CN110350108B - 发光器件及其制备方法、显示面板、金-银核壳纳米粒子的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发光器件及其制备方法、显示面板、金‑银核壳纳米粒子的制备方法，能够提高发光器件的发光效率和发光强度。其中的发光器件，包括：设置于衬底上的第一电极、第二电极、设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层、以及设置于所述第一电极靠近所述发光功能层一侧表面的金属纳米粒子层；所述第二电极呈透明或半透明。

Description

发光器件及其制备方法、显示面板、金-银核壳纳米粒子的制 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其制备方法、显示面板、金-银核壳纳米粒子的制备方法。

背景技术

柔性显示装置具有可弯折、耐冲击、体积轻薄、功耗低、续航能力高等优点，应用前景广阔。其中以OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)作为柔性显示装置中的发光器件最为常见。

目前，OLED显示技术已广泛的运用于手机、数码摄像机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、汽车音响和电视等领域。

发明内容

本发明的实施例提供一种发光器件及其制备方法、显示面板、金-银核壳纳米粒子的制备方法，能够提高发光器件的发光效率和发光强度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种发光器件，包括：设置于衬底上的第一电极、第二电极、设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层、以及设置于所述第一电极靠近所述发光功能层一侧表面的金属纳米粒子层；所述第二电极呈透明或半透明。

可选的，所述金属纳米粒子层中的金属纳米粒子包括金-银核壳纳米粒子、金-铂核壳纳米粒子、金-钯核壳纳米粒子、金-铜核壳纳米粒子中的一种或多种。

可选的，所述金属纳米粒子的直径为50nm～100nm。

可选的，所述金属纳米粒子层的厚度为20nm～100nm。

可选的，所述第一电极设置于所述第二电极与所述衬底之间，所述第一电极呈不透明，所述第二电极呈半透明。

另一方面，提供一种显示面板，包括：衬底、设置于所述衬底上且位于每个亚像素中的如上所述的发光器件。

可选的，上述的显示面板还包括：设置于每个所述亚像素中，且位于所述发光器件靠近所述衬底一侧的像素驱动电路；所述像素驱动电路用于驱动所述发光器件发光。

又一方面，提供一种发光器件的制备方法，包括：

在衬底的一侧形成第一电极。

在第一电极远离衬底的一侧形成金属纳米粒子层。

在金属纳米粒子层远离衬底的一侧形成发光功能层。

在发光功能层远离衬底的一侧形成透明或半透明的第二电极。

可选的，金属纳米粒子层中的金属纳米粒子为金-银核壳纳米粒子。

金-银核壳纳米粒子的制备方法，包括：

制备金种子溶液；将表面活性剂和氯金酸溶液混合搅拌，加入硼氢化钠溶液，得到金种子溶液。

制备金纳米锥；将表面活性剂、氯金酸、盐酸、硝酸银、抗坏血酸混合搅拌均匀后加入所述金种子溶液中，静置，离心洗涤得到金纳米锥。

制备金-银核壳纳米粒子；依次加入表面活性剂、金纳米锥、缓冲溶液、硝酸银、抗坏血酸，搅拌均匀，离心洗涤得到金-银核壳纳米粒子。

又一方面，提供一种金-银核壳纳米粒子的制备方法：

制备金种子溶液:将表面活性剂和氯金酸溶液混合搅拌，加入硼氢化钠溶液，得到金种子溶液。

制备金纳米锥:将表面活性剂、氯金酸、盐酸、硝酸银、抗坏血酸混合搅拌均匀后加入金种子溶液中，静置，离心洗涤后得到金纳米锥。

制备金-银核壳纳米粒子：依次加入表面活性剂、金纳米锥、缓冲溶液、硝酸银、抗坏血酸混合搅拌均匀，离心洗涤得到金-银核壳纳米粒子。

本发明的实施例提供了一种发光器件及其制备方法、显示面板、金-银核壳纳米粒子的制备方法。其中的发光器件，包括金属纳米粒子层，该金属纳米粒子层不仅可以产生表面等离激元效应，增大发光功能层的发光效率和发光强度，还可以反射发光功能层的光线，提高从第二电极一侧出射的光的利用率、增大出射光的光强。因而，本发明中的发光器件具有较高的发光效率和发光强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的一种显示面板的俯视示意图；

