CN116997224A - 一种光电器件及其制备方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光电器件及其制备方法、显示装置。本申请的光电器件的制备方法，包括：提供基板，在基板上依次设置阳极、发光层、电子传输层和阴极；或提供基板，在基板上依次设置阴极、电子传输层、发光层和阳极；其中，对电子传输层进行热载流子注入处理。通过热载流子注入处理使电子传输层出现陷阱电荷，对电子传输层造成可控制的损伤，对电子传输层的载流子迁移造成一定程度的退化，从而一定程度降低光电器件的电子注入，显著提升光电器件的电荷平衡和载流子平衡，同时，避免了热处理对量子点材料性能的损伤，有效地提升了器件的性能和寿命。

Description

一种光电器件及其制备方法、显示装置

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

量子点电致光电器件(Quantum Dots Light-Emitting Diode，QLED)是由阴极、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层和阳极构成的多功能层复合结构，当受到电或光刺激时，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。QLED由于其具有发射波长可调、发射带宽窄、发光效率高、低成本及可利用印刷工艺制备等优点，得到越来越多的关注。

QLED中，由于空穴传输层与电子传输层的载流子迁移率不同，电子注入远大于空穴注入，导致QLED内载流子不平衡，从而影响QLED的性能和寿命。

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，提供一种光电器件的制备方法，包括：提供基板，在所述基板上依次设置阳极、发光层、电子传输层和阴极；或提供基板，在所述基板上依次设置阴极、电子传输层、发光层和阳极；其中，对所述电子传输层进行热载流子注入处理。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述对所述电子传输层进行热载流子注入处理，包括：将所述电子传输层与外部电源电连接，进行通电处理。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述通电处理的时间为20s-60s，所述通电处理的电压为12-20V。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述对所述电子传输层进行热载流子注入处理，包括：将设置有所述电子传输层的基板置于水平电场中进行热载流子注入处理；其中，所述水平方向为基本平行于所述基板表面的方向。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述水平电场的电场强度为32-40kV*m^-1，所述置于水平电场中进行热载流子注入处理的时间为30-60s。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述电子传输层的材料选自ZnO、TiO₂、SnO₂、Ta₂O₃、ZrO₂、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种；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。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述发光层的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⁺、Co^{2 +}、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- 2}NH³⁺或NH₃(CH₂)_nNH₃ ²⁺，其中n≥2，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，本申请还提供另一种光电器件，由上述制备方法制备而成的。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述光电器件为顶发射器件，所述顶发射器件远离所述基板的所述阴极或所述阳极为顶电极，所述顶电极的可见光透光率大于等于90％。

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。

本申请的光电器件的制备方法，包括：提供基板，在基板上依次设置阳极、发光层、电子传输层和阴极；或提供基板，在基板上依次设置阴极、电子传输层、发光层和阳极；其中，在设置电子传输层后，对电子传输层进行热载流子注入处理。通过热载流子注入处理使电子传输层出现陷阱电荷，对电子传输层造成可控制的损伤，对电子传输层的载流子迁移造成一定程度的退化，从而一定程度降低光电器件的电子注入，显著提升光电器件的电荷平衡和载流子平衡，同时，避免了热处理对量子点材料性能的损伤，有效地提升了器件的性能和寿命。

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他的附图。

图1是本申请提供的光电器件一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的光电器件另一实施例的结构示意图；

图3a-图3d为本申请提供的光电器件的制备方法一实施例的流程示意图；

图4是本申请实施例中热载流子注入处理一实施例的示意图。

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)。

目前量子点光电器件中电子传输层材料主要使用ZnO纳米晶等无机金属氧化物，空穴传输层主要使用有机高分子材料，这两者的传输性能相差大，电子传输层的电子传输性能大于空穴传输层的空穴传输性能，从而导致电子在空穴传输层/发光层的界面聚集，导致载流子传输不平衡和非辐射复合发生，从而影响器件的性能和稳定性。本申请提供一种光电器件的制备方法，以提高载流子平衡性，提高光电器件的性能和稳定性。

本申请提供的一种光电器件的制备方法，包括提供基板，在基板上依次设置阳极、发光层、电子传输层和阴极；或提供基板，在基板上依次设置阴极、电子传输层、发光层和阳极；其中，对电子传输层进行热载流子注入处理。

