一种发光器件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种发光器件，所述发光器件自下而上依次包括结合在一起的基底层、阳极层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、量子棒层、电子传输层以及阴极层；通过将常规应用中的量子点发光层替换为量子棒发光层，可以提高发光器件的外量子效率；量子棒发光层为荧光波长为500‑700nm的量子棒层，可进一步减少发光器件的自吸收，从而进一步增加外量子效率；其中通过使用特定的配体十八烷基膦酸制备CdSe核心量子点，并对CdSe核心量子点进行包覆，荧光红移到绿色波段，能够达到产生绿色的效果，可以进一步提高绿光发光器件的外量子效率；发光器件的制备方法简单、原料易得、易于实现，可大量应用于工业化生产。

A Light Emitting Device and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种发光器件及其制备方法和应用
本专利技术属于发光器件领域，涉及一种发光器件及其制备方法和应用。
技术介绍
相比于传统的液晶显示技术，新型的量子点电致发光二极管器件拥有宽色域、高效率、可制作柔性显示等优势，极有可能取代传统液晶显示技术，成为新一代广泛应用的显示技术。作为量子点的一种变形半导体纳米晶，量子棒不仅具有量子点本身所具有的所有优势，更具有超低自吸收和偏振发光等独有的特性。因此，将量子棒代替量子点制作电致发光二极管器件，可进一步提高显示器件的效率与功能。然而，目前将量子棒应用于电致发光二极管器件的工作很少且效率不高，甚至绿光量子棒的电致发光二极管器件从未有人报道。CN108048094A公开了一种核壳结构CdSe/CdS量子点及其合成方法和用途，以氧化镉和硒粉为前驱体，油酸为配体，液体石蜡为有机溶剂，将镉源快速注入硒源中合成得到CdSe量子点。然后将硫化钠溶液和稀硫酸反应在线生成硫化氢气体为前驱体，并可控导入所合成的CdSe量子点溶液中，在CdSe表面进一步包覆CdS壳形成核壳结构的CdSe/CdS量子点。此方法制备的量子点产物纯净、CdSe量子点和CdSe/CdS量子点荧光量子产率高；易操作。但是其仅仅为核壳结构的量子点，并不是量子棒结构，无法产生绿色的效果。CN106410058A公开了一种量子点发光器件的制作方法，其包括：提供一基板，在基板上通过溅射沉积制作阳极；通过悬涂，雾化法或喷墨打印工艺，在阳极上制作空穴注入层；通过悬涂，喷墨打印或雾化工艺，将空穴传输层涂布到空穴注入层上；通过悬涂，喷墨打印或雾化工艺，将量子点发光层涂布到空穴传输层；通过溅射沉积或溶液法，将IZO电子传输层沉积到量子点发光层；以及通过热蒸镀工艺，在IZO电子传输层上制作阴极，以得到相应的量子点发光器件；该方法制备提高了量子点发光器件的发光效率，但是其发光效率仍有待提高。CN108447998A公开了一种量子点发光器件及其制备方法、以及QLED显示装置，涉及显示
该量子点发光器件包括：第一电极和第二电极；位于所述第一电极和所述第二电极之间的量子点发光层；位于所述量子点发光层与所述第一电极之间的第一空穴传输层；位于所述第一空穴传输层与所述第一电极之间的空穴注入层；位于所述量子点发光层与所述第二电极之间的电子传输层；以及位于所述电子传输层与所述量子点发光层之间且嵌入至所述量子点发光层中的填充层；该专利技术提供的量子点发光器件可有效的防止漏电，从而降低电流密度，但是未提及能够增加发光器件的发光效率。因此，开发一种外量子效率高的发光器件非常有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发光器件及其制备方法和应用，所述发光器件通过将常规应用中的量子点发光层替换为量子棒发光层，可以提高发光器件的外量子效率；量子棒发光层为荧光波长为500-700nm的量子棒层可进一步减少发光器件的自吸收，从而进一步增加发光器件的外量子效率；发光器件的制备方法简单、原料易得、易于实现，可大量应用于工业化生产。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种发光器件，所述发光器件自下而上依次包括结合在一起的基底层、阳极层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、量子棒层、电子传输层以及阴极层。本专利技术所述的发光器件通过将常规应用中的量子点层替换为量子棒层，并搭配其他层使用，共同作用，能够大大提高发光器件的外量子效率。