[发明专利]基于双侧氧化锌和P型有机主体的量子点电致发光器件

说明书

本发明公开了一种基于双侧氧化锌和P型有机主体的量子点电致发光器件，其特征是：以共轭有机小分子与量子点发光体组成的主客体复合发光材料为发光层，在发光层的两侧分别设置氧化锌薄膜，电致发光器件通过一侧氧化锌薄膜向发光层注入电子，通过另一侧氧化锌薄膜向发光层注入空穴；在发光层与两侧氧化锌薄膜之间分别形成异质界面。本发明中的发光层及两侧的氧化锌为基本发光单元，具有结构简单，量子效率高的优势。在基本器件结构的基础上，通过堆叠基本发光单元形成叠层器件结构，或者采用在发光层有机主体材料中复合多种类型的纳米发光客体，构建结构大幅简化的高能效照明光源和显示背光器件。

技术领域

本发明涉及电致发光器件领域，特别涉及一种以小分子有机半导体与无机量子点发光体构成的主客体结构的复合发光层及其电致发光器件。

背景技术

有机电致发光二极管OLED适合作为大面积发光体应用在照明和显示领域，由于受制于有机发光材料的迁移率与发光效率之间的矛盾，器件的主要功能层的厚度一般为几十纳米，这些功能层通常包括发光层、电子和空穴的注入层与传输层。OLED的器件结构比较薄，容易形成较大的注入电流，但是要形成电子与空穴的平衡注入仍然面临挑战。现有技术主要通过设置载流子阻挡层强制实现注入平衡，从而提高器件的电流效率。可见，目前高性能OLED器件的结构为复杂的多层结构，在照明和显示应用中，还需要控制输出光的颜色，这就进一步要求采用叠层器件结构，器件的层数呈倍数地增加。高昂的材料成本和复杂的器件结构共同推高了OLED产品的市场价格。

量子点在光激发或电激发条件下具有高色纯度的发光特性，可以作为色彩转换层应用在发光二极管LED上，能够在一定程度上简化发光器件的结构。这类基于量子点光致发光特性的发光二极管，被称作QD-LED。QD-LED的一个主要问题是量子点材料的吸收截面较小，为了实现完全的色彩转换，需要厚度高达数微米的量子点色彩转换层。这就带来新的问题：或是在工艺上难以实现，或造成材料的过量使用和器件成本的上升；同时造成光转化效率的大幅下降。

利用量子点材料作为发光层的电致发光性能，采用与OLED相同的多层器件结构，可制备形成量子点电致发光器件，一般被称作QLED。但是，与OLED相似，现有的QLED技术依然存在电流效率低的问题，主要原因是量子点具有较高的电子迁移率，而空穴迁移率相对较低，所以通常需要引入电子阻挡层。显然，QLED器件结构依然复杂。此外，现有QLED技术采用量子点作为唯一组分形成薄膜，由于量子点密度过大，载流子注入到单个量子点的功率密度难以提高，导致内量子效率(IQE)较低，通常表现为较低的光致荧光量子效率(PLQE)。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种基于双侧氧化锌和P型有机主体的量子点电致发光器件，以达到简化器件结构和提高器件的电致发光量子效率的发明目的。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于双侧氧化锌和P型有机主体的量子点电致发光器件的特点是：以共轭有机小分子与量子点发光体组成的主客体复合发光材料为发光层，在所述发光层的两侧分别设置氧化锌薄膜，所述电致发光器件通过一侧氧化锌薄膜向发光层注入电子，通过另一侧氧化锌薄膜向发光层注入空穴；在所述发光层与两侧氧化锌薄膜之间分别形成异质界面。

本发明基于双侧氧化锌和P型有机主体的量子点电致发光器件的特点也在于：所述共轭有机小分子为P型有机小分子，所述氧化锌薄膜为N型无机氧化锌半导体，所述N型无机氧化锌半导体的电子迁移率不小于10^-3cm²V^-1s^-1，空穴迁移率不大于10^-4cm²V^-1s^-1；所述N型无机氧化锌的晶格参数与P型有机小分子的晶格参数部分相匹配，所述相匹配是指晶格参数差10％。