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CN119156105A - 薄膜及其制备方法、光电器件及显示装置 - Google Patents

薄膜及其制备方法、光电器件及显示装置 Download PDF

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CN119156105A
CN119156105A CN202310724008.1A CN202310724008A CN119156105A CN 119156105 A CN119156105 A CN 119156105A CN 202310724008 A CN202310724008 A CN 202310724008A CN 119156105 A CN119156105 A CN 119156105A
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CN
China
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hole
electrode
additive
ring
poly
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Pending
Application number
CN202310724008.1A
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Inventor
曹聪聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TCL Technology Group Co Ltd
Original Assignee
TCL Technology Group Co Ltd
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Publication date
Application filed by TCL Technology Group Co Ltd filed Critical TCL Technology Group Co Ltd
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Priority to PCT/CN2024/099305 priority patent/WO2024255862A1/zh
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Abstract

本申请公开了一种薄膜及其制备方法、光电器件及显示装置,方法包括:提供混合溶液,所述混合溶液包括空穴功能材料和添加剂;沉积所述混合溶液,然后退火以去除所述添加剂,得到薄膜;其中,所述添加剂包括具有式(1)所示结构的化合物,环A包括环碳原子数为6~40的芳环和环原子数为6~40的杂芳环中的一种或者多种,n为正整数;X每次出现时独立的选自氢、氘、给电子基团中的一种或多种。本申请旨在解决现有空穴功能材料薄膜空穴迁移率较低的问题。

Description

薄膜及其制备方法、光电器件及显示装置
技术领域
本申请涉及半导体领域,尤其涉及一种薄膜及其制备方法、光电器件及显示装置。
背景技术
一些有机材料例如聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4′-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺)](TFB)等等,通常具有空穴注入、空穴传输性能,适用于制备空穴功能膜层。然而,采用这些材料制得的薄膜的空穴迁移率通常较低,不适配于对空穴注入、传输性能要求较高的场合。
发明内容
鉴于此,本申请提供一种薄膜及其制备方法、光电器件及显示装置,本申请旨在解决现有空穴功能材料薄膜空穴迁移率较低的问题。
本申请实施例是这样实现的:
第一方面,本申请提供一种薄膜的制备方法,包括以下步骤:
提供混合溶液,所述混合溶液包括空穴功能材料和添加剂;
沉积所述混合溶液,然后退火以去除所述添加剂,得到薄膜;
其中,所述添加剂包括具有式(1)所示结构的化合物:
其中,环A包括环碳原子数为6~40的芳环和环原子数为6~40的杂芳环中的一种或者多种,n为正整数;
X每次出现时独立的选自氢、氘、给电子基团中的一种或多种。
可选的,在本申请的一些实施例中,环A包括环碳原子数为6~20的芳环和环原子数为6~20的杂芳环中的一种或者多种;和/或,
n为1~4;和/或,
所述给电子基团包括-NH2C1~C3烷基以及C1~C3烷氧基中的一种或多种的组合。
可选的,在本申请的一些实施例中,环A选自式(2)至(7)任一所示结构的环中的一种或多种:
和/或,
n为1或2;和/或,
所述添加剂的沸点大于等于100℃,且小于200℃。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述添加剂包括具有如下式(8)至(16)任一项所示结构的化合物中的一种或多种:
可选的,在本申请的一些实施例中,X每次出现时独立的选自所述给电子基团。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述添加剂包括具有所述式(11)至所述(16)任一项所示结构的化合物中的一种或多种:
可选的,在本申请的一些实施例中,所述添加剂的质量占所述添加剂和所述空穴功能材料的总质量的百分比为5~10%;和/或,
