CN114023892A - 电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种电致发光器件及其制备方法，电致发光器件包括依次叠层设置的阳极、空穴功能层、量子点发光层、电子功能层以及阴极，其中，量子点发光层中掺杂有载流子传输材料；通过在量子点发光层中掺杂载流子传输材料，一方面载流子传输材料可改善量子点发光材料的导电性，促进载流子的注入和传输，另一方面p型、n型传输材料与量子点发光材料混合形成微小p‑i‑n型异质结，能够提高载流子的复合几率，提高电致发光器件的发光量子效率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种电致发光器件及其制备方法。
背景技术
量子点发光材料具有发光波长可调、量子效率高、色纯度高等优异的光电性能，因而，量子点发光二极管(QLED，Quantum Dot Light Emitting Diodes)在光电显示领域具有广阔的应用前景。然而由于量子点表面的有机长链配体的绝缘性会导致一系列的问题，具体如下：量子点表面的配体会阻碍载流子在量子点发光膜层中的运输，增加器件的注入势垒；载流子在电子功能层与量子点发光膜层界面以及在空穴功能层与量子点发光膜层界面积累，发生猝灭，降低发光效率。
现有技术中常用于提高量子点导电性的方法包括洗配体法和导电配合物法均存在一定的问题：洗配体法中，难以控制保留配体的数量，配体保留过多导致效果不佳，保留配体过少，量子点稳定性差；导电配合物法中，合适的配合物较少，合成工艺复杂。
综上，现有的量子点发光膜层的导电性有待于提高。
发明内容
本发明实施例提供一种电致发光器件，以解决现有的电致发光器件中，载流子在电子功能层与量子点发光膜层界面以及在空穴功能层与量子点发光膜层界面积累，发生猝灭，导致QLED发光效率降低的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明实施例提供一种电致发光器件，包括：
依次叠层设置的阳极、空穴功能层、量子点发光层、电子功能层以及阴极其中，所述量子点发光层中掺杂有载流子传输材料。
在本发明的一些实施例中，所述量子点发光层包括量子点发光材料，所述载流子传输材料与所述量子点发光材料的质量比为0.1％～2％。
在本发明的一些实施例中，所述载流子传输材料包括空穴传输材料和电子传输材料中的至少一种。
在本发明的一些实施例中，所述载流子传输材料包括空穴传输材料和电子传输材料，所述空穴传输材料和所述电子传输材料的掺杂质量比值为0.1～10。
在本发明的一些实施例中，所述载流子传输材料包括空穴传输材料和电子传输材料，所述量子点发光层包括量子点发光材料，所述量子点发光材料与所述载流子传输材料形成p-i-n异质结。
在本发明的一些实施例中，所述量子点发光层包括量子点发光材料，所述载流子传输材料的导带/价带与所述量子点发光材料的导带/价带形成的带阶为0.1～0.5eV。
在本发明的一些实施例中，所述空穴功能层包括空穴注入层，所述电子功能层包括电子注入层，所述空穴注入层与所述量子点发光层的一侧表面直接接触，所述电子注入层与所述量子点发光层的另一侧表面直接接触。
在本发明的一些实施例中，所述空穴功能层包括叠层的空穴注入层、空穴传输层，所述电子功能层包括叠层的电子传输层和电子注入层，所述空穴传输层与所述量子点发光层的一侧表面直接接触，所述电子传输层与所述量子点发光层的另一侧表面直接接触。
在本发明的一些实施例中，所述载流子传输材料包括CBP、TFB、Poly-TBD、PFO、TPBi、Bphen、B3PYMPM中的至少一种。
本发明实施例还提供上述实施例中的电致发光器件的制备方法，包括：
S10，将载流子传输材料分散于第一有机溶剂中，混合均匀至形成第一溶液；
S20，将量子点发光材料溶于第二有机溶剂中，混合均匀至形成第二溶液；
S30，将所述第一溶液和所述第二溶液混合，形成混合溶液；
S40，将所述混合溶液涂布于一制备有阳极和空穴功能层的基板上，形成量子点发光层；
S50，在所述量子点发光层上依次制备电子功能层和阴极。
本发明的有益效果为：本发明实施例提供一种电致发光器件及其制备方法，电致发光器件包括依次叠层设置的阳极、空穴功能层、量子点发光层、电子功能层以及阴极，量子点发光层中掺杂有载流子传输材料，一方面载流子传输材料可改善量子点发光材料的导电性，促进载流子的注入和传输，另一方面p型、n型传输材料与量子点发光材料混合形成微小p-i-n型异质结，能够提高载流子的复合几率，提高电致发光器件的发光量子效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电致发光器件的膜层叠构示意图；
图2为本发明实施例提供的电致发光器件的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，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。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明针对现有的电致发光器件，由于载流子在电子功能层与量子点发光层界面、以及在空穴功能层与量子点发光层界面会积累，发生猝灭，导致电致发光器件发光效率低的技术问题，提出本实施例以克服该缺陷。
