CN110600625B - 一种发光器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光器件及其制备方法，发光器件包括发光层，发光层的材料中包括有机半导体材料和发光量子点；发光层的制备方法包括墨水配制步骤、混合材料配制步骤、混合膜层形成步骤以及发光层形成步骤，在发光层制备的过程中，将有机半导体材料加入到发光量子点混合溶液中，可以抑制发光量子点团聚及促进电荷传输，有助于提高发光器件整体发光效率和稳定性，避免对发光器件中的空穴传输层被侵蚀，提高发光效率、延长使用寿命，进而提升发光器件的性能；另外，在制作发光层的过程中，制作方法简单，容易控制，并能提高制作工艺的效率。

Description

一种发光器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种发光器件及其制备方法。
背景技术
半导体材料从尺寸逐渐减小至一定临界尺寸(1～20纳米)后，其载流子的波动性变得显著，运动将受限，导致动能的增加，相应的电子结构从尺寸连续的能级结构变成准分裂的不连续，这一现象称作量子尺寸效应。比较常见的半导体纳米粒子即量子点主要有II-VI，III-V以及IV-VI族。这些种类的量子点都十分遵守量子尺寸效应，其性质随尺寸呈现规律性变化，例如吸收及发射波长随尺寸变化而变化。因此，利用量子点发光材料发光光谱集中，色纯度高的优点，可以大幅度提高目前显示器的色域。
因为发光量子点的直径很微小，所以发光量子点的颗粒形态十分不稳定，在固体中容易团聚而失去量子尺寸效应，导致发光效率的急剧下降。在量子点外围连接上长烷基链型有机配体，可以在一定程度上抑制发光量子点的团聚现象。但是，这种方法会导致发光量子点具有很差的电荷传输性能，进而导致发光器件的效率下降，驱动电压升高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种发光器件及其制备方法，以解决现有技术中的发光量子点的电荷传输性能差、发光器件的效率低以及驱动电压升高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种发光器件，包括发光层，所述发光层的材料中包括有机半导体材料和发光量子点。
进一步地，所述的发光器件，还包括基板、第一电极、空穴传输层、电子传输层以及第二电极，所述第一电极设于所述基板上；所述空穴传输层设于所述第一电极上，所述发光层设于所述空穴传输层上；所述电子传输层设于所述发光层上；所述第二电极设于所述电子传输层上。
进一步地，所述有机半导体材料为聚合物PPOFTPA、小分子化合物SPPO13中的至少一种；所述发光量子点为核壳结构，其外延区域有含有羟基的配体。
进一步地，所述聚合物PPOFTPA的化学结构式为
Figure BDA0002179856310000021
所述小分子化合物SPPO13的化学结构式为
Figure BDA0002179856310000022
为实现上述目的，本发明还提供一种发光器件的制备方法，包括以下步骤：墨水配制步骤，将有机半导体材料加入发光量子点混合溶液中，加热并搅拌，配制成混合墨水；混合材料配制步骤，将添加剂添加到所述混合墨水中，配制成混合材料；混合膜层形成步骤，将所述发光层的材料沉积在基底上，真空干燥后，形成混合膜层；发光层形成步骤，在氮气的环境中，加热固化所述混合膜层，形成发光层。
进一步地，所述有机半导体材料为聚合物PPOFTPA和/或小分子化合物SPPO13；所述发光量子点为核壳结构，其外延区域有含有羟基的配体；所述发光量子点混合溶液中，发光量子点的重量百分比为1％～5％。
进一步地，所述添加剂包括表面张力调节剂以及粘度调节剂，所述表面张力调节剂包括咪唑及其衍生物、苯酚、对苯二酚中的一种或几种；和/或，所述粘度调节剂包括醇、醚、酯、酚、胺中的一种或几种。
进一步地，在所述墨水配制步骤中，所述有机半导体材料与所述发光量子点混合溶液的重量比为1：20－1:5，所述发光量子点混合溶液被加热至38℃～42℃，被搅拌处理11.5～12.5小时。
进一步地，在所述混合材料配制步骤中，将所述添加剂逐步添加至所述混合墨水中，直至所述混合材料的粘度1～10mPa·s。
进一步地，在所述发光层形成步骤中，所述混合膜层被加热至78℃～82℃，被加热处理0.8～1.2小时。
本发明的技术效果在于，提供一种发光器件及其制作方法，发光层的材料中包括有机半导体材料和发光量子点，可以避免因所述发光量子点团聚所造成的发光效率下降和偏移等负面效果；所述有机半导体发光材料具有优异的载流子传输性能，从而抑制所述发光量子点团聚及促进电荷传输，有助于提高发光器件整体发光效率和稳定性，避免对发光器件中的空穴传输层被侵蚀，提高发光效率、延长使用寿命，进而提升发光器件的性能；另外，在制作发光层的过程中，制作方法简单，容易控制，并能提高制作工艺的效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供发光器件的结构示意图；
