CN112582564B - 发光器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种发光器件及其制备方法。该发光器件，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的发光层，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺；或者，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和多巴胺。经聚多巴胺或多巴胺修饰的阴极，表面缺陷得到抑制、界面结合能力和载流子传输能力均得到改善，从而提高了器件的发光性能和使用寿命。

Description

发光器件及其制备方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，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)及有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)因具备高亮度、低功耗、广色域、易加工等诸多优点在照明和显示领域获得了广泛的关注与研究。

QLED或OLED是由两个电极和在电极与发光层之间添加各种功能层形成的类似“三明治”的薄膜叠层结构，这些功能层包括电子注入层、电子传输层、空穴传输层、空穴注入层等。各薄膜层的成膜质量和界面结合会极大程度地影响器件的各项性能。目前的器件和相关材料大都是在低温条件下(≤300℃)制备，对设备的要求相应的降低，有利于简化工艺和降低成本。然而，低温法制备的电子传输层材料，其表面缺陷多，电子迁移率低，且成膜过程中易出现成膜不均匀、存在针孔等现象；传统阴极材料，特别是金属电极材料，易受到水、氧等环境因素的影响；此外，传统阴极材料与电子传输层材料在材料结构和性能差异较大，形成的膜层界面连接不紧密，存在界面缺陷。这些因素会导致漏电流、非辐射跃迁和界面电荷积累等的发生，严重影响器件发光性能和寿命。

因此，现有技术有待改进。

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，旨在解决现有器件中的阴极材料因材料结构和性能方面差异与相邻层之间连接不紧密，材料表面及相邻层的界面存在缺陷态，从而影响器件的发光性能和使用寿命的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种发光器件，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的发光层，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺；或者，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和多巴胺。

本发明提供的发光器件中的阴极含有阴极纳米材料和聚多巴胺或多巴胺，当多巴胺和阴极纳米材料复合形成电极时，聚多巴胺或多巴胺可以对阴极纳米材料起到很好的保护作用；该聚多巴胺或多巴胺分子结构中含有邻苯二酚，可以通过丰富的氢键等方式与阴极纳米材料产生强烈的黏附效果，能够大大地改善阴极成膜质量，并提高阴极的界面结合度；而且聚多巴胺或多巴胺结构中的邻苯二酚与阴极相邻相膜层材料表面的缺陷点位形成偶联共轭结构，从而对膜层表面进行有效钝化，抑制表面缺陷态。此外，聚多巴胺或多巴胺本身具有较好的载流子传输能力，与阴极纳米材料一起作为复合电极，其载流子传输能力显著提高。总之，经聚多巴胺或多巴胺修饰的电极，膜层表面缺陷得到抑制、界面结合能力和载流子传输能力均得到改善，从而提高了器件的发光性能和使用寿命。

本发明另一方面提供一种发光器件的制备方法，包括如下步骤：

提供基板；

在所述基板上制备阴极，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺；或者，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和多巴胺。

本发明提供的发光器件的制备方法，其工艺简单，可大规模制备，该制备方法中直接形成含有聚多巴胺或多巴胺的阴极，经该聚多巴胺或多巴胺修饰的电极，表面缺陷得到抑制、界面结合能力和载流子传输能力均得到改善，从而提高了器件的发光性能和使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的量子点发光二极管的阴极中N个层叠单元结构示意图；

图2为本发明实施例提供的量子点发光二极管的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的量子点发光二极管的制备方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的倒置型量子点发光二极管的制备方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的正置型量子点发光二极管的制备方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

一方面，本发明实施例提供了一种发光器件，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的发光层，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺；或者，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和多巴胺。

本发明实施例提供的发光器件中的阴极含有阴极纳米材料和聚多巴胺或多巴胺，当多巴胺和阴极纳米材料复合形成电极时，聚多巴胺或多巴胺可以对阴极纳米材料起到很好的保护作用；该聚多巴胺或多巴胺分子结构中含有邻苯二酚，可以通过丰富的氢键等方式与阴极纳米材料产生强烈的黏附效果，能够大大地改善阴极成膜质量，并提高阴极的界面结合度；而且聚多巴胺或多巴胺结构中的邻苯二酚与阴极相邻相膜层材料表面的缺陷点位形成偶联共轭结构，从而对膜层表面进行有效钝化，抑制表面缺陷态。此外，聚多巴胺或多巴胺本身具有较好的载流子传输能力，与阴极纳米材料一起作为复合电极，其载流子传输能力显著提高。总之，经聚多巴胺或多巴胺修饰的电极，膜层表面缺陷得到抑制、界面结合能力和载流子传输能力均得到改善，从而提高了器件的发光性能和使用寿命。