在本专利技术中，量子棒由于吸收光谱和发射光谱之间的重合较少，即自吸收和自淬灭的能力较差，发出的光重吸收的量也较少，因此可以提高发光器件的外量子效率。在本专利技术中，所述基底层为玻璃基底层。在本专利技术中，所述阳极层为ITO导电玻璃层。在本专利技术中，ITO导电玻璃层为氧化铟锡导电玻璃层，其具有较高的透过率和导电能力，适用于发光器件。在本专利技术中，所述第一空穴传输层为PEDOT:PSS空穴传输层。本专利技术中PEDOT:PSS空穴传输层为聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐空穴传输层，其具有较高的空穴迁移率以及电导率。在本专利技术中，所述第二空穴传输层为PVK空穴传输层。本专利技术中PVK空穴传输层为聚乙烯基咔唑空穴传输层，一方面具有较高的空穴注入能力，另一方面提高了发光器件中载流子的复合效率。在本专利技术中，所述量子棒层为CdSe/CdS量子棒层。在本专利技术中，所述量子棒层为红光波段的CdSe/CdS量子棒层或绿光波段的CdSe/CdS量子棒层。在本专利技术中，量子棒层的材质除了可以为CdSe/CdS，也可以为CdSe/ZnS、CdSe/ZnxCd1-xS或CdSe/CdS/ZnS，当量子棒的材质为CdSe/CdS时，外量子效率最高，因此更适用于发光器件。在本专利技术中，CdSe/CdS核壳结构量子棒的核心为点状，壳层为棒状，一方面，由于壳层材料的存在，束缚在CdSe核心中的激子容易发生离域效应，从而造成核壳结构的量子棒发光波长相比于核心会发生红移；另一方面，壳层相对于核心所占的体积大很多，因此对光的吸收主要由壳层材料CdS决定；而CdS的带隙比CdSe的带隙宽很多，从而导致量子棒的吸收发生很大的蓝移；综合如上两方面原因，CdSe/CdS核壳结构量子棒的Stokes位移相对较大，因此自吸收更小。即棒状壳层的存在，导致自吸收的减少。在本专利技术中，所述量子棒层的荧光发光波长为500-700nm。本专利技术中，选用荧光波长为500-700nm的量子棒层，能够进一步增加发光器件的外量子效率。在本专利技术中，所述电子传输层为ZnMgO层。本专利技术中电子传输层为ZnMgO层，其电子转移性能较好。在本专利技术中，所述阴极层为铝电极层。在本专利技术中，所述阴极层的厚度为20-2000nm，例如20nm、50nm、100nm、200nm、500nm、700nm、1000nm、1200nm、1500nm、1700nm、2000nm等。本专利技术的目的之二在于提供一种发光器件的制备方法，所述制备方法包括：在基底层上依次形成阳极层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、量子棒层、电子传输层以及阴极层，得到所述发光器件。在本专利技术中，发光器件的制备方法简单，原料易得，价格低廉，易于实现，适用于工业化生产。在本专利技术中，所述制备方法包括：(1)在基底层上沉积ITO导电薄膜，而后将ITO导电薄膜通过光刻法在所述基底层上形成阳极层；(2)将PEDOT:PSS溶液旋涂于步骤(1)形成的阳极层上，而后退火，即在所述阳极层上形成第一空穴传输层；(3)将PVK溶液旋涂于步骤(2)形成的第一空穴传输层上，而后退火，即在所述第一空穴传输层上形成第二空穴传输层；(4)将CdSe/CdS量子棒溶液旋涂于步骤(3)形成的第二空穴传输层上，而后退火，即在所述第二空穴传输层上形成量子棒层；(5)将ZnMgO溶液旋涂于步骤(4)形成的量子棒层上，而后退火，即在所述量子棒层上形成电子传输层；(6)将步骤(5)得到的电子传输层上沉积铝电极，得到所述发光器件。在本专利技术中，步骤(1)所述光刻为激光打标法；在本专利技术中，所述步骤(1)还包括将光刻法后得到的预制品进行后处理。在本专利技术中，所述后处理包括先用溶剂清洗，而后通过紫外臭氧处理。在本专利技术中，所述紫外臭氧处理的时间为1-60min，优选1min、5min、10min、15min、20min、25min、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光器件，其特征在于，所述发光器件自下而上依次包括结合在一起的基底层、阳极层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、量子棒层、电子传输层以及阴极层。

【技术特征摘要】
