CN117222244A - 复合材料、薄膜、发光器件与显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种复合材料、薄膜、发光器件与显示装置,所述复合材料包括第一化合物和第二化合物,第一化合物为空穴传输材料或空穴注入材料,第二化合物为卤氧化铋;所述薄膜的材料包括所述复合材料,所述发光器件包括空穴功能层,空穴功能层的材料包括所述复合材料或所述薄膜,从而提高了发光器件的空穴传输能力,有效促进发光器件的电子‑空穴传输平衡,改善了发光器件因亮度增加而引起的电流效率滚降问题;将所述发光器件应用于显示装置中,有利于提高显示装置的显示效果和延长显示装置的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及光电技术领域,具体涉及一种复合材料、薄膜、发光器件与显示装置。
背景技术
量子点(Quantum dos,QDs)又称半导体纳米晶,其具有独特的荧光纳米效应,量子点的发光波长可通过改变自身尺寸和成分组成进行调控,具有荧光效率高、色纯度高、灵敏度高等优点,在光伏发电、光电显示、生物探针等技术领域具有广泛的应用前景。在光电显示技术领域,量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diode,QLED)是基于量子点作为发光材料的发光器件,由于量子点是一种典型的无机物,具有良好的稳定性,所以量子点能够弥补有机发光材料易老化、易腐蚀的缺陷,从而有利于提高发光器件的工作寿命,因此,基于QLED的发光显示技术是当前最具潜力的新型显示技术。
QLED通常为“三明治”结构,即包括阳极、阴极以及发光层,其中,阳极与阴极相对设置,发光层设置于阳极与阴极之间。发光器件的发光原理是:电子从器件的阴极注入至量子点发光区,空穴从器件的阳极注入至量子点发光区,电子和空穴在量子点发光区复合形成激子,复合后的激子通过辐射跃迁的形式释放光子,从而发光。尽管QLED研究发展了二十多年,性能指标方面取得了巨大的进步,也展现了巨大的应用发展潜力,但是目前仍存在不足之处,例如QLED存在载流子注入不平衡的问题,原因在于空穴注入水平远低于电子注入水平,即便在QLED的阳极与发光层之间增设空穴功能层,由于现有的空穴功能材料空穴迁移率不高,所以对空穴注入水平的提升程度有限,从而对QLED的电流效率造成不利影响,尤其是QLED在高亮度下会出现电流效率滚降的现象。
发明内容
本申请提供了一种复合材料、薄膜、发光器件与显示装置,以改善材料的导电性能。
本申请的技术方案如下:
第一方面,本申请提供了一种复合材料,所述复合材料包括第一化合物和第二化合物,其中,所述第一化合物为空穴传输材料或空穴注入材料,所述第二化合物为卤氧化铋。
可选地,按照质量百分比计算,所述复合材料包括:90%至97%的所述第一化合物,以及3%至10%的所述第二化合物。
可选地,所述复合材料由所述第一化合物和所述第二化合物组成。
可选地,所述第二化合物选自氯氧化铋、溴氧化铋、氟氧化铋或碘氧化铋中的至少一种。
可选地,所述空穴传输材料选自NiOx、WO3、MoO3、CuO、聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、3-己基取代聚噻吩、聚(9-乙烯咔唑)、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、聚(N,N'-二(4-丁基苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯二胺-CO-9,9-二辛基芴)、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'-二胺或N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺的至少一种;
和/或,所述空穴注入材料选自聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、酞菁铜、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲、CrOx、MoSx、MoSex、WSx、WSex或CuS中的至少一种。
第二方面,本申请提供了一种薄膜,所述薄膜的材料包括第一方面中任意一种所述的复合材料。
第三方面,本申请提供了一种发光器件,所述发光器件包括:
阳极;
阴极,与所述阳极相对设置;
发光层,设置于所述阳极与所述阴极之间;以及
空穴功能层,设置于所述阳极与所述发光层之间;
其中,所述空穴功能层的材料包括如第一方面中任意一种所述的复合材料或第二方面中所述的薄膜。
可选地,所述空穴功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层,当所述空穴功能层包括空穴注入层和空穴传输层时,所述空穴注入层靠近所述阳极,所述空穴传输层靠近所述发光层;
其中,所述空穴注入层的材料为如第一方面中任意一种所述的复合材料或第二方面中所述的薄膜,对应所述第一化合物为空穴注入材料;和/或,所述空穴传输层的材料为如第一方面中任意一种所述的复合材料或第二方面中所述的薄膜,对应所述第一化合物为空穴传输材料。
可选地,所述发光层的材料选自量子点,所述量子点选自单一组分量子点、核壳结构量子点、无机钙钛矿量子点或有机-无机杂化钙钛矿量子点的至少一种;
当所述量子点选自单一组分量子点或核壳结构量子点时,所述单一组分量子点的材料、所述核壳结构量子点的核的材料以及所述核壳结构量子点的壳的材料彼此独立地选自II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物或I-III-VI族化合物中的至少一种,其中,所述II-VI族化合物选自CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs或InAlPSb中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe或SnPbSTe中的至少一种,所述I-III-VI族化合物选自CuInS2、CuInSe2或AgInS2中的至少一种;
和/或,所述阳极和所述阴极的材料彼此独立地选自金属、碳材料或金属氧化物中的至少一种,所述金属选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca或Mg中的至少一种,所述碳材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯或碳纤维中的至少一种,所述金属氧化物选自氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、氧化锡锑、铝掺杂的氧化锌、镓掺杂的氧化锌、铟掺杂的氧化锌或镁掺杂的氧化锌中的至少一种。
可选地,所述发光层的材料和所述空穴功能层中所述第二化合物为下述任意一种情况:
