一种双电子传输层的量子点发光二极管及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种双电子传输层的量子点发光二极管及其制备方法与应用。本发明专利技术为了在不损失最大亮度的前提下解决量子点发光二极管中的正向老化现象，提出一种以SnO2纳米颗粒和ZnO纳米颗粒构成双电子传输层的量子点发光二极管器件的制备方法。其中SnO2纳米颗粒与量子点发光层直接接触，用于阻隔发光层向ZnO的电荷转移。ZnO纳米颗粒层与SnO2纳米颗粒层和阴极接触，用于保障高效电子注入。不同于传统QLED，本发明专利技术制备的量子点发光二极管器件能充分抑制正向老化，明显提升QLED的贮存稳定性、器件的电流和最大亮度。器件的电流和最大亮度。器件的电流和最大亮度。

【技术实现步骤摘要】
一种双电子传输层的量子点发光二极管及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及光电材料与器件领域，尤其涉及一种双电子传输层的量子点发光二极管及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前，国家高度重视发展新兴显示技术的研究，在现今显示
中，量子点发光二极管(QLED)由于具有更广的色域与更高的色饱和度，同时在亮度、功耗、视角等方面也具有潜在的优势，逐渐成为最受研究人员瞩目的新兴显示技术之一。与有机发光二极管类似，QLED主要由阴极、电子传输层(ETL)、发光层(EML)、空穴传输层(HTL)和阳极的薄膜依次沉积组成。经过了30多年的研究和发展，红、绿、蓝光量子点发光二极管的器件外量子效率均已超过了20％，红绿光器件的工作寿命(T95)也超过了10000小时，量子点发光二极管的器件效率和器件工作寿命已经初步达到了产业化的要求。
[0003]除了QLED器件的工作寿命，评价器件整体稳定性的另一个重要指标是器件的贮存稳定性即器件在存放过程中性能是否稳定。QLED器件的贮存稳定性问题是一个长久以来一直被忽视但又严重影响器件商业化应用的问题。正向老化便是影响QLED器件贮存稳定最致命的因素，正向老化主要出现在以氧化锌(ZnO)做电子传输层的有机无机杂化结构QLED器件中，器件在制备完成后并不会立即实现很高的效率，而是需要几天甚至数月的时间逐渐达到其性能峰值(包括效率和工作寿命)。例如红、绿、蓝光QLED器件贮存两周后其器件外量子效率分别提升至初始值的150％、225％和160％。由于正向老化的存在，QLED器件维持稳定发光效率的能力将不可控，QLED器件的贮存和生产成本也会间接增加，这不利于其商业化进程。量子点发光二极管的整体稳定性作为阻碍QLED进一步产业化的一个明显短板，正向老化问题便是其中最突出的障碍，QLED正向老化问题的解决有望进一步推动QLED的产业化进程，提高QLED在整个显示领域的竞争力。
[0004]目前有多种不同的观点来解释QLED器件正向老化现象的机理，然而所有这些解释都将源头指向无机电子传输层材料ZnO。有研究表明，随着贮存时间的延长，器件中的ZnO表面的氧气(O2)吸附位点会在质子酸的参与下逐渐被羟基(
‑
OH)占据，形成不可逆的羟基封端，导致相邻光活性层(发光层)的非辐射复合减少，同时ZnO的老化还会导致QLED器件中的平带电压增加，电子从电子传输层注入到发光层的势垒逐渐减小，进而导致器件效率明显增加，正向老化现象发生。
[0005]尽管关于正向老化的机理仍存在较大争议，但在器件贮存过程中由于ZnO的性能改变导致正向老化发生是被广泛接受的，因此关于消除QLED器件正向老化的工作也得以展开。目前关于消除器件正向老化的工作可以分为以下两种：(1)在原有的ZnO电子传输层器件中对封装条件或ZnO进行改性处理；(2)将正向老化的源头ZnO替换成其他更稳定的电子传输层材料。
[0006]但是这些工作仍存在各自的局限性，第一种方案存在明显正向老化消除效果不彻底和ZnO的改性处理条件过于苛刻的缺点，进一步增加了器件的制备要求和制备成本。第二
种方案虽能在根源上消除正向老化现象，但对应的器件效率和器件寿命远远比不上已经得到充分研究的ZnO电子传输层器件。
[0007]因此，可知以ZnO和其衍生材料为电子传输层的QLED普遍展现出正向老化现象。以SnO2作为电子传输层的QLED虽然得益于SnO2较低的表面活性展现出可以忽略的正向老化线型，但是SnO2较低的电导率限制了QLED的注入电流和最大亮度。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术为了在不损失最大亮度的前提下解决量子点发光二极管中的正向老化现象，提出一种以SnO2纳米颗粒和ZnO纳米颗粒构成双电子传输层的量子点发光二极管的制备方法。其中SnO2纳米颗粒与量子点发光层直接接触，用于阻隔发光层向ZnO的电荷转移。ZnO纳米颗粒层与SnO2纳米颗粒层和阴极接触，用于保障高效电子注入。