一种光子晶体结构量子点有机发光二极管发光装置

摘要

本发明提供了一种光子晶体结构量子点有机发光二极管发光装置，属于发光二极管领域，尤其是涉及量子点有机发光二极管领域。一种光子晶体结构量子点有机发光二极管发光装置，其特征为：由氧化铟锡(ITO)透明阳极(1)，聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(Pedot:PSS)空穴注入层(2)，N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(TPD)空穴传输层(3)，量子点(QDs)发光层(4)，8-羟基喹啉铝(Alq3)电子传输层(5)和Cu/Ag合金阴极(6)构成，本发明的LED以QDs作为有源层，通过对QDs的尺寸调节，可得到不同波段的出射光，可获得可见光波段多种有机发光二极管，通过将Alq3电子传输层制备成光子晶体结构，可以使得向Cu/Ag阴极发射的光产生全反射，从ITO透明电极出射。

说明书

技术领域

本发明提供了一种光子晶体结构量子点有机发光二极管发光装置，属于发光二极管领域，尤其是涉及量子点有机发光二极管领域。

背景技术

在固体发光照明应用和量子光学领域，由于具有较高的发光效率，核壳结构量子点被认为是一种理想的发光材料，由于量子局限效应，纳米材料具有比体材料更好的发光性能。因此，以量子点作为有机发光二极管的有源层，可以大大提高发光效率。并且根据量子约束效应，通过对量子点的大小等进行调节，可得到不同波段的发射光；另外，采用光子晶体结构构成针对某些光波长的光子带隙，可以实现某些波长的全反射效果，用来提高发光二极管的出光效率。

发明内容

本发明提供了一种光子晶体结构量子点有机发光二极管发光装置，主要目的是提供一种新型的高光效的可见光波段的量子点有机发光二极管，并为纳米材料白光有机发光二极管的研究提供基础。

本发明的光子晶体结构量子点有机发光二极管是以ITO为阳极，然后在其一面自下而上依次沉积Pedot:PSS空穴注入层，TPD空穴传输层，QDs发光层，Alq3电子传输层和Cu/Ag合金阴极；同时通过对QDs的尺寸等调节，可得到不同波段的出射光，Alq3电子传输层的厚度范围为40-100纳米，Alq3电子传输层的结构为二维光子晶体结构，通过调节该结构的晶格周期，实现其光子带隙的调节，可以使得向Cu/Ag阴极发射的光产生全反射，从ITO透明电极出射，提高光子出射效率，光子晶体结构可以是圆孔或者方形孔，圆孔或者方孔的直径或者边长范围为20-40纳米，周期为50-100纳米。

本发明所述的QDs可以是CdSe/CdS或者CdSe/ZnS，QDs的尺寸范围为4.0nm-7.5nm，ITO透明电极的厚度为1-5微米，阴极为Cu/Ag合金，其厚度为1-5微米。

光子晶体结构量子点有机发光二极管的优点是：

1)以光子晶体结构的Alq3作为电子传输层和反射层，出光效率高。

2)通过对量子点直径的调节，可得到不同波段的出射光，可制备出多种颜色的发光器件。

附图说明

图1光子晶体结构量子点有机发光二极管结构示意图

图2Alq3层光子晶体结构示意图

图3光子晶体结构和非光子晶体结构量子点有机发光二极管的电致发光光谱图

具体实施方式

下面结合附图及实施实例对本发明作进一步描述：

参见附图1，一种光子晶体结构量子点有机发光二极管发光装置，其构造为：由氧化铟锡(ITO)透明阳极(1)，聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(Pedot:PSS)空穴注入层(2)，N，N′-二苯基-N，N′-二二(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(TPD)空穴传输层(3)，量子点(QDs)发光层(4)，8-羟基喹啉铝(Alq3)电子传输层(5)和Cu/Ag合金阴极(6)构成。图2描述的是本发明的Alq3层光子晶体结构示意图，为二维光子晶体结构，中间圆孔为空气孔，圆孔直径为圆孔以一定周期排列。图3是光子晶体结构量子点有机发光二极管的电致发光光谱图，从图中可以看出，在偏置电压为8伏时，对比同样参数的非光子晶体结构量子点有机发光二极管的电致发光光谱图，光子晶体结构量子点有机发光二极管发光效率较高，发光中心波长对应为560nm。

实施实例：

在ITO的一面自下而上依次沉积Pedot:PSS层，TPD层，QDs层，Alq3层和Cu/Ag电极。以旋涂法在ITO一面沉积厚度为30纳米的Pedot:PSS膜，采用真空热蒸发镀膜法，在Pedot:PSS膜上蒸镀一层TPD膜，真空室的真空度为5.0×10^-4Pa，有机物的平均沉积速率为0.2nm/s，形成的TPD膜厚度为50纳米；采用胶体化学法制备出粒径为5.5纳米的CdSe/ZnS核壳结构QDs膜，并通过旋涂法沉积在TPD膜上；通过真空热蒸发镀膜法在QDs膜层上蒸镀一层Alq3膜，真空室的真空度为5.0×10^-4Pa，有机物的平均沉积速率为0.2nm/s，形成的Alq3膜厚度为60纳米；然后采用微影蚀刻法制备出圆孔形状均匀排列的光子晶体结构Alq3膜，圆孔的直径为40纳米，周期为60纳米；采用溅射法在Alq3膜上沉积厚度为1微米的Cu/Ag合金电极，Cu/Ag比例为7∶3。