CN116940148A - 发光二极管及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发光二极管,包括层叠的阳极、空穴传输层、发光层及阴极,所述空穴传输层中包含空穴传输材料、吸电子材料及导热材料。所述空穴传输层中包含所述吸电子材料及所述导热材料,既可以吸收进入所述空穴传输层中的电子,避免电子对空穴传输材料的破坏,又可以避免空穴传输层中的空穴传输材料受热老化,从而提升空穴传输层的稳定性,进而提升所述发光二极管的寿命。另,本申请还公开了一种包括所述发光二极管的显示装置。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种发光二极管及包括所述发光二极管的显示装置。
背景技术
目前广泛使用的发光二极管为有机发光二极管(OLED)和量子点发光二极管(QLED)。OLED由于具有自发光、结构简单、超轻薄、相应速度快、宽视角、低功耗、可柔性显示等十分优异的显示性能,已成为显示技术领域中的主流技术。QLED具有出射光颜色饱和以及波长可调的优点,而且光致、电致发光量子产率高,近年来成了OLED的有力竞争着。
传统的OLED和QLED器件结构一般包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及阴极。在电场的作用下,发光二极管的阳极产生的空穴和阴极产生的电子发生移动,分别向空穴传输层和电子传输层注入,最终迁移到发光层,当二者在发光层相遇时,产生能量激子,从而激发发光分子最终产生可见光。
现有的发光二极管中,空穴传输层一般采用有机物比如TFB等,这类材料的吸电子性及导热性较差,而使得这类材料的稳定性差,容易老化。现有的发光二极管中,电子传输层一般采用无机金属氧化物比如ZnMgO等,ZnMgO的电子迁移率要远大于TFB的空穴迁移率,导致注入到发光层的电子数量大于空穴的数量,而发光层中多余的电子会迁移到空穴传输层中,从而导致漏电流的产生,且会使TFB受热老化,进而影响发光二极管的寿命。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种发光二极管,旨在改善现有的发光二极管寿命短的问题。
本申请实施例是这样实现的,一种发光二极管,包括层叠的阳极、空穴传输层、发光层及阴极,所述空穴传输层中包含空穴传输材料、吸电子材料及导热材料。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输层的材料由空穴传输材料、吸电子材料及导热材料组成。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输层中,所述空穴传输材料的含量为90~99wt%,所述吸电子材料的含量为0.5~5wt%,所述导热材料的含量为0.5~5wt%。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输材料选自聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]、N,N′-双(1-奈基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺、4,4'-双(N-咔唑)-1,1'-联苯、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)]、聚(9-乙烯基咔唑)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、聚三苯胺、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、及1,3-二咔唑-9-基苯中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述吸电子材料选自ZnO纳米颗粒、BaO纳米颗粒、SnO2纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒及AlZnMgO纳米颗粒中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述导热材料选自碳纳米材料、金属纳米材料、纳米氧化硅及纳米氮化硅中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述碳纳米材料选自石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维及纳米碳球中的至少一种;或者
所述金属纳米材料选自纳米金、纳米银、纳米银线及纳米铜中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚三苯胺,所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)]及聚三苯胺,所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为SnO2纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料包括ZnO纳米颗粒及SnO2纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为石墨烯;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料包括纳米氧化硅及石墨烯。