CN105161635B - 一种具有自组装电子传输层的qled器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其包括步骤：制备一空穴注入层于ITO基板上；然后制备一空穴传输层于空穴注入层上；接着制备一发光层和电子传输层于空穴传输层上，其中，所述发光层和电子传输层由含氟小分子与量子点的混合溶液自组装而成，并且电子传输层位于发光层上；最后制备一电子注入层于电子传输层上，并制备一阴极于电子注入层上，制得QLED器件。本发明利用量子点发光二极管发光层QDs与电子传输层含氟小分子间的表面能差异，实现了只需一次成膜即可同时获得发光层和电子传输层的有益效果，简化了器件的制备流程，节约了生产成本。

Description

一种具有自组装电子传输层的QLED器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种具有自组装电子传输层的QLED器件及其制备方法。
背景技术
量子点发光二极管（QLED）作为一种新兴的高性能显示技术，近年来受到了学术界与产业界的广泛关注。与具有类似器件结构的有机/聚合物发光二极管（OLED/PLED）相比，QLED具有诸多独特的优势。首先，OLED/PLED的发光层材料主要基于有机/聚合物材料，这些材料会随着使用时间的推移发生结构的不可逆变化，影响器件的稳定性；其次，受到材料化学结构的制约，OLED/PLED的发射峰通常较宽，不利于实现高纯度的发光光谱，从而限制了其在高性能显示中的应用；再次，因为QLED所采用的量子点材料具有很小的尺寸（＜10nm），它的光电性质很容易通过量子尺寸效应进行设计和调控。
与OLED/PLED类似，在QLED中若想实现优异的电致发光，除了发光层量子点4（QDs）外，还需要在两个电极（Ag电极1和ITO电极7）和QDs4之间加入各种功能层，这些功能层主要包括电子注入层2（EIL），电子传输层3（ETL），空穴传输层5（HTL）和空穴注入层6（HIL）等。它们的作用主要是帮助载流子（电子和空穴）能够顺利高效地进入发光层然后通过辐射跃迁的方式复合发光。QLED的器件结构示意图详见图1。
从经济成本方面进行考虑，溶液加工法是QLED发展的必然方向。一般来讲，为了制备一个完整的QLED器件，各功能层和发光层需要按特定的顺序逐层进行沉积。但是在溶液法制备的过程中，沉积上层材料的同时必须保证下层已沉积的薄膜不被上层材料的溶剂清洗掉。这就对相邻层材料的溶剂提出了严格的要求，即相邻层材料所使用的溶剂必须具备正交性。但是，同时兼顾特定光电功能与溶剂正交性的材料是很少的。另一方面，在QLED器件中，增加一种功能层虽然可以使器件的性能在一定程度上得到提升，但是会增加器件制备的繁琐程度和制备成本，不利于QLED的大规模产业化发展。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有自组装电子传输层的QLED器件及其制备方法，旨在解决现有制备方法溶剂需具备正交性、制备繁琐及制备成本高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，包括步骤：
A、制备一空穴注入层于ITO基板上；
B、然后制备一空穴传输层于空穴注入层上；
C、接着制备一发光层和电子传输层于空穴传输层上，其中，所述发光层和电子传输层由含氟小分子与量子点的混合溶液自组装而成，并且电子传输层位于发光层上；
D、最后制备一电子注入层于电子传输层上，并制备一阴极于电子注入层上，制得QLED器件。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述步骤A之前包括：对ITO基板进行预处理。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述ITO基板预处理是指采用氧气等离子体处理或紫外-臭氧处理ITO表面。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述空穴注入层由PEDOT：PSS形成。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述空穴传输层由Poly-TPD和PVK溶液形成。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述含氟小分子为NDI。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述电子注入层由分散在乙醇溶液中的ZnO纳米颗粒形成。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述阴极为金属Ag。
