CN116471863A - 复合材料、发光二极管及制备方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请的实施例公开了一种复合材料、发光二极管及制备方法和显示装置。复合材料包括第一电子传输材料以及掺杂入第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。含吲哚环的化合物为良好的电子供体,能够提高由第一电子传输材料所制成的电子传输层的电子浓度。另外,吲哚环容易发生亲电取代,故能够钝化由第一电子传输材料所制成的电子传输层的表面缺陷,减少电子本身的损耗和降低电子注入时所发生的能量耗散。因此,本申请的实施例中的复合材料用于制备电子传输层,能够提升载流子的传输效率,并且提升显示装置的性能。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体涉及一种复合材料、发光二极管及制备方法和显示装置。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)显示器件中通过电子传输层来传输电子,以便在发光层中进行载流子复合,从而使发光层产生发光功能。若采用诸如ZnO、ZnS等无机半导体作为电子传输层,由于这些无机半导体材料具有宽禁带和低功函数,因此适宜作为电子传输层材料。然而,这些无机半导体由于表面存在大量的活性基团,具有表面缺陷,容易引起光电流的损失,造成显示器件性能降低。另外,活性基团也会造成无机半导体粒子之间发生键合作用,会导致这些无机半导体离子之间发生团聚,从而影响其分散性,这会降低电子注入效率,从而影响LED显示器件的显示功能。
发明内容
本申请的一个或多个实施例提供了一种复合材料、发光二极管及制备方法和显示装置,其在无机金属氧化物中掺入了富电子材料,解决了无机电子传输层的由于电子注入能力不足而影响显示器件性能的问题。
本申请的一个或多个实施例提供了一种复合材料,该复合材料包括:第一电子传输材料以及掺杂入第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。该复合材料可以用于制备电子传输层的材料。
可选地,在本申请的一些实施例中,复合材料由第一电子传输材料以及掺杂入第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物构成。
可选地,在本申请的一些实施例中,第一电子传输材料可以为无机氧化物,该无机氧化物可以包括金属氧化物或金属掺杂氧化物,金属掺杂氧化物包括金属氧化物和掺杂金属。
可选地,在本申请的一些实施例中,金属氧化物选自ZnO、TiO2、SnO2或Al2O3中的任意一种或几种。
可选地,在本申请的一些实施例中,掺杂金属选自Al、Mg、Li、In或Ga中的任意一种或几种。
可选地,在本申请的一些实施例中,掺杂金属占金属掺杂氧化物的重量百分比为3%至10%。
可选地,在本申请的一些实施例中,含吲哚环的化合物选自吲哚、4-氨基吲哚、二聚吲哚、5-氮杂吲哚、7-氮杂吲哚或7-甲基吲哚中的任意一种或几种。
本申请的一些实施例提供了一种电子传输层制备液的制备方法,其包括如下步骤:将含吲哚环的化合物与第一电子传输材料以(0.1-0.27)∶1的质量比溶解于第一溶剂中,得到电子传输层制备液。电子传输层制备液中,第一电子传输材料的浓度为20-50mg/ml,含吲哚环的化合物的浓度为3-8mg/ml。根据待形成的电子传输层的厚度不同,电子传输层制备液的体积可以不同,例如,体积可以为0.1至0.5ml,也可以为0.2ml至0.4ml。第一溶剂选自具有1至4个碳原子的低级醇中的任意一种或几种。第一溶剂可以为乙醇、甲醇、异丙醇、或异丁醇等。
可选地,在本申请的一些实施例中,用于制备电子传输层的电子传输层制备液包括上述的复合材料和第一溶剂。后继在去除第一溶剂之后,形成固态的电子传输层。去除第一溶剂可以采用使溶剂蒸发的方法。含吲哚环的化合物在电子传输层制备液中的浓度为3-8mg/ml。
可选地,在本申请的一些实施例中,含吲哚环的化合物与第一电子传输材料的质量比范围在(0.1~0.27)∶1的范围内,还可以为(0.15~0.20)∶1的范围内。
本申请的一个或多个实施例提供了一种发光二极管,其包括:阳极层、阴极层、设置于阳极层与阴极层之间的发光层、以及设置于阴极层与发光层之间的电子传输层。用于制备电子传输层的电子传输层制备液包括上述各个实施例中的复合材料。
可选地,在本申请的一些实施例中,发光二极管除了包括上述结构之外还包括:设于阳极层和发光层之间的空穴注入层。可选地,在本申请的一些实施例中,空穴注入层的材料包括聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、酞菁铜(CuPc)、NiO、Cu2O、星状多胺、聚苯胺、MoOx、WOx、V2O5中的一种或多种。其中,下标x取1至3中的任意一个数值。聚苯胺的分子量范围可以为500至100000。
可选地,在本申请的一些实施例中,发光二极管还包括:设于阳极层和发光层之间的空穴传输层和空穴修饰层。如果还设有空穴注入层,那么空穴传输层和空穴修饰层设于空穴注入层和发光层之间。此时,执行空穴传输功能的层包括空穴传输层和空穴修饰层。用于制备所述空穴传输层的空穴传输层制备液包括第一空穴传输材料和第二溶剂,所述空穴传输材料的浓度为5-20mg/ml。空穴传输层制备液的体积可以为0.1ml至0.5ml,也可以为0.2ml至0.4ml。可选地,空穴传输层制备液为第一空穴传输材料与第二溶剂所形成的溶液,在后继过程中会去除第二溶剂,从而形成空穴传输层。用于制备所述空穴修饰层的空穴修饰层制备液包括含三嗪环的化合物和第三溶剂,所述含三嗪环的化合物的浓度为3-8mg/ml。空穴修饰层制备液的体积可以为0.1ml至0.5ml,也可以为0.2ml至0.4ml。可选地,空穴修饰层制备液为含三嗪环的化合物与第三溶剂所形成的溶液,在后继过程中会去除第三溶剂,从而形成空穴修饰层。第一溶剂、第二溶剂和第三溶剂独立地选自具有1至4个碳原子的低级醇中的任意一种或几种。在本申请的一些实施例中,第一溶剂、第二溶剂和第三溶剂可以为乙醇、甲醇、异丙醇、或异丁醇等。含三嗪环的化合物与空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1。
可选地,在本申请的一些实施例中,发光二极管还包括:设于阳极层和发光层之间的空穴传输层。用于制备所述空穴传输层的空穴传输层制备液包括第二空穴传输材料、含三嗪环的化合物和第四溶剂。第二空穴传输材料的浓度为5-20mg/ml,含三嗪环的化合物的浓度为3-8mg/ml。第二空穴传输层制备液的体积可以为0.2ml至1.0ml,也可以为0.4ml至0.6ml。第四溶剂选自具有1至4个碳原子的低级醇中的任意一种或几种。含三嗪环的化合物与空穴传输材料的质量比可以为(0.3-1)∶1,还可以为(0.5-0.8)∶1,也可以为(0.6-0.7)∶1。