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述阳极及所述阴极分别独立选自掺杂金属氧化物电极、复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属单质电极或合金电极,其中,所述掺杂金属氧化物电极的材料选自铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌、镁掺杂氧化锌及铝掺杂氧化镁中的至少一种,所述复合电极选自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或ZnS/Al/ZnS,所述金属单质电极的材料选自Ag、Al、Au、Pt、Ca及Ba中的至少一种;
所述发光层为有机发光层或量子点发光层,所述有机发光层的材料选自4,4'-双(N-咔唑)-1,1'-联苯:三[2-(对甲苯基)吡啶-C2,N)合铱(III)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三[2-(对甲苯基)吡啶-C2,N)合铱、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、芴衍生物、TBPe荧光材料、TTPX荧光材料、TBRb荧光材料及DBP荧光材料中的至少一种,所述量子点发光层的材料选自单一结构量子点及核壳结构量子点中的至少一种,所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核的材料及壳的材料分别独立选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、InP、InXs、InAs、InAsP、GxP、GxXs、GxSb、XlN、XlP、InXsP、InNP、InNSb、GxXlNP、InXlNP、CuInS2、CuInSe2及AgInS2中的至少一种。
相应的,本申请实施例还提供一种显示装置,所述显示装置包括上述发光二极管。
本申请的发光二极管的空穴传输层中包含所述吸电子材料及所述导热材料,既可以避免电子对空穴传输材料的破坏,又可以避免空穴传输层中的空穴传输材料受热老化,从而提升空穴传输层的稳定性,进而提升所述发光二极管的寿命。
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它的附图。
图1是本申请实施例提供的一种发光二极管的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的另一种发光二极管的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的又一种发光二极管的结构示意图;
图4是本申请实施例1~2及对比例1的发光二极管的电流密度-电压曲线图。
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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。
在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下,具体为附图中的图面方向;而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。另外,在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在;应当理解,以一范围形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。例如,应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围,例如从1到3,从1到4,从1到5,从2到4,从2到6,从3到6等,以及所述范围内的单一数字,例如1、2、3、4、5及6,此不管范围为何皆适用。另外,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)。
请参阅图1,本申请实施例提供一种发光二极管100,包括依次层叠的阳极10、空穴传输层20、发光层30及阴极40。所述空穴传输层20中包含空穴传输材料、吸电子材料及导热材料。换言之,所述空穴传输层20的材料包括空穴传输材料、吸电子材料及导热材料。
在一些实施例中,所述空穴传输层20的材料由空穴传输材料、吸电子材料及导热材料组成。
所述空穴传输层20中,所述空穴传输材料的含量为90~99wt%,所述吸电子材料的含量为0.5~5wt%,所述导热材料的含量为0.5~5wt%。
所述空穴传输材料为空穴迁移率>1×10-6cm2/(v·s)的材料。在一些实施例中,所述空穴传输材料可以选自但不限于聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(spiro-omeTAD)、4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)、N,N′-双(1-奈基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺(NPB)、4,4'-双(N-咔唑)-1,1'-联苯(CBP)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)](TFB)、聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、聚三苯胺(Poly-TPD)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、及1,3-二咔唑-9-基苯(mCP)中的至少一种。所述空穴传输材料主要用于对空穴载流子进行传输。
