CN115707268A - 发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发光器件及其制备方法,所述发光器件包括依次设置的阳极、空穴传输层、发光层以及阴极,所述空穴传输层包括第一子空穴传输本体层、空穴传输掺杂层和第二子空穴传输本体层,所述空穴传输掺杂层和所述第二子空穴传输本体层同层设置于所述第一子空穴传输本体层靠近所述发光层的一侧,所述空穴传输掺杂层掺杂有磷光分子,所述磷光分子的掺杂质量百分比为15%‑80%。本申请提高了发光器件整体的发光效率。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种发光器件及其制备方法。
背景技术
近年来,量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes,QLED)的出现为智能显示及照明领域带来了新的突破,QLED中的发光层由无机量子点组成,可以通过改变量子点的尺寸调节发光波长,因此,QLED被广泛认为是未来照明与显示的有力竞争者。
在现有技术中,通常利用均匀掺杂有磷光分子的空穴传输层来实现电荷注入式发光和荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)发光两种发光方式,然而,上述方式不仅使得FRET能量传递的概率较低,同时还影响了载流子在发光层中的直接复合,因而使得QLED整体的发光效率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种发光器件及其制备方法,以改善现有技术中的发光器件的整体发光效率较低的技术问题。
本申请实施例提供一种发光器件,所述发光器件包括依次设置的阳极、空穴传输层、发光层以及阴极,所述空穴传输层包括第一子空穴传输本体层、空穴传输掺杂层和第二子空穴传输本体层,所述空穴传输掺杂层和所述第二子空穴传输本体层同层设置于所述第一子空穴传输本体层靠近所述发光层的一侧,所述空穴传输掺杂层掺杂有磷光分子,所述磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述磷光分子的掺杂质量百分比为50%-60%。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输掺杂层还包括空穴传输材料,所述空穴传输材料选自聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚乙烯咔唑、聚(N,N'双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺和N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺中的一种或多种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输掺杂层的厚度为3nm-5nm;和/或
所述第一子空穴传输本体层的厚度为20nm-60nm,所述第二子空穴传输本体层的厚度为3nm-5nm。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输掺杂层的顶面和所述第二子空穴传输本体层的顶面平齐;和/或
所述空穴传输掺杂层的顶面面积和所述第二子空穴传输本体层的顶面面积的比值为0.8-1.2。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输掺杂层包括多个空穴传输掺杂部,多个所述空穴传输掺杂部呈阵列排布;和/或
所述空穴传输掺杂层包括多个空穴传输掺杂部,所述空穴传输掺杂部的顶面形状为四边形,所述四边形的边长为50nm-300nm。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输掺杂层包括多个空穴传输掺杂部,在行方向和/或列方向上,相邻两个所述空穴传输掺杂部之间的距离为100nm-300nm。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述第一子空穴传输本体层与所述第二子空穴传输本体层一体成型,所述第二子空穴传输本体层上开设有至少一开口,所述空穴传输掺杂层设置于所述开口内。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述第一子空穴传输本体层的材料和所述第二子空穴传输本体层的材料分别独立地选自聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚乙烯咔唑、聚(N,N'双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺和N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺中的一种或多种;和/或