所述空穴功能材料包括空穴传输材料或空穴注入材料,所述空穴传输材料选自聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))]、聚(4-丁基苯基-二苯基胺)、聚(三芳胺)、聚吡咯、聚[N,N′-双(4-丁苯基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺]、聚(对)亚苯基亚乙烯基、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、PEDOT:PSS及其衍生物、聚(N-乙烯基咔唑)及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物中的至少一种;所述空穴注入材料选自PEDOT、PEDOT:PSS、酞菁铜中的至少一种。
可选的,在本申请的一些实施例中,沉积所述混合溶液,然后退火以去除所述添加剂,得到薄膜的步骤中,所述退火的温度为200~230℃;和/或,
所述退火的时间为15~45min。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述混合溶液还包括溶剂,所述溶剂包括醇类溶剂、氯仿、氯苯、二氯苯中的一种或多种;和/或,
所述混合溶液中,所述空穴功能材料的浓度为2~15mg/ml。
第二方面,本申请提出一种薄膜,包括由上文所述的制备方法制得的薄膜。
第三方面,本申请提出一种光电器件,包括第一电极、空穴功能层和第二电极,所述空穴功能层包括空穴注入层和空穴传输层中的一层或两层,且所述空穴功能层中的至少一层包括如上文所述的薄膜。
可选的,在本申请的一些实施例中,所述第一电极和所述第二电极各自独立的选自掺杂金属氧化物颗粒电极、金属与金属氧化物的复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属电极或合金电极,所述掺杂金属氧化物颗粒电极的材料选自铟掺杂氧化锡、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、镁掺杂氧化锌及铝掺杂氧化镁中的一种或多种,所述金属与金属氧化物的复合电极选自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,所述金属电极的材料选自Ag、Al、Cu、Mo、Au、Pt、Si、Ca、Mg及Ba中的一种或多种;和/或,
所述光电器件还包括发光层,所述发光层设于所述第一电极和所述空穴功能层之间,或者所述发光层设于所述二电极和所述空穴功能层之间,所述发光层的材料选自有机发光材料及量子点发光材料中的一种或多种,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、激基复合物发光材料中的一种或多种;所述量子点发光材料选自单一结构量子点、核壳结构量子点及钙钛矿型半导体材料中的至少一种;所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核材料及核壳结构量子点的壳层材料分别选自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及HgZnSTe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、SnPbSTe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及InAlPSb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≥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。
第四方面,本申请还提出一种显示装置,包括如上文所述的光电器件。
本申请中,在沉积薄膜材料时,添加特定添加剂,所述添加剂可以和空穴功能材料之间形成分子间π-π相互作用或诱导空穴功能材料局部结晶,如此,在制成薄膜时,从而提升其薄膜的形貌规整度,改善薄膜形貌,增强分子间聚集行为,增强结晶性,从而提升空穴注入、传输能力。
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是本申请一实施例的一种薄膜的制备方法的流程示意图;
图2是本申请一实施例的一种光电器件的结构示意图;
图3是本申请另一实施例的一种光电器件的结构示意图;
图4是实验例一中对照组的AFM图;
图5是实验例一中实验组的AFM图;
附图标记:
100-光电器件;10-阳极;20-发光层;30-电子传输层;40-阴极;50-空穴传输层;60-空穴注入层。
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,在本申请说明书的描述中,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)。
在本申请中,“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。
在本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b,或c中的至少一项(个)”,或,“a,b,和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
在本申请中,“并环”是指化合物中,两个环共用两直接相连的碳原子而相互结合的情况,其中,共用的两个碳原子即为公共碳原子,化合物中,属于公共碳原子的原子总数为公共碳原子数;例如,萘为两个苯环的并环,其公共碳原子数为2。
在本申请中,“环原子数”表示原子键合成环状而得到的结构化合物(例如,单环化合物、稠环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环自身的原子之中的原子数。该环被取代基所取代时,取代基所包含的原子不包括在成环原子内。关于以下所述的“环原子数”,在没有特别说明的条件下也是同样的。例如,苯环的环原子数为6,萘环的环原子数为10,噻吩基的环原子数为5。“环碳原子数”是指构成该环自身的碳原子之中的原子数。例如,苯环的环碳原子数为6,噻吩基的环碳原子数为4。
