CN117998949A - 复合材料及包含其的发光器件与显示设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种复合材料及包含其的发光器件与显示设备,复合材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物,金属离子形成的强正电中心能够优化P型有机化合物的分子排布,提高复合材料内P型有机化合物分子排布的规整性和有序性,并且金属离子具有钝化P型有机化合物内部缺陷的作用,有效地提升了P型有机化合物的稳定性;发光器件中空穴功能层的材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物,提高了空穴功能层的空穴迁移率,有利于提升发光器件的发光效率和使用寿命,将发光器件应用于电子设备中,有利于提高电子设备的显示效果和使用寿命。
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及包含其的发光器件与显示设备。
背景技术
P型有机化合物属于半导体材料,是指一类在导电过程中多数载流子是空穴的有机化合物。P型有机化合物具有分子结构较为复杂、空间位阻较大的特点,并且P型有机化合物存在内部缺陷,使得P型有机化合物存在稳定性不佳的问题,稳定性不佳的P型有机化合物会使发光器件的载流子传输失衡、降低材料的成膜质量,造成发光器件的发光效率和使用寿命降低。
因此,如何提升P型有机化合物的稳定性对P型有机化合物的应用与发展具有重要意义。
发明内容
本申请公开了一种复合材料及包含其的发光器件与显示设备,以提升P型有机化合物的稳定性。
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,所述复合材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物。
可选地,所述金属离子对应的金属元素选自IA族元素、IIA族元素、ⅢB族元素、ⅣB族元素、ⅤB族元素、ⅥB族元素、ⅦB族元素、Ⅷ族元素、ⅠB族元素或ⅡB族元素中的至少一种。
可选地,所述金属离子对应的金属元素选自钾、锂、钙、镁、铝、镓、锌、铜或锰中的至少一种;和/或
所述P型有机化合物包括聚(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)联苯或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、聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4'-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌或2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲中的至少一种。
可选地,,所述金属离子的质量占所述复合材料的总质量的1%至20%。
第二方面,本申请还提供了一种复合材料的制备方法,所述制备方法包括步骤:将P型有机化合物和金属离子分散于溶剂中,混合获得所述复合材料。
可选地,所述P型有机化合物选自聚(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)联苯或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-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4'-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌或2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲中的至少一种;和/或
所述金属离子对应的金属元素选自IA族元素、IIA族元素、ⅢB族元素、ⅣB族元素、ⅤB族元素、ⅥB族元素、ⅦB族元素、Ⅷ族元素、ⅠB族元素或ⅡB族元素中的至少一种;和/或
所述混合的温度为25℃至80℃。
可选地,所述将P型有机化合物和金属离子分散于溶剂中,混合获得所述复合材料,包括步骤:
提供包括金属盐的第一溶液和包含P型有机化合物的第二溶液;以及
将所述第一溶液和所述第二溶液混合,获得所述复合材料;
其中,所述金属盐为所述金属离子的供体。
可选地,所述金属盐选自IA族金属卤化物、IIA族金属卤化物、ⅢB族金属卤化物、ⅣB族金属卤化物、ⅤB族金属卤化物、ⅥB族金属卤化物、ⅦB族金属卤化物、Ⅷ族金属卤化物、ⅠB族金属卤化物以及ⅡB族金属卤化物中的至少一种;和/或
所述第一溶液的溶剂为第一溶剂,所述第二溶液的溶剂为第二溶剂,所述第一溶剂和所述第二溶剂彼此独立地选自甲苯、氯仿、氯苯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基丁醇或邻二氯苯中的至少一种;和/或
在所述将所述第一溶液和所述第二溶液混合的步骤中,所述金属盐与所述P型有机化合物的质量比为1:(2~8)。
可选地,所述金属盐选自卤化钾、卤化锂、卤化钙、卤化镁、卤化铝、卤化镓、卤化锌、卤化铜或卤化锰中的至少一种;
第三方面,本申请提供了一种发光器件,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,或如第二方面中任意一种所述的制备方法制得的复合材料。
可选地,所述空穴功能层包括空穴传输层和/或空穴注入层;对于包括所述空穴传输层和所述空穴注入层的所述空穴功能层,所述空穴传输层较所述空穴注入层更靠近所述发光层,所述空穴注入层较所述空穴传输层更靠近所述阳极,所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者的材料为如第一方面中任意一种所述的复合材料,或如第二方面中任意一种所述的制备方法制得的复合材料;和/或