图2a为本发明实施例提供的一种显示面板的剖视示意图；

图2b为本发明实施例提供的又一种显示面板的剖视示意图；

图2c为本发明实施例提供的一种亚像素的结构示意图；

图3a为本发明实施例提供的一种发光器件的结构示意图；

图3b为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图；

图3c为本发明实施例提供的一种第二电极的结构示意图；

图3d为本发明实施例提供的一种第一电极的结构示意图；

图3e为本发明实施例提供的一种发光功能层的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种金属纳米粒子的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种发光器件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种发光器件的制备方法流程图；

图7为本发明实施例提供的一种金-银核壳纳米粒子的制备方法流程图。

附图标记：

1-显示面板；11-显示区；12-周边区；13-衬底；14-发光器件；15-滤光单元；16-第一电极；161-透明导电层；162-金属反射层；17-第二电极；171-第一金属层；172-第二金属层；18-发光功能层；180-发光层；181-电子传输层；182-电子注入层；183-空穴传输层；184-空穴注入层；19-金属纳米粒子层；191-金属纳米粒子；1910-壳层；1911-核心；110-光线；111-像素驱动电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着显示技术的发展，以OLED显示装置为代表的柔性显示技术得到了越来越多的关注。OLED显示装置与液晶显示装置相比，具有自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可挠性、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性，被认为是下一代的平面显示器的新兴应用技术。

如图1所示，OLED显示装置中的显示面板1具有显示区(Active Area，AA)11和周边区12，周边区12例如围绕AA区11的一圈设置。AA区11中包括多种颜色的亚像素(sub pixel)P，该多种颜色的亚像素P至少包括第一颜色亚像素、第二颜色亚像素和第三颜色亚像素，第一颜色、第二颜色和第三颜色为三基色(例如为红色、绿色和蓝色)。周边区12主要用于布线。

示例的，上述多个亚像素P是以阵列形式排列为例进行的说明。在此情况下，沿水平方向X排列成一排的亚像素P可以称为同一行亚像素，沿竖直方向Y排列成一排的亚像素P可以称为同一列亚像素。同一行亚像素例如可以与一根栅线连接，同一列亚像素例如可以与一根数据线连接。

如图2a和图2b所示，该显示面板1包括衬底13、设置于衬底13上且位于每个亚像素P中的发光器件14。

示例的，衬底13可以为柔性衬底，其材质例如可以为聚酰亚胺。

对于发光器件14而言，其发光颜色可以为三基色中的一种，也可以是该发光器件14发白光。

示例的，如图2a所示，多个亚像素P包括红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B。在红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B中，除包括发白光的发光器件14外，还均包括滤光单元15，滤光单元15位于发光器件14的出光侧。在红色亚像素R中，滤光单元15用于使红色光通过；在绿色亚像素G中，滤光单元15用于使绿色光通过；在蓝色亚像素B中，滤光单元15用于使蓝色光通过。其中，滤光单元15的材料可以包括有机染料，或者，包括量子点。

或者，示例的，如图2b所示，多个亚像素P包括红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B。在红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B中均包括一个发光器件14。其中，在红色亚像素R中，该发光器件14用于发出红色光；在绿色亚像素G中，该发光器件14用于发出绿色光；在蓝色亚像素B中，该发光器件14用于发出蓝色光。

可以理解的是，位于每个亚像素P中的发光器件14在制作时同步制作形成。

在上述基础上，可选的，如图2c所示，显示面板1还包括设置于每个亚像素P中，且位于发光器件14靠近衬底一侧的像素驱动电路111。像素驱动电路111用于驱动发光器件14发光。

该像素驱动电路111由薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)、电容(Capacitance，简称C)等电子器件组成。例如，像素驱动电路111可以是由两个TFT(一个开关TFT和一个驱动TFT)和一个电容构成的2T1C结构的像素驱动电路111；当然，像素驱动电路111还可以是由两个以上的TFT(多个开关TFT和一个驱动TFT)和至少一个电容构成的像素驱动电路111。不管像素驱动电路111包括几个TFT，其中一个TFT为驱动TFT，该驱动TFT与发光器件14连接。

需要说明的是，图2c仅为示意图，并未示出像素驱动电路111与发光器件14的连接关系(实际中可以根据需要选择合适的像素驱动电路111)。

包括上述像素驱动电路111的显示面板1的驱动方式为主动矩阵显示。像素驱动电路111主要用于实现两个功能：一是，提供受控电流使发光器件14发光；二是，在寻址期之后继续提供电流以保证每个亚像素P连续发光。

