CN116973719A - 一种检测装置和光电器件的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种检测装置和光电器件的检测方法。本申请的检测装置包括:基板;多个电热层,间隔设置在所述基板上;其中,每一个所述电热层用于承载至少一个光电器件,每一个所述光电器件用于与一个第一电源连接,每一个所述电热层用于与一个第二电源连接。光电器件与基板之间对应分布设置有电热层,通过对多个光电器件中的其中一个或几个进行单独加热控制,能够对单一区域对应的一个或几个光电器件进行热处理等后处理,且不会对其他区域对应的光电器件造成影响,提高进行光电器件性能和寿命测试的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种检测装置和光电器件的检测方法。
背景技术
光电器件是指根据光电效应制作的器件,其在新能源、传感、通信、显示、照明等领域具有广泛的应用,如太阳能电池、光电探测器、有机电致发光器件(OLED)或量子点电致发光器件(QLED)。传统的光电器件的结构主要包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层(即电子传输薄膜)、电子注入层及阴极。在电场的作用下,光电器件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。
对光电器件的前期研究中,需要研究多种不同变量对光电器件的性能和寿命的影响,以确定较优的加工制备条件。比如研究多种不同的后处理温度和时间的影响,寻找最优的后处理温度和时间。目前一般采用将多个光电器件集成于一个基板上,由于设置在一个基板上导致多个光电器件可能要一起进行热处理等后处理,从而不能快速而准确的测试各个光电器件的性能和寿命,无法筛选出最优后处理条件。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种检测装置和光电器件的检测方法,旨在提高光电器件测试的准确性。
本申请实施例是这样实现的,提供一种检测装置,包括:基板;多个电热层,间隔设置在所述基板上;其中,每一个所述电热层用于承载至少一个光电器件,每一个所述光电器件用于与一个第一电源连接,每一个所述电热层用于与一个第二电源连接。
可选的,所述检测装置包括多个所述光电器件,每一个所述电热层上设置有至少一个所述光电器件。
可选的,每一个所述光电器件均设置有一个第一通电接口,用于与一个所述第一电源连接;每一个所述电热层均设置有一个第二通电接口,用于与一个所述第二电源连接。
可选的,所述检测装置包括介电导热层,所述介电导热层设置在所述光电器件与所述电热层之间;其中,所述介电导热层的材料的导热系数大于等于1W/(m.K)。
可选的,所述介电导热层的材料包括氮化铝、氮化硼、氧化铍、铝填充陶瓷、导热灌封胶、导热硅胶片中的至少一种。
可选的,所述介电导热层的厚度为0.3-0.55μm。
可选的,所述电热层的材料包括碳纳米管、石墨烯或富勒烯中的至少一种;和/或所述电热层的厚度为1~5μm。
可选的,所述光电器件为量子点发光器件或有机发光器件。
本申请还提供另一种光电器件的检测方法,使用检测装置进行检测,所述检测装置包括基板及间隔设置在所述基板上的多个电热层,其中,每一个所述电热层用于承载至少一个光电器件,每一个所述光电器件用于与一个第一电源连接,每一个所述电热层用于与一个的第二电源连接;所述检测方法包括:在每一个所述电热层上设置至少一个光电器件;控制多个所述电热层中的至少一个电热层通电,对所述电热层对应的光电器件进行热处理;控制至少一个所述光电器件通电,对所述光电器件进行检测。
可选的,所述在每一个所述电热层上设置至少一个光电器件,包括:在所述电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件。
可选的,所述在所述电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件之前,还包括:在所述电热层上设置介电导热层;其中,所述介电导热层的材料的导热系数大于等于1W/(m.K);所述在所述电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件,包括:在所述介电导热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件。
可选的,所述介电导热层的材料包括氮化铝、氮化硼、氧化铍、铝填充陶瓷、导热灌封胶、导热硅胶片中的至少一种。
可选的,所述电热层的材料包括碳纳米管、石墨烯或富勒烯中的至少一种;和/或所述电热层的厚度为1~5μm;和/或所述光电器件为量子点发光器件或有机发光器件。