所述磷光分子选自双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、二[2-(4,6-二氟苯基)-4-(2,4,6-三甲基苯基)吡啶-C2,N]吡啶甲酰、二[2-(5-氰基-4,6-二氟苯基)吡啶-C2,N)]吡啶甲酰合铱、三(2-苯基吡啶)合铱(III)、三[2-(对甲苯基)吡啶]合铱(III)和乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶-C2,N)合铱(III)中的一种或多种。
本申请实施例还提供一种发光器件的制备方法,所述发光器件的制备方法包括以下步骤:
提供一阳极;
在所述阳极上依次形成空穴传输层、发光层和阴极;其中,所述空穴传输层包括第一子空穴传输本体层、空穴传输掺杂层和第二子空穴传输本体层,所述空穴传输掺杂层和所述第二子空穴传输本体层同层设置于所述第一子空穴传输本体层靠近所述发光层的一侧,所述空穴传输掺杂层掺杂有磷光分子,所述磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述磷光分子的掺杂质量百分比为50%-60%。
相较于现有技术中的发光器件,在本申请提供的发光器件中,空穴传输层包括未掺杂磷光分子的第一子空穴传输本体层和第二子空穴传输本体层,以及掺杂有磷光分子的空穴传输掺杂层,磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%。因此,在本申请中,未掺杂有磷光分子的第二子空穴传输本体层与第一子空穴传输本体层的设置使得空穴传输材料不受磷光分子的影响,从而能够保证空穴在发光层中与电子的直接复合不受影响,另外,由于空穴传输掺杂层含有15%-80%的磷光分子,使得磷光分子的质量百分比增加,进而可以增大FRET能量传递的概率,在不影响空穴在发光层中与电子的直接复合的前提下,提高了发光器件整体的发光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的发光器件的第一结构示意图。
图2是图1所示的发光器件的俯视示意图。
图3A至图3G是图1所示的发光器件的制备方法的流程结构图。
图4是本申请提供的发光器件的第二结构示意图。
图5是图4所示的发光器件的俯视示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下,具体为附图中的图面方向;而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
本申请提供一种发光器件及其制备方法,以下分别进行详细说明。需说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
在QLED中,由于空穴传输层的空穴迁移率通常远低于电子传输层的电子迁移率,使得过多的电子会穿过发光层进入空穴传输层中,由此不仅会降低器件的载流子利用率,还对空穴传输层造成一定的破坏。
目前,QLED的发光机理通常采用以电荷注入式发光为主、FRET能量转移发光为辅的复合发光机理。其中,前者是在发光层注入载流子,载流子复合形成激子并产生辐射跃迁;后者是在发光层附近形成激子(如在空穴传输层或电子传输层),通过FRET将能量传递至发光层而产生辐射跃迁。目前已有研究将磷光小分子材料加入发光层或空穴传输层中,以磷光小分子作为FRET能量传递的给体以捕获过多的电子,增强QLED中的FRET能量传递机制,从而在防止过多的电子破坏空穴传输层的同时,提高QLED的发光效率。
然而,本申请的发明人在实验探究中发现,将磷光小分子材料加入发光层中会引起发光层本身发光性质的变化,当以掺杂有磷光分子的空穴传输层来实现电荷注入式发光和FRET能量传递发光两种发光方式时,不仅使得FRET能量传递的概率较低,同时还影响了载流子在发光层中的直接复合,因而使得QLED整体的发光效率较低。
请参照图1和图2,针对上述技术问题,本申请第一种实施例提供一种发光器件10。所述发光器件10包括依次设置的阳极1、空穴传输层3、发光层4以及阴极6。