请参阅图1，本发明实施例提供一种电致发光器件100，所述电致发光器件100包括一侧层叠设置的阳极20、空穴功能层30、量子点发光层40、电子功能层50以及阴极60。所述电致发光器件100可为顶发光器件，也可为底发光器件，所述阳极20设置于一基板10上，所述空穴功能层30设置于所述阳极20上，所述量子点发光层40设置于所述空穴功能层30上，所述电子功能层50设置于所述量子点发光层40上，所述阴极60设置于所述电子功能层50上。
在本发明的实施例中，所述基板10可为玻璃基板，所述阳极20可为透明的ITO(Indium tin oxide,氧化铟锡)电极，所述阴极60可为铝电极。
由于现有技术中，量子点发光层40表面的有机长链配体的绝缘性会导致载流子(空穴、电子)在量子点发光层40与空穴功能层30之间的界面、以及在量子点发光层40与电子功能层50之间的界面积累，发生猝灭。本发明实施例在量子点发光层40中掺杂载流子传输材料，可改变量子点发光层40的导电性能，但不会改变量子点发光层40的发光特性，可增加载流子的扩散通道数，促进载流子在量子点发光层40中的扩散，有效减少载流子在上述界面积累而发生猝灭。本发明实施例提及的“掺杂”指的是在某种膜层材料中混入另外一种材料，混入的材料不会改变原来的膜层材料的晶体结构，因此本发明实施例掺杂的载流子传输材料不会进入到量子点发光层40的量子点发光材料的晶体结构中去。
所述载流子传输材料包括空穴传输材料和电子传输材料中的至少一种，在本发明的实施例中，所述载流子传输材料同时包括空穴传输材料和电子传输材料，所述空穴传输材料可为P型有机传输材料，所述电子传输材料可为N型有机传输材料。P型有机传输材料有利于运输空穴，N型有机传输材料有利于运输电子，空穴经空穴功能层30运输至量子点发光层40中的量子点发光材料或空穴传输材料，电子经电子功能层50运输至量子点发光层40中的量子点发光材料或电子传输材料，增加了载流子在量子点发光层40中的扩散通道数量。
在所述量子点发光层40中，由于增加了载流子传输材料与所述量子点发光材料的接触面积，所述量子点发光材料与所述空穴传输材料以及所述电子传输材料之间形成p-i-n异质结，无数微小的p-i-n异质结可有效提高空穴、电子在量子点发光层50中的复合几率，从而达到提高电致发光器件的量子点效率。
具体地，所述载流子传输材料与所述量子点发光材料的质量比为0.1％～2％，在此范围内，可有效改善量子点发光效率。掺杂载流子传输材料不能过多，否则会将本身为半导体的量子点发光层40变为导电膜层，导致电致发光器件无法发光。
进一步地，所述载流子传输材料同时包括空穴传输材料和电子传输材料时，所述空穴传输材料和所述电子传输材料的掺杂质量比值为0.1～10，可有效改善空穴、电子在量子点发光层40中的注入与传输。
一方面，所述载流子传输材料的选取主要是满足载流子的传输能力，能够有效地运输载流子；另一方面可根据载流子传输材料的导带/价带与量子点发光材料的导带/价带形成的带阶大小来选取，所述载流子传输材料的导带/价带与所述量子点发光材料的导带/价带形成的带阶为0.1～0.5eV，有助于空穴、电子在量子点发光层40中的复合。
所述载流子传输材料包括CBP(4,4'-二(9-咔唑)联苯)、TFB(聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺))、Poly-TBD、PFO(聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基))、TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)、Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)、B3PYMPM(4,6-双(3,5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶)中的至少一种。其中，CBP、TFB、Poly-TBD、PFO可作为空穴传输材料，TPBi、Bphen、B3PYMPM可为电子传输材料。在本发明实施例中，在所述量子点发光层40中同时掺杂有空穴传输材料和电子传输材料，掺杂的空穴传输材料可为CBP，掺杂的电子传输材料可为TPBi。
在本发明的实施例中，所述空穴功能层30包括空穴注入层，所述电子功能层50包括电子注入层，所述空穴注入层与所述量子点发光层40的一侧表面直接接触，所述电子注入层与所述量子点发光层40的另一侧表面直接接触。
在本发明的实施例中，所述空穴注入层可为PEDOT:PSS材料，所述电子注入层可为ZnO材料。
在其他实施例中，所述空穴功能层30还包括空穴传输层，所述电子功能层50还包括电子传输层，以提高载流子在到达量子点发光层40之前的运输能力。具体地，所述空穴功能层30包括叠层的空穴注入层、空穴传输层，所述电子功能层50包括叠层的电子传输层和电子注入层，所述空穴传输层与所述量子点发光层40的一侧表面直接接触，所述电子传输层与所述量子点发光层40的另一侧表面直接接触。
请参阅图2，本发明实施例还提供一种上述实施例中的电致发光器件100的制备方法，包括S10，将载流子传输材料分散于第一有机溶剂中，混合均匀至形成第一溶液；S20，将量子点发光材料溶于第二有机溶剂中，混合均匀至形成第二溶液；S30，将所述第一溶液和所述第二溶液混合，形成混合溶液；S40，将所述混合溶液涂布于一制备有阳极20和空穴功能层30的基板10上，形成量子点发光层40。
