CN116981275A - 一种光电器件及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种光电器件及其制备方法、显示装置。本申请的光电器件,包括基板,基板上开设有槽;阳极,设置于槽的第一槽壁上;阴极,设置于槽的第二槽壁上;发光层,设置在槽的开口内,且盖设于阳极和阴极;其中,阳极和阴极彼此不连接。通过将阳极和阴极分别设置在槽的两个不同的槽壁上,形成类插指电极的电极结构,而在阳极和阴极上设置发光层,形成背接触式的器件结构。由于发光层设置在槽的最靠近开口一侧,该光电器件的结构避免在发光层上设置其他膜层时对发光层造成破坏,以及其他膜层对出光的影响,从而实现器件的性能提升和寿命的延长。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种光电器件及其制备方法、显示装置。
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)。
传统的光电器件一般为阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层及阴极形成的三明治叠层结构。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。
然而传统制备的光电器件,其工作寿命以及性能远没有达到理论应有的寿命长度和性能高度。因此,如何提高光电器件的性能和寿命是亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种光电器件及其制备方法、显示装置,旨在提高光电器件性能和寿命。
本申请实施例是这样实现的,提供一种光电器件,包括:基板,所述基板上开设有槽;阳极,设置于所述槽的第一槽壁上;阴极,设置于所述槽的第二槽壁上;发光层,设置在所述槽的开口内,且盖设于所述阳极和所述阴极;其中,所述阳极和所述阴极彼此不连接。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述槽为V型槽、U型槽或倒梯形槽。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述第一槽壁为平面,所述第二槽壁为平面。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述第一槽壁与所述第一槽壁的夹角小于等于90度。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述基板包括子基板和设置于子基板上的绝缘层,所述槽开设在所述绝缘层上;所述绝缘层的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述槽的开口宽度为100~1000nm;和/或所述阳极的厚度为30至300nm;和/或所述阴极的厚度为30至300nm;和/或所述阳极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti、NiyCu1-y以及Mg中的至少一种,其中0<y<1;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或所述阴极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti、Mg、Sn、TizSn1-z、SnzZn1-z、TizZn1-z中的至少一种,其中,0<z<1;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或所述发光层的材料选自有机发光材料、量子点发光材料或钙钛矿型半导体材料;所述有机发光材料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;所述量子点发光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选自II-VI族化合物、IV-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、CdZnSTe、CdSeSTe及ZnSeSTe中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、GaAsP、InGaP、InGaAs、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP及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;所述核壳结构的量子点的核选自所述单一结构量子点中的任意一种,所述核壳结构的量子点的壳层材料选自CdS、CdTe、CdSeTe、CdZnSe、CdZnS、CdSeS、ZnSe、ZnSeS和ZnS中的至少一种;所述钙钛矿型半导体材料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;所述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,选自Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+中的至少一种,X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-中的至少一种;所述有机-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,选自CH3(CH2)n-2NH3+或NH3(CH2)nNH3 2+,其中n为大于等于2的整数;M为二价金属阳离子,选自Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+中的至少一种;X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述光电器件还包括空穴功能层,所述空穴功能层位于所述阳极与所述发光层之间;和/或所述光电器件还包括电子功能层,所述电子功能层位于所述阴极与所述发光层之间。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述空穴功能层包括空穴传输层,所述空穴传输层的厚度为10至50nm;所述空穴传输层的材料选自聚(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)(PFB)、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、N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、Spiro-NPB、Spiro-TPD、掺杂或非掺杂的石墨烯、C60、NiO、MoO3、WO3、V2O5、CrO3、MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuOx、CuNiOx、CuSCN以及CuS中的一种或多种;所述电子功能层包括电子传输层,所述电子传输层的厚度为10至50nm;所述电子传输层的材料选自掺杂或非掺杂的氧化锌、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、氧化钛锡、氧化锌锡、氧化钛锌中的一种或多种;其中,掺杂元素选自Mg、Ca、Li、Ga、Al、Co、Mn中的至少一种。