所述吸电子材料可以为具有吸电子性能的金属氧化物颗粒。所述具有吸电子性能的金属氧化物颗粒可以选自但不限于ZnO纳米颗粒、BaO纳米颗粒、SnO2纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒及AlZnMgO纳米颗粒中的至少一种。所述吸电子材料可以吸收进入所述空穴传输层20中的电子,避免电子对空穴传输材料的破坏,例如,可以减少甚至避免电子对TFB的芴基的破坏,从而避免TFB的分子结构被破坏,进而提升空穴传输材料在多电子环境中的稳定性。
所述导热材料可以选自但不限于碳纳米材料、金属纳米材料、纳米氧化硅及纳米氮化硅中的至少一种。所述导热材料用于散热,以避免空穴传输层20中的空穴传输材料受热老化,从而提升空穴传输层20的稳定性。
所述碳纳米材料可以选自但不限于石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维及纳米碳球中的至少一种。
所述金属纳米材料可以选自但不限于纳米金、纳米银、纳米银线及纳米铜中的至少一种。
可以理解,所述空穴传输层20中还可以包含本领域已知用于添加在空穴传输层中的材料,例如界面修饰材料等。
所述界面修饰材料可以选自但不限于PEI(聚乙烯亚胺)、PEIE(聚乙氧基乙烯亚胺)、PFN(聚[9,9-二(3’-(N,N-二甲基氨基)丙基)-2,7-芴]-2,7-(9,9-二辛基芴))])、PEG(聚乙二醇)、CPE(共轭聚合电解质)、PEO(聚氧化乙烯)中的一种或几种。
请进一步参阅图2,在一些实施例中,所述发光二极管100还包括位于所述发光层30与阴极40之间的电子传输层50。换言之,所述发光二极管100包括依次层叠的阳极10、空穴传输层20、发光层30、电子传输层50及阴极40。
请进一步参阅图3,在一些实施例中,所述发光二极管100还包括位于阳极10及空穴传输层20之间的空穴注入层60。换言之,所述发光二极管100包括依次层叠的阳极10、空穴注入层60、空穴传输层20、发光层30、电子传输层50及阴极40。
所述阳极10及所述阴极40的材料为本领域已知用于发光二极管的阳极及阴极的材料,例如,可以分别独立选自但不限于掺杂金属氧化物电极、复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属单质电极或合金电极。所述掺杂金属氧化物电极的材料可以选自但不限于铟掺杂氧化锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、铟掺杂氧化锌(IZO)、镁掺杂氧化锌(MZO)及铝掺杂氧化镁(AMO)中的至少一种。所述复合电极为掺杂或非掺杂的透明金属氧化物之间夹着金属的复合电极,如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等。所述金属单质电极的材料可以选自但不限于Ag、Al、MgAg、Au、Pt、Ca及Ba中的至少一种。所述合金电极可以为但不限于MgAg合金电极。
所述发光层30可以为有机发光层或量子点发光层。当所述发光层30为有机发光层时,所述发光二极管100为有机发光二极管;当所述发光层30为量子点发光层时,所述发光二极管100为量子点发光二极管。
所述有机发光层的材料为本领域已知用于发光二极管的有机发光层的材料,例如,可以选自但不限于CBP:Ir(mppy)3(4,4'-双(N-咔唑)-1,1'-联苯:三[2-(对甲苯基)吡啶合铱(III))、TCTX:Ir(mmpy)(4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三[2-(对甲苯基)吡啶合铱)、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、芴衍生物、发蓝色光的TBPe荧光材料、发绿色光的TTPX荧光材料、发橙色光的TBRb荧光材料及发红色光的DBP荧光材料中的至少一种。
所述量子点发光层的材料为本领域已知用于发光二极管的量子点发光层的量子点材料,例如,可以选自但不限于单一结构量子点及核壳结构量子点中的至少一种。所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核材料及核壳结构量子点的壳层材料可以选自但不限于Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅴ族化合物、Ⅱ-Ⅴ族化合物、Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅳ-Ⅵ族化合物、Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ族化合物及Ⅳ族单质中的至少一种。作为举例,所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核的材料及壳的材料可以分别独立选自但不限于CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、InP、InXs、InAs、InAsP、GxP、GxXs、GxSb、XlN、XlP、InXsP、InNP、InNSb、GxXlNP、InXlNP、CuInS2、CuInSe2及AgInS2中的至少一种。