本申请的检测装置,包括:基板;多个电热层,间隔设置在所述基板上;其中,每一个所述电热层用于承载至少一个光电器件,每一个所述光电器件用于与一个第一电源连接,每一个所述电热层用于与一个第二电源连接。通过将多个光电器件承载在基板上,实现光电器件的高集成度,能够实现快速对基板上所有光电器件进行性能测试。每一个所述电热层用于承载至少一个光电器件,即实现光电器件与电热层之间对应分布,通过每个电热层对其对应的一个或多个光电器件进行单独加热控制,能够对单一区域对应的一个或几个光电器件进行热处理等后处理,且不会对其他区域对应的光电器件造成影响,提高进行光电器件性能和寿命测试的准确性。而每一个光电器件可以进行单独通电控制,实现更精准的光电器件的性能和寿命测试,而不受其他光电器件测试的影响。
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是本申请提供的检测装置一实施例的俯视图的结构示意图;
图2是本申请提供的检测装置一实施例的主视图的结构示意图;
图3是本申请提供的检测装置另一实施例的主视图的结构示意图;
图4是本申请提供的光电器件的检测方法一实施例的流程示意图;
图5a-图5e分别为对比例1的检测装置在未进行后处理时、第1次后处理后、第2次后处理后、第3次后处理后、第4次后处理后光电器件P1的形貌图;
图6a-图6d分别为实施例1的检测装置在未进行后处理、以及P2器件进行后处理后、P3器件进行后处理后、P4器件进行后处理后,光电器件P1的形貌图。
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”具体为附图中的图面方向。另外,在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。本发明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,不应理解为对本发明范围的硬性限制;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)。
量子点器件等光电器件的研究过程中,需要研究各种不同的条件对光电器件性能和寿命等的影响。一般将多个光电器件集成在一个基板上,从而实现快速筛选出较优条件。但多个光电器件集成在一个基板上,有些条件可能会因为多个光电器件在一个基板上,造成研究的不准确。比如,不同后处理温度这一条件的筛选研究中,在对光电器件A以温度A进行后处理时,基板上其他的光电器件也会受影响,形成累积而不可逆的热损伤。而之后对光电器件B以温度B进行热处理并测光电器件B的性能和寿命,由于光电器件B在之前已经有了热损伤,此时测得的光电器件B的性能和寿命并不准确,那么此时研究的后处理的温度对光电器件性能和寿命的影响趋势也不准确,基于此筛选出的较优后处理温度也并不是光电器件实际的较优。
基于此,本申请提出一种检测装置,提高光电器件测试的准确性,具体如下文。
参阅图1和图2,图1是本申请提供的检测装置一实施例的俯视图的结构示意图,图2是本申请提供的检测装置一实施例的主视图的结构示意图。
检测装置100包括基板10和多个电热层30。多个电热层30间隔设置在基板10上,每一个电热层30用于承载至少一个光电器件20,每一个光电器件20用于与一个第一电源连接,每一个电热层30用于与一个第二电源连接。
本实施例中,通过将多个光电器件20承载在基板上,实现光电器件的高集成度,能够实现快速对基板上所有光电器件进行性能测试。每一个所述电热层30用于承载至少一个光电器件20,即实现光电器件20与电热层30之间对应分布,通过每个电热层30对其对应的一个或多个光电器件20进行单独加热控制,能够对单一区域对应的一个或几个光电器件20进行热处理等后处理,且不会对其他区域对应的光电器件20造成影响,提高进行光电器件20性能和寿命测试的准确性。而每一个光电器件20用于与一个第一电源连接,可以进行单独通电控制,实现更精准的光电器件的性能和寿命测试,而不受其他光电器件测试的影响。
在一实施例中,检测装置100包括多个光电器件20,每一个电热层30上设置有至少一个光电器件20。即多个光电器件20间隔设置于基板10上,多个电热层30间隔设置在光电器件20和基板10之间,且与多个光电器件20对应分布。
其中,多个电热层30与多个光电器件20对应分布,具体可以为一个电热层30对应多个光电器件20,也可以多个电热层30对应一个光电器件20,或者一个电热层30对应一个光电器件20。多个电热层30与多个光电器件20对应分布的具体方式,可以根据实际光电器件20的测试需求进行相应的设置。可以理解的,一个基板上10上的多个光电器件20与多个电热层30对应分布的方式可以为上述对应方式中的一种,也可以为多种对应方式的组合。