(1)所述发光层的材料为红色量子点,所述第二化合物为碘氧化铋;
(2)所述发光层的材料为绿色量子点,所述第二化合物为溴氧化铋;
(3)所述发光层的材料为蓝色量子点,所述第二化合物为氯氧化铋;
(4)所述发光层包括彼此独立的红色发光单元和绿色发光单元,所述第二化合物为碘氧化铋和溴氧化铋的混合物;
(5)所述发光层包括彼此独立的红色发光单元和蓝色发光单元,所述第二化合物为碘氧化铋和氯氧化铋的混合物;
(6)所述发光层包括彼此独立的绿色发光单元和蓝色发光单元,所述第二化合物为溴氧化铋和氯氧化铋的混合物;
(7)所述发光层包括彼此独立的红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元,所述第二化合物为碘氧化铋、溴氧化铋和氯氧化铋的混合物;
其中,所述红色发光单元的材料为红色量子点,所述绿色发光单元的材料为绿色量子点,所述蓝色发光单元的材料为蓝色量子点。
可选地,所述发光器件还包括:电子功能层,设置于所述发光层与所述阴极之间;
所述电子功能层包括电子注入层和/或电子传输层,当所述电子功能层包括电子传输层和电子注入层时,所述电子传输层靠近所述发光层,且所述电子注入层靠近所述阴极。
可选地,所述电子传输层的材料包括纳米金属氧化物,所述纳米金属氧化物选自ZnO、TiO2、SnO2、BaO、Ta2O3、ZrO2、TiLiO、ZnGaO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO、AlZnO、ZnOCl、ZnOF或ZnMgLiO中的至少一种;
和/或,所述纳米金属氧化物的粒径为2nm至15nm;
和/或,所述电子注入层的材料包括碱金属卤化物、碱金属有机络合物或有机膦化合物中的至少一种,碱金属卤化物包括但不限于是氟化锂,碱金属有机络合物包括但不限于是8-羟基喹啉锂,有机膦化合物包括但不限于是有机氧化磷、有机硫代膦化合物或有机硒代膦化合物中的至少一种。
第四方面,本申请提供了一种显示装置,所述显示装置包括如第二方面中任意一种所述的发光器件。
本申请提供了一种复合材料、薄膜、发光器件与显示装置,具有如下技术效果:
所述复合材料包括第一化合物和第二化合物,第一化合物为空穴传输材料或空穴注入材料,第二化合物为卤氧化铋,复合材料能够在特定波段吸收光子,并光生空穴以及光生电子,并且基于卤氧化铋的层状结构和间接跃迁模式,光生空穴和光生电子发生复合的几率大大降低,使得复合材料具有理想的导电性能。
对于材料包括所述复合材料的薄膜,所述薄膜能够在特定波段吸收光子,并光生空穴以及光生电子,基于卤氧化铋的层状结构和间接跃迁模式,光生电子和光生空穴在薄膜的复合几率大大降低,使得薄膜具有较高的空穴浓度,即薄膜具有理想的空穴传输能力,所述薄膜能够用于制备半导体器件的空穴功能层,半导体器件包括但不限于是发光器件、太阳能电池或光催化检测器。
所述发光器件包括空穴功能层,空穴功能层的材料包括所述复合材料或所述薄膜,使得空穴功能层能够在特定可见光波段发生光吸收现象,并释放光生空穴和光生电子,一方面,光生空穴使得空穴功能层中具备更高密度的空穴,有效提升发光器件的空穴迁移率;另一方面,空穴功能层存在一定的光生电子累积效应,从而提升空穴功能层对电子注入的排斥能力,具有抑制电子注入的作用,从而有效促进发光器件的电子-空穴传输平衡,进而提高发光器件的光电性能,有效改善发光器件因亮度增加而引起的电流效率滚降问题。
将本申请的发光器件应用于显示装置中,有利于提高显示装置的显示效果和延长显示装置的使用寿命。
附图说明
下面结合附图,通过对本申请的具体实施方式详细描述,将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例中提供的第一种发光器件的结构示意图。
图2为本申请实施例中提供的第二种发光器件的结构示意图。
图3为本申请实施例中提供的第三种发光器件的结构示意图。
图4为本申请实施例中提供的第四种发光器件的结构示意图。
图5为实验例中实施例1和对比例1中发光器件的电流效率-电流密度特性曲线图。
图6为实验例中实施例9和对比例2中发光器件的电流效率-电流密度特性曲线图。
图7为实验例中实施例10和对比例3中发光器件的电流效率-电流密度特性曲线图。
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。
除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用,但不能限制本申请的内容。
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。另外,在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。本申请的各个实施例可以以一个范围的型式存在;应当理解,以一范围型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,以及所数范围内的单一数字,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)。
本申请实施例提供了一种复合材料,所述复合材料包括第一化合物和第二化合物,其中,第一化合物为空穴传输材料或空穴注入材料,第二化合物为卤氧化铋。
如本申请所用,“空穴传输材料”是指能够用于制备半导体器件中空穴传输层的材料,具有较高的空穴迁移率。在本申请的一些实施例中,空穴传输材料选自NiOx、WO3、MoO3、CuO、聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)(简称为TFB,CAS号为220797-16-0)、3-己基取代聚噻吩(CAS号为104934-50-1)、聚(9-乙烯咔唑)(简称为PVK,CAS号为25067-59-8)、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺](简称为Poly-TPD,CAS号为472960-35-3)、聚(N,N'-二(4-丁基苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯二胺-CO-9,9-二辛基芴)(简称为PFB,CAS号为223569-28-6)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称为TCTA,CAS号为139092-78-7)、4,4'-二(9-咔唑)联苯(简称为CBP,CAS号为58328-31-7)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(简称TPD,CAS号为65181-78-4)或N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(简称NPB,CAS号为123847-85-8)中的至少一种。
