專利名稱：藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種新型平板型顯示器件——藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
量子點(diǎn)是準(zhǔn)零維納米半導(dǎo)體材料，它由少量原子或原子團(tuán)構(gòu)成，通常三維尺度在1～10nm。由于尺寸量子效應(yīng)和介電限域效應(yīng)的影響，顯示出獨(dú)特的熒光特性等物理和化學(xué)特性，使得量子點(diǎn)在光電子學(xué)和生物學(xué)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具有低功耗、高效率、響應(yīng)速度快和重量輕等優(yōu)點(diǎn)，可以大面積成膜，更主要的是由于無(wú)機(jī)材料本身的物理性質(zhì)可以克服OLED中有機(jī)發(fā)光材料的熱衰變、光化學(xué)衰變等問題，極大地延長(zhǎng)器件使用壽命，是一種具有巨大的學(xué)術(shù)價(jià)值和良好商業(yè)前景的光子器件。在材料方面國(guó)際上多選擇ZnS包覆CdSe量子點(diǎn)作為電致發(fā)光器件的發(fā)光層，但是鎘(Cd)的毒性較大，可經(jīng)食物、水或空氣進(jìn)入人體，對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的毒害作用。鑒于此，歐盟通過(guò)電子電機(jī)設(shè)備中危害物質(zhì)禁用指令(RoHS)，自2006年7月1日起禁止在電子產(chǎn)品中使用鎘(Cadmium)等物質(zhì)。所以，開發(fā)出新型環(huán)保量子電材料是量子點(diǎn)電致發(fā)光器件發(fā)展的方向。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的制備方法及裝置。本發(fā)明以不含鎘(Cd)等有毒成分并具有良好熱穩(wěn)定性的藍(lán)光量子點(diǎn)為發(fā)光層材料，實(shí)現(xiàn)單一發(fā)光層、較大面積且發(fā)光均勻的平板型藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
本發(fā)明提供的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征在于該發(fā)光器件自下而上依次由以下各層組成ITO陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃層；空穴傳輸層PVK(聚乙烯咔唑)；發(fā)光層ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)；電子傳輸層PBD(2-聯(lián)苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑)和金屬Al陰極。
本發(fā)明還提供了一種上述的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的制備方法，包括(1)將刻蝕成5mm*60mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(3)將ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)按質(zhì)量比為1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(4)將PBD溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約1～2cm長(zhǎng)的AL絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流為10～30A，蒸發(fā)時(shí)間為10～20分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽(yáng)極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具有制備工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好的特點(diǎn)，它比一般的單色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。

圖1是藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具體結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明以ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)為主體發(fā)光材料，在導(dǎo)電玻璃ITO表面分別利用旋轉(zhuǎn)涂覆，將原料依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下結(jié)構(gòu)的器件ITO/PVK(x nm)/ZnS，CaZnS(y nm)/PBD(z nm)/Al(tnm)；其中，20≤x≤40nm；30≤y≤60m；20≤z≤40nm；60≤t≤150nm，發(fā)光層中ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)的質(zhì)量比在1∶1～3∶1之間。相應(yīng)材料分子式如下所示 實(shí)施例1(1)將刻蝕成5mm*60mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時(shí)間20s，高速3400rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)10小時(shí)；(3)將ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)按質(zhì)量比為1.6∶1，溶于5mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1100rpm，成膜時(shí)間20s，高速3000rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)10小時(shí)；(4)將PBD溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時(shí)間18s，高速3000rpm，成膜時(shí)間20s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時(shí)；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約2cm長(zhǎng)的Al絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流約為30A，蒸發(fā)時(shí)間約為12分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽(yáng)極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
實(shí)施例2(1)將刻蝕成5mm*50mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時(shí)間20s，高速3000rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時(shí)；(3)將ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)按質(zhì)量比為2∶1，，溶于8mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1300rpm，成膜時(shí)間20s，高速3000rpm，成膜時(shí)間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時(shí)；(4)將PBD溶于1.6mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時(shí)間18s，高速3000rpm，成膜時(shí)間25s，完成后將其置于干燥器內(nèi)6小時(shí)；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約2cm長(zhǎng)的Al絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流約為30A，蒸發(fā)時(shí)間約為15分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽(yáng)極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征在于該發(fā)光器件自下而上依次由以下各層組成1)ITO陽(yáng)極導(dǎo)電玻璃層；2)空穴傳輸層PVK；3)發(fā)光層ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)；4)電子傳輸層PBD；5)Al陰極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是空穴傳輸層厚度x為20≤x≤40nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是發(fā)光層ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)的質(zhì)量比在1∶1～3∶1之間，發(fā)光層厚度y為30≤y≤60nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是電子傳輸層厚度z為20≤z≤40nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件，其特征是Al陰極層厚度t為60≤t≤150nm。
6.一種權(quán)利要求1所述的藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)將刻蝕成5mm*60mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復(fù)清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(3)將ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)按質(zhì)量比為1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(4)將PBD溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時(shí)間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時(shí)間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時(shí)；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約1～2cm長(zhǎng)的AL絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流為10～30A，蒸發(fā)時(shí)間為10～20分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽(yáng)極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負(fù)極，得到點(diǎn)陣式藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件及其制備方法，本發(fā)明以ZnS，CaZnS藍(lán)光量子點(diǎn)為主體發(fā)光材料，在導(dǎo)電玻璃ITO表面分別利用旋轉(zhuǎn)涂覆，將原料依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下結(jié)構(gòu)的器件ITO/PVK(x nm)/ZnS，CaZnS藍(lán)光(y nm)/PBD(z nm)/Al(t nm)。該藍(lán)光量子點(diǎn)電致發(fā)光器件具有制備工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好的特點(diǎn)，它比一般的單色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。
文檔編號(hào)H05B33/10GK1988193SQ20061013006
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者張曉松, 李嵐, 韓旭, 李江勇, 安海萍 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)