CN106848104B - 顶发射型发光器件 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种顶发射型发光器件。所述顶发射型发光器件包括：第一电极，位于出光侧处；第二电极，与第一电极相对设置；以及有机功能层，位于第一电极和第二电极之间，其中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层形成在第二电极和有机功能层之间，其中，金属氧化物层的厚度大于金属纳米颗粒的粒径，以使金属纳米颗粒被金属氧化物层覆盖。根据本公开的实施例，改善了顶发射型发光器件的发光层的发光效率，减小因电极猝灭造成的效率低下。

Description

顶发射型发光器件
技术领域
本公开涉及液晶显示领域，且更具体地涉及一种顶发射型发光器件。
背景技术
随着显示技术的发展，顶发射型发光器件因其良好的器件稳定性和整流比而越来越受到重视。另外，与底发射型发光器件的发光模式相比，顶发射型发光器件的光辐射从顶部射出，从而不受像素开口率的影响。然而，顶发射型发光器件的电极与发光层材料的LUMO能级势垒较大，激子在电极的猝灭严重。
因此，在本领域中需要改善顶发射型发光器件的器件效率。
发明内容
本公开提供了一种顶发射型发光器件，包括：第一电极，位于出光侧处；第二电极，与第一电极相对设置；以及有机功能层，位于第一电极和第二电极之间，其中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层形成在第二电极和有机功能层之间，其中，金属氧化物层的厚度大于金属纳米颗粒的粒径，以使金属纳米颗粒被金属氧化物层覆盖。
在本公开的一个实施例中，第一电极可以为阳极，第二电极可以为阴极。
在本公开的一个实施例中，金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振电磁场可以与有机功能层的发光材料的荧光团的发射峰发生耦合。
在本公开的一个实施例中，金属纳米颗粒可以选自于金、银、铜、铝、锌、铬、铂、上述金属的合金或者它们的组合。
在本公开的一个实施例中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层可以是功函数与第二电极和金属纳米颗粒具有良好的匹配性的金属氧化物层。
在本公开的一个实施例中，金属氧化物层可以由氧化锌形成。
在本公开的一个实施例中，金属纳米颗粒的粒径范围可以为5nm至50nm。
在本公开的一个实施例中，有机功能层可以包括顺序地形成的电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层。
在本公开的一个实施例中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层可以是通过在第二电极上形成单分散的金属纳米颗粒且随后在其上形成有单分散的金属纳米颗粒的第二电极上沉积金属氧化物层而形成的。
在本公开的一个实施例中，顶发射型发光器件还可以包括：带电聚合物电解质层，形成在第二电极上，且所带电荷的电性与金属纳米颗粒的表面所带电荷的电性相反，以用于金属纳米颗粒的静电吸附。
根据本公开的实施例，能够改善顶发射型发光器件的发光层的发光效率，并能够减小因电极猝灭造成的低效率。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图并入本申请并组成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施例，并与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是示出根据本公开的一个实施例的顶发射型发光器件的结构示意图；
图2是示出根据本公开的另一实施例的顶发射型发光器件的结构示意图。
具体实施方式
将理解的是，当元件或层被称作在另一元件或层“上”或者“连接到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接结合到另一元件或层，或者也可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称作“直接”在另一元件或层“上”或者“直接连接到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。同样的标号始终指示同样的元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。
为了便于描述，在这里可使用空间相对术语，如“下”、“在…上方”、“上”、“在…下方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。