如本申请所用,“空穴注入材料”是指能够用于制备半导体器件中空穴注入层的材料,用于辅助空穴从阳极注入至发光层的一类材料。在本申请的一些实施例中,空穴注入材料选自CrOx、MoSx、MoSex、WSx、WSex、CuS、聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(CAS号为155090-83-8)、酞菁铜(简称为CuPc,CAS号为147-14-8)、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌(简称为F4-TCNQ,CAS号为29261-33-4)或2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(简称为HATCN,CAS号为105598-27-4)中的至少一种。
如本申请所用,“卤氧化铋”是指通式为BiOX的一类三元氧化物半导体化合物,X选自卤素,X例如选自氟、氯、溴或碘,具有层状结构和间接跃迁模式。在本申请的一些实施例中,第二化合物选自氯氧化铋、溴氧化铋、氟氧化铋或碘氧化铋中的至少一种。
本申请实施例的复合材料含有卤氧化铋,能够在特定波段吸收光子,并光生空穴以及光生电子,例如:当卤氧化铋包括氯氧化铋时,复合材料能够在蓝光波段发生光吸收现象;当卤氧化铋包括溴氧化铋时,复合材料能够在绿光波段发生光吸收现象;当卤氧化铋包括碘氧化铋时,复合材料能够在红光波段发生光吸收现象,所述能够应用于制备空穴功能层,有效提升空穴功能层的空穴迁移率。
在本申请的一些实施例中,按照质量百分比计算,复合材料包括:90%至97%的第一化合物,以及3%至10%的第二化合物,以确保薄膜具有理想的空穴注入性能或空穴传输性能,并使薄膜应用于半导体器件中时最有利于提升半导体器件的综合性能。在薄膜中,第一化合物的质量百分比例如可以是90%至91%、91%至92%、92%至93%、93%至94%、94%至95%、95%至96%、或者96%至97%,第二化合物的质量比例如可以是3%至4%、4%至5%、5%至6%、6%至7%、7%至8%、8%至9%、或者9%至10%。在本申请的一个实施例中,第一化合物的质量百分比为90%,第二化合物的质量百分比为10%。在本申请的另一个实施例中,第一化合物的质量百分比为97%,第二化合物的质量百分比为3%。在本申请的另一个实施例中,第一化合物的质量百分比为95%,第二化合物的质量百分比为5%。
本申请实施例还提供了一种薄膜,所述薄膜的材料包括上述任意一种复合材料,由于薄膜包含卤氧化铋,所以薄膜能够在特定波段吸收光子,并光生空穴以及光生电子,例如:当卤氧化铋包括氯氧化铋时,薄膜能够在蓝光波段发生光吸收现象;当卤氧化铋包括溴氧化铋时,薄膜能够在绿光波段发生光吸收现象;当卤氧化铋包括碘氧化铋时,薄膜能够在红光波段发生光吸收现象,基于卤氧化铋的层状结构和间接跃迁模式,光生电子和光生空穴在薄膜的复合几率大大降低,使得薄膜具有较高的空穴浓度,即薄膜具有理想的空穴传输能力,所述薄膜能够用于制备半导体器件的空穴功能层,半导体器件包括但不限于是发光器件、太阳能电池或光催化检测器。
需要说明的是,可以采用溶液法制备薄膜,例如,薄膜的制备方法包括步骤:提供基板,在基板的一侧施加包含第一化合物和第二化合物的溶液,干燥处理获得薄膜。其中,“施加”的方式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。“干燥处理”包括所有能使湿膜获得更高能量而转变为干膜的工序,包括但不限于是热处理或真空干燥处理,热处理可以是恒温式热处理,热处理也可以是非恒温式热处理(例如温度呈梯度式变化)。当第二化合物包含多种卤氧化铋时,可以将第一化合物和多种卤氧化铋同时或按照特定顺序分散于同一种溶剂中,以制得包含第一化合物和第二化合物的溶液,其中,所述溶剂例如选自氯苯、甲苯,二甲苯、环己基苯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、氯萘、邻苯二甲酸酐或溴苯中的至少一种。
本申请实施例还提供了一种发光器件,如图1所示,如图1所示,发光器件1包括阳极11、阴极12、发光层13以及空穴功能层14,其中,阳极11与阴极12相对设置,发光层13设置于阳极11与阴极12之间,空穴功能层14设置于阳极11与发光层13之间,其中,空穴功能层14的材料包括本申请实施例中任意一种所述的复合材料或薄膜。
在本申请实施例的发光器件中,作为空穴功能层材料之一的复合材料或薄膜中含有卤氧化铋,使得空穴功能层能够在特定可见光波段发生光吸收现象,并释放光生载流子,例如:当卤氧化铋包括氯氧化铋时,空穴功能层能够在蓝光波段发生光吸收现象;当卤氧化铋包括溴氧化铋时,空穴功能层能够在绿光波段发生光吸收现象;当卤氧化铋包括碘氧化铋时,空穴功能层能够在红光波段发生光吸收现象。由于卤氧化铋的层状结构和间接跃迁模式,所以光生电子和光生空穴在空穴功能层的复合几率大大降低。因此,一方面,光生空穴使得空穴功能层中具备更高密度的空穴,有效提升发光器件的空穴迁移率;另一方面,空穴功能层存在一定的光生电子累积效应,从而提升空穴功能层对电子注入的排斥能力,具有抑制电子注入的作用,从而有效促进发光器件的电子-空穴传输平衡,进而提高发光器件的光电性能。随着发光器件的发光亮度增强,空穴功能层中卤氧化铋的光吸收量随之增大,空穴功能层的空穴传输能力随之提高,进而改善发光器件因亮度增加而引起的电流效率滚降问题。
在本申请实施例的发光器件中,阳极11、阴极12以及发光层13的材料可以是本领域常见的材料,例如:
阳极11和阴极12的材料彼此独立地选自金属、碳材料或金属氧化物中的至少一种,金属选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca或Mg中的至少一种;碳材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯或碳纤维中的至少一种;金属氧化物可以是掺杂或非掺杂金属氧化物,例如选自氧化铟锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、氧化锡锑(ATO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、镓掺杂的氧化锌(GZO)、铟掺杂的氧化锌(IZO)或镁掺杂的氧化锌(MZO)中的至少一种。阳极11或阴极12也可以选自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或TiO2/Al/TiO2中的至少一种。阳极11的厚度例如可以是40nm至200nm,阴极12的厚度例如可以是20nm至200nm。
发光层13的材料选自量子点,发光层13的厚度例如可以是10nm至50nm。量子点包括但不限于是红色量子点、绿色量子点或蓝色量子点中的至少一种,并且量子点包括但不限于是单一组分量子点、核壳结构量子点、无机钙钛矿量子点或有机-无机杂化钙钛矿量子点的至少一种,量子点的平均粒径例如可以是5nm至10nm,量子点的平均粒径示例为5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm。