参阅图1和图2，图1是本申请提供的光电器件一实施例的结构示意图，图2是本申请提供的光电器件另一实施例的结构示意图。光电器件的制备方法中，在基板10上依次设置阳极20、发光层30、电子传输层40和阴极50，制备得到的正置的光电器件100，参阅图1。而通过在基板10上依次设置阴极50、电子传输层40、发光层30和阳极20，制备得到的为倒置的光电器件100，参阅图2。正置或倒置光电器件的制备步骤中，均对电子传输层进行热载流子注入处理。热载流子注入处理，可以理解为使载流子做定向运动，从而获得较大的动能，成为热载流子。通过热载流子注入处理使电子传输层出现陷阱电荷，对电子传输层造成可控制的损伤，对电子传输层的载流子迁移造成一定程度的退化，从而一定程度降低光电器件的电子注入，显著提升光电器件的电荷平衡和载流子平衡，有效地提升了器件的性能和寿命。同时，本申请中热载流子注入处理，避免使用热处理，避免了由于热处理导致光电器件中热敏性材料被破坏，从而导致光电器件的结构和性能损伤。

在一实施例中，对电子传输层进行热载流子注入处理，可以在设置形成电子传输层之后。比如，通过溶液法设置电子传输材料的溶液，去除溶液后形成电子传输层，对电子传输层进行热载流子注入处理，之后在热载流子注入处理之后的电子传输层上设置其他膜层。

在另一实施例中，对电子传输层进行热载流子注入处理，可以在设置形成电子传输层、以及光电器件的其他膜层之后。比如，在光电器件的阴极和阳极均已形成之后，将光电器件进行处理，以实现对电子传输层的载流子注入处理。

在一实施例中，对电子传输层进行热载流子注入处理，包括：将电子传输层与外部电源电连接，进行通电处理。即通过对电子传输层进行通电，可达到热载流子注入的目的，实现热载流子注入处理。通电驱动电荷和载流子做定向运动，使载流子获得较大的动能，成为热载流子。热载流子在电子传输层中，使电子传输层出现陷阱电荷，对电子传输层造成可控制的损伤，降低电子传输层的电子传输和注入性能，从而减低光电器件发光层中载流子复合区的电子注入，促进光电器件的电荷平衡和载流子平衡，提高光电器件的发光效率、性能和寿命。

在一具体实施例中，将电子传输层与外部电源电连接，具体可以将电子传输层的两端分别与外部电源的正负极连接，从而对电子传输层进行通电处理。

具体的，通电电压可以为12-20V，通电处理的时间可以为20s-60s。合适的通电电压和时间，避免电压过或处理时间过短无法达到热载流子注入的处理程度，甚至并不会降低电子传输层的电子注入和传输性能，反而对电子传输层的性能有提升作用，使光电器件的电荷平衡性更差；而电压过高或处理时间过长，可能对光电器件整体产生负面影响，甚至导致器件失效，在一实施例中，对于在大面积的显示面板中的一个个子像素对应的光电器件中，对于光电器件中一个个独立的电子传输层，可以在基板器件层面，例如通过蚀刻等方式设置引线，引线与所有子像素的电子传输层连接，在对电子传输层进行通电处理的时候，只需要对引出的引线进行通电处理，即可完成对电子传输层的处理，当然如果在大面积的显示面板中的一个个子像素对应的光电器件中，每个器件的电子传输层是共用的，则只需要整个电子传输层引出引线即可，相对较为简单实现。

进一步的，在通电处理时，可以为连续式通电，也为间隔式通电。在一实施例中，在通电处理时，通过间隔通电，比如通电2s，断电10s，然后又通电2s、断电10s，以此规律实现间隔通电。但通电总时间仍然满足在20s-60s的范围内。具体的，每次通电时间可以为1s、2s、5s、7s等，间隔时间可以为3s、5s、8s、10s、15s等。间隔通电处理时，每次通电的时间以及间隔的时间，均可以根据电子传输层的材料、厚度等进行相应的设置，此处不进行限定。间隔通电处理，可以避免持续通电产生一定的焦耳热，可能会使光电器件温度较高，可达到80℃，虽对器件性能能有提升但提升幅度有限。

