一种量子点发光二极管的制备方法技术

本发明专利技术公开一种量子点发光二极管的制备方法，所述量子点发光二极管为正型器件，方法包括步骤：提供阳极；在所述阳极表面形成空穴功能层；在所述空穴功能层表面形成一层短链配体化合物；在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层。本发明专利技术不但可以获得稳定的量子点，且可以大大提高电子/空穴对在激子中的复合，提高器件效率。同时，本发明专利技术配体交换方法具有步骤简单、操作时间短、且能有效的避免对其他膜层的影响等优点。

A preparation method of quantum dot LED

【技术实现步骤摘要】
一种量子点发光二极管的制备方法
本专利技术涉及量子点发光器件领域，尤其涉及一种量子点发光二极管的制备方法。
技术介绍
量子点是一种由一定数量的原子组成的尺寸通常在1~10nm、一般为球形的半导体纳米晶体，其元素组成一般为II-VI族或III-V族元素。量子点的尺寸小于或接近其相应体相材料的激子波尔半径，具有明显的量子点限域效应，从而表现为优异的光学性能。量子点发光二极管是一种借鉴有机发光二极管的器件结构之上发展起来的一种新型显示技术。两者间的相似之处在于其发光原理相近，即：在电流的激发下，电子/空穴对通过电子/空穴传输层注入发光层，电子和空穴在发光层中发生复合产生光子，光子以光能的形式释放能量，从而发光。两者间的差别在于发光层所使用的材料不同，有机发光二极管的发光层使用的是磷光材料，而量子点发光二极管的发光层所使用的是量子点材料。与有机发光二极管相比，量子点发光二极管具有成本低、峰宽窄、色域宽，色彩饱和度高等优点，且可采用印刷的方式来制备，更加适合大尺寸显示器的生产。近年来，量子点发光二极管器件性能取得了非常快速的发展，尤其是红绿器件的效率和寿命指标已趋于商业化应用。对于器件性能的提升，量子点表面配体的优化起了很重要的作用。目前，量子点发光二极管器件制备过程中所使用的量子点在合成的过程中通常会使用长链配体，这些长链的配体对稳定量子点的合成具有重要作用，但是在器件制备方面会产生一些不利影响。在量子点发光二极管器件中，量子点表面的长链配体由于自身具有绝缘性，会阻碍载流子的传输性能。同时，量子点表面长链配体会增加量子点间的距离，影响了量子点间的价电传输。因此，量子点表面的配体对高性能的量子点发光二极管器件的开发具有非常重要的作用。目前，实现量子点表面配体交换的方式主要有两种。第一种方式是：将量子点溶解在合适的有机溶剂中，然后加入所需的配体进行交换即可。该种交换方法不仅时间长、效率低、且交换后的量子点极不稳定，容易发生聚集、沉淀。第二种方式是：将量子点在量子点发光二极管器件中制备成膜后，将薄膜浸入到新的配体溶液中即可。该种方法最大的弊端在于在进行配体交换的同时会对其他膜层产生一些不利的影响。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量子点发光二极管的制备方法，旨在解决现有配体后的量子点容易产生聚集、沉淀，或者配体交换时对其他膜层产生不利影响的问题。本专利技术的技术方案如下：一种量子点发光二极管的制备方法，所述量子点发光二极管为正型器件，其中，包括步骤：提供阳极；在所述阳极表面形成空穴功能层；在所述空穴功能层表面形成一层短链配体化合物；在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层。一种量子点发光二极管的制备方法，所述量子点发光二极管为反型器件，其中，包括步骤：提供阴极；在所述阴极表面形成电子功能层；在所述电子功能层表面形成一层短链配体化合物；在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层。有益效果：本专利技术通过在制备量子点发光二极管过程中，先在空穴功能层表面形成一层短链配体化合物，然后制备量子点发光层，即可完成量子点发光层的单侧配体交换。该方式有利于电子和空穴在量子点发光层进行复合，减少非辐射跃迁的发生，从而大大提高发光效率。同时，与现有配体交换方法相比，本专利技术配体交换方法具有步骤简单、操作时间短、且能有效的避免对其他膜层的影响等优点。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的一种正型结构的量子点发光二极管的结构示意图。图2为本专利技术实施例中提供的一种反型结构的量子点发光二极管的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种量子点发光二极管的制备方法，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。本实施例中，量子点发光二极管的结构分为两种：正型器件和反型器件，每种结构的量子点发光二极管可以有多种形式。对于正型结构的量子点发光二极管，本实施例将主要以如图1所示的量子点发光二极管为例进行介绍。本实施例的空穴功能层为空穴注入层和位于所述空穴注入层上的空穴传输层，所述量子点发光二极管自下而上依次包括：衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，其中所述量子点发光层靠近所述阳极一侧结合有一层短链配体化合物，所述量子点发光二极管的制备方法具体包括步骤：提供衬底，在所述衬底表面形成阳极；在所述阳极表面形成空穴注入层；在所述空穴注入层表面形成空穴传输层；在所述空穴传输层表面形成一层短链配体化合物；在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层；在所述量子点发光层表面形成电子传输层；在所述电子传输层表面形成阴极，得到所述量子点发光二极管。与传统的量子点发光二极管制备相比，器件效率低的主要原因在于空穴传输层将空穴注入到量子点发光层的速率和电子传输层将电子注入到量子点发光层的速率存在较大差异。一般而言，对于正式结构的量子点发光二极管，电子的注入速率普遍大于空穴的注入速率。因此，会造成电子在量子点发光层中大量堆积，过量的电子会引发激子的非辐射跃迁，从而大大降低空穴和电子的复合效率。通过在制备该量子点发光二极管的过程中，先在空穴传输层上形成一层短链配体化合物，然后制备量子点发光层，即可完成量子点发光层的单侧配体交换，交换后的接枝有目标配体的量子点发光层可以一定程度上加快空穴的注入速率。这种方式有利于电子和空穴在量子点发光层进行复合，减少非辐射跃迁的发生，从而大大提高发光效率。同时，针对传统配体交换工艺存在的问题，提出一种高效、快速的量子点表面配体交换工艺，该方法具有步骤简单、操作时间短、且能有效的避免对其他膜层的影响等优点。在一种优选的实施方式中，采用真空蒸镀的方法在所述空穴传输层表面沉积一层短链配体化合物。需说明的是，本专利技术实施例不限于采用真空蒸镀的方法在所述空穴传输层表面沉积一层短链配体化合物，也可以采用溶液法在所述空穴传输层表面沉积所述短链配体化合物。具体的，可以将所述短链配体化合物溶于非极性溶剂后，将所述溶液采用溶液法（例如喷墨打印、刮涂等方法）在所述空穴传输层表面沉积后退火，形成所述短链配体化合物层。其中所述非极性溶剂包括：甲苯、正辛烷、正己烷、环己烷、异辛烷、庚烷、正戊烷、异戊烷、氯仿、二氯甲苯、甲苯、氯苯、四氯甲苯、乙醚、乙酸乙酯、肉豆蔻酸异丙酯中的一种或多种。所述退火温度为：温度为100~300℃，时间为15~120mins。在一种优选的实施方式中，在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层之后，在所述量子点发光层表面形成电子传输层之前，还包括步骤：采用真空蒸镀的方法在所述量子点发光层表面沉积一层长链配体化合物。本实施例中，考虑到接枝短链配体化合物的量子点发光层加快空穴的注入速率仍较有限的问题，通过继续在量子点发光层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点发光二极管的制备方法，所述量子点发光二极管为正型器件，其特征在于，包括步骤：/n提供阳极；/n在所述阳极表面形成空穴功能层；/n在所述空穴功能层表面形成一层短链配体化合物；/n在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点发光二极管的制备方法，所述量子点发光二极管为正型器件，其特征在于，包括步骤：
提供阳极；
在所述阳极表面形成空穴功能层；
在所述空穴功能层表面形成一层短链配体化合物；
在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层。