在一实施例中，所述发光器件为有机发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的有机发光层，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺。在另一实施例中，所述发光器件为量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺。下面以量子点发光二极管为例，进行详细介绍。

在一实施例中，所述阴极包括N个层叠单元，如图1所示，每个所述层叠单元由层叠设置的多巴胺层和阴极材料层组成，且每个所述层叠单元中的多巴胺层位于该层叠单元中的阴极材料层与所述量子点发光层之间；其中，所述多巴胺层的材料包括所述聚多巴胺或所述多巴胺，所述阴极材料层的材料包括所述阴极纳米材料；N为大于或等于1的整数。

上述阴极中的N个层叠单元的结构，每个层叠单元含有与阴极材料层层叠设置的多巴胺层，因多巴胺层中的聚多巴胺或多巴胺的分子结构中含有邻苯二酚官能团，可以通过丰富的氢键等方式与相邻两材料层产生强烈的黏附效果，能够将阴极材料层紧密地粘结相邻功能层，从而改善界面结合和膜层应力，大大地提高阴极成膜质量；同时多巴胺层中的聚多巴胺或多巴胺结构中的邻苯二酚与相邻功能层材料表面的缺陷点位形成偶联共轭结构，对材料表面进行有效钝化，抑制表面缺陷态；此外，聚多巴胺或多巴胺本身具有较好的载流子传输能力，与阴极材料层层叠一起作为复合电极，其载流子传输能力显著提高。总之，经多巴胺层层叠修饰的阴极，表面缺陷得到抑制、界面结合能力和载流子传输能力均得到改善，从而提高了器件的稳定性，使器件具有很好的发光性能和使用寿命。

多巴胺是一种众所周知的神经传导物质，是用来帮助细胞传送脉冲的化学物质，作为中枢神经系统中最重要的神经递质之一，在生理过程的调控中起着重要作用，如多巴胺通过电子转移会被氧化成邻苯醌，所得邻苯二酚/邻苯醌的氧化还原对在帕金森病中起着重要的作用。多巴胺具有强烈的黏附性能，能够有效地对纳米颗粒材料进行紧密的黏附成膜，同时，多巴胺还具有自聚能力，很容易被氧化，继而引发自聚-交联反应，几乎与任何一种固体材料表面都能形成紧密附着的复合层，并且改性过程条件温和，步骤简单，改性效果优异。除此之外，多巴胺在一定条件下其结构能转变为主要含氮和苯环的结构，这样具有大量的共轭结构，能够有效地提高载流子的传输效率，并且氮原子的存在使其具有一定的n型半导体特点，即具有较好的电子传输性能，因此聚多巴胺可以成为一种理想的具有氧化还原活性的生物分子类电极材料。多巴胺含有的邻苯二酚基团和氨基官能团，能在有机/无机表面建立共价和非共价的相互作用，使多巴胺具有提供许多海洋或淡水贝类的强附着力的特性，能够在界面之间对上下两层薄膜起到钝化表面缺陷和紧密连接的作用。其中，电子转移、热处理或调节剂均能促进诱导聚合。因此，本发明实施例的多巴胺同时用作氧化还原活性电极材料和粘结剂的双功能材料。

基于多巴胺优异的黏附性能、自聚性能、界面缺陷钝化性能和优异的载流子传输性能，当多巴胺成膜时，其通过丰富的氢键等方式与相邻功能层产生强烈的黏附效果，相互作用，紧密连接；因多巴胺的自聚性能，多巴胺层含有多巴胺或聚多巴胺，而通过加入一定量的调控多巴胺自聚的调节剂，这样的多巴胺层中的多巴胺自聚为聚多巴胺。通过调整调节剂的用量，可以使多巴胺全部自聚为聚多巴胺，或者部分多巴胺发生自聚，少量的单个多巴胺分子粘附在阴极纳米材料表面未自聚。而当其自聚形成聚多巴胺后(此时，器件的阴极中的多巴胺层材料为聚多巴胺)，聚多巴胺具有更好的力学性能和稳定性，多巴胺在自聚合的情况下形成聚多巴胺能够进一步提高整个层叠结构的阴极的致密度和成膜均匀性，此时，含有聚多巴胺的多巴胺层的层叠结构阴极是一层更加稳定、均匀、致密、界面缺陷少的阴极；这样，可以进一步提高器件的稳定性，以及发光性能和使用寿命。