所述发光器件还包括电子功能层,所述电子功能层设置于所述阴极与所述发光层之间,所述电子功能层包括电子传输层和/或电子注入层;对于包括所述电子注入层和所述电子传输层的所述电子功能层,所述电子注入层较所述电子传输层更靠近所述阴极,所述电子传输层较所述电子注入层更靠近所述发光层;和/或
所述发光层的材料选自有机发光材料或量子点;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、TBPe荧光材料、TTPA荧光材料、TBRb荧光材料或DBP荧光材料中的至少一种;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;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,所述电子传输层的材料包括金属氧化物,所述金属氧化物选自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,所述有机膦化合物选自有机氧化磷、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,本申请提供了一种电子设备,所述电子设备包括如第三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及包含其的发光器件与显示设备,具有如下优点。
在本申请的复合材料中,P型有机化合物中掺杂有金属离子,金属离子形成的强正电中心能够优化P型有机化合物的分子排布,提高复合材料内P型有机化合物分子排布的规整性和有序性,并且金属离子具有钝化P型有机化合物内部缺陷的作用,有效地提升了P型有机化合物的稳定性,并有利于提升复合材料的成膜质量。
在本申请的复合材料的制备方法中,将P型有机化合物和金属离子分散于溶剂中,混合获得复合材料,具有制备工序简单、工艺条件可控、适用于大规模工业化生产需求的优点。
在本申请的发光器件中,空穴功能层的材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物,金属离子形成的强正电中心能够优化P型有机化合物的分子排布,提高空穴功能层内P型有机化合物分子排布的规整性和有序性,从而降低了空穴功能层的表面粗糙度,此外,金属离子形成的强正电中心还能够优化空穴功能层内部的区域电场分布,从而钝化P型有机化合物的内部缺陷,提高了空穴功能层的空穴迁移率,有利于提升发光器件和显示设备的发光效率和使用寿命。
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。
附图标记如下:
1:发光器件;
10:衬底,11:阳极,12:阴极,13:发光层,14:空穴功能层,15:电子功能层;
141:空穴注入层,142:空穴传输层。
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)。
在本申请的描述中,术语“包括”是指“包括但不限于”。
术语“至少一种(个)”是指一种(个)或多种(个),“多种”是指两种(个)或两种(个)以上。术语“至少一种(个)”、“以下至少一种(个)”或其类似表达,指的是这些项中的任意组合,包括单种(个)或复数种(个)的任意组合。例如,“a、b或c中的至少一种(个)”或“a,b和c中的至少一种(个)”均可表示为:a、b、c、a-b(即a和b)、a-c、b-c或a-b-c,其中,a,b和c分别可以是单种(个)或多种(个)。
在本申请中,对于“A层形成于B层的一侧”或“A层形成于B层背离C层的一侧”的描述可以表示A层直接地形成于B层的一侧或B层背离C层的一侧,即A层与B层直接接触;还可以表示A层间接地形成于B层的一侧或B层背离C层的一侧,即A层与B层之间还可以形成有其他的膜层。
术语“和/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目,也包括相关所列项目的任意的和所有的组合,所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。比如,“A和/或B”包括A、B以及A+B三种并列方案。又比如,“A,及/或,B,及/或,C,及/或,D”的技术方案,包括A、B、C、D中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案),也包括A、B、C、D的任意的和所有的组合,也即包括A、B、C、D中任两项或任三项的组合,还包括A、B、C、D的四项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
本申请实施例提供了一种复合材料,复合材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物。
在本申请实施例的复合材料中,P型有机化合物中掺杂有金属离子,金属离子形成的强正电中心能够优化P型有机化合物的分子排布,提高复合材料内P型有机化合物分子排布的规整性和有序性,并且金属离子具有钝化P型有机化合物内部缺陷的作用,有效地提升了P型有机化合物的稳定性,并有利于提升复合材料的成膜质量。
在本申请的一些实施例中,金属离子对应的金属元素选自IA族元素、IIA族元素、ⅢB族元素、ⅣB族元素、ⅤB族元素、ⅥB族元素、ⅦB族元素、Ⅷ族元素、ⅠB族元素或ⅡB族元素中的至少一种。
在本申请的一些实施例中,金属离子对应的金属元素选自钾、锂、钙、镁、铝、镓、锌、铜或锰中的至少一种,金属离子选自K+、Li+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Ga3+、Zn2+、Cu2+或Mn2+中的至少一种。