本申请的一些实施例提供了一种混合空穴传输层制备液的制备方法,其包括如下步骤:将含三嗪环的化合物与第二空穴传输材料以(0.3-1)∶1的质量比溶解于第四溶剂中,得到混合空穴传输层制备液。混合空穴传输层制备液中,第二空穴传输材料的浓度为5-20mg/ml,含三嗪环的化合物的浓度为3-8mg/ml。根据待形成的空穴传输层的厚度不同,混合空穴传输层制备液的体积可以不同,例如,体积可以为0.2至1.0ml,也可以为0.4ml至0.6ml。第四溶剂选自具有1至4个碳原子的低级醇中的任意一种或几种。第一溶剂可以为乙醇、甲醇、异丙醇、或异丁醇等。
可选地,在本申请的一些实施例中,第一空穴传输材料和/或第二空穴传输材料独立地选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、4,4'-N,N'-二咔唑基-联苯(CBP)、螺-TPD(Spiro-TPD)、螺-NPB(Spiro-NPB)中的任意一种或几种。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物中的三嗪环选自1,3,5-三嗪环、1,2,4-三嗪环或1,2,3-三嗪环中的任意一种。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物选自1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、2-氨基-1,3,5-三嗪、或1,2,4-三嗪-3-胺中的任意一种或几种。
可选地,在本申请的一些实施例中,阳极层的厚度可以为30~120nm,也可以为40~110nm,还可以为60~100nm。
可选地,在本申请的一些实施例中,空穴注入层的厚度可以为20~60nm,也可以为30~55nm,还可以为40~55nm。
可选地,在本申请的一些实施例中,如果空穴传输层和空穴修饰层为分别形成的双层结构,那么空穴传输层和空穴修饰层的总厚度可以为10~30nm,也可以为15~25nm,还可以为20~22nm。可选地,在本申请的另一些实施例中,如果空穴传输层由空穴传输材料和含三嗪环的化合物形成,那么该空穴传输层为单层结构,其总厚度可以为10~30nm,也可以为15~25nm,还可以为20~22nm。
可选地,在本申请的一些实施例中,发光层的厚度可以为10~40nm,还可以为15~35nm,也可以为20~32nm,又可以为24~30nm。
可选地,在本申请的一些实施例中,电子传输层的厚度可以为20~50nm,还可以为25~45nm,还可以为30~40nm。
可选地,在本申请的一些实施例中,阴极层的厚度可以为20~120nm,也可以为40~110nm,还可以为60~100nm,又可以为70~80nm。
可选地,在本申请的一些实施例中,发光层为量子点发光层。在一些实施例中,量子点发光层的量子点材料包括ZnCdSe/ZnS、CdS/ZnS、CdZnS/ZnS、CdZnSe/ZnSe、CdSeS/CdSeS/CdS、CdSe/CdZnSe/CdZnSe/ZnSe、CdZnSe/CdZnSe/ZnSe、CdS/CdZnS/CdZnS/ZnS中的一种或多种。
可选地,在本申请的一些实施例中,阳极层的材料包括ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO、AMO中的一种或多种。
可选地,在本申请的一些实施例中,阴极层的材料包括Al、Ag、Au、Pt中的一种或多种。
本申请的一些实施例提供了一种发光二极管的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
形成阳极层和发光层;
在发光层上形成电子传输层;
在电子传输层上形成阴极层;
其中,电子传输层的材料包括第一电子传输材料以及掺杂入第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。
可选地,在本申请的一些实施例中,在发光层上形成电子传输层的步骤,包括:
将含吲哚环的化合物与第一电子传输材料以(0.1-0.27)∶1的质量比溶解于第一溶剂中,得到电子传输层制备液;
将电子传输层制备液施加于发光层上,并去除第一溶剂,得到电子传输层;
其中,第一电子传输材料的浓度为20-50mg/ml,含吲哚环的化合物的浓度为3-8mg/ml。
可选地,在本申请的一些实施例中,该制备方法包括如下步骤:
在形成发光层之前,在阳极层上形成空穴传输层,在空穴传输层上形成空穴修饰层,然后在空穴修饰层上形成发光层。
其中,在阳极层上形成空穴传输层的步骤包括:
配制空穴传输层制备液,空穴传输层制备液包括第一空穴传输材料和第二溶剂,空穴传输材料的浓度为5-20mg/ml;
将空穴传输层制备液施加于阳极层上,并去除第二溶剂,得到空穴传输层。
可选地,在本申请的一些实施例中,在空穴传输层上形成空穴修饰层的步骤包括:
配制空穴修饰层制备液;空穴修饰层制备液包括含三嗪环的化合物和第三溶剂,含三嗪环的化合物的浓度为3-8mg/ml。
将空穴修饰层制备液施加于空穴传输层上,并去除第三溶剂,得到空穴修饰层。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与第一空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1。
含三嗪环的化合物与含吲哚环的化合物的质量比为(0.3-2.7)∶1。
可选地,在本申请的一些实施例中,在形成发光层之前,先在阳极层上形成空穴传输层,然后在空穴传输层上形成发光层。
在阳极层上形成空穴传输层的步骤包括:
配制空穴传输层制备液;空穴传输层制备液包括第二空穴传输材料、含三嗪环的化合物和第四溶剂;空穴传输材料的浓度为5-20mg/ml;含三嗪环的化合物的浓度为3-8mg/ml;
将空穴传输层制备液施加于阳极层上,并去除第四溶剂,得到空穴传输层。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与含吲哚环的化合物的质量比为(0.3-2.7)∶1。
本申请的一些实施例提供了一种发光二极管的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
形成阴极层、电子传输层和发光层;
在发光层上形成阳极层,从而得到发光二极管;其中,电子传输层的材料包括第一电子传输材料以及掺杂入第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。