图2是本发明实施例提供发光器件的制备方法的流程图；
图3是本发明实施例提供发光层的制备方法的流程图。
附图中部分标识如下：
1基板； 2第一电极；
3空穴传输层； 4发光层；
5电子传输层； 6第二电极。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，用以举例证明本发明可以实施，这些实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，使得本发明的技术内容更加清楚和便于理解。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
如图1所示，本实施例提供一种发光器件依次包括基板1、第一电极2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5以及第二电极6。
基板1为常见的阵列基板，基板1上方从下至上依次设有第一电极2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5以及第二电极6。本实施例中，第一电极2为阳极，第二电极6为阴极。
发光层4的材料中包括有机半导体材料和发光量子点。所述有机半导体材料包括聚合物PPOFTPA、小分子化合物SPPO13中的至少一种，为有机共轭化合物。所述聚合物PPOFTPA的化学结构式为
Figure BDA0002179856310000041
所述小分子化合物SPPO13的化学结构式为
Figure BDA0002179856310000042
所述聚合物PPOFTPA及所述小分子化合物SPPO13包含磷氧基团(P＝O)。所述发光量子点为核壳结构，其外延区域有含有羟基的配体。其中，磷氧基团(P＝O)与所述发光量子点配位锚定。在发光层4形成时，所述发光量子点分散于所述聚合物PPOFTPA和/或所述小分子化合物SPPO13中。由于所述发光量子点的含量较少，可形成纳米级的有效分散，单个所述发光量子点固定于所述有机半导体发光材料中，即固定于有机共轭化合物主体之间。
本实施例提供一种发光器件，可以避免因所述发光量子点团聚所造成的发光效率下降和偏移等负面效果。此外，所述有机半导体发光材料具有优异的载流子传输性能，从而抑制所述发光量子点团聚及促进电荷传输，有助于提高发光器件整体发光效率和稳定性，避免对发光器件中的空穴传输层被侵蚀，延长使用寿命。
如图2所示，本实施例所述发光器件的制备方法，还包括步骤S1～S6。
S1提供基板步骤，预设一基板，所述基板为常见的阵列基板。
S2第一电极形成步骤，在基板上形成第一电极。本实施例中，所述第一电极为阳极，可以通过任意方式制作阳极。
S3空穴传输层形成步骤，在所述第一电极上沉积形成空穴传输层，所述空穴传输层主要是使空穴电子传输平衡，以达到提供效率和改善寿命的目的。
S4发光层形成步骤，在所述空穴传输层上形成所述的发光层。
如图3所示，在S4发光层形成步骤中，包括步骤S41～S42。
S41墨水配制步骤，向每10ml发光量子点混合溶液中，添加1g的有机半导体材料加入，所述量子点混合溶液被加热至38℃～42℃，被搅拌处理11.5～12.5小时，配制成混合墨水。其中，所述有机半导体材料与所述发光量子点混合溶液的重量比为1：20－1:5。在所述发光量子点混合溶液中，发光量子点的重量百分比为1％～5％，剩余的为极性溶剂，所述的极性溶剂包括醇类，脂类，酰胺类等；选所用的所述有机半导体材料和所述发光量子点在极性溶剂中具有好的溶解性。其中量子点的重量百分比优选为1.5％、1.8％、2％、2.4％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4.0％、4.5％、4.8％。其中，所述有机半导体材料包括聚合物PPOFTPA、小分子化合物SPPO13中的至少一种，为有机共轭化合物。所述聚合物PPOFTPA及所述小分子化合物SPPO13包含磷氧基团(P＝O)。所述发光量子点为核壳结构，其外延区域有含有羟基的配体。其中，磷氧基团(P＝O)与所述发光量子点配位锚定。S42混合材料配制步骤，将添加剂添加到所述混合墨水中，使得所述混合墨水的粘度为1-10mPa·s，进而得到混合的材料。本实施例中，所述添加剂包括表面张力调节剂及粘度调节剂。所述表面张力调节剂为小分子化合物，包括咪唑及其衍生物、苯酚、对苯二酚中的一种或几种；所述粘度调节剂为醇、醚、酯、酚、胺中的一种或几种，调节体系的黏度，含量重量百分比的0.1～5wt％。
