CN116096198A - 电致发光器件的制备方法、电致发光器件及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电致发光器件的制备方法、电致发光器件及显示装置,通过将电致发光器件的功能层进行二次热退火处理,从而去除功能层的内应力,改善功能层容易开裂的问题,提升器件的成品率和光电性能。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种电致发光器件的制备方法、电致发光器件及显示装置。
背景技术
电致发光又称电场发光,是通过加在两电极的电压产生电场,被电场激发的电子碰击发光中心,而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。电致发光器件根据发光层材料的不同,可以分为量子点电致发光器件(QLED)和有机电致发光器件(OLED)。
然而,电致发光器件在研发过程中依旧存在着很多问题。其中,在实验开发或工业生产中,常用旋涂工艺或喷墨打印工艺进行器件的制备,而在使用溶液制备功能层的过程中,常会出现功能层开裂的情况,这是由于功能层内应力导致的,所谓内应力,是指当外部荷载去掉以后,仍残存在物体内部的应力,它是由于材料内部宏观或微观的组织发生了不均匀的体积变化而产生的。没有外力存在时,弹性物体内所保存的应力叫做内应力,它的特点是在物体内形成一个平衡的力系,即遵守静力学条件。按性质和范围大小可分为宏观应力、微观应力和超微观应力,按引起原因可分为热应力和组织应力,按存在时间可分为瞬时应力和残余应力,按作用方向可分为纵向应力和横向应力。
发明内容
本申请实施例提供一种电致发光器件的制备方法、电致发光器件及显示装置,旨在提升电致发光器件的光电性能。
第一方面,本申请实施例提供一种电致发光器件的制备方法,所述制备方法包括:
在阳极上方设置功能层材料的溶液,进行第一次热退火处理形成一层功能层,然后对所述功能层进行第二次热退火处理;以及
在所述功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件;
或者,在阴极上方设置功能层材料的溶液,进行第一次热退火处理形成一层功能层,然后对所述功能层进行第二次热退火处理;以及
在所述功能层上制备阳极,获得所述电致发光器件。
可选的,在所述第二次热退火处理中,热退火的时间为5min至10min,和/或,热退火的温度为60℃至120℃。
可选的,所述方法包括:
在阳极上方设置至少两层功能层材料的溶液,在其中至少任意一层功能层材料进行第一次热退火处理成膜后,对所述任意一层功能层进行第二次退火处理;
在距离所述阳极最远的功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件;
或者,在阴极上方设置至少两层功能层材料的溶液,在其中至少任意一层功能层材料进行第一次热退火处理成膜后,对所述任意一层功能层进行第二次退火处理;
在距离所述阴极最远的功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件。
可选的,在所述第二次热退火处理后,通过涂敷或浸泡的方式,利用第一溶剂冷却功能层,然后再进行下一层功能层的设置。
可选的,所述第一溶剂的温度小于或等于15℃。
可选的,所述第一溶剂为非极性溶剂;或者,所述第一溶剂的极性小于每一功能层材料的溶液中的溶剂的极性;
可选的,所述各功能层材料的溶液中的溶剂正交,所述第一溶剂的极性与下一层待设置的功能层材料的溶液中的溶剂相同。
可选的,所述功能层包括发光层、空穴注入层、空穴传输层及电子传输层,所述空穴注入层和所述空穴传输层位于所述发光层和所述阳极之间,所述空穴注入层靠近所述阳极设置,所述空穴传输层靠近所述阴极设置,所述电子传输层位于所述发光层和所述阴极之间,其中,所述空穴注入层、空穴传输层、发光层以及电子传输层中的至少一层经过所述第二次热退火处理。
可选的,所述制备方法包括:
在阳极上设置空穴注入层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴注入层;
在所述空穴注入层上设置空穴传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴传输层;
在所述空穴传输层上设置发光层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成发光层;
在所述发光层上设置电子传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成电子传输层;以及
在所述电子传输层上制备阴极;
或者,在阴极上设置电子传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成电子传输层;
在所述电子传输层上设置发光层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成发光层;
在所述发光层上设置空穴传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴传输层;
在所述空穴传输层上设置空穴注入层材料溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴注入层;