相应的,本申请实施例还提供一种光电器件的制备方法,包括:提供基板,在所述基板上开设槽;在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极;其中,所述阳极与所述阴极彼此不连接;在所述槽的开口内设置发光层,所述发光层盖设所述阳极和所述阴极。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述槽为V型槽、U型槽或倒梯形槽。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述提供基板,在所述基板上开设槽,包括:提供基板,在所述基板上通过激光刻蚀开设槽;和/或所述在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极,包括:在所述槽的所述第一槽壁上蒸镀形成所述阳极,以及在所述槽的所述第二槽壁上蒸镀形成所述阴极。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极,包括:在所述第一槽壁上真空蒸镀第一金属材料形成所述阳极,在所述阳极上继续蒸镀第一金属材料,蒸镀过程中引入氧气,形成空穴传输层;以及在所述第二槽壁上真空蒸镀第二金属材料形成所述阴极,在所述阴极上继续蒸镀第二金属材料,蒸镀过程中引入氧气,形成电子传输层。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极,包括:在所述第一槽壁上真空蒸镀第一金属材料形成所述阳极,以及在所述第二槽壁上真空蒸镀第二金属材料形成所述阴极;对所述阳极和所述阴极进行氧化处理,在所述阳极表面形成空穴功能层,在所述阴极表面形成电子功能层。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述第一金属材料选自Ni、Cu、NiyCu1-y中的一种或多种,其中0<y<1,所述空穴传输层材料选自于氧化镍、氧化铜、氧化镍铜中的一种或多种;和/或所述第二金属材料选自Ti、Sn、Zn、TizSn1-z、SnzZn1-z、TizZn1-z中的一种或多种,所述电子传输层材料选自于氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化钛锡、氧化锌锡、氧化钛锌中的一种或多种,其中,0<z<1。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述基板包括子基板和设置于子基板上的绝缘层;所述提供基板,在所述基板上开设槽,包括:提供子基板,在所述子基板上形成绝缘层;在所述绝缘层上开设所述槽;其中,所述绝缘层的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述第一槽壁为平面,所述第二槽壁为平面;所述第一槽壁与所述第一槽壁的夹角小于等于90度。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述在所述槽的开口内设置发光层,所述发光层盖设所述阳极和所述阴极之前,还包括:在所述阳极上设置空穴功能层;和/或在所述阴极上设置电子功能层。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述槽的开口宽度为100~1000nm;和/或所述阳极的厚度为30至300nm;和/或所述阴极的厚度为30至300nm;和/或所述阳极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti以及Mg中的至少一种;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或所述阴极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti以及Mg中的至少一种;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或所述发光层的材料选自有机发光材料、量子点发光材料或钙钛矿型半导体材料;所述有机发光材料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;所述量子点发光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选自II-VI族化合物、IV-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、CdZnSTe、CdSeSTe及ZnSeSTe中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、GaAsP、InGaP、InGaAs、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP及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;所述核壳结构的量子点的核选自所述单一结构量子点中的任意一种,所述核壳结构的量子点的壳层材料选自CdS、CdTe、CdSeTe、CdZnSe、CdZnS、CdSeS、ZnSe、ZnSeS和ZnS中的至少一种;所述钙钛矿型半导体材料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;所述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,选自Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2 +、Yb2+、Eu2+中的至少一种,X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-中的至少一种;所述有机-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,选自CH3(CH2)n-2NH3+或NH3(CH2)nNH3 2+,其中n为大于等于2的整数;M为二价金属阳离子,选自Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+中的至少一种;X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-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光电器件或所述显示装置包括上述的光电器件的制备方法制备得到的光电器件。
