一种量子点发光二极管器件单元及其制备方法、量子点发光二极管模组

本发明涉及量子点发光二极管，尤其是涉及一种量子点发光二极管器件单元及其制备方法、量子点发光二极管模组。

背景技术：

1、量子点发光二极管(quantum-dot light-emitting diodes,qled)因具有显色纯度高、发光颜色可调、稳定性好、可溶液加工等独特优点，已经成为显示、固态照明领域的新趋势。在固态照明领域，qled基本是通过低压直流电(direct current,dc)进行驱动，实现电致发光照明。然而，目前dc驱动的qled存在着缺点：1)目前家庭用电主要为交流电(alternating current,ac)，必须引入由变压器、整流电路等组成的ac-dc转换器，才能将200v/50hz的交流电转换为适合qled驱动的低压dc。在高压ac转换为低压dc的过程中，不可避免的会损失能量，而且增加qled的应用成本和qled灯具的复杂性；2)在dc驱动的qled中，功能层界面或量子点发光层中的荷电积累是无法避免的，这会导致qled驱动电压上升，同时产生过量的焦耳热以及引发更严重的俄歇复合，从而进一步加速qled中功能层的老化，影响qled的使用寿命；3)在dc驱动的电路中，要改变施加在qled两端电压需要采用dc-dc的升压电路来实现，这就需要设计复杂的升压驱动电路，会引入更多的能量损失以及使用成本。因此，要实现qled在固态照明领域更广阔的应用，不仅需要提高器件的寿命，同时也要减少复杂电路的使用，降低qled灯具的成本和复杂性。

2、相关技术中，使用交流电驱动qled不仅能够减少器件中的荷电积累，同时也能够减少复杂驱动电路的使用，降低qled在固态照明领域中的应用成本。然而，目前ac驱动的qled在标准家庭交流电(220v/50hz)应用时，依旧需要复杂的变频或者降压驱动电路，且发光效率不理想，这大大影响了ac驱动qled在固态照明中的应用前景。

3、因此，解决现有的交流电驱动量子点发光二极管存在的不足，提供一种可由交流电直接驱动、能量转换效率高且耐高压的qled具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种量子点发光二极管器件单元及其制备方法、量子点发光二极管模组，旨在解决目前交流电驱动的量子点发光二极管中存在的驱动电路复杂且量子点发光效率不高的问题。

2、本发明的第一方面，提出了一种量子点发光二极管器件单元，包括a发光区和b发光区，所述a发光区和所述b发光区均包含叠层量子点发光二极管，所述a发光区的叠层量子点发光二极管和所述b发光区的叠层量子点发光二极管之间进行串联连接；

3、所述叠层量子点发光二极管包括基底以及依次层叠设置在所述基底表面的第一电极、第一发光单元、第二电极、第二发光单元和第三电极；

4、所述第一发光单元、所述第二发光单元均至少包含量子点发光层；

5、所述第一电极与所述第三电极至少有一个为透明电极，且所述第一电极和第三电极相互连接组成公共电极；

6、所述第二电极为透光率大于80％的透明电极或半透明电极，且所述a发光区的叠层量子点发光二极管的第二电极和所述b发光区的叠层量子点发光二极管的第二电极进行串联连接。

7、根据本发明实施例的量子点发光二极管器件单元，至少具有以下有益效果：本发明提供的量子点发光二极管器件单元，包括2个发光区，每个发光区都包含1个三电极的叠层量子点发光二极管，每个叠层量子点发光二极管均包括基底以及依次层叠设置在所述基底表面的第一电极、第一发光单元、第二电极、第二发光单元和第三电极，2个发光区的叠层量子点发光二极管通过各自的第二电极进行串联连接。工作时，在正偏置电压驱动下，a发光区(即第一叠层量子点发光二极管)的第一发光单元和b发光区(即第二叠层发光二极管)的第二发光单元启亮发光；而在负偏置电压驱动下，a发光区(即第一叠层量子点发光二极管)的第二发光单元和b发光区(即第二叠层发光二极管)的第一发光单元启亮发光)。与现有技术相比，本发明提供的量子点发光二极管器件单元具有以下优势：1)本发明的qled器件单元可直接采用频率为1hz～1mhz的交流电驱动，解决了ac驱动qled与标准家庭交流电之间的兼容性不理想的问题；2)每个叠层qled并联驱动，两个发光单元可以轮流发光，实现了交流电驱动下的100％发光占空比；3)2个叠层qled之间为串联连接，发光单元之间不存在器件电学性能以及能量损失，做到了极低损耗；4)每个叠层qled的量子点发光层都可以采取不同基色或混色量子点，实现发光器件不同颜色发光；5)不仅如此，混色叠层qled还解决了同一发光层中不同基色量子点之间的能量转移，可以提高量子点的出光效率；6)长寿命，交流电驱动qled的使用寿命是正常dc驱动qled寿命的两倍。

