一種白光量子點發光二極管及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種白光量子點發光二極管及其制備方法，白光量子點發光二極管器件，包括基底上形成的陰極、空穴傳輸層，量子點發光層，無機納米顆粒發光層和陽極電極，空穴傳輸層厚10-50nm,量子點發光層厚5-30nm,無機顆粒發光層厚5-40nm。首先在透明導電玻璃基板上制備空穴傳輸層，并在氮氣環境下燒結，然后將量子點層制備于空穴傳輸層之上，量子點發光層與空穴傳輸層共同在氮氣環境下燒結，接著將無機納米顆粒發光層制備于量子點發光層之上，在氧氣中燒結0-40分鐘，最后制備陽極電極。該二極管可以提高電子與空穴的注入率，增加器件的發光效率，同時在器件內部進行能量轉化。
【專利說明】一種白光量子點發光二極管及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于量子點發光二極管器件領域，具體涉及一種白光量子點發光二極管及其制備方法。
[0002]【背景技術】
量子點發光二極管(QD-LED)是使用量子點材料作為發光層應用到有機或聚合物電致發光器件中的一種新型顯示器件。由于量子點的發射光譜半峰寬狹窄，并且隨著量子點尺寸大小的改變，光譜范圍也會發生位移，因而QD-LED器件不僅發光效率高，而且發光范圍可覆蓋整個可見光譜范圍。因而，近幾年來，QD-LED器件的研究受到國內外研究小組的廣泛關注。
[0003]白光量子點發光二極管器件報導的比較少，主要結構一種是采用三基色量子點發光，即選用紅、綠、藍量子點作為三基色混合發光為白色，其中藍色量子點需要控制量子點的尺寸在I nm左右，因而對量子點的制備帶來較大的難度；第二種采用藍色熒光粉作為基底，結合黃色量子點發光，與藍色熒光粉激發共同作用產生白光。本發明使用同一量子點發光二極管器件，米用兩種發光層，發出藍色和黃色光，結合產生白光的機理。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是設計一種雙發光層的白光量子點發光二極管。
[0005]本發明的另一目的是提供一種雙發光層的白光量子點發光二極管的制備方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
白光量子點發光二極管器件，包括基底上形成的陰極、空穴傳輸層，量子點發光層，無機納米顆粒發光層和陽極電極，空穴傳輸層厚10-50 nm,量子點發光層厚5_30 nm,無機顆粒發光層厚5-40 nm，所述的量子點發光二極管器件發光顏色隨電壓可調，在一定電壓驅動下，量子點發光二極管中的無機納米顆粒電致發光產生藍色，取代通用白光器件中藍色熒光粉的芯片發出的藍光，與器件中發光極量子點層由電致發光產生的黃光形成互補色，形成白光發光。
[0007]利用無機納米顆粒發出的藍光與量子點光致發光產生的黃光混合，形成白光發光，其發光顏色在不同的電壓下具有可調性，所述的無機納米顆粒發光層中的無機納米顆粒包括ZnO、Ti02、SnO2以及兩種納米顆粒組成的復合納米結構。
[0008]所述的白光量子點發光二極管器件的制備方法，包括如下步驟:1)在透明導電玻璃基板上制備空穴傳輸層，并在氮氣環境下燒結0-40分鐘，燒結溫度100 — 200度；
2)將量子點層制備于空穴傳輸層之上，量子點發光層與空穴傳輸層共同在氮氣環境下燒結0-40分鐘，燒結溫度60-200度；
3)將無機納米顆粒發光層制備于量子點發光層之上，然后在氧氣中燒結0-40分鐘，燒結溫度60-200 V ；
4)最后制備陽極電極，電極材料為鋁、銀、金中的一種或幾種。
[0009]所述量子點為核殼結構，核為硫化鎘、硒化鎘、締化鎘、硫化鉛、硒化鉛中的一種或者幾種，殼為硫化鋅、硒化鋅中的一種。
[0010]所述的無機納米顆粒層即是發光層，又是電子傳輸層。
[0011]器件的發光顏色隨著電壓具有可調性，先是量子點電致發光，發光波長范圍560-600 nm;接著是量子點和無機納米顆粒同時發光，互補形成白色，發光波長范圍400-650 nm，最后是單獨無機納米顆粒發光，發光顏色范圍400-480 nm。
有益效果:
此種白光量子點發光二極管可以提高電子與空穴的注入率，增加器件的發光效率。同時在器件內部進行能量轉化，采用雙層發光層發出兩種顏色的光，發光顏色隨電壓可調，白光的色溫隨著量子點可調波長而改變，同時，無機層對空氣和水氣的遮擋，提高了器件的應用壽命等性能。開啟電壓為2 V，發光顏色為黃色；當電壓高于5 V時，發光顏色由黃色變為白色，發光亮度大于400 cd/m2,器件工作壽命大于200小時。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是白光量子點發光二極管結構示意圖，其中:1——陰極，2——空穴傳輸層，3—量子點發光層，4——無機納米顆粒發光層，5——陽極；
【具體實施方式】:
實施例1:
白光量子點發光二極管器件，如圖1所示，包括基底上形成的陰極1、空穴傳輸層2，量子點發光層3，無機納米顆粒發光層4和陽極電極5，陰極置于底層，由下至上分別是空穴傳輸層，量子點發光層，無機納米顆粒發光層和陽極，其中空穴傳輸層厚20nm，量子點發光層厚30nm，無機顆粒發光層厚40nm，所述的量子點發光二極管器件發光顏色隨電壓可調，在10 V電壓驅動下，量子點發光二極管中的無機納米顆粒電致發光產生藍色，取代通用白光器件中藍色熒光粉的芯片發出的藍光，與器件中發光極量子點層由電致發光產生的黃光形成互補色，形成白光發光。