作为示例,所述核壳结构的量子点可以选自但不限于ZnCdS/ZnS、CdSe/CdSeS/CdS、InP/ZnSeS/ZnS、CdZnSe/ZnSe/ZnS、CdSeS/ZnSeS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe/ZnS、ZnSe/ZnS、ZnSeTe/ZnS、CdSe/CdZnSeS/ZnS及InP/ZnSe/ZnS中的至少一种。
在至少一实施例中,所述核壳结构的量子点为ZnCdS/ZnS蓝色量子点。
所述电子传输层50的材料还可以为本领域已知用于电子传输层的材料,例如可以选自但不限于金属氧化物、掺杂金属氧化物、2-6族半导体材料、3-5族半导体材料及1-3-6族半导体材料中的至少一种。具体的,所述金属氧化物可以选自但不限于ZnO、BaO、TiO2、SnO2、Al2O3中的至少一种;所述掺杂金属氧化物中的金属氧化物可以选自但不限于ZnO、TiO2、SnO2中的至少一种,掺杂元素可以选自但不限于Al、Mg、Li、In、Ga中的至少一种,作为列举,所述掺杂金属氧化物可以为铝氧化锌(AZO)、掺锂氧化锌(LZO)及掺镁氧化锌(MZO)等;所述2-6半导体族材料可以选自但不限于ZnS、ZnSe、CdS中的至少一种;所述3-5半导体族材料可以选自但不限于InP、GaP中的至少一种;所述1-3-6族半导体材料可以选自但不限于CuInS、CuGaS中的至少一种。
所述空穴注入层60的材料还可以为本领域已知用于空穴注入层的材料,例如可以选自但不限于2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(HAT-CN)、PEDOT、PEDOT:PSS、PEDOT:PSS掺有s-MoO3的衍生物(PEDOT:PSS:s-MoO3)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、四氰基醌二甲烷(F4-TCQN)、酞菁铜、氧化镍、氧化钼、氧化钨、氧化钒、硫化钼、硫化钨及氧化铜中的至少一种。
可以理解,所述发光二极管100还可以增设一些常规用于发光二极管的有助于提升发光二极管性能的功能层,例如电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、界面修饰层等。
可以理解,所述发光二极管100的各层的材料可以依据发光二极管100的发光需求进行调整。
可以理解,所述发光二极管100可以为正置发光二极管或倒置发光二极管。
所述发光二极管100的空穴传输层20中包含所述吸电子材料及所述导热材料,既可以避免电子通过空穴传输层20传输至阳极10形成回路而产生漏电流,又可以避免电子对空穴传输材料的破坏,还可以避免空穴传输层20中的空穴传输材料受热老化,从而提升空穴传输层20的稳定性,提升所述发光二极管100的外量子效率、电流效率及寿命。
进一步,所述吸电子材料为金属氧化物颗粒,因为所述金属氧化物颗粒的导带能级远深于所述空穴传输材料的导带能级,相对于空穴传输材料,电子很难越过金属氧化物颗粒的能级障碍传输到阳极10,因此,在空穴传输材料中掺杂金属氧化物颗粒可以进一步避免电子通过空穴传输层20传输至阳极10形成回路而产生漏电流,从而进一步提高发光二极管100的发光效率及寿命。
此外,所述空穴传输材料为有机材料,成膜性好,成膜均匀平整,当发光二极管100的发光层30的材料为颗粒状的量子点时,在均匀平整的空穴传输层20上形成量子点发光层时,量子点与空穴传输,20之间会形成间隙,而在空穴传输材料中掺杂适量的金属氧化物颗粒,可以增加空穴传输层20的表面粗糙度,使空穴传输层20与量子点之间形成良好的接触,从而降低界面接触缺陷并减少漏电流,进而进一步提高发光二极管100的发光效率及寿命。
本申请实施例还提供一种发光二极管的制备方法,包括如下步骤:
步骤S11:提供衬底,在所述衬底上形成阳极10;
步骤S12:将空穴传输材料、吸电子材料及导热材料溶于溶剂中,得到组合物,将所述组合物设置在所述阳极10上,得到空穴传输层20;
步骤S13:在所述空穴传输层20上依次形成层叠的发光层30及阴极40。
可以理解,在所述发光二极管100还包括电子传输层50时,所述步骤S13为:在所述空穴传输层20上依次形成层叠的发光层30、电子传输层50及阴极40。
可以理解,在所述发光二极管100还包括空穴注入层60时,所述步骤S12为:在所述阳极10上形成空穴注入层60,将空穴传输材料、吸电子材料及导热材料溶于溶剂中,得到组合物,将所述组合物设置在所述空穴注入层60上,得到空穴传输层20;
本申请实施例还提供另一种发光二极管的制备方法,包括如下步骤:
步骤S21:提供衬底,在所述衬底上依次形成层叠的阴极40及发光层30;
步骤S22:将空穴传输材料、吸电子材料及导热材料溶于溶剂中,得到组合物,将所述组合物设置在所述发光层30上,得到空穴传输层20;
步骤S23:在所述空穴传输层20上形成阳极10。
可以理解,在所述发光二极管100还包括电子传输层50时,所述步骤S21为:提供衬底,在所述衬底上依次形成层叠的阴极40、电子传输层50及发光层30。
可以理解,在所述发光二极管100还包括空穴注入层60时,所述步骤S23为:在所述空穴传输层20上依次形成层叠的空穴注入层60及阳极10。