S43混合膜层形成步骤，所述混合的材料通过旋转涂布或者喷墨打印的方法沉积在基底上，由于所述有机半导体材料具有成膜性好的特点，所以所述混合的材料经过真空干燥处理后，形成混合膜层。
S44发光层形成步骤，在氮气的环境中，所述混合膜层被加热至78℃～82℃，被加热固化处理0.8～1.2小时，形成发光层。具体地，在所述发光层形成时，所述发光量子点分散于所述聚合物PPOFTPA和/或所述小分子化合物SPPO13中。由于所述发光量子点的含量较少，可形成纳米级的有效分散，单个所述发光量子点固定于所述有机半导体发光材料中，即固定于有机共轭化合物主体之间。这样的设计可避免因所述发光量子点团聚所造成的发光效率下降和偏移等负面效果。此外，所述有机半导体发光材料具有优异的载流子传输性能，从而抑制所述发光量子点团聚及促进电荷传输，有助于提高发光器件整体发光效率和稳定性，避免对发光器件中的空穴传输层被侵蚀，延长使用寿命。
S5电子传输层形成步骤，在所述发光层上沉积形成电子传输层。
S6第二电极形成步骤，在所述电子传输层上形成第二电极。本实施例中，所述第二电极为阳极，可以通过任意方式制作阴极。
基于此，本实施例提供的发光器件的制备方法，在发光量子点溶液中加入有机半导体材料，可以避免因所述发光量子点团聚所造成的发光效率下降和偏移等负面效果；此外，所述有机半导体发光材料具有优异的载流子传输性能，从而抑制所述发光量子点团聚及促进电荷传输，有助于提高发光器件整体发光效率和稳定性，避免对发光器件中的空穴传输层被侵蚀，提高发光效率、延长使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
墨水配制步骤，将有机半导体材料加入发光量子点混合溶液中，加热并搅拌，配制成混合墨水，所述有机半导体材料与所述发光量子点混合溶液的重量比为1：２０－1:５；
混合材料配制步骤，将添加剂添加到所述混合墨水中，配制成混合材料；
混合膜层形成步骤，将发光层的材料沉积在基底上，真空干燥后，形成混合膜层；
发光层形成步骤，在氮气的环境中，加热固化所述混合膜层，形成发光层；
其中，所述有机半导体材料为聚合物PPOFTPA和/或小分子化合物SPPO13；
所述添加剂包括
表面张力调节剂，包括咪唑及其衍生物、苯酚、对苯二酚中的一种或几种；和/或，
粘度调节剂，包括醇、醚、酯、酚、胺中的一种或几种，所述粘度调节剂的黏度含量重量百分比为0.1~5 wt%。
2.根据权利要求1所述的发光器件的制备方法，其特征在于，
所述发光量子点为核壳结构，其外延区域有含有羟基的配体；
所述发光量子点混合溶液中，发光量子点的重量百分比为1%~5%。
3.如权利要求1所述的发光器件的制备方法，其特征在于，
在所述墨水配制步骤中，
所述发光量子点混合溶液被加热至38℃~42℃，被搅拌处理11.5~12.5小时。
4.如权利要求1所述的发光器件的制备方法，其特征在于，
在所述混合材料配制步骤中，
将所述添加剂逐步添加至所述混合墨水中，直至所述混合材料的粘度1~10mPa•s。
5.如权利要求1所述的发光器件的制备方法，其特征在于，
在所述发光层形成步骤中，
所述混合膜层被加热至78℃~82℃，被加热处理0.8~1.2小时。
6.一种根据权利要求1-5中任一项制备方法制备的发光器件，其特征在于，包括发光层，所述发光层的材料中包括有机半导体材料和发光量子点。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于，还包括
基板；
第一电极，设于所述基板上；
空穴传输层，设于所述第一电极上，所述发光层设于所述空穴传输层上；
电子传输层，设于所述发光层上；
第二电极，设于所述电子传输层上。
8.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于，
所述有机半导体材料为聚合物PPOFTPA、小分子化合物SPPO13中的至少一种；
所述发光量子点为核壳结构，其外延区域有含有羟基的配体。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其特征在于，
所述聚合物PPOFTPA的化学结构式为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
所述小分子化合物SPPO13的化学结构式为
Figure 93670DEST_PATH_IMAGE002
。
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