参阅图3a-图3d，图3a-图3d为本申请提供的光电器件的制备方法一实施例的流程示意图。

步骤1，在基板上依次设置阳极、发光层；或在基板上设置阴极，结合图3a。具体的，结合图1，还可以在基板上依次设置阳极、空穴功能层和发光层。其中，空穴功能层可以为空穴注入层60和/或空穴传输层70。当空穴功能层包括空穴注入层60和空穴传输层70两层时，此步骤为在基板上依次设置阳极、空穴注入层、空穴传输层和发光层。具体的，在基板上设置阴极还可以为：在设置阴极和电子注入层。

步骤2，结合图3b，对基板边缘上已设置的阳极、发光层或已设置的阴极进行去除，以使基板边缘部分暴露。

步骤3，结合图3c，在发光层和基板上设置电子传输层，或者在阴极和基板上设置电子传输层。

本步骤中，在已设置的膜层的最顶层上以及上一步骤中暴露的部分基板上设置电子传输层。设置电子传输层的方式可以通过溶液法或沉积法，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，还需要增设干燥处理工序，以去除溶液。

步骤4、结合图3d，通过基板边缘上设置的电子传输层连接外部电源，进行通电处理。

本步骤中，电子传输层的材料一般为金属氧化物，具有较低的开态电压和较小的电阻。而基板上已设置的其他膜层为半导体材料，在外部电源对电子传输层两端施加电压时，其他膜层的开态电压高于电子传输层，此时其他膜层的电阻较高或未达开态电压，可视为电阻，所以在电子传输层两端通电时，不会对基板上已设置的其他膜层产生影响。而电子传输层中的载流子在电压驱使下产生热载流子效应，实现对电子传输层进行热载流子注入处理。

在步骤4之后还包括在电子传输层上设置阴极；或者在电子传输层上依次设置发光层、阳极。若光电器件还包括其他功能层时，也可以进行相应的设置。

在另一实施例中，对电子传输层进行热载流子注入处理，包括：将设置有电子传输层的基板置于水平电场中进行热载流子注入处理；其中，水平方向为基本平行于基板表面的方向。可以理解的，水平方向为平行于基板表面的方向或者水平方向与基板表面具有较小的夹角，比如夹角小于等于3度的范围，即为基本平行。

参阅图4，图4是本申请实施例中热载流子注入处理一实施例的示意图。将设置有电子传输层40的基板10置于水平电场中，电子传输层40和基板10之间还可以包括其他膜层，比如发光层或者电子注入层。在水平电场中，电子传输层中的载流子沿着电场方向不断漂移，不断加速，可获得很大的动能，从而可成为热载流子，热载流子会使电子传输层出现陷阱电荷，对电子传输层造成可控制的损伤，对电子传输层的载流子迁移造成一定程度的退化，从而一定程度降低光电器件的电子注入，显著提升光电器件的电荷平衡和载流子平衡，有效地提升了器件的性能和寿命。

具体的，水平电场的电场强度可以为32-40kV*m^-1，频率可以在10Hz-20Hz，置于水平电场中进行热载流子注入处理的时间可以为30-60s。

本实施例中，在32-40kV*m^-1的电场强度及10Hz-20Hz的频率下，可以使能量较低的热载流子只在电子传输层中扩散和漂移，其中的部分被电子传输层(金属氧化层)中的陷阱所俘获。当电子传输层中的陷阱密度为N_TT，俘获截面为σ，陷阱电子平均距离为X，俘获形成的栅电流为Ig，可得到其有效陷阱电荷密度为n_T。有效陷阱电荷密度n_T满足公式：

n_T＝N_TT[1-exp(-(1/q)Ig(t)Dt)]X。由此可知，陷阱电荷密度与电子传输层中的陷阱密度成正比，有效电荷密度随时间以指数方式增加，最后趋于饱和。因此在电场处理过程中，保持相对较低的场强与频率，可以只针对电子传输层进行热载流子处理，而不会影响到其余膜层。

在上述实施例中，电子传输层40的材料可以选自ZnO、TiO₂、SnO₂、Ta₂O₃、ZrO₂、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种。

阴极50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20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。

发光层30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选自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；或

发光层30的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)。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^-。

空穴注入层60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的取值可以根据化合物中原子的化合价确定。

空穴传输层70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)、Spiro-NPB、Spiro-TPD、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50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NiO、MoO₃、WO₃、V₂O₅、P型氮化镓、CrO₃、CuO、MoS_x、MoSe_x、WSx、WSe_x以及CuS中的一种或多种。