8、图1即为本发明提供的量子点发光二极管器件单元的其中一种结构示意图，如图示，该器件单元包括2个发光区(a发光区以及b发光区)，每个发光区均由1个三电极的叠层量子点发光二极管组成，每个叠层量子点发光二极管均包括基底以及依次层叠设置在所述基底表面的第一电极、第一发光单元、第二电极、第二发光单元和第三电极。每个三电极叠层量子点发光二极管(qled)器件都分别将其第一电极和第三电极互相连接形成公共电极：a发光区的叠层量子点发光二极管的第一电极和第三电极互相连接形成a发光区公共电极，b发光区的叠层量子点发光二极管的第一电极和第三电极互相连接形成b发光区公共电极；而两个三电极叠层qled器件之间通过各自的第二电极相互串联连接，形成家用交流电220v/50hz即插即用qled器件单元(plug and play qled，pnp-qled)，也即本发明所述的交流电驱动的量子点发光二极管器件单元的基本单元。

9、在本发明的一些实施方式中，通过共用所述第二电极，连接了两个交流电驱动的所述叠层量子点发光二极管。

10、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光二极管器件单元进行交流电驱动时，电源的两端分别连接2个发光区的所述叠层量子点发光二极管的公共电极，即电源的两端分别连接a发光区的所述叠层量子点发光二极管的公共电极以及b发光区的所述叠层量子点发光二极管的公共电极。本发明中，a发光区和b发光区通过所述第二电极串联连接，形成pnp-qled，交流电的电源两端分别连接a发光区公共电极以及b发光区公共电极。所述pnp-qled作为一个基本单元，其交流电驱动电路示意图如图2所示，在交流电源u的驱动下：在正偏置电压驱动下，a发光区(即第一叠层量子点发光二极管)的第一发光单元和b发光区(即第二叠层发光二极管)的第二发光单元启亮发光；而在负偏置电压驱动下，a发光区(即第一叠层量子点发光二极管)的第二发光单元和b发光区(即第二叠层发光二极管)的第一发光单元启亮发光)。这也意味着，当a发光区的第一发光单元发光时，b发光区的第二发光单元也同时发光；同理，当a发光区的第二发光单元发光时，b发光区的第一发光单元也同时发光。最终，该pnp-qled实现了交流电驱动下的100％发光占空比。

11、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光二极管器件单元由频率为1hz～1mhz的交流电驱动。

12、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光二极管器件单元由标准家庭交流电直接驱动，其电压有效值220v，频率50hz。

13、在本发明的一些实施方式中，所述第一发光单元和所述第二发光单元同为倒置结构器件，或者所述第一发光单元和所述第二发光单元同为正置结构器件。

14、在本发明的一些优选的实施方式中，所述第一发光单元和所述第二发光单元同为倒置结构器件：所述第一发光单元包括从下至上依次层叠设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层，所述第二发光单元包括从下至上依次层叠设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层。

15、在本发明的一些优选的实施方式中，所述第一发光单元和所述第二发光单元同为正置结构器件：所述第一发光单元包括从下至上依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层，所述第二发光单元包括从下至上依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层。

16、在本发明的一些实施方式中，所述第二电极为透光率大于80％的透明电极或半透明电极。优选的，所述第二电极由透明或半透明导电材料(例如薄层金属)，或者透明导电氧化物等组成。更优选的，所述第二电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成。

17、在本发明的一些实施方式中，所述第一电极为透明电极，所述第三电极为反射电极。优选的，所述第一电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成，所述第三电极由al、ag、cu、au等金属的其中一种或几种组成。