所述两种发光二极管的制备方法中,所述空穴传输材料、所述吸电子材料及所述导热材料参上文所述。
所述溶剂可以选自但不限于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、乙二醇、三乙二醇、丙三醇、己二醇及氯苯中的至少一种。
所述组合物中,所述溶剂的添加量没有限制,只要可以将所述空穴传输材料、所述吸电子材料及所述导热材料均匀分散即可。
所述两种发光二极管的制备方法中,所述阳极10、发光层30、阴极40、电子传输层50、空穴注入层60的制备方法以及将所述组合物设置在所述阳极10或发光层30上的方法可采用本领域常规技术实现,例如化学法或物理法。其中,化学法包括化学气相沉积法、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。物理法包括物理镀膜法和溶液法,其中,物理镀膜法包括: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、脉冲激光沉积法等;溶液法可以为旋涂法、印刷法、喷墨打印法、刮涂法、打印法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法及条状涂布法等。
在至少一些实施例中,将所述组合物设置在所述发光层30上的方法为溶液法,具体的:将所述组合物旋涂在阳极10或发光层30的表面,干燥,得到空穴传输层20。
可以理解,所述干燥的方法可以为加热干燥、降温干燥及减压干燥中的至少一种。
所述衬底为本领域已知用于发光二极管的衬底,例如硅基衬底、玻璃衬底等。
所述阳极10、空穴传输层20、发光层30、阴极40、电子传输层50及空穴注入层60的材料参上文所述。
本申请还涉及一种显示装置,所述显示装置包括所述发光二极管100。
下面通过具体实施例来对本申请进行具体说明,以下实施例仅是本申请的部分实施例,不是对本申请的限定。
实施例1
提供硅基衬底,在所述硅基衬底上形成厚度为130nm的ITO阳极10;
在所述阳极10上旋涂PEDOT材料,干燥成膜后150℃退火20min,得到厚度为45nm的空穴注入层60;
将TFB、ZnO纳米颗粒及纳米氧化硅分散在乙醇与氯苯的混合溶剂中,得到浓度为10mg/mL的组合物;将所述混合物旋涂在所述空穴注入层60上,真空干燥成膜后230℃退火30min,得到厚度为25nm的空穴传输层20,所述空穴传输层20中TFB的含量为95wt%,ZnO纳米颗粒的含量为2wt%,纳米氧化硅的含量为3wt%;
在所述空穴传输层20上旋涂ZnCdS/ZnS蓝色量子点材料,真空干燥成膜后100℃退火10min,得到厚度为15nm的发光层30;
在所述发光层30上旋涂ZnO材料,真空干燥成膜后120℃退火15min,得到厚度为40nm的电子传输层50;
在所述电子传输层50上蒸镀Al,得到厚度为150nm的阴极40;
封装,得到发光二极管100。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为95wt%,ZnO纳米颗粒的含量为1wt%,纳米氧化硅的含量为4wt%。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例采用Poly-TPD替换实施例1中的TFB。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例采用TFB和Poly-TPD替换实施例1中的TFB,且本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为47.5wt%,Poly-TPD的含量为47.5wt%。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例采用SnO2纳米颗粒替换实施例1中的ZnO纳米颗粒。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例采用ZnO纳米颗粒和SnO2纳米颗粒替换实施例1中的ZnO纳米颗粒,且本实施例的空穴传输层20中ZnO纳米颗粒的含量为1wt%,SnO2纳米颗粒的含量为1wt%。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例采用石墨烯替换实施例1中的纳米氧化硅。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例采用纳米氧化硅和石墨烯替换实施例1中的纳米氧化硅,且本实施例的空穴传输层20中,纳米氧化硅的含量为1.5wt%,石墨烯的含量为1.5wt%。
实施例9
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为95wt%,ZnO纳米颗粒的含量为0.5wt%,纳米氧化硅的含量为4.5wt%。
实施例10
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为95wt%,ZnO纳米颗粒的含量为4.5wt%,纳米氧化硅的含量为0.5wt%。
实施例11
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为95wt%,ZnO纳米颗粒的含量为0.1wt%,纳米氧化硅的含量为4.9wt%。
实施例12
