CN106450016A - 一种发光器件及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光器件及制备方法,所述发光器件从下至上依次包括:基板、像素电极、发光层、电荷传输层以及顶电极;其中,所述电荷传输层的上表面分散有金属纳米颗粒。本发明将金属纳米颗粒与电荷传输材料共混,金属纳米颗粒将会富集在发光器件的电荷传输层表面,从而简单有效的实现对金属纳米可以与发光层间距的控制,进而有效利用金属纳米颗粒表面等离子体增强效应来提高发光器件性能。

Description

一种发光器件及制备方法
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制备方法。
背景技术
在信息社会的当代,作为可视信息传输媒介的显示器的重要性在进一步加强,为了在未来占据主导地位,显示器正朝着更轻、更薄、更低能耗、更低成本以及更好图像质量的趋势发展。
有机电致发光二极管(OLED)由于其具有自发光、反应快、视角广、亮度高、轻薄等优点,其潜在的市场前景被业界看好。量子点发光二极管(QLED)由于其光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色易调等优点,近年来成了OLED的有力竞争者。因此,这两种显示技术是目前显示领域发展的两个主要方向。
OLED和QLED要用于显示面板,其器件的性能以及寿命是两个关键因素,因此提高器件性能以及寿命是目前研究的重点。提高器件性能有多种手段,其中有采用在发光器件中引入金属纳米颗粒,通过金属纳米颗粒表面等离子体效应产生的电场增强,提高载流子的传输以及复合发光效率,进而提高整个器件的性能。但金属纳米颗粒的表面等离子体效应需要比较精确的控制其与发光层之间的间距,如果间距控制不当可能反而会对发光层产生淬灭效果。但现有技术还无法实现精确地控制金属纳米颗粒与发光层之间的间距。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种发光器件及制备方法,旨在解决现有技术还无法实现精确地控制金属纳米颗粒与发光层之间的间距的问题。
本发明的技术方案如下:
一种发光器件,从下至上依次包括:基板、像素电极、发光层、电荷传输层以及顶电极;其中,所述电荷传输层的上表面分散有金属纳米颗粒。
所述的发光器件,其中,所述金属纳米颗粒粒径在1-100nm之间。
所述的发光器件,其中,所述金属纳米颗粒表面用含F基团修饰。
所述的发光器件,其中,所述金属纳米颗粒为Au、Ag或Cu。
所述的发光器件,其中,所述电荷传输层的厚度为10~100nm。
一种发光器件,从下至上依次包括:基板、像素电极、电荷传输层、发光层以及顶电极;其中,所述电荷传输层的上表面分散有金属纳米颗粒。
所述的发光器件,其中,所述金属纳米颗粒表面用含F基团修饰。
所述的发光器件,其中,所述电荷传输层与发光层之间还设置有电荷阻挡层和/或激子限域层。
一种发光器件的制备方法,其中,包括:
步骤A、提供一基板,并在基板上制作像素电极;
步骤B、在像素电极上沉积发光层;
步骤C、在发光层上沉积一层电荷传输层与金属纳米颗粒的混合薄膜;
步骤D、对混合薄膜进行干燥处理,其中金属纳米颗粒与电荷传输层分层,并且金属纳米颗粒均匀分散在电荷传输层的上表面;
步骤E、在混合薄膜上沉积顶电极,形成发光器件。
一种发光器件的制备方法,其中,包括:
步骤A’、提供一基板,并在基板上制作像素电极;
步骤B’、在像素电极上沉积一层电荷传输层与金属纳米颗粒的混合薄膜
步骤C’、对混合薄膜进行干燥处理,其中金属纳米颗粒与电荷传输层分层,并且金属纳米颗粒均匀分散在电荷传输层的上表面;
步骤D’、在混合薄膜上沉积发光层;
步骤E’、在发光层上沉积顶电极,形成发光器件。
有益效果:本发明将金属纳米颗粒与电荷传输材料共混,金属纳米颗粒将会富集在发光器件的电荷传输层表面,从而简单有效的实现对金属纳米可以与发光层间距的控制,进而有效利用金属纳米颗粒表面等离子体增强效应来提高发光器件性能。
附图说明
图1为本发明一种发光器件第一实施例的结构示意图。
图2为本发明一种发光器件的制备方法第一实施例的流程图。
图3为本发明一种发光器件第二实施例的结构示意图。
图4为本发明一种发光器件的制备方法第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种发光器件及制备方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,图1为本发明一种发光器件第一实施例的结构示意图,如图所示,从下至上依次包括:基板10、像素电极20、发光层30、电荷传输层40以及顶电极50;其中,所述电荷传输层40的上表面分散有金属纳米颗粒41。