此时,通过将多个光电器件20设置在基板10上,实现光电器件20的高集成度,能够实现快速对基板10上所有光电器件20进行性能测试。而光电器件20与基板10之间对应分布设置的电热层30,通过每个电热层30对应的独立的通电回路,能够支持对多个光电器件20中的其中一个或几个进行单独加热控制,能够对单一区域对应的一个或几个光电器件20进行热处理等后处理,且不会对其他区域对应的光电器件20造成影响,从而使基板10上的每个光电器件20均能得到充分合理的利用,最大限度的节约资源,且提高进行光电器件20性能和寿命测试的准确性。而通过每一个光电器件20对应的独立的第一通电回路的设置,能够支持对每一个光电器件20进行独立的通电与否的控制,实现更精准的光电器件20的性能和寿命测试,而不受其他光电器件20测试的影响。
本实施例中,通过多个电热层30与多个光电器件20对应分布,实现对基板10进行分区加热,在加热速度和加热效率具有明显优势,克服了传统加热方法只能对整个基板10及其上的光电器件20进行统一处理,而多次后处理对光电器件20本身造成热损伤等缺陷。
在一个具体实施例中,一个电热层30对应多个光电器件20,此时电热层30的个数小于光电器件20的个数。比如每一个电热层30对应M个光电器件20,那么三个电热层30则可以对应3M个光电器件20。通过一个电热层30则可以实现对应的M个光电器件20的热处理的单独控制,包括热处理的温度以及热处理的时间,其中热处理的时间可以通过电热层30的通电时间控制。那么三个电热层30则可以实现三组热处理条件的研究。其中,一个电热层30对应的M个光电器件20,可以作为平行实验组,一定程度上减小或消除测试误差。或者,M个光电器件20也可以分多组,研究热处理条件之外的其他条件。
在一个具体实施例中,一个电热层30对应一个光电器件20,即多个电热层30与多个光电器件20一一对应分布。此时,电热层30的个数与光电器件20的个数相等。通过将多个光电器件20设置在基板10上,实现光电器件20的高集成度,能够实现快速对基板10上所有光电器件20进行性能测试。而每个光电器件20与基板10之间设置单独的电热层30,且每个电热层30用于与一个第二电源连接,能够支持每个光电器件20的单独加热控制,能够对单一区域进行热处理等后处理,且不会对其他光电器件20造成影响。通过每一个光电器件20均用于与一个第一电源连接,能够支持对每一个光电器件20进行独立的通电与否的控制,实现更精准的光电器件20的性能和寿命测试,而不受其他光电器件20测试的影响。
具体的,在基板10上设置的多个电热层30,其材料可以为碳材料,比如碳纳米管、石墨烯或富勒烯中的至少一种。纳米碳材料具有较好的导电性能,且能够在较低的电压下快速达到较高的温度,能够实现快速加热。电热层30可采用刮涂,丝网印刷等方式进行制备。
在一具体实施例中,电热层30为可导电的碳纳米管薄膜,能够支持在较低电压(5V~20V)下快速达到100℃~200℃的温度。碳纳米管薄膜制备的过程具体可以为:将基板10浸入纯度为99%的半导体性碳纳米管溶液中,并将盛有溶液和基板10的表面皿置于加热台上将其温度控制为60℃,静置10~30min后将基板取出,分别使用丙酮和去离子水冲洗以去除基板10表面多余的残留物,然后使用N2气枪吹干并在加热台上240℃加热处理30min,从而得到均匀干净的碳纳米管薄膜。
在一实施例中,电热层30的厚度可以为1~5μm。电热层过薄,需要较长时间达到后处理的效果,不利于后续量产的高效作业要求;而厚度过厚,极易导致热量和温度上升过快而增加器件的不良率。可以理解的,电热层30仅起到加热作用,以对对应区域内的一个或多个光电器件20进行加热。电热层30与光电器件20是相对独立的,电热层30的通电加热与光电器件20的通电发光是相互不会影响的,独立的。
进一步的,参阅图3,图3是本申请提供的检测装置另一实施例的主视图的结构示意图。在本实例中,检测装置100还包括介电导热层40。介电导热层40设置在电热层30与光电器件20之间。介电导热层40为热的良导体,具有较好的导热性,且为电的绝缘体。通过将介电导热层40设置在光电器件20与电热层30能够避免电热层30与光电器件20直接接触,对光电器件20可能产生的负面影响。而介电导热层40能够将电热层30的热量快速导入至对应的光电器件20,从而对一个或多个光电器件20进行快速加热。
其中,介电导热层40的材料为高导热性和电绝缘性的材料。具体的,介电导热层40的材料的导热系数可以大于等于1W/(m.K)。比如介电导热层40的材料的导热系数可以为1W/(m.K)、6W/(m.K)、20W/(m.K)、30W/(m.K)、33W/(m.K)、甚至高达2001W/(m.K)、320W/(m.K)等。
具体的,介电导热层40的材料可以为已知的具有高导热性和电绝缘性的材料,比如氮化铝、氮化硼、氧化铍、铝填充陶瓷、导热灌封胶、导热硅胶片、导热矽胶布等。