对于单一组分量子点和核壳结构量子点,单一组分量子点的材料、核壳结构量子点的核的材料或核壳结构量子点的壳的材料包括但不限于是II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物或I-III-VI族化合物中的至少一种,其中,所述II-VI族化合物选自CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs或InAlPSb中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe或SnPbSTe中的至少一种,所述I-III-VI族化合物选自CuInS2、CuInSe2或AgInS2中的至少一种。
对于无机钙钛矿量子点,无机钙钛矿量子点的结构通式为AMX3,其中A为Cs+离子,M为二价金属阳离子,M包括但不限于是Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+或Eu2+,X为卤素阴离子,包括但不限于Cl-、Br-或I-。
对于有机-无机杂化钙钛矿量子点,有机-无机杂化钙钛矿量子点的结构通式为BMX3,其中B为有机胺阳离子,包括但不限于是CH3(CH2)n-2NH3+(n≥2)或NH3(CH2)nNH3 2+(n≥2),M为二价金属阳离子,M包括但不限于是Pb2+、Sn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Cr2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Ge2+、Yb2+或Eu2+,X为卤素阴离子,包括但不限于Cl-、Br-或I-。
可以理解的是,当发光层的材料包括量子点时,发光层的材料还包括连接于量子点表面的配体,配体包括但不限于是胺类配体、羧酸类配体、硫醇类配体、(氧)膦配体、磷脂、软磷脂或聚乙烯基吡啶中的至少一种,胺类配体例如选自油胺、正丁胺、正辛胺、八胺、1,2-乙二胺或十八胺中的至少一种,羧酸类配体例如选自油酸、乙酸、丁酸、戊酸、己酸、花生酸、十酸、十一烯酸、十四酸或硬脂酸中的至少一种,硫醇类配体例如选自乙硫醇、丙硫醇、巯基乙醇、苯硫醇、辛硫醇、八烷基硫醇、十二烷基硫醇或十八烷基硫醇中的至少一种,(氧)膦配体选自三辛基膦或三辛基氧膦中的至少一种。
在本申请实施例中,空穴功能层14可以是单层结构,也可以是叠层结构。例如,空穴功能层14为空穴传输层,则空穴功能层14的材料为所述薄膜,对应所述薄膜中第一化合物为空穴传输材料,第二化合物为卤氧化铋。又如,空穴功能层14为空穴注入层,则空穴功能层14的材料为所述薄膜,对应所述薄膜中第一化合物为空穴注入材料,第二化合物为为卤氧化铋。又如,空穴功能层14包括层叠设置的空穴注入层和空穴传输层,空穴注入层靠近阳极11,空穴传输层靠近发光层13,空穴注入层的材料和/或空穴传输层的材料为所述薄膜,其中,当空穴注入层的材料为所述薄膜时,对应薄膜中第一化合物为空穴注入材料;当空穴传输层的材料为所述薄膜时,对应薄膜中第一化合物为空穴传输材料。空穴功能层14的厚度例如可以是10nm至100nm,空穴注入层的厚度例如可以是10nm至60nm,空穴传输层的厚度例如可以是10nm至60nm。
在本申请的一些实施例中,发光层的材料和空穴功能层中第二化合物为下述任意一种情况:
(1)发光层的材料为红色量子点,第二化合物为碘氧化铋;
(2)发光层的材料为绿色量子点,第二化合物为溴氧化铋;
(3)发光层的材料为蓝色量子点,第二化合物为氯氧化铋;
(4)发光层包括彼此独立的红色发光单元和绿色发光单元,第二化合物为碘氧化铋和溴氧化铋的混合物;
(5)发光层包括彼此独立的红色发光单元和蓝色发光单元,第二化合物为碘氧化铋和氯氧化铋的混合物;
(6)发光层包括彼此独立的绿色发光单元和蓝色发光单元,第二化合物为溴氧化铋和氯氧化铋的混合物;
(7)发光层包括彼此独立的红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元,第二化合物为碘氧化铋、溴氧化铋和氯氧化铋的混合物;
其中,所述红色发光单元的材料为红色量子点,所述绿色发光单元的材料为绿色量子点,所述蓝色发光单元的材料为蓝色量子点。
为了进一步地提升发光器件的综合性能,在本申请的一些实施例中,如图2所示,发光器件1还包括:电子功能层15,设置于阴极12与发光层13之间。电子功能层15包括电子传输层和/或电子注入层,当电子功能层15包括层叠设置的电子传输层和电子注入层时,电子传输层靠近发光层,电子注入层靠近阴极。
电子传输层的厚度例如可以是10nm至100nm。电子传输层的材料包括但不限于是纳米金属氧化物,纳米金属氧化物可以是未掺杂的纳米金属氧化物,也可以是掺杂的纳米金属氧化物,纳米金属氧化物的粒径例如可以是2nm至15nm。在本申请的一些实施例中,纳米金属氧化物选自ZnO、TiO2、SnO2、BaO、Ta2O3、ZrO2、TiLiO、ZnGaO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO、AlZnO、ZnOCl或ZnOF中的至少一种,需要说明的是,对于掺杂的纳米金属氧化物,提供的化学式仅示明了元素组成,并未示明各个元素的含量,例如:ZnMgO仅表示由Zn、Mg和O三种元素组成。
电子注入层的厚度例如可以是10nm至100nm。电子注入层的材料包括但不限于是碱金属卤化物、碱金属有机络合物或有机膦化合物中的至少一种,碱金属卤化物包括但不限于是LiF,碱金属有机络合物包括但不限于是8-羟基喹啉锂,有机膦化合物包括但不限于是有机氧化磷、有机硫代膦化合物或有机硒代膦化合物中的至少一种。
需要说明的是,除了空穴功能层中的所述薄膜(溶液法制备),发光器件中其他各个膜层的制备方法包括但不限于是溶液法和沉积法,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。当采用溶液法制备膜层时,需增设干燥处理工序,以使湿膜转变为干膜。
可以理解的是,发光器件的制备方法还可以包括其他步骤,例如:在制备完成发光器件的各个层之后,需对发光器件进行封装处理。
本申请实施例还提供了一种显示装置,所述显示装置包括本申请实施例中任意一种所述的发光器件。所述显示装置可以是任何具有显示功能的电子产品,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、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发光器件及其制备方法,所述发光器件为正置型结构的量子点发光二极管,如图3所示,在由下至上的方向上,发光器件1包括依次层叠设置的衬底10、阳极11、空穴功能层14、发光层13、电子功能层15以及阴极12,其中,空穴功能层14由层叠设置的空穴注入层141和空穴传输层142组成,空穴注入层141靠近阳极11,空穴传输层142靠近发光层13,电子功能层15为电子传输层。