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为90wt%,ZnO纳米颗粒的含量为8wt%,纳米氧化硅的含量为2wt%。
实施例13
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为95wt%,ZnO纳米颗粒的含量为4.9wt%,纳米氧化硅的含量为0.1wt%。
实施例14
本实施例与实施例1基本相同,区别在于,本实施例的空穴传输层20中TFB的含量为90wt%,ZnO纳米颗粒的含量为2wt%,纳米氧化硅的含量为8wt%。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同,区别在于,本对比例的空穴传输层的制备方法为:
将TFB分散在氯苯中,得到浓度为10mg/ml的组合物;将所述组合物旋涂在所述空穴注入层上,真空干燥成膜后230℃退火30min,得到厚度为25nm的空穴传输层。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同,区别在于,本对比例的空穴传输层的制备方法为:
提供空穴传输组合物,所述空穴传输组合物包括TFB及ZnO纳米颗粒,其中,TFB与ZnO纳米颗粒的质量比为95:2;将所述空穴传输组合物分散在乙醇和氯苯中,得到浓度为10mg/ml的混合物;将所述混合物旋涂在所述空穴注入层上,真空干燥成膜后230℃退火30min,得到厚度为25nm的空穴传输层。
对比例3
本对比例与实施例1基本相同,区别在于,本对比例的空穴传输层的制备方法为:
提供空穴传输组合物,所述空穴传输组合物包括TFB及纳米氧化硅,其中,TFB与纳米氧化硅的质量比为95:3;将所述空穴传输组合物分散在氯苯中,得到浓度为10mg/ml的混合物;将所述混合物旋涂在所述空穴注入层上,真空干燥成膜后230℃退火30min,得到厚度为25nm的空穴传输层。
测试实施例1~2及对比例1的发光二极管100的电流密度及电压,得到电流密度-电压曲线图4。
由图4可知,实施例1的发光二极管100在低电压区间(电压小于2V)没有漏电流,实施例2的发光二极管100在低电压区间具有较小的漏电流,而对比例1的发光二极管在在低电压区间具有较大的漏电流。可见,使用本申请的空穴传输层20的材料可以有效地减少甚至避免发光二极管100产生漏电流。
将实施例1~14及对比例1~3的发光二极管进行外量子效率EQE、电流效率及T95@1000nit寿命测试。测试结果参表一。
外量子效率EQE及电流效率采用弗士达FPD光学特性测量设备,通过LabView控制QE PRO光谱仪、Keithley 2400、Keithley 6485搭建的效率测试系统,测量得到电压、电流、亮度、发光光谱等参数,并通过计算得到外量子效率EQE及电流效率。
寿命T95@1000nit采用广州新视界公司定制的128路寿命测试系统测试,系统架构为恒压恒流源驱动发光二极管,测试电压或电流的变化,光电二极管探测器和测试系统测试发光二极管的亮度(光电流)变化,亮度计测试校准电致发光器件的亮度(光电流),得到发光二极管的初始亮度衰减至95%所经历的时间,并换算至1000nit下的老化时间。
表一:
由表一可知:
相较于对比例1的发光二极管,实施例1~14的发光二极管100的发光效率及电流效率更高、寿命更长;
相较于实施例11的发光二极管100,实施例1、9~10的发光二极管100的发光效率及电流效率更高、寿命更长,原因是实施例11的发光二极管100的空穴传输层20中ZnO纳米颗粒的含量较低,不能有效地抑制漏电流并提升空穴传输层20的稳定性;
相较于实施例12的发光二极管100,实施例1、9~10的发光二极管100的发光效率及电流效率更高、寿命更长,原因是实施例12的发光二极管100的空穴传输层20中ZnO纳米颗粒的含量较高,而导致空穴传输层20的空穴传输效率较低;
相较于实施例13的发光二极管100,实施例1、9~10的发光二极管100的发光效率及电流效率更高、寿命更长,原因是实施例13的发光二极管100的空穴传输层20中纳米氧化硅的含量较低,导致空穴传输层20产生的热量不能及时散出去,而影响发光二极管100的发光效率及寿命;
相较于实施例14的发光二极管100,实施例1、9~10的发光二极管100的发光效率及电流效率更高、寿命更长,原因是实施例14的发光二极管100的空穴传输层20中纳米氧化硅的含量较高,导致空穴传输层20产生的热量不能及时散出去,而影响发光二极管100的发光效率及寿命;
相较于对比例2的发光二极管,实施例1的发光二极管100的发光效率及电流效率更高、寿命更长,原因是对比例2的空穴传输层中不包含导热材料,空穴传输层产生的热量不能及时散出去,而影响发光二极管的发光效率及寿命;
相较于对比例3的发光二极管,实施例1的发光二极管100的发光效率及电流效率更高、寿命更长,原因是对比例3的空穴传输层中不包含吸电子材料,导致漏电流产生较多,空穴传输材料被破坏。
以上对本申请实施例所提供的发光二极管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 (10)
1.一种发光二极管,包括层叠的阳极、空穴传输层、发光层及阴极,其特征在于:所述空穴传输层中包含空穴传输材料、吸电子材料及导热材料。
2.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:所述空穴传输层的材料由空穴传输材料、吸电子材料及导热材料组成。