在上述基础上，本发明的实施例提供了一种发光器件14，如图3a和图3b所示，该发光器件14包括设置于衬底13上的第一电极16、第二电极17、设置于第一电极16和第二电极17之间的发光功能层18、以及设置于第一电极16靠近发光功能层18一侧表面的金属纳米粒子层19，第二电极17呈透明或半透明。

第一电极16和第二电极17用于为位于二者之间的发光功能层18注入空穴和电子，使发光功能层18发光。

本领域技术人员应该明白，当第二电极17用作阴极时，考虑到阴极需要低功函数，第二电极17采用金属材料例如镁、银、镁银合金等。在此情况下，第二电极17呈半透明。

当第二电极17用作阳极时，考虑到阳极需要高功函数，第二电极17采用功函数较高的透明导电材料例如ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)等。在此情况下，第二电极17呈透明。

其中，第二电极17的结构可以为单层结构或多层结构。示例的，当第二电极17呈半透明时，如图3c所示，第二电极17可以包括第一金属层171和第二金属层172；第一金属层171和第二金属层172的材料为镁、银、镁银合金中的至少一种。

第一电极16可以呈透明、不透明或半透明。当第一电极16用作阴极时，第一电极16可以采用金属材料，在此情况下，第一电极16呈不透明或半透明。透明与不透明根据第一电极16的厚度决定。

当第一电极16用作阳极时，第一电极16可以呈透明或不透明。当第一电极16呈透明时，第一电极16可采用透明导电材料。当第一电极16呈不透明时，第一电极16可以采用多层结构，其包括至少一层透明导电层以及一层金属层，其中的金属层可以反射光线。示例的，如图3d所示，第一电极16为包括透明导电层161和金属反射层162的双层结构，其中，透明导电层161的材料例如可以为ITO(Indium tin oxide，氧化铟锡)，金属反射层162的材料可选择反射率高的金属或合金制作，例如Ag(银)或银合金。

基于上述，对于第一电极16和第二电极17的相对位置，可以如图3a所示，第二电极17可以相对第一电极16更靠近衬底13，或者，如图3b所示，第一电极16可以相对第二电极17更靠近衬底13。

发光功能层18至少包括发光层，发光层用于发出沿四周发散的光线。如图3e所示，可选的，发光功能层18除包括发光层180外，还可以包括电子传输层(electiontransporting layer，简称ETL)181、电子注入层(election injection layer，简称EIL)182、空穴传输层(hole transporting layer，简称HTL)183以及空穴注入层(holeinjection layer，简称HIL)184。需要说明的是，发光功能层18并不限于仅包括发光层180和ETL181、EIL182、HTL183、HIL184的组合，其还可以包括其它功能层别。

金属纳米粒子层19呈半透明。可选的，其厚度可以为20nm～100nm。

针对上述发光器件14的结构，金属纳米粒子层19中的金属纳米粒子可以产生表面等离激元效应，而表面等离激元效应能使金属纳米粒子产生较强的散射。由于发光功能层18产生的光线向四周发散，因此当部分光线入射至金属纳米粒子层19时，如果该光线的频率与金属纳米粒子整体的震动频率相匹配时，金属纳米粒子就会对入射至金属纳米粒子层19的光线产生很强的吸收率，从而在金属纳米粒子附近产生较强的电场，该电场可以促使与金属纳米粒子层19接触的发光功能层18产生激子，进而增大发光功能层18的发光强度和发光效率。

其次，金属纳米粒子还具有反射作用，可以对发光功能层18产生的部分光线进行反射，提高发光功能层18的光利用率、增大出射光的光强。

本发明的实施例提供了一种发光器件14，包括金属纳米粒子层19，该金属纳米粒子层19不仅可以产生表面等离激元效应，增大发光功能层18的发光效率和发光强度，还可以反射发光功能层18的光线，提高从第二电极17一侧出射的光的利用率、增大出射光的光强。因而，本发明中的发光器件14具有较高的发光效率和发光强度。

可选的，金属纳米粒子层19中的金属纳米粒子包括金-银核壳纳米粒子、金-铂核壳纳米粒子、金-钯核壳纳米粒子、金-铜核壳纳米粒子中的一种或多种。

金属纳米粒子的核壳结构可以为纺锤型、哑铃型等。示例的，如图4所示，金属纳米粒子191的结构为纺锤型，其包括壳层1910和核心1911。核心1911的材料可以为金，壳层的材料可以为银、铂、钯、铜等金属中的任一种。