不同于传统QLED，该器件可以在充分抑制正向老化、提升贮存稳定性的前提下兼顾超高的工作稳定性。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0010]本专利技术的第一个目的在于提供一种双电子传输层的量子点发光二极管，包括依次层叠的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、双电子传输层和阴极；其中双电子传输层包含SnO2纳米颗粒层和ZnO纳米颗粒层，所述ZnO纳米颗粒层和所述发光层之间引入夹层SnO2纳米颗粒层。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述阳极选自氧化铟锡、掺氟氧化锡和银纳米线中的一种或多种。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述空穴注入层选自聚3，4
‑
乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、氧化镍(NiO
x
)和氧化钼(MoO
x
)中的一种或多种；所述空穴传输层选自聚[(N,N'
‑
(4
‑
正丁基苯基)
‑
N,N'
‑
二苯基
‑
1,4
‑
苯二胺)
‑
ALT
‑
(9,9
‑
二正辛基芴基
‑
2,7
‑
二基)](TFB)、聚乙烯基咔唑(PVK)和聚三苯胺(Poly
‑
TPD)中的一种或多种。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述空穴注入层和所述空穴传输层的薄膜厚度共10
‑
150nm。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述发光层选自II
‑
VI化合物量子点、III
‑
V化合物量子点和钙钛矿量子点的一种或多种。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述发光层的薄膜厚度为20
‑
80nm。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述SnO2纳米颗粒层的SnO2纳米颗粒由四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵和四丁基氢氧化铵中的一种或多种包覆。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述SnO2纳米颗粒层的薄膜厚度为20
‑
50nm。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述ZnO纳米颗粒层的薄膜厚度为20
‑
50nm。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述阴极选自银电极或铝电极。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述阴极是由金属经物理气相沉积所得，沉积的厚度为10
‑
200nm。
[0021]本专利技术的第二个目的在于提供所述的双电子传输层的量子点发光二极管的制备方法，包括以下步骤：在阳极上依次沉积空穴注入层、空穴传输层、发光层、双电子传输层和阴极。
[0022]本专利技术的第三个目的在于提供所述的量子点发光二极管在制备量子点发光二极管器件中的应用。
[0023]本专利技术以SnO2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双电子传输层的量子点发光二极管，其特征在于，包括依次层叠的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、双电子传输层和阴极；其中双电子传输层包含SnO2纳米颗粒层和ZnO纳米颗粒层，所述ZnO纳米颗粒层和所述发光层之间引入夹层SnO2纳米颗粒层。2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述阳极选自氧化铟锡、掺氟氧化锡和银纳米线中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入层选自聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐、氧化镍和氧化钼中的一种或多种；所述空穴传输层选自聚[(N,N'
‑
(4
‑
正丁基苯基)
‑
N,N'
‑
二苯基
‑
1,4
‑
苯二胺)
‑
ALT
‑
(9,9
‑
二正辛基芴基
‑
2,7
‑
二基)]、聚乙烯基咔唑和聚三苯胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈崧，叶紫，陈梦雨，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：