在一实施例中，当N＝1时，即该量子点发光二极管中的阴极为一个层叠单元，此时所述多巴胺层的厚度为10-250nm，所述阴极材料层的厚度为1-200nm。当N＝2-10时，即该量子点发光二极管中的阴极为2-10个层叠单元，为保证该阴极的导电性和透光性能，每个层叠单元层的厚度为2nm-100nm，具体地，每个所述层叠单元中的多巴胺层的厚度为1-50nm，每个所述层叠单元中的阴极材料层的厚度为1-50nm。

在一实施例中，阴极的每个层叠单元中阴极材料层的材料为器件常用的阴极纳米颗粒材料，如所述阴极材料层材料选自金属纳米材料、碳纳米材料和金属氧化物纳米中的至少一种；具体地，所述金属纳米材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca和Mg中的至少一种；所述碳纳米材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯和碳纤维中的至少一种；所述金属氧化物纳米材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO和AMO中的至少一种。

在一实施例中，所述每个层叠单元中的多巴胺层还含有用于调控所述多巴胺自聚的调节剂。调节剂均能促进诱导多巴胺聚合，从而进一步提高其性能。具体地，所述调节剂选自三(羟甲基)氨基甲烷、邻苯二甲酸氢钾、邻苯二甲酸氢钠、磷酸钾、磷酸钠、二甲胂酸钾、二甲胂酸钠、3-吗啉丙磺酸钾、3-吗啉丙磺酸钠和铵盐中的至少一种。进一步地，每层多巴胺层中，调节剂的质量为该多巴胺层中的多巴胺质量的0.1-10％。当调节剂含量较少时，诱导多巴胺聚合的效果不理想，调节剂较多时，多巴胺的自聚充分，但由于所述调节剂的电子传输性能不好，引入太多会影响器件性能。最优选地，所述调节剂的质量为所述多巴胺的质量的0.2-4％。

在一实施例中，所述阴极与所述量子点发光层之间设置有电子功能层；当本发明实施例的阴极直接与量子点发光层相邻设置时，该阴极即与量子点发光层的界面结合能力提高，可以对量子点发光层表面进行有效钝化，抑制阴极与量子点发光层之间的界面缺陷；而当该阴极与所述量子点发光层之间设置有电子功能层时，该阴极即与电子功能层(如电子传输层)的界面结合能力提高，从而可以对该电子功能层表面进行有效钝化，抑制阴极与电子功能层之间的界面缺陷。具体地，所述电子功能层为电子传输层，或者层叠的电子注入层和电子传输层。在另一实施例中，所述阳极和所述量子点发光层之间设置有空穴功能层，如空穴传输层，或层叠设置的空穴注入层和空穴传输层，其中空穴注入层与阳极相邻。

在一具体的实施例中，提供了一种量子点发光二极管器件，其结构如图2所示，该器件从下到上依次包括基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。该阴极7即为图1中的N个层叠单元，多巴胺层的材料为聚多巴胺。

上述量子点发光二极管中，量子点发光层的材料为量子点纳米颗粒材料，为II-VI族化合物、III-V族化合物、II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物或IV族单质中的一种或多种。具体地，所述量子点发光层使用的半导体材料包括但不限于II-VI半导体的纳米晶，比如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe和其他二元、三元、四元的II-VI化合物；III-V族半导体的纳米晶，比如GaP、GaAs、InP、InAs和其他二元、三元、四元的III-V化合物；所述的用于电致发光的半导体材料还不限于II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物、IV族单质等。其中，所述的量子点发光层材料还可以为掺杂或非掺杂的无机钙钛矿型半导体、和/或有机-无机杂化钙钛矿型半导体；具体地，所述的无机钙钛矿型半导体的结构通式为AMX₃，其中A为Cs⁺离子，M为二价金属阳离子，包括但不限于Pb²⁺、Sn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Cr²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Ge²⁺、Yb²⁺、Eu²⁺，X为卤素阴离子，包括但不限于Cl^-、Br^-、I^-；所述的有机-无机杂化钙钛矿型半导体的结构通式为BMX₃，其中B为有机胺阳离子，包括但不限于CH₃(CH₂)_n-2NH₃ ⁺(n≥2)或NH₃(CH₂)_nNH₃ ²⁺(n≥2)。当n＝2时，无机金属卤化物八面体MX₆ ^4-通过共顶的方式连接，金属阳离子M位于卤素八面体的体心，有机胺阳离子B填充在八面体间的空隙内，形成无限延伸的三维结构；当n＞2时，以共顶的方式连接的无机金属卤化物八面体MX₆ ^4-在二维方向延伸形成层状结构，层间插入有机胺阳离子双分子层(质子化单胺)或有机胺阳离子单分子层(质子化双胺)，有机层与无机层相互交叠形成稳定的二维层状结构；M为二价金属阳离子，包括但不限于Pb²⁺、Sn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Cr²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Ge²⁺、Yb²⁺、Eu²⁺；X为卤素阴离子，包括但不限于Cl^-、Br^-、I。