为了兼顾复合材料具有理想的P型导电性能和加工成膜性,在本申请的一些实施例中,金属离子的质量占所述复合材料的总质量的1%至20%,例如可以是1%至5%、1%至10%、1%至15%、5%至10%、5%至15%、5%至20%、10%至15%、10%至20%、或者15%至20%。在复合材料中,金属离子掺杂的质量百分比为1%至20%。
在本申请的一些实施例中,P型有机化合物选自聚(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(简称为TPD,CAS号为65181-78-4)以及N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(简称为NPB,CAS号为123847-85-8)、聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(简称为PEDOT:PSS,CAS号155090-83-8)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(CAS号为124729-98-2)、4,4',4'-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺(CAS号为185690-41-9)、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌(CAS号为29261-33-4)、或者2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(CAS号105598-27-4)中的至少一种。
本申请实施例还提供了一种复合材料的制备方法,包括步骤:将P型有机化合物和金属离子分散于溶剂中,混合获得复合材料。
在上述制备方法中,P型有机化合物的选择种类参照前文。金属离子对应的金属元素选自钾、锂、钙、镁、铝、镓、锌、铜或锰中的至少一种,对应地,金属离子选自K+、Li+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Ga3+、Zn2+、Cu2+或Mn2+中的至少一种。
在上述制备方法中,溶剂可以是所有能使P型有机化合物和金属离子在其中分散性能良好的化合物,包括但不限于是甲苯、氯仿、氯苯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基丁醇、或邻二氯苯中的至少一种。
在上述制备方法中,混合的温度为25℃至60℃,例如为25℃至30℃、30℃至35℃、35℃至40℃、40℃至45℃、45℃至50℃、50℃至55℃、或者55℃至60℃。示例混合的温度为25℃。
在本申请的一些实施例中,所述将P型有机化合物和金属离子分散于溶剂中,混合获得复合材料的步骤,包括如下步骤:
S11、提供包括金属盐的第一溶液和包含P型有机化合物的第二溶液;
S12、将第一溶液和第二溶液混合,获得复合材料。
在步骤S11中,金属盐为金属离子的供体。在本申请的一些实施例中,金属盐选自IA族金属卤化物、IIA族金属卤化物、ⅢB族金属卤化物、ⅣB族金属卤化物、ⅤB族金属卤化物、ⅥB族金属卤化物、ⅦB族金属卤化物、Ⅷ族金属卤化物、ⅠB族金属卤化物以及ⅡB族金属卤化物中的至少一种,例如选自卤化钾、卤化锂、卤化钙、卤化镁、卤化铝、卤化镓、卤化锌、卤化铜或卤化锰中的至少一种。
第一溶液的溶质包括金属盐,且第一溶液的溶剂为第一溶剂,金属盐在第一溶剂中的分散性能良好。第一溶剂可以是极性有机溶剂,包括但不限于是甲苯、氯仿、氯苯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基丁醇、或邻二氯苯中的至少一种。
第二溶液的溶质包括P型有机化合物,且第二溶液的溶剂为第二溶剂,P型有机化合物在第二溶剂中的分散性能良好。第二溶剂可以是极性有机溶剂,包括但不限于是甲苯、氯仿、氯苯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基丁醇、或邻二氯苯中的至少一种。
可以理解的是,为了提高第一溶液和第二溶液的混合均匀性,第一溶剂和第二溶剂彼此互溶。
为了兼顾复合材料具有理想的P型导电性能和加工成膜性,在本申请的一些实施例中,金属盐:P型有机化合物的质量比为1:(2~8),例如可以是1:(2~3)、1:(3~4)、1:(4~5)、1:(5~6)、1:(6~7)、或者1:(7~8)。金属盐:P型有机化合物的质量比示例为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、或者1:8。
为了制得薄膜形态的复合材料,在本申请的一些实施例中,在将第一溶液和第二溶液混合的步骤之后,复合材料的制备方法还包括步骤:提供基板,在基板的一侧施加由第一溶液和第二溶液混合获得的混合液,然后干燥处理,获得薄膜形态的复合材料。
其中,基板可以是单层结构或叠层结构,当基板为单层结构时,基板可以是刚性衬底或柔性衬底,复合材料形成于基板的一侧;当基板为叠层结构时,基板可以是预制器件,预制器件例如可以包括层叠设置的衬底和底电极,复合材料形成于底电极远离衬底的一侧。
混合液的施加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、滚涂或浇铸中的至少一种。
“干燥处理”包括所有能使位于基板的一侧的混合液形成的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或非恒温式热处理(例如温度呈梯度式变化),热处理的温度例如可以是80℃至150℃。