本发明发光器件第一实施例中,由于金属纳米颗粒41与电荷传输层40形成分层结构,并且金属纳米颗粒41富集于电荷传输层40上表面,因此通过简单调整电荷传输层40的厚度即可精确控制金属纳米颗粒41与发光层30之间的距离,从而可以简单实现对金属纳米表面等离子体增强效应的调节,实现对发光器件增强效果的最大化。
所述金属纳米颗粒41为Au、Ag或Cu,这些金属纳米颗粒41的等离子体响应光谱在可见光范围内。所述金属纳米颗粒41粒径在1-100nm之间,例如50nm。
进一步,所述金属纳米颗粒41表面用含F基团修饰。这是由于含F基团表面能较低,经湿法工艺制备,金属纳米颗粒41将会富集在发光器件的电荷传输层40表面。修饰主要有两种途径,一种是在合成金属纳米颗粒41时使用含F配位体,以防止金属纳米颗粒团聚;另一种是合成金属纳米颗粒41后将表面修饰基团置换含F基团。所述的含F基团可以是本领域常见的含F基团。
进一步,所述电荷传输层40的厚度为10~100nm。通过控制该电荷传输层40的厚度,就可以有效优化金属纳米颗粒41与发光层30的之间的距离,实现金属纳米颗粒等离子体增强发光层中的复合发光效率的最大化,本实施例中,厚度优选为10-100nm,例如30~70nm,可较好提高复合发光效率。
另外,金属纳米颗粒41与所述电荷传输层40材料的质量比例为0.05~0.2:1,在该比例下,金属纳米颗粒41可以均匀分散在电荷传输层40的上表面。
下面对本发明发光器件第一实施例的各层结构进行具体说明。
其中,所述基板10为本领域常用基板材料制作,可以是玻璃基板或柔性基板,如PI、PEN等。
所述像素电极20可以是反射电极也可以是透明电极,根据所制备OLED器件结构,所述像素电极20可以是阳极也可以是阴极。
所述顶电极50为可以是反射电极也可以是透明电极,根据所制备OLED器件结构,所述顶电极50可以是阳极也可以是阴极。
所述发光层30可以是荧光发光材料、磷光发光材料或TADF发光材料,可以是单一发光材料制备的膜层、也可以是通过dopant(掺杂材料)与host(发光主体)掺杂制备的共混掺杂膜层。
所述电荷传输层40为可溶液加工的电荷传输材料,例如Ca,Ba等金属,还可以是CsF, LiF,CsCO3和Alq3等化合物材料。
另外,根据器件性能的优化需要,发光层30与像素电极20以及发光层30与顶电极50之间还可以引入电荷注入层、激子阻挡层等功能层,以优化器件性能。
请参阅图2,其为本发明一种发光器件的制备方法第一实施例的流程图,如图所示,其包括:
步骤S1、提供一基板,并在基板上制作像素电极;
步骤S2、在像素电极上沉积发光层;
步骤S3、在发光层上沉积一层电荷传输层与金属纳米颗粒的混合薄膜;
步骤S4、对混合薄膜进行干燥处理,其中金属纳米颗粒与电荷传输层分层,并且金属纳米颗粒均匀分散在电荷传输层的上表面;
步骤S5、在混合薄膜上沉积顶电极,形成发光器件。
在本发明发光器件的制备方法第一实施例中,先将电荷传输层与金属纳米颗粒配制成混合溶液,然后将混合溶液沉积到发光层上,形成混合薄膜。也就是说,本发明第一实施例中,电荷传输层采用湿法制备,且电荷传输层溶液中掺入表面用含F基团修饰的金属纳米颗粒,这样在对混合薄膜进行干燥处理时,金属纳米颗粒与电荷传输层分层,并且金属纳米颗粒由于表面能较低,会分散在电荷传输层上表面。另外,通过控制该电荷传输层的厚度,就可以有效优化金属纳米颗粒与发光层的之间的距离,实现金属纳米颗粒等离子体增强发光层中的复合发光效率的最大化,即金属纳米颗粒的等离子与发光层中的激子相互作用,实现最大化的复合发光效率增强。
本发明还提供一种发光器件第二实施例,如图3所示,从下至上依次包括:基板100、像素电极200、电荷传输层300、发光层400以及顶电极500;其中,所述电荷传输层300的上表面分散有金属纳米颗粒310。
本发明发光器件第二实施例与第一实施例不同的是,其中的电荷传输层300位于像素电极200与发光层400之间,相应地,金属纳米颗粒310分散在所述电荷传输层300的上表面。所述金属纳米颗粒310表面用含F基团修饰。所述金属纳米颗粒310为Au、Ag或Cu,这些金属纳米颗粒310的等离子体响应光谱在可见光范围内。所述金属纳米颗粒310粒径在1-100nm之间,例如50nm。