本申请的光电器件,包括基板,基板上开设有槽;阳极,设置于槽的第一槽壁上;阴极,设置于槽的第二槽壁上;发光层,设置在槽的开口内,且盖设于阳极和阴极;其中,阳极和阴极彼此不连接。通过将阳极和阴极分别设置在槽的两个不同的槽壁上,形成类插指电极的电极结构,而在阳极和阴极上设置发光层,形成背接触式的器件结构。由于发光层设置在槽的最靠近开口一侧,该光电器件的结构避免在发光层上设置其他膜层时对发光层造成破坏,以及其他膜层对出光的影响,从而实现器件的性能提升和寿命的延长。
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是传统的光电器件的结构示意图;
图2是本申请提供的一种光电器件一实施例的结构示意图;
图3a-3d是槽的具体实施例的结构示意图;
图4为本申请提供的一种光电器件的制备方法一实施例的流程示意图;
图5a-5e为本申请提供的一种光电器件的制备方法另一实施例的流程示意图。
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)。
参阅图1,图1是传统的光电器件的结构示意图。传统的光电器件200一般为阳极21、空穴传输层22、发光层23、电子传输层24及阴极25依次层叠形成的三明治结构。而发光层23位于叠层结构中间层,在制备形成发光层23之后,后续形成其他膜层时,比如沉积电子传输层24或空穴传输层22时,可能会对发光层23的结构造成破坏。而发光层23结构被破坏,不仅会影响光电器件200的性能,也会影响其寿命。另外,由于发光层23上的空穴传输层22或电子传输层24等膜层结构,会对发光层23发出的光的产生一定的遮挡作用,从而会影响发光器件的出光效率和整体出光量,从而影响器件的性能。
基于此,本申请提供一种光电器件。参阅图2,图2是本申请提供的一种光电器件一实施例的结构示意图。
光电器件100包括基板11、阳极12、阴极13、发光层14。基板11上开设有槽110,槽110包括有第一槽壁111、第二槽壁112和开口113。阳极12设置于第一槽壁111上,阴极13设置与第二槽壁112上。发光层14设置在槽110的开口113内,且盖设于阳极12和阴极13上。其中,阳极12和阴极13彼此不连接。或者说,阴极12和阴极13之间是间隔的设置的,彼此直接不接触,从而分别实现阳极12和阴极13的功能。
本实施例中,通过将阳极12和阴极13分别设置在槽110的两个不同的槽壁上,形成类插指电极的电极结构,而在阳极12和阴极13上设置发光层14,形成背接触式的器件结构。由于发光层14设置在槽110的最靠近开口113一侧,该光电器件100的结构避免在发光层14上设置其他膜层时对发光层14造成破坏,以及其他膜层对出光的影响,从而实现器件的性能提升和寿命的延长。
发光层14设置在槽110的开口113内,且盖设于阳极12和阴极13上,则发光层14覆盖阳极12和阴极13,对槽110进行部分填充,或者发光层14可以填满整个槽110。当发光层14充满整个槽110时,发光层14的表面可以与开口113一侧基板11的表面共面或者说平齐。
在本实施例中,槽110为V型槽,第一槽壁111和第二槽壁112分别为V型槽的两个槽壁。在其他实施例中,参阅图3a-3d,图3a-3d是槽的具体实施例的结构示意图。槽110还可以为U型槽或倒梯形槽。其中U型槽包括为弧形槽,弧形槽的弧度可以根据实际需求进行相应的设置,此处不进行限定。弧形槽包括圆弧形槽,比如半圆形槽。
在一具体实施例中,结合图3d,槽110为弧形槽,其截面可以为半圆形。第一槽壁111和第二槽壁112成对称分布。在第一槽壁111和第二槽壁112上分别设置的阳极12和阴极13间隔设置,彼此之前不接触连接。
在一实施例中,结合图2、图3a和图3b,第一槽壁111为平面,第二槽壁112为平面。即第一槽壁111为平面壁,第二槽壁112为平面壁,此处平面或平面壁是相对于弧面而言。第一槽壁111和第二槽壁112为平面壁的设置,可以提高其上设置的阳极12和阴极13的厚度均匀性,减小在其上设置均匀厚度的阳极12和阴极13的加工制备难度。
在一实施例中,结合图3b和图3c,槽110为U型槽,第一槽壁111和第二槽壁112可以为相对的两个槽壁,槽110底部可以为弧面,也可以为平面。图3b中,第一槽壁111与第二槽壁112平行设置。结合图3c,第一槽壁111和第二槽壁112相交,即第一槽壁111所在的平面与第二槽壁112所在的平面不平行,呈一定的角度相交设置。第一槽壁111与第二槽壁112平行,可能会导致在其上设置阳极12和阴极13的难度增大。比如,通过蒸镀设置阳极12和阴极13时,蒸镀的角度的选择范围可能较小。第一槽壁111与第二槽壁112呈一定角度的设置,可以提高蒸镀的角度选择范围,减小设置阳极12和阴极13的难度。
进一步的,在一实施例中,结合图2和图3a,第一槽壁111与第二槽壁112的夹角α小于等于90度,比如30度、45度、60度等。夹角α大于90度时,蒸镀角度的选择较少。而夹角α小于等于90度,则可以提高槽110内蒸镀形成阳极12和阴极13的角度选择范围。在槽110内进行蒸镀操作,需要分别在第一槽壁111和第二槽壁112上进行蒸镀不同的材料,形成阳极12和阴极13,且彼此之间不会相互影响。蒸镀角度选择范围的大小影响在槽110内形成阳极12或阴极13的蒸镀面积,从而影响阳极12和阴极13与发光层14的接触面积,较大的蒸镀角度选择范围能够提高电极的面积,从而提高电极与发光层14的接触面积,提高光电器件100的性能。
在一实施例中,槽110的开口宽度L可以为100~1000nm,比如100nm、500nm、1000nm。100~1000nm的开口宽度L可以满足在一般光电器件100的需求,既给在槽110设置阳极12、阴极13以及其他功能层提供了足够的空间,各膜层的厚度能够满足相应的功能需求,避免因为厚度不足造成膜层功能或性能受损。另外,也能避免阳极12与阴极13之间电极间距过大或过小,不利于电荷和载流子在发光层14之间的传输。可以理解的,槽110的开口宽度也可以根据光电器件100的具体需求进行相应的设置。大型的光电器件100,其开口宽度L可以相应的设置为较大值,比如大于1000nm,具体可以为2000nm、2500nm等。而更微型的光电器件100,其开口宽度L也可以相应的设置为较小值,比如小于100nm,具体的,可以为90nm、80nm等。
