量子点发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种量子点发光二极管，包括相对设置的阳极和阴极，在所述阳极和所述阴极之间设置的量子点发光层，以及设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴功能叠层，所述空穴功能叠层包括空穴注入层，在所述空穴注入层上设置的空穴传输层，以及设置在所述空穴注入层和所述空穴传输层之间的界面层，其中，所述空穴注入层邻近所述阳极设置，且所述空穴注入层的材料含有过渡金属氧化物；所述空穴传输层邻近所述量子点发光层设置，且所述空穴传输层的材料含有有机空穴传输材料；所述界面层的材料为石墨烯类材料。

【技术实现步骤摘要】
量子点发光二极管及其制备方法
本专利技术属于光电显示
，尤其涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。
技术介绍
由于量子点独特的光电性质，例如发光波长随尺寸和成分连续可调、发光光谱窄、荧光效率高、稳定性好等，基于量子点的电致发光二极管(QLED)在显示领域得到广泛的关注和研究。此外，QLED显示还具有可视角大、对比度高、响应速度快、可柔性等诸多LCD所无法实现的优势，因而有望成为下一代的显示技术。经过几十年的发展，QLED的性能取得了很大的提高，已经步入商业化的轨道，但一些瓶颈也愈发凸显，制约着QLED的发展。其中一个严重的问题就是空穴和电子不平衡，电子在量子点发光层过量，导致量子点荧光猝灭以及俄歇复合，严重制约QLED的使用寿命。而导致QLED电子空穴不平衡的根源在于：金属氧化物电子传输层(尤其是ZnO)的导带底能级与量子点的导带底能级接近，电子注入势垒很小；而有机空穴传输层的HOMO能级与量子点价带顶能级差距较大，一般>0.5eV以上；能级的不匹配导致电子更容易注入到量子点发光层。此外，金属氧化物的电子迁移率一般也大于有机空穴传输材料的空穴迁移率，更加剧了这种现象。因此，减小空穴传输层与量子点发光层之间的能级差距至关重要。当前，过渡金属氧化物因其独有的高功函数特性而被广泛用于空穴注入材料，它能够在阳极/空穴传输层界面形成有效的欧姆接触，大大提高空穴从阳极至空穴传输层的注入效率。但是，另一方面，过渡金属原子与有机空穴传输材料之间存在强烈的C2p-M3d轨道杂化(M指金属)，使得有机物的HOMO能级与过渡金属氧化物的费米能级相近，难以继续提高有机空穴传输材料的HOMO能级。因此，只有打破或减弱这种强烈的C2p-M3d轨道杂化，才能够继续提高有机空穴传输材料的HOMO能级，从而减小空穴传输层/量子点发光层之间的空穴注入势垒。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种量子点发光二极管及其制备方法，旨在解决现有的量子点发光二极管过渡金属原子与有机空穴传输材料之间存在强烈的C2p-M3d轨道杂化，难以继续提高有机空穴传输材料的HOMO能级的问题。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：本专利技术第一方面提供一种量子点发光二极管，包括相对设置的阳极和阴极，在所述阳极和所述阴极之间设置的量子点发光层，以及设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴功能叠层，所述空穴功能叠层包括空穴注入层、在所述空穴注入层上设置的空穴传输层以及设置在所述空穴注入层和所述空穴传输层之间的界面层，其中，所述空穴注入层邻近所述阳极设置，且所述空穴注入层的材料含有过渡金属氧化物；所述空穴传输层邻近所述量子点发光层设置，且所述空穴传输层的材料含有有机空穴传输材料；所述界面层的材料为石墨烯类材料。本专利技术第二方面提供一种量子点发光二极管的制备方法，包括以下步骤：在空穴传输层和空穴注入层之间制备界面层，其中，所述空穴注入层邻近所述阳极设置，且所述空穴注入层的材料含有过渡金属氧化物；所述空穴传输层邻近所述量子点发光层设置，且所述空穴传输层的材料含有有机空穴传输材料；所述界面层的材料为石墨烯类材料。本专利技术提供的量子点发光二极管，在所述空穴注入层和所述空穴传输层之间设置界面层，且所述界面层的材料为石墨烯类材料。具有该结构的量子点发光二极管，界面层的设置可以减弱甚至打破有机空穴传输材料分子与过渡金属氧化物之间强烈的C2p-M3d轨道杂化；同时，相对于有机空穴传输材料分子在过渡金属氧化物表面的分子取向为“直立型”的情况，采用石墨烯类材料作为界面层后，有机空穴传输材料分子在所述界面层的分子取向转变为“倾倒型”，从而使得分子取向角大幅减小，此时，有机空穴传输材料分子最外层主要为Π轨道，对σ(C-H)轨道有屏蔽作用，从而提高了有机空穴传输材料的HOMO能级，降低空穴传输层/量子点发光层之间的空穴注入势垒，提高空穴的数量和注入效率，促进电荷平衡，进一步提高QLED的性能。本专利技术提供的量子点发光二极管的制备方法，只需在常规量子点发光二极管的制备方法的基础上，在空穴传输层和空穴注入层之间制备界面层即可实现，方法简单可控。附图说明图1是本专利技术实施例提供的空穴功能叠层的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的量子点发光二极管的结构示意图。