在所述空穴注入层上制备阳极。
可选的,在所述第二次热退火中,通过涂敷或浸泡的方式,利用第一溶剂冷却功能层,所述空穴注入层材料溶液的溶剂为第二溶剂,所述空穴传输层材料溶液的溶剂为第三溶剂,所述发光层材料溶液的溶剂为第四溶剂,所述电子传输层材料溶液的溶剂为第五溶剂,溶剂极性:第二溶剂≥第三溶剂≥第四溶剂≥第五溶剂;
其中,所述第一溶剂为非极性溶剂;
或者,所述第一溶剂的极性小于第五溶剂;
或者,在所述空穴注入层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第三溶剂相同;在所述空穴传输层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第四溶剂相同;以及在所述发光层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第五溶剂相同。
可选的,所述发光层材料包括:II-VI族化合物、III-V族化合物和I-III-VI族化合物中的至少一种,所述II-VI族化合物选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS;CdZnSeS、CdZnSeTe和CdZnSTe中的至少一种;所述III-V族化合物选自InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP和InAlNP中的至少一种;所述I-III-VI族化合物选自CuInS2、CuInSe2及AgInS2中的至少一种,和/或,
所述空穴注入层材料包括:PEDOT:PSS、CuPc、F4-TCNQ、HATCN、过渡金属氧化物及过渡金属硫系化合物中的至少一种,和/或,
所述空穴传输层材料包括: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,和/或,
所述电子传输层材料包括:ZnO、TiO2、SnO2、Ta2O3、ZrO2、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO及InSnO中的至少一种。
第二方面,本申请提供一种电致发光器件,由第一方面所述的方法制备的电致发光器件。
第三方面,本申请还提供一种显示装置,包括第二方面所述的电致发光器件。
有益效果:
本申请提供一种电致发光器件的制备方法、电致发光器件及显示装置,通过将电致发光器件的功能层进行二次热退火处理,从而去除功能层的内应力,改善功能层容易开裂的问题,提升器件的成品率和光电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例提供的电致发光器件的制备方法的一个实施例中的流程示意图;
图2是本申请实施例提供的电致发光器件的制备方法的另一个实施例中的流程示意图;
图3是本申请实施例提供的一种电致发光器件的一个实施例的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种电致发光器件的另一个实施例的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的各电致发光器件形貌拍摄图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种电致发光器件的制备方法、电致发光器件及显示装置。以下分别进行详细说明。需说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。另外,在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。用语第一、第二、第三等仅仅作为标示使用,并没有强加数字要求或建立顺序。本申请的各种实施例可以以一个范围的型式存在;应当理解,以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁,不应理解为对本申请范围的硬性限制;因此,应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。每当在本文中指出数值范围,是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
首先,如图1和图2所示,本申请实施例提供一种电致发光器件的制备方法,如图1所示,图1提供一种正置结构的电致发光器件的制备方法,具体步骤包括:
S10.在阳极上方设置一层功能层材料的溶液,进行第一次热退火处理形成一层功能层,然后对所述功能层进行第二次热退火处理;以及
S20.在所述功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件。
如图2所示,图2提供一种倒置结构的电致发光器件的制备方法,具体步骤包括:
S100.在阴极上方设置一层功能层材料的溶液,进行第一次热退火处理形成一层功能层,然后对所述功能层进行第二次热退火处理;以及
S200.在所述功能层上制备阳极,获得所述电致发光器件。
本申请实施例中,一共经过了两次热退火处理过程,第一次热退火主要起到的作用是去除功能层材料的溶液中的溶剂,即将功能层由湿膜固化成干膜,第二次热退火主要起到的作用是去除第一次热退火后存在于功能层内部的应力。从而改善功能层容易开裂的问题,提高器件的性能。