可选地,在本申请的一些实施例中,在形成阳极层之前,在发光层上形成空穴修饰层,在空穴修饰层上形成空穴传输层,在空穴传输层上形成阳极层。
其中,在发光层上形成空穴修饰层的步骤包括:
配制空穴修饰层制备液;空穴修饰层制备液包括含三嗪环的化合物和第三溶剂,含三嗪环的化合物的浓度为3-8mg/ml;
将空穴修饰层制备液施加于发光层上,并去除第三溶剂,得到空穴修饰层。
可选地,在本申请的一些实施例中,在空穴修饰层上形成空穴传输层的步骤包括:
配制空穴传输层制备液,空穴传输层制备液包括第一空穴传输材料和第二溶剂,空穴传输材料的浓度为5-20mg/ml;
将空穴传输层制备液施加于空穴修饰层上,并去除第二溶剂,得到空穴传输层。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与第一空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1。含三嗪环的化合物与含吲哚环的化合物的质量比为(0.3-2.7)∶1。
可选地,在本申请的一些实施例中,在形成阳极层之前,先在发光层上形成空穴传输层,然后在空穴传输层上形成阳极层。
其中,在发光层上形成空穴传输层的步骤包括:
配制空穴传输层制备液;空穴传输层制备液包括第二空穴传输材料、含三嗪环的化合物和第四溶剂;第二空穴传输材料的浓度为5-20mg/ml;含三嗪环的化合物的浓度为3-8mg/ml;
将空穴传输层制备液施加于发光层上,并去除第四溶剂,得到空穴传输层。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与第二空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与含吲哚环的化合物的质量比为(0.3-2.7)∶1。
可选地,在本申请的一些实施例中,空穴传输层制备液包括第一空穴传输材料或第二空穴传输材料。第一空穴传输材料和/或第二空穴传输材料可以独立地选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、4,4'-N,N'-二咔唑基-联苯(CBP)、螺-TPD(Spiro-TPD)、螺-NPB(Spiro-NPB)中的任意一种或几种。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物中的三嗪环选自1,3,5-三嗪环、1,2,4-三嗪环或1,2,3-三嗪环中的任意一种。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物选自1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪环、2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、2-氨基-1,3,5-三嗪、或1,2,4-三嗪-3-胺中的任意一种或几种。
可选地,在本申请的一些实施例中,空穴传输层制备液包括第一空穴传输材料和第二溶剂。空穴传输材料选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、4,4'-N,N'-二咔唑基-联苯(CBP)、螺-TPD(Spiro-TPD)、螺-NPB(Spiro-NPB)中的任意一种或几种。空穴修饰层制备液可以包括含三嗪环的化合物和第三溶剂。第二溶剂和第三溶剂可以为乙醇、甲醇、异丙醇、或异丁醇等。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物中的三嗪环选自1,3,5-三嗪环、1,2,4-三嗪环或1,2,3-三嗪环中的任意一种。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物选自1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪环、2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、2-氨基-1,3,5-三嗪、或1,2,4-三嗪-3-胺中的任意一种或几种。
本申请的一些实施例提供了一种发光二极管的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
形成阳极层和发光层,在发光层上形成电子传输层,在电子传输层上形成阴极层;或者
形成阴极层、电子传输层和发光层,在发光层上形成阳极层。
其中,电子传输层的材料包括第一电子传输材料以及掺杂入第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。
可选地,在本申请的一些实施例中,电子传输层的形成步骤包括:将含吲哚环的化合物与第一电子传输材料溶解于第一溶剂中,得到电子传输层制备液;利用电子传输层制备液制得电子传输层。
可选地,在本申请的一些实施例中,该制备方法还包括空穴传输层和空穴修饰层的形成步骤,其包括:
将第一空穴传输材料溶解于第二溶剂中,得到空穴传输层制备液;利用空穴传输层制备液制得空穴传输层;
将含三嗪环的化合物溶解于第三溶剂中,得到空穴修饰层制备液;利用空穴修饰层制备液制得空穴修饰层。
该制备方法制得的空穴传输层和空穴修饰层位于发光层和阳极层之间。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与第一空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1,含三嗪环的化合物与含吲哚环的化合物的质量比为(0.3-2.7)∶1。
可选地,在本申请的一些实施例中,该制备方法还包括混合空穴传输层的形成步骤,其包括:将第二空穴传输材料和含三嗪环的化合物溶解于第四溶剂中,得到混合空穴传输层制备液;利用混合空穴传输层制备液制得空穴传输层。该制备方法制得的混合空穴传输层位于发光层和阳极层之间。
本申请的一些实施例提供了一种显示装置,该显示装置包括上述任意一个实施例提及的发光二极管。
由于采用上述任意一种实施例或其组分,本申请的相关实施例具有如下有益效果:
在本申请的一些实施例中,电子传输层除了含有无机金属氧化物之外,还含有富电子的含吲哚环的化合物。该含吲哚环的化合物为良好的电子供体,能够提高无机金属氧化物电子传输层的电子浓度,同时,吲哚环容易发生亲电取代,故能够钝化无机电子传输层的表面缺陷,减少电子的损耗以及降低电子注入时所发生的能量耗散。因此,本申请实施例中的电子传输层能够提升载流子的传输效率。
另外,在本申请的一些实施例中,空穴传输层中含有含三嗪环的化合物,三嗪环是缺电基团,具有很强的电子亲和力。当三嗪环应用于空穴传输层中,含吲哚环的化合物应用于电子传输层中,三嗪环与吲哚环有可能具有协同作用效果,在工作状态下可能在整个发光层产生局域微型电场,该电场的方向与空穴传输方向保持一致,这能提升空穴与电子的传输,增加发光层载荷子浓度,从而提升显示器件的性能。
