CN113809255A - 一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管及制备方法 - Google Patents

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张欣宇
刘红丽
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Abstract

本发明公开了一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，包括：由下至上依次设置的阳极层、空穴注入层，空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层；所述空穴传输层的材料为两种空穴传输材料的混合；所述电子传输层的材料为聚合物掺杂电子传输材料。本发明通过两种空穴传输材料混合作为空穴传输层，提高了空穴注入效率，通过聚合物掺杂电子传输材料作为电子传输层降低电子注入，提高空穴注入的同时降低电子注入使得量子点发光层中载流子更加平衡，从而提升器件性能。

Description

一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管及制备方法
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，特别是涉及一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管及制备方法。
背景技术
因为量子点尺寸和组成可调发射光谱、颜色饱和度高、由其制备的量子点发光二极管(QLED)溶液处理工艺、低制造成本等诸多优点，引起了学术界和工业界的广泛关注。QLED已经成为下一代高性能显示技术的竞争对手。
QLED器件结构主要包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、金属阴极等。自1994年首次出现QLEDs以来，通过对量子点、电荷传输材料和器件结构的不断优化，QLEDs的性能得到了极大的提高，甚至可以与有机发光二极管(OLED)相媲美。蓝光QLEDs的性能还远远比不上绿光和红光QLEDs，蓝光量子点的价带较深使空穴注入困难导致载流子注入不平衡，增加了俄歇复合的可能性因此器件性能较差。
为了减小空穴注入势垒，目前常用的深HOMO能级的空穴传输材料如PVK(HOMO能级为5.8eV)的空穴迁移率较低为2.5*106cm2v-1s-1，因此空穴注入仍较低，常用的高空穴迁移率的空穴传输材料如TFB(空穴迁移率为1.0*102cm2v-1s-1)的HOMO能级较浅，与量子点有较大的传输势垒，导致空穴注入困难，而常用的电子传输材料ZnO其与量子点间传输势垒小并且电子迁移率高，因此导致器件中载流子注入不平衡。
发明内容
本发明的目的是提供一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管及制备方法，以两种空穴传输材料混合作为空穴传输层，以聚合物掺杂电子传输材料作为电子传输层，通过这种提高空穴传输同时降低电子传输的方法达到了载流子平衡，提升了器件性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，包括：由下至上依次设置的阳极层、空穴注入层，空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层；所述空穴传输层的材料为两种空穴传输材料的混合；所述电子传输层的材料为聚合物掺杂电子传输材料。
可选地，所述阳极层的材料为ITO或IZO。
可选地，所述空穴注入层的材料为PEDOT：PSS、MoO3、PMA或TPA。
可选地，所述空穴传输层的材料为深HOMO能级的空穴传输材料与高空穴迁移率的空穴传输材料的混合；所述深HOMO能级的空穴传输材料为CBP-V、CBP或PVK；所述高空穴迁移率的空穴传输材料为poly-TPD或TFB。
可选地，所述量子点发光层的材料为CdS或CdSe。
可选地，电子传输材料为ZnO或ZnMgO；所述聚合物为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。
可选地，所述阴极层的材料为Al、Ag或Au。
本发明还提供了一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管制备方法，包括：
涂空穴注入层于阳极上，退火成型；
用同一种溶剂分散两种空穴传输材料，按照不同的比例混合，将混合材料旋涂于空穴注入层上，退火成型；
旋涂量子点薄膜于空穴传输层上，退火成型；
用同一种溶剂分散电子传输材料和聚合物，按照不同的比例掺杂，旋涂电子传输层于量子点薄膜上，退火成型；
蒸镀阴极层于电子传输层上，得到量子点发光二极管。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明通过两种空穴传输材料混合作为空穴传输层，提高了空穴注入效率，通过聚合物掺杂电子传输材料作为电子传输层降低电子注入，提高空穴注入的同时降低电子注入使得量子点发光层中载流子更加平衡，从而提升器件性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例电荷传输层掺杂的量子点发光二极管的示意图；
