量子点发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。该量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述阴极和所述量子点发光层之间层叠设置有含有掺杂材料的复合电子传输层，所述复合电子传输层包括N层电子传输层，第一层所述电子传输层与所述量子点发光层相邻，第N层所述电子传输层与所述阴极相邻；所述掺杂材料用于提高所述量子点发光二极管中的载流子传输速率，且所述掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高；其中，N为大于或等于2的整数。该N层电子传输层有利于平衡量子点发光层内的电子和空穴，从而提高了量子点的复合效率，缓解了载流子注入不平衡的问题。

【技术实现步骤摘要】
量子点发光二极管及其制备方法
本专利技术属于显示
，具体涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。
技术介绍
量子点发光二极管(QLED)具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、使用寿命长等优点，并在照明以及平板显示领域具有广阔的应用前景。QLED从结构上可以分为正型QLED和反型QLED结构，目前大多数研究集中在正型QLED器件结构上，但反型器件结构由于可以与低成本n型金属氧化物或无定形硅薄膜晶体管集成，比正型器件更低的开启电压，在显示领域具有更加实用的潜在应用价值，然而，其发光效率与寿命目前相比于正型器件还有一定差距。目前QLED器件的能级结构更有利于电子的注入，使得电子与空穴的注入不平衡。过量的电子注入引起器件功能层如空穴传输层的自发光，从而影响量子点发光器件的发光纯度和复合效率。另外，如果过量注入的电子在量子点发光层中输运受阻，会使得电荷在量子点发光层累积，严重影响量子点的发光特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种量子点发光二极管及其制备方法，旨在解决现有量子点发光二极管中过量的电子注入，引起电子和空穴不平衡的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述阴极和所述量子点发光层之间层叠设置有含有掺杂材料的复合电子传输层，所述复合电子传输层包括N层电子传输层，第一层所述电子传输层与所述量子点发光层相邻，第N层所述电子传输层与所述阴极相邻；所述掺杂材料用于提高所述量子点发光二极管中的载流子传输速率，且所述掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高；其中，N为大于或等于2的整数。本专利技术另一方面提供一种量子点发光二极管的制备方法，包括如下步骤：在阴极或量子点发光层上制备含有掺杂材料的复合电子传输层，所述复合电子传输层包括N层层叠的电子传输层；其中，第一层所述电子传输层与所述量子点发光层相邻，第N层所述电子传输层与所述阴极相邻，且所述掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高，N为大于或等于2的整数。本专利技术提供的量子点发光二极管中，阴极和量子点发光层之间层叠设置有含有掺杂材料的复合电子传输层(包括N层电子传输层)，且第一层电子传输层到第N层电子传输层的掺杂浓度依次升高，这样的N层电子传输层形成浓度梯度的n型掺杂，即掺杂浓度从靠近阴极的高浓度向靠近量子点发光层呈依次阶梯下降分布；掺杂材料可提高载流子传输速率，而不同的掺杂浓度的电子传输层可形成载流子浓度差异，载流子为了分布均匀，会从高浓度处往低浓度处运动，形成扩散，当载流子离开原位置时电离杂质不能移动，使掺杂的电子传输层内部局部电中性被破坏，出现内建电场，该内建电场的存在使掺杂的主体材料在各处电子的电势不同，从而各处电子的能量也不相同，从而形成一个高掺杂到低掺杂的向上的能带弯曲，这样，内建电场将阻碍电子从电子传输层到发光层的迁移，降低了电子传输效率，促进器件内部载流子平衡，该N层电子传输层有利于平衡量子点发光层内的电子和空穴，从而提高了量子点的复合效率，缓解了载流子注入不平衡的问题。本专利技术提供的量子点发光二极管的制备方法，工艺简单，通过在阴极或量子点发光层上制备含有掺杂材料的复合电子传输层(包括N层层叠的电子传输层)，这样的N层电子传输层形成浓度梯度的n型掺杂，即掺杂浓度从靠近阴极的高浓度向靠近量子点发光层依次下降呈依次阶梯下降状分布，从而形成内建电场，该内建电场将阻碍电子从电子传输层到发光层的迁移，降低了电子传输效率，促进器件内部载流子平衡，该N层电子传输层有利于平衡量子点发光层内的电子和空穴，从而提高了量子点的复合效率，缓解了载流子注入不平衡的问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的QLED结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。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。