具体的,阳极12可以选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti以及Mg中的至少一种;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种。阳极12的厚度可以为30至300nm,比如30nm、50nm、100nm、200nm或300nm等。
阴极13可以选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti以及Mg中的至少一种;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种。其中,复合电极AZO/Ag/AZO表示包括AZO层、Ag层和AZO层的三层复合电极。阴极13的厚度可以为30至300nm,比如30nm、50nm、100nm、200nm或300nm等。
发光层14的材料可以选自有机发光材料、量子点发光材料或钙钛矿型半导体材料;所述有机发光材料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;所述量子点发光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选自II-VI族化合物、IV-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、CdZnSTe、CdSeSTe及ZnSeSTe中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、GaAsP、InGaP、InGaAs、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP及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;所述核壳结构的量子点的核选自上述单一结构量子点中的任意一种,所述核壳结构的量子点的壳层材料选自CdS、CdTe、CdSeTe、CdZnSe、CdZnS、CdSeS、ZnSe、ZnSeS和ZnS中的至少一种;所述钙钛矿型半导体材料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);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-。
基板11的种类没有限制,可以为常规使用的衬底基板,例如可以是刚性硬质基板,还可以是柔性基板,材料比如可以为玻璃、聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
在一实施例中,基板11可以包括子基板114和设置于子基板114上的绝缘层115,槽110开设在绝缘层115上。子基板114可以为常规使用的衬底基板,而绝缘层115的材料为绝缘材料,且能够支持进行机械加工开槽或激光开槽。具体的,绝缘层115的材料为有机材料,比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯中的至少一种。
进一步的,在一实施例中,光电器件100还可以包括空穴功能层(图未示),空穴功能层位于阳极12与发光层14之间。具体的,空穴功能层包括空穴传输层15,空穴传输层15的厚度为10至50nm。空穴传输层15的材料选自聚(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)(PFB)、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、N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、Spiro-NPB、Spiro-TPD、掺杂或非掺杂的石墨烯、C60、NiO、MoO3、WO3、V2O5、CrO3、MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuOx、CuSCN以及CuS中的一种或多种。空穴功能层还可以包括空穴注入层(图未示),空穴注入层设置在阳极12与空穴传输层15之间。空穴注入层的材料可以选自已知的具有空穴注入功能的材料。
在一实施例中,光电器件100还可以包括电子功能层(图未示),电子功能层位于阴极13与发光层14之间。其中,电子功能层可以包括电子传输层16,电子传输层16的厚度为10至50nm。电子传输层16的材料可以选自掺杂或非掺杂的氧化锌、二氧化钛、二氧化锡、氧化亚锡、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;其中,掺杂元素选自Mg、Ca、Li、Ga、Al、Co、Mn中的至少一种。电子功能层还可以包括电子注入层(图未示),电子注入层设置在阴极13与电子传输层16之间。电子注入层的材料可以选自已知的具有电子注入功能的材料。
在一具体实施例中,子基板114上设置有绝缘层115,绝缘层115的材料为PMMA。绝缘层115上开设有V型的槽110,第一槽壁111与第二槽壁112之间的夹角α为60度。在第一槽壁111上依次设置有阳极12、空穴传输层15,其中阳极12的材料为镍(Ni),空穴传输层15的材料为氧化镍。在第二槽壁112上依次设置有阴极13、电子传输层16,其中阴极13的材料为钛(Ti),电子传输层16的材料为二氧化钛。在槽110内设置发光层14,发光层14盖设在空穴传输层15和电子传输层16上。
可以理解,光电器件100除上述各功能层外,还可以增设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,例如空穴阻挡层、界面修饰层等。
可以理解,光电器件100的各层的材料以及厚度等,可以依据光电器件100的发光需求进行调整。
请参阅图4,图4为本申请提供的一种光电器件的制备方法一实施例的流程示意图,具体包括如下步骤:
步骤S11:提供基板,在基板上开设槽。
具体的,此步骤中,开设槽可以通过激光刻蚀的方式。在其他实施例中,也可以通过机械开槽,比如机械控深开槽。
结合图2和3a-3d,槽可以为V型槽、U型槽或倒梯形槽。其中U型槽包括为弧形槽,弧形槽的弧度可以根据实际需求进行相应的设置,此处不进行限定。弧形槽包括圆弧形槽,比如半圆形槽。
步骤S12:在槽的第一槽壁上设置阳极,以及在槽的第二槽壁上设置阴极;其中,阳极与阴极彼此不连接。
步骤S13:在槽的开口内设置发光层,发光层盖设阳极和阴极。
