CN113972335A - 发光器件以及调制发光器件发射峰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于显示器件技术领域,尤其涉及一种发光器件,包括:相对设置的第一电极和第二电极,以及设置在第一电极和第二电极之间的功能层,所述功能层包括发光层;至少所述第一电极包括金属层和第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在靠近所述功能层的一侧,在所述金属层和所述第一透明导电层之间还设置有调制层,所述调制层的折射率随外场电压的变化而变化。本发明提供的发光器件,直接在电极中引入一层调制层,使调制层参与到器件微腔效应中,使发光器件的实际发射峰波长可趋近并达到预设的发射峰波长,提高器件的出光效率。
Description
技术领域
本发明属于显示器件技术领域,尤其涉及一种发光器件,一种调制发光器件发射峰的方法。
背景技术
量子点器件作为一种高性能的新型显示器件,具有高效率、窄发射峰、较大的斯塔克斯位移等特性。但在通常的量子点器件中,当器件制作完成后,发射峰的波长也就固定下来了。在发光器件中,尤其是顶发射量子点器件中,由于应用到F-P谐振微腔的存在,当材料的本征波长与出射峰波长接近时,器件性能最佳。即使是材料、结构等均相同的器件,也会因旋涂、蒸镀等工艺和设备能力,致使每次制片均会有一定差异,从而使制得的器件发射峰波长有变化,若有更换材料或结构等,则会导致发射峰波长变化更大。因此,在器件结构的优化过程中,当需要将器件的发射峰调制到预设最佳发射峰时,需要通过制备工艺多次调整功能层的厚度才能贴近发射峰,纯靠经验来设定工艺参数不够精准,且重复性差,不利于产业化大规模生产和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光器件,旨在一定程度上解决现有发光器件对设计的发射峰波长调整难度高,重复性差的技术问题。
本发明的另一目的在于提供一种调节发光器件发射峰的方法。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种发光器件,包括:相对设置的第一电极和第二电极,以及设置在第一电极和第二电极之间的功能层,所述功能层包括发光层;
至少所述第一电极包括金属层和第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在靠近所述功能层的一侧,在所述金属层和所述第一透明导电层之间还设置有调制层,所述调制层的折射率随外场电压的变化而变化。
相应地,一种调节上述的发光器件发射峰的方法,其特征在于,所述发光器件包括:相对设置的第一电极和第二电极,以及设置在第一电极和第二电极之间的功能层,所述功能层包括发光层;至少所述第一电极包括金属层和第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在靠近所述功能层的一侧,在所述金属层和所述第一透明导电层之间还设置有调制层;
调制所述发光器件发射峰的方法包括以下步骤:
设计发光器件的发射峰波长;
根据设计的所述发射峰波长制备发光器件,并测量所述发光器件的初始发射峰波长;
确定调制层的折射率与电压的变化关系;
计算所述初始发射峰波长与设计的所述发射峰波长的差值;
根据所述调制层的折射率与电压的变化关系以及所述差值,对所述调制层单独施加外场电压调节所述调制层的折射率,使所述发光器件的发射峰波长达到设计的所述发射峰波长。
本发明提供的发光器件,包括依次层叠设置的第一电极、包括发光层的功能层和第二电极,至少所述第一电极包括依次层叠设置的金属层、调制层和第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在靠近所述功能层的一侧,所述调制层的折射率随外场电压的变化而变化。本发明提供的发光器件的F-P微腔内,由于在第一电极的金属层和靠近功能层的第一透明导电层之间设置了调制层,该调制层的折射率可通过外场电压调节。另外,由于发光器件的发射峰波长与各功能层的折射率和厚度有关,具体为1/2Lλ=kΣni*di,其中,ni为第i功能层的折射率,di为第i功能层的厚度,Lλ为理论发射峰波长,k为理论发射峰波长的倍数,且k为正整数。因此通过外场电压改变调制层的折射率,可调节发光器件的发射峰波长,实现发光器件在一定范围内发射峰波长可控的目的,使发光器件的实际发射峰波长趋近并达到预期的发射峰波长,提高器件的出光效率。并且,本发明提供的直接在电极的金属层和第一透明导电层引入一层调制层,使调制层参与到器件微腔效应中,同时避免调制层与其他功能层直接接触时对功能层载流子传输性能的影响,确保调制层的引入不会影响器件本身的光电性能,从而确保调制层对发光器件发射峰调节的准确性。
