一种基于p‑i‑n结构的QLED器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种基于p‑i‑n结构的QLED器件及其制备方法，包括衬底、底电极、空穴传输层、电子阻挡层、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及顶电极，其中，本发明专利技术一方面通过以p型材料作为空穴传输层以及以n型材料作为电子传输层，来降低QLED器件的驱动电压，从而有效减少斯塔克效应对量子点发光的猝灭；另一方面，通过在量子点发光层中引入本征基质材料来降低量子点之间的交叉弛豫，增强辐射复合几率，同时还可以有效俘获注入的电子和空穴以提高电流效率，从而提高器件的发光效率以及增加器件的使用寿命和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子点
，尤其涉及一种基于p-i-n结构的QLED器件及其制备方法。
技术介绍
对于固态照明和显示技术来说，如何降低驱动电压从而得到低功耗的器件一直是研究人员致力解决的难题。现有技术通常是通过重掺的传输材料来提高其导电性能，从而有效降低器件的驱动电压；在OLED中利用p-i-n技术已经得到了低驱动电压和低能耗的器件。高电导的p型重掺和n型重掺的传输层可有效增强电注入，减少传输层在器件驱动过程中产生的欧姆损失。对于II族和VI族发光量子点来说，其发光效率高，色纯度好，并且发光颜色可随颗粒尺寸变化。当量子点尺寸逐渐增大时，发光颜色从蓝色开始慢慢红移。而基于量子点的发光二极管还具有可利用印刷工艺制备，柔性和轻薄等特点，是下一代的显示技术。然而QLED技术目前还存在蓝光效率低，器件稳定性差等缺陷，因而阻挡了该技术的进一步产业化。对于QLED器件来说，高驱动电压不但会引起显著的量子斯塔克效应，从而导致淬灭发光，另一方面也会影响器件的稳定性；如何进一步降低QLED的驱动电压成为下一步改善器件性能的主要目标。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于p-i-n结构的QLED器件及其制备方法，旨在解决现有的量子点器件需要高电压驱动，而高电压会引起显著的量子斯塔克效应，从而导致量子点器件发光效率低、稳定性差、使用寿命短的问题。本专利技术的技术方案如下：较佳地，一种基于p-i-n结构的QLED器件，包括衬底、底电极、空穴传输层、电子阻挡层、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及顶电极，其中，所述空穴传输层为p型材料，所述电子传输层为n型材料，所述量子点发光层包括量子点材料和基质材料。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述p型材料为掺杂F4-TCNQ的TFB、polyTPD或PVK，或者所述p型材料为掺杂铜、铁、铝及镍中一种或多种的氧化钼、氧化镍、氧化钨或氧化钒，所述n型材料为掺杂LiF、CsF、CsCOs及NDN1中一种或多种的NET5、Alq3或OXD-7，或者所述n型材料为掺杂铝、锂、镧、铟、钆及镁中一种或多种的ZnO或TiO2。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述电子阻挡层的材料为PVK、TFB、polyTPB、NPB、TAPC、NiO、V2O5、MoO3或WO3中的一种或多种，所述空穴阻挡层的材料为NET5、Alq3、OXD-7、ZnO或TiO2中的一种或多种。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述基质材料为II-VI族半导体材料、无机纳米氧化物、或聚合物材料中至少一种。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述II-VI族半导体材料为ZnS或ZnSe，所述无机纳米氧化物为ZnO、TiO2、SiO2、或Al2O3，所述聚合物材料为PMMA、PVP或PS。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述量子点材料包括CdSe/ZnS、CdZnS/ZnS、CdxZn1-xSeyS1-y/ZnS、PbSe/PbS、PbSe/CdS、PbSe/ZnS、MAPbX3、CsPbX3或Cu-In-S。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述空穴传输层和电子传输层的厚度均为5-100nm。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述p型材料的掺杂浓度为5wt-20wt%。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述n型材料的掺杂浓度为2wt-10wt%。较佳地，所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其中，所述QLED器件为正型QLED器件或反型QLED器件。有益效果：本专利技术提供一种基于p-i-n结构的QLED器件，一方面通过以p型材料作为空穴传输层以及以n型材料作为电子传输层，来降低QLED器件的驱动电压，从而有效减少斯塔克效应对量子点发光的猝灭；另一方面，通过在量子点发光层中引入基质材料来降低量子点之间的交叉弛豫，增强辐射复合几率，同时还可以有效俘获注入的电子和空穴以提高电流效率，从而提高器件的发光效率以及增加器件的使用寿命和稳定性。