一種量子點發光二極管及制備方法技術

本發明專利技術公開一種量子點發光二極管及制備方法，量子點發光二極管從下至上依次包括：基底、底電極、電子傳輸層、量子點發光層、空穴傳輸層、空穴注入層和頂電極；或者，量子點發光二極管從下至上依次包括：基底、底電極、空穴注入層、空穴傳輸層、量子點發光層、電子傳輸層和頂電極；其中，所述電子傳輸層的材料為無定型氧化物半導體。本發明專利技術通過采用無定型氧化物半導體來代替常規有機材料作為電子傳輸層，達到有效降低電子傳輸層的電子親和勢且不顯著改變電子傳輸層材料性質的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及量子點
，尤其涉及一種量子點發光二極管及制備方法。
技術介紹
基于無機納米晶的量子點發光材料具有出射光顏色飽和、波長可調、光致、電致發光量子產率高等適合高性能顯示器件的優點。從制備工藝角度看，量子點發光材料適用于非真空條件下的旋涂、印刷、打印設備。所以，以量子點薄膜制備的量子點發光二極管（QLED）成為下一代顯示技術的有力競爭者。一個QLED器件通常包括電極1，空穴注入層、空穴傳輸層，量子點發光層，電子傳輸層（注入層）和電極2。根據電極1和電極2的相對位置，即底電極和頂電極，QLED的結構可以分為正型和反型器件兩種。這僅僅是針對制作過程的分類，與發光出射方向無關?？昭ㄗ⑷雽雍涂昭▊鬏攲佑糜趶耐怆娐废虬l光層提供可遷移空穴，電子傳輸層用于提供可遷移電子。電子-空穴在量子點中形成激子，激子通過輻射復合輸出光子。在紅、綠、藍三種主色器件中，藍光（波長為465nm，Rec.2020）的器件效率和穩定性都較為遜色。探究原因，由于藍光量子點的能隙較寬，外殼層的電子親和勢較低，且常用的電子傳輸層材料，比如氧化鋅納米顆粒的電子親和勢在3.5eV左右，其他方法制備的氧化鋅材料的電子親和勢在4.0eV以上，且低濃度的摻雜并不能顯著改變電子親和勢。由于量子限制效應，藍光量子點的外殼層材料的電子親和勢明顯小于3.5eV，這導致電子注入、傳輸會弱于空穴，結果導致產生較多的激子-空穴的三粒子系統。通?？昭▽ぷ拥拇銣缧Ч麖娪陔娮?，所以電子注入不足的藍光器件會面臨更嚴重的（相較于空穴注入不足的紅、綠器件）激子淬滅。降低電子傳輸材料的電子親和勢是提高這些藍光器件中的電子注入是提高藍光器件效率，亮度以及穩定性的策略之一。因此，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
鑒于上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種量子點發光二極管及制備方法，旨在解決現有的QLED器件電子傳輸層的電子親和勢較高的問題。本專利技術的技術方案如下：一種量子點發光二極管，其中，從下至上依次包括：基底、底電極、空穴注入層、空穴傳輸層、量子點發光層、電子傳輸層和頂電極；或者，從下至上依次包括：基底、底電極、電子傳輸層、量子點發光層、空穴傳輸層、空穴注入層和頂電極；其中，所述電子傳輸層的材料為無定型氧化物半導體。所述的量子點發光二極管，其中，所述無定型氧化物半導體為銦鎵鋅氧化物、鋁鎵鋅氧化物或鋁銦鋅氧化物。所述的量子點發光二極管，其中，所述無定型氧化物半導體中三種金屬氧化物的化學計量比為1:1:1。所述的量子點發光二極管，其中，所述無定型氧化物半導體采用旋涂法、原子層沉積法、磁共濺射法或溶膠-凝膠法制備而成。所述的量子點發光二極管，其中，所述量子點發光層上與電子傳輸層接觸的一面具有起伏結構。所述的量子點發光二極管，其中，所述電子傳輸層上與量子點發光層接觸的一面具有起伏結構。所述的量子點發光二極管，其中，所述起伏結構由間隔設置的若干長槽構成。所述的量子點發光二極管，其中，所述起伏結構由交錯設置的若干凹槽構成。所述的量子點發光二極管，其中，所述量子點發光層的材料為藍光量子點，即發光波長在440~480nm范圍內的半導體球形納米晶。一種量子點發光二極管的制作方法，其中，包括步驟：在具有底電極的基底上依次制作電子傳輸層、量子點發光層、空穴傳輸層、空穴注入層和頂電極；或者在具有底電極的基底上依次制作空穴注入層、空穴傳輸層、量子點發光層、電子傳輸層和頂電極；其中，所述電子傳輸層的材料為無定型氧化物半導體。有益效果：本專利技術通過采用無定型氧化物半導體來代替常規有機材料作為電子傳輸層，達到有效降低電子傳輸層的電子親和勢且不顯著改變電子傳輸層材料性質的目的。附圖說明圖1為本專利技術一種量子點發光二極管第一實施例的結構示意圖。圖2為本專利技術一種量子點發光二極管第二實施例的結構示意圖。圖3為本專利技術一種量子點發光二極管第一實施例的電子空穴傳輸原理圖。圖4為本專利技術一種量子點發光二極管第二實施例的電子空穴傳輸原理圖。