本申请中，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；还可以是柔性基板，材料为聚酰亚胺。

需要说明的是，本申请中阳极20、空穴注入层60、空穴传输层70、发光层30、电子传输层40和阴极50等均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，由上述制备方法制备而成的。通过通电或电场处理，实现对电子传输层进行热载流子注入处理。通过热载流子注入处理使电子传输层出现陷阱电荷，对电子传输层造成可控制的损伤，对电子传输层的载流子迁移造成一定程度的退化，从而一定程度降低光电器件的电子注入，显著提升光电器件的电荷平衡和载流子平衡，有效地提升了器件的性能和寿命。同时，本申请中热载流子注入处理，避免使用热处理，避免了由于热处理导致光电器件中热敏性材料被破坏，从而导致光电器件的结构和性能损伤。

在一实施例中，参阅图1和图2，光电器件100为顶发射器件，顶发射器件远离基板10的阴极50或阳极20为顶电极，顶电极的可见光透光率大于等于90％，从而提高光电器件的出光率。其中，阴极50和阳极20的材料可以参阅上文中的描述，此处不进行赘述。当顶电极为金属或金属复合电极，顶电极厚度小于等于35nm，从而使得顶电极可见光透光率较大，比如大于等于90％。

可以理解的，光电器件100除上述提到的阳极20、空穴注入层60、空穴传输层70、发光层30、电子传输层40和阴极50等各功能层外，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，比如电子注入层等。可以理解，光电器件100的各层的材料以及厚度可以依据光电器件100的发光需求进行调整。

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。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(VirtualReality，VR)头盔等。

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

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，器件结构参阅图1，制备过程为：

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，形成空穴注入层。

步骤2、在空穴注入层上旋涂TFB(8mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后120℃加热10分钟，得到空穴传输层。

步骤3、在空穴传输层上旋涂CdS量子点(20mg/mL)，转速2000，时间30秒，随后100℃加热5分钟，得到发光层。

步骤4、使用氯苯溶剂将衬底上边缘部分对应的功能层进行擦除，擦除宽度为1cm，随后100℃加热5分钟。在发光层上以及衬底暴露的表面旋涂ZnO(30mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后80℃加热5分钟，得到电子传输层。对擦除位置的ZnO接入电源，并进行20V的恒压驱动，频率为2s/次，重复15次驱动，每次驱动间隔10s，对ZnO电子传输层实现热载流子注入处理。

步骤5、在已进行热载流子注入处理的电子传输层上，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。

步骤6、对器件进行环氧树脂封装，得到正置顶发射器件。

实施例2

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例1的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中，在步骤3中形成的发光层上，直接旋涂ZnO(30mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后80℃加热5分钟，形成电子传输层。将包含电子传输层的器件放置于水平电场中，电场保持在8V的恒定均方根电压，产生32kVm^-1的电场强度，频率为20Hz，持续时间为50s。

实施例3

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例1的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中对擦除位置的ZnO接入电源，并进行8V的恒压驱动。

实施例4

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例1的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中对擦除位置的ZnO接入电源，并进行30V的恒压驱动。

实施例5

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例1的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中对擦除位置的ZnO接入电源，并进行20V的恒压驱动，频率为2s/次，重复5次驱动，每次驱动间隔10s，对ZnO电子传输层实现热载流子注入处理。

实施例6

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例1的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中对擦除位置的ZnO接入电源，并进行20V的恒压驱动，频率为2s/次，重复40次驱动，每次驱动间隔10s，对ZnO电子传输层实现热载流子注入处理。

实施例7

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例2的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中，电场强度为20kVm^-1。

实施例8

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例2的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中，电场强度为50kVm^-1。

实施例9

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例2的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中，将包含电子传输层的器件放置于水平电场中的持续时间为10s。

实施例10

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例2的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中，将包含电子传输层的器件放置于水平电场中的持续时间为80s。

对比例1

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于实施例1的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤4中，在步骤3中形成的发光层上，直接旋涂ZnO(30mg/mL)，转速3000，时间30秒，随后80℃加热5分钟，形成电子传输层。对比例1中不对器件进行热处理。

对比例2

本实施例提供了一种正置顶发射器件及其制备过程，相较于对比例1的正置顶发射器件的制备过程，区别之处仅在于：步骤6中对器件进行环氧树脂封装之后，对器件进行热处理，处理温度为120℃，处理时间为30min。