如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一个(种)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
总体地说，根据本公开实施例的顶发射型发光器件包括：第一电极，位于出光侧处；第二电极，与第一电极相对设置；以及有机功能层，位于第一电极和第二电极之间，其中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层形成在第二电极和有机功能层之间，其中，金属氧化物层的厚度大于金属纳米颗粒的粒径，以使金属纳米颗粒被金属氧化物层覆盖。
在一个实施例中，第一电极可以为阳极，而第二电极可以为阴极。
在一个实施例中，金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振电磁场可以与有机功能层的发光材料的荧光团的发射峰发生有效地耦合。
在一个实施例中，金属纳米颗粒可以选自于金、银、铜、铝、锌、铬、铂、上述金属的合金或者它们的组合，然而其不限于此。
在一个实施例中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层可以具有与第二电极和金属纳米颗粒具有良好的匹配性的功函数的金属氧化物层。
在一个实施例中，例如，金属氧化物层可以由氧化锌形成，但不限于此。
在一个实施例中，例如，金属纳米颗粒的粒径范围可以为5nm至50nm，但不限于此。
在一个实施例中，有机功能层可以包括顺序地形成的电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层。
在一个实施例中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层可以通过在第二电极上形成单分散的金属纳米颗粒且随后在其上形成有单分散的金属纳米颗粒的第二电极上沉积金属氧化物层来形成。
此外，带电聚合物电解质层可以另外地形成在第二电极上，且所带电荷的电性与金属纳米颗粒的表面所带电荷的电性相反，以用于金属纳米颗粒的静电吸附。
在现有技术中，顶发射型发光器件的阴极与发光层材料的LUMO能级势垒较大，激子在阴极的猝灭严重。基于此，在本公开的实施例中，在例如阴极与有机功能层的界面上修饰一定密度的金属纳米颗粒层，利用荧光团的激发态和金属纳米颗粒的局域表面等离体子共振的相互作用，即，LSPR电磁场与发光层的发光剖面的有效耦合，以实现改善有机电致发光器件的性能的目的。
在下文中，将参照附图详细地解释本公开。
参见图1，根据本公开实施例的顶发射型发光器件11包括：第一电极1，位于出光侧处；第二电极2，与第一电极1相对设置；以及有机功能层3，位于第一电极1和第二电极2之间，其中，包覆金属纳米颗粒4的金属氧化物层5形成在第二电极2和有机功能层3之间，其中，金属氧化物层5的厚度大于金属纳米颗粒4的粒径，从而金属纳米颗粒4被金属氧化物层5覆盖。
例如，第一电极1可以为阳极，而第二电极2可以为阴极。此外，阴极可以由氧化铟锡基材形成，但不限于此。
金属纳米颗粒4的局域表面等离子体共振电磁场可以与有机功能层3的发光材料的荧光团的发射峰发生有效地耦合，从而改善顶发射型发光器件11的性能。
金属纳米颗粒4可以选自于金、银、铜、铝、锌、铬、铂、上述金属的合金或者它们的组合，然而其不限于此。此外，金属纳米颗粒4的粒径范围可以为5nm至50nm，但不限于此。另外，金属纳米颗粒4的颗粒形状可以是诸如球形、椭圆形、棒形、长方体形等的规则形状或不规则形状。
包覆金属纳米颗粒4的金属氧化物层5应当具有与第二电极2和金属纳米颗粒4具有良好的匹配性的功函数。例如，金属氧化物层5可以由氧化锌形成，但不限于此。
金属氧化物层5的厚度取决于金属纳米颗粒4的粒径。也就是说，金属氧化物层5的厚度需要略大于金属纳米颗粒4的粒径，以保证有效地覆盖金属纳米颗粒4，以避免荧光猝灭。
包覆金属纳米颗粒4的金属氧化物层5可以通过在第二电极2上形成单分散的金属纳米颗粒，随后在其上形成有单分散的金属纳米颗粒的第二电极2上沉积金属氧化物层5来形成。例如，可以通过旋涂、溅射等各种沉积方法来形成金属氧化物层5。
图2是示出根据本公开的另一实施例的顶发射型发光器件的结构示意图。
参见图2，根据本实施例的顶发射型发光器件22与参见图1描述的顶发射型发光器件11基本上相同，除了还包括带电聚合物电解质层6之外。
具体地说，带电聚合物电解质层6可以首先形成在第二电极2上，且所带电荷的电性与金属纳米颗粒4的表面所带电荷的电性相反，以用于金属纳米颗粒4的静电吸附。
通过带电聚合物电解质层6中的聚合物电解质的静电吸附作用，将金属纳米颗粒逐层地组装在表面带相反电荷的带电聚合物电解质层6上。可以通过改变组装时间和溶解金属纳米颗粒的溶液的浓度来改变金属纳米颗粒4在金属氧化物层5中的组装密度并调控金属纳米颗粒4之间的耦合程度。
由于局部表面等离子体共振(LSPR)的有效作用范围在1nm至10nm，所以金属氧化物层5的厚度应当略大于金属纳米颗粒4的粒径，以保证有效地覆盖金属纳米颗粒4，以避免荧光猝灭。
