界面修饰材料、发光二极管及其制备方法与流程
未命名
07-14
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1.本发明涉及显示技术领域,具体涉及界面修饰材料、发光二极管及其制备方法。
背景技术:
2.量子点(quantum dots,qd)是一种半导体纳米材料,当其受到光或电的刺激会发出有色光线,具有小尺寸、荧光发射峰窄、色度纯、亮度高、稳定性好等优点,在平板显示、固态照明、生物标记、光伏太阳能等领域均具有广泛的应用前景。特别是在发光二极管(light-emitting diode,led)方面,量子点的电致发光性能使其能够作为一种非常有潜力的发光材料,但即便应用量子点后,量子点发光二极管的综合性能仍然有待提高,其中原因包括量子点发光二极管的结构层之间的电性匹配效果不够理想,因此,如何改善结构层之间的电性匹配也是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
3.本发明的目的在于提供一种界面修饰材料,该界面修饰材料的应用能够改善器件性能。
4.本发明的另一目的在于提供一种发光二极管及其制备方法。
5.本发明解决技术问题是采用以下技术方案来实现的:
6.一种界面修饰材料,包括:
7.核壳粒子,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核为部分包覆;以及
8.粒子配体,粒子配体连接于外壳的远离内核的表面。
9.可选的,在本发明的一些实施例中,外壳对内核的包覆率为30~70%。
10.可选的,在本发明的一些实施例中,粒子配体的分子结构具有极性基团,极性基团选自巯基、羧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的磷酰基中的一种或多种。
11.另外,一种发光二极管,包括层叠设置的功能层、界面修饰层和量子点发光层,量子点发光层利用具有表面配体的量子点制备,界面修饰层利用界面修饰材料制备;
12.界面修饰材料包括核壳粒子以及粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核为部分包覆,粒子配体的一端与外壳的远离内核的表面连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。
13.可选的,在本发明的一些实施例中,外壳对内核的包覆率为30~70%。
14.可选的,在本发明的一些实施例中,功能层利用掺杂或未掺杂的功能材料制备,内核与未掺杂的功能材料相同。
15.可选的,在本发明的一些实施例中,功能层选自电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层中的一种。
16.可选的,在本发明的一些实施例中,量子点选自cdse、cds、znse、zns、cdte、znte、cdzns、cdznse、cdznte、znses、znsete、zntes、cdses、cdsete、cdtes、cdznses、cdznsete、cdznste、cdseste、znseste、inp、gap、gaas、inas、inasp、gaasp、ingap、ingaas、pbs、pbse、
pbte、pbses、pbsete、cdznse/zns、cdznses/zns、cdte/zns、cdznse/zns、cdznses/zns、cdte/zns、cdte/cdse、cdte/znte、cdse/cds、cdse/zns、inp/zns中的一种或多种;和/或
17.电子阻挡层的材料选自pvk、poly-tpd、npb、tcta、tapc、cbp、tfb中的一种或多种;和/或
18.空穴阻挡层的材料选自bphen、bcp、tpbi中的一种或多种;和/或
19.电子传输层的材料选自zno、tio2、sno2、ta2o3、zro2、nio、tilio、znalo、znmgo、znsno、znlio、insno中的一种或多种;和/或
20.空穴传输层的材料选自tfb、pvk、poly-tbp、poly-tpd、npb、tcta、tapc、cbp、peodt:pss、moo3、woo3、nio、cuo、v2o5中的一种或多种。
21.可选的,在本发明的一些实施例中,功能层为电子传输层,发光二极管还包括阳极、空穴传输层和阴极,阳极、空穴传输层、量子点发光层、界面修饰层、电子传输层和阴极层叠设置。
22.可选的,在本发明的一些实施例中,量子点发光层包括层叠的第一发光层和第二发光层,第二发光层与界面修饰层相邻设置,与粒子配体连接的量子点的表面配体为第二发光层的量子点的表面配体。
23.另外,一种发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
24.提供包括上述的界面修饰材料的溶液;