具體實施方式本專利技術提供一種量子點發光二極管及制備方法，為使本專利技術的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。請參閱圖1，圖1為本專利技術量子點發光二極管第一實施例的結構示意圖，如圖1所示，從下至上依次包括：基底10、底電極11、空穴注入層12、空穴傳輸層13、量子點發光層14、電子傳輸層15和頂電極16；其中，所述電子傳輸層15的材料為無定型氧化物半導體。無定型氧化物半導體（amorphousoxidesemiconductor，AOS）是具有出色電子傳輸性能且制備成本低的一類材料。所述無定型氧化物半導體具體為銦鎵鋅氧化物（IGZO）、鋁鎵鋅氧化物（AGZO）或鋁銦鋅氧化物（AIZO）。以銦鎵鋅氧化物（IGZO）為例，銦鎵鋅氧化物InGaZnO4是In：Ga：Zn=1:1:1的氧化物，在無定型狀態下通常表示為IGZOx或者IGZO。與通常使用的（含低摻雜的）氧化物電子傳輸材料不同，在低溫（小于200攝氏度）的制備條件下，無定型的IGZO在n型溝道薄膜轉換器中被證明具有超過多晶硅、接近單晶硅的電子遷移率，且在可見波段保持高透光率。這是因為，AOS材料離子化程度高，電子導帶能態主要由陽離子貢獻。且類似In的元素電子殼層為各向同性的s軌道，電子波函數得以擴展，電子陷阱數量減少。所述無定型氧化物半導體中三種金屬氧化物的化學計量比優選為1:1:1，或者接近1:1:1，例如對于銦鎵鋅氧化物（IGZO），In：Ga：Zn的化學計量比為1:1:1，對于鋁鎵鋅氧化物（AGZO），Al：Ga：Zn的化學計量比為1:1:1，對于鋁銦鋅氧化物（AIZO），Al：In：Zn的化學計量比為1:1:1，或者這些材料三種金屬氧化物的化學計量比都接近1:1:1。以銦鎵鋅氧化物（IGZO）為例，因為In2O3和Ga2O3的電子親和勢都小于ZnO，且三種金屬元素的化學計量比為1:1:1，三者形成的氧化物具有明顯較低的電子親和勢能。所述無定型氧化物半導體優選為納米尺度的材料，利用量子限制效應，其電子親和勢可以進一步降低。在不考慮強界面缺陷效應的情況下，可以降低電子傳輸層向寬能隙量子點（比如藍光量子點材料）中注入電子時的注入勢壘，提高電子注入效率。同時得益于AOS材料的高電子遷移率，空穴主導的器件中載流子平衡可得到提高。本專利技術的無定型氧化物半導體區別于傳統的VI族元素氧化物的摻雜產物，并區別于傳統的簡并氧化物-透明導電氧化物（Transparentconductingoxide，TCO），比如氧化銦摻氧化錫（ITO）、氧化鋅摻氧化鋁（AZO）。根據需要，AOS中三種金屬元素的的化學計量比可以偏離1:1:1。在不顯著改變電子傳輸性能的情況下，增加In，Ga，Al的含量可以降低材料的電子親和勢并保持電子傳輸性能。例如，用線性求和的方式可以粗略估計IGZO體材料的電子親和勢：χα-IGZO=a（χα-In2O3）+b（χGa2O3）+c（χZnO），其中，a+b+c=1。本專利技術采用諸如IGZO的AOS材料來代替通常使用的氧化鋅（ZnO）、或含摻雜元素的氧化鋅、或者其他現有有機材料作為量子點發光二極管中的電子傳輸層，達到了有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種量子點發光二極管，其特征在于，從下至上依次包括：基底、底電極、空穴注入層、空穴傳輸層、量子點發光層、電子傳輸層和頂電極；或者，從下至上依次包括：基底、底電極、電子傳輸層、量子點發光層、空穴傳輸層、空穴注入層和頂電極；其中，所述電子傳輸層的材料為無定型氧化物半導體。

【技術特征摘要】
1.一種量子點發光二極管，其特征在于，從下至上依次包括：基底、底電極、空穴注入層、空穴傳輸層、量子點發光層、電子傳輸層和頂電極；或者，從下至上依次包括：基底、底電極、電子傳輸層、量子點發光層、空穴傳輸層、空穴注入層和頂電極；其中，所述電子傳輸層的材料為無定型氧化物半導體。2.根據權利要求1所述的量子點發光二極管，其特征在于，所述無定型氧化物半導體為銦鎵鋅氧化物、鋁鎵鋅氧化物或鋁銦鋅氧化物。3.根據權利要求2所述的量子點發光二極管，其特征在于，所述無定型氧化物半導體中三種金屬氧化物的化學計量比為1:1:1。4.根據權利要求1所述的量子點發光二極管，其特征在于，所述無定型氧化物半導體采用旋涂法、原子層沉積法、磁共濺射法或溶膠-凝膠法制備而成。5.根據權利要求1所述的量子點發光二極管，其特征在于，所述量子點發光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳崧，錢磊，楊一行，曹蔚然，向超宇，
申請(專利權)人：TCL集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44