一种量子点发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种量子点发光二极管及其制备方法，其中，所述量子点发光二极管包括阳极、阴极及设置在阳极与阴极之间的量子点发光层，阳极与量子点发光层之间还设置有空穴功能层，所述空穴功能层的材料为n型半导体材料或碱金属掺杂的过渡金属氧化物，本发明专利技术所提供的量子点发光二极管无需额外设置空穴传输层和空穴注入层或设置双层空穴传输层的结构，减少了界面，解决了现有技术中量子点发光二极管界面过多，导致器件寿命下降的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种量子点发光二极管及其制备方法
本专利技术涉及发光二极管
，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学性质，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)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。经过二十多年不断的研究和发展，QLED的性能（效率、寿命）取得了很大的提高，但目前距离商业化仍有不小的距离，其中一个重要的原因是量子点的带隙相对较宽，价带顶能级位置较深，造成空穴注入困难。为了应对这个问题，目前QLED都采用空穴注入层/空穴传输层相结合的器件结构，有的还采用双层空穴传输层结构，以促进空穴注入。但是有研究表明，过多的界面会造成器件寿命的下降，因此，简化QLED的结构是当前的一个研究方向。另外，简化的QLED也有利于工业大规模生产，减少生产成本。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及其制备方法，旨在解决现有量子点发光二极管界面过多，导致器件寿命下降的问题。本专利技术的技术方案如下：一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极及设置在阳极与阴极之间的量子点发光层，其中，阳极与量子点发光层之间还设置有空穴功能层，所述空穴功能层的材料为n型半导体材料或碱金属掺杂的过渡金属氧化物。所述的量子点发光二极管，其中，所述碱金属掺杂的过渡金属氧化物的功函数介于阳极功函数和量子点价带顶能级之间。所述的量子点发光二极管，其中，所述空穴功能层由碱金属掺杂的过渡金属氧化物通过溶液法沉积形成。所述的量子点发光二极管，其中，所述过渡金属氧化物为MoO3、WO3、V2O5中的一种或多种和/或，所述碱金属为Li、Na、K、Rb、Cs中的一种或多种。所述的量子点发光二极管，其中，所述碱金属掺杂的过渡金属氧化物中，碱金属的质量浓度为3%~20%。所述的量子点发光二极管，其中，所述n型半导体材料为功函数大于6.5eV的HAT-CN、MoO3、WO3或V2O5。所述的量子点发光二极管，其中，所述空穴功能层为在真空条件通过n型半导体材料蒸镀而成。所述的量子点发光二极管，其中，所述量子点发光层的材料为II-VI族化合物半导体、III-V族化合物半导体、I-III-VI族化合物半导体、IV族单质半导体、掺杂或非掺杂的无机钙钛矿型半导体和有机-无机杂化钙钛矿型半导体中的一种或多种。所述的量子点发光二极管，其中，所述阳极的材料为导电碳材料、导电金属氧化物材料和金属材料中的一种或多种。所述的量子点发光二极管，其中，还包括设置于所述量子点发光层和阴极之间的电子传输层。一种量子点发光二极管的制备方法，其中，包括步骤：制备第一电极；在第一电极上制备层叠的空穴功能层与量子点发光层，形成叠层；在所述叠层上制备第二电极，得到量子点发光二极管；其中，所述空穴功能层为在真空条件通过n型半导体材料蒸镀而成，或者，所述空穴功能层通过溶液法沉积碱金属掺杂的过渡金属氧化物形成。所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述碱金属掺杂的过渡金属氧化物的制备过程为：将钼源或钒源或钨源加入极性溶剂中，分散均匀后加入过氧化氢，搅拌预定时间后烘干溶剂，得到固体产物；将固态产物重新溶剂在极性溶剂中，滴加碱金属源，即得碱金属掺杂的过渡金属氧化物。所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述碱金属源为将碱金属化合物溶解在醇类溶剂中制备而成。所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述碱金属化合物为Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3。所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述极性溶剂为醇类溶剂。所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述过渡金属氧化物为MoO3、WO3、V2O5中的一种或多种。