本发明提供的调节上述发光器件发射峰的方法,设计发光器件的发射峰波长,根据设计的所述发射峰波长确定预制器件中各功能层的厚度和折射率,并制备发光器件,测量制备的所述发光器件的初始发射峰波长。确定发光器件中引入的特定厚度的调制层的折射率随电压的变化关系曲线,通过该变化关系曲线即可知道对器件中引入的调制层施加外场电压时其折射率的变化趋势。通过计算所述初始发射峰波长与设计的所述发射峰波长的差值,确定需要调节的波长范围,最后根据所述调制层的折射率与电压的变化关系以及所述差值,通过对调制层施加外场电压调节所述调制层的折射率,从而调节发光器件的实际发射峰波长,使其达到设计的发射峰波长,提高器件出光效率,提高器件光电性能。本发明提供的调节发光器件发射峰的方法,可实现对发光器件发射峰的灵活调节,操作方便快捷,无需反复制备器件且能避免制片误差,可以极大程度提升器件研发工作的效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的调制发光器件发射峰的方法的流程示意图。
图2是本发明实施例发光器件的结构示意图。
图3是本发明实施例1提供的发光器件的结构示意图。
图4是本发明实施例2提供的发光器件的结构示意图。
图5是本发明实施例3和4中对调制层单独施加外电场的示意图。
图6是本发明实施例3中液晶调制层的折射率与电压的变化关系曲线图。
图7是本发明实施例4中SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射率与电压的变化关系曲线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例,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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地,本发明实施例说明书中的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
如附图2所示,本发明实施例提供了一种发光器件,包括:相对设置的第一电极和第二电极,以及设置在第一电极和第二电极之间的功能层,功能层包括发光层;至少第一电极包括金属层和第一透明导电层,第一透明导电层设置在靠近功能层的一侧,在金属层和第一透明导电层之间还设置有调制层,调制层的折射率随外场电压的变化而变化。
本发明实施例提供的发光器件,包括依次层叠设置的第一电极、包括发光层的功能层和第二电极,至少第一电极包括依次层叠设置的金属层、调制层和第一透明导电层,第一透明导电层设置在靠近功能层的一侧,调制层的折射率随一定强度的外场电压的变化而变化。本发明提供的发光器件的F-P微腔内,由于在第一电极的金属层和靠近功能层的第一透明导电层之间设置了调制层,该调制层的折射率可通过施加一定强度的外场电压调节。另外,由于发光器件的发射峰波长与各功能层的折射率和厚度有关,具体为1/2Lλ=kΣni*di,其中,ni为第i功能层的折射率,di为第i功能层的厚度,Lλ为理论发射峰波长,k为理论发射峰波长的倍数,且k为正整数。因此通过一定强度的外场电压改变调制层的折射率,可调节发光器件的发射峰波长,实现发光器件在一定范围内发射峰波长可控的目的,使发光器件的实际发射峰波长趋近并达到预期设计的发射峰波长,提高器件的出光效率。并且,本发明提供的直接在电极的金属层和第一透明导电层引入一层调制层,其中,第一透明导电层能够透过器内件产生的光,且透光性好,对光减损小,使调制层参与到器件微腔效应中,通过对调制层的调节,实现对器件发射峰波长的调节;同时避免调制层与其他功能层直接接触时对功能层载流子传输性能的影响,确保调制层的引入不会影响器件本身的光电性能,从而确保调制层对发光器件发射峰调节的准确性。
本申请实施例在发光器件中添加调制层后,使调制层参与到发光器件的F-P微腔内,添加的调制层对发光层发射的光在F-P微腔内的光路折射情况没有影响。在一些实施例中,调制层选自:液晶调制层。本发明实施例采用液晶作为调制层,液晶调制层由于大量各向异性分子的排列而使其具有双折射性特性,随着调制层向列中液晶分子排列的增加,光学双折射效应也相应地增加。当通过外加电场作用,使调制层中液晶分子垂直排列时,透过率最大,此时折射率最小;变化电场强度后,液晶分子逐渐偏转,折射率也相应发生改变。因此,通过对液晶调制层施加电压的改变,可以调节调制层中液晶分子的排布,从而使其等效折射率也会相应地改变。因此,将液晶调制层引入到发光器件后,可以通过对调制层施加电压调节其折射率,从而调节器件的发射峰波长,使其发射峰波长趋近或达到设计的发射峰波长,提高器件的出光效率。在一些具体实施例中,在第一电极的金属层和第一透明导电层之间,通过生长、沉积、灌装、贴附等方式引入液晶调制层。
