CN111584723B - 发光器件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光器件及其制作方法，包括：在阳极上形成空穴传输层；在所述空穴传输层上形成发光层，所述发光层的材料包括钙钛矿材料；在所述发光层上形成改性层，所述改性层的材料包括芳香多胺类化合物；在所述改性层上依次形成电子传输层和阴极。本发明提供的发光器件及其制作方法用于改善发光层的表面缺陷，从而提高发光器件的稳定性。

Description

发光器件及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光器件及其制作方法。
背景技术
有机发光二极管显示器件相对于液晶显示装置具有自发光、反应快、轻薄等优点，已被广泛应用于众多领域。
随着技术的发展，发光二极管的种类也不断扩大，得益于诸如高载流子迁移率，带隙可调，适配柔性制程，尤其是加工工艺简单且成本低等优势，钙钛矿材料获得了学术界和产业界的广泛关注。在有机发光二极管中引入钙钛矿材料以提高器件的发光效率成为热点之一。钙钛矿材料具有高发光效率，窄发射，连续可见光范围光谱可调等特点，引入钙钛矿材料能够提高发光二极管的各项性能。
钙钛矿材料具备优异的溶液加工特性，但溶液加工方式同样导致产生了大量缺陷，尤其是钙钛矿层与电子传输层的界面处。这些缺陷容易产生局域化能态，加重非辐射复合的概率，更为严重的是，这些缺陷往往成为热、光、潮湿等因素“进攻”的诱发点，引发离子迁移并加重外界水汽、氧等的渗入，这些都极大地损害了器件性能，从而影响发光器件的稳定性。
故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种发光器件及其制作方法，用于改善发光层的表面缺陷，从而提高发光器件的稳定性。
本发明提供一种发光器件的制作方法，包括：
步骤A：在阳极上形成空穴传输层；
步骤B：在所述空穴传输层上形成发光层，所述发光层的材料包括钙钛矿材料；
步骤C：在所述发光层上形成改性层，所述改性层的材料包括芳香多胺类化合物；
步骤D：在所述改性层上依次形成电子传输层和阴极。
在本发明提供的发光器件的制作方法中，所述步骤C包括：
步骤c11：将芳香多胺类化合物与溶剂混合，形成芳香多胺溶液；
步骤c12：采用旋涂工艺对所述芳香多胺溶液进行涂布，以形成芳香多胺溶液层；
步骤c13：对所述芳香多胺溶液层进行退火处理，以形成所述改性层。
在本发明提供的发光器件的制作方法中，所述步骤c11中的所述芳香多胺类化合物的质量分数介于1％至45％之间。
在本发明提供的发光器件的制作方法中，所述步骤c11中所述溶剂包括乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或其任意组合。
在本发明提供的发光器件的制作方法中，所述芳香多胺类化合物还含有卤素官能团和五元杂环中的至少一种。
在本发明提供的发光器件的制作方法中，所述五元杂环包括含有氧原子、硫原子或者氮原子中的一种或其任意组合。
在本发明提供的发光器件的制作方法中，所述芳香多胺类化合物包括以下化学结构式中的至少一种：
Figure BDA0002486294210000031
其中，x为芳香环上氨基的数量，y为芳香环上氟原子的数量，n为烷基链中亚甲基的数量。
在本发明提供的发光器件的制作方法中，所述氨基x的数量为大于或等于1的整数，所述氟原子y的数量为大于或等于零的整数，所述烷基链中亚甲基的数量n为大于或等于1的整数。
本发明还提供一种发光器件，包括：
阳极；
空穴传输层，所述空穴传输层设置于所述阳极上；
发光层，所述发光层设置在所述空穴传输层上，所述发光层的材料包括钙钛矿材料；
改性层，所述改性层设置在所述发光层上，所述改性层的材料包括芳香多胺类化合物；
电子传输层，所述电子传输层设置在所述改性层上；
阴极，所述阴极设置在所述电子传输层上。
在本发明提供的发光器件中，所述芳香多胺类化合物包括以下化学结构式中的至少一种：
Figure BDA0002486294210000041
其中，x为芳香环上氨基的数量，y为芳香环上氟原子的数量，n为烷基链中亚甲基的数量。
相较于现有技术，在本发明提供的发光器件及其制作方法中，本发明在发光层上增加改性层。因为改性层的材料芳香多胺类化合物通过与发光层的位点相互作用，改善了发光层的表面缺陷，从而提高发光器件的稳定性。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发光器件的制作方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供发光器件的制作方法中步骤S3的步骤流程图；
