一種金屬氧化物、QLED及製備方法與流程

2023-06-09 13:34:51

本發明涉及發光技術領域，尤其涉及一種金屬氧化物、QLED及製備方法。

背景技術：

目前QLED器件中，金屬氧化物被廣泛用作電子傳輸層和空穴傳輸層；與有機化合物相比較，金屬氧化物具有高的載流子遷移率、可調的能級結構和優良的穩定性。然而大多數金屬氧化物都是在空氣中合成製備，因此其表面就包含大量的羥基基團，該基團可以作為激子淬滅的基團，導致器件的性能減弱。有文獻報導在金屬氧化物比如NiO和有機物界面之間就存在強的淬滅效應。因此有研究者為解決上述問題，通過修飾注入層或者插入一個有機分子阻擋層以分開發光層和金屬氧化物之間的界面，但是該方法使得器件的結構變得複雜，因此不利於應用到器件中。

因此，現有技術還有待於改進和發展。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種金屬氧化物、QLED及製備方法，旨在解決現有的金屬氧化物表面處理方法使得器件結構複雜、不能大規模應用在器件中的問題。

本發明的技術方案如下：

一種提高QLED器件性能的金屬氧化物製備方法，其中，包括步驟：

將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中，然後與PVP混合，再在100~300℃條件下反應30min~2h，得到PVP包覆的金屬氧化物；

或者，將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中，在100~300℃條件下反應30min~2h，然後與PVP混合，得到PVP包覆的金屬氧化物；

或者，將金屬氧化物的納米粒子溶液與PVP混合，得到PVP包覆的金屬氧化物。

所述的提高QLED器件性能的金屬氧化物製備方法，其中，所述溶劑為水或醇。

所述的提高QLED器件性能的金屬氧化物製備方法，其中，將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中後攪拌一段時間，然後與PVP混合；或者將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中，然後與PVP混合，再攪拌一段時間。

所述的提高QLED器件性能的金屬氧化物製備方法，其中，攪拌時間為2~10min。

所述的提高QLED器件性能的金屬氧化物製備方法，其中，所述金屬氧化物為氧化鎳、氧化鉬、氧化銅或氧化釩。

一種金屬氧化物，其中，採用如上所述的製備方法製成。

一種QLED的製備方法，其中，包括步驟：

步驟A、在含有底電極的襯底上沉積一層如上所述的金屬氧化物；

步驟B、在金屬氧化物上沉積量子點發光層；

步驟C、在量子點發光層上沉積電子傳輸層；

步驟D、最後製作頂電極。

一種QLED，其中，從下至上依次包括：含有底電極的襯底、如上所述的金屬氧化物、量子點發光層、電子傳輸層、頂電極。

一種QLED的製備方法，其中，包括步驟：

步驟A、在含有底電極的襯底上沉積一層電子傳輸層；

步驟B、在電子傳輸層上沉積量子點發光層；

步驟C、在量子點發光層上沉積如上所述的金屬氧化物；

步驟D、最後製作頂電極。

一種QLED，其中，從下至上依次包括：含有底電極的襯底、電子傳輸層、量子點發光層、如上所述的金屬氧化物、頂電極。

有益效果：本發明通過在金屬氧化物表面包覆PVP，即可降低金屬氧化物表面的缺陷，提高QLED的效率，該方法過程簡單，易實施，可大規模應用在器件當中。

附圖說明

圖1為本發明一種QLED的製備方法第一實施例的流程圖。

圖2為本發明一種QLED第一實施例的結構示意圖。

圖3為本發明一種QLED的製備方法第二實施例的流程圖。

圖4為本發明一種QLED第二實施例的結構示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種金屬氧化物、QLED及製備方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明一種提高QLED器件性能的金屬氧化物製備方法，其包括步驟：

將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中，然後與PVP混合，再在100~300℃條件下反應30min~2h，得到PVP包覆的金屬氧化物（稱為第一種方法）；

或者，將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中，在100~300℃條件下反應30min~2h，然後與PVP混合，得到PVP包覆的金屬氧化物（稱為第二種方法）；