附图说明图1为本专利技术一种基于p-i-n结构的QLED器件较佳实施例的结构示意图。图2为本专利技术一种基于p-i-n结构的QLED器件中量子点发光层的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种基于p-i-n结构的QLED器件，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术一种基于p-i-n结构的QLED器件较佳实施例的流程图，如图所示，本专利技术实施例以正型QLED器件为例，所述器件从下至上依次包括衬底10、底电极20、空穴传输层30、电子阻挡层40、量子点发光层50、空穴阻挡层60、电子传输层70以及顶电极80，其中，所述空穴传输层30为p型材料，所述电子传输层70为n型材料，所述量子点发光层50包括量子点材料和基质材料。具体地，对于QLED器件来说，现有技术采用纯量子点材料来制备发光层，虽然也取得了较好的器件性能，但是仍然存在一些问题，比如量子点之间的交叉弛豫现象比较严重，并且由于量子点之间不存在基质材料的连接作用，量子点膜的致密度通常不高，这也导致量子点发光器件中存在较大电流泄露，从而降低了器件的电流效率；并且，量子点作为发光材料其发光量子产额对于外加电场非常敏感，在高驱动电压下，非常容易引起量子斯塔克效应，导致器件发光效率快速下降以及器件性能不稳定。为了解决上述问题，本专利技术通过采用掺杂的p型材料和n型材料分别作为QLED器件的空穴传输层30和电子传输层70，极大地提高了所述QLED器件的导电性，可有效降低驱动电压，从而有效减少斯塔克效应对量子点发光的猝灭，提高器件发光效率；进一步，本专利技术还通过在量子点发光层50中引入基质材料来降低量子点之间的交叉弛豫，增强辐射复合几率，同时还可以有效俘获注入的电子和空穴以提高电流效率，从而提高器件的发光效率以及增加器件的使用寿命和稳定性，这有效解决了目前QLED商业化应用的主要障碍。进一步，在本专利技术中，所述p型材料为掺杂F4-TCNQ的TFB、polyTPD或PVK，或者所述p型材料为掺杂铜、铁、铝及镍中一种或多种的氧化钼、氧化镍、氧化钨或氧化钒。具体地，所述p型材料属于空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体，其含有两种载流子，即导带中的自由电子和价带中的空穴；在p型材料中，空穴为多子，自由电子为少子，所述p型材料主要靠空穴导电，而空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成，通常情况下，掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度越高，其导电性能就越强。进一步，在本专利技术中，p型材料的掺杂浓度为5wt-20wt%，优选地，所述p型材料的掺杂浓度为10wt%，在该浓度时，所述p型材料的导电性能最佳，即空穴传输层30的导电性能最佳。进一步，在本专利技术中，所述n型材料为掺杂LiF、CsF、CsCOs及NDN1中一种或多种的NET5、Alq3或OXD-7，或者所述n型材料为掺杂铝、锂、镧、铟、钆及镁中一种或多种的ZnO或TiO2。具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于 p‑i‑n结构的QLED器件，包括衬底、底电极、空穴传输层、电子阻挡层、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及顶电极，其特征在于，所述空穴传输层为p型材料，所述电子传输层为n型材料，所述量子点发光层包括量子点材料和基质材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于p-i-n结构的QLED器件，包括衬底、底电极、空穴传输层、电子阻挡层、量子点发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及顶电极，其特征在于，所述空穴传输层为p型材料，所述电子传输层为n型材料，所述量子点发光层包括量子点材料和基质材料。2.根据权利要求1所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其特征在于，所述p型材料为掺杂F4-TCNQ的TFB、polyTPD或PVK，或者所述p型材料为掺杂铜、铁、铝及镍中一种或多种的氧化钼、氧化镍、氧化钨或氧化钒，所述n型材料为掺杂LiF、CsF、CsCOs及NDN1中一种或多种的NET5、Alq3或OXD-7，或者所述n型材料为掺杂铝、锂、镧、铟、钆及镁中一种或多种的ZnO或TiO2。3.根据权利要求1所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其特征在于，所述电子阻挡层的材料为PVK、TFB、polyTPB、NPB、TAPC、NiO、V2O5、MoO3或WO3中的一种或多种，所述空穴阻挡层的材料为NET5、Alq3、OXD-7、ZnO或TiO2中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的基于p-i-n结构的QLED器件，其特征在于，所述基质材料为II-VI族半导体材...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱磊，杨一行，曹蔚然，向超宇，陈崧，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44