需要说明的是,本实施例中的发光器件10可以为正型结构的发光器件,也可以为反型结构的发光器件。发光器件10还可以包括基板(图中未示出),在正型结构的发光器件中,基板位于阳极1远离阴极6的一侧,基板为阳极1的基底;在反型结构的发光器件中,基板位于阴极6远离阳极1的一侧,基板为阴极6的基底,本申请以下各实施例仅以发光器件10为正型结构的发光器件为例进行说明,但并不限于此。所述阳极1的材料可以为透明金属氧化物,如铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟镓锌锡氧化物(IGZTO)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)或锑锡氧化物(ATO)或锌锡氧化物(ZTO)等。
所述空穴传输层3包括第一子空穴传输本体层31、空穴传输掺杂层32和第二子空穴传输本体层33。所述空穴传输掺杂层32和所述第二子空穴传输本体层33同层设置于所述第一子空穴传输本体层31靠近所述发光层4的一侧。其中,所述第一子空穴传输本体层31和所述第二子空穴传输本体层33的作用均是保证空穴在发光层4中与电子直接复合形成激子而发光。
具体的,所述第一子空穴传输本体层31的材料可以为有机材料,如可以包括聚(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)和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;所述第一子空穴传输本体层31的材料也可以为无机材料,如可以包括氧化铜(Cu2O)或氧化铜镓纳米颗粒(CuxGa1-xO),等等。其中,所述第一子空穴传输本体层31的厚度为20nm-60nm,如可以为20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm或60nm。
在本实施例中,所述第二子空穴传输本体层33的材料和所述第一子空穴传输本体层31的材料相同,在此不再赘述。
在本实施例中,所述空穴传输掺杂层32中掺杂有磷光分子。具体的,所述空穴传输掺杂层32的材料包括空穴传输材料和磷光分子材料。所述空穴传输材料与所述第一子空穴传输本体层31的材料相同。所述磷光分子可以为任意符合FRET能量传递条件的材料,如可以为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrPic)、二[2-(4,6-二氟苯基)-4-(2,4,6-三甲基苯基)吡啶-C2,N]吡啶甲酰(PhFIrPic)、二[2-(5-氰基-4,6-二氟苯基)吡啶-C2,N)]吡啶甲酰合铱(FCNIrPic)、三(2-苯基吡啶)合铱(III)(Ir(ppy)3)、三[2-(对甲苯基)吡啶]合铱(III)(Ir(mppy)3)和乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶-C2,N)合铱(III)(Ir(ppy)2(acac))中的一种或多种。另外,空穴传输掺杂层32还可以包括菲系衍生物等。在一些实施例中,所述空穴传输掺杂层32的材料也可以由空穴传输材料和磷光分子材料组成,在此不再赘述。
其中,发生FRET能量传递需要具备以下条件:(1)能量供体的发射光谱与能量受体的吸收光谱必须有部分重叠;(2)能量供体的激子寿命必须长于能量受体的激子寿命;(3)能量供体、能量受体之间的距离必须在FRET能量传递半径范围内;其中,FRET能量传递半径内的大小与能量供体和能量受体的摩尔消光系数以及光谱重叠程度有关。在本实施例中,磷光分子作为FRET能量传递的能量供体,能够将空穴传输掺杂层32中磷光分子的激子能量向靠近发光层4的方向转移,从而提高发光器件10的发光效率。
其中,所述磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%,如可以为15%、30%、40%、50%、55%、60%、70%或80%。
发光器件中的空穴传输层通常包括空穴传输材料和磷光分子。一方面,上述空穴传输层中的空穴传输材料可以实现空穴在发光层中与电子的直接复合,进而产生激子而发光;另一方面,上述空穴传输层中的磷光分子作为FRET能量传递中的能量供体,能够将磷光分子的激子能量向靠近发光层的方向转移,从而提高发光器件的发光效率。然而,本申请的发明人在研究工作中发现,现有技术中的磷光分子通常是均匀掺杂至空穴传输层中,磷光分子在空穴传输层中的均匀掺杂不仅导致磷光分子的利用率较低,还会影响到空穴传输层中空穴传输材料的性能,从而不仅导致FRET能量传递的概率较低,还会影响到空穴在发光层中与电子的直接复合发光。