在一些实施例中,液晶调制层的折射率变化区间为8%~15%。本发明实施例采用的液晶调制层在一定的外场电压的作用下,液晶调制层的折射率变化区间为8%~15%,该折射率变化区间内的液晶调制层能够较好的实现对器件发射峰波长的灵活调节。
在一些具体实施例中,如附图5所示,通过电路刻蚀等方式,可在调制层相对的两侧单独引入外场电压,对调制层单独施加1~8V的外场电压,在外场电压的作用下,液晶调制层的折射率变化区间为8%~15%。当加于液晶调制层上的电压增加时,调制层对光的折射率开始也随之增加;而当所加电压超过2V时,折射率开始随电压的增加而减少,最后,折射率趋于初始值但不等于初始值;当电压超过8V时,液晶容易产生疲劳效应,此时不利于对调制层折射率的反复多次条件,影响应用灵活性和灵敏度。本发明实施例调制层中液晶材料的具体类型等可以灵活选择,只要能满足上述性能效果即可。在一些具体实施例中,调制层中液晶可以采用向列相液晶等任意能够实现上述效果的液晶材料。
在一些实施例中,液晶调制层的厚度为10纳米~100纳米。本发明实施例采用厚度为10~100纳米的液晶调制层,该厚度的调制层既避免了调制层过厚导致的与器件其他膜层契合效果差、不能契合微腔效应、降低整体透过率、光损耗大等问题,又确保了调制层折射率的调节范围,从而确保了对器件发射峰波长的调节能力,使器件发射峰达到设计的发射峰波长,提高器件出光效率,提高器件光电性能。在一些具体实施例中,液晶调制层的厚度可以是10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、45纳米、50纳米、60纳米、80纳米或100纳米。
在一些实施例中,调制层选自:SrxBa1-xNb2O6晶体调制层,其中,0<x<1。本发明实施例调制层采用的SrxBa1-xNb2O6晶体(SBN)具有较高的光折变灵敏度,其光致折射率变化的大小随外电场的增大而增大。当无外加电压时,SBN晶体中的光致折射率几乎不变;在适当的外场电压作用下,晶体中的光致折射率随着外加电场的增大而增大。
在一些实施例中,SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射率变化区间为2%~5%。在一些具体实施例中,在一些实施例中,在外场电压为1~8V的作用下,SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射率变化区间为2%~5%。本发明实施例采用的SrxBa1-xNb2O6晶体调制层在外场电压为1~8V的作用下,SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射率变化区间为2%~5%,此时调制层的折射率随外场电压的增加而升高,该折射率变化区间内的SrxBa1-xNb2O6晶体调制层能够较好的实现对器件发射峰波长的灵活调节。
在一些实施例中,SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的晶格中掺杂有5%~10%的过渡金属离子。在一些具体实施例中,过渡金属离子选自:铬离子、铑离子、铈离子中的至少一种。本发明实施例SrxBa1-xNb2O6晶体调制层中掺杂铬离子、铑离子、铈离子等过渡金属离子时,能够有效提高SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射变化幅度。若过渡金属离子掺杂量过低,则对SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射变化幅度调节不明显,若过渡金属离子掺杂量过高,则降低了SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的光透过率,影响器件发光效率。
在一些实施例中,SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的厚度为2纳米~10纳米,该厚度的调制层既确保了调整层对器件发射峰波长的调节,又确保了调制层膜层性能。若调制层太薄不好控制,且晶体表面不平整;若调制层太厚不能契合微腔效应,且整体透过率会下降,光损耗大。