在本申请中,“芳环或芳香环”是指含苯环的环状化合物,可以为单环或多个环并环形成的稠环,对于多环的环中,至少一个是芳族环系。例如,“具有6至40个环原子的芳环”是指包含6至40个环原子的芳环,优选具有6至30个环原子的芳环,更优选具有6至18个环原子的芳环,特别优选具有6至14个环原子的芳环;合适的实例包括但不限于:苯环、萘环、蒽环、菲环、并四苯环、芴环、茚环等。
在本申请中,“杂芳环或杂芳香环”是指在芳环的基础上至少一个碳原子被非碳原子所替代,非碳原子可以为N原子、O原子、S原子等。合适的实例包括但不限于:噻吩、呋喃、吡咯、咪唑、二唑、三唑、吡啶、联吡啶、嘧啶、三嗪、吖啶、哒嗪、吡嗪、喹啉、异喹啉、喹唑啉、喹喔啉、酞嗪、吡啶并嘧啶、吡啶并吡嗪、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、吡咯并咪唑、吡咯并吡咯、噻吩并吡咯、噻吩并噻吩、呋喃并吡咯、呋喃并呋喃、噻吩并呋喃、苯并异噁唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、邻二氮萘、菲啶、伯啶、喹唑啉酮、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咔唑及其衍生物。
在本申请中,“烷基”可以表示直链烷基或支链烷基。“C1~3烷基”是指包含1至3个碳原子的烷基,每次出现时,可以互相独立地为C1烷基、C2烷基或C3烷基。烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基等。
在本申请中,烷氧基具有式-OR的结构特征,其中,R是指烷基。
在本申请中,-(X)n是指主体结构环上有n个可取代位点上连接有取代基X,也就是说,n个X分别与环上的任一可取代位点一一连接,且每个位点上连接的X均可独立的选择基团种类,n个X可以相同,也可以不同。
第一方面,本申请提出一种薄膜的制备方法,可以制备P型半导体薄膜,例如光电器件100的空穴传输层50和/或空穴注入层60。请参阅图1,所述薄膜的制备方法包括以下步骤:
S10,提供混合溶液,所述混合溶液包括空穴功能材料和添加剂;
S20,沉积所述混合溶液,然后退火以去除所述添加剂,得到薄膜;
其中,所述添加剂包括具有式(1)所示结构的化合物:
其中,环A包括环碳原子数为6~40的芳环和环原子数为6~40的杂芳环中的一种或者多种,n为正整数;
X每次出现时独立的选自氢、氘、给电子基团中的一种或多种。
本申请中,在沉积薄膜材料时,添加特定添加剂,所述添加剂可以和空穴功能材料之间形成分子间π-π相互作用或诱导空穴功能材料局部结晶,如此,在制成薄膜时,从而提升其薄膜的形貌规整度,改善薄膜形貌,增强分子间聚集行为,增强结晶性,从而提升空穴注入、传输能力。
在一些实施例中,环A包括环碳原子数为6~20的芳环和环原子数为6~20的杂芳环中的一种或者多种;在另一些实施例中,环A选自式(2)至(7)任一所示结构的环中的一种或多种:
在一些实施例中,n为1~4,例如可以是1、2、3或者4;在另一些实施例中,n为1或2,有助于充分发挥分子间作用力,改善位阻效应。
在一些实施例中,所述添加剂的沸点低于退火温度,例如,所述添加剂的沸点大于等于100℃,且小于200℃。例如,沸点可以为200℃至190℃,190℃至150℃,160℃至130℃,140℃至110℃,120℃至100℃,等等。由于大多数空穴功能材料的退火温度在200℃~230℃,在沉积混合溶液后进行退火时,所述添加剂也会在热退火的过程中被除去,如此既让薄膜保留了添加剂诱导形成的规整形貌,提升了其性能,又避免了添加剂残留,防止添加剂影响薄膜,且由于不必担心因添加剂残留而可能造成的影响,从而扩展了添加剂材料的可选择种类,降低了其材料开发难度。
在一些实施例中,所述添加剂的质量占所述添加剂和所述空穴功能材料的总质量的百分比为5~10%;例如可以为5%、6%、7%、8%、9%、10%以及上述列举的任意两个值之间的值,在此范围内,既可以有效提升半导体材料的稳定性和电学性能,又可以确保材料具有良好的成膜性。
在一些具体实施例中,所述添加剂包括并三噻吩(CAS:3593-75-7;沸点138℃;结构式如式(8)所示)、茚(CAS:95-13-6;沸点182℃;结构式如式(9)所示)、苯并呋喃(CAS:271-89-6;沸点173℃;结构式如式(10)所示)、1-甲氧基萘(CAS:2216-69-5;沸点135℃;结构式如式(11)所示)、对甲氧基苯乙酮(CAS:100-06-1;沸点152℃;结构式如式(12)所示)、苯胺(CAS:62-53-3;沸点184℃;结构式如式(13)所示)、N,N-二甲基-1-苯乙胺(CAS:2449-49-2;沸点189℃;结构式如式(14)所示)、1-甲基茚满(CAS:27133-93-3;沸点193℃;结构式如式(15)所示)、2-甲基茚满(CAS:824-63-5;沸点195℃;结构式如式(16)所示)中的一种或多种。这些添加剂与P型半导体材料之间具有较强的相互作用,且具有相对较低的沸点,易于除去。具体的,上述化合物的结构式依次如下式(8)至(16)所示。
在一些实施例中,X每次出现时各自独立的选自所述给电子基团,所述给电子基团包括-NH2(氨基)、(酮基)、C1~C3烷基以及C1~C3烷氧基中的一种或多种的组合,如此有助于提升添加剂和空穴功能材料之间的相互作用,增强效果。相应的,所述添加剂包括1-甲氧基萘、对甲氧基苯乙酮、苯胺、N,N-二甲基-1-苯乙胺、1-甲基茚满、2-甲基茚满中的一种或多种。
在一些实施例中,所述空穴功能材料可以选自本领域常见的用于制备空穴传输层50或空穴注入层60的有机材料,选自用于制备空穴传输层50的有机材料时,空穴功能材料定义为空穴传输材料;选自用于制备空穴注入层60的有机材料时,空穴功能材料定义为空穴注入材料。