本申请实施例还提供了一种发光器件,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的材料包括本申请实施例中任意一种所述的复合材料或本申请实施例中任意一种所述的制备方法制得的复合材料。
在本申请实施例中,空穴功能层14的材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物,金属离子形成的强正电中心能够优化P型有机化合物的分子排布,提高空穴功能层内P型有机化合物分子排布的规整性和有序性,从而降低空穴功能层的表面粗糙度,提高了空穴功能层的表面平整性;此外,金属离子形成的强正电中心还能够优化空穴功能层内部的区域电场分布,从而钝化P型有机化合物的内部缺陷,提高了空穴功能层的空穴迁移率,有利于提升发光器件的发光效率和使用寿命。以发光器件为QLED为例,QLED存在空穴-电子传输不平衡的问题,即空穴注入水平低于电子注入水平,尤其是蓝色QLED,从而QLED的发光效率和使用寿命不佳,采用金属离子掺杂的P型有机化合物制备QLED的空穴功能层,能够有效提高空穴注入水平,促进空穴-电子传输平衡,有效地提升了QLED的发光效率和使用寿命。
在本申请实施例的发光器件1中,阳极11和阴极12的例如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的材料例如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的厚度例如可以为40nm至200nm,阴极12的厚度例如可以为20nm至200nm。
发光层13的材料选自有机发光材料或量子点,发光层的厚度例如可以为10nm至50nm。
有机发光材料包括但不限于是二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物或芴衍生物、TBPe荧光材料、TTPA荧光材料、TBRb荧光材料或DBP荧光材料中的至少一种。
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为5nm至10nm,量子点的平均粒径例如可以为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。
在本申请实施例的发光器件1中,空穴功能层14包括空穴注入层和/或空穴传输层,对于包括空穴注入层和空穴传输层的空穴功能层14,空穴注入层较空穴传输层更靠近阳极11,空穴传输层较空穴注入层更靠近发光层13,空穴注入层的厚度例如可以为10nm至60nm,空穴传输层的厚度例如可以为10nm至60nm。
可以理解的是,当空穴功能层14为空穴注入层时,则空穴注入层的材料为本申请实施例中任意一种所述的复合材料或本申请实施例中任意一种所述的制备方法制得的复合材料,对应P型有机化合物为有机空穴注入材料,有机空穴注入材料例如选自聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4'-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌或2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲中的至少一种。
当空穴功能层14为空穴注入层时,则空穴传输层的材料为本申请实施例中任意一种所述的复合材料或本申请实施例中任意一种所述的制备方法制得的复合材料,对应P型有机化合物为有机空穴传输材料,有机空穴传输材料例如选自聚(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)联苯或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'-二胺中的至少一种。
当空穴功能层14为叠层结构时,空穴功能层14中至少一种膜层的材料本申请实施例中任意一种所述的复合材料或本申请实施例中任意一种所述的制备方法制得的复合材料。例如:空穴功能层14由层叠设置的空穴注入层和空穴传输层组成,其中,可以是空穴注入层的材料为本申请实施例中任意一种所述的复合材料或本申请实施例中任意一种所述的制备方法制得的复合材料,也可以是空穴传输层的材料为本申请实施例中任意一种所述的复合材料或本申请实施例中任意一种所述的制备方法制得的复合材料,也可以空穴注入层的材料和空穴传输层的材料均为本申请实施例中任意一种所述的复合材料或本申请实施例中任意一种所述的制备方法制得的复合材料。
为了进一步地提升发光器件的光电性能和使用寿命,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,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包括电子注入层和/或电子传输层,对于包括电子注入层和电子传输层的电子功能层15,电子注入层较电子传输层更靠近阴极12,电子传输层较电子注入层更靠近发光层13,电子传输层的厚度为10nm至100nm,电子注入层的厚度为10nm至100nm。
在本申请的一些实施例中,电子传输层的材料选自N型金属氧化物,例如选自ZnO、TiO2、SnO2、BaO、Ta2O3、ZrO2、TiLiO、ZnGaO、ZnAlO、ZnMgO、ZnSnO、ZnLiO、InSnO、AlZnO、ZnOCl或ZnOF中的至少一种。对于掺杂的金属氧化物,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。N型金属氧化物的平均粒径例如可以是3nm至15nm,示例为3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、或者15nm。
在本申请的一些实施例中,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14之外,发光器件1中其他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。