或者，將金屬氧化物的納米粒子溶液與PVP混合，得到PVP包覆的金屬氧化物（稱為第三種方法）。

本發明的製備方法，可以鈍化金屬氧化物，從而有效覆蓋金屬氧化物表面可能產生的缺陷以及激子複合中心，進而提高了激子複合的比例，提高QLED效率。本發明的方法具有比較廣的適用性，可以適用多種水溶性或醇溶性的金屬氧化物，並且在對金屬氧化物鈍化的同時，可使金屬氧化物具有優良的分散性，這是因為金屬氧化物表面被PVP包覆，而PVP是一種兩性表面活性劑，所以PVP包覆的金屬氧化物更容易形成單分散性的金屬氧化物。

進一步，所述溶劑為水或醇。也就是說，所述的金屬氧化物前驅體應是水溶性或醇溶性的，例如所述金屬氧化物前驅體為四水合鉬酸銨、乙醯丙酮鎳、乙醯丙酮銅或乙醯丙酮釩，當然還可以是其他水溶性或醇溶性的金屬氧化物納米粒子，例如可以是氧化鉬、氧化銅或氧化釩的納米粒子。

第一種方法與第二種方法的區別是：第一種方法將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中後，隨即與PVP混合，這樣在金屬氧化物的前驅體反應後，在生成金屬氧化物的同時，金屬氧化物即被PVP包覆，而第二種方法是先將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中，隨即反應生成金屬氧化物，然後與PVP混合，這樣也可以使PVP包覆金屬氧化物。

另外，在第一種方法中，將金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中後，先攪拌一段時間，再與PVP混合；也可以是金屬氧化物的前驅體溶解於溶劑中，先與PVP混合，再攪拌一段時間。也就是說，可以先將金屬氧化物與溶劑攪拌均勻，再加PVP，也可以是先將金屬氧化物、PVP與溶劑混合，再攪拌均勻。不論是何種方式，都是先攪拌一段時間，再進行加熱反應，這樣可以使反應更充分，PVP包覆更均勻。進一步，攪拌時間為2~10min，例如優選為5min。

在第二種方法中，與PVP混合後，攪拌一段時間，使PVP包覆相應的金屬氧化物，攪拌時間為20~40min，例如30min。

在第三種方法中，由於金屬氧化物的納米粒子溶液是已經製備好的金屬氧化物，所以無需加熱反應，只需與PVP混合即可，例如將金屬氧化物的納米粒子溶液與PVP混合後，攪拌均勻即可。

另外，不論是以何種方式製備，PVP與(金屬氧化物+PVP)的質量百分比為0.5%~10%。

本發明還提供一種金屬氧化物較佳實施例，其中，採用如上所述的製備方法製成。在製備得到上述金屬氧化物後，可以將上述金屬氧化物分散於水或乙醇中，製成金屬氧化物溶液可以用來製作後續的QLED。所述金屬氧化物為氧化鎳或氧化鉬，也可以是氧化銅或氧化釩。

本發明還提供一種QLED的製備方法第一實施例，如圖1所示，其包括步驟：

步驟S1、在含有底電極的襯底上沉積一層如上所述的金屬氧化物；

步驟S2、在金屬氧化物上沉積量子點發光層；

步驟S3、在量子點發光層上沉積電子傳輸層；

步驟S4、最後製作頂電極。

在上述實施例中，在步驟S1中，可以先在含有底電極的襯底上旋塗或者滴塗一層制好的金屬氧化物溶液（金屬氧化物分散於水或乙醇中得到），然後對得到的金屬氧化物薄膜進行退火處理，例如80℃的溫度下退火15min，除去溶劑，並用UV光照射3-10min，例如照射5min。

然後在步驟S2中，在金屬氧化物上沉積一層量子點發光層，該量子點發光層可以為常見的紅光量子點、綠光量子點、藍光量子點、黃光量子點、紅外光量子點、紫外光量子點中的至少一種。

在步驟S3中，沉積一層電子傳輸層，該電子傳輸層可以為n型ZnO或TiO2，亦可以是低功函數的Ca，Ba等金屬，還可以是ZrO2，CsF, LiF，CsCO3和Alq3等化合物材料，或者為其它高性能的電子傳輸材料。

最後在步驟S4中，沉積頂電極，頂電極可以為Ag、Al、Cu或Au，或者也可以是合金電極。待器件製作完成後，對其進行封裝，可以使用常用的機器封裝也可以使用簡單的手動封裝。

本發明還提供一種QLED第一實施例，如圖2所示，從下至上依次包括：含有底電極11的襯底10、如上所述的金屬氧化物12、量子點發光層13、電子傳輸層14、頂電極15。