18、在本发明的一些实施方式中，所述第一电极为反射电极，所述第三电极为透明电极。优选的，所述第一电极由al、ag、cu、au等金属的其中一种或几种组成，所述第三电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成。

19、在本发明的一些实施方式中，所述第一电极为透明电极，所述第三电极为透明电极。优选的，所述第一电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成，所述第三电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成。

20、在本发明的具体的实施方式中，所述第一电极为透明电极，所述第二电极为透明电极或半透明电极，所述第三电极为反射电极；或者，所述第一电极为反射电极，所述第二电极为透明电极或半透明电极，所述第三电极为透明电极。

21、本发明第一电极与第三电极短接作为公共电极，在使用时与外接交流电源连接，以与第二电极共同作用，驱动第一发光单元与第二发光单元交替轮流发光(如交流信号的幅值为正时，第一发光单元发光；交流信号的幅值为负时，第二发光单元发光)。所述第一电极可以为条状或面状电极，以与第一发光单元具有更大的接触面积，从而最大程度上保证电能传导性能。所述第一电极可以由半透明或透明导电材料例如薄层金属或透明导电氧化物等制成，以将该第一电极作为透光电极出光，所述第一电极也可以由任意非透明导电材料例如铝、银等反射率较高的材料等制成，以将该第一电极作为反射电极。所述第三电极可以为条状或面状电极，以与第二发光单元具有更大的接触面积，从而最大程度上保证电能传导性能。所述第三电极可以由半透明或透明导电材料例如薄层金属或透明导电氧化物等制成，以将该第三电极作为透光电极出光，所述第三电极也可以由任意非透明导电材料例如铝、银等反射率较高的材料等制成，以将该第三电极作为反射电极。但是需要指出的是，第一电极与第三电极中至少有一个为透光电极，作为出光面。

22、在本发明的一些实施方式中，所述第一发光单元的量子点发光层为单色量子点发光层或者混色量子点发光层。

23、在本发明的一些实施方式中，所述第二发光单元的量子点发光层为单色量子点发光层或者混色量子点发光层。

24、在本发明的一些优选的实施方式中，所述单色量子点发光层中的量子点选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的任意一种。

25、在本发明的一些优选的实施方式中，所述混色量子点发光层中的量子点选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的任意两种或三种的组合。

26、在本发明的一些更优选的实施方式中，所述的第一发光单元的量子点发光层的量子点为红色量子点，所述第二发光单元的量子点发光层的量子点为红色量子点。

27、在本发明的一些实施方式中，所述第一发光单元还包括致密溅射缓冲层，设置于所述第一发光单元与第二电极之间。

28、在本发明的一些实施方式中，所述第二发光单元还包括致密溅射缓冲层，设置于所述第二发光单元与第三电极之间。

29、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光层的量子点可以选自常见的红、绿、蓝三种中的一种量子点，也可以为黄光量子点或者混色量子点。具体的，所述量子点可以选自cds、cdse、cdte、znte、gaas、gap、gasb、hgs、hgse、hgte、inas、inp、insb、alas、alp、cuins、cuinse、以及各种核壳结构量子点或合金结构量子点中的至少一种。所述量子点可以为含镉或者不含镉。所述量子点发光层具有激发光谱宽并且连续分布，发射光谱稳定性高等特点。例如可以为cdse/zns核壳结构的量子点。

30、在本发明的一些实施方式中，所述电子传输层的材料可以选自具有良好电子传输性能的材料，例如包括但不限于n型的tpbi、bepp2、btps、tmpypb、zno、tio2、fe2o3、sno2、ta2o3、alzno、znsno、insno和znmgo等中的一种或多种。例如可以为znmgo纳米颗粒。

31、在本发明的一些实施方式中，所述空穴传输层的材料可选自具有良好空穴传输能力的材料，例如包括但不限于聚(9,9-二辛基芴-co-n-(4-丁基苯基)二苯胺)(tfb)、聚乙烯咔唑(pvk)、聚(n,n'双(4-丁基苯基)-n,n'-双(苯基)联苯胺)(poly-tpd)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-n,n-苯基-1,4-苯二胺)(pfb)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(tcta)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(cbp)、n,n'-二苯基-n,n'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(tpd)、n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(npb)中的一种或多种。例如可以为4,4'-二(9-咔唑)联苯(cbp)。