在所述第一次热退火处理中,退火的温度小于120℃(摄氏度),例如:60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃等,若温度过低,则不能有效的去除残余的溶剂,若温度过高,则容易破坏器件发光层结构,影响器件的光电性能。
在所述第一次热退火处理中,退火的时间为10min至30min(分钟),例如10min、12min、15min、18min、20min、22min、25min、27min、30min等,或者在10min至30min之间其他未列出的数值。若时间过短,则不能有效的去除残余的溶剂,若温度过高,则容易破坏器件发光层结构,影响器件的光电性能。
在一些实施例中,本申请在第二次热退火过程中,热退火的温度为亚高温,此范围内的温度在去除功能层应力的基础上,还可以最大程度上避免加热对器件的影响。在一些具体实施例中,在所述第二次热退火处理中,加热的温度为60℃至120℃,例如60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃等,或者在60℃至120℃之间其他未列出的数值。若温度过低,则去应力的效果不好,若温度过高,容易破坏器件发光层结构,影响器件的光电性能。
在所述第二次热退火处理中,热退火的时间为5min至10min,例如5min、6min、7min、8min、9min、10min等,或者在5min至10min之间其他未列出的数值。若时间多短,则去应力的效果不好,若时间过长,则影响生产效率。
在一些实施例中,在所述步骤S10或S100中,所述功能层材料的溶液具体可通过旋涂法设置于所述阳极或阴极的上方。旋涂法具有工艺条件温和、操作简单、节能环保等特点,其制备电致发光器件具有载流子迁移率高、厚度精确等优势。在本申请具体实施例中,利用旋涂法需要先配置好各功能层材料的溶液,将待旋涂的片子置于旋涂仪上,将配置好的溶液滴加至旋涂仪上方,以预设的转速进行旋涂,待将溶液旋涂均匀后,可进行后续第一次加热退火和第二次加热退火的工艺。
在一些实施例中,所述功能层的材料为至少两层,所述正置结构的电致发光器件的制备方法包括:
在阳极上方设置至少两层功能层材料的溶液,在其中至少任意一层功能层材料进行第一次热退火处理成膜后,对所述任意一层功能层进行第二次退火处理;以及
在距离所述阳极最远的功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件;
或者,在一些实施例中,所述功能层的材料为至少两层,所述倒置结构的电致发光器件的制备方法包括:
在阴极上方设置至少两层功能层材料的溶液,在其中至少任意一层功能层材料进行第一次热退火处理成膜后,对所述任意一层功能层进行第二次退火处理;以及
在距离所述阴极最远的功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件。
在一些实施例中,所述功能层包括发光层、空穴注入层、空穴传输层及电子传输层,所述空穴注入层和所述空穴传输层位于所述发光层和所述阳极之间,所述空穴注入层靠近所述阳极设置,所述空穴传输层靠近所述阴极设置,所述电子传输层位于所述发光层和所述阴极之间。可以理解的是,以上仅为举例,本申请实施例中的功能层还可以包括本领域已知的其他结构,例如,在一些实施例中,所述电子传输层和所述阴极之间还设置有电子注入层,其中,所述空穴注入层、空穴传输层、发光层以及电子传输层中的至少一层经过所述第二次热退火处理。
例如:在一些实施例中,正置结构的电致发光器件的制备方法的步骤包括:
(1)在阳极上设置空穴注入层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴注入层;
(2)在所述空穴注入层上设置空穴传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴传输层;
(3)在所述空穴传输层上设置发光层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成发光层;
(4)在所述发光层上设置电子传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成电子传输层;以及
(5)在所述电子传输层上制备阴极。
例如:在一些实施例中,倒置结构的电致发光器件的制备方法的步骤包括:
(1)在阴极上设置电子传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成电子传输层;
(2)在所述电子传输层上设置发光层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成发光层;
(3)在所述发光层上设置空穴传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴传输层;
(4)在所述空穴传输层上设置空穴注入层材料溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴注入层;
(5)在所述空穴注入层上制备阳极。
通过将以上正置结构或倒置结构的电致发光器件中的功能层均经过第二次热退火处理,因此器件中各功能层均可去除内应力,改善开裂的问题,器件的性能更好,成品率更好。