在一些实施例中,第一电极还包括设置金属层远离第一透明导电层的一侧表面的第二透明导电层。本发明实施例第一电极层为第二透明导电层-金属层-调制层-第一透明导电层的复合结构,既有较好的电化学性能,又确保了调制层契合到光电器件的微腔效应中。调制层可以对器件的F-P微腔的等效总腔长起到调控作用,实现了一定范围内出射波长可控的目的,极大程度提升器件研发工作的效率。
在一些具体实施例中,第一电极为阳极,第二电极为阴极。在另一些具体实施例中,第一电极为阴极,第二电极为阳极。在另一些具体实施例中,金属层包括:Al、Ag、Au、Cu、Mo中的至少一种金属。在另一些具体实施例中,第一透明导电层和第二透明导电层分别独立的选自:ITO、FTO、ZTO中的一种。本发明实施例也可以同时在第一电极和第二电极中设置调制层,只要能满足上述调制效果,且满足器件对电极性能的要求,不会影响器件光电性能即可。
在一些实施例中,本发明实施例发光器件分正型结构和反型结构。
在一种实施方式中,正型结构发光器件包括相对设置的阳极和阴极的层叠结构,设置在阳极和阴极之间的量子点发光层,且阳极设置在衬底上。进一步的,阳极和量子点发光层之间还设置空穴功能层;在阴极和量子点发光层之间还设置电子功能层。
在一种实施方式中,反型结构发光器件包括相对设置的阳极和阴极的叠层结构,设置在阳极和阴极之间的量子点发光层,且阴极设置在衬底上。进一步的,阳极和量子点发光层之间还设置空穴功能层;在阴极和量子点发光层之间还设置电子功能层。
进一步实施例中,衬底层包括钢性、柔性衬底等;
阳极采用上述实施例中第一电极或第二电极;
空穴功能层包括:聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、WoO3、MoO3、NiO、V2O5、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲、CuS中的至少一种空穴注入材料和聚(3-烷基噻吩)、1,2,4,5-四(三氟甲基)苯、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类中的至少一种空穴传输材料组成的混合材料;空穴传输材料与空穴注入材料的质量比为(10~15):(85~90);空穴功能层的厚度为20~30纳米。
量子点发光层包括但不限于:元素周期表II-IV族、II-VI族、II-V族、III-V族、III-VI族、IV-VI族、I-III-VI族、II-IV-VI族、II-IV-V族半导体化合物中的至少一种,或上述半导体化合物中至少两种组成的核壳结构半导体化合物。在一些具体实施例中,量子点发光层包括:CdSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdZnSe中的至少一种半导体纳米晶化合物,或至少两种组成的混合类型、梯度混合类型、核壳结构类型或联合类型等结构的半导体纳米晶化合物。在另一些具体实施例中,量子点发光层包括:InAs、InP、InN、GaN、InSb、InAsP、InGaAs、GaAs、GaP、GaSb、AlP、AlN、AlAs、AlSb、CdSeTe、ZnCdSe中的至少一种半导体纳米晶化合物,或至少两种组成的混合类型、梯度混合类型、核壳结构类型或联合类型等结构的半导体纳米晶化合物。在另一些实施例中,量子点发光层包括:钙钛矿纳米粒子材料(特别是发光钙钛矿纳米粒子材料)、金属纳米粒子材料、金属氧化物纳米粒子材料中的至少一种。
电子传输层包括:ZnO、ZnMgO、ZnMgLiO、ZnInO、ZrO、ZrO2、TiO2、TiO2、SnO2、Ta2O3、NiO、TiLiO、Alq3、3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、2-(4'-叔丁苯基)-5-(4'-联苯基)-1,3,4-恶二唑、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉中的至少一种;
阴极采用上述实施例中第二电极或第一电极,且阳极和阴极采用不同的电极,其材料包括但不限于Al、Ag、Au、Cu、Mo或它们的合金,以及ITO、FTO或ZTO等。
在一些具体实施例中,发光器件为正置底发射结构,包括:在阳极衬底上设置的空穴注入层;在空穴注入层上设置的空穴传输层;在空穴传输层上设置的量子点发光层;在量子点发光层上设置的电子传输层;在电子传输层上设置的金属阴极,阴极对可见光反射不低于98%。