所述的量子点发光二极管的制备方法，其中，所述n型半导体材料为功函数大于6.5eV的HAT-CN、MoO3、WO3或V2O5。有益效果：本专利技术通过n型半导体材料制备空穴功能层或者通过碱金属掺杂的过渡金属氧化物制备空穴功能层。其中，n型半导体材料制备的空穴功能层的功函数或者费米能级比量子点的费米能级大，当与量子点接触时，量子点的电子会运动到空穴功能层材料的导带并在量子点中产生空穴，且能够保证阳极至空穴功能层之间的空穴注入，而过渡金属氧化物可以在p型半导体状态的基础上进一步减小功函数，并使得过渡金属氧化物的功函数介于阳极功函数和量子点价带顶能级之间，能够有效地向量子点注入空穴，并且能够保证阳极至空穴功能层之间的空穴注入，也即上述两种方案均使得该空穴功能层兼具空穴注入与空穴传输的功能，无需额外设置空穴传输层与空穴注入层或设置双层空穴传输层的结构，减少了界面，解决了现有技术中量子点发光二极管界面过多，导致器件寿命下降的问题。附图说明图1为本专利技术提供的超高真空法制备的空穴功能材料的空穴注入和传输机制示意图。图2为本专利技术提供的常规的溶液法制备的空穴功能材料的空穴注入和传输机制示意图。图3为本专利技术提供的量子点发光二极管的正装结构示意图。图4为本专利技术提供的量子点发光二极管的倒装结构示意图。图5为本专利技术提供的一种正装结构的量子点发光二极管的较佳实施例结构示意图。图6为本专利技术提供的一种倒装结构的量子点发光二极管的较佳实施例结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种量子点发光二极管及其制备方法，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。本专利技术提供一种量子点发光二极管较佳实施例，所述量子点发光二极管包括依次设置的阳极、空穴功能层、量子点发光层和阴极，其中，所述空穴功能层的材料为功函数大于6.5eV的n型半导体材料或碱金属掺杂的过渡金属氧化物，且所述阳极的材料功函数介于4~4.8eV之间。为了实现简化量子点发光二极管结构的目的，关键是选择与量子点价带能级匹配的空穴功能材料，使得该空穴功能层兼具空穴注入与空穴传输的功能，能够有效地向量子点注入空穴，并且能够保证阳极至空穴功能层之间的空穴注入，因而无需再分别设置空穴注入层与空穴传输层，从而减少了量子点发光二极管界面，可以提高器件寿命。其中一个方案是将空穴功能材料设置为高功函数（>6.5eV）n型半导体材料，例如HAT-CN、MoO3、WO3、V2O5等，这类材料的功函数或者费米能级比量子点的费米能级大，当与量子点接触时，量子点的电子会运动到这些材料的导带，从而在量子点中产生空穴，而由于常用的阳极材料（例如ITO）的功函数（一般介于4~4.8eV之间）不够大，因而能够保证阳极至空穴功能层之间的空穴注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极及设置在阳极与阴极之间的量子点发光层，其特征在于，阳极与量子点发光层之间还设置有空穴功能层，所述空穴功能层的材料为n型半导体材料或碱金属掺杂的过渡金属氧化物。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极及设置在阳极与阴极之间的量子点发光层，其特征在于，阳极与量子点发光层之间还设置有空穴功能层，所述空穴功能层的材料为n型半导体材料或碱金属掺杂的过渡金属氧化物。


2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述碱金属掺杂的过渡金属氧化物的功函数介于阳极功函数和量子点价带顶能级之间。


3.根据权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴功能层由碱金属掺杂的过渡金属氧化物通过溶液法沉积形成。


4.根据权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述过渡金属氧化物为MoO3、WO3、V2O5中的一种或多种和/或，所述碱金属为Li、Na、K、Rb、Cs中的一种或多种。


5.根据权利要求2所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述碱金属掺杂的过渡金属氧化物中，碱金属的质量浓度为3%~20%。


6.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述n型半导体材料为功函数大于6.5eV的HAT-CN、MoO3、WO3或V2O5。


7.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏亮，
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