在一具体实施例中,介电导热层40为氮化铝薄膜,氮化铝薄膜具有化学稳定性好、热传导率高、机械强度高、电绝缘性能佳以及高能隙、低热膨胀系数和光学特性优良等特点,可以作为光电器件20的散热材料。制备氮化铝薄膜可以通过溅射的方式,在电热层30上制备得到。具体溅射的条件可以为靶材:纯度99.99%的铝靶;工作气体:Ar+N2;溅射压强:1.5-5.0Pa;溅射功率30-60W。
在一实施例中,介电导热层的厚度可以为0.3-0.55μm,比如0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.55μm等。介电导热层的厚度过薄,可能无法起到绝缘作用,产生漏电流,一定程度上会影响光电器件20的性能。介电导热层的厚度过厚,可能导热效果减弱,影响通电加热效果,从而增加工作能耗。可以理解的,介电导热层的厚度大于0且小于0.3μm时,相对于介电导热层的厚度为0μm而言,还是具有一定的积极效果。
具体的,基板10的种类没有限制,可以为常规使用的衬底或基板,例如可以是刚性基板,材料为玻璃、硅(100)或不锈钢等;还可以是柔性基板,材料可以为聚酰亚胺等。
在一实施例中,每一个光电器件20均设置有第一通电接口(图未示),用于与一个第一电源(图未注)连接,以实现每一个光电器件20的单独控制通电与否。通过第一通电接口,可以将每一个光电器件20与第一电源(图未注)连通,以实现每一个光电器件20的电连接。
在一具体实施例中,光电器件20包括层叠设置的第一电极21、发光层22和第二电极23。其中,第一电极21靠近基板10一侧设置,第二电极23则为远离基板10一侧设置。第一电极21、第二电极23上分别连接第一通电接口,通过第一通电接口与第一电源可以连通,形成第一通电回路,可以对一个光电器件20进行通电。第一通电回路还可以设置有至少一开关(图未示),以通过开关控制第一通电回路的通电和断电。
在一实施例中,每一个电热层30均设置有第二通电接口(图未示),用于与一个第二电源(图未注)连接。通过第二通电接口,可以将每一个电热层30与第二电源(图未注)连通,以形成独立的第二通电回路,实现每一个电热层30的电连接。具体的,每一个电热层30对应的两个第二通电接口可以均设置在此电热层30上,比如此电热层30的相对两端;或者,两个通电接口中,可以将其中一个设置在电热层30上,另一个设置在靠近基板一侧的第一电极21上,由于第一电极21也具有较好的导电性,能够支持电热层30的通电和发热。每一个第二通电回路均可以设置有开关,从而独立实现每一个电热层30的通电和断开。通电则进行加热,且可以维持恒温状态。
在一具体实施例中,第一电极21和第二电极23为一对电极。具体的,第一电极21为阳极时,第二电极23则为阴极。第一电极21为阴极时,第二电极23则为阳极。
阳极的材料为本领域已知用于阳极的材料,阴极的材料为本领域已知用于阴极的材料。阳极和阴极的材料例如可以是金属、碳材料以及金属氧化物中的一种或多种,金属例如可以是Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca以及Mg中的一种或多种;碳材料例如可以是石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的一种或多种;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以及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,复合电极包括但不限于是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以及TiO2/Al/TiO2中的一种或多种。
进一步的,当光电器件20为顶发射光电器件,则远离基板10一侧的第二电极23的光透过性有一定的要求。比如,对可见光透光率应不低于90%。当第二电极23为金属或金属复合电极时,金属部分厚度应不超过35nm。
其中,光电器件20可以为量子点发光器件或有机发光器件。相应的,发光层22的材料可以为量子点发光材料或有机发光材料。
量子点发光材料可以选自但不限于单一结构量子点以及核壳结构量子点中的至少一种。例如,量子点的材料可以为具备发光能力的直接带隙化合物半导体,可以选自但不限于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、HgS、HgSe、HgTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe以及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以及InAlNP;所述I-III-VI族化合物选自CuInS2、CuInSe2和AgInS2中的至少一种。发光层22的材料还可以选自掺杂或非掺杂的无机钙钛矿型半导体、或有机-无机杂化钙钛矿型半导体;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-;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。
