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一种无机化物量子点发光二极管

阅读:689发布:2021-08-26

专利汇可以提供一种无机化物量子点发光二极管专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种无机 氧 化物 量子点 发光 二极管 及其制备方法。该无极氧化物量子点 发光二极管 包括相邻设置的 阳极 、空穴传输层、量子点 发光层 、 电子 传输层、 阴极 ,其中空穴传输层和电子传输层均由无机 半导体 材料组成,对于所述空穴传输层的无机半导体材料可以通过调控 退火 温度 控制其中的氧离子空位数量,少量的氧离子空位有类似于N型掺杂的效果,可以大幅度提高空穴的注入和传输。本发明使得量子点发光二极管能够长期稳定工作,改善了器件中空穴和电子的注入和传输速率,尤其是空穴的注入效率,平衡了电子和空穴的数量,提高了量子点发光二极管的外 量子效率 。,下面是一种无机化物量子点发光二极管专利的具体信息内容。

1.一种无机化物量子点发光二极管,其特征在于,包括相邻设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层电子传输层、阴极,其中空穴注入层和电子传输层均由无机半导体金属氧化物组成。
2.根据权利要求1所述无机氧化物量子点发光二极管,其特征在于,所述电子传输层的材料为氧化锌或二氧化
3.根据权利要求1所述无机氧化物量子点发光二极管,其特征在于,所述量子点发光层为Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族的红色或绿色或蓝色的核壳量子点,厚度为20 50nm。
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4.根据权利要求1所述无机氧化物量子点发光二极管,其特征在于,所述空穴传输层选自PVK、TPD、poly-TPD、TFB、CBP、TCTA、NPB中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述无机氧化物量子点发光二极管,其特征在于,所述空穴注入层的材料为氧化钼或氧化,材料必须存在少量的氧离子空位,形成类似于P型掺杂的效果。
6.根据权利要求1所述无机氧化物量子点发光二极管,其特征在于,所述空穴注入层的无机半导体金属氧化物材料中的氧离子空位数量可以通过退火温度调控。
7.氧化钼或氧化钒无机半导体金属氧化物制备方法:
1)将氧化钼或氧化钒与过氧化氢反应;
2)添加乙醇溶液作为缓冲剂,控制反应速度。
8.一种无机氧化物量子点发光二极管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、准备一衬底;
B、在所述衬底上制作阳极;
C、在所述阳极上沉积空穴注入层,并通过退火处理形成氧离子空位;
D、在所述阳极上沉积空穴传输层;
E、在所述空穴传输层上沉积量子点发光层;
F、在所述量子点发光层上沉积电子传输层;
G、在所述电子传输层上沉积阴极;
其中空穴注入层和电子传输层均由无机半导体金属氧化物组成,对于所述空穴传输层的无机半导体金属氧化物可以通过调控退火温度控制其中的氧离子空位数量,少量的氧离子空位有类似于P掺杂的效果,可以大幅度提高空穴的注入和传输。
9.根据权利要求8所述的无机氧化物量子点发光二极管的制备方法,其特征在于,所述空穴注入层及电子传输层使用纳米粒子,并且由热法、溶胶凝胶以及离子交换法中的一种或者多种方法制备。
10.根据权利要求8所述的无机氧化物量子点发光二极管的制备方法,其特征在于,所述空穴注入层及电子传输层均由旋涂、印刷或者喷墨打印。