在一些具体实施例中,发光器件为正置顶发射结构,包括:在阳极衬底上设置空穴注入层;在空穴注入层上设置空穴传输层;在空穴传输层上设置量子点发光层;在量子点发光层上设置电子传输层;在过渡层上设置的阴极,阴极对可见光的透射不不低于90%。
在一些具体实施例中,发光器件为倒置底发射结构,包括:在阴极衬底上设置电子传输层;在电子传输层上设置量子点发光层;在量子点发光层设置空穴传输层;在空穴传输层上设置空穴注入层;在空穴注入层上设置金属阳极,阳极对可见光反射不低于98%。
在一些具体实施例中,发光器件为倒置顶发射结构,包括:在阴极衬底上设置电子传输层;在电子传输层上设置量子点发光层;在量子点发光层上设置空穴传输层;在空穴传输层上设置空穴注入层;在空穴注入层上设置阳极,阳极可见光的透射不不低于90%。
相应地,如附图1所示,本发明实施例还提供了一种调节上述实施例发光器件发射峰的方法,包括以下步骤:
S10.设计发光器件的发射峰波长;
S20.根据设计的发射峰波长制备发光器件,并测量发光器件的初始发射峰波长;
S30.确定调制层的折射率与电压的变化关系;
S40.计算初始发射峰波长与设计的发射峰波长的差值;
S50.根据调制层的折射率与电压的变化关系以及差值,对调制层单独施加外场电压调节调制层的折射率,使发光器件的发射峰波长达到设计的发射峰波长。
本发明实施例提供的调节上述发光器件发射峰的方法,设计发光器件的发射峰波长,根据设计的发射峰波长确定预制器件中各功能层的厚度和折射率,并制备发光器件,测量制备的发光器件的初始发射峰波长。确定发光器件中引入的特定厚度的调制层的折射率随电压的变化关系曲线,通过该变化关系曲线即可知道对器件中引入的调制层施加外场电压时其折射率的变化趋势。通过计算初始发射峰波长与设计的发射峰波长的差值,确定需要调节的波长范围,最后根据调制层的折射率与电压的变化关系以及差值,通过对调制层施加外场电压调节调制层的折射率,从而调节发光器件的实际发射峰波长,使其达到设计的发射峰波长,提高器件出光效率,提高器件光电性能。本发明提供的调节发光器件发射峰的方法,可实现对发光器件发射峰的灵活调节,操作方便快捷,无需反复制备器件且能避免制片误差,可以极大程度提升器件研发工作的效率。
具体地,上述步骤S10中,设计发光器件的发射峰波长。本发明实施例设计发光器件的发射峰波长时,需要考虑的因素主要有:一方面,发光器件受产品效率、色偏、CIE色域值等影响,在材料选定的情况下,对器件发光出射具有一定的设计要求;另一方面,在研发过程中,需要研究发光器件在材料本征波长下的效率,寿命等参数。因此,发光器件往往会有一个设计波长。根据以往经验,在材料选定的情况下,发光器件在某一波长情况下,效率和寿命比较高,此时可根据以往经验选定这个波长作为设计波长,从而使器件获得较高的光电效果。
具体地,上述步骤S20中,根据设计的发射峰波长制备发光器件,并测量发光器件的初始发射峰波长。本申请实施例根据器件的预设的发射峰波长,制备对应结构的器件,然后测量制备器件的初始发射峰波长。
在一些实施例中,根据设计的发射峰波长制备发光器件的步骤包括:根据设计的发射峰波长,结合发光器件的理论发射峰波长的计算公式1/2Lλ=kΣni*di,确定发光器件中各功能层和调制层的厚度和折射率,其中,ni为第i功能层的折射率,di为第i功能层的厚度,Lλ为理论发射峰波长,k为理论发射峰波长的倍数,且k为正整数。由于量子点、空穴材料、电子传输材料及电极材料等功能材料的折射率仅与材料本申请有关,根据预设的发射峰波长及理论发射峰波长的计算公式,可以确定发光器件中各功能层的材料和厚度。器件在制备过程中工艺条件参数等一些不可控的因素,将导致实际制得的发光器件的发射峰波长达不到预期设定的设计的发射峰波长,导致器件的发光效率受到影响。当k为1时,理论发射峰波长为该发光器件达到器件的腔驻波(即器件电流效率随器件腔长变化的关系曲线)中的第一正波峰(即腔驻波中横坐标正方向的第一个正值的波峰)时对应的器件的发射峰波长,此时设计的发射峰波长等于理论发射峰波长;当k为2时,设计的发射峰波长为理论发射峰波长的两倍,此时设计的发射峰波长为该发光器件达到器件的腔驻波中的第二正波峰时对应的发射峰波长,以此类推。
在一些具体实施例中,以理论发射峰波长的计算公式为1/2Lλ=Σni*di确定发光器件中各功能层和调制层的厚度和折射率,考虑到发光器件的整体光电性能,优选k为1时的第一正反节点作为设计的发射峰波长,若k值越大,则对应的器件各膜层厚度越厚,此时膜层内存也会相应增大,不利于器件内载流子的传输和复合,降低器件发光性能。