其中，所述电子传输层材料包括但不限于具有电子传输能力的无机纳米颗粒材料，其中，所述的无机纳米颗粒电子传输层材料选自掺杂或非掺杂的金属氧化物、掺杂或非掺杂的金属硫化物中的一种或多种。其中，所述掺杂或非掺杂金属氧化物包括ZnO、TiO₂、SnO₂、Ta₂O₃、ZrO₂、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。所述掺杂或非掺杂金属硫化物包括CdS、ZnS、MoS、WS、CuS中的一种或多种。

其中，所述空穴注入材料包括但不限于PEDOT:PSS、CuPc、F4-TCNQ、HATCN、过渡金属氧化物、过渡金属硫系化合物中的一种或多种。其中，所述过渡金属氧化物包括NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO中的一种或多种。所述金属硫系化合物包括MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的一种或多种。其中，所述的空穴注入层材料和/或空穴传输层材料包括但不限于PEDOT:PSS、CuPc、F4-TCNQ、HATCN、过渡金属氧化物、过渡金属硫系化合物中的一种或多种。其中，所述过渡金属氧化物包括NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO中的一种或多种。所述金属硫系化合物包括MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的一种或多种。

其中，所述空穴传输层材料包括但不限于聚(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、15N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、石墨烯、C60中的至少一种。作为另一个实施例，所述空穴传输层选自具有空穴传输能力的无机材料，包括但不限于NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO、MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的至少一种。

其中，所述阳极包括但不限于金属材料、碳材料、金属氧化物的一种或多种。其中，所述金属材料包括Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Mg中的一种或多种。所述碳材料包括石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或多种。所述金属氧化物可以是掺杂或非掺杂金属氧化物，包括ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO、AMO中的一种或多种，也包括掺杂或非掺杂透明金属氧化物之间夹着金属的复合电极，其中，所述复合电极包括AZO/Ag/AZO、AZO/Al/AZO、ITO/Ag/ITO、ITO/Al/ITO、ZnO/Ag/ZnO、ZnO/Al/ZnO、TiO₂/Ag/TiO₂、TiO₂/Al/TiO₂、ZnS/Ag/ZnS、ZnS/Al/ZnS、TiO₂/Ag/TiO₂、TiO₂/Al/TiO₂中的一种或多种。

其中，所述阴极即由N个层叠单元组成(N为大于或等于1的整数)，每个所述层叠单元由依次层叠设置的多巴胺层和阴极材料层组成，且每个所述层叠单元中的多巴胺层位于该层叠单元中的阴极材料层与所述量子点发光层之间。而每个层叠单元的阴极材料层的材料选自金属纳米材料、碳纳米材料和金属氧化物纳米中的至少一种；每个层叠单元的多巴胺层的材料为聚多巴胺。

其中，所述衬底为刚性衬底或柔性衬底，其中，所述的刚性衬底包括但不限于玻璃、金属箔片中的一种或多种；所述的柔性衬底包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯乙烯(PS)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚芳基酸酯(PAT)、聚芳酯(PAR)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PV)、聚乙烯(PE)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、纺织纤维中的一种或多种。

另一方面，本发明实施例还提供一种发光器件的制备方法，如图3所示，包括如下步骤：

T01：提供基板；

T02：在所述基板上制备阴极，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺；或者，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和多巴胺。

本发明实施例提供的发光器件的制备方法，其工艺简单，可大规模制备，该制备方法中直接形成含有聚多巴胺或多巴胺的阴极，经该聚多巴胺或多巴胺修饰的电极，表面缺陷得到抑制、界面结合能力和载流子传输能力均得到改善，从而提高了器件的发光性能和使用寿命。

