一种量子点发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种量子点发光二极管及其制备方法，所述量子点发光二极管包括层叠设置的阳极、量子点发光层和阴极，其中，还包括设置于阳极和量子点发光层之间的空穴注入层，所述空穴注入层的材料包括氮化的金属掺杂氧化镍。本发明专利技术通过金属掺杂改善氧化镍薄膜的传输性能，并提高其空穴载流子的传输效率，从而提升量子点发光二极管的发光效率；进一步地，金属掺杂氧化镍薄膜经过氮化处理后，使得薄膜内部引入了一定量的氮原子，从而增加了薄膜内部的孔隙率，内部多孔结构可使得氧化镍薄膜的折射率下降，减少了空穴注入层到阳极的出光损失，从而提高量子点发光二极管的透光率。

A quantum dot light-emitting diode and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种量子点发光二极管及其制备方法
本专利技术涉及量子点发光二极管领域，尤其涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着显示技术的快速发展，以半导体量子点材料作为发光层的量子点发光二极管（QLED）受到了广泛的关注。QLED的色纯度高、发光效率高、发光颜色可调以及器件稳定等良好的特点使得其在平板显示、固态照明等领域具有广泛的应用前景。传统量子点发光二极管结构通常包括：衬底（如玻璃）/透明阳电极（如ITO）/导电缓冲层（如PEDOT:PSS）/HTL/QDS/ETL/阴电极（如银、铝），现有ITO电极上通常会制备一层由聚乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）材料形成的空穴传输层，所述PEDOT:PSS的HOMO能级与ITO功函数良好的匹配，使得其能够有效实现空穴的注入和传输，但是由于PEDOT:PSS呈现酸性，在器件的长期使用中会腐蚀电极，从而导致QLED的发光效率和寿命的下降。氧化镍薄膜是一种良好的P型半导体材料，其晶格存在与Ni2+空位，使得其呈现较好的空穴导电性能，但是氧化镍的面电阻较大，影响了空穴载流子的的传输效率，并且氧化镍的透光性较差，影响了底发光器件的发光效率。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种量子点发光二极管及其制备方法，旨在解决现有量子点发光二极管透光性差、发光效率低的问题。本专利技术的技术方案如下：一种量子点发光二极管，包括层叠设置的阳极、量子点发光层和阴极，其中，还包括设置于阳极和量子点发光层之间的空穴注入层，所述空穴注入层的材料包括氮化的金属掺杂氧化镍。一种量子点发光二极管的制备方法，其中，包括以下步骤：提供阳极；提供金属掺杂氧化镍材料，并在阳极上制备由所述金属掺杂氧化镍材料形成的空穴注入层；将氧气与氮气按照预定体积比例混合形成混合速流对所述空穴注入层进行激光气体氮化处理，得到内部具有多孔结构的空穴注入层；在所述内部具有多孔结构的空穴注入层上制备量子点发光层；在量子点发光层上制备阴极，得到量子点发光二极管。有益效果：本专利技术提供的量子点发光二极管包括空穴注入层，所述空穴注入层的材料包括氮化的金属掺杂氧化镍，通过金属掺杂可改善氧化镍薄膜的传输性能，并提高其空穴载流子的传输效率，从而提升量子点发光二极管的发光效率；进一步地，金属掺杂氧化镍薄膜经过氮化处理后，使得薄膜内部引入了一定量的氮原子，从而增加了薄膜内部的孔隙率，内部多孔结构可使得氧化镍薄膜的折射率下降，减少了空穴注入层到阳极的出光损失，从而提高量子点发光二极管的透光率。附图说明图1为本专利技术一种量子点发光二极管较佳实施例的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种量子点发光二极管及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。氧化镍因其特殊的晶格结构和Ni2+空位而呈现出较好的空穴导电性能，因此氧化镍薄膜可作为一种较佳的P型半导体材料。然而，由于氧化镍的面电阻较大，这极大地影响了其空穴载流子的传输效率；并且氧化镍的透光性较差，会影响底发光器件的出光效率。基于此，本专利技术提供一种量子点发光二极管，如图1所示，包括层叠设置的阳极、量子点发光层和阴极，其中，还包括设置在所述阳极和量子点发光层之间的空穴注入层，所述空穴注入层的材料包括氮化的金属掺杂氧化镍。本专利技术通过对氧化镍进行金属掺杂，使得氧化镍的价带变深，这不仅有利于空穴从阳极注入到氧化镍薄膜，同时少量的金属掺杂可改变氧化镍薄膜的元素含量晶格结构，提高其载流子传输效率，并且掺杂的金属还可提供更多的载流子，从而使氧化镍获得较多的载流子迁移。