本技术涉及光电,具体涉及一种发光器件、发光器件的制备方法以及电子设备。
背景技术:
1、发光器件是指一类通过载流子的注入和复合而发光的器件,包括但不限于是有机发光二极管(organic light-emitting diode,oled)和量子点发光二极管(quantum dotlight emitting diodes,qled)。发光器件具有“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发光区,空穴从器件的阳极注入至发光区,电子和空穴在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。
2、发光器件经过多年的发展,性能指标方面取得了巨大的进步,也展现出巨大的应用发展潜力,但是目前仍存在不足之处,发光器件的光电性能和器件寿命有待进一步地提升。
技术实现思路
1、本技术提供了一种发光器件、发光器件的制备方法以及电子设备,以改善发光器件的光电性能和器件寿命。
2、本技术的技术方案如下:
3、第一方面,本技术提供了一种发光器件,所述发光器件包括:
4、相对设置的阳极与阴极;
5、发光层,设置于所述阳极与所述阴极之间;以及
6、电子功能层,设置于所述阴极与所述发光层之间;
7、其中,所述电子功能层的材料包含第二金属元素掺杂的第一金属氧化物,所述第一金属氧化物的导带与缺陷能级之间的能量差为第一能级,所述第二金属元素的第一电离能为第二能级,所述第一能级小于所述第二能级。
8、可选地,所述第一金属氧化物包含第一金属元素,所述第一金属元素选自zn、ti、sn、ba、ta或al,所述第二金属元素选自cd、zr、sb、cr、la、y以及ce中的一种或多种;和/或
9、所述第二能级与所述第一能级之间的差值为2ev~6ev;和/或
10、所述电子功能层的材料还包含未掺杂的第一金属氧化物,在所述电子功能层中,所述第二金属元素掺杂的第一金属氧化物位于所述电子功能层靠近所述阴极的一面,所述电子功能层靠近所述发光层的一面的材料为所述未掺杂的第一金属氧化物。
11、可选地,所述电子功能层的材料由未掺杂的第一金属氧化物和第二金属元素掺杂的第一金属氧化物组成,所述第一金属氧化物为zno,所述第二金属元素选自cd、zr、sb、cr、la、y以及ce中的一种或多种。
12、可选地,所述第二金属元素的摩尔数占所述电子功能层中金属元素总摩尔数的5%~15%;和/或
13、所述电子功能层的厚度为20nm~60nm;和/或
14、所述第二金属元素掺杂的第一金属氧化物的平均粒径为2nm~20nm。
15、可选地,所述发光层的材料包含有机发光材料以及量子点中的一种或多种;其中,所述有机发光材料选自4,4'-双(n-咔唑)-1,1'-联苯:三[2-(对甲苯基)吡啶合铱(iii)、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺:三[2-(对甲苯基)吡啶合铱、二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物、芴衍生物、tbpe荧光材料、ttpx荧光材料、tbrb荧光材料、dbp荧光材料、延迟荧光材料、tta材料、热活化延迟材料、含有b-n共价键合的聚合物、杂化局域电荷转移激发态材料以及激基复合物发光材料中的一种或多种;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、有机钙钛矿量子点以及有机-无机杂化钙钛矿量子点的一种或多种;
16、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以及hgznste中的一种或多种,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以及inalpsb中的一种或多种,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以及snpbste中的一种或多种,所述i-iii-vi族化合物选自cuins、cuinse以及agins中的一种或多种;所述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选自pb2+、sn2+、cu2+、ni2+、cd2+、cr2+、mn2+、co2+、fe2+、ge2+、yb2+以及eu2+中的一种或多种,x为卤素阴离子;所述有机钙钛矿量子点的结构通式为cmx3,c为甲脒基;所述有机-无机杂化钙钛矿量子点的结构通式为bmx3,b选自有机胺阳离子;和/或
17、所述阳极和所述阴极的材料彼此独立地选自金属、碳材料以及第三金属氧化物中的一种或多种,所述金属选自al、ag、cu、mo、au、ba、pt、ca、ir、ni以及mg中的一种或多种,所述碳材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的一种或多种,所述第三金属氧化物选自铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌、镁掺杂氧化锌、铝掺杂氧化镁、sno2、zno以及in2o3中的一种或多种;和/或
18、所述发光器件还包括设置于所述阳极与所述阴极之间的空穴功能层,所述空穴功能层的材料包含聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、酞菁铜、酞菁氧钛、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、3-己基取代聚噻吩、聚(9-乙烯基咔唑)、4,4'-二(9-咔唑)联苯、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、4,4'-环己基二[n,n-二(4-甲基苯基)苯胺]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4'-(n-(4-仲丁基苯基)二苯胺)]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(n-(对丁基苯基))二苯胺)]、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(n-3-甲基苯基-n-苯基氨基)三苯胺、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4',4'-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺、n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、n,n'-双[4-(二苯基氨基)苯基]-n,n'-二苯基联苯胺、n,n'-双(3-甲基苯基)-n,n'-二苯基-9,9-螺二芴-2,7-二胺、n2,n7-二-1-萘基-n2,n7-二苯基-9,9'-螺二[9h-芴]-2,7-二胺、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、掺杂或非掺杂的石墨烯、c60、掺杂或非掺杂的氧化镍、掺杂或非掺杂的氧化钼、掺杂或非掺杂的氧化钨、掺杂或非掺杂的氧化钒、掺杂或非掺杂的p型氮化镓、掺杂或非掺杂的氧化铬、掺杂或非掺杂的氧化铜、过渡金属硫化物以及过渡金属硒化物中的一种或多种。