发光器件1中各个层的材料与厚度如下:
衬底10的材料为玻璃,衬底10的厚度为2mm;
阳极11的材料为ITO,阳极11的厚度为120nm;
阴极12的材料为Ag,阴极12的厚度为60nm;
发光层13的材料为CdSeS/ZnS蓝色量子点,CdSeS/ZnS蓝色量子点的表面连接有辛硫醇配体,每1mg的CdSeS/ZnS蓝色量子点对应连接有0.2mmol的辛硫醇配体,发光层13的厚度为70nm;
电子功能层15的材料为纳米ZnO(粒径分布为2nm至5nm),电子功能层15的厚度为50nm;
空穴注入层141的材料为PEDOT:PSS,PEDOT和PSS的摩尔比为1:1,空穴注入层141的厚度为80nm;
空穴传输层142的材料为复合材料,按照质量百分比计算,复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成,空穴传输层142的厚度为70nm。
本实施例中发光器件的制备方法包括如下步骤:
S1.1、提供衬底,在衬底的一侧溅射ITO以获得ITO层,用棉签蘸取少量肥皂水擦拭ITO层表面以去除表面肉眼可见的杂质,然后将包括ITO的衬底依次采用去离子水超声清洗15min、丙酮超声清洗15min、乙醇超声清洗15min以及异丙醇超声清洗15min,烘干后采用紫外-臭氧表面处理15min,获得包括阳极的衬底;
S1.2、在常温常压的大气环境下,在步骤S1.1的阳极远离衬底的一侧旋涂PEDOT:PSS水溶液,然后置于150℃下恒温热处理30min,获得空穴注入层;
S1.3、将TFB和氯氧化铋同时分散于氯苯中以制得TFB-氯氧化铋-氯苯溶液,TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为19:1,在常温常压的氮气环境下,在步骤S1.2的空穴注入层远离阳极的一侧旋涂TFB-氯氧化铋-氯苯溶液,然后置于150℃下恒温热处理30min,获得空穴传输层;
S1.4、在常温常压的氮气环境下,在步骤S1.3的空穴传输层远离空穴注入层的一侧喷墨打印浓度为30mg/mL的CdSeS/ZnS蓝色量子点-正辛烷溶液,然后置于10-7Pa下真空干燥30min,获得发光层;
S1.5、在常温常压的氮气环境下,在步骤S1.4的发光层远离空穴传输层的一侧喷墨打印浓度为30mg/mL的纳米ZnO-乙醇溶液,然后置于80℃下恒温热处理30min,获得电子功能层;
S1.6、在气压为4×10-6mbar的真空环境下,在步骤S1.5的电子功能层远离发光层的一侧蒸镀Ag,获得阴极,然后采用紫外固化胶封装,获得发光器件。
实施例2
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中“复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成”替换为“复合材料由97%的TFB和3%的氯氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3中“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为19:1”替换为“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为97:3”。
实施例3
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中“复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成”替换为“复合材料由90%的TFB和10%的氯氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3中“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为19:1”替换为“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为90:1”。
实施例4
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中“复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成”替换为“复合材料由99%的TFB和1%的氯氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3中“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为19:1”替换为“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为99:1”。
实施例5
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中“复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成”替换为“复合材料由88%的TFB和12%的氯氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3中“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为19:1”替换为“TFB-氯氧化铋-氯苯溶液中TFB:氯氧化铋的质量比为22:3”。
实施例6
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中空穴注入层141的材料由“PEDOT:PSS”替换为“由95%(质量百分比)PEDOT:PSS和5%(质量百分比)的氯氧化铋组成的复合材料”,并将空穴传输层142的材料由“复合材料”替换为“TFB”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“将氯氧化铋分散于PEDOT:PSS水溶液中以制得氯氧化铋-PEDOT:PSS水溶液,在步骤S1.1的阳极远离衬底的一侧旋涂氯氧化铋-PEDOT:PSS水溶液,然后置于150℃下恒温热处理30min,获得空穴注入层”,并将步骤S1.4替换为“在常温常压的氮气环境下,在步骤S1.2的空穴注入层远离阳极的一侧旋涂TFB-氯苯溶液,然后置于150℃下恒温热处理30min,获得空穴传输层”。
实施例7
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中空穴注入层141的材料由“PEDOT:PSS”替换为“由95%(质量百分比)PEDOT:PSS和5%(质量百分比)的氯氧化铋组成的复合材料”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“将氯氧化铋分散于PEDOT:PSS水溶液中以制得氯氧化铋-PEDOT:PSS水溶液,在步骤S1.1的阳极远离衬底的一侧旋涂氯氧化铋-PEDOT:PSS水溶液,然后置于150℃下恒温热处理30min,获得空穴注入层”。