核壳结构的金属纳米粒子，由位于中心的核心1911以及包覆在外部的壳层1910组成，整合了壳层1910和核心1911两种材料的性质，并弥补了各自的不足。核壳结构的金属纳米粒子集无机、纳米粒子诸多特异性质于一体，可通过调整核心1911、壳层1910材料的种类、性质，控制壳层1910厚度、壳层1910致密性等，以实现磁学、光学、力学、热学、电学、催化等复合性能的调控。

其中，核壳1910结构的金属纳米粒子可以产生表面等离激元效应，在该表面等离激元效应中具有多个表面等离共振峰，因而可通过调整金-银核壳纳米粒子中沿竖直方向的长轴与沿水平方向的短轴的比值大小，使金属纳米粒子产生的表面等离共振峰与发光功能层18发出的三基色光线的发射峰相匹配，实现对三基色光线的增强。

再者，金属纳米粒子的壳层1910还具有反射作用，可以对发光功能层18产生的部分光线进行反射，提高从第二电极17一侧出射的光的利用率、增大出射光的光强。

可选的，金属纳米粒子的直径为50nm～100nm。在该范围内的金属纳米粒子的散射效果较好，产生的电场强度较大。

可选的，如图5所示，第一电极16设置于第二电极17与衬底13之间，第一电极16呈不透明，第二电极17呈半透明。

在此情况下，发光器件14为顶发光型，光线110从第二电极17一侧出射。

在发光器件14为顶发光型的结构时，由于第一电极16不透明，第二电极17半透明，因而在第一电极16和第二电极17之间可以形成光学谐振腔。形成光学谐振腔需要包括一个全反射膜和一个半反射膜，而不透明的第一电极16可以作为全反射膜，半透明的第二电极可以作为半反射膜。在光学谐振腔内，当光学谐振腔沿衬底13厚度方向的长度与位于光学谐振腔内的光线在同一数量级时，一些波长的光的强度可以得到加强，产生了微腔效应。因而，微腔效应可以增大发光功能层18的发光强度。

如图6所示，本发明的实施例还提供了一种发光器件14的制备方法，包括：

S1、如图3b所示，在衬底13的一侧形成第一电极16。

示例的，如图3d所示，第一电极16为包括透明导电层161和金属反射层162的双层结构。在形成第一电极16时，包括在衬底13一侧形成透明导电层161，在透明导电层161远离衬底13的一侧形成金属反射层162。

S2、如图3b所示，在第一电极16远离衬底13的一侧形成金属纳米粒子层19。

金属纳米粒子层19中金属纳米粒子可以为金-银核壳纳米粒子、金-铂核壳纳米粒子、金-钯核壳纳米粒子、金-铜核壳纳米粒子中的一种或多种。

示例的，形成的金属纳米粒子层19的厚度为20nm～100nm。

S3、如图3b所示，在金属纳米粒子层19远离衬13底的一侧形成发光功能层18。

示例的，形成发光功能层18包括沿衬底13厚度方向依次形成：HIL184、HTL183、发光层180、ETL181、EIL182。

S4、如图3b所示，在发光功能层18远离衬底13的一侧形成透明或半透明的第二电极17。

示例的，如图3c所示，第二电极17包括第一金属层171和第二金属层172。在形成第二电极17时，包括沿衬底13厚度方向依次形成第一金属层171以及第二金属层172。

本发明的实施例提供了一种发光器件14的制备方法，制备的发光器件14包括：第一电极16、第二电极17、发光功能层18、以及金属纳米粒子层19。一方面，半透明的第一电极16和不透明的第二电极17可以组成光学谐振腔，产生微腔效应，增大发光功能层18的发光强度和发光效率；另一方面，金属纳米粒子层19可以产生表面等离激元效应，增大发光功能层18的发光强度和发光效率。从而，本发明中的发光器件14具有较高的发光强度和发光效率。

可选的，金属纳米粒子层19中的金属纳米粒子为金-银核壳纳米粒子。金-银核壳纳米粒子制备较为简单。

在此基础上，如图7所示，金-银核壳纳米粒子的制备方法，包括：

S20、制备金种子溶液；将表面活性剂和氯金酸溶液混合搅拌，加入NaBH4(硼氢化钠)溶液得到金种子溶液。

示例的，可以将10ml(毫升)0.1Mol(摩尔)的表面活性剂和10ml 0.2mMol的氯金酸溶液混合搅拌，加入0.4ml 0.01Mol的NaBH4溶液，得到金种子溶液。示例的，表面活性剂可以为溴代十六烷基三甲胺。

