电致发光器件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种电致发光器件及其制备方法和应用。本发明专利技术电致发光器件包括阳电极和阴电极以及层叠结合在所述阳电极与阴电极之间的发光单元层，所述发光单元层包括发光层和空穴注入层，所述空穴注入层设置在所述发光层与所述阳电极之间，且其层叠结合在所述阳电极表面，所述空穴注入层包括二维半导体氧化物层，所述阳电极的材料为二维半导体电极材料。本发明专利技术电致发光器件所含的阳电极与二维半导体氧化物层形成异质结构，从而赋予电致发光器件所含阳电极与空穴注入层之间接触电阻和势垒低，提高了空穴的注入效率和空穴传输速率，而且结构和光电性能稳定。其制备方法保证了制备的电致发光器件的性能稳定，制备成本低。

【技术实现步骤摘要】
电致发光器件及其制备方法和应用
本专利技术属于电致发光器件
，具体涉及一种电致发光器件及其制备方法和应用。
技术介绍
电致发光器件作为一种新型的显示技术，具有自发光、宽视角、低能耗、效率高、薄、色彩丰富、响应速度快、适用温度范围广、低驱动电压、可制作柔性可弯曲与透明的显示面板以及环境友好等独特优点，因此，电致发光器件技术可以应用在平板显示器和新一代照明上，也可以作为LCD的背光源。电致发光器件为在两个金属电极之间设置包括发光材料而制备的器件，一个经典的三层电致发光器件包含空穴传输层，发光层和电子传输层。由阳极产生的空穴经空穴传输层跟由阴极产生的电子经电子传输层结合在发光层形成激子，而后发光。电致发光器件根据发光层材料的不同，可以分为量子点电致发光器件(QLED)和有机电致发光器件(OLED)。由于电致发光器件具有上述的有点和具有窄的FWHM(半高峰宽)、颜色可调和可溶液法制备等优异的特点，使其成为了下一代显示科技的候选。因此不同的研究者从不同的角度来来研究电致发光器件，其中包括发光材料(如QDs)、HTL、ETL和电极的研究；还有对器件的结构、性能和稳定性的研究，而在这些研究中最受商业关注的一点就是器件的稳定性。目前电致发光器件中，由于PEDOT:PSS空穴注入层的酸性和易吸水性对ITO和器件都造成了不同程度的损害和衰减，因此器件的稳定性还有待提高。在目前替代PEODT：PSS中的报道中，使用最多的就是金属氧化物，比如氧化钼、氧化镍或者氧化铜等。如目前一些对太阳能电池的大量报道中，硫族金属化合物化物也被用来替代PEDOT:PSS，例如硫化钼和硫化铜。硫化物因其具有较高的载流子迁移率200-500cm2·V-1·s-1的特点被广泛应用于光催化、晶体管和太阳能电池中。但是在这些器件中金属和半导体的接触不能形成良好的欧姆接触对电荷的注入具有很大的影响，其中如金属和硫化物的接触就不利于形成理想的欧姆接触，进而阻碍了电荷的注入；这主要是因为在硫化物中费米能级很容易钉扎在硫化物的导带边缘，进而使金属和硫化物之间产生较高肖特基势垒。所以同样将金属硫化物应用到QLED器件中亦存在这个问题，不利于电荷的注入，进而阻碍了获得高效率的电致发光器件。因此为了解决此问题，我们需要降低金属和硫化物直接的势垒。为了解决这个问题，有研究者针对硫化钼选用特殊的电极材料比如金属Sc电极，但是这只能一一对应，不能对所有的金属硫化物都适应。所以如何提高电致发光器件降低金属硫化物和金属电极之间势垒，也即是提高空穴注入层的空穴注入能力仍是需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的所述不足，提供一种电致发光器件及其制备方法，以解决现有电致发光器件稳定性不理想或空穴注入材料与电极材料之间的势垒过高导致空穴注入能力不高的技术问题。为了实现所述专利技术目的，本专利技术一方面，提供了一种电致发光器件。所述电致发光器件包括阳电极和阴电极以及层叠结合在所述阳电极与阴电极之间的发光单元层，所述发光单元层包括发光层，所述发光单元层还包括空穴注入层，所述空穴注入层设置在所述发光层与所述阳电极之间，且其层叠结合在所述阳电极表面，所述空穴注入层包括二维半导体氧化物层，所述阳电极的材料为二维半导体电极材料。本专利技术又一方面，提供了一种电致发光器件的制备方法。所述电致发光器件的制备方法包括如下步骤：在阳电极表面形成二维半导体氧化物层的步骤；或在发光层表面或空穴传输层表面形成所述二维半导体氧化物层，然后在所述二维半导体氧化物层表面形成阳电极；其中，所述阳电极材料为二维半导体电极材料。本专利技术的再一方面，还提供了本专利技术电致发光器件的应用方法。所述电致发光器件在显示装置、照明装置中的应用。与现有技术相比，本专利技术电致发光器件采用包括二维半导体氧化物层的层结构作为空穴注入层，并同时采用二维半导体电极材料作为阳电极，使得阳电极与二维半导体氧化物层一起构成异质结构，因此，赋予本专利技术电致发光器件具有以下优点：1.由于异质结构，有效减少了费米能级钉扎效应在空穴注入材料中的几率，进而有效降低了阳电极和空穴注入层之间的势垒，从而有效降低了空穴的注入势垒，提高了空穴注入效率；2.