在一些具体实施例中,在所述第二次热退火后,通过涂敷或浸泡的方式,利用第一溶剂冷却功能层,然后进行下一层功能层的设置。如此,通过利用第一溶剂来冷却各功能层,可以达到快速降低各功能层温度的目的;此外,快速降温还可以起到一定程度的提升载流子迁移的作用,这对器件而言的影响同样是正向的。
在一些实施例中,所述第一溶剂的温度小于或等于15℃。
在一些实施例中,所述第一溶剂为非极性溶剂,或者,所述第一溶剂的极性小于每一功能层材料的溶液中的溶剂的极性。
在一些实施例中,所述功能层由下至上依次设置,所述第一溶剂的极性与上一层待设置的功能层材料的溶液中的溶剂相同。如此可以防止第一溶剂在冷却过程中,对待冷却功能层的破坏。
例如,以正置结构的电致发光器件为例,在一些实施例中,所述空穴注入层材料溶液的溶剂为第二溶剂,所述空穴传输层材料溶液的溶剂为第三溶剂,所述发光层材料溶液的溶剂为第四溶剂,所述电子传输层材料溶液的溶剂为第五溶剂,其中溶剂极性:第二溶剂≥第三溶剂≥第四溶剂≥第五溶剂,以此保证新膜层制备时不会对旧膜层产生影响。在一些实施例中,所述第一溶剂为非极性溶剂,或者第一溶剂的极性小于第五溶剂。在一些具体实施例中,第一溶剂为正辛烷,第二溶剂为水,第三溶剂为甲醇、第四溶剂为乙酸乙酯,第五溶剂为甲苯。
在另一些实施例中,所述第一溶剂的极性与下一层待设置的功能层材料的溶液中的溶剂相同,即在每一层功能层制备完成后,使用制备下一层功能层溶液中的溶剂进行涂覆,以此达到一种预旋涂的目的。由于溶液法制备器件薄膜,影响均匀性的主要因素下层薄膜均匀程度与下层薄膜材料与溶剂的接触角大小,而进行预旋涂后再进行常规旋涂的工艺,相当于进行了两次旋涂,即预旋涂会清除部分上一膜层的表面杂质,并且预旋涂的残留溶剂会使相同溶剂的溶液进行旋涂工艺时具有更好的铺展性,即可以优化了接触角,使功能层膜层形态更均匀,进一步降低器件内应力。
例如,以正置结构的电致发光器件为例,在一些实施例中,所述空穴注入层材料溶液的溶剂为第二溶剂,所述空穴传输层材料溶液的溶剂为第三溶剂,所述发光层材料溶液的溶剂为第四溶剂,所述电子传输层材料溶液的溶剂为第五溶剂,其中溶剂极性:第二溶剂≥第三溶剂≥第四溶剂≥第五溶剂,在所述空穴注入层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第三溶剂相同;在所述空穴传输层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第四溶剂相同;以及在所述发光层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第五溶剂相同。在一些具体实施例中,第二溶剂为水,第三溶剂为甲醇、第四溶剂为乙酸乙酯,第五溶剂为甲苯。
本申请各实施例中,各个功能层的材料为本领域常见的材料,例如:
所述阳极选自但不限于:ITO(氧化铟锡)。
所述发光层材料为具备发光能力的直接带隙化合物半导体,选自但不限于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,所述发光层使用的半导体材料选自但不限于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;所述发光层使用的半导体材料还可以选自但不限于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。
所述空穴注入层材料选自但不限于:PEDOT:PSS(聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)、CuPc、F4-TCNQ、HATCN、过渡金属氧化物及过渡金属硫系化合物中的至少一种。
所述空穴传输层材料选自但不限于: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。
所述电子传输层材料选自但不限于:ZnO、TiO2、SnO2、Ta2O3、ZrO2、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO及InSnO中的至少一种。
所述阴极材料选自但不限于:金属材料、碳材料、金属氧化物中的一种或多种。其中,所述金属材料包括Al(铝)、Ag(银)、Cu(铜)、Mo(钼)、Au(金)、Ba(钡)、Ca(钙)、Mg(镁)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。
基于同一申请构思,本申请还提供一种电致发光器件,所述电致发光器件由以上任意实施例中所述电致发光器件的方法制成。在一具体实施例中,所述电致发光器件为QLED器件。
图3示出了本申请实施例所述电致发光器件10的一种正置结构示意图,如图1所示,所述正置结构电致发光器件10包括衬底1、设在所述衬底1表面的阳极2、设在所述阳极2表面的空穴注入层3、设在所述空穴注入层3表面的空穴传输层4、设在所述空穴传输层4表面的发光层5、设在所述发光层5表面的电子传输层6及设在所述电子传输层6表面的阴极7。
图4示出了本申请实施例所述电致发光器件10的一种倒置结构示意图,如图2所示,所述倒置结构电致发光器件10包括衬底1、设在所述衬底1表面的阴极7、设在所述阴极7表面的电子传输层6、设在所述电子传输层6表面的发光层5、设在所述发光层5表面的空穴传输层4、设在所述空穴传输层4表面的空穴注入层3、设在所述空穴注入层3表面的阳极2。