具体的,在步骤S12和S13中,设置阳极、阴极和发光层以及可能形成的其他功能层,均可采用本领域常规技术实现,包括但不限于是溶液法和沉积法,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。当采用溶液法制备各层结构时,需增设干燥处理工序。其中,干燥处理,可以为退火工艺处理。其中,“退火工艺”包括所有能使湿膜获得更高能量,从而由湿膜状态转变为干燥状态的处理工艺,例如“退火工艺”可以仅指热处理工艺,即将湿膜加热至特定温度,然后保持特定时间以使湿膜中的溶剂充分挥发;又如“退火工艺”还可以包括依序进行的热处理工艺和冷却工艺,即将湿膜加热至特定温度,然后保持特定时间以使湿膜的溶剂充分挥发,再以适宜的速度冷却以消除残余应力而减少干燥的薄膜层发生层变形与裂纹的风险。
在本实施例中,基板、阳极、阴极以及发光层、槽等形状、材料以及厚度等可以参考上文中光电器件中对应的相关描述,此处不进行赘述。
本实施例中,通过将阳极和阴极分别设置在槽的两个不同的槽壁上,形成类插指电极的电极结构,而在阳极和阴极上设置发光层,形成背接触式的器件结构。由于发光层设置在槽的最靠近开口一侧,该光电器件的结构避免在发光层上设置其他膜层时对发光层造成破坏,以及避免其他膜层对出光进行遮挡,提高了出光效率,从而实现器件的性能提升和寿命的延长。
在一实施例中,步骤S13之前,还包括:在阳极上设置空穴功能层;和/或在阴极上设置电子功能层。其中,空穴功能层可以包括空穴传输层,而电子功能层也可以包括电子传输层。在一具体实施例中,步骤S13之前,还包括:在阳极上设置空穴传输层,在阴极上设置电子传输层。相应的,步骤S13为:在槽的开口内设置发光层,发光层盖设空穴传输层和电子传输层。其中,空穴传输层和电子传输层的材料可以参考上文中的相关描述,空穴传输层和电子传输层的制备方法可以参考上文中包括发光层在内的功能层的制备方法的相关描述,此处不进行赘述。
在一具体实施例中,步骤S12具体可以为:在槽的第一槽壁上蒸镀形成阳极,以及在槽的第二槽壁上蒸镀形成阴极。比如,通过热蒸镀的方式分别在调整基板角度的情况下蒸镀形成阳极和阴极。本实施例中,通过蒸镀的方式,可以在槽内快速且均匀的设置阳极和阴极,操作方便。另外,利用槽的形状,蒸镀时利用基板表面和槽壁可实现遮挡,以及调整蒸镀角度,可以在第一槽壁和第二槽壁上快速形成阳极和阴极,简单方便,同时蒸镀工艺还可以支持形成大面积的电极的形成。另外,利用蒸镀工艺,避免使用图案化掩膜、曝光、显影等复杂的工艺,简化了制备流程,同时也避免使用光刻工艺,从而避免昂贵设备的使用,减小了成本。
进一步的,在一实施例中,步骤S12具体可以为:在第一槽壁上真空蒸镀第一金属材料形成阳极,在阳极上继续蒸镀第一金属材料,蒸镀过程中引入氧气,形成第一氧化物层作为空穴传输层。以及在第二槽壁上真空蒸镀第二金属材料形成阴极,在阴极上继续蒸镀第二金属材料,蒸镀过程中引入氧气,形成第二氧化物层,作为电子传输层。第一金属材料层则作为阳极,第一氧化物层为第一金属材料的氧化物层,其具有空穴传输性能,能够作为空穴传输层。第二金属材料层作为阴极,第二金属材料的氧化物层即第二氧化物层,其具有电子传输性能,能够作为电子传输层。
在一实施例中,步骤S12具体可以为:在所述第一槽壁上真空蒸镀第一金属材料形成所述阳极,以及在所述第二槽壁上真空蒸镀第二金属材料形成所述阴极。然后对所述阳极和所述阴极进行氧化处理,在所述阳极表面形成空穴功能层,在所述阴极表面形成电子功能层。本实施例中,在形成所述阴极和所述阳极后,将所述阴极和所述阳极暴露在含氧环境中,对所述阳极和所述阴极进行氧化处理。具体的,可以将形成有所述阴极和所述阳极的所述基板整体从蒸镀装置中移至含氧环境中,比如置于空气环境中,或者还可以通过向蒸镀装置中引入氧气使所述阴极和所述阳极暴露于含氧环境中,以实现所述阳极和所述阴极的表面氧化处理。进一步的,氧化处理阳极和阴极中,氧化处理所需的氧可以通过纯氧提供,也可以由含氧的混合气体提供,比如空气提供。
其中,第一金属材料和阳极的材料可以根据材料是否可以作为阳极、对应的氧化物是否具有较好的空穴传输性能、以及氧化物层能否作为空穴传输层等进行相应的选择。第二金属材料和阴极的材料可以根据材料是否可以作为阴极、对应的氧化物是否具有较好的空穴传输性能以及氧化物层能否作为电子传输层等进行相应的选择。
在一实施例中,所述第一金属材料选自Ni、Cu、NiyCu1-y中的一种或多种,其中0<y<1。可以理解的,所述阳极由所述第一金属材料蒸镀形成时,所述阳极的材料即为所述第一金属材料。相应地,空穴传输层的材料选自于氧化镍、氧化铜、氧化镍铜中的一种或多种。具体的,Ni、Cu、NiyCu1-y等材料氧化后生成氧化物层即形成空穴传输层,形成的空穴传输层的材料具有较好的空穴传输能力。
在一实施例中,所述第二金属材料选自于Ti、Sn、Zn、TizSn1-z、SnzZn1-z、TizZn1-z中的一种或多种,其中,0<z<1。可以理解的,所述阴极由所述第二金属材料蒸镀形成时,所述阴极的材料即为所述第二金属材料。相应地,电子传输层材料选自于氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化钛锡、氧化锌锡、氧化钛锌中的一种或多种。具体的,Ti、Sn、Zn、TixSn1-x、SnxZn1-x、TixZn1-x等材料氧化生成氧化物层即形成电子传输层,具有较好的电子传输能力。
在一具体实施例中,第一金属材料为金属镍,第二金属材料为金属钛,则第一氧化物层为氧化镍层,第二氧化物层为二氧化钛层。
在一实施例中,基板包括子基板和设置于子基板上的绝缘层。本实施例中,步骤S11具体为:
提供子基板,在子基板上形成绝缘层。在绝缘层上开设槽。其中,子基板可以为常规使用的衬底基板,可以为刚性硬质基板,还可以是柔性基板,材料比如可以为玻璃、聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。而绝缘层的材料为绝缘材料,且能够支持进行机械加工开槽或激光开槽。具体的,绝缘层的材料为有机材料,比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯中的至少一种。
请参阅图5a-5e,图5a-5e为本申请提供的一种光电器件的制备方法另一实施例的流程示意图。
步骤1,结合图5a,提供子基板114,在子基板114上沉积PMMA形成绝缘层115。
此步骤中,具体可以通过在柔性PET上沉积厚度为10μm的PMMA薄膜层。PMMA也可以称为亚克力。
步骤2,结合图5b,在绝缘层115上开设槽110。