所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其中，所述发光层的厚度为35~45nm，所述电子传输层的厚度为3~5nm。
一种QLED器件，其中，引用如上任一所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法制备而成。
有益效果：本发明通过将具有自组装特性的含氟小分子渗入量子点溶液中形成混合溶液，低表面能的含氟小分子富集到QDs层的表面，形成一个很薄的具有电子传输层功能的小分子层，实现一次成膜就可以形成具有发光和电子传输层功能的两层薄膜，从而大大简化了器件的制备流程，降低了生产成本。
附图说明
图1为QLED器件的结构示意图。
图2为本发明一种具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法较佳实施例的流程图。
图3为NDI的结构式。
图4为干燥过程中含氟的NDI分子会自发地迁移到混合膜表面的过程示意图。
图5为QLED器件的能级图。
图6为PDI的结构式。
具体实施方式
本发明提供一种具有自组装电子传输层的QLED器件及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，图2为本发明一种具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：
S100、制备一空穴注入层于ITO基板上；
S200、然后制备一空穴传输层于空穴注入层上；
S300、接着制备一发光层和电子传输层于空穴传输层上，其中，所述发光层和电子传输层由含氟小分子与量子点的混合溶液自组装而成，并且电子传输层位于发光层上；
S400、随后制备一电子注入层于电子传输层上，最后制备一阴极于电子注入层上，制得QLED器件。
本发明的核心改进之处：将具有自组装特性的含氟小分子掺入量子点溶液中形成混合溶液自组装成发光层和电子传输层。由于含氟小分子具有很低的表面能，为了使整个体系的能量降到最低，在混合溶液成膜的过程中，低表面能的含氟小分子会富集到QDs层的表面，形成一个很薄的具有电子传输功能的小分子层。通过上述方法只需一次成膜就可以形成具有发光和电子传输功能的两层薄膜，从而简化了器件的制备流程，降低了生产成本。
本发明的ITO基板用于制备QLED器件之前，对ITO基板进行清洗。具体清洗过程包括：将ITO基板依次置于丙酮、洗液、去离子水以及异丙醇中进行超声清洗，每次超声均持续15分钟左右，待超声完成后，将ITO基板放置于洁净烘箱内烘干备用。通过上述超声清洗过程，可有效去除ITO基板表面的尘埃和化学污物。
所述步骤S100之前包括：对ITO基板进行预处理。本发明在ITO基板上制备各功能层之前，还对ITO基板进行预处理。优选地，所述ITO基板预处理是指采用氧气等离子体处理或紫外-臭氧处理ITO表面。具体预处理步骤为：将烘干的ITO基板取出，然后采用氧气等离子体或紫外-臭氧处理ITO基板表面5~10min（例如，处理ITO基板表面5min），以进一步除去ITO基板表面附着的有机物，从而提高ITO基板的功函数。
所述步骤S100中，将处理好的ITO基板置于匀胶机上，通过匀胶机旋涂一空穴注入层于ITO基板上。优选地，所述空穴注入层由PEDOT：PSS形成。即旋涂一PEDOT：PSS层作为空穴注入层于ITO基板上，然后将所述PEDOT：PSS层置于150~180℃的加热台上（例如，加热台的温度为150℃）加热10~15min，以除去水分。该加热过程在空气中完成。
所述步骤S200中，在制备好空穴注入层后，旋涂一空穴传输层于空穴注入层上。优选地，所述空穴传输层由Poly-TPD和PVK溶液形成。具体空穴传输层制备步骤包括：将干燥后的涂有空穴注入层的ITO基板置于氮气气氛中，匀胶机以2000转/秒的速度依次旋涂一层Poly-TPD和一层PVK于空穴注入层上。其中，在旋涂完Poly-TPD后在100~120℃下热处理15~20min，在旋涂完PVK后在150~180℃下热处理25~35min。优选地，在旋涂完Poly-TPD后在110℃下热处理20min，在旋涂完PVK后在170℃下热处理30min。此外，所述Poly-TPD和PVK分别溶解于氯苯和甲苯中，两者的浓度分别为6~10mg/mL和1.0~2.0mg/mL。优选地，Poly-TPD在氯苯中的浓度为8mg/mL，PVK在甲苯中的浓度为1.5 mg/mL。采用Poly-TPD和PVK作为空穴传输层的材料，是由于Poly-TPD具有良好的成膜特性和空穴传输性能，且Poly-TPD可改善电子空穴间的平衡，增大空穴与电子的复合几率。而PVK可有效降低从ITO阳极到发光层和电子传输层的空穴注入势垒，从而提高QLED器件的性能。