另外，需要指出的是，大部分有机电致发光材料是p型半导体，其电子迁移率通常比空穴迁移率低1至2个数量级，也就是，仅发光层的发光剖面在发射光，并且发光剖面靠近阴极，这是决定LSPR可与发光层有效耦合的前提条件。
下面将以顶发射型发光器件的绿光发光层为例来简要描述在阴极上形成包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层的过程。
首先，将作为阴极的洁净的ITO导电玻璃进行氧气等离体子处理，使其表面带上负电荷，随后浸泡于一定浓度的聚合物电解质溶液中，以形成表面带正电荷的带电聚合物电解质层。
然后，将表面带电的ITO玻璃浸泡于一定浓度的金纳米颗粒溶液中，其中金纳米颗粒的粒径为大约27nm。由于金纳米颗粒的表面带负电荷，所以金纳米颗粒可以通过静电相互作用吸附在ITO玻璃上。
需要注意的是，这里以表面带负电的金纳米颗粒为例，所以采用的是带正电的聚合物电解质，可以理解的是，可以根据所选取的金属纳米颗粒的电性选择带有相反电性的电解质。
然后，在超净室中，在单分散的金纳米颗粒修饰的ITO玻璃上旋涂厚度为大约31nm的金属氧化物薄层(例如，氧化锌薄层)。由此，在阴极上形成包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层。
此外，可以另外地通过旋涂在形成的金属氧化物层形成其它有机膜层。
对于红光发光层和蓝光发光层，可以在对应的阴极上修饰其它金属纳米颗粒，以使其LSPR电磁场均与相应的发光材料荧光团的发射峰发生最大程度的耦合。
根据本公开的实施例，在阴极与有机功能层的界面上修饰一定密度的金属纳米颗粒层，利用荧光团的激发态和金属纳米颗粒的局域表面等离体子共振的相互作用，即，LSPR电磁场与发光层的发光剖面的有效耦合，从而改善了有机电致发光器件的性能。
已经针对附图给出了对本公开的特定示例性实施例的前面的描述。这些示例性实施例并不意图是穷举性的或者将本公开局限于所公开的精确形式，并且明显的是，在以上教导的启示下，本领域普通技术人员能够做出许多修改和变化。因此，本公开的范围并不意图局限于前述的实施例，而是意图由权利要求和它们的等同物所限定。

Claims (9)

1.一种顶发射型发光器件，包括：
第一电极，位于出光侧处；
第二电极，与第一电极相对设置；以及
有机功能层，位于第一电极和第二电极之间，
其中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层形成在第二电极和有机功能层之间，其中，金属氧化物层的厚度大于金属纳米颗粒的粒径，以使金属纳米颗粒被金属氧化物层覆盖，
其中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层是功函数与第二电极和金属纳米颗粒具有良好的匹配性的金属氧化物层。
2.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，其中，第一电极为阳极，第二电极为阴极。
3.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，其中，金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振电磁场与有机功能层的发光材料的荧光团的发射峰发生耦合。
4.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，其中，金属纳米颗粒选自于金、银、铜、铝、锌、铬、铂、上述金属的合金或者它们的组合。
5.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，其中，金属氧化物层由氧化锌形成。
6.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，其中，金属纳米颗粒的粒径范围为5nm至50nm。
7.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，其中，有机功能层包括顺序地形成的电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层。
8.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，其中，包覆金属纳米颗粒的金属氧化物层是通过在第二电极上形成单分散的金属纳米颗粒且随后在其上形成有单分散的金属纳米颗粒的第二电极上沉积金属氧化物层而形成的。
9.根据权利要求1所述的顶发射型发光器件，还包括：带电聚合物电解质层，形成在第二电极上，且所带电荷的电性与金属纳米颗粒的表面所带电荷的电性相反，以用于金属纳米颗粒的静电吸附。
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