有机发光材料可以选自二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物或芴衍生物、发蓝色光的TBPe荧光材料、发绿色光的TTPA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。
进一步的,在发光层22与阴极之间可以包括电子传输层24。电子传输层24的材料可以为本领域已知用于电子传输层的材料。例如,可以选自但不限于无机纳米晶材料、掺杂无机纳米晶材料、有机材料中的一种或多种。无机纳米晶材料可以包括:氧化锌、二氧化钛、二氧化锡、氧化铝、氧化钙、二氧化硅、氧化镓、氧化锆、氧化镍、三氧化二锆中的一种或多种,掺杂无机纳米晶材料包括氧化锌掺杂物、二氧化钛掺杂物、二氧化锡掺杂物的一种或多种,其中,掺杂无机纳米晶材料为掺杂其他元素的无机材料,掺杂元素选自于Mg、Ca、Li、Ga、Al、Co、Mn等;比如:TiLiO、ZnAlO、ZnO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO等。有机材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或两种。
在一实施例中,在发光层22与阳极之间,光电器件20可以包括空穴传输层25和/或空穴注入层26。当光电器件20同时包括空穴传输层25和空穴注入层26时,空穴传输层25和空穴注入层26相邻层叠设置,且空穴注入层26设置在靠近阳极一侧,而空穴传输层25靠近发光层22一侧设置。空穴传输层25和空穴注入层26均可采用蒸镀或者旋涂的方式沉积形成。
具体的,空穴传输层25的材料可以选自具有空穴传输能力的有机材料,包括但不限于是聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(TFB)、聚乙烯咔唑(PVK)、聚(N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺)(poly-TPD)、聚(9,9-二辛基芴-共-双-N,N-苯基-1,4-苯二胺)(PFB)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCATA)、4,4’-二(9-咔唑)联苯(CBP)、N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(TPD)、N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(NPB)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)、4,4'-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)、掺杂石墨烯、非掺杂石墨烯以及C60中的一种或多种。空穴传输层25的材料还可以选自具有空穴传输能力的无机材料,包括但不限于是掺杂或非掺杂的NiOx、MoOx、WOx、CrOx、CuO、MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS中的一种或多种。其中,各个化合物中x的取值相互独立,x的取值可以根据各个化合物中各个元素的化合价进行相应的确定,比如NiOx中x取值为1,MoOx中x取值为3。
空穴注入层26的材料可以选自具有空穴注入能力的材料,包括但不限于是聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰醌-二甲烷(F4-TCNQ)、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(HATCN)、酞菁铜(CuPc)、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,各个化合物中x的取值相互独立,x的取值可以根据各个化合物中各个元素的化合价进行相应的确定。
可以理解的,光电器件20除上述各功能层外,还可以包括一些常规用于光电器件的有助于提升光电器件性能的功能层,例如电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、界面修饰层等。