所述步骤S300中，在旋涂好空穴传输层后，并在ITO基板冷却后，接着旋涂一发光层和电子传输层于空穴传输层上，其中，所述发光层和电子传输层由含氟小分子与量子点的混合溶液自组装而成。优选地，所述含氟小分子为N，N-二(2,2,3,3,4,4,4-七氟代丁基)-1,4：5,8-萘-四羧酸二酰亚胺（简称NDI，结构式见图3）。例如，将混有QDs和NDI旋涂在空穴传输层上。由于NDI分子的两端接有较多的氟原子，NDI分子的表面能比量子点材料QDs的表面能低很多，在膜干燥的过程中为使整个体系的能量达到最低，含氟的NDI分子会自发地迁移到混合膜的表面，最终使体系稳定，此过程的示意图见图4。
本发明中，所述NDI分子属于n型小分子材料，由于该分子是具有大π共轭的分子体系，且分子平面性很好，它的电子迁移率非常高，为0.34cm2 V-1s-1。从能级上来看，它的LUMO和HOMO能级分别为3.72eV和6.84eV，非常适合做电子传输层材料，器件的能级图请见图5。在步骤S300中，QDs和NDI均分散在甲苯中，QDs的浓度为15mg/mL，干燥后的QDs薄膜较佳的厚度为40nm左右，考虑到NDI电子传输层仅需5nm左右就可以起到较好的作用，可以估算出NDI在溶液中的浓度为1.875mg/mL较为合适。需要说明的是，本发明中所述含氟小分子并不限于NDI作为自组装电子传输层，与所述NDI具有类似结构的含氟小分子同样可作为自组装电子传输层材料，例如，N，N-二(2,2,3,3,4,4,4-七氟代丁基)-3,4：9,10-苝-四羧酸二酰亚胺（简称PDI，结构式见图6）同样具有相同的作用，即PDI也可以和QDs一起分散在溶剂中只经过一次旋涂就可以得到发光层和电子传输层。这一步的旋涂完成后将器件放置在80℃的加热台上加热10分钟，除去残留的溶剂。优选地，所述发光层的厚度为35~45nm，所述电子传输层的厚度为3~5nm。
所述步骤S400中，随后旋涂一电子注入层于电子传输层上，最后蒸镀一阴极于电子注入层上，制得QLED器件。优选地，所述电子注入层由分散在乙醇溶液中的ZnO纳米颗粒形成。本发明将氧化锌（ZnO）纳米颗粒分散在乙醇中，所述ZnO纳米颗粒的浓度为50mg/mL。然后将分散在乙醇中的氧化锌（ZnO）纳米颗粒以2000转/分钟的速度旋涂在电子传输层上，形成一层致密的ZnO电子注入层，然后在80℃下加热10分钟。最后蒸镀一阴极于电子注入层上，制得QLED器件。优选地，所述阴极为金属Ag。即本发明将旋涂完各层薄膜的ITO基板置于蒸镀仓中通过掩膜板热蒸镀一层100nm的金属Ag作为阴极，从而QLED器件制备完成。采用功函数低的金属Ag作为阴极利于电子的注入。
本发明还提供一种QLED器件，其中，所述QLED器件引用如上任一所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法制备而成。
综上所述，本发明提供的一种具有自组装电子传输层的QLED器件及其制备方法，本发明利用量子点发光二极管发光层QDs与电子传输层含氟分子之间的表面能差异，实现了只需一次成膜即可同时获得发光层和电子传输层的有益效果，简化了器件的制备流程，节约了生产成本。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、制备一空穴注入层于ITO基板上；
B、然后制备一空穴传输层于空穴注入层上；
C、接着制备一发光层和电子传输层于空穴传输层上，其中，所述发光层和电子传输层由低表面能的含氟小分子与量子点的混合溶液自组装而成，并且电子传输层位于发光层上；
D、随后制备一电子注入层于电子传输层上，最后制备一阴极于电子注入层上，制得QLED器件。
2.根据权利要求1所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述步骤A之前包括：对ITO基板进行预处理。
3.根据权利要求2所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述ITO基板预处理是指采用氧气等离子体处理或紫外-臭氧处理ITO表面。
4.根据权利要求1所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述空穴注入层由PEDOT：PSS形成。
5.根据权利要求1所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层由Poly-TPD和PVK溶液形成。
6.根据权利要求1所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述低表面能的含氟小分子为N，N-二(2,2,3,3,4,4,4-七氟代丁基) -1,4：5,8-萘-四羧酸二酰亚胺。
7.根据权利要求1所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述电子注入层由分散在乙醇溶液中的ZnO纳米颗粒形成。