在上述实施例基础上,本申请还提供一种显示装置,包括以上实施例中所述的电致发光器件。其结构、实现原理及效果类似,在此不再赘述。
可选的,所述显示装置可以为:照明灯具和背光源,或者是手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框和导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
需要说明的是,本申请实施例附图只涉及本申请实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
下面通过实施例对本申请进行详细说明。
实施例1
实施例1提供一种电致发光器件及制备方法,该方法具体包括如下步骤:
(1)在ITO衬底上,旋涂PEDOT:PSS(10mg/mL)水溶液,转速5000rpm,时间30秒,随后100℃加热15分钟,并静置冷却5分钟;
(2)对PEDOT:PSS水溶液进行120℃的热处理5min,热处理结束后涂覆正辛烷,并进行1500rpm的旋转,完成空穴注入层的制备;
(3)旋涂TFB甲醇溶液(8mg/mL),转速3000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟;
(4)对TFB甲醇溶液进行120℃热处理5min,热处理结束后涂覆正辛烷,并进行1500rpm的旋转,完成空穴传输层的制备;
(5)旋涂量子点乙酸乙酯溶液(20mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟;
(6)对量子点乙酸乙酯溶液进行120℃热处理5min,热处理结束后涂覆乙正辛烷,并进行1500rpm的旋转,完成发光层的制备;
(7)旋涂ZnO甲苯溶液(30mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热20分钟,并静置冷却5分钟;
(8)对该ZnO甲苯溶液进行120℃热处理5min,热处理结束后涂覆正辛烷,并进行1500rpm的旋转,完成电子传输层的制备;
(9)通过热蒸发,真空度不高于3×10-4Pa,蒸镀Ag,速度为1埃/秒,时间200秒,厚度20nm,得到顶发射的正置型的电致发光器件,并对器件进行封装。
实施例2
实施例2提供一种电致发光器件及制备方法,该方法具体包括如下步骤:
(1)在ITO衬底上,旋涂PEDOT:PSS(10mg/mL)水溶液,转速5000rpm,时间30秒,随后100℃加热15分钟,并静置冷却5分钟;
(2)对PEDOT:PSS水溶液进行120℃热处理5min,热处理结束后涂覆甲醇,并进行1500rpm的旋转,完成空穴注入层的制备;
(3)旋涂TFB甲醇溶液(8mg/mL),转速3000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟;
(4)对TFB甲醇溶液进行120℃热处理5min,热处理结束后涂覆乙酸乙酯,并进行1500rpm的旋转,完成空穴传输层的制备;
(5)旋涂量子点乙酸乙酯溶液(20mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟;
(6)对量子点乙酸乙酯溶液进行120℃热处理5min,热处理结束后涂覆甲苯,并进行1500rpm的旋转,完成发光层的制备;
(7)旋涂ZnO甲苯溶液(30mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热20分钟,并静置冷却5分钟;
(8)对ZnO甲苯溶液进行120℃热处理5min,热处理结束后涂覆正辛烷,并进行1500rpm的旋转,完成电子传输层的制备;
(9)通过热蒸发,真空度不高于3×10-4Pa,蒸镀Ag,速度为1埃/秒,时间200秒,厚度20nm,得到顶发射的正置型电致发光器件,并对器件进行封装。
对比例1
对比例1提供一种电致发光器件及制备方法,该方法具体包括如下步骤:
(1)在ITO衬底上,旋涂PEDOT:PSS溶液,转速5000rpm,时间30秒,随后150℃加热15分钟,并静置冷却5分钟,完成空穴注入层的制备;
(2)旋涂TFB溶液(8mg/mL),转速3000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟,完成空穴传输层的制备;
(3)旋涂量子点溶液(20mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟,完成发光层的制备;
(4)旋涂ZnO溶液(30mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热20分钟,并静置冷却5分钟,完成电子传输层的制备;
(5)通过热蒸发,真空度不高于3×10-4Pa,蒸镀Ag,速度为1埃/秒,时间200秒,厚度20nm,得到顶发射的正置型电致发光器件,并对器件进行封装。
对比例2:
对比例2提供一种电致发光器件及制备方法,该方法具体包括如下步骤:
(1)在ITO衬底上,旋涂PEDOT:PSS溶液,转速5000rpm,时间30秒,随后100℃加热15分钟,并静置冷却5分钟;
(2)对PEDOT:PSS溶液进行120℃热处理5min,完成空穴注入层的制备;
(3)旋涂TFB溶液(8mg/mL),转速3000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟;