[0013]上述白光量子點發光二極管器件的制備方法，包括如下步驟:
(I)在透明導電玻璃基板上制備空穴傳輸層TFB,并在氮氣環境下燒結20分鐘,燒結溫度150度。
[0014](2)將量子點層制備于空穴傳輸層之上，量子點為核殼結構，核為硒化鎘，殼為硫化鋅。量子點層制備之后在氮氣環境下燒結20分鐘，燒結溫度200度。
[0015](3)將Zn0/Ti02復合納米顆粒層制備于量子點層之上，將無機納米顆粒發光層在氧氣中燒結20分鐘，燒結溫度200 °C。
[0016](4)最后制備陽極電極，電極材料為鋁。
[0017]開啟電壓為2 V，發光顏色為黃色；當電壓10 V時，發光顏色由黃色變為白色，發光亮度大于400 cd/m2,器件工作壽命大于200小時。
[0018]實施例2
白光量子點發光二極管器件，包括基底上形成的陰極、空穴傳輸層，量子點發光層，無機納米顆粒發光層和陽極電極，其中空穴傳輸層厚50nm，量子點發光層厚20nm，無機顆粒發光層厚30nm，所述的量子點發光二極管器件發光顏色隨電壓可調，在11 V電壓驅動下，量子點發光二極管中的無機納米顆粒電致發光產生藍色，取代通用白光器件中藍色熒光粉的芯片發出的藍光，與器件中發光極量子點層由電致發光產生的黃光形成互補色，形成白光發光。
[0019]上述白光量子點發光二極管器件的制備方法，包括如下步驟:
(I)在透明導電玻璃基板上制備空穴傳輸層TFB，燒結時間15鐘，燒結溫度200度。
[0020](2)將量子點層制備于空穴傳輸層之上，量子點為核殼結構，核為硫化鎘，殼為硫化鋅。
[0021](3)將Zn0/Sn02復合納米顆粒層制備于量子點層之上
(4)最后制備陽極電極，電極材料為銀。
[0022]開啟電壓為2 V，發光顏色為黃色；當電壓IlV時，發光顏色由黃色變為白色，發光亮度大于400 cd/m2,器件工作壽命大于200小時。
[0023]實施例3
白光量子點發光二極管器件，包括基底上形成的陰極、空穴傳輸層，量子點發光層，無機納米顆粒發光層和陽極電極，其中空穴傳輸層厚10 nm,量子點發光層厚30 nm,無機顆粒發光層厚40nm，所述的量子點發光二極管器件發光顏色隨電壓可調，在9 V電壓驅動下，量子點發光二極管中的無機納米顆粒電致發光產生藍色，取代通用白光器件中藍色熒光粉的芯片發出的藍光，與器件中發光極量子點層由電致發光產生的黃光形成互補色，形成白光發光。
[0024]上述白光量子點發光二極管器件的制備方法，包括如下步驟:
(I)在透明導電玻璃基板上制備空穴傳輸層TFB,并在氮氣環境下燒結40分鐘,燒結溫度100度。
[0025](2)將量子點層制備于空穴傳輸層之上,量子點為核殼結構，核為締化鎘，殼為硫化鋅。量子點層制備之后在氮氣環境下燒結40分鐘，燒結溫度60度。
[0026](3)將1102/51102復合納米顆粒層制備于量子點層之上，將無機納米顆粒發光層在氧氣中燒結40分鐘，燒結溫度60度。
[0027](4)最后制備陽極電極，電極材料為鋁。
[0028]開啟電壓為2 V，發光顏色為黃色；當電壓9 V時，發光顏色由黃色變為白色，發光亮度大于400 cd/m2,器件工作壽命大于200小時。
【權利要求】
1.白光量子點發光二極管器件，包括基底上形成的陰極(I)、空穴傳輸層(2)，量子點發光層(3)，無機納米顆粒發光層(4)和陽極(5)，其特征在于:空穴傳輸層(2)厚10-50 nm,量子點發光層(3)厚5-30 nm,無機顆粒發光層(4)厚5_40 nm。
2.如權利要求1所述的白光量子點發光二極管器件，其特征在于:所述的無機納米顆粒發光層中的無機納米顆粒包括ZnO、TiO2, SnO2以及兩種納米顆粒組成的復合納米結構。
3.權利要求1所述的白光量子點發光二極管器件的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)在透明導電玻璃基板上制備空穴傳輸層，并在氮氣環境下燒結0-40分鐘,燒結溫度100 — 200 度； 2)將量子點層制備于空穴傳輸層之上，量子點發光層與空穴傳輸層共同在氮氣環境下燒結0-40分鐘，燒結溫度60-200度； 3)將無機納米顆粒發光層制備于量子點發光層之上，然后在氧氣中燒結0-40分鐘，燒結溫度60-200 V ； 4)最后制備陽極電極，電極材料為鋁、銀、金中的一種或幾種。
4.權利要求3所述的白光量子點發光二極管器件的制備方法，其特征在于:所述量子點發光層中量子點為核殼結構，核為硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、硫化鉛、硒化鉛中的一種或者幾種，殼為硫化鋅、硒化鋅中的一種。
5.權利要求3所述的白光量子點發光二極管器件的制備方法，其特征在于:所述無機納米顆粒發光層中的無機納米顆粒包括ZnO、Ti02、SnO2以及兩種納米顆粒組成的復合納米結構。
【文檔編號】H01L51/50GK103441220SQ201310419663
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】陳靜, 雷威, 張曉兵 申請人:東南大學