一方面，本专利技术实施例提供了一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述阴极和所述量子点发光层之间层叠设置有含有掺杂材料的复合电子传输层，所述复合电子传输层包括N层电子传输层，第一层所述电子传输层与所述量子点发光层相邻，第N层所述电子传输层与所述阴极相邻；所述掺杂材料用于提高所述量子点发光二极管中的载流子传输速率，且所述掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高；其中，N为大于或等于2的整数。本专利技术实施例提供的量子点发光二极管中，阴极和量子点发光层之间层叠设置有含有掺杂材料的复合电子传输层(包括N层电子传输层)，且第一层电子传输层到第N层电子传输层的掺杂浓度依次升高，这样的N层电子传输层形成浓度梯度的n型掺杂，即掺杂浓度从靠近阴极的高浓度向靠近量子点发光层依次下降呈依次阶梯下降状分布；掺杂材料可提高载流子传输速率，而不同的掺杂浓度的电子传输层可形成载流子浓度差异，载流子为了分布均匀，会从高浓度处往低浓度处运动，形成扩散不同的掺杂浓度使电子传输层内产生载流子扩散，促使载流子趋于均匀分布，当载流子离开原位置时而电离杂质不能移动，使掺杂的电子传输层内部局部电中性被破坏，出现内建电场，该内建电场的存在使掺杂的主体材料在各处电子的电势不同，从而各处电子的能量也不相同，从而形成一个高掺杂到低掺杂的向上的能带弯曲，这样，内建电场将阻碍电子从电子传输层到发光层的迁移，降低了电子传输效率，促进器件内部载流子平衡，该N层电子传输层有利于平衡量子点发光层内的电子和空穴，从而提高了量子点的复合效率，缓解了载流子注入不平衡的问题。需要强调的是，在本专利技术实施例的上述量子点发光二极管中，所述掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高可以理解为：第一层电子传输层的掺杂浓度为零(即第一层电子传输层未掺杂)，或者第一层电子传输层的掺杂浓度最低(即N层电子传输层中，第一层电子传输层的掺杂浓度最低)；该两种情形都可以实现本专利技术实施例中“掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高”所描述的情况，都在本专利技术的保护范围内。本专利技术实施例的量子点发光二极管，可以为正型QLED或反型QLED；正型器件具有更好的发光效率与寿命，反型器件可以与低成本n型金属氧化物或无定形硅薄膜晶体管集成，具有更低的开启电压。进一步地，在本专利技术实施例提供的量子点发光二极管中，N为2-5的整数。进一步地，在本专利技术实施例提供的量子点发光二极管中，所述电子传输层的主体材料选自ZnO、SnO2和TiO2中的至少一种。而掺杂材料选自V和Nb中的至少一种。掺杂材料用于提高所述量子点发光二极管中的载流子传输速率，电子传输层的主体材料以TiO2为例，掺杂元素为Nb或V，掺杂方式为磁控溅射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，其特征在于，所述阴极和所述量子点发光层之间层叠设置有含有掺杂材料的复合电子传输层，所述复合电子传输层包括N层电子传输层，第一层所述电子传输层与所述量子点发光层相邻，第N层所述电子传输层与所述阴极相邻；/n所述掺杂材料用于提高所述量子点发光二极管中的载流子传输速率，且所述掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高；其中，N为大于或等于2的整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，其特征在于，所述阴极和所述量子点发光层之间层叠设置有含有掺杂材料的复合电子传输层，所述复合电子传输层包括N层电子传输层，第一层所述电子传输层与所述量子点发光层相邻，第N层所述电子传输层与所述阴极相邻；
所述掺杂材料用于提高所述量子点发光二极管中的载流子传输速率，且所述掺杂材料的掺杂浓度从第一层所述电子传输层到第N层所述电子传输层依次升高；其中，N为大于或等于2的整数。


2.如权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，N为2-5的整数。


3.如权利要求1所述的量子点发光二极管，特征在于，所述电子传输层的主体材料选自ZnO、SnO2和TiO2中的至少一种；和/或
所述掺杂材料选自V和Nb中的至少一种。


4.如权利要求1所述的量子点发光二极管，特征在于，第一层所述电子传输层为未掺杂的TiO2层。


5.如权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，第N层所述电子传输层的掺杂浓度为0.5-2wt％；和/或
第一层所述电子传输层的掺杂浓度为0-0.1wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乐，向超宇，张滔，辛征航，钱磊，
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