进一步地，本专利技术中所述空穴注入层的材料包括氮化的金属掺杂氧化镍，即所述金属掺杂氧化镍薄膜经过了氮化处理，这使得薄膜内部引入了一定量的氮原子，从而增加了薄膜内部的孔隙率，内部多孔结构可使得氧化镍薄膜的折射率下降，减少了空穴注入层到阳极的出光损失，从而提高量子点发光二极管的透光率。具体来讲，本专利技术采用激光气体氮化技术对所述金属掺杂氧化镍薄膜进行处理，通过激光对氮气进行激活，氮气分子吸收激光光子后使得氮分子键被打开，而氮原子能够与被激光熔化激活的的氧化镍中的镍原子结合成为氮化镍。因此，本专利技术中，所述氮化的金属掺杂氧化镍薄膜中的氧化镍是部分氮化的，所述金属掺杂氧化镍薄膜经过氮化处理后，可进一步提高其应力以及导电性，从而提升量子点发光二极管的稳定性。因此，本专利技术提供的量子点发光二极管采用氮化的金属掺杂氧化镍作为空穴注入层材料，不仅可有效提升量子点发光二极管的发光效率，还能够提升量子点发光二极管的透光率和稳定性。优选地，所述氮化的金属掺杂氧化镍中，掺杂金属的氧化物的禁带宽度大于所述氧化镍的禁带宽度。通过增加氧化镍的禁带宽度可提升其空穴传输效率，为了使氧化镍禁带宽度向更大的方向延伸，需要掺杂相应氧化物禁带宽度比氧化镍还大的金属。作为举例，本实施方式优选锂、镁或铜中的一种作为掺杂金属，但不限于此。进一步优选锂或镁作为掺杂金属，由于氧化镍的禁带宽度为3-4eV，而氧化镁和氧化锂的禁带宽度分别达到7.8eV和5.1eV，并且氧化镁、氧化锂与所述氧化镍的晶格结构及其相似，因此，通过在氧化镍中掺杂金属镁或金属锂可有效提升其空穴传输效率。优选地，所述氮化的金属掺杂氧化镍中，掺杂金属的摩尔掺杂量为1-5%，即掺杂金属的氧化物与氧化镍的摩尔比为0.01-0.05：0.95-0.99。当所述掺杂金属的摩尔掺杂量小于1%时，则不足以使氧化镍的禁带宽度延伸，且掺杂金属提供的载流子较少，导致氧化镍薄膜的空穴传输效率提升不明显；当所述掺杂金属的摩尔掺杂量大于5%时，则会引起氧化镍薄膜的畸变，导致薄膜的结构性质变差。优选地，所述空穴注入层的厚度为30-150nm。优选地，所述量子点发光二极管还包括设置在空穴注入层与量子点发光层之间的空穴传输层，所述空穴传输层的材料可选自NiO、CuO、CuS、VOx、WOx、MoOx中的一种或多种；也可以选自PEDOT:PSS、TFB、PVK、Poly-TPD、TCTA、CBP、mCP、HAT-CN、NPB一种或多种。更优选地，所述空穴传输层的厚度为30-50nm。优选地，所述量子点发光二极管还包括设置在量子点发光层与阴极之间的电子功能层，所述电子功能层包括电子传输层和电子注入层中的至少一种。换句话说，所述电子功能层可以为电子传输层；也可以为电子注入层；还可以同时包括电子传输层和电子注入层，其中所述电子注入层与所述阴极叠合。优选的，所述电子注入层的材料可以选自低功函数的Ca、Ba等金属，也可以选自CsF、LiF、CsCO3等化合物，还可以是其它电解质型电子注入层材料。优选的，所述电子传输层的材料可以选自具有良好电子传输性能的材料，例如可以为但不限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点发光二极管，包括层叠设置的阳极、量子点发光层和阴极，其特征在于，还包括设置于阳极和量子点发光层之间的空穴注入层，所述空穴注入层的材料包括氮化的金属掺杂氧化镍。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点发光二极管，包括层叠设置的阳极、量子点发光层和阴极，其特征在于，还包括设置于阳极和量子点发光层之间的空穴注入层，所述空穴注入层的材料包括氮化的金属掺杂氧化镍。


2.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述氮化的金属掺杂氧化镍中，掺杂金属的氧化物的禁带宽度大于所述氧化镍的禁带宽度。


3.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述氮化的金属掺杂氧化镍中，掺杂的金属为锂、镁或铜中的一种。


4.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述氮化的金属掺杂氧化镍中，金属摩尔掺杂量为1-5%。


5.根据权利要求1所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入层的厚度为30-150nm。


6.一种量子点发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供阳极；
提供金属掺杂氧化镍材料，并在阳极上制备由所述金属掺杂氧化镍材料形成的空穴注入层；
将氧气与氮气按照预定体积比例混合形成混合速流对所述空穴注入层...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱佩，向超宇，王雄志，张滔，李乐，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44