25.在量子点发光层或功能层上沉积溶液。
26.可选的,在本发明的一些实施例中,量子点发光层包括第一发光层和第二发光层,在量子点发光层上沉积溶液包括:
27.形成量子点发光层,形成包括沉积含有第一量子点材料的第一发光层;在第一发光层上沉积含有第二量子点材料的第二发光层,第二量子点材料的量子点具有用于与粒子配体连接的表面配体;以及
28.在第二发光层上沉积溶液。
29.相对于现有技术,本发明包括以下有益效果:界面修饰材料的核壳粒子形成了包覆率为30~70%的非对称结构,并且粒子配体连接于核壳粒子的外壳,此种情况下,存在外壳包覆的一侧的导电性强,无外壳包覆的一侧的导电性弱,如此,在将界面修饰材料应用于发光二极管时,能够根据其他结构层的电性情况进行适当的匹配,从而改善结构层之间的电性配合效果,进而改善器件性能。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明实施例一提供的纳米粒子结构示意图;
32.图2是本发明实施例一提供的量子点发光层/界面修饰层/电子传输层的界面结构示意图。
33.其中,附图标记汇总如下:
34.界面修饰材料101;量子点发光材料102;电子传输材料103。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
36.本发明提供的技术方案将在以下内容进行详细说明。需要说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外,在本发明的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。用语“第一”、“第二”等仅仅作为标示使用,并没有强加数字要求或建立顺序。本发明的各种实施例可以以一个范围的形式存在;应当理解,以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本发明范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。
37.本发明的实施例提供一种界面修饰材料,包括:
38.核壳粒子,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核为部分包覆;以及
39.粒子配体,粒子配体连接于外壳的远离内核的表面。
40.需要说明的是,外壳对内核的部分包覆优选呈连续性和整体性。外壳对内核部分包覆,即内核存在未被外壳包覆的裸露部分,此种包覆情况能够避免新界面的引入,并且还能保持较好的成膜效果。
41.在一些实施例中,外壳对内核的包覆率为30~70%。包覆率指外壳在内核表面的覆盖面积占内核总表面积的百分比。
42.在一些实施例中,粒子配体的分子结构具有极性基团,极性基团选自巯基(hs-)、羧基(hooc-)、取代或未取代的氨基、取代或未取代的磷酰基中的一种或多种。取代或未取代的氨基的通式为h2n-、n(3-),取代或未取代的磷酰基的通式为(oh)2p(o)-,op(3-)。
43.本发明的实施例还提供了一种发光二极管,包括层叠设置的功能层、界面修饰层和量子点发光层,量子点发光层利用具有表面配体的量子点制备,界面修饰层利用界面修饰材料制备;
44.界面修饰材料包括核壳粒子以及粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核为部分包覆,粒子配体的一端与外壳的远离内核的表面连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。
45.在一些实施例中,外壳对内核的包覆率为30~70%。
46.界面修饰材料中,外壳对内核的包覆率为30~70%,即内核存在未被外壳包覆的裸露部分,另一端与量子点的表面配体连接的粒子配体未连接在该裸露部分,而是连接在了外壳上。核壳粒子的外壳对内核的包覆率为30~70%,并且粒子配体将量子点的表面配体连接在核壳粒子的外壳一侧,如此,发光二极管中,界面修饰材料能够在量子点发光层和功能层之间形成界面,区隔量子点发光层与功能层,显著改善因量子点发光层与功能层之间的相互作用而引起的激子淬灭效应,提升激子复合效率,从而提高qled的器件性能。此外,基于核壳粒子30~70%包覆率的结构,核壳粒子中是外壳通过粒子配体与量子点的表面配体连接,并且核壳粒子自身性质能够保证其外壳具有相同的朝向,在量子点发光层和
功能层之间实现区隔,因此,利用界面修饰材料制备的界面修饰层为单层结构,外壳一侧靠近量子点,内核一侧靠近功能层的材料,此种单层结构对器件的导电性能影响极小,相较于现有技术中界面修饰层的多层结构,本方案提供的界面修饰材料制备的界面修饰层能够显著降低对器件导电性能的不利影响。
47.需要说明的是,本方案所提到的“粒子配体的一端”、“粒子配体的另一端”,并不限于指代粒子配体分子结构中直链的两个端部,而是只要满足粒子配体能够与外壳、量子点的表面配体连接即可,并不限制具体的连接位置。
