一种改性金属氧化物及其制备方法与量子点发光二极管技术

本发明专利技术公开了一种改性金属氧化物及其制备方法与量子点发光二极管，其中，所述改性金属氧化物的制备方法包括步骤：在H2S气氛下对初始金属氧化物进行加热处理，使H2S中的硫部分取代所述初始金属氧化物中的氧，制得所述改性金属氧化物。本发明专利技术制备的改性金属氧化物具有高导电性，所述改性金属氧化物在作为空穴传输层材料时，能够有效提高其空穴传输效率，促进电子-空穴有效地复合，降低激子累积对量子点发光二极管性能的影响，从而提高量子点发光二极管的发光效率。二极管的发光效率。二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种改性金属氧化物及其制备方法与量子点发光二极管


[0001]本专利技术涉及量子点发光二极管领域，尤其涉及一种改性金属氧化物及其制备方法与量子点发光二极管。

技术介绍

[0002]半导体量子点具有量子尺寸效应，人们通过调控量子点的大小可实现所需要的特定波长的发光，例如CdSe量子点的发光波长调谐范围可以从蓝光一直到红光。在传统的无机电致发光器件中电子和空穴分别从阴极和阳极注入，然后在发光层复合形成激子发光。宽禁带半导体中的导带电子可以在高电场下加速获得足够高的能量撞击量子点材料使其发光。
[0003]目前，量子点发光二极管(QLED)与OLED及传统LCD相比在色纯度、色饱和度和生产成本上具有明显的优势。然而，QLED仍存在发光效率低下等问题，暂时还无法被大规模商业应用。
[0004]造成QLED发光效率低下等问题的主要原因在于QLED器件中空穴传输能力不足，空穴传输效率无法匹配电子传输效率。因此，提高QLED器件的空穴传输效率对提高整体器件性能有着至关重要的作用。目前，常利用NiO、V2O5、WO3、MoO3等功函数高、能级深且具有宽禁带的金属氧化物作为QLED器件的空穴传输层材料。然而，由于这些金属氧化物的导电性较差，导致其空穴传输效率较低，从而降低了QLED器件的发光效率。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0006]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改性金属氧化物及其制备方法与量子点发光二极管，旨在解决现有技术中制备QLED空穴传输层的金属氧化物空穴迁移率低，导电性能低，进而降低了QLED发光效率的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种改性金属氧化物的制备方法，其中，包括步骤：
[0009]提供初始金属氧化物，所述初始金属氧化物为p型半导体材料；
[0010]在H2S气氛下对所述初始金属氧化物进行加热处理，使H2S中的硫部分取代所述初始金属氧化物中的氧，制得所述改性金属氧化物。
[0011]一种改性金属氧化物，其中，采用本专利技术制备方法制得。
[0012]一种量子点发光二极管，包括空穴传输层，其中，所述空穴传输层的材料为本专利技术制备方法制备的改性金属氧化物。
[0013]有益效果：本专利技术制备的改性金属氧化物具有高导电性，所述改性金属氧化物在作为空穴传输层材料时，能够有效提高其空穴传输效率，促进电子-空穴有效地复合，降低激子累积对量子点发光二极管性能的影响，从而提高量子点发光二极管的发光效率。本专利技术提供的改性金属氧化物制备方法简单、普适性强，有利于大规模生产。
附图说明
[0014]图1为本专利技术一种改性金属氧化物的制备方法较佳实施例的流程图。
[0015]图2为本专利技术正装结构的含空穴传输层的QLED的结构示意图。
[0016]图3为本专利技术倒装结构的含空穴传输层的QLED的结构示意图。
具体实施方式
[0017]本专利技术提供一种改性金属氧化物及其制备方法与量子点发光二极管，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。
[0018]本专利技术的一些实施方式，提供一种改性金属氧化物的制备方法，如图1所示，其中，包括步骤：
[0019]S10、提供初始金属氧化物，所述初始金属氧化物为p型半导体材料；
[0020]S20、在H2S气氛下对所述初始金属氧化物进行加热处理，使H2S中的硫部分取代所述初始金属氧化物中的氧，制得所述改性金属氧化物。
[0021]本实施例制备的改性金属氧化物具有高导电性，将所述改性金属氧化物作为空穴传输层材料时，能够有效提高其空穴传输效率，促进电子-空穴有效地复合，降低激子累积对量子点发光二极管性能的影响，从而提高量子点发光二极管的发光效率。实现上述效果的机理具体如下：