此步骤中,可以通过激光刻蚀PMMA,在绝缘层上形成V型的槽110。V型的槽110包括第一槽壁111和第二槽壁112。第一槽壁111和第二槽壁112均为平面,第一槽壁111和第二槽壁112的夹角α小于等于90度,比如60度。具体的,可以使用波长为450nm的飞秒激光,以1kHZ频率、120fs的恒定脉冲时间以及150uJ的能量在PMMA薄膜上进行刻蚀,从而形成V型的凹槽。
步骤3,结合图5c,在第二槽壁112上依次设置阴极13和电子传输层16。
具体的,可以通过蒸镀的方式形成阴极和电子传输层。比如:在真空度为1x10- 6mbar的条件下,通过电子束蒸镀Ti,蒸镀方向与子基板114成45度角(即蒸镀角度为45度),速度为1埃/秒,时间600秒,厚度60nm。随后保持Ti蒸镀的同时往蒸镀腔体中加入氧气,使得腔体内真空度达到1x10-4mbar,在原有60nmTi电极(阴极13)表面形成25nm厚的二氧化钛的电子传输层16。
步骤4,结合图5d,在第一槽壁111上依次设置阳极12和空穴传输层15。
具体的,在上一步骤的基础上,停止Ti的蒸发,以及停止通入氧气,降低真空度至1x10-6mbar,将子基板114旋转90度,使得蒸镀源与子基板114成45度夹角,以1埃/秒的速度蒸镀60nm厚的Ni。随后保持Ni蒸镀的同时往蒸镀腔体中加入氧气,使得腔体内真空度达到1x10-4mbar,在原有60nm厚的Ni电极(阳极12)表面形成25nm厚的氧化镍的空穴传输层15。
步骤5,结合图5e,在槽110的开口113内设置发光层14,发光层14盖设电子传输层16和空穴传输层15。
本步骤中,可以通过打印的方式,形成CdZnSeS蓝色量子点薄膜,即为发光层14。
可以理解的,步骤3和步骤4的顺序是可以调节的,即,在第二槽壁112上依次设置阴极13和电子传输层16,或在第一槽壁111上依次设置阳极12和空穴传输层15的先后顺序,可以进行相应调整。
可以理解的是,光电器件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,以保证光电器件的稳定性。
本申请实施例还提供一种显示装置,包括本申请提供的光电器件或者包括由本申请提供的光电器件的制备方法制备得到的光电器件。显示装置可以为任何具有显示功能的电子产品,电子产品包括但不限于是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机、智能可穿戴设备、智能称重电子秤、车载显示器、电视机或电子书阅读器,其中,智能可穿戴设备例如可以是智能手环、智能手表、虚拟现实(Virtual Reality,VR)头盔等。
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
步骤1,结合图5a,在柔性PET基板上沉积厚度为10μm的PMMA薄膜层。
步骤2,结合图5b,使用波长为450nm的飞秒激光,以1kHZ频率、120fs的恒定脉冲时间以及150uJ的能量在PMMA薄膜上进行刻蚀,形成V型的槽110。V型的槽110包括第一槽壁111和第二槽壁112。第一槽壁111和第二槽壁112均为平面,第一槽壁111和第二槽壁112的夹角α为60度。
步骤3,结合图5c,在真空度为1x10-6mbar的条件下,通过电子束蒸镀Ti,蒸镀方向与子基板114成45度角(即蒸镀角度为45度),速度为1埃/秒,时间600秒,厚度60nm的阴极。随后保持Ti蒸镀的同时往蒸镀腔体中加入氧气,使得腔体内真空度达到1x10-4mbar,在原有60nmTi阴极表面形成25nm厚的二氧化钛的电子传输层。
步骤4,结合图5d,在上一步骤的基础上,停止Ti的蒸发,停止通入氧气,降低真空度至1x10-6mbar,将子基板114旋转90度,使得蒸镀源与子基板114成45度夹角,以1埃/秒的速度蒸镀60nm厚的Ni。随后保持Ni蒸镀的同时往蒸镀腔体中加入氧气,使得腔体内真空度达到1x10-4mbar,在原有60nm厚的Ni电极(阳极12)表面形成25nm厚的氧化镍的空穴传输层15。
步骤5,结合图5e,通过打印的方式,在槽110的开口113内形成CdZnSeS蓝色量子点薄膜,即为发光层14。
实施例2
相较于实施例1,步骤3中蒸镀Zn得到阴极,氧化形成的电子传输层的材料是ZnO。
实施例3
相较于实施例1,步骤4中蒸镀Cu得到阴极,氧化形成的空穴传输层的材料是CuO。
实施例4
相较于实施例1,步骤3和步骤4为:先在真空度为1x10-6mbar的条件下,通过电子束蒸镀Ti,蒸镀方向与子基板114成45度角(即蒸镀角度为45度),速度为1埃/秒,时间600秒,厚度60nm的阴极。以及将子基板114旋转90度,使得蒸镀源与子基板114成45度夹角,以1埃/秒的速度蒸镀60nm厚的Ni。将阴极和阳极暴露于空气环境下,置于300℃的热台上加热20分钟。
实施例5
相较于实施例1,步骤2中形成的槽110为倒梯形槽。结合图3a,倒梯形的槽110包括第一槽壁111和第二槽壁112。第一槽壁111和第二槽壁112均为平面,第一槽壁111和第二槽壁112的夹角α为60度。
对比例
一种正置顶发射结构的制备过程:
步骤1:在ITO衬底上,旋涂PEDOT:PSS,转速5000,时间30秒,随后150℃加热15分钟;
步骤2:旋涂TFB(8mg/mL),转速3000,时间30秒,随后80℃加热10分钟;
步骤3:旋涂CdZnSeS量子点(20mg/mL),转速2000,时间30秒;
步骤4:旋涂ZnO(30mg/mL),转速3000,时间30秒,随后80℃加热30分钟;
步骤5: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;
步骤6:通过热蒸发,真空度不高于3x10-4Pa,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量子点发光二极管。
采用外部量子效率光学测试仪器对实施例1-5以及对比例的发光二极管进行性能检测,性能测试的项目为:在2mA的恒流驱动条件下,电致发光器件的亮度(L,cd/m2)和电致发光器件的最大亮度由100%衰减至95%所需的时间T95,并通过T95换算得到T95-1K,其中T95-1K表示由电致发光器件的初始亮度1000尼特(nit)衰减至95%所经历的时间。
表1
L(cd/m2) | T95-1K(h) | |
实施例1 | 5270 | 21.9 |
实施例2 | 6282 | 36.4 |
实施例3 | 5192 | 18.1 |
实施例4 | 5021 | 18.6 |
实施例5 | 5531 | 22.0 |
对比例 | 3812 | 16.5 |
由表1可知,按照本实施例的光电器件的制备方法制备得到的光电器件,具有较好的亮度、以及寿命。