本申请实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括本申请实施例中任意一种所述的发光器件。电子设备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为智能手环、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复合材料的制备方法及制得的复合材料,复合材料的制备方法包括如下步骤:
S1.1、将溶质TFB分散于甲苯中以制得浓度为8mg/mL的TFB-甲苯溶液,以及将溴化钾分散于甲醇中以制得浓度为10mg/mL的KBr-甲醇溶液;
S1.2、分别取100mL的TFB-甲苯溶液和10mL的KBr-甲醇溶液,在磁力搅拌、常温的条件下,将取得的TFB-甲苯溶液和KBr-甲醇溶液混合均匀,获得复合材料。
实施例2
本实施例提供了一种复合材料的制备方法及制得的复合材料,相较于实施例1中复合材料的制备方法,本实施例中复合材料的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.2替换为“分别取50mL的TFB-甲苯溶液和10mL的KBr-甲醇溶液,在磁力搅拌、常温的条件下,将取得的TFB-甲苯溶液和KBr-甲醇溶液混合均匀,获得复合材料”。
实施例3
本实施例提供了一种复合材料的制备方法及制得的复合材料,相较于实施例1中复合材料的制备方法,本实施例中复合材料的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.2替换为“分别取25mL的TFB-甲苯溶液和10mL的KBr-甲醇溶液,在磁力搅拌、常温的条件下,将取得的TFB-甲苯溶液和KBr-甲醇溶液混合均匀,获得复合材料”。
实施例4
本实施例提供了一种复合材料的制备方法及制得的复合材料,相较于实施例1中复合材料的制备方法,本实施例中复合材料的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.2替换为“分别取10mL的TFB-甲苯溶液和10mL的KBr-甲醇溶液,在磁力搅拌、常温的条件下,将取得的TFB-甲苯溶液和KBr-甲醇溶液混合均匀,获得复合材料”。
实施例5
本实施例提供了一种复合材料的制备方法及制得的复合材料,相较于实施例1中复合材料的制备方法,本实施例中复合材料的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S1.2替换为“分别取125mL的TFB-甲苯溶液和10mL的KBr-甲醇溶液,在磁力搅拌、常温的条件下,将取得的TFB-甲苯溶液和KBr-甲醇溶液混合均匀,获得复合材料”。
实施例6
本实施例提供了一种复合材料的制备方法及制得的复合材料,复合材料的制备方法包括如下步骤:
S6.1、将溶质PEDOT:PSS分散于甲苯中以制得浓度为8mg/mL的PEDOT:PSS-甲苯溶液,以及将溴化钾分散于甲醇中以制得浓度为10mg/mL的KBr-甲醇溶液;
S6.2、分别取25mL的TFB-甲苯溶液和10mL的KBr-甲醇溶液,在磁力搅拌、常温的条件下,将取得的PEDOT:PSS-甲苯溶液和KBr-甲醇溶液混合均匀,获得复合材料。
实施例7
本实施例提供了一种复合材料的制备方法及制得的复合材料,复合材料的制备方法包括如下步骤:
S7.1、将溶质N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)分散于甲苯中以制得浓度为8mg/mL的NPB-甲苯溶液,以及将溴化镁分散于甲醇中以制得浓度为10mg/mL的MgBr2-甲醇溶液;
S7.2、分别取25mL的NPB-甲苯溶液和10mL的MgBr2-甲醇溶液,在磁力搅拌、常温的条件下,将取得的PEDOT:PSS-甲苯溶液和KBr-甲醇溶液混合均匀,获得复合材料。
实施例8
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较空穴传输层142更靠近阳极11,空穴传输层142较空穴注入层141更靠近发光层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60nm;
阴极12的材料为Ag,阴极12的厚度为100nm;
发光层13的材料为CdZnSe(内核)/CdZnSe(中间壳)/ZnS(外壳)蓝色量子点,发光层13的厚度为25nm;
空穴注入层141的材料为PEDOT:PSS,空穴注入层141的厚度为40nm;
空穴传输层142的材料为掺杂有钾离子的TFB,掺杂有钾离子的TFB采用实施例1中复合材料的制备方法制得,空穴传输层142的厚度为30nm;
电子功能层15的材料为掺杂Mg的纳米ZnO,Mg的掺杂量为15%(质量百分比),掺杂Mg的纳米ZnO的平均粒径为6nm,电子功能层15的厚度为50nm。
本实施例中发光器件的制备方法包括如下步骤:
S8.1、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;
S8.2、在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在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15min,获得空穴注入层;
S8.3、在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂实施例1制得的复合材料,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层;