8.根据权利要求1所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述阴极为金属Ag。
9.根据权利要求6所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法，其特征在于，所述发光层的厚度为35~45nm，所述电子传输层的厚度为3~5nm。
10.一种QLED器件，其特征在于，引用如权利要求1-9任一所述的具有自组装电子传输层的QLED器件的制备方法制备而成。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105153807B (zh) 2015-07-21 2016-10-19 京东方科技集团股份有限公司 量子点墨水
CN105826484B (zh) * 2016-05-18 2019-03-08 Tcl集团股份有限公司 一种oled及其制备方法
CN106098884A (zh) * 2016-07-08 2016-11-09 东华大学 一种量子点发光二极管及其制备方法
CN106206973B (zh) * 2016-09-05 2019-11-12 Tcl集团股份有限公司 四足量子点、基于四足量子点的发光二极管及其制备方法
CN108963086B (zh) * 2017-11-13 2020-12-04 广东聚华印刷显示技术有限公司 量子点发光二极管及其应用
KR20190112420A (ko) 2018-03-26 2019-10-07 삼성전자주식회사 전계 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
CN110797475A (zh) * 2018-08-01 2020-02-14 华中科技大学 制备双层薄膜的方法和量子点发光二极管及其制备方法
KR20210025159A (ko) 2019-08-26 2021-03-09 삼성디스플레이 주식회사 양자점 조성물, 발광 소자 및 이의 제조 방법
WO2022062718A1 (zh) * 2020-09-28 2022-03-31 京东方科技集团股份有限公司 量子点发光器件及其制备方法、显示装置
CN112151689B (zh) * 2020-09-28 2022-07-29 京东方科技集团股份有限公司 一种量子点发光器件、其制备方法及显示装置
CN112802984B (zh) * 2020-12-30 2023-09-01 广东聚华印刷显示技术有限公司 电子器件的制备方法及显示装置
CN113517417B (zh) * 2021-04-23 2023-06-13 光华临港工程应用技术研发(上海)有限公司 有机发光显示装置的制备方法以及有机发光显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020818A (zh) * 2006-02-13 2007-08-22 三星Sdi株式会社 有机发光器件
CN103875088A (zh) * 2011-10-12 2014-06-18 浦项工科大学校产学协力团 简化的有机发射装置及其制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7317047B2 (en) * 2002-09-24 2008-01-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Electrically conducting organic polymer/nanoparticle composites and methods for use thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020818A (zh) * 2006-02-13 2007-08-22 三星Sdi株式会社 有机发光器件
CN103875088A (zh) * 2011-10-12 2014-06-18 浦项工科大学校产学协力团 简化的有机发射装置及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Self-Organized Gradient Hole Injection to Improve the Performance of Polymer Electroluminescent Devices;Tae-Woo Lee等;《Advanced Fuctional Materials》;20170118;第17卷(第3期);第390-396页 *

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