异质结构有效降低了阳电极和空穴注入层之间的接触电阻，使得两者之间的接触更接近于理想的欧姆接触，促进了空穴的注入；3.降低了空穴注入层与发光层之间、空穴传输功能层结构之间的势垒，不仅提高了空穴从空穴注入层向发光层的传输，而且提高了迁移速率；4.空穴注入层所含的二维半导体氧化物层材料性能稳定，因此，有效提高了本专利技术电致发光器件的结构和光电性能稳定，使用寿命长，有效避免了现有PEDOT:PSS空穴材料弊端。本专利技术电致发光器件制备方法直接在二维半导体电极材料形成的阳电极表面上形成二维半导体氧化物层，从而使得二维半导体氧化物层与阳电极形成异质结构，从而赋予电致发光器件所含阳电极与空穴注入层之间接触电阻和势垒低，提高了空穴的注入效率和空穴传输速率。另外，本专利技术制备方法工艺步骤简单，而且条件易控，制备效率高，保证了制备的电致发光器件的性能稳定，降低了制备成本。正是由于本专利技术电致发光器件具有如上述的阳电极与空穴注入层之间接触电阻和势垒低，空穴的注入效率和传输速率高，因此，提高了其应用性，并提高了相应产品的光电性能和使用寿命。附图说明图1是本专利技术实施例正置电致发光器件结构示意图；图2是图1所示正置电致发光器件的一种结构示意图；图3是图1所示正置电致发光器件的另一种结构示意图；图4是本专利技术实施例倒置电致发光器件结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一方面，本专利技术实施例提供一种空穴注入效率和传输速率高，且结构和光电性能稳定的电致发光器件。所述电致发光器件包括依次层叠结合的阳电极1、发光单元层2和阴电极3，如图1-4所示。在本专利技术实施例中，所述阳电极1的材料为二维半导体电极材料。如在一实施例中，所述二维半导体电极材料为石墨烯、黑磷和NbSe2中的至少任一种。该些均为二维晶体结构，电阻低。在另一实施例中，所述电致发光器件正置结构时，如图1-3所示，也即是所述阳电极1作为底电极时，控制所述阳电极1的厚度为20-200nm。该厚度范围的阳电极1不仅具有良好的出光效果，而且内阻小。当然，所述电致发光器件倒置结构时，也即是所述阳电极1作为顶电极时，如图4所示，所述阳电极1的厚度也可以适度的增大，如大于200nm。另外，所述电致发光器件正置结构时，所述阳电极1是层叠结合在衬底01上，如图1-3所示。所述电致发光器件倒置结构时，所述阳电极1为顶电极，所述阴电极3作为底电极是层叠结合在衬底01上，如图4所示。一实施例中，所述发光单元层2包括空穴功能层21、发光层22和电子功能层23等结构，如图1所示。其中，所述空穴功能层21包括空穴注入层211，还可以进一步的包括空穴传输层212，如图2-4所示。其中，空穴注入层211与上述阳电极1表面层叠结合。通过增设空穴功能层21，能够有效提高阳电极1端的空穴的注入和传输至发光层22中，提高其与电子复合形成激子量，从而提高发光层22的发光效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电致发光器件，包括阳极和阴极以及设置在所述阳极与所述阴极之间的发光单元层，所述发光单元层包括发光层，其特征在于：所述发光单元层还包括空穴注入层，所述空穴注入层设置在所述发光层与所述阳极之间，且其层叠结合在所述阳极表面，所述空穴注入层包括二维半导体氧化物层，所述阳极的材料为二维半导体电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种电致发光器件，包括阳极和阴极以及设置在所述阳极与所述阴极之间的发光单元层，所述发光单元层包括发光层，其特征在于：所述发光单元层还包括空穴注入层，所述空穴注入层设置在所述发光层与所述阳极之间，且其层叠结合在所述阳极表面，所述空穴注入层包括二维半导体氧化物层，所述阳极的材料为二维半导体电极材料。2.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于：所述二维半导体氧化物层的材料为α-MoO3、α-WO3和α-V2O5中的至少一种；和/或所述二维半导体氧化物层的厚度为5nm-25nm。3.根据权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于：所述空穴注入层还包括二维金属硫族化物层，所述二维金属硫族化物层与所述二维半导体氧化物层层叠结合，且所述二维金属硫族化物层与阳电极表面层叠结合。4.根据权利要求3所述的电致发光器件，其特征在于：所述二维金属硫族化物层的厚度为10-45nm；和/或所述二维金属硫族化物层的材料为MNx，其中，所述M为Mo、W、V、Nb和Ta中的任一元素，所述N为S或Se，且x的取值范围满足：1<x<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，曹蔚然，李龙基，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44