3.如权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于:所述空穴传输层中,所述空穴传输材料的含量为90~99wt%,所述吸电子材料的含量为0.5~5wt%,所述导热材料的含量为0.5~5wt%。
4.如权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于:所述空穴传输材料选自聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]、N,N′-双(1-奈基)-N,N′-二苯基-1,1′-二苯基-4,4′-二胺、4,4'-双(N-咔唑)-1,1'-联苯、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)]、聚(9-乙烯基咔唑)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、聚三苯胺、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、及1,3-二咔唑-9-基苯中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于:所述吸电子材料选自ZnO纳米颗粒、BaO纳米颗粒、SnO2纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒及AlZnMgO纳米颗粒中的至少一种。
6.如权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于:所述导热材料选自碳纳米材料、金属纳米材料、纳米氧化硅及纳米氮化硅中的至少一种。
7.如权利要求6所述的发光二极管,其特征在于:所述碳纳米材料选自石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维及纳米碳球中的至少一种;或者
所述金属纳米材料选自纳米金、纳米银、纳米银线及纳米铜中的至少一种。
8.如权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于:
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚三苯胺,所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料包括聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)]及聚三苯胺,所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为SnO2纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料包括ZnO纳米颗粒及SnO2纳米颗粒,所述导热材料为纳米氧化硅;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料为石墨烯;或者
所述空穴传输材料为聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(N-(对丁基苯基))二苯胺)],所述吸电子材料为ZnO纳米颗粒,所述导热材料包括纳米氧化硅及石墨烯。
9.如权利要求1所述的发光二极管,其特征在于:所述阳极及所述阴极分别独立选自掺杂金属氧化物电极、复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属单质电极或合金电极,其中,所述掺杂金属氧化物电极的材料选自铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌、镁掺杂氧化锌及铝掺杂氧化镁中的至少一种,所述复合电极选自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或ZnS/Al/ZnS,所述金属单质电极的材料选自Ag、Al、Au、Pt、Ca及Ba中的至少一种,所述合金电极为MgAg合金电极;
所述发光层为有机发光层或量子点发光层,所述有机发光层的材料选自4,4'-双(N-咔唑)-1,1'-联苯:三[2-(对甲苯基)吡啶-C2,N)合铱(III)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三[2-(对甲苯基)吡啶-C2,N)合铱、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、芴衍生物、TBPe荧光材料、TTPX荧光材料、TBRb荧光材料及DBP荧光材料中的至少一种,所述量子点发光层的材料选自单一结构量子点及核壳结构量子点中的至少一种,所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核的材料及壳的材料分别独立选自CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe、InP、InXs、InAs、InAsP、GxP、GxXs、GxSb、XlN、XlP、InXsP、InNP、InNSb、GxXlNP、InXlNP、CuInS2、CuInSe2及AgInS2中的至少一种。
10.一种显示装置,其特征在于:所述显示装置包括权利要求1~9任意一项所述的发光二极管。
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