32、在本发明的一些实施方式中，所述空穴注入层的材料可选自具有良好空穴注入性能的材料，例如包括但不限于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)、酞菁铜(cupc)、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰醌-二甲烷(f4-tcnq)、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(hatcn)、掺杂或非掺杂过渡金属氧化物、掺杂或非掺杂金属硫系化合物中的一种或多种；其中，所述过渡金属氧化物包括但不限于moo3、vo2、wo3、cuo中的一种或多种；所述金属硫系化合物包括但不限于mos2、mose2、ws2、wse2、cus中的一种或多种。例如可以为moo3。

33、在本发明的一些实施方式中，各层制备方法可以是化学法或物理法，其中化学法包括但不限于化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法中的一种或多种；物理法包括但不限于溶液法(如旋涂法、印刷法、刮涂法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法或条状涂布法等)、蒸镀法(如热蒸镀法、电子束蒸镀法、磁控溅射法或多弧离子镀膜法等)、沉积法(如物理气相沉积法、原子层沉积法、脉冲激光沉积法等)中的一种或多种。

34、在本发明的一些实施方式中，各层的厚度可以合理调节。例如，空穴传输层厚度为50-150nm，优选为50nm；空穴注入层厚度为10-100nm，优选为10nm；电子传输层厚度为50-150nm，优选为50nm；量子点发光层厚度为25-200nm，优选为25nm。

35、本发明的第二方面，提出了一种上述的量子点发光二极管器件单元(pnp-qled)的制备方法，包括步骤：

36、s10、提供基底，在所述基底上制备2个相互独立的第一电极，分别作为a发光区第一电极以及b发光区第一电极；

37、s20、在a发光区第一电极以及b发光区第一电极表面制备第一发光单元；

38、s30、在所述第一发光单元表面制备第二电极，所述第二电极连接a发光区以及b发光区；

39、s40、在所述第二电极表面制备第二发光单元；

40、s50、在所述第二发光单元表面制备2个相互独立的第三电极，分别作为a发光区第三电极以及b发光区第三电极，其中，a发光区第三电极完全覆盖a发光区第一电极的区域并与之连接形成a发光区公共电极，b发光区第三电极完全覆盖b发光区第一电极的区域并与之连接，形成b发光区公共电极。

41、在本发明的一些实施方式中，通过图形化来制备所述第一电极、第二电极、第三电极。

42、在本发明的一些优选的实施方式中，采用掩模技术对第一电极、第二电极和第三电极进行图形化。

43、根据本发明实施例的量子点发光二极管器件单元的制备方法，至少具有以下有益效果：本发明第一电极、第二透明电极以及第三电极的排列以及电极之间的连接方式的设计，实现了上述器件的交流电驱动、轮流发光；而且制备过程中，只需要对第一电极、第二电极和第三电极进行图形化，无需图案化发光单元，只需图案化电极即可。不仅如此，该器件可采用溶液法制备，降低了制备成本，工艺简单，可以大规模批量化生产，具有很高的实际应用价值。

44、本发明首先在基底上图形化所述第一电极，制备出两个独立的第一电极，随后制备出第一发光单元，可选的，包括依次叠层设置电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和空穴注入层；接着图形化所述第二电极，利用第二电极连接a发光区和b发光区，随后制备出第二发光单元，可选的，包括依次叠层设置电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和空穴注入层；最后图形化所述第三电极，第三电极完全覆盖所述第一电极的区域并与所述第一电极连接，形成公共电极。最终实现了基本单元pnp-qled。本发明提供的量子点发光二极管器件单元，包括2个发光区，每个发光区均包括1个三电极的叠层量子点发光二极管，每个独立的叠层量子点发光二极管均可以实现交流电直接驱动。

45、在本发明的一些实施方式中，所述叠层量子点发光二极管包括基底以及依次层叠设置在所述基底表面的第一电极、第一发光单元、第二电极、第二发光单元和第三电极，所述第一发光单元、所述第二发光单元均至少包含量子点发光层。

