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，包括相对设置的阴极和阳极，在所述阴极和所述阳极之间设置的量子点发光层，设置在所述阴极和所述量子点发光层之间的叠层，所述叠层包括第一金属氧化物纳米颗粒层以及设置在所述第一金属氧化物纳米颗粒层背离所述量子点发光层表面的混合材料层，所述第混合层的材料包括第一金属氧化物纳米颗粒和分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属氧化物，所述第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；且所述混合材料层中，沿所述量子点发光层到所述阴极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加。

【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
，尤其涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。
技术介绍
基于半导体量子点的发光二极管，不仅具备颜色纯度高、发光波长可调、驱动效率高等特点，并且易于通过溶液方法制备，可以降低发光二极管的制备成本和工艺复杂程度，是未来显示行业的重要发展技术。经过了将近25年的发展，量子点的效率已经由0.01％提升至超过20％，并且通过叠层等结构获得27.6％(绿色)的外量子产率，从器件效率方面，量子点发光二极管(QLED)已经相当接近有机发光二极管(OLED)。然而，尽管量子点器件拥有上述的优势，目前器件的工作寿命仍未完全达到产业化的要求。目前QLED的器件结构与OLED相似，通过空穴注入层、空穴传输层、发光层、第一金属氧化物纳米颗粒层等构成类似p-i-n结的三明治结构，通过平衡电子和空穴的注入，达到发光的效果。对于QLED器件，在工作过程中，器件的寿命容易受到以下三方面的影响。第一方面，电荷在不合理的势垒界面积累。具体的，当器件的能级结构不合理时，空穴、电子注入过程会遇到能级势垒，容易在势垒界面积累，长时间的电荷积累会导致材料加快衰减。相反，若器件具有合理的工作能级结构，电子和空穴可以顺利注入、同时到达发光区域，在提升效率的同时延长工作寿命。第二方面，受到水蒸汽与氧气的侵蚀。具体的，QLED器件由于材料的原因，对水蒸气和氧气非常敏感，因此需要在器件制备和封装时隔绝水蒸气和氧气的进入。然而，在大面积的封装过程中，往往容易出现漏水氧的问题，因此需要更多的手段对器件进行保护。第三方面，较低的电流效率，导致器件长期工作在较高温度。具体的，当QLED器件效率较低时，为了达到一定的亮度，需要提高电流密度。然而，当器件长时间工作在较大的电流密度下，容易产生过量的热，损伤器件中的有机材料，降低工作寿命。
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，旨在解决现有量子点发光二极管工作寿命短的问题。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：本专利技术一方面提供一种量子点发光二极管，包括相对设置的阴极和阳极，在所述阴极和所述阳极之间设置的量子点发光层，设置在所述阴极和所述量子点发光层之间的叠层，所述叠层包括第一金属氧化物纳米颗粒层以及设置在所述第一金属氧化物纳米颗粒层背离所述量子点发光层表面的混合材料层，所述第混合层的材料包括第一金属氧化物纳米颗粒和分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属氧化物，所述第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；且所述混合材料层中，沿所述量子点发光层到所述阴极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加。本专利技术另一方面提供两种量子点发光二极管的制备方法。一种量子点发光二极管的制备方法，包括以下步骤：提供阳极基板，所述阳极基板表面设置有初始第一金属氧化物纳米颗粒层，所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；在所述第一金属氧化物纳米颗粒层上蒸镀初始第二金属层，对蒸镀有所述初始第二金属层的阳极基板进行加热退火处理。一种量子点发光二极管的制备方法，包括以下步骤：提供阴极基板，所述阴极基板设置阴极，在所述阴极基板表面蒸镀初始第二金属层；在所述初始第二金属层上沉积初始第一金属氧化物纳米颗粒层，所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料，对沉积有所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层的阴极基板进行加热退火处理。本专利技术提供的量子点发光二极管，减缓因为电荷在界面处的积累而导致的材料衰退，有效减少器件的热积，器件寿命明显提高。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种正型结构量子点发光二极管结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种正型结构量子点发光二极管结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种反型结构量子点发光二极管结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种反型结构量子点发光二极管结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种量子点发光二极管的制备方法流程图；图6是本专利技术实施例提供的另一种量子点发光二极管的制备方法流程图。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。结合图1-4，本专利技术的实施方式一方面提供一种量子点发光二极管，包括相对设置的阴极和阳极，在所述阴极和所述阳极之间设置的量子点发光层，设置在所述阴极和所述量子点发光层之间的叠层，所述叠层包括第一金属氧化物纳米颗粒层以及设置在所述第一金属氧化物纳米颗粒层背离所述量子点发光层表面的混合材料层，所述第混合层的材料包括第一金属氧化物纳米颗粒和分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属氧化物，所述第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；且所述混合材料层中，沿所述量子点发光层到所述阴极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加。在一些实施方式中，具有上述结构的量子点发光二极管，器件寿命明显提高。混合材料层中含有用于电子传输的第一纳米金属氧化物材料，同时含有第二金属氧化物材料，且所述第二金属氧化物在所述混合材料层中含量渐变分布(沿所述量子点发光层到所述阴极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加)，由此得到的叠层LUMO降低，从而降低阴极到第一金属氧化物纳米颗粒层之间的注入势垒，减缓因为电荷在势垒界面处的积累而导致的材料衰退，有效提升器件工作的寿命。在一些实施方式中，由于第一纳米金属氧化物材料与阴极材料之间含有第二金属氧化物材料，有利于阴极与所述叠层特别是与第一金属氧化物纳米颗粒层之间能形成更有效的欧姆接触，从而可以降低启亮电压与工作电压。同时，由于第二金属氧化物的引入，可以增加氧空位，有效提升电子迁移率。因此，在同样的亮度下，量子点发光二极管仅需更低的电流即可驱动，有效减少器件的热积累，提升器件的工作寿命。在一些实施方式中，根据量子点发光二极管失效分析，正置换结构器件中，顶电极(阴极)在工作过程中容易吸附水汽和氧气。当水汽和氧气渗入后，容易在顶电极与第一金属氧化物纳米颗粒层之间形成气泡，最终使得电极剥离。如图2、4所示，本专利技术实施例加入第二金属氧化物层的叠层，可以有效阻止水汽和氧气的侵蚀，并且有利于提高阴极与叠层的黏附作用，提升器件的稳定性，延长工作寿命。量子点发光二极管分正型结构和反型结构。如图1、2所示，正型结构包括层叠设置的阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的量子点发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括相对设置的阴极和阳极，在所述阴极和所述阳极之间设置的量子点发光层，设置在所述阴极和所述量子点发光层之间的叠层，所述叠层包括第一金属氧化物纳米颗粒层以及设置在所述第一金属氧化物纳米颗粒层背离所述量子点发光层表面的混合材料层，所述第混合层的材料包括第一金属氧化物纳米颗粒和分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属氧化物，所述第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；/n且所述混合材料层中，沿所述量子点发光层到所述阴极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点发光二极管，其特征在于，包括相对设置的阴极和阳极，在所述阴极和所述阳极之间设置的量子点发光层，设置在所述阴极和所述量子点发光层之间的叠层，所述叠层包括第一金属氧化物纳米颗粒层以及设置在所述第一金属氧化物纳米颗粒层背离所述量子点发光层表面的混合材料层，所述第混合层的材料包括第一金属氧化物纳米颗粒和分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属氧化物，所述第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；
且所述混合材料层中，沿所述量子点发光层到所述阴极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加。


