[发明专利]量子点发光二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及量子点发光二极管技术领域，具体提供一种量子点发光二极管的制备方法。该制备方法包括：提供量子点发光二极管半成品结构；将所述量子点发光二极管半成品结构置于含有无机酸、有机羧酸或有机碱中的任一种的溶液中进行浸泡处理；所述量子点发光二极管半成品结构为叠层结构，所述叠层结构的一个表层为电极，另一表层为电子传输层。通过本发明的制备方法获得的量子点发光二极管，QLED器件漏电电流显著降低，外量子效率及使用寿命明显提高。

技术领域

本发明属于发光二极管技术领域，尤其涉及一种量子点发光二极管及其制备方法。

背景技术

量子点(quantum dots)，又称半导体纳米晶(nanocrystal)，是一种新型荧光纳米材料，三维尺寸均在纳米范围内(1-100nm)的纳米颗粒，它是介于体相材料和分子间的物质，因此其性质既不能用宏观理论来解释又不能用微观的分子或原子理论来解释，又由于量子点的尺寸与其德布罗意波长接近，所以它的性质符合量子理论。对于体相材料而言，电子在物质中的运动不受任何限制，在三个维度的方向上均可自由运动，其能级是连续的。当材料在某一个维度上的尺寸等于或小于其德布罗意波长时，电子在这一方向上的运动就会受到限制，其能级就不再是连续的，而变为量子化的。量子阱材料是指电子的运动只在一个维度方向上受限制，而在其他两个维度方向上可以自由运动；量子线材料是指其尺寸在两个维度上缩小至德布罗意波长或以下，电子只能在一维方向上自由运动。当材料的尺寸在三个维度方向上均等于或小于其德布罗意波长时，就变成了量子点，其电子的能量在三维方向上均是量子化的，因此赋予了量子点特殊的光、电、磁、催化等性能。

半导体量子点的光学性质与量子尺寸效应息息相关。当量子点的尺寸下降到某一数值时，其费米能级附近的电子能级由准连续的变为离散的，使得半导体连续的能带变为分裂的能级结构，同时带隙变宽，这种现象就是量子尺寸效应。

半导体量子点的光学性质除了与量子尺寸效应有关，还与量子限域效应有关。由于量子点与电子的德布罗意波长、相干波长及激子波尔半径相当，电子局限在纳米空间内，其输运受到限制，平均自由程变短，电子的局域性和相干性增强，这就是所谓的量子限域效应当量子点的粒径与激子波尔半径相当或更小时，处于强限域区，易形成激子，产生激子吸收带。随着粒径的减小，激子带的吸收系数增加，出现激子强吸收，激子的最低能量向高能方向移动即蓝移。

量子点在外部能量的激发下(电压、光照等)，电子从基态(价带)跃迁到激发态(导带)，价带中会留下空位，这种空位即为空穴。此时，处于激发态的部分电子和空穴很容易形成激子(电子－空穴对)，当电子从激发态回到基态时，电子与空穴复合释放出能量，并以光的形式显现出来。激子复合发光过程主要分为以下三种情形：

(1).带边发光：导带的激发态电子直接与价带的空穴复合发光；

(2).缺陷态发光：激子复合发光来自于半导体带隙中缺陷态电子的跃迁和弛豫过程；

(3).杂质能级发光：量子点带隙中的局域杂质俘获电子，通过杂质能级作用产生激子复合发光。

在激子复合发光过程中，上述三种情形同时存在，但带边发光占主导地位。

为了定量研究量子点的光学性能，引入光化学中的量子产率(quantum yield，即QY)，定义其为发射光子与吸收总光子数之比，实际测试中通常采用样品溶液与标准液硫酸奎宁的对比计算得到相对量子产率：

其中，Y_x、Y_s分别是样品溶液和54.6％的标准液硫酸奎宁在相同激发条件下的量子产率，A_x、A_s分别是对应物质的吸收光谱曲线值，F_x是量子点的荧光峰积分面积，F_s是硫酸奎宁的荧光峰积分面积。