图3为本发明实施例提供的发光器件的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，以下的说明是基于所示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其他具体实施例。本说明书所使用的词语“实施例”意指实例、示例或例证。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参考图1，本发明实施例提供一种发光器件的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1：在阳极上形成空穴传输层；
步骤S2：在所述空穴传输层上形成发光层，所述发光层的材料包括钙钛矿材料；
步骤S3：在所述发光层上形成改性层，所述改性层的材料包括芳香多胺类化合物；
步骤S4：在所述改性层上依次形成电子传输层和阴极。
具体的，请参考图3，在步骤S1之前，还包括提供一薄膜晶体管阵列基板10，其中，薄膜晶体管阵列基板10包括依次设置的基板、缓冲层、半导体层、栅极绝缘层、栅极、源极、漏极和平坦化层等，薄膜晶体管阵列基板的制作方法属于现有技术，在此不再赘述。
在步骤S1中，请继续参考3，采用溅射方法在薄膜晶体管阵列基板10上沉积形成阳极11。阳极11的材料可以是金属，例如，铝(Al)、钼(Mo)、银(Ag)中的任意一种或上述金属的合金，或者，制作阳极11的材料可以是氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。接下来，利用湿法成膜法在阳极11上形成空穴传输层12，湿法成膜法包括喷墨打印和旋涂法等。空穴传输材料包括有机小分子空穴传输材料或聚合物空穴传输材料。例如，空穴传输层12的空穴传输材料包括聚对苯撑乙烯(PPV)类、聚噻吩类、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类、腙类、吡唑啉类、嚼唑类、咔唑类和丁二烯类中的一种或其任意组合。
在步骤S2中，利用喷墨打印法或旋涂法在空穴传输层12上形成发光层13。其中，发光层13的材料包括钙钛矿材料，钙钛矿的通式为ABX3，其中，A代表铯离子(Cs2+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)等金属阳离子，或者甲基胺(MA)或甲脒鎓(FA)等有机阳离子，B代表Cu2+，Ni2 +，Co2+，Fe2+，Mn2+，Cr2+，Pd2+，Cd2+，Ge2+，Sn2+，Pb2+，Eu2+，Yb2+等二价金属阳离子；X为卤素阴离子，包括I-，Br-，Cl-。例如，形成发光层13的钙钛矿材料包括CsPdI3等无机钙钛矿材料或者CH3NH3PbI3等有机-无机杂化钙钛矿材料。其中，在步骤S2中，还包括对发光层13进行退火处理，以形成具有多晶结构的发光层13，退火温度介于80摄氏度至120摄氏度之间。
接下来，请参考图2，在步骤S3中，步骤S3包括：
步骤S31：将芳香多胺类化合物与溶剂混合，形成芳香多胺溶液；
步骤S32：采用旋涂工艺对所述芳香多胺溶液进行涂布，以形成芳香多胺溶液层；
步骤S33：对所述芳香多胺溶液层进行退火处理，以形成所述改性层。
具体的，在步骤S31中，将芳香多胺类化合物溶解在溶剂中，形成芳香多胺溶液。其中，芳香多胺类化合物的质量分数介于1％至45％之间。溶剂包括乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或其任意组合。本发明中的溶剂可以提高发光层13的结晶性能。
在步骤S32中，将芳香多胺溶液低至发光层13表面，采用旋涂工艺对芳香多胺溶液进行涂布，其中，旋涂时间介于30秒至120秒之间，旋涂转速介于1500rpm-4000rpm之间。
在步骤S33中，对形成芳香多胺溶液层之后的发光器件进行退火处理，形成改性层14。其中，对形成芳香多胺溶液层之后的发光器件进行退火的温度介于60摄氏度至110摄氏度之间。形成的改性层14的厚度介于1纳米至30纳米之间，优选的，改性层14的厚度介于1纳米至10纳米之间。
请继续参考图3，在步骤S4中，在改性层14上形成电子传输层15。其中，电子传输层15的电子传输材料包括氧化锌或二硫化锡等无机材料，或者，电子传输材料包括1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)等有机材料。接下来，在电子传输层15上沉积形成阴极16，阴极16的材料包括银与镁、铝、金或镧形成的混合材料等。