48.进一步的,粒子配体可以通过其分子结构具有的极性基团与量子点的表面配体实现连接。即,粒子配体可以以上述的极性基团作为活性基团。
49.进一步的,可以基于软硬酸碱(hard-soft-acid-base,hsab)理论选择适当的粒子配体、量子点表面配体的活性基团,从而实现粒子配体与量子点的连接。根据hsab理论,可知晓硬酸基团与硬碱基团结合力强、软酸基团和软碱基团结合力强,因此,连接外壳的粒子配体可以选择为具有至少一个活性基团的配体,同时选择与粒子配体的活性基团具有强结合力的量子点表面配体的活性基团,如此,基于hsab理论的基团之间的强结合力,核壳粒子会紧密结合至量子点。而基团之间的结合力可以是库仑力,也可以是基于离子键或共价键或氢键实现的结合。由此,粒子配体可以与量子点的表面配体相同,也可以不同,优选为不同,以保证配体之间具有更强的作用力。
50.进一步的,硬酸基团包括但不限于碱金属离子、碱土金属离子、ti
4+
、fe
3+
、cr
3+
、h
+
;硬碱包括但不限于f-、oh-、h2o、nh3、o
2-、ch3coo-、po
43-、so
42-、co
32-、clo
4-、no
3-、roh;软酸基团包括但不限于cu
+
、ag
+
、hg
2+
、pt
2+
、au
+
、cd
2+
、pd
2+
、hg
2+
;软碱基团包括但不限于i-、scn-、cn-、co、h-、s2o
32-、c2h4、rs-、s
2-;交界酸基团包括但不限于fe
2+
、co
2+
、ni
2+
、zn
2+
、pb
2+
、sn
2+
、sb
3+
、cr
2+
、bi
3+
、cu
2+
;交界碱基团包括但不限于n
3-、br-、no
2-、n2、so
32-。
51.本方案适用范围广、可调整性高,可用于不同结构的qled器件。
52.在一些实施例中,功能层可以利用掺杂或未掺杂的功能材料制备,内核与未掺杂的功能材料相同。而功能层可以选自电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层中的一种,优选为电子传输层。因此,举例而言,功能层为电子传输层时,功能层可以利用掺杂或未掺杂的电子传输材料制备,则内核为未掺杂的电子传输材料,如此,能够避免在量子点发光层和功能层之间引入新的界面。进一步的,可以选择mg、mn、al、cs、sn、li等对电子传输材料进行掺杂。
53.进一步的,量子点可以选自cdse、cds、znse、zns、cdte、znte、cdzns、cdznse、cdznte、znses、znsete、zntes、cdses、cdsete、cdtes、cdznses、cdznsete、cdznste、cdseste、znseste、inp、gap、gaas、inas、inasp、gaasp、ingap、ingaas、pbs、pbse、pbte、pbses、pbsete、cdznse/zns、cdznses/zns、cdte/zns、cdznse/zns、cdznses/zns、cdte/zns、cdte/cdse、cdte/znte、cdse/cds、cdse/zns、inp/zns中的一种或多种。
54.量子点的表面配体具有基于hsab理论确认的用于与粒子配体连接的活性基团,该活性基团可以通过产品介绍获知,也可以通过自行制备确认。
55.电子阻挡层的材料可以选自pvk、poly-tpd、npb、tcta、tapc、cbp、tfb中的一种或多种。
56.空穴阻挡层的材料可以选自bphen、bcp、tpbi中的一种或多种。
57.电子传输层的材料可以选自zno、tio2、sno2、ta2o3、zro2、nio、tilio、znalo、znmgo、znsno、znlio、insno中的一种或多种。其中,例如znmgo(掺镁氧化锌)即可以视作掺杂的功能材料。
58.空穴传输层的材料可以选自tfb、pvk、poly-tbp、poly-tpd、npb、tcta、tapc、cbp、peodt:pss、moo3、woo3、nio、cuo、v2o5中的一种或多种。
59.核壳粒子的外壳可以选择sio2。
60.本发明实施例提供的发光二极管可以为正置结构器件,也可以为倒置结构器件;根据发射出光的方向划分,发光二极管可以制成顶发射极器件、底发射极器件、双面发射器件中的任意一种;根据衬底划分,发光二极管可以制成以刚性玻璃基板为衬底的器件,也可以制成以柔性基板为衬底的器件。
61.在一些实施例中,上述功能层为电子传输层,发光二极管还包括阳极、空穴传输层和阴极,阳极、空穴传输层、量子点发光层、界面修饰层、电子传输层和阴极层叠设置。即,本发明实施例提供的发光二极管可以具有阳极/空穴传输层/量子点发光层/界面修饰层/电子传输层/阴极的结构。优选地,本发明实施例提供的发光二极管具有阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/界面修饰层/电子传输层/阴极的结构。