[0022]在本实施例中，所述吸附在初始金属氧化物表面的H2S分子在加热处理过程中发生H-S-H的断裂，产生的氢原子与初始金属氧化物表面的氧原子作用，形成与金属原子键合的中间产物H-O-H基团；所述H-O-H基团容易从金属原子上进行脱附，接着H2S分子分解产生的-S-H可与金属原子作用成键，从而实现硫部分取代所述初始金属氧化物中的氧。由于硫原子比氧原子大而且具有更小的电负性，硫取代部分氧会形成更弱的共价键进而能够离域电子云密度，使得初始金属氧化物中金属原子周围有更高的电子密度，从而增加初始金属氧化物的导电性，提高其空穴传输效率，促进电子-空穴有效地复合，降低激子累积对QLED器件性能的影响，从而提高QLED的发光效率。
[0023]在一些实施方式中，所述初始金属氧化物选自NiO、V2O5、WO3和MoO3中的一种或多种，但不限于此。上述初始金属氧化物与其他金属氧化物相比，具有较高的功函数和较深的能级，更适合用作量子点发光二极管的空穴传输层的材料。
[0024]在一些实施方式中，所述步骤S20具体包括：将初始金属氧化物研磨后放入石英舟中，再转移到反应管中；紧接着，在惰性气氛如氮气氛围下将所述反应管加热到预定温度，切换到H2S气体，保持在预定温度通气预定时间，使H2S中的硫部分取代所述初始金属氧化物中的氧；在所述反应管冷却过程中，将气体气氛切换到氮气以排除多余的H2S气体，制得表面硫修饰的金属氧化物，即所述改性金属氧化物。
[0025]在一些实施方式中，当切换到H2S气体时，将所述装有初始金属氧化物的反应管加热至100-150℃，并保持通H2S气体1-2h，使H2S中的硫部分取代所述初始金属氧化物中的氧。若加热温度低于100℃且时间少于1h，则初始金属氧化物表面的硫修饰不充分，不能有效提升金属氧化物的导电性；若加热温度高于150℃且时间大于2h，则初始金属氧化物表面的硫修饰过量，易形成金属硫化物等杂质小分子，从而影响初始金属氧化物的空穴传输效率。
[0026]在一些实施方式中，所述初始金属氧化物的制备包括以下步骤：将金属盐分散在有机溶剂中，制得金属盐溶液；在第一温度为60-90℃的条件下将所述金属盐溶液与碱液混合1-4h，反应制得所述初始金属氧化物。
[0027]在本实施例中，所述金属盐选自镍盐、钨盐、钒盐和钼盐中的一种或多种，但不限于此；所述有机溶剂选自异丙醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇和己醇中的一种或多种，但不限于此；所述碱液选自氢氧化钾、氢氧化纳、氢氧化锂、乙醇胺、乙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺和乙二胺中的一种或多种，但不限于此。
[0028]在一些实施方式中，当制备初始氧化镍时，则将镍盐分散在有机溶剂中，制得镍盐溶液；在第一温度为60-90℃的条件下，将所述镍盐溶液和碱液按照摩尔比为1：1.8-2.5的比例混合，反应制得所述初始NiO。在本实施例中，当碱与镍离子的摩尔比小于1.8：1，则金属盐过量，加入的镍离子不能完全进行反应；当碱与镍离子的摩尔比大于2.5：1时，则pH值过高会导致体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性金属氧化物的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供初始金属氧化物，所述初始金属氧化物为p型半导体材料；在H2S气氛下对所述初始金属氧化物进行加热处理，使H2S中的硫部分取代所述初始金属氧化物中的氧，制得所述改性金属氧化物。2.根据权利要求1改性金属氧化物的制备方法，其特征在于，所述加热处理温度为100-150℃；和/或所述加热处理时间为1-2h。3.根据权利要求1所述改性金属氧化物的制备方法，其特征在于，所述初始金属氧化物选自NiO、V2O5、WO3和MoO3中的一种或多种。4.根据权利要求1-3任一所述改性金属氧化物的制备方法，其特征在于，所述初始金属氧化物的制备包括以下步骤：将金属盐分散在有机溶剂中，制得金属盐溶液；在第一温度条件下将所述金属盐溶液与碱液混合，反应制得所述初始金属氧化物。5.根据权利要求4所述改性金属氧化物的制备方法，其特征在于，所述金属盐选自镍盐、钨盐、钒盐和钼盐中的一种或多种。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斯纳，吴龙佳，吴劲衡，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：