在一些实施例中,测量发光器件的初始发射峰波长,可通过光谱仪直接测得。
具体地,上述步骤S30中,确定调制层的折射率与电压的变化关系。本发明实施例通过先对器件中引入的特定厚的调制层的折射率随电压的变化关系进行测量,得到器件中调制层的折射率与电压的变化关系,在后续对器件发射峰的调控过程中,即可通过对调制层施加外场电压改变其折射率,从而调控器件F-P微腔的等效总腔长,使器件的发射峰达到设计的发射峰波长,提高器件的光电性能。在一些具体实施例中,可将器件中引入的调制层单独制成对应厚度的膜层,然后通过施加不同大小电压,纪录折射率的变化情况,并绘制调制层的折射率与电压的变化关系曲线,以备后用。
具体地,上述步骤S40中,计算初始发射峰波长与设计的发射峰波长的差值。本发明实施例发光器件的初始发射峰波长与设计的发射峰波长的差值,即为发光器件需要调节的波长。
具体地,上述步骤S50中,根据调制层的折射率与电压的变化关系以及差值,单独对调制层施加外场电压调节调制层的折射率,使发光器件的发射峰波长达到设计的发射峰波长。本发明实施例根据初始发射峰波长与设计的发射峰波长的差值,得到器件需要调节的发射峰波长后,即可通过调制层的折射率与电压的变化关系,对调制层施加一定的外电场,使其折射率发生变化,从而使器件F-P微腔的等效总腔长发生变化,使器件的发射峰波长达到最佳的发射峰位置,提高器件出光效率,提高发光器件的光学性能。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解,以及本发明实施例发光器件及其发射峰的调制方法的进步性能显著的体现,以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
一种调节发光器件的发射峰的方法,包括步骤:
①设计发光器件的发射峰波长为624nm,根据发光器件的理论发射峰波长的计算公式:1/2Lλ=Σni*di,以及ITO的折射率为1.9、TFB的折射率1.8、QD的折射率1.9、ZnO的折射率2.0,设计发光器件中各功能层的厚度分别为:ITO的厚度30nm;TFB的厚度30nm;QD的厚度30nm;ZnO的厚度30nm,并引入厚度为80nm折射率为1.05的调制层;此时,1/2Lλ=1.05*80+1.9*30+1.8*30+1.9*30+2.0*30=312nm,则Lλ=624nm,即理论发射峰波长达到最佳发射波长为624nm;
②按步骤①中参数制备发光器件,如附图3所示,包括步骤:设置在玻璃衬底上的阳极,该阳极包括在衬底上依次设置的底层ITO层、银层、液晶调制层和上层ITO层,其中,液晶调制层厚度为80nm;设置在阳极表面的空穴传输层,材料为TFB,厚度为30nm;设置在空穴传输层上的量子点发光层,材料为CdXZn1-XS/ZnS,其中,0<X<1,厚度为30nm;设置在量子点发光层上的电子传输层,材料为ZnO纳米材料,厚度为30nm;设置在电子传输层上的阴极,材料为Ag/Mg等金属,厚度100~250nm;
③绘制液晶调制层的折射率与电压的变化关系曲线,如附图6所示;
④用光谱仪测量制备的发光器件的初始发射峰波长为614nm;
⑤计算初始发射峰波长与设计的发射峰波长的差值为10nm;
⑥根据调制层的折射率与电压的变化关系以及步骤④中计算的差值,如附图5所示,单独对调制层施加约0.95V外场电压使调制层的折射率增加0.0625,从而使制备的发光器件的发射峰波长增加10nm,使发光器件的发射峰波长达到预设的发射峰波长。
实施例2
一种调节如实施例2发光器件的发射峰的方法,包括步骤:
①设计发光器件的发射峰波长为624nm,根据发光器件的理论发射峰波长的计算公式:1/2Lλ=Σni*di,以及ITO的折射率为1.9、TFB的折射率1.8、QD的折射率1.9、ZnO的折射率2.0,设计发光器件中各功能层的厚度分别为:ITO的厚度30nm;TFB的厚度30nm;QD的厚度30nm;ZnO的厚度30nm,并引入厚度为40nm折射率为2.2的调制层;此时,1/2Lλ=2.2*40+1.9*30+1.8*30+1.9*30+2.0*30=316nm,则Lλ=632nm,即理论发射峰波长达到最佳发射波长为632nm;
②按步骤①中参数制备发光器件,如附图4所示,包括步骤:设置在玻璃衬底上的阳极,该阳极包括在衬底上依次设置的底层ITO层、银层、SrxBa1-xNb2O6晶体和上层ITO层,其中,SrxBa1-xNb2O6晶体厚度为40nm;设置在阳极表面的空穴传输层,材料为TFB,厚度为30nm;设置在空穴传输层上的量子点发光层,材料为CdXZn1-XS/ZnS,其中,0<X<1,厚度为30nm;设置在量子点发光层上的电子传输层,材料为ZnO纳米材料,厚度为30nm;设置在电子传输层上的阴极,材料为Ag/Mg等金属,厚度100~250nm;
