專利名稱：紅光量子點電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明專利涉及一種新型平板型顯示器件——紅光量子點電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
量子點是準零維納米半導體材料，它由少量原子或原子團構(gòu)成，通常三維尺度在1～10nm。由于尺寸量子效應和介電限域效應的影響，顯示出獨特的熒光特性等物理和化學特性，使得量子點在光電子學和生物學等方面具有廣闊的應用前景。量子點電致發(fā)光器件具有低功耗、高效率、響應速度快和重量輕等優(yōu)點，可以大面積成膜，更主要的是由于無機材料本身的物理性質(zhì)可以克服OLED中有機發(fā)光材料的熱衰變、光化學衰變等問題，極大地延長器件使用壽命，是一種具有巨大的學術(shù)價值和良好商業(yè)前景的光子器件。在材料方面國際上多選擇ZnS包覆CdSe量子點作為電致發(fā)光器件的發(fā)光層，但是鎘(Cd)的毒性較大，可經(jīng)食物、水或空氣進入人體，對人體產(chǎn)生嚴重的毒害作用。鑒于此，歐盟通過電子電機設備中危害物質(zhì)禁用指令(RoHS)，自2006年7月1日起禁止在電子產(chǎn)品中使用鎘(Cadmium)等物質(zhì)。所以，開發(fā)出新型環(huán)保量子電材料是量子點電致發(fā)光器件發(fā)展的方向。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種紅光量子點電致發(fā)光器件的制備方法及裝置。本發(fā)明以不含鎘(Cd)等有毒成分并具有良好熱穩(wěn)定性的紅光量子點為發(fā)光層材料，實現(xiàn)單一發(fā)光層、較大面積且發(fā)光均勻的平板型紅光量子點電致發(fā)光器件。
本發(fā)明提供的紅光量子點電致發(fā)光器件，其特征在于該發(fā)光器件自下而上依次由以下各層組成ITO陽極導電玻璃層；空穴傳輸層PVK(聚乙烯咔唑)；發(fā)光層ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu紅光量子點；電子傳輸層PBD(2-聯(lián)苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑)和金屬Al陰極。
本發(fā)明還提供一種上述的紅光量子點電致發(fā)光器件的制備方法，包括(1)將刻蝕成5mm*60mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時；(3)將ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu量子點按質(zhì)量比為1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時；(4)將PBD溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約1～2cm長的AL絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流為10～30A，蒸發(fā)時間為10～20分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負極，得到點陣式紅光量子點電致發(fā)光器件。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明的紅光量子點電致發(fā)光器件具有制備工藝簡單、重復性好的特點，它比一般的單色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。

圖1是紅光量子點電致發(fā)光器件具體結(jié)構(gòu)示意圖；具體實施方式
本發(fā)明以ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu紅光量子點為主體發(fā)光材料，在導電玻璃ITO表面分別利用旋轉(zhuǎn)涂覆，將原料依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下結(jié)構(gòu)的器件ITO/PVK(x nm)/ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu(y nm)/PBD(z nm)/Al(t nm)；其中，20≤x≤40nm；30≤y≤60nm；20≤z≤40nm；60≤t≤150nm，發(fā)光層中ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu紅光量子點的質(zhì)量比在1∶1～3∶1之間。相應材料分子式如下所示 實施例1(1)將刻蝕成5mm*60mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時間20s，高速3400rpm，成膜時間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)10小時；(3)將ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu量子點按質(zhì)量比為1.3∶1，溶于5mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1100rpm，成膜時間20s，高速3000rpm，成膜時間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)10小時；(4)將PBD溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時間18s，高速3000rpm，成膜時間20s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約2cm長的Al絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流約為30A，蒸發(fā)時間約為12分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負極，得到點陣式紅光量子點電致發(fā)光器件。
實施例2(1)將刻蝕成5mm*50mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1.5mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時間20s，高速3000rpm，成膜時間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時；(3)將ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu量子點按質(zhì)量比為1.5∶1，，溶于8mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1300rpm，成膜時間20s，高速3000rpm，成膜時間30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)8小時；(4)將PBD溶于1.6mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000rpm，成膜時間18s，高速3000rpm，成膜時間25s，完成后將其置于干燥器內(nèi)6小時；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約2cm長的Al絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流約為30A，蒸發(fā)時間約為15分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負極，得到點陣式紅光量子點電致發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種紅光量子點電致發(fā)光器件，其特征在于該發(fā)光器件自下而上依次由以下各層組成1)ITO陽極導電玻璃層；2)空穴傳輸層PVK；3)發(fā)光層ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu紅光量子點；4)電子傳輸層PBD；5)Al陰極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅光量子點電致發(fā)光器件，其特征是空穴傳輸層厚度x為20≤x≤40nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅光量子點電致發(fā)光器件，其特征是發(fā)光層ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu紅光量子點的質(zhì)量比在1∶1～3∶1之間，發(fā)光層厚度y為30≤y≤60nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅光量子點電致發(fā)光器件，其特征是電子傳輸層厚度z為20≤z≤40nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅光量子點電致發(fā)光器件，其特征是Al陰極層厚度t為60≤t≤150nm。
6.一種權(quán)利要求1所述的紅光量子點電致發(fā)光器件的制備方法，其特征是該方法包括以下步驟(1)將刻蝕成5mm*60mm條形的ITO玻璃在清潔劑中反復清洗后，再分別經(jīng)異丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超聲清洗，最后在紅外烘箱中干燥待用；(2)將PVK溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時；(3)將ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu量子點按質(zhì)量比為1∶1～3∶1，溶于0.1～10mg/ml的純水中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時；(4)將PBD溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋轉(zhuǎn)涂覆法成膜；低速1000～1400rpm，成膜時間10～20s，高速3000～4000rpm，成膜時間10～30s，完成后將其置于干燥器內(nèi)3～10小時；(5)Al陰極的制備采用在鎢合金爐絲上分掛約1～2cm長的AL絲，借助條形掩膜板，在發(fā)光層之上真空蒸鍍一薄層條形Al，真空度大于8×10-4Pa.，蒸發(fā)電流為10～30A，蒸發(fā)時間為10～20分鐘；(6)將上述制成的器件中所有的條形ITO陽極一端接直流電源正極，所有條形Al陰極一端接直流電源負極，得到點陣式紅光量子點電致發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種紅光量子點電致發(fā)光器件及其制備方法，本發(fā)明以ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu紅光量子點為主體發(fā)光材料，在導電玻璃ITO表面分別利用旋轉(zhuǎn)涂覆，將原料依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下結(jié)構(gòu)的器件ITO/PVK(x nm)/ZnS:Mn/CaS，ZnS:Eu(y nm)/PBD(z nm)/Al(t nm)。該紅光量子點電致發(fā)光器件具有制備工藝簡單、重復性好的特點，它比一般的單色光源具有更小的功耗，具有更高的亮度。
文檔編號H05B33/14GK1988194SQ20061013006
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者李嵐, 張曉松, 韓旭 申請人:天津理工大學