合成簡(jiǎn)易，適合涂布工藝，通過(guò)低成本液相法即可實(shí)現(xiàn)有效的薄膜沉積。
[0004]目前QD-LED制備工藝主要是采用旋涂工藝和真空蒸鍍相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)器件制備。旋涂法雖然可以在小面積基片上制備出高質(zhì)量的均勻薄膜，獲得較高的器件效率，但旋涂過(guò)程中材料的嚴(yán)重浪費(fèi)且無(wú)法應(yīng)用于大面積器件的制備，因而限制了量子點(diǎn)發(fā)光二極管在平面光源及平板顯示中的應(yīng)用，限制了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，通過(guò)改變各功能層溶液濃度和刮涂工藝的不同參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件質(zhì)量及性能的調(diào)控，制備方法簡(jiǎn)單易行，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的高效大面積量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備，推動(dòng)量子點(diǎn)發(fā)光二極管的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，通過(guò)在透明導(dǎo)電基底上依次刮涂空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極層制備得到量子點(diǎn)發(fā)光二極管。
[0006]所述的刮涂工藝可以通過(guò)調(diào)節(jié)各功能層溶液濃度、刮刀與基底之間的距離、刮刀移動(dòng)速度、加熱溫度和時(shí)間等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各層薄膜厚度、質(zhì)量及器件性能的調(diào)控。
[0007]進(jìn)一步地，所述的空穴注入層的制備方法具體為:在所述透明導(dǎo)電基底上刮涂具有空穴注入特性材料的溶液，在100°C至160°C中加熱1min至20min制備得到所述空穴注入層；所述的具有空穴注入特性的材料為PH)0T:PSS。
[0008]進(jìn)一步地，所述的空穴傳輸層的制備方法具體為:在所述空穴注入層上刮涂具有空穴傳輸特性材料的溶液，在50°C至120°C中加熱1min至20min制備得到所述空穴傳輸層。
[0009]較佳的，所述的具有空穴傳輸特性的材料為Poly-Tro和PVK，把它們分別溶于氯苯和甲苯后依次刮涂在所述空穴注入層上。
[0010]進(jìn)一步地，所述的量子點(diǎn)發(fā)光層的制備方法具體為:在所述空穴傳輸層上刮涂具有量子點(diǎn)發(fā)光特性材料的溶液，在50°C至100°C中加熱5min至1min制備得到所述量子點(diǎn)發(fā)光層。
[0011]較佳的，所述的具有量子點(diǎn)發(fā)光特性的材料包括CdSe、CdTe, CdS以及CdSe/ZnS。
[0012]進(jìn)一步地，所述的電子傳輸層的制備方法具體為:在所述量子點(diǎn)發(fā)光層上刮涂具有電子傳輸特性材料的溶液，在80°C至120°C中加熱1min至20min制備得到所述電子傳輸層。
[0013]較佳的，所述的具有電子傳輸特性的材料為ZnO，采用凝膠-溶膠的方法制備。
[0014]進(jìn)一步地，所述的陰極層的制備方法具體為:在所述電子傳輸層上刮涂銀納米線、導(dǎo)電銀槳或其它金屬導(dǎo)電溶液材料制備得到的所述陰極層。
[0015]進(jìn)一步地，所述空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極層的各層材料厚度均在Inm至10nm之間。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)改變刮涂工藝的不同參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件質(zhì)量及性能的調(diào)控；而且該制備方法簡(jiǎn)單易行，方便進(jìn)行大面積器件的制備且在制備過(guò)程中大大降低各功能層材料的浪費(fèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的高效大面積的量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明制作的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明制作的刮涂裝置及加熱固化裝置示意圖。
[0018]圖中:210為可進(jìn)行加熱的支撐基板，220為透明導(dǎo)電基底，230為滴液區(qū)，240為刮刀。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]本實(shí)施例提供一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，如圖1所示，通過(guò)在透明導(dǎo)電基底上依次刮涂空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極層制備得到量子點(diǎn)發(fā)光二極管。
[0021]所述的刮涂工藝可以通過(guò)調(diào)節(jié)各功能層溶液濃度、刮刀與基底之間的距離、刮刀移動(dòng)速度、加熱溫度和時(shí)間等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各層薄膜厚度、質(zhì)量及器件性能的調(diào)控。如圖2所示，本實(shí)施例在可進(jìn)行加熱的支撐基板210上放置透明導(dǎo)電基底220，通過(guò)滴管將各功能層溶液滴在滴液區(qū)230，通過(guò)機(jī)械臂水平推動(dòng)刮刀240將各功能層溶液依次在基底上進(jìn)行刮涂，并在刮涂的同時(shí)利用加熱固化裝置即可進(jìn)行加熱的支撐基板210進(jìn)行加熱處理。
[0022]在本實(shí)施例中，所述的空穴注入層的制備方法具體為:在所述透明導(dǎo)電基底上刮涂具有空穴注入特性材料的溶液，在100°C至160°C中加熱1min至20min制備得到所述空穴注入層；所述的具有空穴注入特性的材料為PH)0T:PSS。
[0023]在本實(shí)施例中，所述的空穴傳輸層的制備方法具體為:在所述空穴注入層上刮涂具有空穴傳輸特性材料的溶液，在50°C至120°C中加熱1min至20min制備得到所述空穴傳輸層。較佳的，所述的具有空穴傳輸特性的材料為Poly-Tro和PVK，把它們分別溶于氯苯和甲苯后依次刮涂在所述空穴注入層上。
[0024]在本實(shí)施例中，所述的量子點(diǎn)發(fā)光層的制備方法具體為:在所述空穴傳輸層上刮涂具有量子點(diǎn)發(fā)光特性材料的溶液，在50°C至100°C中加熱5min至1min制備得到所述量子點(diǎn)發(fā)光層。較佳的，所述的具有量子點(diǎn)發(fā)光特性的材料包括CdSe、CdTe, CdS以及CdSe/ZnS0