进一步的，在本发明实施例中，步骤S3中的芳香多胺类化合物还含有卤素官能团和五元杂环中的至少一种。其中，卤素官能团包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。五元杂环为含有氧原子、硫原子或单原子中的一种或其任意组合的五元杂环。
具体的，芳香多胺类化合物包括以下化学结构式中的至少一种：
Figure BDA0002486294210000081
其中，x为芳香环上氨基的数量，y为芳香环上氟原子的数量，n为烷基链中亚甲基的数量。其中，所述氨基x的数量为大于或等于1的整数，所述氟原子y的数量为大于或等于零的整数，所述烷基链中亚甲基的数量n为大于或等于1的整数。应该理解的是，本发明实施例中的芳香多胺类化合物中芳香环上的氢可以完全被氨基取代，或者被氨基部分取代。或者，本发明实施例中的芳香多胺类化合物中的芳香环上的氢部分被氨基取代，部分被卤素官能团取代。
进一步的，本发明在芳香多胺类化合物上引入卤素，用于提高发光层13的耐湿性，从而进一步提高发光器件的稳定性。
本发明实施例中的芳香多胺类化合物用于改善发光层13的表面缺陷，进一步的，引入大的共轭体系以及供电子基团，增强氨基与发光层13表面空位或缺陷的相互作用，进而强化对钙钛矿表面缺陷的钝化。更进一步的，通过引入氧原子或五元杂环，增加了本发明中的芳香多胺类化合物与发光层13的表面发生相互作用的位点，强化芳香多胺类化合物对发光层13的缺陷钝化，进而显著发光器件的发光效率及其稳定性。
请继续参考图3，本发明实施例还提供一种发光器件，所述发光器件采用上述发光器件的制作方法制成，具体的，发光器件包括：
阳极11；其中，阳极11的材料可以是金属，例如，铝(Al)、钼(Mo)、银(Ag)中的任意一种或上述金属的合金，或者，阳极11的材料可以是氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
空穴传输层12，所述空穴传输层12设置于所述阳极11上；其中，空穴传输材料包括有机小分子空穴传输材料或聚合物空穴传输材料。例如，空穴传输层12的空穴传输材料包括聚对苯撑乙烯(PPV)类、聚噻吩类、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类、腙类、吡唑啉类、嚼唑类、咔唑类和丁二烯类中的一种或其任意组合。
发光层13，所述发光层13设置在所述空穴传输层12上，所述发光层13的材料包括钙钛矿材料。发光层13的材料包括钙钛矿材料，其中，钙钛矿的通式为ABX3，其中，A代表铯离子(Cs2+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)等金属阳离子，或者甲基胺(MA)或甲脒鎓(FA)等有机阳离子，B代表Cu2+，Ni2+，Co2+，Fe2+，Mn2+，Cr2+，Pd2+，Cd2+，Ge2+，Sn2+，Pb2+，Eu2+，Yb2+等二价金属阳离子；X为卤素阴离子，包括I-，Br-，Cl-。例如，形成发光层13的钙钛矿材料包括CsPdI3等无机钙钛矿材料或者CH3NH3PbI3等有机-无机杂化钙钛矿材料。
改性层14，所述改性层14设置在所述发光层13上，所述改性层14的材料包括芳香多胺类化合物；其中，芳香多胺类化合物的质量分数介于1％至45％之间。用于溶解芳香多胺类化合物的溶剂包括乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或其任意组合。改性层14的厚度介于1纳米至30纳米之间，优选的，改性层14的厚度介于1纳米至10纳米之间。
电子传输层15，所述电子传输层15设置在所述改性层14上；其中，电子传输层15的电子传输材料包括氧化锌或二硫化锡等无机材料，或者，1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)等有机材料。
阴极16，所述阴极16设置在所述电子传输层15上。其中，阴极16的材料包括银与镁、铝、金或镧形成的混合材料等。
本发明实施例中的发光器件还包括薄膜晶体管阵列基板10。薄膜晶体管阵列基板10包括依次设置的基板、缓冲层、半导体层、栅极绝缘层、栅极、源极、漏极和平坦化层。
进一步的，在本发明实施例中的芳香多胺类化合物还含有卤素官能团和五元杂环中的至少一种。其中，卤素官能团包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。五元杂环为含有氧原子、硫原子或单原子中的一种或其任意组合的五元杂环。