图2为本发明实施例电荷传输层掺杂的量子点发光二极管制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管及制备方法，以两种空穴传输材料混合作为空穴传输层，以聚合物掺杂电子传输材料作为电子传输层，通过这种提高空穴传输同时降低电子传输的方法达到了载流子平衡，提升了器件性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种量子点发光二极管从下至上依次为阳极层1、空穴注入层2，空穴传输层3、量子点发光层4、电子传输层5和阴极层6。将两种空穴传输材料混合作为空穴传输层3，以聚合掺杂电子传输材料作为电子传输层5，通过这种提高空穴传输同时降低电子传输的方法达到载流子平衡，提升器件性能。
作为一种可选地实施例，所述阳极层1采用ITO或IZO。
作为一种可选地实施例，所述空穴注入层2采用的材料为PEDOT：PSS、MoO3、PMA、TPA中的一种。
作为一种可选地实施例，所述空穴传输层3采用两种空穴传输材料混合，包括但不限于将深HOMO能级的空穴传输材料与高空穴迁移率的空穴传输材料混合，深HOMO能级的空穴传输材料包括但不限于CBP-V、CBP、PVK中的一种，高空穴迁移率的空穴传输材料包括但不限于poly-TPD、TFB中的一种。
作为一种可选地实施例，所述量子点发光层4采用的是CdS或CdSe等材料。
作为一种可选地实施例，所述电子传输层5采用的材料为聚合物掺杂电子传输材料，电子传输材料包括但不限于ZnO、ZnMgO中的一种，所述聚合物包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等中的一种。
作为一种可选地实施例，所述阴极层6采用的材料为Al、Ag、Au中的一种。
量子点发光二极管的制备方法如下:
步骤101：旋涂空穴注入层于阳极上，退火成型；
步骤102：用同一种溶剂分散两种空穴传输材料，按照不同的比例混合，将混合材料旋涂于空穴注入层上，退火成型；
步骤103：旋涂量子点薄膜于空穴传输层上，退火成型；
步骤104：用同一种溶剂分散电子传输材料和聚合物，按照不同的比例掺杂，旋涂电子传输层于量子点薄膜上，退火成型；
步骤105：蒸镀阴极层于电子传输层上，得到量子点发光二极管。
通过两种空穴传输材料混合作为空穴传输层，提高了空穴注入效率，通过聚乙烯吡咯烷酮掺杂ZnO作为电子传输层降低电子注入，提高空穴注入的同时降低电子注入使得发光层中载流子更加平衡，从而提升器件性能。
具体实施例：
阳极层采用ITO
空穴注入层采用的材料为PEDOT：PSS。空穴传输层采用的材料为CBP-V和TFB。量子点薄膜采用的材料为ZnCdS/ZnS。电子传输层采用的材料为ZnO和聚乙烯吡咯烷酮。阴极层采用的材料为Al。
量子点发光二极管的制备方法如下：
步骤1：旋涂空穴注入层PEDOT：PSS于阳极ITO上，然后140℃退火15min成型；
步骤2：用甲苯分散CBP-V和TFB，按照TFB比例为10％、20％、30％、40％将其与CBP-V混合，将混合材料旋涂于空穴注入层上，在手套箱中240℃退火30min成型；
步骤3：在手套箱中旋涂量子点薄膜于空穴传输层上，并100℃退火5min成型；
步骤4：用乙醇分散电子传输材料ZnO和聚乙烯吡咯烷酮，按照不同的比例掺杂，在手套箱中旋涂电子传输层于量子点薄膜上，并120℃退火20min成型；
步骤5：在真空度为6*10-4pa的条件下蒸镀阴极层于电子传输层上。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，其特征在于，包括：由下至上依次设置的阳极层、空穴注入层，空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极层；所述空穴传输层的材料为两种空穴传输材料的混合；所述电子传输层的材料为聚合物掺杂电子传输材料。
2.根据权利要求1所述的电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，其特征在于，所述阳极的材料为ITO或IZO。
3.根据权利要求1所述的电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入层的材料为PEDOT：PSS、MoO3、PMA或TPA。
4.根据权利要求1所述的电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴传输层的材料为深HOMO能级的空穴传输材料与高空穴迁移率的空穴传输材料的混合；所述深HOMO能级的空穴传输材料为CBP-V、CBP或PVK；所述高空穴迁移率的空穴传输材料为poly-TPD或TFB。
5.根据权利要求1所述的电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，其特征在于，所述量子点发光层的材料为CdS或CdSe。
6.根据权利要求1所述的电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，其特征在于，电子传输材料为ZnO或ZnMgO；所述聚合物为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。
7.根据权利要求1所述的电荷传输层掺杂的量子点发光二极管，其特征在于，所述阴极层的材料为Al、Ag或Au。
8.一种电荷传输层掺杂的量子点发光二极管制备方法，其特征在于，包括：
涂空穴注入层于阳极上，退火成型；
用同一种溶剂分散两种空穴传输材料，按照不同的比例混合，将混合材料旋涂于空穴注入层上，退火成型；
旋涂量子点薄膜于空穴传输层上，退火成型；
用同一种溶剂分散电子传输材料和聚合物，按照不同的比例掺杂，旋涂电子传输层于量子点薄膜上，退火成型；
蒸镀阴极层于电子传输层上，得到量子点发光二极管。
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