上述发光器件的制备方法可以是有机发光二极管的制备方法，也可以是量子点发光二极管的制备方法，下面以量子点发光二极管为例，进行对其制备工艺进行详细介绍。

在一实施例中，一种倒置型量子点发光二极管的制备方法，如图4所示，该制备方法包括如下步骤：

S01:提供基板；

S02:在所述基板表面沉积所述阴极纳米材料得到一层阴极材料层，在所述阴极材料层表面沉积所述多巴胺得到一层多巴胺层，所述多巴胺层包括多巴胺或聚多巴胺，所述阴极材料层和多巴胺层组成层叠单元；重复所述层叠单元的制备步骤在所述基板表面形成N个层叠单元；

S03:在所述N个层叠单元上制备量子点发光层，在所述量子点发光层上制备阳极；其中，N为大于或等于1的整数。

或者，一种正置型量子点发光二极管的制备方法，如图5所示，该制备方法包括如下步骤：

E01：提供基板，所述基板表面设置有阳极；

E02：在所述阳极上制备量子点发光层；

E03：在所述量子点发光层上沉积所述多巴胺得到一层多巴胺层，在所述多巴胺层表面沉积所述阴极纳米材料得到一层阴极材料层，所述多巴胺层包括多巴胺或聚多巴胺，所述多巴胺层和阴极材料层组成层叠单元；重复所述层叠单元的制备步骤在所述量子点发光层上形成N个层叠单元；

其中，N为大于或等于1的整数。

上述正置型结构的量子点发光二极管或者倒置型的量子点发光二极管的制备方法，直接形成N个由多巴胺层和阴极材料层组成的层叠单元作为阴极，经多巴胺层层叠修饰的阴极，表面缺陷得到抑制、界面结合能力和载流子传输能力均得到改善，从而提高了器件的稳定性，使器件具有很好的发光性能和使用寿命。

其中，每层多巴胺层的制备可以包括如下步骤：

提供基底，配制含有多巴胺的溶液；将所述溶液沉积在所述基底上，然后退火处理，得到多巴胺层。

其中，所述退火处理的温度为25～300℃。

将多巴胺沉积在基底上形成多巴胺层后，因多巴胺具有自聚性能，使得成膜后的阴极中存在聚多巴胺，因此多巴胺层包括聚多巴胺或多巴胺。而通过加入调控多巴胺自聚的调节剂，多巴胺层中的多巴胺自聚成聚多巴胺，具体地，在沉积所述多巴胺得到多巴胺层的步骤中，还加入了用于调控所述多巴胺自聚的调节剂，这样多巴胺形成聚多巴胺，得到多巴胺层的材料为聚多巴胺，形成更加稳定、均匀、致密、界面缺陷少的层叠的阴极。具体地，配制含有调节剂和所述多巴胺的溶液，将所述溶液沉积在所述基底上，然后退火处理，多巴胺形成聚多巴胺，得到多巴胺层。其中，所述调节剂选自三(羟甲基)氨基甲烷、邻苯二甲酸氢钾、邻苯二甲酸氢钠、磷酸钾、磷酸钠、二甲胂酸钾、二甲胂酸钠、3-吗啉丙磺酸钾、3-吗啉丙磺酸钠和铵盐中的至少一种；所述调节剂的质量为所述多巴胺质量的0.1-10％。

其中，多巴胺配制成浓度为0.2～120mg/mL的溶液，然后采用溶液法沉积成膜；其中，溶剂包括有机溶剂和/或无机溶剂。上述有机溶剂包括但不限于饱和烃、不饱和烃、芳香烃、醇类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、腈类溶剂、酯类溶剂、以及它们的衍生物中的一种或者是多种组成的混合有机溶剂。其中，所述有机溶剂包括但不限于己烷、环己烷、庚烷、正辛烷、异辛烷、戊烷、甲基戊烷、乙基戊烷、环戊烷、甲基环戊烷、乙基环戊烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、氯丙烷、二氯丙烷、三氯丙烷、氯丁烷、二溴甲烷、三溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、碘甲烷、氯苯、溴苯、苄基氯、苄基溴、三氟甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、异戊醇、叔戊醇、环己醇、辛醇、苄醇、乙二醇、苯酚、邻甲酚、乙醚、苯甲醚、苯乙醚、二苯醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、乙二醇二乙醚、羟乙基乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、乙醛、苯甲醛、丙酮、丁酮、环己酮、苯乙酮、甲酸、乙酸、乙酸乙酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、乙酸丙酯、甲基丙酯、乙酸丁酯、乙酸甲基戊酯、硝基苯、乙腈、二乙胺、三乙胺、苯胺、吡啶、甲基吡啶、乙二胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺、二硫化碳、甲硫醚、乙硫醚、二甲亚砜、硫醇、乙硫醇、甲氧基四氢呋喃中的至少一种。所述的无机溶剂包括但不限于包括水、液态二氧化碳、液氨、液态二氧化硫、氰化氢、硫酸、硝酸、氟化氢、多聚磷酸、超强酸中的一种或多种。所述溶液的沉积方式，优选采用溶液法成膜，其中，所述的溶液法包括但不限于旋涂法、印刷法、刮涂法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法、条状涂布法中的一种或多种。