实施例8
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中“复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成”替换为“复合材料由95%的NiO和5%的氯氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“将NiO和氯氧化铋同时分散于氯苯中以制得NiO-氯氧化铋-氯苯溶液,NiO-氯氧化铋-氯苯溶液中NiO:氯氧化铋的质量比为19:1,在常温常压的氮气环境下,在步骤S1.2的空穴注入层远离阳极的一侧旋涂NiO-氯氧化铋-氯苯溶液,然后置于150℃下恒温热处理30min,获得空穴传输层”。
实施例9
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中发光层13的材料由“CdSeS/ZnS蓝色量子点”替换为“CdSeS/ZnS绿色量子点”,并将实施例1中“复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成”替换为“复合材料由95%的TFB和5%的溴氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3中涉及的“氯氧化铋”全部替换为“溴氧化铋”,并将步骤S1.4中“30mg/mL的CdSeS/ZnS蓝色量子点-正辛烷溶液”替换为“30mg/mL的CdSeS/ZnS绿色量子点-正辛烷溶液”。
实施例10
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中发光层13的材料由“CdSeS/ZnS蓝色量子点”替换为“CdSeS/ZnS红色量子点”,并将实施例1中“复合材料由95%的TFB和5%的氯氧化铋组成”替换为“复合材料由95%的TFB和5%的碘氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3中涉及的“氯氧化铋”全部替换为“碘氧化铋”,并将步骤S1.4中“30mg/mL的CdSeS/ZnS蓝色量子点-正辛烷溶液”替换为“30mg/mL的CdSeS/ZnS红色量子点-正辛烷溶液”。
实施例11
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本实施例的发光器件的区别之处仅在于:(1)将实施例1中发光层的结构组成替换为“如图4所示,发光层13包括彼此独立的红色发光单元131、绿色发光单元132和蓝色发光单元133,其中,红色发光单元131的材料为CdSeS/ZnS红色量子点,绿色发光单元132的材料为CdSeS/ZnS绿色量子点,蓝色发光单元133的材料为CdSeS/ZnS蓝色量子点,每种量子点的表面连接有辛硫醇配体,每1mg的单种量子点对应连接有0.2mmol的辛硫醇配体,发光层13的厚度为70nm”;(2)将实施例1中空穴传输层的材料替换为“空穴传输层的材料为复合材料,按照质量百分比计算,复合材料由91%的TFB、3%的氯氧化铋、3%的溴氧化铋和3%的碘氧化铋组成”。
相较于实施例1中发光器件的制备方法,本实施例的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“将TFB、氯氧化铋、溴氧化铋和碘氧化铋同时分散于氯苯中以制得空穴传输材料溶液,空穴传输材料溶液中TFB:氯氧化铋:溴氧化铋:碘氧化铋的质量比为91:3:3:3,在常温常压的氮气环境下,在步骤S1.2的空穴注入层远离阳极的一侧旋涂空穴传输材料溶液,然后置于150℃下恒温热处理30min,获得空穴传输层”,并将步骤S1.4替换为“在步骤S1.3的空穴传输层远离空穴注入层的一侧预定义红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元的位置,在常温常压的氮气环境下,在预定义的红色发光单元的位置处喷墨打印浓度为30mg/mL的CdSeS/ZnS红色量子点-正辛烷溶液,在预定义的绿色发光单元的位置处喷墨打印浓度为30mg/mL的CdSeS/ZnS绿色量子点-正辛烷溶液,在预定义的蓝色发光单元的位置处喷墨打印浓度为30mg/mL的CdSeS/ZnS蓝色量子点-正辛烷溶液,然后置于10-7Pa下真空干燥30min,获得发光层”。
对比例1
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本对比例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中空穴传输层的材料替换为“TFB”。
相较于实施例1的制备方法,本对比例的制备方法区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“在常温常压的氮气环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂浓度为30mg/mL的TFB-氯苯溶液,然后置于150℃恒温热处理30min,获得空穴传输层”。
对比例2
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本对比例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中空穴传输层的材料替换为“TFB”,并将实施例1中发光层13的材料由“CdSeS/ZnS蓝色量子点”替换为“CdSeS/ZnS绿色量子点”。
相较于实施例1的制备方法,本对比例的制备方法区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“在常温常压的氮气环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂浓度为30mg/mL的TFB-氯苯溶液,然后置于150℃恒温热处理30min,获得空穴传输层”,并将步骤S1.4中“30mg/mL的CdSeS/ZnS蓝色量子点-正辛烷溶液”替换为“30mg/mL的CdSeS/ZnS绿色量子点-正辛烷溶液”。
对比例3
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本对比例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中空穴传输层的材料替换为“TFB”,并将实施例1中发光层13的材料由“CdSeS/ZnS蓝色量子点”替换为“CdSeS/ZnS红色量子点”。