由表1可知,实施例1-5对应的发光二极管的亮度和T95-1K寿命均大于对比例。以实施例2为例,其亮度约为对比例中传统结构发光二极管亮度的1.4倍,充分说明将发光层设置于电致发光器件的顶部有利于提高电致发光器件的整体出光量,从而提高了电致发光器件的发光效率。此外,将发光层设置于电致发光器件的顶部有利于延长电致发光器件的工作寿命。且实施例中仅通过开槽,通过槽自身的遮挡以及调整蒸镀角度,即可实现阴极和阳极等的形成,操作简单方便。在实施例1-5中,实施例2的发光二极管的亮度和T95-1K寿命相对于其他实施例较好,实施例2的发光二极管采用Zn阴极,ZnO电子传输层。
以上对本申请实施例所提供的光电器件及其制备方法、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 (18)
1.一种光电器件,其特征在于,包括:
基板,所述基板上开设有槽;
阳极,设置于所述槽的第一槽壁上;
阴极,设置于所述槽的第二槽壁上;
发光层,设置在所述槽的开口内,且盖设于所述阳极和所述阴极;
其中,所述阳极和所述阴极彼此不连接。
2.根据权利要求1所述的光电器件,其特征在于,所述槽为V型槽、U型槽或倒梯形槽。
3.根据权利要求1所述的光电器件,其特征在于,所述第一槽壁为平面,所述第二槽壁为平面。
4.根据权利要求3所述的光电器件,其特征在于,所述第一槽壁与所述第一槽壁的夹角小于等于90度。
5.根据权利要求1所述的光电器件,其特征在于,所述基板包括子基板和设置于子基板上的绝缘层,所述槽开设在所述绝缘层上;
所述绝缘层的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的光电器件,其特征在于,所述槽的开口宽度为100~1000nm;和/或
所述阳极的厚度为30至300nm;和/或
所述阴极的厚度为30至300nm;和/或
所述阳极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti、NiyCu1-y以及Mg中的至少一种,其中0<y<1;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或
所述阴极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti、Mg、Sn、TizSn1-z、SnzZn1-z、TizZn1-z中的至少一种,其中,0<z<1;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或
所述发光层的材料选自有机发光材料、量子点发光材料或钙钛矿型半导体材料;所述有机发光材料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;所述量子点发光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选自II-VI族化合物、IV-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、CdZnSTe、CdSeSTe及ZnSeSTe中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、GaAsP、InGaP、InGaAs、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP及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;所述核壳结构的量子点的核选自所述单一结构量子点中的任意一种,所述核壳结构的量子点的壳层材料选自CdS、CdTe、CdSeTe、CdZnSe、CdZnS、CdSeS、ZnSe、ZnSeS和ZnS中的至少一种;所述钙钛矿型半导体材料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;所述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,选自Pb2+、Sn2 +、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+中的至少一种,X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-中的至少一种;所述有机-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,选自CH3(CH2)n-2NH3+或NH3(CH2)nNH3 2+,其中n为大于等于2的整数;M为二价金属阳离子,选自Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+中的至少一种;X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的光电器件,其特征在于,所述光电器件还包括空穴功能层,所述空穴功能层位于所述阳极与所述发光层之间;和/或
所述光电器件还包括电子功能层,所述电子功能层位于所述阴极与所述发光层之间。
8.根据权利要求7所述的光电器件,其特征在于,所述空穴功能层包括空穴传输层,所述空穴传输层的厚度为10至50nm;所述空穴传输层的材料选自聚(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)(PFB)、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、N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、Spiro-NPB、Spiro-TPD、掺杂或非掺杂的石墨烯、C60、NiO、MoO3、WO3、V2O5、CrO3、MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuOx、CuNiOx、CuSCN以及CuS中的一种或多种;
所述电子功能层包括电子传输层,所述电子传输层的厚度为10至50nm;所述电子传输层的材料选自掺杂或非掺杂的氧化锌、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、氧化钛锡、氧化锌锡、氧化钛锌中的一种或多种;其中,掺杂元素选自Mg、Ca、Li、Ga、Al、Co、Mn中的至少一种。
9.一种光电器件的制备方法,其特征在于,包括:
提供基板,在所述基板上开设槽;
在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极;其中,所述阳极与所述阴极彼此不连接;
在所述槽的开口内设置发光层,所述发光层盖设所述阳极和所述阴极。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述槽为V型槽、U型槽或倒梯形槽。