在一具体实施例中,所述空穴功能材料选自空穴传输材料,例如包括但不限于聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))](TFB)、聚(4-丁基苯基-二苯基胺)、聚(三芳胺)(PTAA)、聚吡咯、聚[N,N′-双(4-丁苯基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺](聚TPD)、聚(对)亚苯基亚乙烯基(PPV)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、PEDOT:PSS及其衍生物、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物中的至少一种;实际应用时,采用上述列举的空穴功能材料得到的薄膜可以作为光电器件100的空穴传输层50。
在另一实施例中,所述空穴功能材料选自空穴注入材料,例如包括但不限于PEDOT、PEDOT:PSS、酞菁铜中的至少一种;实际应用时,采用上述列举的空穴功能材料得到的薄膜可以作为制备光电器件100的空穴注入层60。
在一些实施例中,所述混合溶液还可以包括溶剂,所述溶剂用于分散空穴功能材料和添加剂,所述溶剂可以是任意能够溶解空穴功能材料及添加剂的常见溶剂,例如,醇类溶剂、氯仿、氯苯、二氯苯中的一种或多种。所述醇类溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、戊醇中的一种或多种。
在一些实施例中,所述混合溶液中,所述空穴功能材料的浓度为2~15mg/ml,例如,可以是2mg/ml、3mg/ml、4mg/ml、5mg/ml、8mg/ml、10mg/ml、12mg/ml、15mg/ml以及上述任意两个值之间的值。
在一些实施例中,步骤S20中,所述退火的方式可以是热处理退火,具体的,所述退火的温度可以为200~230℃,例如,200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃以及上述任意两个值之间的值。
所述退火的时间可以为15~45min,例如可以是15min、20min、25min、27min、28min、29min、30min、31min、32min、33min、35min、40min、45min以及上述任意两个值之间的值。
第二方面,本申请提出一种薄膜,所述薄膜由上述制备方法制得。根据混合溶液中空穴功能材料的种类不同,所述薄膜的性能随之变化,例如,在一些实施例中,所述空穴功能材料为所述空穴传输材料时,所述薄膜可以是空穴传输薄膜;在另一些实施例中,所述空穴功能材料为所述空穴注入材料时,所述薄膜也可以是空穴注入薄膜。
第三方面,本申请还提出一种光电器件100,所述光电器件100包括但不限于是发光器件、光伏电池和光电探测器,所述光电器件100包括第一电极、空穴功能层和第二电极,所述第一电极为阴极40和阳极10中的一个,所述第二电极为阴极40和阳极10中的另一个。请参阅图2,所述光电器件100包括第一电极、空穴功能层和第二电极,所述空穴功能层包括空穴注入层60和空穴传输层50中的一层或两层,且所述空穴功能层中的至少一层的材料包括如上文所述的薄膜。所述空穴注入层60和空穴传输层50中的一层或两层为上述薄膜,即其中的一层或两层在制备时经由所述添加剂诱导、调整过,具有较佳的形貌、较高的空穴注入、传输性能,从而有助于改善器件的载流子平衡,进而提升器件的性能。
可以理解,当空穴传输层50采用如上所述的薄膜时,制备薄膜的过程中,所采用的混合溶液中,空穴功能材料选自聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))]、聚(4-丁基苯基-二苯基胺)、聚(三芳胺)、聚吡咯、聚[N,N′-双(4-丁苯基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺]、聚(对)亚苯基亚乙烯基、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、PEDOT:PSS及其衍生物、聚(N-乙烯基咔唑)及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物中的至少一种;当空穴注入层60采用如上所述的薄膜时,制备薄膜的过程中,所采用的混合溶液中,空穴功能材料选自PEDOT、PEDOT:PSS、酞菁铜中的至少一种。
在一些实施例中,所述空穴功能层包括层叠的所述空穴注入层60和所述空穴传输层50,其中,空穴传输层50和空穴注入层60均采用上述薄膜制备方法进行制备,相应的,所述空穴注入层60的空穴功能材料选自上述空穴注入材料,所述空穴传输层50的空穴功能材料选自上述空穴传输材料,例如,空穴传输层50的材料为聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))]和第一添加剂;空穴注入层60的材料为PEDOT:PSS和第二添加剂。可以理解,所述第一添加剂和所述第二添加剂均为如上所述的添加剂,只是为了相互区别而做的命名,二者可以相同,也可以不同。
在另一些实施例中,所述空穴功能层包括层叠的所述空穴注入层60和所述空穴传输层50,其中,所述空穴传输层50采用上述薄膜制备方法进行制备,所述空穴注入层60可采用本领域常规技术实现。在又一些实施例中,所述空穴功能层包括层叠的所述空穴注入层60和所述空穴传输层50,其中,所述空穴注入层60采用上述薄膜制备方法进行制备,所述空穴传输层50可采用本领域常规技术实现。所述本领域常规技术包括但不限于化学法或物理法。其中,化学法包括化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极10氧化法、电解沉积法、共沉淀法。物理法包括物理镀膜法和溶液法,其中,物理镀膜法包括: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、脉冲激光沉积法等;溶液法可以为旋涂法、印刷法、喷墨打印法、刮涂法、打印法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法及条状涂布法等。