46、在本发明的一些实施方式中，所述第一发光单元和所述第二发光单元同为倒置结构器件，或者所述第一发光单元和所述第二发光单元同为正置结构器件。

47、在本发明的一些优选的实施方式中，所述第一发光单元和所述第二发光单元同为倒置结构器件：所述第一发光单元包括从下至上依次层叠设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层，所述第二发光单元包括从下至上依次层叠设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层、空穴注入层。

48、在本发明的一些优选的实施方式中，所述第一发光单元和所述第二发光单元同为正置结构器件：所述第一发光单元包括从下至上依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层，所述第二发光单元包括从下至上依次层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层。

49、在本发明的一些实施方式中，所述叠层量子点发光二极管的第二电极为透光率大于80％的透明电极或半透明电极。优选的，所述第二电极由透明或半透明导电材料(例如薄层金属)，或者透明导电氧化物等组成。更优选的，所述第二电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成。

50、在本发明的一些实施方式中，所述叠层量子点发光二极管的第一电极与第三电极至少有一个为透明电极，且所述第一电极和第三电极相互连接组成公共电极。

51、在本发明的一些优选的实施方式中，所述第一电极为透明电极，所述第三电极为反射电极。更优选的，所述第一电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成，所述第三电极由al、ag、cu、au等金属的其中一种或几种组成。

52、在本发明的一些优选的实施方式中，所述第一电极为反射电极，所述第三电极为透明电极。更优选的，所述第一电极由al、ag、cu、au等金属的其中一种或几种组成，所述第三电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成。

53、在本发明的一些实施方式中，所述第一电极为透明电极，所述第三电极为透明电极。优选的，所述第一电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成，所述第三电极由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成。

54、作为举例，本发明的叠层量子点发光二极管的三个电极：第一电极和第二电极为透明电极，分别由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成，第三电极为反射电极，由al、ag、cu、au等金属的其中一种或几种组成；或者，第二电极和第三电极为透明电极，分别由ito、azo、izo等透明导电氧化物的其中一种或几种组成，第一电极为反射电极，由al、ag、cu、au等金属的其中一种或几种组成。

55、在本发明的一些实施方式中，所述第一发光单元的量子点发光层为单色量子点发光层或者混色量子点发光层。

56、在本发明的一些实施方式中，所述第二发光单元的量子点发光层为单色量子点发光层或者混色量子点发光层。

57、在本发明的一些优选的实施方式中，所述单色量子点发光层中的量子点选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的任意一种。

58、在本发明的一些优选的实施方式中，所述混色量子点发光层中的量子点选自红色量子点、绿色量子点、蓝色量子点中的任意两种或三种的组合。

59、在本发明的一些更优选的实施方式中，所述的第一发光单元的量子点发光层的量子点为红色量子点，所述第二发光单元的量子点发光层的量子点为红色量子点。

60、图3所示即为本发明实施例提供的叠层量子点发光二极管(qled)其中一种结构示意图，该叠层qled由下往上依次层叠设置有基板101、第一电极102、第一发光单元113、第二电极107、第二发光单元114和第三电极112。其中，第一发光单元113由电子传输层103、量子点发光层104、空穴传输层105和空穴注入层106组成，第二发光单元114由电子传输层108、量子点发光层109、空穴传输层110和空穴注入层111组成。其中，电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和空穴注入层的材料、制备方法、厚度等均如前所述，在此不再赘述。

61、优选的，所述基板101为玻璃基板；更优选的，所述基板101和第一电极102为采用激光烧蚀或光刻技术图案化的ito玻璃基板。

62、优选的，所述第一发光单元的电子传输层103为znmgo纳米颗粒薄膜，其制备方法为：将40mg/ml的znmgo纳米颗粒的乙醇溶液以3000r/min的转速旋涂成膜，然后以100℃烘烤10分钟。

63、优选的，所述第一发光单元的量子点发光层104为cdse/zns核壳结构的量子点薄膜，其制备方法为：将15mg/ml量子点的正辛烷溶液以3000r/min的转速旋涂成膜，然后以100℃烘烤5分钟。

64、优选的，所述第一发光单元的空穴传输层105和空穴注入层106的制备方法为热蒸镀：空穴传输层材料为4,4'-二(9-咔唑)联苯(cbp)，厚度为50nm；空穴注入层的材料为三氧化钼(moo3)，厚度为10nm。