相较于实施例1的制备方法,本对比例的制备方法区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“在常温常压的氮气环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂浓度为30mg/mL的TFB-氯苯溶液,然后置于150℃恒温热处理30min,获得空穴传输层”,并将步骤S1.4中“30mg/mL的CdSeS/ZnS蓝色量子点-正辛烷溶液”替换为“30mg/mL的CdSeS/ZnS红色量子点-正辛烷溶液”。
对比例4
本实施例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例1的发光器件,本对比例的发光器件的区别之处仅在于:将实施例1中空穴传输层的材料替换为“TFB”,并将实施例1中发光层的结构组成替换为“如图4所示,发光层13包括彼此独立的红色发光单元131、绿色发光单元132和蓝色发光单元133,其中,红色发光单元131的材料为CdSeS/ZnS红色量子点,绿色发光单元132的材料为CdSeS/ZnS绿色量子点,蓝色发光单元133的材料为CdSeS/ZnS蓝色量子点,每种量子点的表面连接有辛硫醇配体,每1mg的单种量子点对应连接有0.2mmol的辛硫醇配体,发光层13的厚度为70nm”,发光层的结构组成与实施例11保持一致。
相较于实施例1的制备方法,本对比例的制备方法区别之处仅在于:将步骤S1.3替换为“在常温常压的氮气环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂浓度为30mg/mL的TFB-氯苯溶液,然后置于150℃恒温热处理30min,获得空穴传输层”,并将步骤S1.4替换为“在步骤S1.3的空穴传输层远离空穴注入层的一侧预定义红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元的位置,在常温常压的氮气环境下,在预定义的红色发光单元的位置处喷墨打印浓度为30mg/mL的CdSeS/ZnS红色量子点-正辛烷溶液,在预定义的绿色发光单元的位置处喷墨打印浓度为30mg/mL的CdSeS/ZnS绿色量子点-正辛烷溶液,在预定义的蓝色发光单元的位置处喷墨打印浓度为30mg/mL的CdSeS/ZnS蓝色量子点-正辛烷溶液,然后置于10-7Pa下真空干燥30min,获得发光层”。
实验例
对实施例1至实施例11以及对比例1至对比例4的发光器件进行性能检测,采用弗士达FPD光学特性测量设备(由LabView控制QE-PRO光谱仪、Keithley 2400以及Keithley6485搭建的效率测试系统)检测获得各个发光器件的电压、电流、亮度、发光光谱等参数,然后计算获得外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)、功率效率等关键参数,并采用寿命测试设备测试上述的各个发光器件的使用寿命。
其中,外量子效率的测试方法为积分球测试法。电流效率的测试方法为:设定发光面积为2mm×2mm=4mm2,间断地采集驱动电压为0V至8V范围内发光器件的亮度值,初始采集亮度的电压值为3V,每隔0.2V采集一次,每次采集的亮度值除以对应的电流密度即获得该次采集条件下的发光器件的电流效率,获得1000nit亮度下的电流效率和5000nit亮度下的电流效率。
各个发光器件的性能检测数据详见下表1:
表1实施例1至实施例11以及对比例1至对比例4的发光器件的性能检测数据一览表
由表1可知,实施例1至实施例8中发光器件在1000nit亮度和5000nit亮度下的电流效率优于对比例1中发光器件在对应亮度下的电流效率。由图5至图7可知,当亮度在不高于8000cd/m2的范围内,随着亮度的升高,实施例1、实施例9和实施例10中发光器件的电流效率整体呈上升趋势,而当亮度在1000cd/m2至8000cd/m2的范围内,对比例1至对比例3中发光器件的电流效率出现滚降的问题。由此说明,在空穴功能层中添加卤氧化铋,能够改善发光器件因亮度增加而引起的电流效率滚降问题。
以实施例8为例,实施例8和对比例1的发光器件均为蓝色QLED,且实施例8中发光器件在5000nit亮度下的电流效率是对比例1中发光器件在5000nit亮度下的电流效率的1.6倍。以实施例9为例,实施例9和对比例2的发光器件均为绿色QLED,实施例9中发光器件在5000nit亮度下的电流效率是对比例2中发光器件在5000nit亮度下的电流效率的1.5倍。实施例10为例,实施例10和对比例3的发光器件均为红色QLED,实施例10中发光器件在5000nit亮度下的电流效率是对比例3中发光器件在5000nit亮度下的电流效率的1.5倍。以实施例11为例,实施例11和对比例4中发光器件的发光层均包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元,实施例11中发光器件的蓝色发光单元在5000nit亮度下的电流效率是对比例4中发光器件的蓝色发光单元在5000nit亮度下的电流效率的1.4倍,且实施例11中发光器件的绿色发光单元在5000nit亮度下的电流效率是对比例4中发光器件的绿色发光单元在5000nit亮度下的电流效率的1.6倍,且实施例11中发光器件的红色发光单元在5000nit亮度下的电流效率是对比例4中发光器件的红色发光单元在5000nit亮度下的电流效率的1.4倍。
由实施例1至实施例5中发光器件的性能检测数据可知,实施例1至实施例5中发光器件的电流效率优于实施例4和实施例5中发光器件的电流效率,说明:按照质量百分比计算,薄膜中第一化合物的含量为90%至97%,且第二化合物的含量为3%至10%,能够进一步地提高发光器件在高亮度下的电流效率。
由实施例1、实施例6和实施例7中发光器件的性能检测数据可知,实施例6中发光器件在5000nit亮度下的电流效率差于实施例1和实施例7的发光器件,由此说明:相较于在空穴注入层中掺杂卤氧化铋,在空穴传输层中掺杂卤氧化铋更有利于提高发光器件在高亮度下的电流效率。
由实施例1与实施例8中发光器件的性能检测数据可知,实施例1中发光器件在5000nit亮度下的电流效率与实施例8中发光器件在5000nit亮度下的电流效率差异不大,由此说明:当空穴传输层中掺杂卤氧化铋时,空穴传输材料可以选自有机空穴传输材料或无机空穴传输材料。
以上对本申请实施例所提供的一种复合材料、薄膜、发光器件与显示装置,进行了详细介绍。本文中使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技术方案及其核心思想;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种复合材料,其特征在于,所述复合材料包括第一化合物和第二化合物,其中,所述第一化合物为空穴传输材料或空穴注入材料,所述第二化合物为卤氧化铋。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述复合材料由所述第一化合物和所述第二化合物组成。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,按照质量百分比计算,所述复合材料包括:90%至97%的所述第一化合物,以及3%至10%的所述第二化合物。