具体的，芳香多胺类化合物包括以下化学结构式中的至少一种：
Figure BDA0002486294210000101
其中，x为芳香环上氨基的数量，y为芳香环上氟原子的数量，n为烷基链中亚甲基的数量。其中，所述氨基x的数量为大于或等于1的整数，所述氟原子y的数量为大于或等于零的整数，所述烷基链中亚甲基的数量n为大于或等于1的整数。应该理解的是，本发明实施例中的芳香多胺类化合物中芳香环上的氢可以完全被氨基取代，或者部分被氨基取代。或者，本发明实施例中的芳香多胺类化合物中的芳香环上的氢部分被氨基取代，部分被卤素官能团取代。
进一步的，本发明在芳香多胺类化合物上引入卤素，用于提高发光层13的耐湿性，从而进一步提高发光器件的稳定性。
本发明实施例中的芳香多胺类化合物用于改善发光层13的表面缺陷，进一步的，引入大的共轭体系以及供电子基团，增强氨基与发光层13表面空位或缺陷的相互作用，进而强化对钙钛矿表面缺陷的钝化。更进一步的，通过引入氧原子或五元杂环，增加了本发明中的芳香多胺类化合物与发光层13的表面发生相互作用的位点，强化芳香多胺类化合物对发光层13的缺陷钝化，进而显著发光器件的发光效率及其稳定性。
相较于现有技术，在本发明提供的发光器件及其制作方法中，本发明在发光层上增加改性层。因为改性层的材料芳香多胺类化合物通过与发光层的位点相互作用，改善了发光层的表面缺陷，从而提高发光器件的稳定性。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种发光器件的制作方法，其特征在于，包括：
步骤A：在阳极上形成空穴传输层；
步骤B：在所述空穴传输层上形成发光层，所述发光层的材料包括钙钛矿材料；
步骤C：在所述发光层上形成改性层，所述改性层的材料包括芳香多胺类化合物；
步骤D：在所述改性层上依次形成电子传输层和阴极；
其中，所述芳香多胺类化合物具有大的共轭体系以及供电子基团，所述芳香多胺类化合物包括：
Figure FDA0003616463880000011
Figure FDA0003616463880000012
Figure FDA0003616463880000013
中的至少一种，其中，x为芳香环上氨基的数量，y为芳香环上氟原子的数量，n为烷基链中亚甲基的数量， 其中，所述氨基x的数量为大于或等于1的整数，所述氟原子y的数量为大于或等于零的整数，所述烷基链中亚甲基的数量n为大于或等于1的整数。
2.根据权利要求1所述的发光器件的制作方法，其特征在于，所述步骤C包括：
步骤c11：将芳香多胺类化合物与溶剂混合，形成芳香多胺溶液；
步骤c12：采用旋涂工艺对所述芳香多胺溶液进行涂布，以形成芳香多胺溶液层；
步骤c13：对所述芳香多胺溶液层进行退火处理，以形成所述改性层。
3.根据权利要求2所述的发光器件的制作方法，其特征在于，所述步骤c11中的所述芳香多胺类化合物的质量分数介于1％至45％之间。
4.根据权利要求3所述的发光器件的制作方法，其特征在于，所述步骤c11中所述溶剂包括乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的发光器件的制作方法，其特征在于，所述芳香多胺类化合物还含有卤素官能团和五元杂环中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的发光器件的制作方法，其特征在于，所述五元杂环包括含有氧原子、硫原子或者氮原子中的一种或其任意组合。
7.一种发光器件，其特征在于，包括：
阳极；
空穴传输层，所述空穴传输层设置于所述阳极上；
发光层，所述发光层设置在所述空穴传输层上，所述发光层的材料包括钙钛矿材料；
改性层，所述改性层设置在所述发光层上，所述改性层的材料包括芳香多胺类化合物；
电子传输层，所述电子传输层设置在所述改性层上；
阴极，所述阴极设置在所述电子传输层上；
其中，所述芳香多胺类化合物具有大的共轭体系以及供电子基团，所述芳香多胺类化合物包括：
Figure FDA0003616463880000031
Figure FDA0003616463880000032
Figure FDA0003616463880000033
中的至少一种，其中，x为芳香环上氨基的数量，y为芳香环上氟原子的数量，n为烷基链中亚甲基的数量， 其中，所述氨基x的数量为大于或等于1的整数，所述氟原子y的数量为大于或等于零的整数，所述烷基链中亚甲基的数量n为大于或等于1的整数。
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