65、优选的，所述第二电极107为利用溅射方法制备的图形化的izo透明金属氧化物薄膜。

66、优选的，所述第二发光单元的电子传输层108为znmgo纳米颗粒薄膜，其制备方法为：将40mg/ml的znmgo纳米颗粒的乙醇溶液以3000r/min的转速动态旋涂成膜，然后以60℃烘烤20分钟。

67、优选的，所述第二发光单元的量子点发光层109为cdse/zns核壳结构的量子点薄膜，其制备方法为：将15mg/ml量子点的正辛烷溶液以3000r/min的转速动态旋涂成膜，然后以60℃烘烤10分钟。

68、优选的，所述第一发光单元的空穴传输层110和空穴注入层111的制备方法为热蒸镀：空穴传输层材料为4,4'-二(9-咔唑)联苯(cbp)，厚度为50nm；空穴注入层的材料为三氧化钼(moo3)，厚度为10nm。

69、优选的，所述第三电极112为利用热蒸镀制备的100nm的al电极。

70、在本发明的一些实施方式中，所述叠层量子点发光二极管进行交流电驱动时，所述第二电极连接电源的一端，所述公共电极连接电源的另一端。

71、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光二极管器件单元由频率为1hz～1mhz的交流电驱动。

72、在本发明的一些实施方式中，所述叠层量子点发光二极管由标准家庭交流电直接驱动，其电压有效值220v，频率50hz。

73、图4为本发明实施例所述叠层量子点发光二极管实现交流电驱动电路的连接方法示意图。如图示，交流电压源u的一端与第一电极和第三电极组成的公共电极相连，另一端与第二电极相连，所述第二电极为透明导电izo电极。

74、图5为本发明实施例提供的交流电压源u驱动所述叠层量子点发光二极管的第一发光单元和第二发光单元的电路示意图。如图示，第一发光单元和第二发光单元被反并联连接并被交流电压源u驱动，这样就可以实现三电极叠层量子点发光二极管的交流电直接驱动。

75、图6为本发明实施例提供的三电极叠层量子点发光二极管的第一发光单元和第二发光单元的电致发光光谱，其中所述第一发光单元和所述第二发光单元均为红色光。

76、图7为本发明实施例提供的三电极叠层量子点发光二极管在第一发光单元直流电驱动、第二发光单元电直流驱动以及两个发光单元同时直流驱动时的电流密度-电压-亮度特征图。由图中可以发现本发明制备的三电极叠层量子点发光二极管每个发光单元都不存在器件电学性能以及能量损失。

77、本发明的第三方面，提出了一种量子点发光二极管模组，所述量子点发光二极管模组包括n个如上所述的量子点发光二极管器件单元(pnp-qled)，n个所述量子点发光二极管器件单元矩阵排布于同一水平面，且前一个量子点发光二极管器件单元b发光区的公共电极与相邻的量子点发光二极管器件单元a发光区的公共电极相互串联连接，例如，模组第1个量子点发光二极管器件单元b发光区的公共电极与第2个量子点发光二极管器件单元a发光区的公共电极相互串联，第2个量子点发光二极管器件单元b发光区的公共电极与第3个量子点发光二极管器件单元a发光区的公共电极相互串联……第n-1个量子点发光二极管器件单元b发光区的公共电极与第n个量子点发光二极管器件单元a发光区的公共电极相互串联，n为≥1的整数。

78、根据本发明实施例的量子点发光二极管模组，至少具有以下有益效果：本发明将多个量子点发光二极管器件单元(也即pnp-qled)，通过其第一电极和第三电极组成的共用电极互相串联连接并矩阵排布于同一水平面，形成量子点发光二极管模组(pnp-qled)n，所述(pnp-qled)n下标n为串联连接pnp-qled的个数。上述串联连接多个pnp-qled的模组，具有以下有益效果：1)通过多个叠层qled的串联，提高了模组最高的耐压，可由高压电驱动；2)耐压可调整，模组最高耐受电压值与模组中串联的器件个数n相关，可以根据不同的最高耐受电压值调节n的个数；3)可以通过线圈式调压器控制器件亮度；4)模组中量子点发光层可以采取不同基色或混色量子点，实现器件不同颜色发光，且混色叠层qled解决了同一发光层中不同基色量子点之间的能量转移，提高了量子点的出光效率；5)无需ac-dc转换器以及dc-dc变压电路就可以实现在家用交流电的直接驱动，简单高效，具有极大的实际应用价值。