4.根据权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述第二化合物选自氯氧化铋、溴氧化铋、氟氧化铋或碘氧化铋中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述空穴传输材料选自NiOx、WO3、MoO3、CuO、聚(9,9-二辛基芴-CO-N-(4-丁基苯基)二苯胺)、3-己基取代聚噻吩、聚(9-乙烯咔唑)、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、聚(N,N'-二(4-丁基苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯二胺-CO-9,9-二辛基芴)、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'-二胺或N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺的至少一种;
和/或,所述空穴注入材料选自聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、酞菁铜、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲、CrOx、MoSx、MoSex、WSx、WSex或CuS中的至少一种。
6.一种薄膜,其特征在于,所述薄膜的材料包括如权利要求1至5任一项中所述的复合材料。
7.一种发光器件,其特征在于,所述发光器件包括:
阳极;
阴极,与所述阳极相对设置;
发光层,设置于所述阳极与所述阴极之间;以及
空穴功能层,设置于所述阳极与所述发光层之间;
其中,所述空穴功能层的材料包括如权利要求1至5任一项中所述的复合材料或如权利要求6所述的薄膜。
8.根据权利要求7所述的发光器件,其特征在于,所述空穴功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层,当所述空穴功能层包括空穴注入层和空穴传输层时,所述空穴注入层靠近所述阳极,所述空穴传输层靠近所述发光层;
其中,所述空穴注入层的材料为如权利要求1至5任一项中所述的复合材料或如权利要求6所述的薄膜,对应所述第一化合物为空穴注入材料;和/或,所述空穴传输层的材料为如权利要求1至5任一项中所述的复合材料或如权利要求6所述的薄膜,对应所述第一化合物为空穴传输材料。
9.根据权利要求7所述的发光器件,其特征在于,所述发光层的材料选自量子点,所述量子点选自单一组分量子点、核壳结构量子点、无机钙钛矿量子点或有机-无机杂化钙钛矿量子点的至少一种;
当所述量子点选自单一组分量子点或核壳结构量子点时,所述单一组分量子点的材料、所述核壳结构量子点的核的材料以及所述核壳结构量子点的壳的材料彼此独立地选自II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物或I-III-VI族化合物中的至少一种,其中,所述II-VI族化合物选自CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe中的至少一种,所述III-V族化合物选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs或InAlPSb中的至少一种,所述IV-VI族化合物选自SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe或SnPbSTe中的至少一种,所述I-III-VI族化合物选自CuInS2、CuInSe2或AgInS2中的至少一种;
和/或,所述阳极和所述阴极的材料彼此独立地选自金属、碳材料或金属氧化物中的至少一种,所述金属选自Al、Ag、Cu、Mo、Au、Ba、Ca或Mg中的至少一种,所述碳材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯或碳纤维中的至少一种,所述金属氧化物选自氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、氧化锡锑、铝掺杂的氧化锌、镓掺杂的氧化锌、铟掺杂的氧化锌或镁掺杂的氧化锌中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的发光器件,其特征在于,所述发光层的材料和所述空穴功能层中所述第二化合物为下述任意一种情况:
(1)所述发光层的材料为红色量子点,所述第二化合物为碘氧化铋;
(2)所述发光层的材料为绿色量子点,所述第二化合物为溴氧化铋;
(3)所述发光层的材料为蓝色量子点,所述第二化合物为氯氧化铋;
(4)所述发光层包括彼此独立的红色发光单元和绿色发光单元,所述第二化合物为碘氧化铋和溴氧化铋的混合物;
(5)所述发光层包括彼此独立的红色发光单元和蓝色发光单元,所述第二化合物为碘氧化铋和氯氧化铋的混合物;
(6)所述发光层包括彼此独立的绿色发光单元和蓝色发光单元,所述第二化合物为溴氧化铋和氯氧化铋的混合物;
(7)所述发光层包括彼此独立的红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元,所述第二化合物为碘氧化铋、溴氧化铋和氯氧化铋的混合物;
其中,所述红色发光单元的材料为红色量子点,所述绿色发光单元的材料为绿色量子点,所述蓝色发光单元的材料为蓝色量子点。
11.根据权利要求7至10任一项中所述的发光器件,其特征在于,所述发光器件还包括:电子功能层,设置于所述发光层与所述阴极之间;
所述电子功能层包括电子注入层和/或电子传输层,当所述电子功能层包括电子传输层和电子注入层时,所述电子传输层靠近所述发光层,且所述电子注入层靠近所述阴极。
12.根据权利要求11所述的发光器件,其特征在于,所述电子传输层的材料包括纳米金属氧化物,所述纳米金属氧化物选自ZnO、TiO2、SnO2、BaO、Ta2O3、ZrO2、TiLiO、ZnGaO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO、AlZnO、ZnOCl、ZnOF或ZnMgLiO中的至少一种;
和/或,所述纳米金属氧化物的粒径为2nm至15nm;
和/或,所述电子注入层的材料包括碱金属卤化物、碱金属有机络合物或有机膦化合物中的至少一种,碱金属卤化物包括但不限于是氟化锂,碱金属有机络合物包括但不限于是8-羟基喹啉锂,有机膦化合物包括但不限于是有机氧化磷、有机硫代膦化合物或有机硒代膦化合物中的至少一种。
13.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括如权利要求7至12任一项中所述的发光器件。
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