进一步,所述电荷传输层300与发光层400之间还设置有电荷阻挡层和/或激子限域层。在第二实施例中,通过调整电荷阻挡层和/或激子限域层等功能层的厚度即可精确控制金属纳米颗粒310与发光层400之间的距离,从而可以简单实现对金属纳米表面等离子体增强效应的调节,实现对发光器件增强效果的最大化。
其中,所述基板100为本领域常用基板材料制作,可以是玻璃基板或柔性基板,如PI、PEN等。
所述像素电极200可以是反射电极也可以是透明电极,根据所制备OLED器件结构,所述像素电极200可以是阳极也可以是阴极。
所述顶电极500为可以是反射电极也可以是透明电极,根据所制备OLED器件结构,所述顶电极500可以是阳极也可以是阴极。
所述发光层400可以是荧光发光材料、磷光发光材料或TADF发光材料,可以是单一发光材料制备的膜层、也可以是通过dopant(掺杂材料)与host(发光主体)掺杂制备的共混掺杂膜层。
所述电荷传输层300为可溶液加工的电荷传输材料,例如Ca,Ba等金属,还可以是CsF, LiF,CsCO3和Alq3等化合物材料。
另外,根据器件性能的优化需要,发光层400与像素电极200以及发光层400与顶电极500之间还可以引入电荷注入层、激子阻挡层等功能层,以优化器件性能。
请参阅图4,图4为本发明一种发光器件的制备方法第二实施例的流程图,如图所示,其包括:
步骤T1、提供一基板,并在基板上制作像素电极;
步骤T2、在像素电极上沉积一层电荷传输层与金属纳米颗粒的混合薄膜;
步骤T3、对混合薄膜进行干燥处理,其中金属纳米颗粒与电荷传输层分层,并且金属纳米颗粒均匀分散在电荷传输层的上表面;
步骤T4、在混合薄膜上沉积发光层;
步骤T5、在发光层上沉积顶电极,形成发光器件。
在本发明一种发光器件的制备方法第二实施例中,其是直接在像素电极上沉积电荷传输层与金属纳米颗粒的混合薄膜,然后进行干燥处理,也可以实现金属纳米颗粒均匀分散在电荷传输层的上表面,至于其他步骤与前述制备方法第一实施例相同,故不再赘述。
综上所述,本发明通过低表面能金属纳米颗粒在电荷传输层表面聚集分布,可以灵活有效的利用金属纳米颗粒的表面等离子体增强效应,实现高性能发光器件的制备。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光器件,其特征在于,从下至上依次包括:基板、像素电极、发光层、电荷传输层以及顶电极;其中,所述电荷传输层的上表面分散有金属纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述金属纳米颗粒粒径在1-100nm之间。
3.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述金属纳米颗粒表面用含F基团修饰。
4.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述金属纳米颗粒为Au、Ag或Cu。
5.根据权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述电荷传输层的厚度为10~100nm。
6.一种发光器件,其特征在于,从下至上依次包括:基板、像素电极、电荷传输层、发光层以及顶电极;其中,所述电荷传输层的上表面分散有金属纳米颗粒。
7.根据权利要求6所述的发光器件,其特征在于,所述金属纳米颗粒表面用含F基团修饰。
8.根据权利要求6所述的发光器件,其特征在于,所述电荷传输层与发光层之间还设置有电荷阻挡层和/或激子限域层。
9.一种发光器件的制备方法,其特征在于,包括:
步骤A、提供一基板,并在基板上制作像素电极;
步骤B、在像素电极上沉积发光层;
步骤C、在发光层上沉积一层电荷传输层与金属纳米颗粒的混合薄膜;
步骤D、对混合薄膜进行干燥处理,其中金属纳米颗粒与电荷传输层分层,并且金属纳米颗粒均匀分散在电荷传输层的上表面;
步骤E、在混合薄膜上沉积顶电极,形成发光器件。
10.一种发光器件的制备方法,其特征在于,包括:
步骤A’、提供一基板,并在基板上制作像素电极;
步骤B’、在像素电极上沉积一层电荷传输层与金属纳米颗粒的混合薄膜;
步骤C’、对混合薄膜进行干燥处理,其中金属纳米颗粒与电荷传输层分层,并且金属纳米颗粒均匀分散在电荷传输层的上表面;
步骤D’、在混合薄膜上沉积发光层;
步骤E’、在发光层上沉积顶电极,形成发光器件。
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