具体地，所述载流子传输材料可选取CBP和TPBi材料，将CBP和TPBi同时分散于所述第一有机溶剂中，经过超声振荡以使得载流子传输材料充分溶解、混合均匀。
其中，所述第一有机溶剂可为非极性溶剂，所述第一有机溶剂包括己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、环己烷中的至少一种。所述载流子传输材料占所述第一溶液的质量分数为0.1％～5％，在此范围内，所述载流子传输材料具有较好的溶解度。
在本发明的实施例中，所述第二有机溶剂与第一有机溶剂的材料选择保持一致，有利于增大第一溶液和第二溶液混合的均匀性。
将第一溶液和第二溶液混合时，同样用超声振荡，使溶液中的溶质充分扩散，之后利用0.45um的PET滤膜过滤混合溶液，以去除大颗粒。所述第一溶液和第二溶液按不同比例混合，混合时，需保证两种溶液中的载流子传输材料与量子点发光材料的质量配比为0.1％～2％即可。
在制备有阳极20、空穴注入层(和空穴传输层)的基板10上依次旋涂或蒸镀混合溶液，再经过烘烤等工艺，形成量子点发光层40，所述第一溶剂和所述第二溶剂会在形成量子点发光层40的过程中挥发掉，不会对量子点发光层40的发光效率造成影响。
之后，在所述量子点发光层40上依次制备电子功能层50和阴极60，所述电子功能层50包括电子注入层，在其他实施例中，所述电子功能层50还可进一步包括形成在所述电子注入层上的电子传输层。
综上，本发明实施例提供一种电致发光器件及其制备方法，包括依次叠层设置的阳极20、空穴功能层30、量子点发光层40、电子功能层50以及阴极60，量子点发光层中掺杂有载流子传输材料，一方面载流子传输材料可改善量子点发光材料的导电性，促进载流子的注入和传输，另一方面p型、n型传输材料与量子点发光材料混合形成微小p-i-n型异质结，能够提高载流子的复合几率，提高电致发光器件的发光量子效率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例所提供的一种电致发光器件及其制备方法进行了详细介绍，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技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电致发光器件，其特征在于，包括：
依次叠层设置的阳极、空穴功能层、量子点发光层、电子功能层以及阴极；其中，
所述量子点发光层中掺杂有载流子传输材料。
2.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述量子点发光层包括量子点发光材料，所述载流子传输材料与所述量子点发光材料的质量比为0.1％～2％。
3.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述载流子传输材料包括空穴传输材料和电子传输材料中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的电致发光器件，其特征在于，所述载流子传输材料包括空穴传输材料和电子传输材料，所述空穴传输材料和所述电子传输材料的掺杂质量比值为0.1～10。
5.根据权利要求3所述的电致发光器件，其特征在于，所述载流子传输材料包括空穴传输材料和电子传输材料，所述量子点发光层包括量子点发光材料，所述量子点发光材料、所述空穴传输材料和所述电子传输材料之间形成p-i-n异质结。
6.根据权利要求3所述的电致发光器件，其特征在于，所述量子点发光层包括量子点发光材料，所述载流子传输材料的导带/价带与所述量子点发光材料的导带/价带形成的带阶为0.1～0.5eV。
7.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述空穴功能层包括空穴注入层，所述电子功能层包括电子注入层，所述空穴注入层与所述量子点发光层的一侧表面直接接触，所述电子注入层与所述量子点发光层的另一侧表面直接接触。
8.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述空穴功能层包括叠层的空穴注入层、空穴传输层，所述电子功能层包括叠层的电子传输层和电子注入层，所述空穴传输层与所述量子点发光层的一侧表面直接接触，所述电子传输层与所述量子点发光层的另一侧表面直接接触。
9.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于，所述载流子传输材料包括CBP、TFB、Poly-TBD、PFO、TPBi、Bphen、B3PYMPM中的至少一种。
10.一种电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括：
S10，将载流子传输材料分散于第一有机溶剂中，混合均匀至形成第一溶液；
S20，将量子点发光材料溶于第二有机溶剂中，混合均匀至形成第二溶液；
S30，将所述第一溶液和所述第二溶液混合，形成混合溶液；
S40，将所述混合溶液涂布于一制备有阳极和空穴功能层的基板上，形成量子点发光层；
S50，在所述量子点发光层上依次制备电子功能层和阴极。
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