进一步地，对于倒置型量子点发光二极管的制备，在所述基板表面形成N个层叠单元之后，或者对于正置型量子点发光二极管的制备，在所述量子点发光层上形成N个层叠单元之后，还包括对形成的N个层叠单元进行通电处理和/或退火处理；其中，所述通电处理的电流密度为0.1-50mA/cm²，所述退火处理的退火温度为10-300℃。上述通电处理和/或退火处理，可以进一步提高该特有阴极的电化学性能。

对于上述量子点发光二极管的制备方法，如果是正置型量子点发光二极管的制备方法，则在在阳极上制备量子点发光层前，可以先制备空穴传输层或先后层叠的空穴注入层和空穴传输层，再制备量子点发光层，最后在制备该阴极(或先在量子点发光层上制备电子传输层后，再制备阴极)。如果是倒置型量子点发光二极管的制备方法，则基板上制备阴极后，还包括：在阴极上制备量子点发光层前，可以先在阴极上制备电子传输层后再制备量子点发光层；而在量子点发光层上制备阳极前，可以先在量子点发光层上制备空穴传输层或先后层叠的空穴传输层和空穴注入层，再制备阳极。

其中，除了以上特殊说明外，所述量子点发光二极管中各层的制备方法可以是化学法或物理法，其中化学法包括但不限于化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法中的一种或多种；物理法包括但不限于物理镀膜法或溶液法，其中溶液法包括但不限于旋涂法、印刷法、刮涂法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法、条状涂布法；物理镀膜法包括但不限于热蒸发镀膜法、电子束蒸发镀膜法、磁控溅射法、多弧离子镀膜法、物理气相沉积法、原子层沉积法、脉冲激光沉积法中的一种或多种。其中，所述量子点发光二极管，其封装方式可以为部分封装、全封装、或不封装，本发明实施例没有严格限制。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种量子点发光二极管，其结构如图2所示，从下到上依次包括基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。阴极7包括依次层叠的一层多巴胺层(厚度为10nm)和Al材料层(厚度为70nm)。

该器件制备过程如下：

首先将多巴胺溶解在无水乙醇中，调节浓度为15mg/mL，然后往溶液中加入0.02mol/L的3-吗啉丙磺酸钠(量为多巴胺质量的0.4％)，配制成多巴胺溶液。然后按如下步骤制备量子点发光二极管：

步骤S1：在阳极ITO导电玻璃上以4500rpm的转速旋涂一层PEDOT:PSS空穴注入层，随后于160℃加热10min。

步骤S2：在PEDOT:PSS空穴注入层上以10mg/mL，2500rpm的转速旋涂一层TFB空穴传输层。

步骤S3：在TFB空穴传输层上以18mg/mL，3000rpm的转速旋涂一层CdSe@ZnS量子点发光层。

步骤S4：在CdSe@ZnS量子点发光层上以30mg/mL，3500rpm的转速旋涂一层ZnO电子传输层。

步骤S5：先将上述多巴胺溶液以3000rpm/s的转速旋涂在ZnO电子传输层上，随后于80℃退火30min，得到多巴胺层(材料为聚多巴胺)，在多巴胺层上沉积一层Al材料层，该多巴胺层和Al材料层组成阴极，最终得到量子点发光二极管。

实施例2

一种量子点发光二极管，其结构如图2所示，从下到上依次包括基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。阴极7包括依次层叠的一层多巴胺层(厚度为50nm)和ITO材料层(厚度为70nm)。该器件制备过程如下：

