[发明专利]一种改善量子点发光二极管寿命的方法

说明书

技术领域

本发明属于电致发光器件领域，涉及到一种使用“巨壳型”量子点为发光层来改善量子点发光器件的发光性能和寿命的新方法。

背景技术

半导体荧光量子点具有量子产率高、单色性好、色彩随尺寸可调的良好特性。这些特点使得以量子点为发光层的发光二极管（QD-LED）在固态照明、平板显示等领域的应用受到越来越多的关注。在以往的文献报道中，QD-LED的组装通常使用壳层厚度小于3 nm的量子点（这种量子点我们称为“薄壳型”量子点），虽然这种量子点的荧光量子产率能够达到60%甚至100%，而且此类QD-LED的发光效率已经基本接近有机发光二极管（OLED）的水平，但是“薄壳型”量子点依然存在一定的缺陷，如不能有效地抑制荧光闪烁，抗光漂白的能力弱，并且在量子点的纯化过程中表面配体的缺失会使量子产率有一定程度的下降等。这些缺陷限制了QD-LED器件寿命的进一步提高，从而阻碍了QD-LED的商业化应用。本发明的主要特点是针对“薄壳型”量子点发光层的缺点提出有效的改良措施，从而进一步改善QD-LED器件的寿命。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供了一种改善量子点发光二极管寿命的方法，该方法使用“巨壳型”量子点作为发光层，可以有效改善量子点发光器件的发光性能和寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改善量子点发光二极管寿命的方法，其作为发光层的量子点的壳和核体积比大于60：1。

具体的，所选用量子点的核和壳层材料均为II-VI族材料，可以为CdSe/ZnS、CdSe/ZnCdS/ZnS、CdSe/CdS、ZnCdSe/ZnS或ZnCdSe/ZnSe/ZnS等。即壳层材料可以是单独的ZnS、或CdS；也可由ZnCdS与ZnS、或ZnSe与ZnS等复合而成。以CdSe/ZnS为例，CdSe为核层材料，ZnS为壳层材料；以CdSe/ZnCdS/ZnS为例，CdSe为核层材料，壳层材料由ZnCdS和ZnS复合而成，此种表述方式为本领域常规方式，故此不再一一赘述。上述的量子点合成所需核和壳层材料可以购买普通市售产品，也可以采用现有方法制备获得。

上述改善量子点发光二极管寿命的方法，具体包括以下步骤：在ITO玻璃上以2000－6000转/分钟的转速旋涂或以2－3nm/s蒸发速率真空沉积空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层和电子传输层，然后采用真空沉积的方法制备背电极，即得。空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层和电子传输层的厚度一般在20－50nm，优选30－40nm。

所述的空穴传输层可以是有机材料，如Poly-TPD（聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)）、TFB（聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(4,4' – (N-(4-仲丁基苯基)二苯胺]）、PVK（聚(9-乙烯基咔唑)）、TCTA（三(4-咔唑-9-基苯基)胺）或CBP（4,4'-二(9-咔唑)联苯）等，也可以是无机纳米材料，如MoO₃、NiO或WO₃等。空穴注入层可以为PEDOT:PSS（聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐）薄膜等。所述的电子传输层可以是ZnO、TiO₂等无机纳米材料，也可以是8-羟基喹啉铝等。

本发明在旋涂（或真空沉积）有空穴注入层和空穴传输层的ITO电极上涂覆一定浓度的“巨壳型”量子点溶液作为发光层，然后再依次涂覆（或真空沉积）相应的电子传输层、背电极就得到了稳定性好、寿命长的“巨壳型”量子点发光二极管（QD-LED）。该方法利用“巨壳型”量子点作为发光层，有效地抑制了量子点的荧光闪烁，提高了其抗光漂白的能力，并由此有效地改善了半导体荧光量子点作为发光层的电致发光器件的寿命。

和现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供了一种简单高效、成本低、可重复、稳定性好的QD-LED的器件组装方法，解决了目前“薄壳型”QD-LED器件寿命短的问题。

本发明方法工序简单，重复性好，使用的溶剂易于获得且成本低廉；无需对发光器件的结构及组成材料进行任何更改即可有效地提高器件的寿命，具有较高的应用价值。

本发明制备得到的薄膜发光器件经过简单封装后在空气环境中保存，当亮度为100 cd/m²时红、绿、蓝三色QD-LED的寿命分别为98000 h，28000 h和114 h以上。

附图说明