79、图8所示即为本发明实施例提供的量子点发光二极管模组(pnp-qled)n其中一种结构示意图，理论上，根据如图8所示的结构，可以无限扩展下去。

80、在本发明的一些实施方式中，1≤n≤200，n为整数。

81、在本发明的一些优选的实施方式中，1≤n≤80，n为整数。

82、在本发明的一些更优选的实施方式中，20≤n≤42，n为整数。更优选的，26≤n≤38，例如可以具体为26、28、30、38。

83、本发明提供的(pnp-qled)n可由高压交流电驱动，且器件可以随着电压有效值的变化调控器件的亮度，而这种变交流电电压的过程不需要复杂的变电压电路，只需要通过线圈式的交流电变压器就可以简单实现电压有效值变化，从而调控器件的亮度或流明。不仅如此，改变所述第一发光单元与所述第二发光单元的量子点发光层的颜色，本发明同样可以获得高色纯度的红、绿、蓝发光的(pnp-qled)n。其中，量子点发光二极管模组(pnp-qled)n中电极、发光单元、量子点或功能层的设置如前所述，在此不再赘述。

84、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光二极管模组进行交流电驱动时，电源的两端分别连接模组中第一个量子点发光二极管器件单元a发光区的公共电极以及最后一个量子点发光二极管器件单元b发光区的公共电极。

85、本发明提供的(pnp-qled)n可高压交流电驱动，其交流电驱动电路示意图如图9所示，在正偏置电压驱动下，每个pnp-qled中，a发光区的第一发光单元发光，b发光区的第二发光单元发光；而在负偏置电压驱动下，每个pnp-qled中，a发光区的第一发光单元发光，b发光区的第二发光单元发光。

86、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光二极管器件单元由频率为1hz～1mhz的交流电驱动。

87、在本发明的一些实施方式中，所述量子点发光二极管模组由标准家庭交流电直接驱动，其电压有效值220v，频率50hz。

88、本发明的第四方面，提出了一种上述的交流电驱动的量子点发光二极管模组的制备方法，包括步骤：

89、s100、提供基底，在所述基底上矩阵排列n组独立的第一电极，每组第一电极分别包括2个相互独立的第一子电极；

90、s200、在n组第一电极表面制备n组第一发光单元；

91、s300、在n组所述第一发光单元表面矩阵排列n组第二电极；

92、s400、在n组第二电极表面制备n组第二发光单元；

93、s500、在n组所述第二发光单元表面矩阵排列n组相互独立的第三电极，每组第三电极分别包括2个相互独立的第三子电极，每个第三子电极分别与对应的第一子电极连接，形成n+1个公共电极。

94、根据本发明实施例的交流电驱动的量子点发光二极管模组的制备方法，至少具有以下有益效果：1)无需设计复杂的驱动电路，制备方法简单高效；2)只需要对第一电极、第二电极和第三电极进行图形化，无需图案化发光单元，只需图案化电极即可；3)不仅如此，该器件可采用溶液法制备，降低了制备成本；4)可同时制备n组电极或功能层，提高了效率，可以大规模批量化生产，具有很高的实际应用价值；5)无需ac-dc转换器以及dc-dc变压电路就可以实现在家用交流电的直接驱动，简单高效，具有极大的实际应用价值。

95、在本发明的一个具体的实施方式中，量子点发光二极管模组(pnp-qled)n的制备方法包括步骤：1)提供基底，利用透明导电金属氧化物材料在所述基底上矩阵排列n组独立的第一透明电极，或利用金属材料在所述基底上矩阵排列n组独立的第一反射电极；2)将发光单元对应的材料通过溶液旋涂、打印、涂覆或蒸镀在所述第一电极表面，形成第一发光单元，再蒸镀高功函金属氧化物层，形成致密溅射缓冲层；3)在所述第一发光单元上，矩阵排列n组独立第二透明电极，利用溅射或电子束蒸发ito、azo、izo等透明导电氧化物，形成第二透明电极；4)将发光单元对应的材料通过溶液旋涂、打印、涂覆或蒸镀在所述第二电极表面，形成第二发光单元；5)在所述第二发光单元上，利用溅射或电子束蒸发ito、azo、izo等透明导电氧化物，形成第三透明电极，或利用蒸镀蒸发al、ag、cu、au等金属，形成第三反射电极，使得n组第三电极和第一电极相互对应并连接，形成公共电极，得到由标准家庭交流电直接驱动的量子点发光二极管。其中，所述第一电极和所述第三电极必有一个电极为透明导电材料。