具体的,光电器件20的制备方法可以参考本领域已知的光电器件的制备方法,本申请不进行限定。比如,发光层22等各层可采用本领域常规技术制备,包括但不限于溶液法和沉积法,其中,溶液法包括但不限于是旋涂、涂布、喷墨打印、刮涂、浸渍提拉、浸泡、喷涂、滚涂或浇铸;沉积法包括化学法和物理法,化学法包括但不限于是化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法或共沉淀法,物理法包括但不限于是热蒸发镀膜法、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、原子层沉积法或脉冲激光沉积法。当采用溶液法制备阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及阴极以及其他功能层时,需增设干燥处理工序。
可以理解的是,光电器件20的制备方法还可以包括封装步骤,封装材料可以是丙烯酸树脂或环氧树脂,封装可以是机器封装或手动封装,可以采用紫外固化胶封。
本申请还提供一种光电器件的检测方法,参阅图4,图4是本申请提供的光电器件的检测方法一实施例的流程示意图。使用检测装置进行检测,检测装置包括基板及间隔设置在基板上的多个电热层,其中,每一个电热层用于承载至少一个光电器件,每一个光电器件用于与一个第一电源连接,每一个电热层用于与一个的第二电源连接,检测方法具体包括:
步骤S10:在每一个电热层上设置至少一个光电器件。
步骤S20:控制多个电热层中的至少一个电热层通电,对电热层对应的光电器件进行热处理。
步骤S30:控制至少一个光电器件通电,对光电器件进行检测。
本实施例中,通过将多个光电器件设置到基板上的多个电热层上,实现光电器件的高集成度,能够实现快速对基板上所有光电器件进行性能测试。通过控制至少一个电热层通电,对电热层上对应的一个或多个光电器件进行热处理,实现一个或多个光电器件的单独加热,且不会对其他电热层区域对应的光电器件造成影响,提高进行光电器件性能和寿命测试的准确性。而每一个光电器件用于与一个第一电源连接,可以进行单独通电控制,通过控制光电器件通电,对光电器件进行检测,实现更精准的光电器件的性能和寿命测试,而不受其他光电器件测试的影响。
其中,电热层和光电器件的相关描述,可以参考上文检测装置中对应的电热层和光电器件的相关内容,此处不进行赘述。
在一实施例中,步骤S10可以为:在电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成光电器件。其中,第一电极、发光层和第二电极的相关描述,可以参考上文检测装置中对应的第一电极、发光层和第二电极的相关内容,此处不进行赘述。第一电极、发光层和第二电极可以通过本领域已知的制备电极和发光层的制备方法进行制备得到,此处不进行限定。
进一步的,步骤S10之前,或者在电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成光电器件的步骤之前,还可以包括:在电热层上设置介电导热层;其中,所述介电导热层的材料的导热系数大于等于1W/(m.K)。同样的,介电导热层的相关描述可以参考上文检测装置中的相关内容,此处不进行赘述。
具体的,光电器件的检测方法中,可以通过控制电热层通电时的电压的大小和持续的时间来控制温度和效果。电压的大小和持续时间根据目标温度和目标热处理效果可以进行相应的设置,此处不进行限定。
在本实施例中,通过将多个光电器件设置在基板上,实现光电器件的高集成度,能够实现快速对基板上所有光电器件进行性能测试。而光电器件与基板之间对应分布设置的电热层,具有独立的通电回路,能够支持对多个光电器件中的其中一个或几个进行单独加热控制,能够对单一区域对应的一个或几个光电器件进行热处理,且不会对其他区域对应的光电器件造成影响,提高进行光电器件性能和寿命测试的准确性。而通过每一个光电器件具有独立的第一通电回路的设置,能够支持对每一个光电器件进行独立的通电与否的控制,对光电器件的性能和寿命进行更精准的测试,而不受其他光电器件测试的影响。
下面通过具体实施例、对比例和实验例对本申请的技术方案及技术效果进行详细说明,以下实施例仅仅是本申请的部分实施例,并非对本申请作出具体限定。
实施例1
一种检测装置,用于对正置顶发射光电器件进行检测,其制备过程包括:
将玻璃基板浸入纯度为99%的半导体性碳纳米管溶液中,并将盛有溶液和基板的表面皿置于加热台上将其温度控制为60℃,静置10~30min后将基板取出,分别使用丙酮和去离子水冲洗以去除基板表面多余的残留物,然后使用N2气枪吹干并在加热台上240℃加热处理30min,获得均匀干净的碳纳米管薄膜。
通过激光刻蚀对碳纳米管薄膜进行图案化处理,得到图1所述的四个加热层。每个加热层的为直径为1cm的圆形,且四个加热层呈阵列分布,间隔均为0.3cm。每个加热层还包括一个通电接口。
在每一个加热层上,制备一个正置顶发射光电器件,分别为器件P1、P2、P3和P4。器件具体制备步骤包括:
在加热层上,在O2流量为0.2sccm,Ar流量为80sccm,溅射功率为260W,沉积气压为2.0mTorr,沉积温度35℃,20min后得到100nm的ITO层。在ITO层上设置两个通电接口,其中一个与加热层的通电接口连通,另一个则可与阴极连通。