62.进一步的,量子点发光层可以包括层叠的第一发光层和第二发光层,第二发光层与界面修饰层相邻设置,与粒子配体连接的量子点的表面配体为第二发光层的量子点的表面配体。即,第二发光层的量子点的表面配体除与对应量子点连接外,还与粒子配体连接,该表面配体为两端配体;第一发光层的量子点的表面配体仅与对应量子点连接,不与粒子配体连接,该表面配体为一端配体。分别具有两端配体和一端配体的量子点成膜后,量子点的间距存在差异,此种结构设置相较于同样厚度的仅具有两端配体的量子点发光层而言,减薄了量子点发光层的厚度,优化了量子点的间距和结构层的导电性,改善了器件性能。
63.另外,本发明的实施例还提供了上述发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
64.提供包括上述的界面修饰材料的溶液;
65.在量子点发光层或功能层上沉积溶液。
66.上述制备方法中,包括界面修饰材料的溶液的浓度为3~7mg/ml,优选为5mg/ml,从单位可以获知,浓度实际指的是界面修饰材料与溶剂的用量比。
67.在量子点发光层或功能层上沉积溶液,待溶液成膜后还可以利用非极性溶剂进行清洗。非极性溶剂可以选择正己烷、正庚烷等本领域熟知的清洗剂。
68.基于hsab理论实现的强结合的基团,使得核壳粒子与量子点会紧密结合,而与量子点之间无结合位点或结合力较弱的核壳粒子可以通过清洗而被去除,从而实现单层紧密的界面修饰层的制备。
69.在量子点发光层或功能层上沉积溶液后,可静置10~20min,以待溶液成膜、完全覆盖量子点发光层或功能层。利用非极性溶剂进行清洗时,可重复清洗2~3次,以去除未连接至量子点的界面修饰材料。清洗完成后,可以将膜层置于60~100℃下烘干处理5~7min。
70.在一些实施例中,量子点发光层包括第一发光层和第二发光层,在量子点发光层上沉积溶液包括:
71.形成量子点发光层,形成包括沉积含有第一量子点材料的第一发光层;在第一发光层上沉积含有第二量子点材料的第二发光层,第二量子点材料的量子点具有用于与粒子
配体连接的表面配体;以及
72.在第二发光层上沉积溶液。
73.其中,形成第一发光层时,可以旋涂量子点的表面配体不携带活性基团的溶液,避免制备的第一发光层的量子点的表面配体与粒子配体连接;沉积第二发光层时,可以旋涂量子点的表面配体携带活性基团的溶液,以使制备的第二发光层的量子点的表面配体与粒子配体连接。
74.上述发光二极管的量子点发光层、功能层等的沉积/制备可采用本领域熟知的技术手段实现,包括利用化学法或物理法实现。其中,化学法例如为化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法。物理法可以选择物理镀膜法或溶液加工法。具体的,物理镀膜法例如为热蒸发镀膜法、电子束蒸发镀膜法、磁控溅射法、多弧离子镀膜法、物理气相沉积法、原子层沉积法、脉冲激光沉积法;溶液加工法例如为旋涂法、印刷法、喷墨打印法、刮涂法、打印法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法、条状涂布法。具体的处理方式与处理条件可参考本领域中的常见方式,在此不再赘述。
75.实施例一
76.参见图1,本实施例提供了一种界面修饰材料101,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为45%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为zno纳米颗粒,外壳为sio2,量子点为cdse/cds。
77.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/单层的界面修饰层/电子传输层/阴极,其中,量子点发光层/界面修饰层/电子传输层的界面结构参见图2,界面修饰层利用上述的界面修饰材料101制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
78.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后先后旋涂厚度为40nm的pedot:pss材料、厚度为30nm的tfb材料;
79.步骤2、利用包括量子点发光材料102的溶液进行旋涂,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为15s,旋涂完成后,将样品置于80℃下烘烤6min,形成量子点发光层;其中,包括量子点发光材料102的溶液的浓度为20mg/ml,量子点发光材料102中,量子点的表面配体的自由端携带有活性基团;
80.步骤3、在量子点发光层上滴加包括界面修饰材料101的溶液,浓度为5mg/ml,静置15min以待量子点发光层的表面被完全覆盖,再用正己烷清洗2次,将未连接至量子点的界面修饰材料101去除,从而获得单层的界面结构,清洗完成后进行烘干,得到界面修饰层;