本發明還提供一種QLED的製備方法第二實施例，如圖3所示，其包括步驟：

步驟T1、在含有底電極的襯底上沉積一層電子傳輸層；

步驟T2、在電子傳輸層上沉積量子點發光層；

步驟T3、在量子點發光層上沉積如上所述的金屬氧化物；

步驟T4、最後製作頂電極。

在步驟T1中，首先在含有底電極的襯底上沉積一層電子傳輸層，該電子傳輸層可以為n型ZnO或TiO2，亦可以是低功函數的Ca，Ba等金屬，還可以是ZrO2，CsF, LiF，CsCO3和Alq3等化合物材料，或者為其它高性能的電子傳輸材料。

在步驟T2中，在電子傳輸層上沉積量子點發光層；該量子點發光層可以為常見的紅光量子點、綠光量子點、藍光量子點、黃光量子點、紅外光量子點、紫外光量子點中的至少一種。

在步驟T3中，在量子點發光層上沉積如上所述的金屬氧化物；例如在量子點發光層旋塗或者滴塗一層制好的金屬氧化物溶液（金屬氧化物分散於水或乙醇中得到），然後對得到的金屬氧化物薄膜進行退火處理，例如80℃的溫度下退火15min，除去溶劑，並用UV光照射3-10min，例如照射5min。

最後在步驟T4中，沉積頂電極，頂電極可以為Ag、Al、Cu或Au，或者也可以是合金電極。待器件製作完成後，對其進行封裝，可以使用常用的機器封裝也可以使用簡單的手動封裝。

本發明還提供一種QLED第二實施例，如圖4所示，從下至上依次包括：含有底電極21的襯底20、電子傳輸層22、量子點發光層23、如上所述的金屬氧化物24、頂電極25。

實施例1

將0.2g的四水合鉬酸銨溶解到10ml水中，然後將溶液攪拌5min，再加入1mg的PVP，然後將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在150℃下反應30min，待冷卻至室溫，得到PVP包覆的氧化鉬。

實施例2

將0.8 g的四水合鉬酸銨溶解到80ml水中，然後將溶液攪拌5min，加入80mg的PVP，再將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在150℃下反應30min，待冷卻至室溫，得到PVP包覆的氧化鉬。

實施例3

將0.2g的四水合鉬酸銨溶解到10ml水中，然後將溶液攪拌5min，再將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在200℃下反應60min，待冷卻至室溫，加入1mg的PVP後攪拌30min，得到PVP包覆的氧化鉬。

實施例4

將0.8g的四水合鉬酸銨溶解到80ml水中，然後將溶液攪拌5min，再將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在200℃下反應60min，待冷卻至室溫，加入80mg的PVP後攪拌30min，得到PVP包覆的氧化鉬。

實施例5

將0.5g的乙醯丙酮鎳溶解到10ml異丙醇中，然後將溶液攪拌5min，再將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在200℃下反應45min，待冷卻至室溫，加入5mg的PVP後攪拌30min，得到PVP包覆的氧化鎳。

實施例6

將0.5g的乙醯丙酮鎳溶解到10ml異丙醇中，加入5mg的PVP，再將混合液攪拌5min，然後將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在150℃下反應30min，待冷卻至室溫，得到PVP包覆的氧化鎳。

實施例7

將0.5g的乙醯丙酮釩溶解到10ml異丙醇中，加入5mg的PVP，再將混合液攪拌5min，然後將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在150℃下反應30min，待冷卻至室溫，得到PVP包覆的氧化釩。

實施例8

將0.2g的乙醯丙酮銅溶解到10ml水中，然後將溶液攪拌5min，再將其裝入20ml聚四氟乙烯內襯的反應釜中，在200℃下反應60min，待冷卻至室溫，加入1mg的PVP後攪拌30min，得到PVP包覆的氧化銅。

實施例9

將0.2g氧化鎳的納米粒子溶液與5mgPVP混合，再攪拌5min，得到PVP包覆的氧化鎳。

實施例10

將0.5g氧化鎳的納米粒子溶液與80mgPVP混合，再攪拌5min，得到PVP包覆的氧化鎳。

實施例11

將0.8g氧化鉬的納米粒子溶液與1mgPVP混合，再攪拌5min，得到PVP包覆的氧化鎳。

上述實施例中得到的PVP包覆的氧化鎳，可以分散於水或醇中，用來製備顯示器件。

應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。