采用常规技术制备空穴传输层50或空穴注入层60时,各自的材料也均采用本领域常用的材料。例如,所述空穴注入层60的材料可以选自本领域常规的用于制备空穴注入层60的材料,例如可以选自但不限于2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲、PEDOT、PEDOT:PSS、PEDOT:PSS掺有s-MoO3的衍生物、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、四氰基醌二甲烷、酞菁铜中的至少一种。所述空穴传输层50的材料选自本领域常规的用于制备空穴传输层50的材料,例如可以选自但不限于4,4'-N,N'-二咔唑基-联苯、N,N'-二苯基-N,N'-双(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4”-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(3-甲基苯基)-(1,1'-联苯基)-4,4'-二胺、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-螺、N,N'-二(4-(N,N'-二苯基-氨基)苯基)-N,N'-二苯基联苯胺、4,4',4'-三(N-咔唑基)-三苯胺、4,4',4'-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))]、聚(4-丁基苯基-二苯基胺)、聚(三芳胺)、聚吡咯、聚[N,N′-双(4-丁苯基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺]、聚(对)亚苯基亚乙烯基、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、铜酞菁、芳香族叔胺、多核芳香叔胺、4,4'-双(对咔唑基)-1,1'-联苯化合物、N,N,N',N'-四芳基联苯胺、PEDOT:PSS及其衍生物、聚(N-乙烯基咔唑)及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺、螺NPB、掺杂石墨烯、非掺杂石墨烯、C60中的至少一种。
在一些实施例中,所述阳极10可以为本领域已知用于光电器件100的阳极10,例如,可以选自但不限于掺杂金属氧化物颗粒电极、金属与金属氧化物的复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属电极或合金电极,所述掺杂金属氧化物颗粒电极的材料选自铟掺杂氧化锡、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、镁掺杂氧化锌及铝掺杂氧化镁中的一种或多种,所述金属与金属氧化物的复合电极选自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,所述金属电极的材料选自Ag、Al、Cu、Mo、Au、Pt、Si、Ca、Mg及Ba中的一种或多种。
在一些实施例中,所述阴极40可以为本领域已知用于光电器件100的阴极40,例如,可以选自但不限于掺杂金属氧化物颗粒电极、金属与金属氧化物的复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属电极或合金电极,所述掺杂金属氧化物颗粒电极的材料选自铟掺杂氧化锡、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、镁掺杂氧化锌及铝掺杂氧化镁中的一种或多种,所述金属与金属氧化物的复合电极选自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,所述金属电极的材料选自Ag、Al、Cu、Mo、Au、Pt、Si、Ca、Mg及Ba中的一种或多种。
请参阅图3,在一些实施例中,所述光电器件100还包括发光层20,所述发光层20设于所述第一电极和所述空穴功能层之间,具体的,所述发光层20位于阴极40和空穴功能层之间。所述发光层20可以为有机发光层或量子点发光层。当所述发光层20为有机发光层时,所述光电器件100可为有机发光器件;当所述发光层20为量子点发光层时,所述光电器件100可以为量子点发光器件。
所述有机发光层的材料为本领域已知用于光电器件100的有机发光层的材料,例如,可以选自但不限于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、激基复合物发光材料中的一种或多种。
所述量子点发光层的材料为本领域已知用于光电器件100的量子点发光层的量子点材料,例如,可以选自但不限于单一结构量子点、核壳结构量子点及钙钛矿型半导体材料中的至少一种;所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核材料及核壳结构量子点的壳层材料分别选自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及HgZnSTe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、SnPbSTe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及InAlPSb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。
作为示例,所述核壳结构的量子点可以选自但不限于CdZnSe/CdZnSe/ZnSe/CdZnS/ZnS、CdZnSe/CdZnSe/CdZnS/ZnS CdSe/CdSeS/CdS、InP/ZnSeS/ZnS、CdZnSe/ZnSe/ZnS、CdSeS/ZnSeS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe/ZnS、ZnSe/ZnS、ZnSeTe/ZnS、CdSe/CdZnSeS/ZnS及InP/ZnSe/ZnS中的至少一种。
需要说明的是,对于前述单一结构量子点的材料、或者核壳结构量子点的核的材料、或者核壳结构量子点的壳的材料,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:CdZnSe仅表示由Cd、Zn和Se三种元素组成,若表示各个元素的含量,则对应为CdxZn1-xSe,0<x<1。