③绘制SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射率与电压的变化关系,如附图7所示;
④用光谱仪测量发光器件的初始发射峰波长为630nm;
⑤计算初始发射峰波长与设计的发射峰波长的差值为2nm;
⑥根据调制层的折射率与电压的变化关系以及步骤④中计算的差值,如附图5所示,单独对调制层施加约3V外场电压使调制层的折射率增加0.025,从而使制备的发光器件的发射峰波长增加10nm,使发光器件的发射峰波长达到预设的发射峰波长。
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,其特征在于,包括:相对设置的第一电极和第二电极,以及设置在第一电极和第二电极之间的功能层,所述功能层包括发光层;
至少所述第一电极包括金属层和第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在靠近所述功能层的一侧,在所述金属层和所述第一透明导电层之间还设置有调制层,所述调制层的折射率随外场电压的变化而变化。
2.如权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述调制层选自:液晶调制层或SrxBa1- xNb2O6晶体调制层,其中,0<x<1。
3.如权利要求2所述的发光器件,其特征在于所述液晶调制层的折射率变化区间为8%~15%;和/或,
所述SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的折射率变化区间为2%~5%。
4.如权利要求2或3所述的发光器件,其特征在于,所述SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的晶格中掺杂有5%~10%的过渡金属离子。
5.如权利要求4所述的发光器件,其特征在于,所述液晶调制层的厚度为10纳米~100纳米;或者,
所述SrxBa1-xNb2O6晶体调制层的厚度为2纳米~10纳米;和/或,
所述过渡金属离子选自:铬离子、铑离子、铈离子中的至少一种。
6.如权利要求1~3或5任一所述的发光器件,其特征在于,所述第一电极还包括设置所述金属层远离所述第一透明导电层一侧表面的第二透明导电层;和/或,
所述第一电极为阳极,所述第二电极为阴极。
7.如权利要求6所述的发光器件,其特征在于,所述金属层包括:Al、Ag、Au、Cu、Mo中的至少一种金属;和/或,
所述第一透明导电层和第二透明导电层分别独立的选自:ITO、FTO、ZTO中的一种。
8.一种调节的发光器件发射峰的方法,其特征在于,所述发光器件包括:相对设置的第一电极和第二电极,以及设置在第一电极和第二电极之间的功能层,所述功能层包括发光层;至少所述第一电极包括金属层和第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在靠近所述功能层的一侧,在所述金属层和所述第一透明导电层之间还设置有调制层;
调制所述发光器件发射峰的方法包括以下步骤:
设计发光器件的发射峰波长;
根据设计的所述发射峰波长制备发光器件,并测量所述发光器件的初始发射峰波长;
确定所述调制层的折射率与电压的变化关系;
计算所述初始发射峰波长与设计的所述发射峰波长的差值;
根据所述调制层的折射率与电压的变化关系以及所述差值,对所述调制层单独施加外场电压调节所述调制层的折射率,使所述发光器件的发射峰波长达到设计的所述发射峰波长。
9.如权利要求8所述的调节发光器件发射峰的方法,其特征在于,根据设计的所述发射峰波长制备发光器件的步骤包括:根据设计的所述发射峰波长,结合发光器件的理论发射峰波长的计算公式1/2Lλ=kΣni*di,确定发光器件中各功能层和调制层的参数,其中,ni为第i功能层的折射率,di为第i功能层的厚度,Lλ为理论发射峰波长,k为理论发射峰波长的倍数,且k为正整数。
10.如权利要求9所述的调节发光器件发射峰的方法,其特征在于,以所述理论发射峰波长的计算公式为1/2Lλ=Σni*di,确定所述发光器件中各功能层和调制层的参数。
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