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,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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是本申请的一些实施例中的正置量子点发光二极管的结构示意图;
图2是本申请的一些实施例中的倒置量子点发光二极管的结构示意图。
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。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。
本申请的一些实施例提供了一种复合材料。该复合材料可以应用于LED显示器件中并且用于制备该LED显示器件的电子传输层。该复合材料包括:第一电子传输材料以及掺杂入第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。
在本申请的一些实施例中,第一电子传输材料可以为无机氧化物。该无机氧化物包括金属氧化物或金属掺杂氧化物。金属掺杂氧化物包括金属氧化物和掺杂金属,其是由掺杂金属掺入上述的金属氧化物中形成。
在本申请的一些实施例中,金属氧化物可以选自ZnO、TiO2、SnO2或Al2O3中的任意一种或几种。掺杂金属可以选自Al、Mg、Li、In或Ga中的任意一种或几种。金属掺杂氧化物中的掺杂金属的掺杂量被定义为掺杂金属的总量占金属掺杂氧化物的总重量的百分比。在本申请的实施例中,掺杂金属占金属掺杂氧化物的重量百分比可以为3%至10%中的任意一个数值。示例性地,掺杂金属的掺杂量也可以为4%至9%,还可以为5%至8%,又可以为6%至7%。本申请各个实施例中的%也可以以wt%来表示。
在本申请的一些实施例中,含吲哚环的化合物为含有吲哚环的化合物,也可以视为吲哚的衍生物。吲哚环是一种双环结构,其是吡咯环与苯环并联形成的结构,属于一种芳香杂环化合物。吲哚环的结构如下式(1)所示:
本申请的各个实施例的化合物的结构的原子编号仅为了说明起见,并不代表的是通用命名法的原子编号。
式(1)中,吲哚环上的碳杂原子C2和C3、C4和C5形成共轭结构(以C=C-C=C表示),该共轭使吲哚环上的两个C=C上的电子密度增加,并且使其密度大于相邻的苯环的电子密度,所以吲哚环成为较好的电子给体(Donor)。在将吲哚环掺入到无机电子传输层中后,能提高电子浓度,并提升载流子的传输效率,同时,吲哚环容易发生亲电取代,故能够与无机电子传输层的表面缺陷结合。例如,与ZnO表面胺基配体进行取代等。这能够钝化无机电子传输层的表面缺陷,减少电子的损耗。本申请对机理的描述仅为推测性描述,为了便于理解或说明本申请的技术方案起见,而并不能被解释为是唯一的机理。
在本申请的一些实施例中,含吲哚环的化合物选自吲哚、4-氨基吲哚、二聚吲哚、5-氮杂吲哚、7-氮杂吲哚或7-甲基吲哚中的任意一种或几种。上述含吲哚环的化合物的供电子机理与上述的机理类似。含吲哚环的化合物与第一电子传输材料的质量比可以为(0.1-0.27)∶1,或者为(0.15-0.20)∶1。
4-氨基吲哚的结构式如下式所示:
二聚吲哚的结构式如下式所示:
5-氮杂吲哚的结构式如下式所示:
7-氮杂吲哚的结构式如下式所示:
7-甲基吲哚的结构式如下式所示:
本申请的实施例中的复合材料由电子传输层制备液经蒸发溶剂后形成。电子传输层制备液包括复合材料和溶剂。在蒸发掉溶剂后,留下固态的复合材料,因此,蒸发溶剂的过程又可称之为固化过程。含吲哚环的化合物在电子传输层制备液中的浓度为3-8mg/ml。在其它的一些实施例中,该浓度也可以为4-7mg/ml,还可以为5-6mg/ml。吲哚的浓度不宜过高,若浓度太高,反而会影响电子传输层的导电性;若浓度太低,则难以有效降低表面缺陷、以及降低表面态对电子传输的不利作用。
可选地,在本申请的一些实施例中,含吲哚环的化合物与复合材料的质量比范围在(0.1~0.27)∶1的范围内,还可以在(0.15~0.20)∶1的范围内。
可选地,在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物与含吲哚环的化合物的质量比可以为(0.3-2.7)∶1,也可以为(0.5-2.5)∶1,还可以为(1.0-2.0)∶1,又可以为(1.2-1.8)∶1,还可以为(1.5-1.6)∶1。
本申请的一些实施例还提供了一种发光二极管,包括:阳极层、阴极层、设置于阳极层与阴极层之间的发光层,以及设置于阴极层与发光层之间的电子传输层。电子传输层的制备材料包括上述各个实施例中的复合材料。
在本申请的一些实施例中,发光二极管除了可以包括上述结构之外,还可以包括:设于阳极层和发光层之间的空穴注入层。在本申请的一些实施例中,空穴注入层的材料可以包括聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、酞菁铜(CuPc)、NiO、Cu2O、星状多胺、聚苯胺、MoOx、WOx、V2O5中的一种或多种。其中,下标x为1至3中的任意一个数值,聚苯胺的分子量范围可以为500至100000,还可以为20000至45000,也可以为25000至40000,又可以为30000至35000。
可选地,在本申请的一些实施例中,发光二极管还可以包括:设于阳极层和发光层之间的空穴传输层。如果还设有空穴注入层,那么空穴传输层可以设于空穴注入层和发光层之间。此时,执行空穴传输功能的层为双层结构,包括空穴传输层和空穴修饰层。空穴传输层制备液包括空穴传输材料。空穴修饰层制备液包括含三嗪环的化合物。
可选地,在本申请的一些实施例中,发光二极管还包括:设于阳极层和发光层之间的空穴传输层。此时,执行空穴传输功能的层为单层结构。空穴传输层制备液包括空穴传输材料和含三嗪环的化合物。含三嗪环的化合物与空穴传输材料的质量比可以为(0.3-1)∶1,还可以为(0.5-0.8)∶1,也可以为(0.6-0.7)∶1。
在本申请的一些实施例中,空穴传输材料选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、4,4'-N,N'-二咔唑基-联苯(CBP)、螺-TPD(Spiro-TPD)、螺-NPB(Spiro-NPB)中的任意一种或几种。
含三嗪环的化合物为具有三嗪环的化合物。含三嗪环的化合物中的三嗪环可以选自1,3,5-三嗪环、1,2,4-三嗪环或1,2,3-三嗪环中的任意一种,具体如下式所示:
三嗪环中含有三个N原子,一个N的孤对电子被其余两个N之间形成的π键所屏蔽,而C、N键又会受到共轭作用,所以相比其它含N的环状化合物而言,三嗪环是缺少电子的,故具有很强的电子亲和力,与空穴传输材料配合使用时能够提高空穴注入效果。
本申请的各个实施例中,三嗪环作为空穴传输层的材料之一,含吲哚环的化合物用于修饰复合材料而应用于电子传输层中。推测三嗪环与吲哚环具有协同作用,表现在:在工作状态下能在整个发光层产生局域微型电场,该微型电场的方向与空穴传输方向保持一致,这能够提升空穴与电子的传输,增加发光层载荷子浓度,提升显示器件的性能。
在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物选自1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、2-氨基-1,3,5-三嗪、或1,2,4-三嗪-3-胺中的任意一种或几种。
2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的结构式如下式所示:
2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪的结构式如下式所示:
2-氨基-1,3,5-三嗪的结构式如下式所示:
1,2,4-三嗪-3-胺的结构式如下式所示:
在本申请的一些实施例中,空穴传输层制备液除了包括空穴传输材料和含三嗪环的化合物之外,还包括溶剂。因此,含三嗪环的化合物在空穴传输层制备液中的浓度为3-8mg/ml中的任意一个数值。在其它一些实施例,该浓度还可以为3.2-7.9mg/ml,也可以为3.5-7.5mg/ml,又可以为4.5-6.5mg/ml,或者为5-6mg/ml。含三嗪环的化合物的浓度不宜过大,浓度太大反而会增大空穴传输层一侧非辐射复合几率,而浓度太小则起不到引导电荷传输作用。空穴传输层制备液为液态,在施加之后需要经过蒸发溶剂的过程,以形成固态的空穴传输层。本申请的各个实施例中的溶剂可以为甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇等。
在本申请的一些实施例中,阳极层的厚度可以为30~120nm,也可以为40~110nm,还可以为60~100nm。
在本申请的一些实施例中,空穴注入层的厚度可以为20~60nm,也可以为30~55nm,还可以为40~55nm。
在本申请的一些实施例中,如果空穴传输层和空穴修饰层形成了双层结构,那么空穴传输层和空穴修饰层的总厚度可以为10~30nm,也可以为15~25nm,还可以为20~22nm。可选地,在本申请的另一些实施例中,如果空穴传输层由空穴传输材料和含三嗪环的化合物形成的单层结构,那么其总厚度可以为10~30nm,也可以为15~25nm,还可以为20~22nm。
在本申请的一些实施例中,发光层的厚度可以为10~40nm,还可以为15~35nm,也可以为20~32nm,又可以为24~30nm。
在本申请的一些实施例中,电子传输层的厚度可以为20~50nm,还可以为25~45nm,还可以为30~40nm。
在本申请的一些实施例中,阴极层的厚度可以为20~120nm,也可以为40~110nm,还可以为60~100nm,又可以为70~80nm。
在本申请的一些实施例中,发光层可以为量子点发光层。量子点发光层中的量子点材料可以为核壳结构量子点,其可以包括ZnCdSe/ZnS、CdS/ZnS、CdZnS/ZnS、CdZnSe/ZnSe、CdSeS/CdSeS/CdS、CdSe/CdZnSe/CdZnSe/ZnSe、CdZnSe/CdZnSe/ZnSe、CdS/CdZnS/CdZnS/ZnS中的一种或多种。
在本申请的一些实施例中,阳极层的材料可以包括ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO、AMO中的一种或多种。
在本申请的一些实施例中,阴极层的材料可以包括Al、Ag、Au、Pt中的一种或多种。如果阴极层的材料是由多种金属组成的,那么该阴极为合金电极。
本申请的一些实施例还提供了一种发光二极管的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)、清洁阳极层(例如为ITO基底等)的表面,在阳极层上形成发光层;
(2)、在发光层上形成电子传输层;该电子传输层的制备材料为上述各个实施例中的复合材料;
(3)、在电子传输层上形成阴极层,从而得到发光二极管。
本申请的实施例中的步骤序号仅为说明起见,并不唯一限定各个步骤的顺序。
在本申请的一些实施例中,该发光二极管的制备方法包括如下步骤:
(1)、清洁阳极层的表面,在阳极层上依次形成空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL);
(2)、在空穴传输层上形成发光层;
(3)、在发光层上形成电子传输层;该电子传输层的制备材料为上述各个实施例中的复合材料;
(4)、在电子传输层上形成阴极层,从而得到发光二极管。
其中,在步骤(1)中,对阳极层的表面的清洁过程可以采用紫外臭氧法(UVO)处理,处理的时间可以为15至30min。UVO处理的目的为了降低阳极层的功函数。如果处理时间太短,则达不到降低功函数的效果。
在步骤(2)中,用于执行空穴传输功能的层为单层结构,那么空穴传输层制备液包括空穴传输材料和含三嗪环的化合物。含三嗪环的化合物与空穴传输材料的质量比可以为(0.3-1)∶1,还可以为(0.5-0.8)∶1,也可以为(0.6-0.7)∶1。
在本申请的一些实施例中,该发光二极管的制备方法包括如下步骤:
(1)、清洁阳极层的表面,在阳极层上依次形成空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)和空穴修饰层;
(2)、在空穴修饰层上形成发光层;
(3)、在发光层上形成电子传输层;该电子传输层的制备材料为上述各个实施例中的复合材料;
(4)、在电子传输层上形成阴极层,从而得到发光二极管。
在步骤(2)中,如果用于执行空穴传输功能的层为双层结构,那么含有空穴传输材料的空穴传输溶液形成空穴传输层,而含有含三嗪环的化合物的溶液旋涂于空穴传输层的表面,以形成空穴修饰层。在含三嗪环的化合物的溶液中,含三嗪环的化合物的浓度可以为3-8mg/ml。溶剂可以为乙醇等。含三嗪环的化合物中的三嗪环可以选自1,3,5-三嗪环、1,2,4-三嗪环或1,2,3-三嗪环中的任意一种。空穴传输层制备液除了包括空穴传输材料之外,还包括溶剂。因此,含三嗪环的化合物在空穴传输层制备液中的浓度为3-8mg/ml中的任意一个数值。该浓度指的是含三嗪环的化合物的质量与。在其它一些实施例,该浓度还可以为3.2-7.9mg/ml,也可以为3.5-7.5mg/ml,又可以为4.5-6.5mg/ml,或者为5-6mg/ml。空穴传输层制备液为液态,在施加之后需要经过蒸发溶剂的过程,以形成固态的空穴传输层。