所述钙钛矿型半导体材料可以选自但不限于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。
在一些实施例中,所述光电器件100还包括电子传输层30,所述电子传输层30设于所述第一电极和所述空穴功能层之间,具体的,所述电子传输层30位于空穴功能层和阴极40之间,在光电器件100还包括发光层20时,所述电子传输层30位于发光层20和阴极40之间。所述电子传输层30可以采用本领域已知的用于光电器件100的、具有电子传输性能的材料制备。例如,所述电子传输层30的材料包括但不限于金属氧化物、掺杂金属氧化物、II-VI族半导体材料、III-V族半导体材料及I-III-VI族半导体材料中的至少一种,所述金属氧化物选自ZnO、BaO、TiO2、SnO2中的至少一种;所述掺杂金属氧化物中的金属氧化物选自ZnO、TiO2、SnO2中的至少一种,掺杂元素选自Al、Mg、Li、In、Ga中的至少一种,所述II-VI族半导体材料选自ZnS、ZnSe、CdS中的至少一种;所述III-V族半导体材料选自InP、GaP中的至少一种;所述I-III-VI族半导体材料选自CuInS、CuGaS中的至少一种。
可以理解的,所述光电器件100中各层的厚度根据需要设定,在此不做限制。在一些实施例中,所述第一电极的厚度为10-100nm,所述空穴注入层60的厚度为30~100nm,所述空穴传输层50的厚度为30~100nm,所述发光层20的厚度为10~50nm,所述电子传输层30的厚度为20~50nm,所述第二电极的厚度为30~100nm。
当阳极10和阴极40之间的膜层设有多个,且多个膜层选自发光层20、电子传输层30、空穴传输层50、空穴注入层60时,所述光电器件100的膜层层叠顺序为阳极10、空穴注入层60、空穴传输层50、发光层20、电子传输层30和阴极40;可以理解,所述光电器件100可以为正置型器件或倒置型器件。在一些实施例中,所述光电器件100为正置型器件,相应的,所述光电器件100包括自下而上依次层叠的阳极10、空穴注入层60、空穴传输层50、发光层20、电子传输层30和阴极40;在另一些实施例中,所述光电器件100为倒置型器件,相应的,所述光电器件100包括自下而上依次层叠的阴极40、电子传输层30、发光层20、空穴传输层50、空穴注入层60和阳极10。
可以理解,所述光电器件100还可以增设一些常规用于光电器件100的有助于提升光电器件100性能的功能层,例如电子注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、界面修饰层等。
可以理解,所述光电器件100的各层的材料可以依据光电器件100的实际需求进行调整。
实际制备时,所述光电器件100的各个膜层,例如所述阳极10、发光层20、电子传输层30及阴极40可采用本领域常规技术制备,例如化学法或物理法。其中,化学法包括化学气相沉积法、连续离子层吸附与反应法、阳极氧化法、电解沉积法、共沉淀法。物理法包括物理镀膜法和溶液法,其中,物理镀膜法包括: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、脉冲激光沉积法等;溶液法可以为旋涂法、印刷法、喷墨打印法、刮涂法、打印法、浸渍提拉法、浸泡法、喷涂法、滚涂法、浇铸法、狭缝式涂布法及条状涂布法等。
第四方面,本申请还提出一种显示装置,所述显示装置包括如上所述的光电器件100。所述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、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。
薄膜实施例1
薄膜的制备方法如下:
(1)按照空穴功能材料和添加剂的质量比为92:8,称取材料备用。其中,空穴功能材料为TFB;添加剂为1-甲氧基萘。
(2)取上述材料加入到氯苯中,搅拌混匀,得到空穴功能材料浓度为8mg/ml的混合溶液。
(3)以3000r/min的转速,将混合溶液旋涂在玻璃基板上,旋涂时间30s,然后,进行退火处理,退火温度为230℃,退火温度为30min,得到厚度为40nm的薄膜。
薄膜实施例2
本薄膜实施例与薄膜实施例1基本相同,区别仅在于,本薄膜实施例中:
添加剂为萘。
薄膜实施例3
本薄膜实施例与薄膜实施例1基本相同,区别仅在于,本薄膜实施例中:
添加剂为并三噻吩。
薄膜实施例4
本薄膜实施例与薄膜实施例1基本相同,区别仅在于,本薄膜实施例中:
添加剂为并三噻吩和茚的混合物,二者的摩尔比为1:1。
薄膜实施例5
本薄膜实施例与薄膜实施例1基本相同,区别仅在于,本薄膜实施例中:
空穴功能材料和添加剂的质量比为95:5。
薄膜实施例6
本薄膜实施例与薄膜实施例1基本相同,区别仅在于,本薄膜实施例中:
空穴功能材料和添加剂的质量比为90:10。
薄膜实施例7
本薄膜实施例与薄膜实施例1基本相同,区别仅在于,本薄膜实施例中:
空穴功能材料和添加剂的质量比为85:15。
薄膜实施例8
本薄膜实施例与薄膜实施例1基本相同,区别仅在于,本薄膜实施例中:
混合溶液由空穴功能材料和添加剂组成,且空穴功能材料为PEDOT:PSS;退火温度改为200℃。
薄膜对比例1
取TFB加入到氯苯中,搅拌混匀,得到浓度为8mg/ml的TFB溶液。
以3000r/min的转速,将TFB溶液旋涂在玻璃基板上,旋涂时间30s,然后,进行退火处理,退火温度为230℃,退火温度为30min,得到厚度为40nm的薄膜。
薄膜对比例2
以3000r/min的转速,将PEDOT:PSS溶液旋涂在玻璃基板上,旋涂时间30s,然后,进行退火处理,退火温度为200℃,退火温度为30min,得到厚度为40nm的薄膜。
器件实施例1
该QLED器件的制备方法如下:
(1)将图案化的ITO玻璃基板按次序置于丙酮、洗液、去离子水、异丙醇中进行超声清洗,且每一次超声时间为20min。清洗完成后,用氮气枪吹干。然后,将ITO玻璃基板放在氧气等离子体中继续清洗10min,再用紫外-臭氧处理ITO玻璃基板表面15min,得到阳极,阳极厚度为10nm。
(2)在空气中,在阳极表面以3000r/min的转速旋涂一层PEDOT:PSS,旋涂时间30s,然后,进行退火处理,退火温度为150℃,退火温度为20min,得到厚度为80nm的空穴注入层。退火结束后将基板转移至充满氮气气氛的手套箱中。
(3)在空穴注入层的表面以3000r/min的转速旋涂薄膜实施例1中制得的混合溶液,旋涂时间30s,然后,进行退火处理,退火温度为230℃,退火温度为30min,得到厚度为40nm的空穴传输层。
(4)待步骤(3)制得的半成品冷却后,在空穴传输层表面,以1500r/min的转速旋涂40mg/ml的蓝色量子点材料CdZnSe/ZnSe/Cd/Cd0.6ZnS2,旋涂时间30s,然后,进行退火处理,退火温度为100℃,退火温度为5min,得到厚度为25nm的发光层。
(5)在发光层表面以3000r/min转速40mg/ml的ZnO乙醇溶液,旋涂时间30s,然后,进行退火处理,退火温度为100℃,退火时间为15min,得到厚度为30nm的电子传输层。
(6)将步骤(5)制得的半成品放入真空腔体中,在电子传输层表面蒸镀一层厚度为100nm的银作为阴极,封装,得到QLED器件。
器件实施例2~7
器件实施例m方案与器件实施例1基本相同,区别仅在于,器件实施例m中,步骤(3)中,用于制备空穴传输层的混合溶液改为薄膜实施例m制得的混合溶液,其中,m为2~7。
器件实施例8
本器件实施例方案与器件实施例1基本相同,区别仅在于,本器件实施例中,空穴注入层制备时掺入添加剂,空穴传输层采用常规方法,相应的:
1、步骤(3)中,用于制备空穴传输层的材料改为浓度为8mg/ml的TFB的氯苯溶液;
2、步骤(2)中,用于制备空穴注入层的材料改为薄膜实施例8制得的混合溶液。
器件实施例9
本器件实施例方案与器件实施例1基本相同,区别仅在于,本器件实施例中,空穴传输层和空穴注入层均在制备时掺入添加剂:
步骤(2)中,用于制备空穴注入层的材料改为薄膜实施例8制得的混合溶液。
器件对比例1和2
器件对比例n方案与器件实施例1基本相同,区别仅在于,器件对比例n中:
步骤(3)中,用于制备空穴传输层的材料改为薄膜对比例n制得的溶液,其中,n为1或2。
实验例一
取薄膜实施例1制得的薄膜作为实验组,取薄膜对比例1制得的薄膜作为对照组,使用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)观察实验组和对照组的薄膜,结果如图4和5所示。
图4和图5中,实验组薄膜的均方根粗糙度Rq为0.37,对照组薄膜Rq为1.10,显然,从图中可以看出实验组薄膜更加均匀,表面粗糙度也更小,具有更好的表面形貌,说明添加剂的加入使空穴功能材料之间的排列更加规整,减少了不规则的局部过度团聚,从而显著改善了薄膜形貌。
实验例二
空穴传输性能测试:通过LabView控制QE PRO和Keithley 2400,搭建一套QLED效率测试系统。由该系统测试单载流子传输薄膜器件(HOD/EOD)的电流密度-电压曲线。取器件的工作电压(6V)下的电流密度和稳定状态下的工作电压进行比较,稳定状态下的工作电压是指器件寿命测试过程中,器件运行4小时以上,器件平衡阶段的工作电压。其中:
单空穴器件(HOD)的制备方法与其对应的完整的QLED器件的制备方法基本相同,区别仅在于,减去电子传输层。
上述测试中,所使用的器件为上述器件实施例1至9和器件对比例1-2中QLED器件对应的单空穴器件。
表一:
由上表一可以看出:
相较器件对比例1的单空穴器件,器件实施例1至7、9均具有更高的电流效率和更低的工作电压,同时,相较器件对比例2,器件实施例8和9均具有更高的电流效率和更低的工作电压,说明在制备空穴功能层时掺入添加剂,有助于提高膜层的空穴传输、注入性能,进而提升器件的电学性能。
实验例三
对器件实施例1-9及器件对比例1-2的量子点发光二极管进行性能测试,测试结果参表二。测试方法如下:
(1)外量子效率EQE的检测方法为:注入到量子点中的电子-空穴对数转化为出射的光子数的比值,单位是%,是衡量电致发光器件优劣的一个重要参数,采用EQE光学测试仪器测定即可得到。具体计算公式如下:
其中,ηe为光输出耦合效率,ηγ为复合的载流子数与注入载流子数的比值,x为产生光子的激子数与总激子数的比值,KR为辐射过程速率,KNR为非辐射过程速率。
测试条件:在室温下进行,空气湿度为30~60%。
(2)寿命T95@1000nit的测试方法为:
器件在恒定电流或电压驱动下,亮度减少至最高亮度的一定比例时所需的时间,亮度下降至最高亮度的95%的时间定义为T95,该寿命为实测寿命。为缩短测试周期,器件寿命测试通常是在高亮度下通过加速器件老化进行,并通过延伸型指数衰减亮度衰减拟合公式拟合得到高亮度下的寿命,比如:1000nit下的寿命计为T95@1000nit。具体计算公式如下:
其中,T95L为低亮度下的寿命,T95H为高亮度下的实测寿命,LH为器件加速至最高亮度,LL为1000nit,A为加速因子,本实验通过测得若干组QLED器件在额定亮度下的寿命得出A值为1.7。
上述测试中,外量子效率测试和器件寿命测试所使用的器件为上述实施例和对比例中完整结构的QLED器件。
表二:
由表二可知:
相较器件对比例1的单空穴器件,器件实施例1至7、9均具有更高的EQE和T95@1000nit,同时,相较器件对比例2,器件实施例8和9均具有更高的EQE和T95@1000nit,说明在制备空穴功能层时掺入添加剂,有助于提高膜层的空穴传输、注入性能,改善器件的载流子平衡,进而提升器件的发光效率和寿命。
以上对本申请实施例所提供的薄膜及其制备方法、光电器件及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 (13)

1.一种薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供混合溶液,所述混合溶液包括空穴功能材料和添加剂;