说明书全文

一种无机化物量子点发光二极管

技术领域

[0001] 本发明涉及量子点发光二极管领域,尤其涉及一种无机氧化物量子点发光二极管及其制备方法。

背景技术

[0002] PEDOT:PSS常被用作电致发光器件或者有机太阳能电池的的空穴注入层,其拥有优良的导电性,能以溶液的形式进行旋涂、印刷或者喷墨形成导电薄膜。但是PEDOT:PSS的水溶液PH一般在1左右,容易对常用的ITO透明电极表面造成腐蚀,而且PEDOT:PSS薄膜的吸湿性,会严重影响器件的工作寿命。一些过渡金属氧化物是很好的P型半导体,可以在器件中作为空穴注入层替代PEDOT:PSS。一般来说,这些无机半导体金属氧化物都具有良好的稳定性,可以稳定器件在空气中长期工作,而较低的价带能使这些无机半导体金属氧化物与量子点发生能级匹配,从而提高空穴从阳极到量子点发光层的注入效率。
[0003] 但是由于电子和空穴传输层的载流子传输效率不同,量子点发光二极管中的电子数量往往是空穴的数量的2 3个数量级,从而导致电子在量子点发光层中堆积,过多的电子~将造成量子点充电及非辐射复合的发生。因此仍需要提高空穴的注入平衡电子数量。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种无机氧化物量子点发光二极管及其制备方法,本发明使得量子点发光二极管能够长期稳定工作,并且提高了外量子效率
[0005] 本发明的技术方案如下:一种无机氧化物量子点发光二极管,包括相邻设置的阳极、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、阴极,其中空穴注入层和电子传输层均由无机半导体金属氧化物组成。
[0006] 进一步地,所述电子传输层的材料为氧化锌或二氧化
[0007] 进一步地,所述量子点发光层为Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族的红色或绿色或蓝色的核壳量子点,厚度为20 50nm。~
[0008] 进一步地,所述空穴传输层选自PVK、TPD、poly-TPD、TFB、CBP、TCTA、NPB中的一种或者多种。
[0009] 进一步地,所述空穴注入层的材料为氧化钼或氧化,材料必须存在少量的氧离子空位,形成类似于P型掺杂的效果。
[0010] 进一步地,所述空穴注入层的无机半导体金属氧化物材料必须存在少量的氧离子空位,形成类似于P型掺杂的效果。
[0011] 进一步地,所述空穴注入层的无机半导体金属氧化物材料中的氧离子空位数量可以通过退火温度调控。
[0012] 进一步地,所述氧化钼或氧化钒无机半导体金属氧化物制备方法:1)将钼粉或钒粉与过氧化氢反应;
2)添加乙醇溶液作为缓冲剂,控制反应速度。
[0013] 一种无机氧化物量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:A、准备一衬底;
B、在所述衬底上制作阳极;
C、在所述阳极上沉积空穴注入层,并通过退火处理形成氧离子空位;
D、在所述阳极上沉积空穴传输层;
E、在所述空穴传输层上沉积量子点发光层;
F、在所述量子点发光层上沉积电子传输层;
G、在所述电子传输层上沉积阴极。
[0014] 其中空穴注入层和电子传输层均由无机半导体金属氧化物组成,对于所述空穴传输层的无机半导体金属氧化物可以通过调控退火温度控制其中的氧离子空位数量,少量的氧离子空位有类似于P型掺杂的效果,可以大幅度提高空穴的注入和传输。
[0015] 进一步地,所述空穴注入层及电子传输层使用纳米粒子,并且由水热法、溶胶凝胶以及离子交换法中的一种或者多种方法制备。
[0016] 进一步地,所述空穴注入层及电子传输层均由旋涂、印刷或者喷墨打印方式制作。
[0017] 有益结果:本发明制备氧化钼或氧化钒方法简单,在低温常态下就能制得多价态的金属氧化物,而乙醇提供的H+可以使得金属氧化物轻易分散在醇类溶剂中,容易加工成膜。形成多价态的金属阳离子意味着氧空位的存在,少量的氧离子空位有类似于P型掺杂的效果,而退火处理可以控制氧空位的数量,调控空穴的注入速度。利用金属氧化物作为电荷传输材料,使得量子点发光二极管能够长期稳定工作,改善了器件中空穴和电子的注入和传输速率,尤其是空穴的注入效率,平衡了电子和空穴的数量,提高了量子点发光二极管的外量子效率附图说明
[0018] 图1为本发明一种无机氧化物量子点发光二极管的结构示意图;图2为实施例1的无机氧化物量子点发光二极管的电流密度示意图;
图3为实施例1的无机氧化物量子点发光二极管的亮度示意图;
图4为实施例1的无机氧化物量子点发光二极管的外量子效率示意图。

具体实施方式

[0019] 本发明提供一种无机氧化物量子点发光二极管及其制备方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下结合具体实施例进一步阐述说明。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。
[0020] 实施例1衬底及阳极采用商用ITO透明导电玻璃。经清洗液、去离子水、丙和异丙醇连续各清洗15min后,在紫外臭氧清洗机中处理20min,然后转移入手套箱(O2<1ppm,H2O<1ppm)进行旋涂。
[0021] 在清洗后的ITO透明导电玻璃上,以3000转/分钟转速旋涂纳米氧化钼,旋涂时间为50s,旋涂完成后在150℃下退火处理30min,形成10nm的空穴注入层。
[0022] 在氧化钼层上继续旋涂8mg/ml的poly-TPD的氯苯溶液,3000转/分钟的转速旋涂旋涂30s,完成后在150℃下退火30min,形成30nm的空穴注入层。作为空穴传输层,poly-TPD具有优异的空穴传输能
[0023] 15mg/ml的CdSe/CdS量子点正己烷溶液旋涂在空穴传输层上,完成后在手套箱中放置30min,已达到充分挥发溶剂的目的。
[0024] 在量子点发光层表面旋涂20mg/mL的粒径为20nm的氧化锌颗粒的乙醇溶液,随后在80℃烘干30min,得到厚度为50nm的电子传输层。
[0025] 在真空度为4×10-6mbar蒸箱中,在电子传输层表面蒸镀电极,银电极厚度为100nm,得到如图1所示的无机量子点发光二极管。
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