1.一种发光器件，其特征在于，所述发光器件自下而上依次包括结合在一起的基底层、阳极层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、量子棒层、电子传输层以及阴极层。2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述基底层为玻璃基底层；优选地，所述阳极层为ITO电极层；优选地，所述第一空穴传输层为PEDOT:PSS空穴传输层；优选地，所述第二空穴传输层为PVK空穴传输层；优选地，所述量子棒层的荧光发光波长为500-700nm；优选地，所述量子棒层为CdSe/CdS量子棒层；优选地，所述CdSe/CdS量子棒层包括绿光波段的量子棒层或红光波段的量子棒层；优选地，所述电子传输层为ZnMgO层；优选地，所述阴极层为铝电极层；优选地，所述阴极层的厚度为20-2000nm。3.根据权利要求1或2所述的发光器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在基底层上依次形成阳极层、第一空穴传输层、第二空穴传输层、量子棒层、电子传输层以及阴极层，得到所述发光器件。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)在基底层上沉积ITO导电薄膜，而后将ITO导电薄膜通过光刻法在所述基底层上形成阳极层；(2)将PEDOT:PSS溶液旋涂于步骤(1)形成的阳极层上，而后退火，即在所述阳极层上形成第一空穴传输层；(3)将PVK溶液旋涂于步骤(2)形成的第一空穴传输层上，而后退火，即在所述第一空穴传输层上形成第二空穴传输层；(4)将CdSe/CdS量子棒溶液旋涂于步骤(3)形成的第二空穴传输层上，而后退火，即在所述第二空穴传输层上形成量子棒层；(5)将ZnMgO溶液旋涂于步骤(4)形成的量子棒层上，而后退火，即在所述量子棒层上形成电子传输层；(6)将步骤(5)得到的电子传输层上沉积铝电极，得到所述发光器件。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述光刻为激光打标法；优选地，所述步骤(1)还包括将光刻法后得到的预制品进行后处理；优选地，所述后处理包括先用溶剂清洗，而后通过紫外臭氧处理；优选地，所述紫外臭氧处理的时间为1-60min；优选地，所述旋涂的速率为600-6000rpm，优选1000-4000rpm；优选地，所述旋涂的时间为5-10s；优选地，所述退火温度为50-200℃；优选地，步骤(2)所述PEDOT:PSS溶液的浓度为0.3-10wt％，优选0.8-3wt％；优选地，步骤(2)所述退火时间为1-10min；优选地，步骤(3)所述PVK溶液为PVK的氯苯溶液；优选地，步骤(3)所述PVK溶液的浓度为1-50mg/mL，优选3-30mg/mL；优选地，步骤(3)所述退火时间为1-10min；优选地，步骤(4)所述CdSe/CdS量子棒溶液是将CdSe/CdS量子棒溶于有机溶剂得到的；优选地，所述CdSe/CdS量子棒包括红光波段的CdSe/CdS量子棒或绿光波段的CdSe/CdS量子棒；优选地，所述有机溶剂包括正辛烷、正己烷、氯仿或甲苯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(4)所述CdSe/CdS量子棒溶液的浓度为1-60mg/mL，优选3-40mg/mL；优选地，步骤(4)所述退火时间为10-30s；优选地，步骤(5)所述ZnMgO溶液为ZnMgO的乙醇溶液；优选地，步骤(5)所述ZnMgO溶液的浓度为2-80mg/mL，优选5-50mg/mL；优选地，步骤(5)所述退火时间为20-40s；优选地，步骤(6)所述沉积的方法为真空蒸镀法；优选地，所述真空蒸镀法的压力为低于1×10-3Pa。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述绿光波段的CdSe/CdS量子棒的制备方法包括如下步骤：S1、将CdSe量子点分散于三正辛基膦(TOP)中，得到CdSe前驱体溶液(CdSe-TOP)，然后向CdSe前驱体溶液中加入硫前驱体(S-TOP)溶液，得到混合溶液；S2、将CdO、正己基膦酸(HPA)、十四烷基膦酸(TDPA)和三正辛...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小卫，王恺，周子明，徐冰，
申请(专利权)人：深圳扑浪创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44