沉积所述混合溶液,然后退火以去除所述添加剂,得到薄膜;
其中,所述添加剂包括具有式(1)所示结构的化合物:
其中,环A包括环碳原子数为6~40的芳环和环原子数为6~40的杂芳环中的一种或者多种,n为正整数;
X每次出现时独立的选自氢、氘、给电子基团中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,环A包括环碳原子数为6~20的芳环和环原子数为6~20的杂芳环中的一种或者多种;和/或,
n为1~4;和/或,
所述给电子基团包括-NH2C1~C3烷基以及C1~C3烷氧基中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,环A选自式(2)至(7)任一所示结构的环中的一种或多种:
和/或,
n为1或2;和/或,
所述添加剂的沸点大于等于100℃,且小于200℃。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述添加剂包括具有如下式(8)至(16)任一项所示结构的化合物中的一种或多种。
5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法,其特征在于,X每次出现时独立的选自所述给电子基团。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述添加剂包括具有所述式(11)至所述(16)任一项所示结构的化合物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述添加剂的质量占所述添加剂和所述空穴功能材料的总质量的百分比为5~10%;和/或,
所述空穴功能材料包括空穴传输材料或空穴注入材料,所述空穴传输材料选自聚[(9,9'-二辛基芴-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺))]、聚(4-丁基苯基-二苯基胺)、聚(三芳胺)、聚吡咯、聚[N,N′-双(4-丁苯基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺]、聚(对)亚苯基亚乙烯基、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]和聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]、PEDOT:PSS及其衍生物、聚(N-乙烯基咔唑)及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯及其衍生物、聚(9,9-辛基芴)及其衍生物、聚(螺芴)及其衍生物中的至少一种;所述空穴注入材料选自PEDOT、PEDOT:PSS、酞菁铜中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述沉积所述混合溶液,然后退火以去除所述添加剂,得到薄膜的步骤中,所述退火的温度为200~230℃;和/或,
所述退火的时间为15~45min。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述混合溶液还包括溶剂,所述溶剂包括醇类溶剂、氯仿、氯苯、二氯苯中的一种或多种;和/或,
所述混合溶液中,所述空穴功能材料的浓度为2~15mg/ml。
10.一种薄膜,其特征在于,包括由权利要求1至9任一项所述的制备方法制得的薄膜。
11.一种光电器件,其特征在于,包括第一电极、空穴功能层和第二电极,所述空穴功能层包括空穴注入层和空穴传输层中的一层或两层,且所述空穴功能层中的至少一层包括如权利要求10所述的薄膜。
12.根据权利要求11所述的光电器件,其特征在于,所述第一电极和所述第二电极各自独立的选自掺杂金属氧化物颗粒电极、金属与金属氧化物的复合电极、石墨烯电极、碳纳米管电极、金属电极或合金电极,所述掺杂金属氧化物颗粒电极的材料选自铟掺杂氧化锡、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、镁掺杂氧化锌及铝掺杂氧化镁中的一种或多种,所述金属与金属氧化物的复合电极选自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,所述金属电极的材料选自Ag、Al、Cu、Mo、Au、Pt、Si、Ca、Mg及Ba中的一种或多种;和/或,
所述光电器件还包括发光层,所述发光层设于所述第一电极和所述空穴功能层之间,或者所述发光层设于所述二电极和所述空穴功能层之间,所述发光层的材料选自有机发光材料及量子点发光材料中的一种或多种,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、激基复合物发光材料中的一种或多种;所述量子点发光材料选自单一结构量子点、核壳结构量子点及钙钛矿型半导体材料中的至少一种;所述单一结构量子点的材料、核壳结构量子点的核材料及核壳结构量子点的壳层材料分别选自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及HgZnSTe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、SnPbSTe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及InAlPSb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≥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。
13.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求11或12所述的光电器件。
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