11.根据权利要求9或10所述的制备方法,其特征在于,所述提供基板,在所述基板上开设槽,包括:
提供基板,在所述基板上通过激光刻蚀开设槽;和/或
所述在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极,包括:
在所述槽的所述第一槽壁上蒸镀形成所述阳极,以及在所述槽的所述第二槽壁上蒸镀形成所述阴极。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极,包括:
在所述第一槽壁上真空蒸镀第一金属材料形成所述阳极,在所述阳极上继续蒸镀第一金属材料,蒸镀过程中引入氧气,形成空穴传输层;
以及在所述第二槽壁上真空蒸镀第二金属材料形成所述阴极,在所述阴极上继续蒸镀第二金属材料,蒸镀过程中引入氧气,形成电子传输层。
13.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述在所述槽的第一槽壁上设置阳极,以及在所述槽的第二槽壁上设置阴极,包括:
在所述第一槽壁上真空蒸镀第一金属材料形成所述阳极,以及在所述第二槽壁上真空蒸镀第二金属材料形成所述阴极;
对所述阳极和所述阴极进行氧化处理,在所述阳极表面形成空穴功能层,在所述阴极表面形成电子功能层。
14.根据权利要求12或13所述的制备方法,其特征在于,所述第一金属材料选自Ni、Cu、NiyCu1-y中的一种或多种,其中0<y<1,所述空穴传输层材料选自于氧化镍、氧化铜、氧化镍铜中的一种或多种;和/或
所述第二金属材料选自Ti、Sn、Zn、TizSn1-z、SnzZn1-z、TizZn1-z中的一种或多种,所述电子传输层材料选自于氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化钛锡、氧化锌锡、氧化钛锌中的一种或多种,其中,0<z<1。
15.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述基板包括子基板和设置于子基板上的绝缘层;
所述提供基板,在所述基板上开设槽,包括:
提供子基板,在所述子基板上形成绝缘层;
在所述绝缘层上开设所述槽;
其中,所述绝缘层的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯中的至少一种。
16.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第一槽壁为平面,所述第二槽壁为平面;所述第一槽壁与所述第一槽壁的夹角小于等于90度。
17.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述槽的开口宽度为100~1000nm;和/或
所述阳极的厚度为30至300nm;和/或
所述阴极的厚度为30至300nm;和/或
所述阳极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti以及Mg中的至少一种;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或
所述阴极选自金属电极、碳电极以及掺杂或非掺杂金属氧化物电极中的一种或者多种形成的复合电极;其中,所述金属电极的材料选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca、Ni、Ti以及Mg中的至少一种;所述碳电极的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种;所述掺杂或非掺杂金属氧化物电极的材料选自ITO、FTO、ATO、AZO、GZO、IZO、MZO以及AMO中的至少一种;所述复合电极的材料选自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、ZnS/Al/ZnS、TiO2/Ag/TiO2以及TiO2/Al/TiO2中的至少一种;和/或
所述发光层的材料选自有机发光材料、量子点发光材料或钙钛矿型半导体材料;所述有机发光材料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;所述量子点发光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选自II-VI族化合物、IV-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、CdZnSTe、CdSeSTe及ZnSeSTe中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自InP、InAs、GaP、GaAs、GaSb、GaAsP、InGaP、InGaAs、AlN、AlP、InAsP、InNP、InNSb、GaAlNP及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;所述核壳结构的量子点的核选自所述单一结构量子点中的任意一种,所述核壳结构的量子点的壳层材料选自CdS、CdTe、CdSeTe、CdZnSe、CdZnS、CdSeS、ZnSe、ZnSeS和ZnS中的至少一种;所述钙钛矿型半导体材料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;所述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,选自Pb2+、Sn2 +、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+中的至少一种,X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-中的至少一种;所述有机-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,选自CH3(CH2)n-2NH3+或NH3(CH2)nNH3 2+,其中n为大于等于2的整数;M为二价金属阳离子,选自Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+、Eu2+中的至少一种;X为卤素阴离子,选自Cl-、Br-、I-中的至少一种。
18.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括权利要求1-8任意一项所述的光电器件或所述显示装置包括权利要求9-17所述的光电器件的制备方法制备得到的光电器件。
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