81.步骤4、在界面修饰层上旋涂电子传输材料103——15%掺杂mg的zmo nps溶液,溶液浓度为30mg/ml,旋涂厚度为35nm,形成电子传输层;其中,15%为溶液中阳离子原子数目的比例,即mg:(mg+zn)为15%;
82.步骤5、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层ag,厚度为100nm。
83.实施例二
84.本实施例提供了一种界面修饰材料,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为50%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与
量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为zno纳米颗粒,外壳为sio2,量子点为cdse/zns。
85.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/单层的界面修饰层/电子传输层/阴极,其中,量子点发光层包括第一发光层和第二发光层,第二发光层设置于界面修饰层和第一发光层之间,与粒子配体的另一端连接的量子点的表面配体为第二发光层的量子点的表面配体,界面修饰层利用上述的界面修饰材料制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
86.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后先后旋涂厚度为40nm的pedot:pss材料、厚度为30nm的tfb材料;
87.步骤2、利用包括第一发光层材料的溶液进行旋涂,光固化后再利用包括第二发光层材料的溶液进行旋涂,两次旋涂的速度均为2000r/min,旋涂时间分别为15s,两次旋涂完成后,将样品置于80℃下烘烤6min,形成包括第一发光层和第二发光层的量子点发光层;其中,包括第一发光层材料的溶液和包括第二发光层材料的溶液的浓度均为20mg/ml,第一发光层材料中,量子点的表面配体的自由端不携带活性基团,第二发光层材料中,量子点的表面配体的自由端携带活性基团;
88.步骤3、在量子点发光层上滴加包括界面修饰材料的溶液,浓度为5mg/ml,静置15min以待量子点发光层的表面被完全覆盖,再用正己烷清洗3次,将未连接至量子点的界面修饰材料去除,从而获得单层的界面结构,清洗完成后进行烘干,得到界面修饰层;
89.步骤4、在界面修饰层上旋涂15%掺杂mg的zmo nps溶液,溶液浓度为30mg/ml,旋涂厚度为35nm,形成电子传输层;其中,15%为溶液中阳离子原子数目的比例,即mg:(mg+zn)为15%;
90.步骤5、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层ag,厚度为100nm。
91.实施例三
92.本实施例提供了一种界面修饰材料,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为35%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为zno纳米颗粒,外壳为sio2,量子点为zncdse/zns。
93.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/单层的界面修饰层/电子传输层/阴极,其中,界面修饰层利用上述的界面修饰材料制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
94.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后先后旋涂厚度为40nm的pedot:pss材料、厚度为30nm的tfb材料;
95.步骤2、利用包括量子点发光材料的溶液进行旋涂,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为15s,旋涂完成后,将样品置于80℃下烘烤6min,形成量子点发光层;其中,包括量子点发光材料的溶液的浓度为20mg/ml,量子点发光材料中,量子点的表面配体的自由端携带有活性基团;
96.步骤3、在量子点发光层上滴加包括界面修饰材料的溶液,浓度为8mg/ml,静置15min以待量子点发光层的表面被完全覆盖,再用正己烷清洗2次,将未连接至量子点的界面修饰材料去除,从而获得单层的界面结构,清洗完成后进行烘干,得到界面修饰层;
97.步骤4、在界面修饰层上旋涂15%掺杂mg的zmo nps溶液,溶液浓度为30mg/ml,旋涂厚度为35nm,形成电子传输层;其中,15%为溶液中阳离子原子数目的比例,即mg:(mg+zn)为15%;