(4)对TFB进行120℃热处理5min,完成空穴传输层的制备;
(5)旋涂量子点溶液(20mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热10分钟,并静置冷却5分钟;
(6)对量子点进行120℃热处理5min,完成发光层的制备;
(7)旋涂ZnO溶液(30mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后80℃加热20分钟,并静置冷却5分钟;
(8)对ZnO溶液进行120℃热处理5min,完成电子传输层的制备;
(9)通过热蒸发,真空度不高于3×10-4Pa,蒸镀Ag,速度为1埃/秒,时间200秒,厚度20nm,得到顶发射的正置型电致发光器件,并对器件进行封装。
验证例
为了说明本申请实施例在各功能层上经热处理和退火对电致发光器件的电学性能的影响,本申请还提供了验证例,参照本领域已知的方法,分别测试了实施例1至实施例3,以及对比例1和对比例2所制备的电致发光器件的JVL数据,确定器件电学性能,并进行器件电致发光形貌拍摄(发光层形貌,使用光学显微镜拍摄),结果如表1和图5所示。
表1
注:L表示器件亮度,在相同电流下,器件亮度越高表示器件效率越好;T95表示器件亮度由100%衰减至95%所用的时间,在相同电流下,器件T95时间越长表示器件性能越好,稳定性越出色;T95-1K表示当器件在1000nit亮度下,亮度由100%衰减至95%所用时间,此值由L与T95的值计算得出;C.E表示器件的电流效率,在发光区面积和驱动电流一致的前提下,C.E越高器件性能越好;C.E-1000nit表示器件在1000nit亮度下的电流效率,在发光区面积和驱动电流一致的前提下,C.E-1000nit越高器件性能越好。
如表1所示,针对各对比例和实施例的L值、T95值、T95-1K nit值、C.E值以及C.E-1000nit值,实施例2的数据均大于实施例1,实施例1的数据均大于对比例2,对比例2的数据均大于对比例1。
如图5所示,对比例1的发光层出现薄膜开裂,形貌不均匀的情况。对比例2的发光层虽然避免了开裂,但是发光不均匀。实施例1的发光层虽然避免了开裂,但是发光不均匀,形貌略好于对比例2。实施例2发光层不仅避免了开裂,且形貌良好。
综上,将对比例1与对比例2的器件性能以及形貌作比较,对比例2均优于对比例1,说明对功能层进行二次退火将会降低器件应力,提高器件的性能和一定程度上避免功能层的开裂。
将对比例2与实施例1的器件性能以及形貌作比较,实施例1均优于对比例2,说明利用溶剂快速对器件功能层进行降温将会降低器件应力,提高器件性能,并且还能避免功能层的开裂,提高器件的成品率。
将实施例1与实施例2的器件性能以及形貌作比较,实施例2均优于实施例1,其中,实施例1中第二次热退火之后均使用了相同的溶剂处理,而实施例2中使用了与下一层相同的溶剂(即正交溶剂),说明在利用正交溶剂对器件功能层进行降温将会进一步降低应力,提高器件性能,使功能层的膜层形态更均匀,避免功能层的开裂,提高器件的成品率。这是由于功能层的应力降低,可降低因开裂功能层的上方功能层与下方功能层直接接触导致器件短路对器件的电学性能,尤其对器件的工作寿命实测时长的影响,当器件电学性能降低时,器件T95值也有明显降低。而器件的薄膜均匀性会影响器件的L值与C.E值,器件薄膜越均匀,器件的光学性能越好,亮度越高,效率也随之增高,进而器件性能也会提高。
以上对本申请实施例所提供的一种电致发光器件的制备方法、电致发光器件及显示装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (13)
1.一种电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
在阳极上方设置一层功能层材料的溶液,进行第一次热退火处理形成一层功能层,然后对所述功能层进行第二次热退火处理;
在所述功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件;
或者,在阴极上方设置一层功能层材料的溶液,进行第一次热退火处理形成一层功能层,然后对所述功能层进行第二次热退火处理;
在所述功能层上制备阳极,获得所述电致发光器件。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在所述第二次热退火处理中,热退火的时间为5min至10min,和/或,热退火的温度为60℃至120℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
在阳极上方设置至少两层功能层材料的溶液,在其中至少任意一层功能层材料进行第一次热退火处理成膜后,对所述任意一层功能层进行第二次退火处理;
在距离所述阳极最远的功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件;
或者,在阴极上方设置至少两层功能层材料的溶液,在其中至少任意一层功能层材料进行第一次热退火处理成膜后,对所述任意一层功能层进行第二次退火处理;