19、第二方面,本技术提供了一种发光器件的制备方法,包括如下步骤:
20、提供包含固化膜层的预制器件,所述固化膜层的材料包含第一金属氧化物;
21、在所述固化膜层的一侧沉积包含第二金属前驱体的第一分散液,所述第二金属前驱体包含第二金属元素;以及
22、对沉积的所述第一分散液进行热处理,获得电子功能层;
23、其中,所述第一金属氧化物的导带与缺陷能级之间的能量差为第一能级,所述第二金属元素的第一电离能为第二能级,所述第一能级小于所述第二能级。
24、可选地,所述第二能级与所述第一能级之间的差值为2ev~6ev;和/或
25、所述第一金属氧化物包含第一金属元素,所述第一金属元素选自zn、ti、sn、ba、ta或al,所述第二金属元素选自cd、zr、sb以及cr中的一种或多种;和/或
26、所述第二金属前驱体选自第二金属有机化合物,可选地,所述第二金属有机化合物中的有机官能团为碳原子数为1~10的烷氧基;和/或
27、所述第一分散液的分散剂选自烷烃、芳香烃、卤代烷烃、醇类化合物、醚类化合物、呋喃类化合物、吡啶类化合物以及酰胺类化合物中的一种或多种,可选地,所述第一分散液的分散剂选自碳原子数为1~10的醇类化合物;和/或
28、所述第一分散液中第二金属元素的浓度为1mmol/l~20mmol/l。
29、可选地,所述固化膜层中所述第一金属元素对所述第一分散液中所述第二金属元素的摩尔比为1:(0.1~0.3);和/或
30、所述固化膜层的材料为zno,所述第二金属元素选自cd、zr、sb以及cr中的一种或多种。
31、可选地,所述固化膜层的厚度为20nm~60nm;和/或
32、所述退火处理为脉冲激光退火处理;可选地,所述脉冲激光退火处理包括多个简断进行的脉冲激光退火子处理,所述脉冲激光退火子处理的个数为30个~60个,每一所述脉冲激光退火子处理的脉冲能量范围为20j/cm2~40j/cm2,和/或每一所述脉冲激光退火子处理的时间为0.5ms~5ms,和/或相邻两个所述脉冲激光退火子处理的时间间隔为10μs~50μs。
33、可选地,当所述发光器件为正置型结构时,所述预制器件还包括底电极和发光层,所述电子功能层位于所述发光层远离所述底电极的一侧,所述获得电子功能层的步骤之后,所述发光器件的制备方法还包括步骤:在所述电子功能层远离所述发光层的一侧形成顶电极,所述底电极为阳极且所述顶电极为阴极;可选地,所述预制器件还包括位于所述底电极与所述发光层之间的空穴功能层;
34、或者,当所述发光器件为倒置型结构时,所述预制器件包括底电极,所述电子功能层位于所述底电极的一侧,所述获得电子功能层的步骤之后,所述发光器件的制备方法还包括步骤:在所述电子功能层远离所述底电极的一侧形成发光层;以及,在所述发光层远离所述底电极的一侧形成顶电极,所述底电极为阴极且所述顶电极为阳极;可选地,所述在所述发光层远离所述底电极的一侧形成顶电极的步骤之前,所述发光器件的制备方法还包括步骤:在所述发光层远离所述底电极的一侧形成空穴功能层,所述顶电极形成于所述空穴功能层远离所述发光层的一侧;
35、其中,所述空穴功能层的材料包含聚(3,4-乙烯二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)、酞菁铜、酞菁氧钛、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、3-己基取代聚噻吩、聚(9-乙烯基咔唑)、4,4'-二(9-咔唑)联苯、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、4,4'-环己基二[n,n-二(4-甲基苯基)苯胺]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4'-(n-(4-仲丁基苯基)二苯胺)]、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-co-(4,4'-(n-(对丁基苯基))二苯胺)]、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(n-3-甲基苯基-n-苯基氨基)三苯胺、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、4,4',4'-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺、n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、n,n'-双[4-(二苯基氨基)苯基]-n,n'-二苯基联苯胺、n,n'-双(3-甲基苯基)-n,n'-二苯基-9,9-螺二芴-2,7-二胺、n2,n7-二-1-萘基-n2,n7-二苯基-9,9'-螺二[9h-芴]-2,7-二胺、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴、掺杂或非掺杂的石墨烯、c60、掺杂或非掺杂的氧化镍、掺杂或非掺杂的氧化钼、掺杂或非掺杂的氧化钨、掺杂或非掺杂的氧化钒、掺杂或非掺杂的p型氮化镓、掺杂或非掺杂的氧化铬、掺杂或非掺杂的氧化铜、过渡金属硫化物以及过渡金属硒化物中的一种或多种。
36、第三方面,本技术提供了一种电子设备,所述电子设备包括如第一方面中任意一种所述的发光器件,或者所述电子设备包括如第二方面中任意一种所述的制备方法制得的发光器件。
37、本技术提供了一种发光器件、发光器件的制备方法以及电子设备,具有如下技术效果:
38、在本技术的发光器件中,电子功能层的材料包含第二金属元素掺杂的第一金属氧化物,第二金属元素能够填补第一金属氧化物的金属空位缺陷,从而减少第一金属氧化物的晶格缺陷数量,并且由于第一能级小于第二能级,第二金属元素能够稳定地键接于第一金属氧化物的金属空位缺陷处,从而提升了第一金属氧化物的稳定性,进而提升了发光器件和显示设备的光电性能和寿命。