[发明专利]量子点发光二极管器件及用于制作其的墨水

说明书

本发明提供了一种量子点发光二极管器件及用于制作其的墨水。该量子点发光二极管器件包括依次相邻设置的阳极、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，量子点发光二极管器件还包括界面层，该界面层设置在量子点发光层与电子传输层之间，形成界面层的材料为导电金属螯合物。利用设置导电金属螯合物的界面层不仅可以避免处于电子传输层和发光层界面的激子淬灭，而且具有良好的电子传输特性，进而使量子点发光二极管器件保持应有的发光效率，使量子点发光二极管器件的外量子效率得到提升，同时降低了量子点发光二极管器件的能耗。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，具体而言，涉及一种量子点发光二极管器件及用于制作其的墨水。

背景技术

照明和显示是人类社会的重大需求，其能耗是当今社会能源消耗的一大部分。而最早时期的照明采用白炽灯，能源利用率不到10％；即使后来改进的荧光灯照明，能源利用率也只有20～30％；目前的发光二极管(LED)因亮度高，能耗低，产热少，寿命长等优点，无疑会成为新一代的照明光源。

目前已经商业化的半导体量子阱结构LED，高亮度高效率，但是其能耗投入比也很高。这种结构LED一般通过在衬底上外延生长，依靠严格控制的薄膜沉积技术，生产成本很高；另一方面，由于量子阱结构界面晶格匹配问题致使其不可能生产大面积器件，也不能在柔性衬底上生产。为了克服这一问题，随之兴起了有机半导体发光二极管(OLED)，OLED对衬底没有严格要求，在一定程度上降低了生产成本，克服了无机量子阱结构LED器件面积小等问题，也能在柔性衬底上生产。然而OLED也存在缺陷，其器件寿命还不能满足商业化需求，尤其是深红光和蓝光OLED，即使采用了当下最先进的封装技术，其寿命仍较低；同时，OLED的光谱不纯，其电致发光光谱半峰宽超过40纳米，不利于其在显示设备中的应用；此外，OLED在高亮度下的效率下降，寿命降低问题目前没有有效解决方法，大大限制了其在固态照明领域的应用。

最近十年，兴起新一代量子点发光二极管(QLED)，得益于过去二三十年量子点(Quantum dots)合成技术的进步，核壳结构量子点的发光效率可以高达100％；而且量子点的发光光谱容易调节，只要改变量子点尺寸或掺入其它元素，其发光波长可以在所有可见波段调节，并能延伸至近红外波段和近紫外波段，大大增加了其可开发利用的前景。除此之外，量子点发光光谱的半峰宽较窄，一般小于30nm，满足了LED做高性能显示设备的一个重要条件。另外一个重要因素，量子点的光化学稳定性较有机材料有大幅提升，可有效延长LED器件寿命，达到商用要求。同时，量子点发光二极管可通过全溶液工艺大面积加工生产，也可加工在柔性衬底上，大大降低了LED生产成本。

在量子点发光二极管器件中，金属氧化物电子传输层与量子点直接接触会引入非辐射跃迁通道，导致量子点中的激子淬灭，成为降低二极管器件效率的一个主要原因。在电子传输层与量子点层之间插入绝缘层(如PMMA聚合物材料)在一定程度上可以改善这一情况，保持量子点发射性质，但是却会导致电子通过绝缘层隧穿到量子点层中变得困难，导致器件效率无法达到一个最佳值。

发明内容

本发明旨在提供一种量子点发光二极管器件及用于制作其的墨水，以解决现有技术中量子点发光二极管器件的发光效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种量子点发光二极管器件，包括依次相邻设置的阳极、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阴极，其特征在于，上述量子点发光二极管器件还包括界面层，上述界面层设置在上述量子点发光层与上述电子传输层之间，上述界面层的材料为导电金属螯合物。

进一步地，上述阴极为ITO，仅设置上述阴极、上述电子传输层和上述界面层的上述量子点发光二极管器件的半成品对可见光的透光率大于等于80％。

进一步地，上述导电金属螯合物选自乙酰丙酮锆、乙酰丙酮钛、乙酰丙酮铪、乙酰丙酮钙、乙酰丙酮氧钛和二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯中的一种或多种。

进一步地，上述界面层的厚度为0.1～100nm。