旋涂PEDOT:PSS,转速5000rpm,旋涂时间30秒,随后150℃,加热15分钟。
将器件放入手套箱,旋涂TFB(8mg/mL),转速3000rpm,旋涂时间30秒,随后在170℃,加热20分钟。旋涂CdSe量子点(20mg/mL),转速2000rpm,时间30秒,随后在90℃,加热5分钟。旋涂ZnO(30mg/mL),转速3000rpm,时间30秒,随后80℃加热30分钟。
将器件从手套箱中拿出,通过热蒸发,真空度不高于3x10-4Pa,蒸镀Al,速度为1埃/秒,时间100秒,厚度10nm,得到四个顶发射的正置型量子点发光二极管。
实施例2
与实施例1的检测装置基本相同,区别在于:在加热层上通过磁控溅射形成有一层氮化铝薄膜,厚度为0.45微米。磁控溅射条件为靶材:纯度99.99%的铝靶;工作气体:Ar+N2;溅射压强:1.5-5.0Pa;溅射功率30-60W。
实施例3
与实施例2的检测装置基本相同,区别在于:氮化铝薄膜的厚度为0.3微米。
实施例4
与实施例2的检测装置基本相同,区别在于:氮化铝薄膜的厚度为0.55微米。
实施例5
与实施例2的检测装置基本相同,区别在于:氮化铝薄膜的厚度为0.2微米。
实施例6
与实施例2的检测装置基本相同,区别在于:氮化铝薄膜的厚度为0.6微米。
对比例1
一种检测装置,用于对正置顶发射光电器件进行检测。其制备过程与实施例1中检测装置制备过程类似,区别在于:检测装置直接在ITO衬底上,旋涂PEDOT:PSS,而不采用玻璃基板设置碳纳米管薄膜。
对比例2
与实施例1的检测装置基本相同,区别在于,检测装置仅包含一个碳纳米管薄膜层,四个正置顶发射光电器件由这一个碳纳米管薄膜层进行整体加热或不加热。
在本申请的实施例和对比例中,对光电器件的性能和寿命测试中,C.E.(cd/A)表示最大发光效率;L(cd/m2)表示器件的最高亮度;T95(h)与T80(h)分别表示器件在2mA的恒流驱动下亮度衰减至95%和80%所用时间;T95_1K(h)与T80_1K(h)表示器件在亮度为1000nit时,亮度衰减至95%和80%所需时间。
对比例1的检测装置,对其整体进行4次热处理(后处理),每一次热处理的条件相同,均为温度120℃,时长10min。在未进行后处理时、以及每一次后处理之后,光电器件P1的形貌见图5a-图5e,图5a-图5e分别为对比例1的检测装置在未进行后处理时、第1次后处理后、第2次后处理后、第3次后处理后、第4次后处理后光电器件P1的形貌图。并在每一次后处理后,测试器件P1的JVL数据,确定器件电学性能以及确定器件的工作寿命,见表1。
由图5a-图5e和表1可知,在传统整个基板上的所有器件P1、P2、P3和P4均会进行加热时,随着后处理次数的增加,器件P1的热损伤越严重,且每一次后处理,都会对器件P1的发光性能和寿命产生一定的负面影响。
表1:
使用实施例1的检测装置,分别记录P1器件在未进行后处理、以及P2器件进行后处理后、P3器件进行后处理后、P4器件进行后处理后,光电器件P1的形貌,见图6a-图6d。图6a-图6d分别为实施例1的检测装置在未进行后处理、以及P2器件进行后处理后、P3器件进行后处理后、P4器件进行后处理后,光电器件P1的形貌图;以及在最后对P1器件进行后处理后,检测P2器件的器件性能和寿命,见表2。其中,每一次后处理的条件为温度120℃,时长10min。
图6a-图6d中,由于实施例1的检测装置,可以对器件P1、P2、P3和P4进行分别加热,而通过分别对同一基板上的其他器件P2、P3和P4依次加热进行后处理后,分别记录器件P1的形貌。与表1采用对比例1的检测装置相比,采用实施例1的检测装置进行热处理,同一基板上的各个器件的热处理或后处理相互之间影响较小,从而能够提高各个器件的独立性和检测结果的准确性。
由表2可以看出,在最后对P1器件也进行后处理之前和之后,P2器件的性能和寿命基本无变化,说明P1器件的后处理,同一基板上其他器件,比如P2器件的性能和寿命产生的影响较小,各个器件的独立性高。
表2:
实施例2-实施例6的检测装置,与实施例1的检测装置进行相同的处理。与表4中的数据对应,在P1器件后处理之前和后处理之后,测得P2器件的性能和寿命数据,见表3。表3中,“前”表示P1器件后处理之前,“后”表示P1器件后处理之后。
由表2和表3可看出,在加热层上设置氮化铝薄膜作为介电导热层,能够提高器件的性能和寿命。通过表3可以看出,在加热层上设置氮化铝薄膜作为介电导热层时,相邻器件P1进行热处理前后,器件P2的性能和寿命变化较小,可说明P1器件的后处理,同一基板上其他器件,比如P2器件的性能和寿命产生的影响较小,各个器件的独立性高。氮化铝薄膜的厚度在0.3-0.55μm时,器件在热处理后,具有较好的发光性能和寿命。氮化铝薄膜的厚度大于0.55μm,为0.6μm时,发光性能和寿命会有一定的减小,可能时由于厚度过厚,导热效果减弱,影响通电加热效果,从而一定程度增加工作能耗。而氮化铝薄膜的厚度小于0.3μm,为0.2μm时,检测装置仍然具备其作用,但器件性能和寿命也会呈现一定的降低,可能是由于介电导热层的厚度过薄,绝缘作用较差,产生漏电流,一定程度上会影响光电器件的性能和寿命。