对实施例1-9以及对比例1中的量子点发光二极管进行性能和寿命测试，测试指标包括最大亮度L(cd/m²)、寿命T95、寿命T95-1K、电流效率C.E(cd/A)和电流效率C.E-1000nit(cd/A)。其中，T95表示器件亮度由100％衰减至95％所用的时间；T95-1K表示当器件在1000nit亮度下，亮度由100％衰减至95％所用时间；C.E-1000nit表示1000nit亮度下器件的电流效率。

测试结果详见下表1。

表1：

由表1可知，实施例1采用通电进行热载流子注入处理，其器件性能、稳定性和寿命较之对比例1和对比例2有明显提升。实施例2采用置于电场进行载流子注入处理，其器件性能、稳定性和寿命较之对比例1和对比例2也有明显提升。

实施例3和实施例4与实施例1采用的热载流子注入处理方法基本相同，仅在于通电电压的不同，分别采用8V和30V和20V。实施例5和实施例6与实施例1采用的热载流子注入处理方法基本相同，仅在于通电处理的时间不同，分别为10s、80s和30s。较小的通电电压(8V)可能会一进步促进电子传输层的电子注入和传输性能，从而导致器件载流子的平衡性更差，对器件的性能和寿命起到负面作用。而30V属于过高的通电电压，通电情况下会使电子传输层结构破坏，从而导致器件结构破坏和失效。处理时间较短(10s)，可能会一进步促进电子传输层的电子注入和传输性能，从而导致器件载流子的平衡性更差，相对于对比例1，亮度和电流效率均有一定幅度增大，寿命呈一定程度减小趋势。而通电处理时间过长，比如80s，可能会对电子传输层的电子传输和注入性能起到正面的作用，从而造成载流子更加不平衡，导致器件性能和寿命比对比例1不进行处理还差。

实施例7和实施例8与实施例2采用的热载流子注入处理方法基本相同，区别在于电场处理的电场强度不同，分别为20kVm^-1、50kVm^-1和32kVm^-1。实施例9和实施例10与实施例2采用的热载流子注入处理方法基本相同，区别在于电场处理的时间不同，分别为10s、80s和50s。电场强度过小，可能无法形成强有效的热载流子注入，对器件的性能和寿命没有明显提升；电场强度过大，对电子传输层的结构和性能造成严重破坏，导致器件结构破坏和失效。电场处理的时间较短，仍然能够提升载流子平衡性，提高器件的性能和寿命。而电场处理的时间过长，比如80s，可能会对电子传输层的电子传输和注入性能起到正面的作用，从而造成载流子更加不平衡，导致器件性能和寿命比对比例1不进行处理还差。

从表1中看出，实施例2中电子传输层经过电场处理(电场强度32kVm^-1，处理时间50s)的器件，相较于实施例1中电子传输层经过通电处理(通电电压20V，通电时间30s)的器件，其性能器件性能、稳定性和寿命都更好。

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 (10)

1.一种光电器件的制备方法，其特征在于，包括：

提供基板，在所述基板上依次设置阳极、发光层、电子传输层和阴极；或

提供基板，在所述基板上依次设置阴极、电子传输层、发光层和阳极；

其中，对所述电子传输层进行热载流子注入处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述电子传输层进行热载流子注入处理，包括：

将所述电子传输层与外部电源电连接，进行通电处理。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述通电处理的时间为20s-60s，所述通电处理的电压为12-20V。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述电子传输层进行热载流子注入处理，包括：

将设置有所述电子传输层的基板置于水平电场中进行处理；其中，所述水平方向为基本平行于所述基板表面的方向。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

所述水平电场的电场强度为32-40kV*m^-1，所述置于水平电场中进行热载流子注入处理的时间为30-60s。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电子传输层的材料选自ZnO、TiO₂、SnO₂、Ta₂O₃、ZrO₂、NiO、TiLiO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO中的一种或多种；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。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述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选自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；或

所述发光层的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≥2，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。

8.一种光电器件，其特征在于，由权利要求1-7任一项的制备方法制备而成的。

9.根据权利要求8所述的光电器件，其特征在于，所述光电器件为顶发射器件，所述顶发射器件远离所述基板的所述阴极或所述阳极为顶电极，所述顶电极的可见光透光率大于等于90％。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的光电器件。