98.步骤5、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层ag,厚度为100nm。
99.实施例四
100.本实施例提供了一种界面修饰材料,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为65%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为zno纳米颗粒,外壳为sio2,量子点为inp/zns。
101.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/单层的界面修饰层/电子传输层/阴极,其中,界面修饰层利用上述的界面修饰材料制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
102.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后先后旋涂厚度为40nm的pedot:pss材料、厚度为30nm的tfb材料;
103.步骤2、利用包括量子点发光材料的溶液进行旋涂,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为15s,旋涂完成后,将样品置于80℃下烘烤6min,形成量子点发光层;其中,包括量子点发光材料的溶液的浓度为20mg/ml,量子点发光材料中,量子点的表面配体的自由端携带有活性基团;
104.步骤3、在量子点发光层上滴加包括界面修饰材料的溶液,浓度为5mg/ml,静置15min以待量子点发光层的表面被完全覆盖,再用正己烷清洗2次,将未连接至量子点的界面修饰材料去除,从而获得单层的界面结构,清洗完成后进行烘干,得到界面修饰层;
105.步骤4、在界面修饰层上旋涂10%掺杂mg的zmo nps溶液,溶液浓度为30mg/ml,旋涂厚度为35nm,形成电子传输层;其中,10%为溶液中阳离子原子数目的比例,即mg:(mg+zn)为10%;
106.步骤5、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层ag,厚度为100nm。
107.实施例五
108.本实施例提供了一种界面修饰材料,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为60%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为zno纳米颗粒,外壳为sio2,量子点为inp/zns。
109.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/单层的界面修饰层/电子传输层/阴极,其中,界面修饰层利用上述的界面修饰材料制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
110.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后先后旋涂厚度为40nm的pedot:pss材料、厚度为30nm的tfb材料;
111.步骤2、利用包括量子点发光材料的溶液进行旋涂,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为15s,旋涂完成后,将样品置于80℃下烘烤6min,形成量子点发光层;其中,包括量子点发光材料的溶液的浓度为20mg/ml,量子点发光材料中,量子点的表面配体的自由端携带有活性基团;
112.步骤3、在量子点发光层上滴加包括界面修饰材料的溶液,浓度为5mg/ml,静置15min以待量子点发光层的表面被完全覆盖,再用正己烷清洗3次,将未连接至量子点的界
面修饰材料去除,从而获得单层的界面结构,清洗完成后进行烘干,得到界面修饰层;
113.步骤4、在界面修饰层上旋涂zno nps溶液,溶液浓度为30mg/ml,旋涂厚度为35nm,形成电子传输层;
114.步骤5、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层ag,厚度为100nm。
115.实施例六
116.本实施例提供了一种界面修饰材料,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为50%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为zno纳米颗粒,外壳为sio2,量子点为cdse/cds。
117.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/单层的界面修饰层/电子传输层/阴极,其中,界面修饰层利用上述的界面修饰材料制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