在本实施例中,通过将所述空穴传输层3设置为包括未掺杂磷光分子的第一子空穴传输本体层31和第二子空穴传输本体层33,以及掺杂有磷光分子的空穴传输掺杂层32,且磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%。一方面,未掺杂有磷光分子的第二子空穴传输本体层33与第一子空穴传输本体层31的设置使得空穴传输材料可以不受磷光分子的影响,从而能够保证空穴在发光层4中与电子的直接复合不受影响;另一方面,由于本实施例将空穴传输掺杂层32中磷光分子的掺杂浓度设置为15%-80%,使得空穴传输掺杂层32中磷光分子的质量百分比增加,进而可以增大FRET能量传递的概率,在不影响空穴在发光层4中与电子的直接复合的前提下,提高了发光器件10整体的发光效率。
在本实施例中,所述磷光分子的掺杂质量百分比为50%-60%,如可以为50%、52%、55%、57%或60%。当所述磷光分子的掺杂质量百分比过低时,如低于50%,FRET能量传递的概率提升程度不大,而当所述磷光分子的掺杂质量百分比过高时,如高于60%,则会影响空穴和电子的复合发光效率。因此,本申请的发明人通过大量实验研究发现,在磷光分子的掺杂质量百分比为50%-60%的范围内,在保证空穴和电子的复合发光效率较高的同时,空穴传输掺杂层32中FRET能量传递的概率能够得到明显提高,从而能够进一步提升器件的发光效率。
其中,所述空穴传输掺杂层32的厚度为3nm-5nm,如可以为3nm、3.5nm、4nm、4.5nm或5nm。由于FRET能量传递的能量供体、能量受体之间的距离须在FRET能量传递半径范围内进行,通常情况下,上述FRET能量传递半径为3nm-5nm。因此,本实施例通过将空穴传输掺杂层32的厚度设置为3nm-5nm,可以提高空穴传输掺杂层32中磷光分子的利用率。
在本实施例中,所述空穴传输掺杂层32的厚度为5nm。在3nm-5nm的FRET能量传递半径范围内,FRET能量传递的概率与空穴传输掺杂层32的厚度正相关。因此,上述设置通过将所述空穴传输掺杂层32的厚度设置为5nm,可以最大程度地提高磷光分子的利用率,从而最大程度提高了FRET能量传递的概率。
在本实施例中,所述第二子空穴传输本体层33的厚度与所述空穴传输掺杂层32的厚度相同。所述空穴传输掺杂层32的顶面32A和所述第二子空穴传输本体层33的顶面33A平齐。上述设置提高了所述空穴传输掺杂层32和所述第二子空穴传输本体层33的表面平整度,进而在后续发光层4的成膜过程中,可以提高发光层4的膜层平整性,避免因膜层不平整而对器件的发光效率产生影响。
需要说明的是,在本申请中,所述的“顶面”是相对于底面而言的,所述空穴传输掺杂层32的顶面32A是指所述空穴传输掺杂层32远离所述阳极1的一面,所述第二子空穴传输本体层33的顶面33A是指所述第二子空穴传输本体层33远离所述阳极1的一面。
请继续参照图2,在本实施例中,所述空穴传输掺杂层32的顶面面积A和所述第二子空穴传输本体层33的顶面面积B的比值为0.8-1.2,如可以为0.8、0.9、1.0、1.1或1.2。上述比值的具体大小可以根据实际应用需求进行设定,本申请对此不作限定。
需要说明的是,本申请中的发光器件为单个发光像素,所述的“顶面面积”对应单个发光像素中空穴传输掺杂层/第二子空穴传输本体层的顶面面积。
在本实施例中,所述空穴传输掺杂层32包括多个空穴传输掺杂部321。多个所述空穴传输掺杂部321呈阵列排布。上述设置可以简化工艺操作难度,有利于节约工艺成本。
其中,所述空穴传输掺杂部321的顶面形状为四边形。所述四边形的边长为50nm-300nm,如可以为50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、230nm、250nm、280nm或300nm。在本实施例中,所述四边形为平行四边形,如可以为矩形或正方形。所述四边形的相邻两个边的边长m和n均为50nm-300nm。
在行方向和/或列方向上,相邻两个所述空穴传输掺杂部321之间的距离为100nm-300nm,如可以为100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、230nm、250nm、280nm或300nm。在本实施例中,行方向上的相邻两个所述空穴传输掺杂部321之间的距离p以及列方向上的相邻两个所述空穴传输掺杂部321之间的距离q均为100nm-300nm,其中,p和q的值可以相同,也可以不同,p和q的具体数值大小可以根据实际情况进行设定,本申请对此不作限定。