在距离所述阴极最远的功能层上制备阴极,获得所述电致发光器件。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,在所述第二次热退火处理后,通过涂敷或浸泡的方式,利用第一溶剂冷却功能层,然后再进行下一层功能层的设置。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂为非极性溶剂,或者所述第一溶剂的极性小于每一功能层材料的溶液中的溶剂的极性。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,各功能层材料的溶液中的溶剂正交,所述第一溶剂的极性与下一层待设置的功能层材料的溶液中的溶剂相同。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂的温度小于或等于15℃。
8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述功能层包括发光层、空穴注入层、空穴传输层及电子传输层,所述空穴注入层和所述空穴传输层位于所述发光层和所述阳极之间,所述空穴注入层靠近所述阳极设置,所述空穴传输层靠近所述阴极设置,所述电子传输层位于所述发光层和所述阴极之间,其中,所述空穴注入层、空穴传输层、发光层以及电子传输层中的至少一层经过所述第二次热退火处理。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
在阳极上设置空穴注入层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴注入层;
在所述空穴注入层上设置空穴传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴传输层;
在所述空穴传输层上设置发光层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成发光层;
在所述发光层上设置电子传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成电子传输层;以及
在所述电子传输层上制备阴极;
或者,在阴极上设置电子传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成电子传输层;
在所述电子传输层上设置发光层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成发光层;
在所述发光层上设置空穴传输层材料的溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴传输层;
在所述空穴传输层上设置空穴注入层材料溶液,进行第一次热退火处理和第二次热退火处理,形成空穴注入层;
在所述空穴注入层上制备阳极。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,在所述第二次热退火中,通过涂敷或浸泡的方式,利用第一溶剂冷却功能层,所述空穴注入层材料溶液的溶剂为第二溶剂,所述空穴传输层材料溶液的溶剂为第三溶剂,所述发光层材料溶液的溶剂为第四溶剂,所述电子传输层材料溶液的溶剂为第五溶剂,溶剂极性:第二溶剂≥第三溶剂≥第四溶剂≥第五溶剂;
其中,所述第一溶剂为非极性溶剂;
或者,所述第一溶剂的极性小于第五溶剂;
或者,在所述空穴注入层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第三溶剂相同;在所述空穴传输层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第四溶剂相同;以及在所述发光层的第二次热退火中,所述第一溶剂与第五溶剂相同。
11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述发光层材料包括:II-VI族化合物、III-V族化合物和I-III-VI族化合物中的至少一种,所述II-VI族化合物选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS;CdZnSeS、CdZnSeTe和CdZnSTe中的至少一种;所述III-V族化合物选自InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP和InAlNP中的至少一种;所述I-III-VI族化合物选自CuInS2、CuInSe2及AgInS2中的至少一种,和/或,
所述空穴注入层材料包括:PEDOT:PSS、CuPc、F4-TCNQ、HATCN、过渡金属氧化物及过渡金属硫系化合物中的至少一种,和/或,
所述空穴传输层材料包括: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,和/或,
所述电子传输层材料包括:ZnO、TiO2、SnO2、Ta2O3、ZrO2、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO及InSnO中的至少一种。
12.一种电致发光器件,其特征在于,由权利要求1至11任一项所述的方法制备的电致发光器件。
13.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求12所述的电致发光器件。
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