118.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后先后旋涂厚度为40nm的pedot:pss材料、厚度为30nm的tfb材料;
119.步骤2、利用包括量子点发光材料的溶液进行旋涂,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为15s,旋涂完成后,将样品置于80℃下烘烤6min,形成量子点发光层;其中,包括量子点发光材料的溶液的浓度为20mg/ml,量子点发光材料中,量子点的表面配体的自由端携带有活性基团;
120.步骤3、在量子点发光层上滴加包括界面修饰材料的溶液,浓度为5mg/ml,静置30min以待量子点发光层的表面被完全覆盖,再用正己烷清洗3次,将未连接至量子点的界面修饰材料去除,从而获得单层的界面结构,清洗完成后进行烘干,得到界面修饰层;
121.步骤4、在界面修饰层上旋涂15%掺杂mg的zmo nps溶液,溶液浓度为30mg/ml,旋涂厚度为35nm,形成电子传输层;其中,15%为溶液中阳离子原子数目的比例,即mg:(mg+zn)为15%;
122.步骤5、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层ag,厚度为100nm。
123.实施例七
124.本实施例提供了一种界面修饰材料,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为70%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为bcp,外壳为sio2,量子点为gaas。
125.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴传输层/量子点发光层/单层的界面修饰层/空穴阻挡层/电子传输层/阴极,其中,界面修饰层利用上述的界面修饰材料制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
126.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后旋涂厚度为30nm的pvk材料;
127.步骤2、利用包括量子点发光材料的溶液进行旋涂,旋涂速度为1800r/min,旋涂时间为17s,旋涂完成后,将样品置于70℃下烘烤7min,形成量子点发光层;其中,包括量子点发光材料的溶液的浓度为15mg/ml,量子点发光材料中,量子点的表面配体的自由端携带有活性基团;
128.步骤3、在量子点发光层上滴加包括界面修饰材料的溶液,浓度为6mg/ml,静置18min以待量子点发光层的表面被完全覆盖,再用正庚烷清洗2次,将未连接至量子点的界
面修饰材料去除,从而获得单层的界面结构,清洗完成后进行烘干,得到界面修饰层;
129.步骤4、在界面修饰层上喷涂浓度为7mg/ml的bcp溶液,旋涂厚度为40nm,形成空穴阻挡层;
130.步骤5、在空穴阻挡层上喷墨打印sno2溶液,形成电子传输层;
131.步骤6、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层al,厚度为100nm。
132.实施例八
133.本实施例提供了一种界面修饰材料,包括核壳粒子和粒子配体,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核的包覆率为55%,粒子配体的一端与外壳连接,粒子配体的另一端与量子点的表面配体连接。本实施例中,内核为tfb,外壳为sio2,量子点为cdznses。
134.本实施例还提供了一种发光二极管,结构为阳极/空穴传输层/界面修饰层/量子点发光层/电子传输层/阴极,其中,界面修饰层利用上述的界面修饰材料制备。具体的,发光二极管的制备方法包括以下步骤:
135.步骤1、在衬底上用pvd方法沉积一层ito,然后旋涂厚度为30nm的tfb溶液,溶液浓度为8mg/ml,形成空穴传输层;
136.步骤2、在空穴传输层上滴加包括界面修饰材料的溶液,浓度为10mg/ml,静置10min以待空穴传输层的表面被完全覆盖,得到界面修饰层;
137.步骤2、利用包括量子点发光材料的溶液进行旋涂,旋涂速度为1500r/min,旋涂时间为20s,旋涂完成后,将样品置于90℃下烘烤5min,形成量子点发光层;其中,包括量子点发光材料的溶液的浓度为25mg/ml,量子点发光材料中,量子点的表面配体的自由端携带有活性基团;
138.步骤4、在量子点发光层上旋涂insno溶液,形成电子传输层;
139.步骤5、在电子传输层上利用pvd方法沉积一层ag,厚度为100nm。