S21、制备金纳米锥；将表面活性剂、氯金酸、盐酸、AgNO3(硝酸银)、抗坏血酸混合搅拌均匀后加入金种子溶液中，静置，离心洗涤得到金纳米锥。

示例的，可以将10ml 0.1Mol的表面活性剂；5ml 0.2mMol的氯金酸；0.5ml 0.1Mol的盐酸；0.5ml的AgNO3；0.05ml 0.1Mol的抗坏血酸混合搅拌均匀后加入金种子溶液中，静置1至2小时后，离心洗涤得到金纳米锥。

S22、制备金-银核壳纳米粒子；依次加入表面活性剂、金纳米锥、缓冲溶液、AgNO3、抗坏血酸，搅拌一段时间，离心洗涤得到金-银核壳纳米粒子。

示例的，可以依次加入20ml 0.5Mol的表面活性剂；10ml的金纳米锥；2ml的缓冲溶液；2ml的AgNO3；0.1ml 0.1Mol的抗坏血酸，搅拌2小时，离心洗涤得到金-银核壳纳米粒子。示例的，缓冲溶液可以为醋酸或盐酸。

利用金-银核壳纳米粒子制备金属纳米粒子层19，制备较为容易，且金-银核壳纳米粒子中的银壳层对光线的反射率较高。

本发明的实施例还提供了一种金-银核壳纳米粒子的制备方法：

S30、制备金种子溶液:将表面活性剂和氯金酸溶液混合搅拌，加入硼氢化钠溶液，得到金种子溶液。

S31、制备金纳米锥:将表面活性剂、氯金酸、盐酸、硝酸银、抗坏血酸混合搅拌均匀后加入金种子溶液中，静置，离心洗涤后得到金纳米锥。

示例的，金纳米锥的直径为40nm～70nm。

S32、制备金-银核壳纳米粒子：依次加入表面活性剂、金纳米锥、缓冲溶液、硝酸银、抗坏血酸混合搅拌均匀，离心洗涤得到金-银核壳纳米粒子。

示例的，在金-银核壳纳米粒子中，银壳层的厚度为2nm～30nm。

金-银核壳纳米粒子的物理性能较好，制备较为容易，银壳层对光线的反射率较高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种发光器件，其特征在于，包括：设置于衬底上的第一电极、第二电极、设置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层、以及设置于所述第一电极靠近所述发光功能层一侧表面的金属纳米粒子层；

所述第二电极呈透明或半透明；所述金属纳米粒子层中的金属纳米粒子为核壳结构，核心为金纳米锥；所述金属纳米粒子包括金-银核壳纳米锥、金-铂核壳纳米锥、金-钯核壳纳米锥、金-铜核壳纳米锥中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述金属纳米粒子的直径为50nm～100nm。

3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述金属纳米粒子层的厚度为20nm～100nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极设置于所述第二电极与所述衬底之间，所述第一电极呈不透明，所述第二电极呈半透明。

5.一种显示面板，其特征在于，包括：衬底、设置于所述衬底上且位于每个亚像素中的如权利要求1-4任一项所述的发光器件。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，还包括：设置于每个所述亚像素中，且位于所述发光器件靠近所述衬底一侧的像素驱动电路；

所述像素驱动电路用于驱动所述发光器件发光。

7.一种发光器件的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底的一侧形成第一电极；

在第一电极远离衬底的一侧形成金属纳米粒子层；所述金属纳米粒子层中的金属纳米粒子为核壳结构，核心为金纳米锥；所述金属纳米粒子包括金-银核壳纳米锥、金-铂核壳纳米锥、金-钯核壳纳米锥、金-铜核壳纳米锥中的一种或多种；

在金属纳米粒子层远离衬底的一侧形成发光功能层；

在发光功能层远离衬底的一侧形成透明或半透明的第二电极。

8.根据权利要求7所述的发光器件的制备方法，其特征在于，

金属纳米粒子层中的金属纳米粒子为金-银核壳纳米锥；

金-银核壳纳米锥的制备方法，包括：

制备金种子溶液；将表面活性剂和氯金酸溶液混合搅拌，加入硼氢化钠溶液，得到金种子溶液；

制备金纳米锥；将表面活性剂、氯金酸、盐酸、硝酸银、抗坏血酸混合搅拌均匀后加入所述金种子溶液中，静置，离心洗涤得到金纳米锥；

制备金-银核壳纳米锥；依次加入表面活性剂、金纳米锥、缓冲溶液、硝酸银、抗坏血酸，搅拌均匀，离心洗涤得到金-银核壳纳米锥。

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