[0025]在本實(shí)施例中，所述的電子傳輸層的制備方法具體為:在所述量子點(diǎn)發(fā)光層上刮涂具有電子傳輸特性材料的溶液，在80°C至120°C中加熱1min至20min制備得到所述電子傳輸層。較佳的，所述的具有電子傳輸特性的材料為ZnO，采用凝膠-溶膠的方法制備。
[0026]在本實(shí)施例中，所述的陰極層的制備方法具體為:在所述電子傳輸層上刮涂銀納米線、導(dǎo)電銀槳或其它金屬導(dǎo)電溶液材料制備得到的所述陰極層。
[0027]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步地，所述空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極層的各層材料厚度均在Inm至10nm之間。
[0028]為了使本實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，特舉實(shí)施例1和實(shí)施例2作詳細(xì)說(shuō)明:
[0029]實(shí)施例1
在6英寸透明導(dǎo)電ITO玻璃上刮涂PEDOT:PSS溶液，并在150°C下加熱15min制備空穴注入層；接下依次刮涂8mg/ml的Poly-Tro氯苯溶液和20mg/ml的PVK甲苯溶液，分別在120°C和90°C加熱20min ;再刮涂6mg/ml的CdSe/ZnS的正己烷溶液，并在60°C下加熱8min ；然后刮涂ZnO正丁醇溶液，并在120°C加熱15min ;最后刮涂銀納米線的醇溶液，并在100°C下加熱5min，制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件。
實(shí)施例2
在6英寸透明導(dǎo)電ITO塑料片上刮涂PEDOT:PSS溶液，并在110°C下加熱15min制備空穴注入層；接下依次刮涂8mg/ml的Poly-Tro氯苯溶液和20mg/ml的PVK甲苯溶液，分別在110°C和90°C加熱20min ;再刮涂6mg/ml的CdSe正己烷溶液，并在60°C下加熱8min ;然后刮涂ZnO正丁醇溶液，并在110°C加熱15min ;最后刮涂銀納米線的醇溶液，并在100°C下加熱5min，制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:通過(guò)在透明導(dǎo)電基底上依次刮涂空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極層制備得到量子點(diǎn)發(fā)光二極管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的空穴注入層的制備方法具體為:在所述透明導(dǎo)電基底上刮涂具有空穴注入特性材料的溶液，在100°C至160°C中加熱1min至20min制備得到所述空穴注入層；所述的具有空穴注入特性的材料為PH)OT:PSS。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的空穴傳輸層的制備方法具體為:在所述空穴注入層上刮涂具有空穴傳輸特性材料的溶液，在50°C至120°C中加熱1min至20min制備得到所述空穴傳輸層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的具有空穴傳輸特性的材料為Poly-Tro和PVK，把它們分別溶于氯苯和甲苯后依次刮涂在所述空穴注入層上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的量子點(diǎn)發(fā)光層的制備方法具體為:在所述空穴傳輸層上刮涂具有量子點(diǎn)發(fā)光特性材料的溶液，在50°C至100°C中加熱5min至1min制備得到所述量子點(diǎn)發(fā)光層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的具有量子點(diǎn)發(fā)光特性的材料包括CdSe、CdTe, CdS以及CdSe/ZnS。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的電子傳輸層的制備方法具體為:在所述量子點(diǎn)發(fā)光層上刮涂具有電子傳輸特性材料的溶液，在80°C至120°C中加熱1min至20min制備得到所述電子傳輸層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的具有電子傳輸特性的材料為ZnO，采用凝膠-溶膠的方法制備。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述的陰極層的制備方法具體為:在所述電子傳輸層上刮涂銀納米線、導(dǎo)電銀槳或其它金屬導(dǎo)電溶液材料制備得到的所述陰極層。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，其特征在于:所述空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極層的各層材料厚度均在Inm至10nm之間。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于全刮涂技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光二極管的方法，通過(guò)在透明導(dǎo)電基底上依次刮涂空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極層制備得到量子點(diǎn)發(fā)光二極管，同時(shí)改變各功能層溶液濃度和刮涂工藝的不同參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件質(zhì)量及性能的調(diào)控。本發(fā)明采用在支撐基板上放置透明導(dǎo)電基底，通過(guò)滴管將各功能層溶液滴在滴液區(qū)，并使用機(jī)械臂水平推動(dòng)刮刀將各功能層溶液依次在基底上進(jìn)行刮涂，并在刮涂的同時(shí)進(jìn)行加熱處理。本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，較旋涂工藝大大降低了各功能層材料的浪費(fèi)且適用于大面積制備，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的高效大面積量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。
【IPC分類(lèi)】H01L33/06, H01L33/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105140358
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510599623
【發(fā)明人】李福山, 曾群英, 郭太良, 許鴻源, 吳家祺, 葉蕓
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日