在本申请的一些实施例中,含三嗪环的化合物可以选自1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪环、2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、2-氨基-1,3,5-三嗪、或1,2,4-三嗪-3-胺中的任意一种或几种。
在上述的一些实施例中,含三嗪环的化合物和含吲哚环的化合物分别在发光层两侧,富电子基的吲哚环与缺电子基的三嗪环能够产生协同作用,通过构建内部局域小型电场,引导电子空穴传输,增强载流子的注入效率。
参考图1所示,本申请的一些实施例还提供了一种正置量子点发光二极管的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)提供一衬底基板,在衬底基板上形成阳极层;
(2)在阳极层上形成空穴注入层;
(3)在空穴注入层上形成空穴传输层和空穴修饰层;该步骤可以采用旋涂法;
(4)在空穴修饰层上沉积量子点发光层;
(5)在量子点发光层上沉积电子传输层;该步骤可以采用旋涂法;
(6)在电子传输层上形成阴极层,从而得到正置量子点发光二极管。阴极层的制备可以采用蒸镀法。
其中,用于制备空穴传输层的空穴传输层制备液包括无机金属氧化物或金属掺杂氧化物。用于制备空穴修饰层的空穴修饰层制备液中含有含三嗪环的化合物。用于制备电子传输层的电子传输层制备液中含有含吲哚环的化合物。
参考图2所示,本申请的一些实施例还提供了一种倒置量子点发光二极管的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)提供一衬底基板,在该衬底基板上形成阴极层;
(2)在阴极层上形成电子传输层;
(3)在电子传输层上形成量子点发光层;
(4)在量子点发光层上旋涂空穴修饰层和空穴传输层;
(5)在空穴传输层上旋涂空穴注入层;
(6)在空穴注入层上形成阳极层,从而得到倒置量子点发光二极管。
其中,用于制备空穴传输层的空穴传输层制备液包括无机金属氧化物或金属掺杂氧化物。用于制备空穴修饰层的空穴修饰层制备液中含有含三嗪环的化合物。用于制备电子传输层的电子传输层制备液中含有含吲哚环的化合物。
本申请的一些实施例在无机复合材料所形成的无机电子传输层中掺入了富电子的吲哚环,以形成电子传输层,这能够钝化无机电子传输层的表面缺陷,减少非辐射复合。本申请的一些实施例在空穴传输层的一侧加入缺电子的三嗪环作为空穴修饰层。由于吲哚环与三嗪环的相互作用,在这些实施例中的电子传输层与空穴传输层之间能够形成内部小型电场,从而引导电子空穴注入传输,提升发光器件的效率。本申请的一些实施例提供了一种显示装置,该显示装置包括上述的发光二极管,或者包括上述的正置量子点发光二极管或倒置量子点发光二极管。本申请的各个实施例在不付出创造性劳动的前提下可以任意组合,以形成新的实施例。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);
(3)、配制浓度为3mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
实施例2
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nmITO基底上沉积40nm的空穴注入层,采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层;
(3)、配制浓度为5mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
实施例3
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层,采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层;
(3)、配制浓度为8mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
实施例4
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);本申请的各个实施例中的PEDOT:PSS材料为商用材料;
(3)、配制浓度为3mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有3mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
实施例5
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层,采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层;
(3)、配制浓度为3mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有8mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
实施例6
本对比例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);
(3)、配制浓度为1.5mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
与实施例1相比,本实施例的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液与TFB材料的质量比为3∶20,说明如果三嗪材料的浓度太低,空穴掺杂效果不明显,但是电子传输变快,性能较好。
实施例7
本对比例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);
(3)、配制浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
与实施例1相比,本实施例的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液与TFB材料的质量比为10∶10,说明三嗪材料浓度太大反而会增大空穴传输层一侧非辐射复合几率,性能会更差。
实施例8
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);
(3)、配制浓度为3mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有1.5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