140.以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
技术特征:
1.一种界面修饰材料,其特征在于,包括:核壳粒子,所述核壳粒子包括内核和外壳,所述外壳对所述内核为部分包覆;以及粒子配体,所述粒子配体连接于所述外壳的远离所述内核的表面。2.根据权利要求1所述的界面修饰材料,其特征在于,所述外壳对所述内核的包覆率为30~70%。3.根据权利要求1所述的界面修饰材料,其特征在于,所述粒子配体的分子结构具有极性基团,所述极性基团选自巯基、羧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的磷酰基中的一种或多种。4.一种发光二极管,其特征在于,包括层叠设置的功能层、界面修饰层和量子点发光层,所述量子点发光层利用具有表面配体的量子点制备,所述界面修饰层利用界面修饰材料制备;所述界面修饰材料包括核壳粒子以及粒子配体,所述核壳粒子包括内核和外壳,所述外壳对所述内核为部分包覆,所述粒子配体的一端与所述外壳的远离所述内核的表面连接,所述粒子配体的另一端与所述量子点的表面配体连接。5.根据权利要求4所述的发光二极管,其特征在于,所述外壳对所述内核的包覆率为30~70%。6.根据权利要求4所述的发光二极管,其特征在于,所述功能层利用掺杂或未掺杂的功能材料制备,所述内核与未掺杂的功能材料相同。7.根据权利要求4所述的发光二极管,其特征在于,所述功能层选自电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层中的一种。8.根据权利要求7所述的发光二极管,其特征在于,所述量子点选自cdse、cds、znse、zns、cdte、znte、cdzns、cdznse、cdznte、znses、znsete、zntes、cdses、cdsete、cdtes、cdznses、cdznsete、cdznste、cdseste、znseste、inp、gap、gaas、inas、inasp、gaasp、ingap、ingaas、pbs、pbse、pbte、pbses、pbsete、cdznse/zns、cdznses/zns、cdte/zns、cdznse/zns、cdznses/zns、cdte/zns、cdte/cdse、cdte/znte、cdse/cds、cdse/zns、inp/zns中的一种或多种;和/或所述电子阻挡层的材料选自pvk、poly-tpd、npb、tcta、tapc、cbp、tfb中的一种或多种;和/或所述空穴阻挡层的材料选自bphen、bcp、tpbi中的一种或多种;和/或所述电子传输层的材料选自zno、tio2、sno2、ta2o3、zro2、nio、tilio、znalo、znmgo、znsno、znlio、insno中的一种或多种;和/或所述空穴传输层的材料选自tfb、pvk、poly-tbp、poly-tpd、npb、tcta、tapc、cbp、peodt:pss、moo3、woo3、nio、cuo、v2o5中的一种或多种。9.根据权利要求7所述的发光二极管,其特征在于,所述功能层为电子传输层,所述发光二极管还包括阳极、空穴传输层和阴极,所述阳极、所述空穴传输层、所述量子点发光层、所述界面修饰层、所述电子传输层和所述阴极层叠设置。10.根据权利要求9所述的发光二极管,其特征在于,所述量子点发光层包括层叠的第一发光层和第二发光层,所述第二发光层与所述界面修饰层相邻设置,与所述粒子配体连接的量子点的表面配体为所述第二发光层的量子点的表面配体。
11.一种发光二极管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:提供包括权利要求1~3任一项所述的界面修饰材料的溶液;在量子点发光层或功能层上沉积所述溶液。12.根据权利要求11所述的发光二极管的制备方法,其特征在于,所述量子点发光层包括第一发光层和第二发光层,在量子点发光层上沉积所述溶液包括:形成所述量子点发光层,所述形成包括沉积含有第一量子点材料的所述第一发光层;在所述第一发光层上沉积含有第二量子点材料的所述第二发光层,所述第二量子点材料的量子点具有用于与所述粒子配体连接的表面配体;以及在所述第二发光层上沉积所述溶液。
技术总结
本发明提供了一种界面修饰材料、发光二极管及其制备方法,涉及显示技术领域。界面修饰材料包括:核壳粒子,核壳粒子包括内核和外壳,外壳对内核为部分包覆;以及粒子配体,粒子配体连接于外壳的远离内核的表面。本发明提供的界面修饰材料的应用能够改善器件性能。界面修饰材料的应用能够改善器件性能。界面修饰材料的应用能够改善器件性能。
技术研发人员:江华 闫晓林
受保护的技术使用者:TCL科技集团股份有限公司
技术研发日:2021.12.31
技术公布日:2023/7/13
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