在本实施例中,所述发光层4的材料可以为CdZnSe/CdZnS、CdZnSe/ZnSe/ZnCdS、CdZnSe/ZnSe/ZnS等核壳量子点材料。其中,所述发光层4的厚度可以为10nm-60nm,如可以为10nm、20nm、25nm、30nm、40nm、45nm、50nm或60nm。
所述阴极6的材料可以包括Ag、Al或Mg/Ag中的一种或多种。其中,所述阴极6的厚度可以为20nm-120nm,如可以为20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、80nm、90nm、100nm、110nm或120nm。
在本实施例中,发光器件10还包括空穴注入层2和电子传输层5。空穴注入层2位于阳极1和空穴传输层3之间。电子传输层5位于发光层4和阴极6之间。
所述空穴注入层2的材料可以为3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT:PSS)等有机材料,也可以为氧化镍(NiOx)、三氧化钨(WO3)或三氧化钼(MoO3)等无机材料。其中,所述空穴注入层2的厚度为10nm-60nm,如可以为10nm、20nm、25nm、30nm、40nm、50nm或者60nm等。
所述电子传输层5的材料可以包括氧化锌(ZnO)、氧化锌镁(ZnMgO)、氧化锌铝(ZnAlO)、氧化锌镁锂(ZnMgLiO)、氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)或氧化锆(ZrO3)中的一种或多种。其中,所述电子传输层5的厚度可以为20nm-80nm,如可以为20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm或80nm。
请参照图3A至图3G,本申请第一种实施例中的发光器件10的制备方法包括以下步骤:
步骤101:提供一以基板(图中未示出)为基底的阳极1(以下简称阳极基板),并在所述阳极1上形成空穴注入层2,如图3A所示。
具体的,步骤101具体包括以下步骤:
步骤1011:将所述阳极基板进行预处理。首先,依次用去离子水、丙酮、无水乙醇对所述阳极基板超声清洗15min;接着,将清洗后的阳极基板进行15min左右的紫外-臭氧处理,以进一步清洁阳极基板,并提高阳极基板的表面活性及表面功函数;
步骤1012:在所述阳极基板的阳极1上旋涂PEDOT:PSS溶液,并将其置于空气氛围中,在150℃下退火15min,以形成空穴注入层2。其中,空穴注入层2的厚度为30nm。
步骤102:在所述空穴注入层2上形成第一子空穴传输本体层31,如图3B所示。
其中,步骤102具体包括以下步骤:
步骤1021:以氯苯为溶剂、PVK为溶质,配制浓度为6mg/mL的PVK溶液;
步骤1022:待步骤101中退火后的样品冷却后,将其置于氮气氛围中,并在所述空穴注入层2上旋涂PVK溶液,在150℃下退火30min,以形成第一子空穴传输本体层31。其中,所述第一子空穴传输本体层31的厚度为35nm。
步骤103:在所述第一子空穴传输本体层31上形成空穴传输掺杂基层32a,如图3C所示。
其中,步骤103具体包括以下步骤:
步骤1031:以氯苯为溶剂、PVK为溶质,配制浓度为6mg/mL的PVK溶液;以氯苯为溶剂、蓝色磷光小分子材料(Firpic)为溶质,配制浓度为6mg/mL的Firpic溶液;将Firpic溶液与上述PVK溶液混合形成混合溶液,并进行超声清洗10min,以保证Firpic在上述混合溶液中分散均匀。
其中,在上述混合溶液中,PVK溶液与Firpic溶液的体积比为1:2。
步骤1032:待步骤102中退火后的样品冷却后,将步骤1031中的混合溶液旋涂至第一子空穴传输本体层31上,以形成空穴传输掺杂基层32a。其中,在所述空穴传输掺杂基层32a中,Firpic的质量百分比为55%。空穴传输掺杂基层32a的厚度为5nm。
步骤104:对所述空穴传输掺杂基层32a进行刻蚀,以形成空穴传输掺杂层32,如图3D所示。
具体的,用光刻蚀工艺对空穴传输掺杂基层32a进行刻蚀处理,使得空穴传输掺杂基层32a形成为多个呈阵列排布的空穴传输掺杂部321。多个所述空穴传输掺杂部321之间形成容置空间322。
步骤105:在所述容置空间322内形成第二子空穴传输本体层33,所述第一子空穴传输本体层31、空穴传输掺杂层32以及第二子空穴传输本体层33形成空穴传输层3,如图3E所示。
具体的,以PVK为空穴传输材料,使用掩膜板及真空热蒸镀法在所述容置空间322内蒸镀形成第二子空穴传输本体层33。其中,所述第二子空穴传输本体层33的厚度与所述空穴传输掺杂层32的厚度相同,且所述第二子空穴传输本体层33的顶面33A与所述空穴传输掺杂层32的顶面32A平齐。上述设置可以保证在后续发光层4的制备过程中,量子点溶液能够均匀涂覆在空穴传输掺杂层32和第二子空穴传输本体层33的表面,避免因涂覆不均而对器件的发光效率造成影响。