2.如权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述混合材料层的材料由第一金属氧化物纳米颗粒与第二金属氧化物组成。


3.如权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述混合材料层还包括分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属。


4.如权利要求3所述的量子点发光二极管，其特征在于，沿所述量子点发光层到所述阴极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加，第二金属含量逐渐增加。


5.如权利要求3或4所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述混合材料层由所述第一金属氧化物纳米颗粒和分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属氧化物和第二金属组成。


6.如权利要求1至3任一项所述所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述第二金属氧化物选自铝的氧化物、镁的氧化物、钛的氧化物、铜的氧化物、钙的氧化物和铟的氧化物中的一种或多种


7.如权利要求3或4所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述第二金属选自铝、镁、钛、铜、钙和铟中的一种或多种。


8.如权利要求1至4任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，还包括结合在所述叠层的朝向所述阴极表面的第二金属层。


9.如权利要求8所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述第二金属层的厚度为0～5nm；和/或，
所述第二金属层中的第二金属选自铝、镁、钛、铜、钙和铟中的一种或多种。


10.如权利要求1至4任一项所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述第一金属氧化物纳米颗粒选自ZnO、TiO2、SnO2、Ta2O3、ZrO2、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO和InSnO中的一种或多种。


11.如权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层、所述叠层与所述阴极层叠结合。


12.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供阳极基板，所述阳极基板表面设置有初始第一金属氧化物纳米颗粒层，所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；
在所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层上蒸镀初始第二金属层，对蒸镀有所述初始第二金属层的阳极基板进行加热退火处理。


13.如权利要求12所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供阳极基板，所述阳极基板设置阳极，且所述阳极基板的表面设置有初始第一金属氧化物纳米颗粒层，所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层中的材料为电子传输材料；
在所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层上蒸镀初始第二金属层，对蒸镀有所述初始第二金属层的阳极基板进行加热退火处理，在所述阳极基板表面形成一叠层，所述叠层包括第一金属氧化物纳米颗粒层以及设置在所述第一金属氧化物纳米颗粒层背离所述量子点发光层表面的混合材料层，所述第混合层的材料包括第一金属氧化物纳米颗粒和分散在所述第一金属氧化物纳米颗粒间隙中的第二金属氧化物，所述第一金属氧化物纳米颗粒层中的第一金属氧化物纳米颗粒为电子传输材料；
且所述混合材料层中，沿所述远离所述阳极的方向，所述第二金属氧化物的含量逐渐增加。


14.如权利要求12或13所述的量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，所述初始第一金属氧化物纳米颗粒层的厚度为30～50nm；和/或
所述初始第二金属层的厚度为1～10nm。


15.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎瑞锋，钱磊，曹蔚然，刘文勇，
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