S8.4、在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴传输层远离空穴注入层的一侧旋涂浓度为20mg/mL的CdZnSe/CdZnSe/ZnS-正辛烷溶液,然后置于80℃下恒温热处理6min,获得发光层;
S8.5、在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在发光层远离空穴传输层的一侧旋涂浓度为3mg/mL的Mg掺杂纳米ZnO-乙醇溶液,然后置于80℃下恒温热处理10min,获得电子功能层;
S8.6、将包含电子功能层的预制器件置于真空度不高于3x10-4Pa的蒸镀仓中,通过掩膜板在电子传输层远离发光层的一侧热蒸镀Ag,然后环氧树脂封装以获得发光器件。
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8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“实施例2中制得的复合材料”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本实施例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂实施例2制得的复合材料,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层”。
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8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“实施例3中制得的复合材料”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本实施例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂实施例3制得的复合材料,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层”。
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8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“实施例4中制得的复合材料”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本实施例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂实施例4制得的复合材料,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层”。
实施例12
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8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“实施例5中制得的复合材料”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本实施例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂实施例5制得的复合材料,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层”。
实施例13
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8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“TFB”,并且将实施例8中空穴注入层的材料由“PEDOT:PSS”替换为“实施例6中制得的复合材料”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本实施例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.2替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在阳极远离衬底的一侧旋涂实施例6中制得的复合材料,然后置于150℃下恒温热处理15min,获得空穴注入层”,并且将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂浓度为10mg/mL的TFB-氯苯溶液,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层”。
实施例14
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8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“实施例3中制得的复合材料”,并且将实施例7中空穴注入层的材料由“PEDOT:PSS”替换为“实施例6中制得的复合材料”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本实施例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.2替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在阳极远离衬底的一侧旋涂实施例6中制得的复合材料,然后置于150℃下恒温热处理15min,获得空穴注入层”,并且将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂实施例3制得的复合材料,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层”。