步骤106:在所述空穴传输掺杂层32和所述第二子空穴传输本体层33上形成发光层4,如图3F所示。
首先,以正辛烷为溶剂、CdSe/ZnS为溶质,配制浓度为10mg/mL的量子点溶液;
接着,在所述空穴传输掺杂层32和所述第二子空穴传输本体层33上旋涂量子点溶液,在80℃下退火30min,以形成发光层4。其中,发光层4的厚度为20nm。
步骤107:在所述发光层4上依次形成电子传输层5和阴极6,如图3G所示。
具体,步骤107具体包括以下步骤:
步骤1071:以乙醇为溶剂、ZnO为溶质,配制浓度为30mg/mL的ZnO溶液,并将ZnO溶液旋涂至发光层4上,在80℃下退火30min,以形成电子传输层5。其中,电子传输层5的厚度为40nm。
步骤1072:采用真空热蒸镀法在所述电子传输层5上形成厚度为100nm的Ag电极层,以作为阴极6。
由此,便完成了本申请第一种实施例提供的发光器件10的制备方法。
除上述第一种实施例(以下简称实施例1)制备得到的发光器件外,本申请还提供实施例2-5制备得到的发光器件,并测定实施例1-5制备得到的发光器件的发光性能。
其中,实施例2-5与实施例1的区别之处在于:空穴传输掺杂层中磷光分子的质量百分比不同。另外,本申请还测定了实施例1-5制备得到的发光器件在同一亮度(1000cd/m2)下的电流密度和最大外量子效率,如表1所示:
表1
经对比分析可知,磷光分子的掺杂质量百分比在50%、55%、60%时,对应发光器件的电流密度及最大外量子效率较佳,也即,器件的发光效率较好,表明空穴传输掺杂层32中FRET能量传递概率的增加对器件整体发光效率的提升起到了明显的辅助作用,且当磷光分子的掺杂质量百分比为55%,电流密度可达23.5cd/A,最大外量子效率可达20.2%。
请参照图4和图5,本申请第二种实施例提供的发光器件20与第一种实施例的不同之处在于:所述第一子空穴传输本体层31与所述第二子空穴传输本体层33一体成型。所述第二子空穴传输本体层33上开设有至少一开口331。所述空穴传输掺杂层32设置于所述开口331内。
其中,本实施例中空穴传输层3的制备方法可以包括如下步骤:
(1)在空穴注入层2上形成一层空穴传输本体基层。其中,所述空穴传输本体基层的材料与前述第一实施例中第一子空穴传输本体层31的材料相同,在此不再赘述。具体的,可以采用蒸镀、旋涂或涂覆等工艺形成所述空穴传输本体基层。
(2)对所述空穴传输本体基层进行刻蚀,以在空穴传输本体基层上形成开口331。空穴传输本体基层未被刻蚀的部分为所述第一子空穴传输本体层31与所述第二子空穴传输本体层33。也即,所述第一子空穴传输本体层31与所述第二子空穴传输本体层33为一体成型的结构。
(3)在所述开口内形成空穴传输掺杂层32。其中,可以采用喷墨打印工艺形成空穴传输掺杂层32。
由此,本实施例通过将所述第一子空穴传输本体层31与所述第二子空穴传输本体层33设置为一体成型结构,使得在发光器件20的制备工艺中,采用一道工艺即可形成空穴传输本体层。因而,在后续制备空穴传输掺杂层32时,可以先在空穴注入层2上一次性形成空穴传输本体层(包括第一子空穴传输本体层31和第二子空穴传输本体层33),然后在空穴传输本体层上形成开口331,进而通过喷墨打印工艺在开口331内形成空穴传输掺杂层32,从而在提高发光器件的发光效率的同时,还可以简化工艺,进而节约工艺成本。
相较于现有技术中的发光器件,在本申请提供的发光器件中,空穴传输层包括未掺杂磷光分子的第一子空穴传输本体层和第二子空穴传输本体层,以及掺杂有磷光分子的空穴传输掺杂层,磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%。因此,在本申请中,未掺杂有磷光分子的第二子空穴传输本体层与第一子空穴传输本体层的设置使得空穴传输材料不受磷光分子的影响,从而能够保证空穴在发光层中与电子的直接复合不受影响,另外,由于空穴传输掺杂层含有15%-80%的磷光分子,使得磷光分子的质量百分比增加,进而可以增大FRET能量传递的概率,在不影响空穴在发光层中与电子的直接复合的前提下,提高了发光器件整体的发光效率。
以上对本申请实施例所提供的一种发光器件及其制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (11)