表3:
对比例1和对比例2,均整板加热,在加热1次和加热2次后,分别检测P1器件的性能和寿命,见表6。其中,对比例1中采用传统电热板加热,对比例2中采用一个电热层对其上的器件进行整体加热。
表4:
由表4可知,对比例1和对比例2中,采用传统电热板加热的方式或者采用碳纳米管薄膜整体加热的方式,每一次加热,均对器件的性能和寿命产生一定的负面影响。
以上对本申请实施例所提供的检测装置及光电器件的检测方法进行了详细介绍,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 (14)
1.一种检测装置,其特征在于,包括:
基板;
多个电热层,间隔设置在所述基板上;
其中,每一个所述电热层用于承载至少一个光电器件,每一个所述光电器件用于与一个第一电源连接,每一个所述电热层用于与一个第二电源连接。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述检测装置包括多个所述光电器件,每一个所述电热层上设置有至少一个所述光电器件。
3.根据权利要求1或2所述的检测装置,其特征在于,每一个所述光电器件均设置有一个第一通电接口,用于与一个所述第一电源连接;每一个所述电热层均设置有一个第二通电接口,用于与一个所述第二电源连接。
4.根据权利要求1或2所述的检测装置,其特征在于,每一个所述电热层对应一个所述光电器件。
5.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述检测装置包括介电导热层,所述介电导热层设置在所述光电器件与所述电热层之间;其中,所述介电导热层的材料的导热系数大于等于1W/(m.K)。
6.根据权利要求5所述的检测装置,其特征在于,所述介电导热层的材料包括氮化铝、氮化硼、氧化铍、铝填充陶瓷、导热灌封胶、导热硅胶片中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的检测装置,其特征在于,所述介电导热层的厚度为0.3-0.55μm。
8.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述电热层的材料包括碳纳米管、石墨烯或富勒烯中的至少一种;和/或
所述电热层的厚度为1~5μm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的检测装置,其特征在于,所述光电器件为量子点发光器件或有机发光器件。
10.一种光电器件的检测方法,其特征在于,使用检测装置进行检测,所述检测装置包括基板及间隔设置在所述基板上的多个电热层,其中,每一个所述电热层用于承载至少一个光电器件,每一个所述光电器件用于与一个第一电源连接,每一个所述电热层用于与一个的第二电源连接;
所述检测方法包括:
在每一个所述电热层上设置至少一个光电器件;
控制多个所述电热层中的至少一个电热层通电,对所述电热层对应的光电器件进行热处理;
控制至少一个所述光电器件通电,对所述光电器件进行检测。
11.根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,所述在每一个所述电热层上设置至少一个光电器件,包括:
在所述电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件。
12.根据权利要求11所述的检测方法,其特征在于,所述在所述电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件之前,还包括:
在所述电热层上设置介电导热层;其中,所述介电导热层的材料的导热系数大于等于1W/(m.K);
所述在所述电热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件,包括:
在所述介电导热层上设置第一电极、发光层和第二电极,形成所述光电器件。
13.根据权利要求12所述的检测方法,其特征在于,所述介电导热层的材料包括氮化铝、氮化硼、氧化铍、铝填充陶瓷、导热灌封胶、导热硅胶片中的至少一种。
14.根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,所述电热层的材料包括碳纳米管、石墨烯或富勒烯中的至少一种;和/或
所述电热层的厚度为1~5μm;和/或
所述光电器件为量子点发光器件或有机发光器件。
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