实施例15
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8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“实施例7中制得的复合材料”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本实施例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在空穴注入层远离阳极的一侧旋涂实施例7制得的复合材料,然后置于120℃下恒温热处理10min,获得空穴传输层”。
对比例
本对比例提供了一种发光器件及其制备方法,相较于实施例8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8中空穴传输层的材料由“实施例1中制得的复合材料”替换为“TFB”。
相较于实施例8中发光器件的制备方法,本对比例中发光器件的制备方法的区别之处仅在于:将步骤S8.3替换为“在水氧含量小于0.1ppm的环境下,在阳极远离衬底的一侧旋涂浓度为10mg/mL的TFB-氯苯溶液,然后置于120℃下恒温热处理30min,获得空穴传输层”。
实验例
对实施例8至实施例15以及对比例中封装当天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,并获得最大外量子效率EQEmax,以及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,寿命测试采用恒流法,在恒定电流(2mA电流)的驱动下,采用硅光系统测试各个发光器件的亮度变化,记录亮度由100%衰减至95%所需的时间(T95,h),并计算获得各个发光器件在1000nit的亮度下亮度由100%衰减至95%所需的时间(T95@1000nit,h)。
各个发光器件的性能检测数据详见下表1:
表1发光器件的性能检测数据表
由表1可知,相较于对比例中发光器件,实施例8至实施例15中发光器件的综合性能具有显著的优势,具体表现为:实施例8至实施例15中发光器件的发光效率更佳,并且实施例8至实施例15中发光器件的使用寿命更长。以实施例10与对比例中发光器件的性能检测数据为例,在封装当天,实施例10中发光器件的EQEmax是对比例中发光器件的EQEmax的1.5倍,实施例10中发光器件的T95@1000nit是对比例中发光器件的T95@1000nit的3倍。由此说明:空穴功能层的材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物,能够提高空穴功能层内P型有机化合物分子排布的规整性和有序性,从而降低空穴功能层的表面粗糙度,并且金属离子形成的强正电中心还能够优化空穴功能层内部的区域电场分布,从而钝化P型有机化合物的内部缺陷,提高了空穴功能层的空穴迁移率,进而提升了发光器件的发光效率和使用寿命。
由实施例8至实施例12中发光器件的性能检测数据可知,实施例11和实施例12中发光器件的综合性能差于实施例8至实施例10中发光器件的综合性能,由此可知:对于空穴传输层的复合材料来说,在复合材料的制备过程中,KBr:TFB的质量比为1:(2~8)能够进一步地提升发光器件的光电性能和使用寿命。
由实施例8至实施例15中发光器件的性能检测数据可知,相较于空穴注入层的材料为复合材料或空穴传输层的材料为复合材料的发光器件,空穴注入层和空穴传输层的材料均为复合材料的发光器件的发光效率和使用寿命更佳。
以上对本申请实施例所提供的一种复合材料及包含其的发光器件与显示设备,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,所述复合材料包括金属离子掺杂的P型有机化合物。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述金属离子对应的金属元素选自IA族元素、IIA族元素、ⅢB族元素、ⅣB族元素、ⅤB族元素、ⅥB族元素、ⅦB族元素、Ⅷ族元素、ⅠB族元素或ⅡB族元素中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述金属离子对应的金属元素选自钾、锂、钙、镁、铝、镓、锌、铜或锰中的至少一种;和/或
所述P型有机化合物包括聚(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)联苯或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、聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4'-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌或2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲中的至少一种。
4.根据权利要求1至3任一项中所述的复合材料,其特征在于,所述金属离子的质量占所述复合材料的总质量的1%至20%。