96、更为具体的，本发明的量子点发光二极管模组(pnp-qled)n的制备方法包括步骤：

97、(1)在经过处理洁净处理过的基底上制备相互独立的2n组第一电极，等距离分布在基底上，依次命名为1号第一子电极、2号第一子电极、3号第一子电极、……、2n号第一子电极；随后依次层叠设置第一发光单元，制备方法与前述相同。

98、(2)在所述第一发光单元表面制备第二电极，所述第二电极的个数为n，所述n个第二透明电极依次命名为1号第二子电极、2号第二子电极、3号第二子电极、……、n号第二子电极，所述n号第二子电极依次分段设置于连接两个相邻的2n-1号第一子电极、2n号第一子电极和相应的发光单元，如所述1号第二子电极连接1号第一子电极、2号第一子电极和发光单元，2号第二子电极连接3号第一子电极、4号第一子电极和发光单元……n号第二子电极连接2n-1号第一子电极、2n号第一子电极和第一发光单元；在所述第二电极表面继续依次层叠第二发光单元，制备方法与前述相同；之后，除去非所述第二电极位置的第一发光单元以及第二发光单元，裸露出所有的第一子电极。

99、(3)在第二发光单元表面制备第三电极，所述第三电极的个数为2n，第三电极完全覆盖相应的第一电极的区域，并与所述第一电极相连接，同时用所述第三电极连接相邻两个器件单元(首尾两个电极除外)，所述第三电极依次命名为1号第三子电极、2号第三子电极、3号第三子电极、………、2n号第三子电极，则连接方式为2号第三子电极连接3号第三子电极，4号第三子电极连接5号第三子电极……2n-2号第三子电极连接2n-1号第三子电极。

100、最终制备得到的量子点发光二极管模组(pnp-qled)n如图8所示。共有n组发光单元，一个发光单元包含2组独立的公共电极，串联成模组时，每个发光单元之间通过公共电极串联，在制备的时候每个发光单元之间连接的公共电极为同一个电极，例如2个发光单元相连接有3个公共电极，4个发光单元有5个公共电极，n个发光单元有n+1个公共电极。

101、本发明的第五方面，提出了一种照明器件，包括如上所述的量子点发光二极管器件单元或者如上所述的量子点发光二极管模组。

102、根据本发明实施例的照明器件，至少具有以下有益效果：本发明提供的照明器件，可直接由标准家庭交流电直接驱动，无需复杂驱动电路，简单方便；同时多个叠层qled的串联，提高了器件的耐压能力；并可根据量子点的合理设置发出黄色、白色或者多彩色光，亮度高，色纯度好，在固态照明领域具有很高的实际应用价值。

103、本发明的第六方面，提出了一种显示装置，包括如上所述的量子点发光二极管器件单元或者如上所述的量子点发光二极管模组。

104、根据本发明实施例的显示装置，至少具有以下有益效果：本发明提供的显示装置，可直接由标准家庭交流电直接驱动，无需复杂驱动电路，简单方便；同时多个叠层qled的串联，提高了装置的耐压能力；并可根据量子点的合理设置发出黄色、白色或者多彩色光，亮度高，色纯度好，在量子点显示领域具有很高的实际应用价值。

105、在本发明的一些实施方式中，本发明的显示装置可以应用于任意显示设备中，例如微型显示、增强现实(ar)及虚拟现实(vr)显示、头戴显示、电视机、手机屏幕、平板显示器等，本发明对此不作任何限定，可根据实际情况具体选择。

106、本发明将得到的量子点发光二极管器件单元或者量子点发光二极管模组应用于固态照明或者显示领域，对相关的器件无任何特别要求，固态照明或者显示器件可采用本领域常规制备方法制备得到，涉及的其他原料均为本领域常规材料，本领域技术人员可根据需要进行合理的选择，在此不作赘述。