首先将多巴胺溶解在无水乙醇中，调节浓度为30mg/mL，然后往溶液中加入0.02mol/L的三(羟甲基)氨基甲烷(量为多巴胺质量的2％)，配制成多巴胺溶液。然后按如下步骤制备量子点发光二极管：

步骤S1：在阳极ITO导电玻璃上以4500rpm的转速旋涂一层PEDOT:PSS空穴注入层，随后于160℃加热10min。

步骤S2：在PEDOT:PSS空穴注入层上以10mg/mL，2500rpm的转速旋涂一层TFB空穴传输层。

步骤S3：在TFB空穴传输层上以18mg/mL，3000rpm的转速旋涂一层CdSe@ZnS量子点发光层。

步骤S4：在CdSe@ZnS量子点发光层上以30mg/mL，3500rpm的转速旋涂一层ZnO电子传输层。

步骤S5：先将上述多巴胺溶液以3000rpm/s的转速旋涂在ZnO电子传输层上，随后于80℃退火30min，得到多巴胺层(材料为聚多巴胺)，在多巴胺层上沉积一层ITO材料层，该多巴胺层和ITO材料层组成阴极，最终得到量子点发光二极管。

实施例3

一种量子点发光二极管，其结构如图2所示，从下到上依次包括基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。阴极7包括3个层叠单元，每个层叠单元包括依次层叠的一层多巴胺层(厚度为25nm)和Cu材料层(厚度为25nm)。该器件制备过程如下：

首先将多巴胺溶解在无水乙醇中，调节浓度为30mg/mL，然后往溶液中加入0.01mol/L的邻苯二甲酸氢钠(量为多巴胺质量的4％)，配制成多巴胺溶液。然后按如下步骤制备量子点发光二极管：

步骤S1：在阳极ITO导电玻璃上以4500rpm的转速旋涂一层PEDOT:PSS空穴注入层，随后于160℃加热10min。

步骤S2：在PEDOT:PSS空穴注入层上以10mg/mL，2500rpm的转速旋涂一层TFB空穴传输层。

步骤S3：在TFB空穴传输层上以18mg/mL，3000rpm的转速旋涂一层CdSe@ZnS量子点发光层。

步骤S4：在CdSe@ZnS量子点发光层上以30mg/mL，3500rpm的转速旋涂一层ZnO电子传输层。

步骤S5：先将上述多巴胺溶液以3000rpm/s的转速旋涂在ZnO电子传输层上，随后于80℃退火30min，得到第一层多巴胺层(材料为聚多巴胺)，在该第一层多巴胺层上沉积第一层Cu材料层；再将上述多巴胺溶液以3000rpm/s的转速旋涂在第一层Cu材料层上，随后于80℃退火30min，得到第二层多巴胺层(材料为聚多巴胺)，在该第二层多巴胺层上沉积第二层Cu材料层；再将上述多巴胺溶液以3000rpm/s的转速旋涂在第二层Cu材料层上，随后于80℃退火30min，得到第三层多巴胺层(材料为聚多巴胺)，在该第三层多巴胺层上沉积第三层Cu材料层；

如此，得到3个层叠单元(每个层叠单元包括依次层叠的一层多巴胺层和一层Cu材料层)组成阴极，最终得到量子点发光二极管。

对比例1

一种量子点发光二极管，除了阴极为Al材料层(厚度为70nm)为，该量子点发光二极管的结构以及其它膜层材料均与实施例1相同。

对比例2

一种量子点发光二极管，除了阴极为ITO材料层(厚度为70nm)外，该量子点发光二极管的结构以及其它膜层材料均与实施例2相同。

对比例3

一种量子点发光二极管，除了阴极为Cu材料层(厚度为75nm)外，该量子点发光二极管的结构以及其它膜层材料均与实施例3相同。

性能测试

将实施例1-3以及对比例1-3的量子点发光二极管进行性能测试，测试指标和测试方法如下：

(1)外量子效率(EQE)：采用EQE光学测试仪器测定。

注：外量子效率测试为所述的QLED器件，即：阳极/空穴注入层/空穴传输层/量子点发光层/电子传输层/阴极。

测试结果如下表1所示：

表1

项目组别	外量子效率(EQE)/(％)
		对比例1	4.5
实施例1	7.2
		对比例2	4.0
实施例2	7.4
		对比例3	3.2
实施例3	4.5

由上述表1的数据可知：本发明实施例提供的量子点发光二极管(阴极由层叠的多巴胺层和阴极纳米颗粒材料层组成)的外量子效率，明显高于相应的对比例中量子点发光二极管(阴极为阴极纳米颗粒材料层)的外量子效率，说明本发明实施例得到的量子点发光二极管具有更好的发光效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光器件，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间的发光层，其特征在于，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺；或者，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺以及多巴胺；