5.一种复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括步骤:将P型有机化合物和金属离子分散于溶剂中,混合获得所述复合材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述P型有机化合物选自聚(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)联苯或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-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4'-三[2-萘基苯基氨基]三苯基胺、2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基对苯醌或2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲中的至少一种;和/或
所述金属离子对应的金属元素选自IA族元素、IIA族元素、ⅢB族元素、ⅣB族元素、ⅤB族元素、ⅥB族元素、ⅦB族元素、Ⅷ族元素、ⅠB族元素或ⅡB族元素中的至少一种;和/或
所述混合的温度为25℃至80℃。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述将P型有机化合物和金属离子分散于溶剂中,混合获得所述复合材料,包括步骤:
提供包括金属盐的第一溶液和包含P型有机化合物的第二溶液;以及
将所述第一溶液和所述第二溶液混合,获得所述复合材料;
其中,所述金属盐为所述金属离子的供体。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述金属盐选自IA族金属卤化物、IIA族金属卤化物、ⅢB族金属卤化物、ⅣB族金属卤化物、ⅤB族金属卤化物、ⅥB族金属卤化物、ⅦB族金属卤化物、Ⅷ族金属卤化物、ⅠB族金属卤化物以及ⅡB族金属卤化物中的至少一种;和/或
所述第一溶液的溶剂为第一溶剂,所述第二溶液的溶剂为第二溶剂,所述第一溶剂和所述第二溶剂彼此独立地选自甲苯、氯仿、氯苯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基丁醇或邻二氯苯中的至少一种;和/或
在所述将所述第一溶液和所述第二溶液混合的步骤中,所述金属盐与所述P型有机化合物的质量比为1:(2~8)。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述金属盐选自卤化钾、卤化锂、卤化钙、卤化镁、卤化铝、卤化镓、卤化锌、卤化铜或卤化锰中的至少一种。
10.一种发光器件,其特征在于,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4任一项中所述的复合材料,或如权利要求5至9任一项中所述的制备方法制得的复合材料。
11.根据权利要求10所述的发光器件,其特征在于,所述空穴功能层包括空穴传输层和/或空穴注入层;对于包括所述空穴传输层和所述空穴注入层的所述空穴功能层,所述空穴传输层较所述空穴注入层更靠近所述发光层,所述空穴注入层较所述空穴传输层更靠近所述阳极,所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者的材料为如权利要求1至4任一项中所述的复合材料,或如权利要求5至9任一项中所述的制备方法制得的复合材料;和/或
所述发光器件还包括电子功能层,所述电子功能层设置于所述阴极与所述发光层之间,所述电子功能层包括电子传输层和/或电子注入层;对于包括所述电子注入层和所述电子传输层的所述电子功能层,所述电子注入层较所述电子传输层更靠近所述阴极,所述电子传输层较所述电子注入层更靠近所述发光层;和/或
所述发光层的材料选自有机发光材料或量子点;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、TBPe荧光材料、TTPA荧光材料、TBRb荧光材料或DBP荧光材料中的至少一种;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;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;和/或
所述空穴传输层和/或所述空穴注入层的材料包括TFB、CuPc、PVK、Poly-TPD、DNTPD、TCATA、TCCA、CBP、TPD、NPB、NPD、PEDOT:PSS、TAPC、MCC、F4-TCNQ、HATCN、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N苯基氨基)三苯胺、聚苯胺、过渡金属氧化物、过渡金属硫化物、过渡金属锡化物、掺杂石墨烯、非掺杂石墨烯以及C60中的至少一种;和/或
所述电子传输层和/或所述电子注入层的材料包括无机材料和/或有机材料;所述无机材料选自掺杂或非掺杂的氧化锌、氧化钡、氧化铝、氧化镍、氧化钛、氧化锡、氧化钽、氧化锆、氧化镍、氧化钛锂、氧化锌铝、氧化锌锰、氧化锌锡、氧化锌锂、氧化铟锡、硫化镉、硫化锌、硫化钼、硫化钨、硫化铜、锡化锌、磷化铟、磷化镓、硫化铜铟、硫化铜镓、钛酸钡中的一种或多种,掺杂的元素包括铝、镁、锂、锰、钇、镧、铜、镍、锆、铈、钆中的一种或多种;所述有机材料选自喹喔啉化合物、咪唑类化合物、三嗪类化合物,含芴类化合物、羟基喹啉化合物中的一种或多种。
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金属氧化物,所述金属氧化物选自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,所述有机膦化合物选自有机氧化磷、有机硫代膦化合物或有机硒代膦化合物中的至少一种。
13.一种显示设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求10至12任一项中所述的发光器件。
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