2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，采用真空蒸镀的方法在所述空穴功能层表面沉积一层短链配体化合物。


3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述短链配体化合物表面形成量子点发光层之后，还包括步骤：采用真空蒸镀的方法在所述量子点发光层表面沉积一层长链配体化合物。


4.根据权利要求2所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述采用真空蒸镀的方法在所述空穴功能层表面沉积一层短链配体化合物的条件：蒸镀的温度为50-200℃，和/或蒸镀的时间为1-60min。


5.根据权利要求3所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述采用真空蒸镀的方法在所述量子点发光层表面沉积一层长链配体化合物的条件：蒸镀的温度为50-200℃，和/或蒸镀的时间为1-60min。


6.根据权利要求1所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述短链配体化合物选自主链碳原子数小于8的硫醇、硫酚、含硫的盐、碳原子数为2-10的有机胺和卤化物中的一种或多种。


7.根据权利要求6所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述主链碳原子数小于8的硫醇选自3-巯基丙酸、巯基乙醇、巯基己醇、丙二硫醇、2-巯基-3丁醇、1，2-乙烷二硫醇、1,6-己二硫醇、1，4-二巯基-2，3-丁二醇、6-巯基己醇、半胱氨酸、丙烷-1,2,3-三硫醇和2，3-二巯基-1-丙硫醇中的一种或多种；和/或
所述硫酚选自苯硫醇、1，2-苯二硫醇、1，3-苯二硫醇和1，4-苯二硫醇中的一种或多种；和/或
所述含硫的盐包括硫氰酸铵、硫化铵、二硫代氨基甲酸酯和二硫代氨基甲酸锌中的一种或多种；和/或
所述碳原子数为2-10的有机胺选自正辛胺、癸胺、1，2-乙二胺和二乙氨基乙醇中的一种或多种；和/或
所述卤化物选自HF、NH4F、HCl、NH4Cl、HBr、NH4Br、LiF、KF、NaF、BeF2、MgF2、CaF2、AlF3、InF3、LiCl、NaCl、MgCl2、CaCl2、ZnCl2、AlCl3、GaCl3、InCl3、LiBr、NaBr、MgBr2、CaBr2、ZnBr2、AlBr3、GaBr3、InBr3、LiI、NaI、MgI2、CaI2、ZnI2、AlBr3、GaI3、InI3、碘化四丁基铵、溴化四丁基铵、氯化四丁基铵和氟化四丁基铵中的一种或多种。


8.根据权利要求3所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述长链配体化合物选自主链碳原子数大于等于8的硫醇和含氨基的聚合物中的一种或两种。


9.根据权利要求8所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述主链碳原子数大于等于8的硫醇选自辛基硫醇、十二烷基硫醇、叔-十二硫醇、1,8-辛二硫醇11-巯基十一醇、11-巯基十一烷酸、1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、6，8-二巯基辛酸、十二烷基硫醇锌聚合物和三聚硫氰酸中的一种或多种；和/或
所述含氨基的聚合物选自聚(酰氨基胺)树枝状大分子、聚醚胺和氨基硅酮中的一种或多种。


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【专利技术属性】
技术研发人员：聂志文，杨一行，
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