[发明专利]一种复合量子点发光二极管器件及其制备方法

说明书

本发明公开一种复合量子点发光二极管器件及其制备方法，所述器件包括阳极基板、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层，其中，发光层是由量子点发光材料和有机‑无机杂化钙钛矿材料组成的量子点复合发光层。本发明基于量子点发光材料能与有机‑无机杂化钙钛矿材料产生协同作用，产生激发态络合物电致发光，不仅增强了QLED器件的发光效率、降低器件的开启电压，而且通过改变偏压，可以使QLED器件显示出不同颜色的光，且对于具有不同结构的量子点复合发光层，外加偏压对QLED器件的发光颜色具有不同程度的调控作用；此外，有机‑无机杂化钙钛矿层的引入，还能改善QLED器件的界面性质、发光均匀性以及器件稳定性。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，尤其涉及一种复合量子点发光二极管器件及其制备方法。

背景技术

半导体量子点（Quantum dot, QDs）具有荧光量子效率高、可见光波段发光可调、色域覆盖度宽广等特点。以量子点为发光材料的发光二极管被称为量子点发光二极管（Quantum dot light-emitting diode, QLED），具有色彩饱和、能效更高、色温更佳、寿命长等优点，有望成为下一代固态照明和平板显示的主流技术。

在传统的QLED器件结构中，除了量子点发光层外，还需要引入两个电极和在电极与量子点之间添加各种功能层，这些功能层包括电子注入层、电子传输层、空穴传输层、空穴注入层等。QLED器件在外加偏压作用下，载流子（电子和空穴）进入发光层，然后以辐射跃迁的方式复合发光。目前，QLED器件中，量子点的成膜质量极大程度地影响器件的发光均匀性。此外，基于量子点的量子尺寸效应，为了得到发出不同波长光的QLED器件，一般需要使用具有不同尺寸的量子点材料制备成多个器件，大大地增加了器件组装及量子点合成的工作量。

有机-无机杂化钙钛矿材料（Organic-inorganic hybrid perovskite, PS）一般具有CH₃(CH₂)_n-2NH₃⁺ (n≥2)或NH₃(CH₂)_nNH₃²⁺ (n≥2)的通式，该材料于1994年首次被日本科学家发现，随后在2009年起受到研究人员的广泛关注，其材料性能的研究以及光电、电光等器件的研究得到了飞速的发展。近年来，基于有机-无机杂化钙钛矿材料的太阳电池的效率从2009年的3.81%发展到目前22.1%的效率，这种太阳电池的突破发展是前所未有的。除了光电领域的应用外，2014年起，有机-无机杂化钙钛矿材料逐渐被应用于发光二极管，表明这种优异的材料在发光领域同样表现出卓越的发光性能。此外，有机-无机杂化钙钛矿材料通过组分的调节、以及组分配比的调节，可以轻松地实现从近红外波段到蓝光波段的调节，并且其发射峰十分尖锐，半峰宽窄，非常有利于单色光源的制备，同时，有机-无机杂化钙钛矿材料的原料来源丰富且价格低廉，制备过程非常简单，材料载流子传输效率高，空穴和电子的迁移率相当（载流子传输平衡），在激光光源和彩色显示技术领域具有巨大的潜力。

然而，由于有机-无机杂化钙钛矿在发光领域的研究时间较短，目前报道的基于该材料的发光二极管仍然存在发光效率低，开启电压较高的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合量子点发光二极管器件及其制备方法，旨在解决基于有机-无机杂化钙钛矿材料的发光二极管仍然存在发光效率低，开启电压较高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种复合量子点发光二极管器件，从下至上依次包括阳极基板、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层，其中，所述发光层为量子点复合发光层，所述量子点复合发光层由量子点发光材料和有机-无机杂化钙钛矿材料组成。