1.一种发光器件,其特征在于,包括依次设置的阳极、空穴传输层、发光层以及阴极,所述空穴传输层包括第一子空穴传输本体层、空穴传输掺杂层和第二子空穴传输本体层,所述空穴传输掺杂层和所述第二子空穴传输本体层同层设置于所述第一子空穴传输本体层靠近所述发光层的一侧,所述空穴传输掺杂层掺杂有磷光分子,所述磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述磷光分子的掺杂质量百分比为50%-60%。
3.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输掺杂层还包括空穴传输材料,所述空穴传输材料选自聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚乙烯咔唑、聚(N,N'双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺和N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输掺杂层的厚度为3nm-5nm;和/或
所述第一子空穴传输本体层的厚度为20nm-60nm,所述第二子空穴传输本体层的厚度为3nm-5nm。
5.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输掺杂层的顶面和所述第二子空穴传输本体层的顶面平齐;和/或
所述空穴传输掺杂层的顶面面积和所述第二子空穴传输本体层的顶面面积的比值为0.8-1.2。
6.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输掺杂层包括多个空穴传输掺杂部,多个所述空穴传输掺杂部呈阵列排布;和/或所述空穴传输掺杂层包括多个空穴传输掺杂部,所述空穴传输掺杂部的顶面形状为四边形,所述四边形的边长为50nm-300nm。
7.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述空穴传输掺杂层包括多个空穴传输掺杂部,在行方向和/或列方向上,相邻两个所述空穴传输掺杂部之间的距离为100nm-300nm。
8.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述第一子空穴传输本体层与所述第二子空穴传输本体层一体成型,所述第二子空穴传输本体层上开设有至少一开口,所述空穴传输掺杂层设置于所述开口内。
9.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述第一子空穴传输本体层的材料和所述第二子空穴传输本体层的材料分别独立地选自聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、聚乙烯咔唑、聚(N,N'双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4'-二(9-咔唑)联苯、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺和N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺中的一种或多种;和/或
所述磷光分子选自双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、二[2-(4,6-二氟苯基)-4-(2,4,6-三甲基苯基)吡啶-C2,N]吡啶甲酰、二[2-(5-氰基-4,6-二氟苯基)吡啶-C2,N)]吡啶甲酰合铱、三(2-苯基吡啶)合铱(III)、三[2-(对甲苯基)吡啶]合铱(III)和乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶-C2,N)合铱(III)中的一种或多种。
10.一种发光器件的制备方法,其特征在于,所述发光器件的制备方法包括以下步骤:
提供一阳极;
在所述阳极上依次形成空穴传输层、发光层和阴极;其中,所述空穴传输层包括第一子空穴传输本体层、空穴传输掺杂层和第二子空穴传输本体层,所述空穴传输掺杂层和所述第二子空穴传输本体层同层设置于所述第一子空穴传输本体层靠近所述发光层的一侧,所述空穴传输掺杂层掺杂有磷光分子,所述磷光分子的掺杂质量百分比为15%-80%。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述磷光分子的掺杂质量百分比为50%-60%。
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