所述阴极包括N个层叠单元，每个所述层叠单元由层叠设置的多巴胺层和阴极材料层组成，且每个所述层叠单元中的多巴胺层位于该层叠单元中的阴极材料层与所述发光层之间；其中，所述阴极材料层的材料包括所述阴极纳米材料，所述多巴胺层由所述聚多巴胺组成，或者所述多巴胺层由所述聚多巴胺以及多巴胺组成；N为大于或等于1的整数。

2.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，N＝1，所述多巴胺层的厚度为10-250nm，所述阴极材料层的厚度为1-200nm；或者，

N＝2-10，每个所述层叠单元中的多巴胺层的厚度为1-50nm，每个所述层叠单元中的阴极材料层的厚度为1-50nm。

3.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述阴极与所述发光层之间设置有电子功能层；和/或，

所述阳极和所述发光层之间设置有空穴功能层。

4.如权利要求1-3任一项所述的发光器件，其特征在于，每个所述层叠单元中阴极材料层的材料选自金属纳米材料、碳纳米材料和金属氧化物纳米材料中的至少一种。

5.如权利要求4所述的发光器件，其特征在于，所述金属纳米材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca和Mg中的至少一种；和/或，

所述碳纳米材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯和碳纤维中的至少一种；和/或，

所述金属氧化物纳米材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO和AMO中的至少一种。

6.如权利要求1-3任一项所述的发光器件，其特征在于，每个所述层叠单元中多巴胺层含有用于调控多巴胺自聚的调节剂。

7.如权利要求6所述的发光器件，其特征在于，所述调节剂选自所述调节剂选自三(羟甲基)氨基甲烷、邻苯二甲酸氢钾、邻苯二甲酸氢钠、磷酸钾、磷酸钠、二甲胂酸钾、二甲胂酸钠、3-吗啉丙磺酸钾、3-吗啉丙磺酸钠和铵盐中的至少一种；和/或，

每层多巴胺层中，调节剂的质量为该多巴胺层中的多巴胺质量的0.1-10％。

8.一种发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供基板；

在所述基板上制备阴极，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺；或者，所述阴极的材料包括阴极纳米材料和聚多巴胺以及多巴胺；

在所述基板上制备阴极的步骤包括：

在所述基板表面沉积所述阴极纳米材料得到一层阴极材料层，在所述阴极材料层表面沉积一层多巴胺层，所述多巴胺层由所述聚多巴胺或者所述聚多巴胺以及多巴胺组成，所述阴极材料层和所述多巴胺层组成层叠单元；重复所述层叠单元的制备步骤在所述基板表面形成N个层叠单元；

在所述N个层叠单元上制备发光层，在所述发光层上制备阳极；

或者，

所述基板表面设置有阳极；

在所述阳极上制备发光层；

在所述发光层上沉积一层多巴胺层，所述多巴胺层由所述聚多巴胺或者所述聚多巴胺以及多巴胺组成，在所述多巴胺层表面沉积所述阴极纳米材料得到一层阴极材料层，所述多巴胺层和阴极材料层组成层叠单元；重复所述层叠单元的制备步骤在所述发光层上形成N个层叠单元；

其中，N为大于或等于1的整数。

9.如权利要求8所述的发光器件的制备方法，在所述基板表面形成N个层叠单元之后，或者在所述发光层上形成N个层叠单元之后，还包括对形成的N个层叠单元进行通电处理和/或退火处理；其中，

所述通电处理的电流密度为0.1-50mA/cm²，所述退火处理的退火温度为10-300℃。

10.如权利要求8所述的发光器件的制备方法，其特征在于，在沉积所述多巴胺层的步骤中，还加入了用于调控所述多巴胺自聚的调节剂，得到多巴胺层的材料为聚多巴胺；

其中，所述调节剂选自三(羟甲基)氨基甲烷、邻苯二甲酸氢钾、邻苯二甲酸氢钠、磷酸钾、磷酸钠、二甲胂酸钾、二甲胂酸钠、3-吗啉丙磺酸钾、3-吗啉丙磺酸钠和铵盐中的至少一种；和/或，

所述调节剂的质量为所述多巴胺质量的0.1-10％。

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