与实施例1相比,本实施例的吲哚与ZnO的质量比为1:20,说明吲哚的掺杂浓度太低,则电子掺杂效果不明显,但是空穴浓度较高,空穴传输的性能较好。
实施例9
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);
(3)、配制浓度为3mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有10mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
与实施例1相比,本实施例的吲哚与ZnO的质量比为1:3,说明如果吲哚材料的掺杂量过高,则高浓度的电子掺杂引入较多的缺陷,导致电子复合,阻碍电子传输,性能更差。
实施例10
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用空穴传输层制备液形成30nm的空穴传输层(Holetransporting layer,HTL);其中,空穴传输层制备液为0.1ml、浓度为10mg/ml的TFB材料与0.1ml、浓度为3mg/ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的混合物,溶剂均为乙醇,空穴传输层制备液的总体积为0.2ml,通过在空穴注入层表面旋涂而制成空穴传输层;
(3)、在空穴传输层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(4)、配制含有5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(5)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
对比例1
本对比例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层,采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积30nm的空穴传输层;
(3)、在空穴传输层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(4)、配制含有30mg/ml的ZnO溶液作为电子传输液,将体积为0.1ml的电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
该对比例的量子点发光二极管中并不含有吲哚材料和三嗪材料。
对比例2
本对比例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);
(3)、在空穴传输层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(4)、配制含有5mg/ml的吲哚、30mg/ml的ZnO溶液作为混合电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(5)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
与实施例1相比,本对比例没有添加2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪,即只制备空穴传输层,不制备空穴修饰层,这说明若不添加三嗪材料,则空穴浓度低。与同时添加三嗪材料和吲哚材料的技术方案相比,本对比例单独引导电子传输对器件性能增加效果不明显。
对比例3
本实施例提供了一种量子点发光二极管的制备方法,其包括如下步骤:
(1)、清洁ITO基底,采用紫外线臭氧(UVO)处理15min;
(2)、采用体积为0.1ml的PEDOT:PSS材料在100nm的ITO基底上沉积40nm的空穴注入层(Hole injection layer,HIL),采用浓度为10mg/ml,体积为0.1ml的TFB材料在空穴注入层上沉积20nm的空穴传输层(Hole transporting layer,HTL);
(3)、配制浓度为3mg/ml,体积为0.1ml的2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪的乙醇溶液,旋涂于空穴传输层上,以便后继形成10nm的空穴修饰层;
(4)、在空穴修饰层上制备20nm的发光层(Emitting layer,EML);发光层的材料为ZnCdSe/ZnS量子点材料;浓度为20mg/ml,体积为0.1ml;
(5)、配制含有30mg/ml的ZnO溶液作为电子传输液,将体积为0.1ml的混合电子传输液旋涂于发光层上,以便后继形成40nm的电子传输层;
(6)、蒸镀100nm的Ag电极,并封装,得到量子点发光二极管。
与实施例1相比,本对比例添加了2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪,但是没有添加吲哚,这说明如果缺乏吲哚材料,则电子浓度低。与同时添加三嗪材料和吲哚材料的技术方案相比,本对比例单独引导空穴传输,对器件性能增加效果不明显。
与实施例1至3相比,对比例1中的量子点发光二极管的电子传输层的材料并不含有吲哚环化合物,并且空穴传输层的材料中并不含有三嗪环化合物。
测定各个实施例以及各个对比例的量子点发光二极管的外量子效率(EQE)和发光寿命(T95-1knit)。结果如下表1所示。
表1本申请的各个实施例与对比例1的量子点发光二极管的测试数据表
由表1可知,实施例1至3的电子传输层的材料中含有含吲哚环的化合物,并且空穴传输层的材料中含有含三嗪环的化合物。含吲哚环的化合物为富电子材料,而含三嗪环的化合物为缺电子材料,二者之间能够形成内部小型电场,引导电子空穴的分别注入和传输,从而提升发光器件的效率,因此,各个实施例的量子点发光二极管的外量子效率均高于对比例1的量子点发光二极管的外量子效率。另外,虽然各个实施例的电子传输层的材料中含有含吲哚环的化合物,并且空穴传输层的材料中含有含三嗪环的化合物,但是表1的实验数据证明:各个实施例的量子点发光二极管的发光寿命并没有因为上述两种材料的添加而降低,反而发光寿命还比实施例1高。因此,与对比例1相比,本申请的各个实施例的量子点发光二极管的器件效率和寿命均有了较大的提升。
以上对本申请的各个实施例进行了详细介绍,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 (17)
1.一种复合材料,其特征在于,所述复合材料包括:第一电子传输材料以及掺杂入所述第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述复合材料由第一电子传输材料以及掺杂入所述第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物构成。