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。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。如图1所示，本专利技术实施例第一方面提供一种量子点发光二极管，包括相对设置的阳极1和阴极5，在阳极1和阴极5之间设置的量子点发光层3，以及设置在阳极1和量子点发光层3之间的空穴功能叠层2，空穴功能叠层2包括空穴注入层21在空穴注入层21上设置的空穴传输层23以及设置在空穴注入层21和空穴传输层23之间的界面层22，其中，所述空穴注入层21邻近阳极1设置，且空穴注入层21的材料含有过渡金属氧化物；空穴传输层23邻近量子点发光层3设置，且空穴传输层23的材料含有有机空穴传输材料；界面层22的材料为石墨烯类材料。本专利技术实施例提供的量子点发光二极管，在所述空穴注入层和所述空穴传输层之间设置界面层，且所述界面层的材料为石墨烯类材料。具有该结构的量子点发光二极管，界面层的设置可以减弱甚至打破有机空穴传输材料分子与过渡金属氧化物之间强烈的C2p-M3d轨道杂化；同时，相对于有机空穴传输材料分子在过渡金属氧化物表面的分子取向为“直立型”的情况，采用石墨烯类材料作为界面层后，有机空穴传输材料分子在所述界面层的分子取向转变为“倾倒型”，从而使得分子取向角大幅减小，此时，有机空穴传输材料分子最外层主要为Π轨道，对σ(C-H)轨道有屏蔽作用，从而提高了有机空穴传输材料的HOMO能级，降低空穴传输层/量子点发光层之间的空穴注入势垒，提高空穴的数量和注入效率，促进电荷平衡，进一步提高QLED的性能。具体的，本专利技术实施例中，所述量子点发光二极管还可以包括基板10。基板10可以选择常规的衬底材料，包括柔性基板和硬质基板，如玻璃基板。根据基板10设置位置的不同，所述量子点发光二极管可以分为正置型量子点发光二极管和倒置型量子点发光二极管。其中，所述正置型量子点发光二极管中，阳极1设置在基板10上；所述倒置型量子点发光二极管中，阴极5设置在基板10上。所述量子点发光二极管包括相对设置的阳极1和阴极5，阳极1和阴极5的材料选择及其厚度范围，可以参照常规量子点发光二极管进行设定。所述量子点发光二极管中，在阳极1和阴极5之间设置的量子点发光层3，量子点发光层3中至少含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括相对设置的阳极和阴极，在所述阳极和所述阴极之间设置的量子点发光层，以及设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴功能叠层，所述空穴功能叠层包括空穴注入层、在所述空穴注入层上设置的空穴传输层以及设置在所述空穴注入层和所述空穴传输层之间的界面层，其中，所述空穴注入层邻近所述阳极设置，且所述空穴注入层的材料含有过渡金属氧化物；所述空穴传输层邻近所述量子点发光层设置，且所述空穴传输层的材料含有有机空穴传输材料；所述界面层的材料为石墨烯类材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括相对设置的阳极和阴极，在所述阳极和所述阴极之间设置的量子点发光层，以及设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴功能叠层，所述空穴功能叠层包括空穴注入层、在所述空穴注入层上设置的空穴传输层以及设置在所述空穴注入层和所述空穴传输层之间的界面层，其中，所述空穴注入层邻近所述阳极设置，且所述空穴注入层的材料含有过渡金属氧化物；所述空穴传输层邻近所述量子点发光层设置，且所述空穴传输层的材料含有有机空穴传输材料；所述界面层的材料为石墨烯类材料。


2.如权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述界面层的材料选自未改性石墨烯、氧化石墨烯、还原的氧化石墨烯、石墨烯量子点中的至少一种。


3.如权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述界面层的材料选自还原的氧化石墨烯和/或石墨烯量子点。


4.如权利要求1至3任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，界面层的厚度为1nm～30nm。


5.如权利要求3所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述界面层的材料为还原的氧化石墨烯，界面层的厚度为1nm～5nm。


6.如权利要求3所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述界面层的材料为石墨烯量子点，界面层的厚度为2nm～15nm。


7.如权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述界面层的材料为未改性石墨烯，界面层的厚度小于等于10nm。


8.如权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述界面层的材料为氧化石墨烯，界面层的厚度为5nm～10nm。

【专利技术属性】
技术研发人员：苏亮，谢相伟，
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