3.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述第一电子传输材料为金属氧化物或金属掺杂氧化物;
所述金属氧化物选自ZnO、TiO2、SnO2或Al2O3中的任意一种或几种;
所述金属掺杂氧化物包括所述金属氧化物和掺杂金属;所述掺杂金属选自Al、Mg、Li、In或Ga中的任意一种或几种;所述掺杂金属占所述金属掺杂氧化物的重量百分比为3%至10%。
4.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述含吲哚环的化合物选自吲哚、4-氨基吲哚、二聚吲哚、5-氮杂吲哚、7-氮杂吲哚或7-甲基吲哚中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述含吲哚环的化合物与所述第一电子传输材料的质量比为(0.1-0.27)∶1。
6.一种发光二极管,其特征在于,包括:阳极层、阴极层、设置于所述阳极层与所述阴极层之间的发光层,以及设置于所述阴极层与所述发光层之间的电子传输层,所述电子传输层的材料包括如权利要求1至5中任意一项所述的复合材料。
7.根据权利要求6所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管还包括:空穴传输层和空穴修饰层,所述空穴传输层设于所述阳极层和所述发光层之间,所述空穴修饰层设于所述空穴传输层与所述发光层之间;所述空穴传输层的材料为第一空穴传输材料,所述空穴修饰层的材料为含三嗪环的化合物;
所述含三嗪环的化合物与所述第一空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1。
8.根据权利要求6所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管还包括:设于所述阳极层和所述发光层之间的空穴传输层;所述空穴传输层包括第二空穴传输层材料和含三嗪环的化合物;
所述含三嗪环的化合物与所述第二空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1。
9.根据权利要求7或8所述的发光二极管,其特征在于,所述第一空穴传输材料或所述第二空穴传输材料独立地选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、4,4'-N,N'-二咔唑基-联苯(CBP)、螺-TPD(Spiro-TPD)、螺-NPB(Spiro-NPB)中的任意一种或几种;和/或
所述含三嗪环的化合物选自1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、2,4-二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、2-氨基-1,3,5-三嗪、或1,2,4-三嗪-3-胺中的任意一种或几种。
10.根据权利要求6所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管还包括:设于所述阳极层和所述发光层之间的空穴注入层;所述空穴注入层的材料包括聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、酞菁铜(CuPc)、NiO、Cu2O、星状多胺、聚苯胺、MoOx、WOx、V2O5中的一种或多种;x为1至3中的任意一个数值;聚苯胺的分子量范围为500至100000;和/或
所述阳极层的材料包括ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO、AMO中的一种或多种;和/或
所述阴极层的材料包括Al、Ag、Au、Pt中的一种或多种;和/或
所述发光层为量子点发光层,所述量子点发光层的量子点材料包括ZnCdSe/ZnS、CdS/ZnS、CdZnS/ZnS、CdZnSe/ZnSe、CdSeS/CdSeS/CdS、CdSe/CdZnSe/CdZnSe/ZnSe、CdZnSe/CdZnSe/ZnSe、CdS/CdZnS/CdZnS/ZnS中的一种或多种。
11.一种发光二极管的制备方法,其特征在于,该制备方法包括如下步骤:
形成阳极层和发光层,
在发光层上形成电子传输层,
在所述电子传输层上形成阴极层;或者
形成阴极层、电子传输层和发光层,
在所述发光层上形成阳极层;
其中,所述电子传输层的材料包括第一电子传输材料以及掺杂入所述第一电子传输材料中的含吲哚环的化合物。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述电子传输层的形成步骤,包括:
将含吲哚环的化合物与第一电子传输材料溶解于第一溶剂中,得到电子传输层制备液;
利用所述电子传输层制备液制得所述电子传输层。
13.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,该制备方法还包括空穴传输层和空穴修饰层的形成步骤,其包括:
将第一空穴传输材料溶解于第二溶剂中,得到空穴传输层制备液,;利用所述空穴传输层制备液制得所述空穴传输层;
将含三嗪环的化合物溶解于第三溶剂中,得到空穴修饰层制备液;利用所述空穴修饰层制备液制得所述空穴修饰层;
所述空穴传输层和所述空穴修饰层位于所述发光层和所述阳极层之间。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于,所述含三嗪环的化合物与所述第一空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1;
所述含三嗪环的化合物与所述含吲哚环的化合物的质量比为(0.3-2.7)∶1。
15.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,该制备方法还包括混合空穴传输层的形成步骤,其包括:
将第二空穴传输材料和含三嗪环的化合物溶解于第四溶剂中,得到混合空穴传输层制备液;利用所述混合空穴传输层制备液制得所述空穴传输层;
所述混合空穴传输层位于所述发光层和所述阳极层之间。
16.根据权利要求15所述的制备方法,其特征在于,
所述含三嗪环的化合物与所述第二空穴传输材料的质量比为(0.3-1)∶1;
所述含三嗪环的化合物与所述含吲哚环的化合物的质量比为(0.3-2.7)∶1。
17.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括如权利要求6至10中任意一项所述的发光二极管。
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