一种光电器件及其制备方法、显示装置与流程

本申请涉及显示，尤其涉及一种光电器件、所述光电器件的制备方法、及包括所述光电器件的显示装置。

背景技术：

1、光电器件是指根据光电效应制作的器件，其在新能源、传感、通信、显示、照明等领域具有广泛的应用，如太阳能电池、光电探测器、有机电致发光器件(oled或量子点电致发光器件(qled)。

2、传统的光电器件的结构主要包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层(即电子传输层)、电子注入层及阴极。在电场的作用下，光电器件的阳极产生的空穴和阴极产生的电子发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，最终迁移到发光层，当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发发光分子最终产生可见光。

3、zno是一种直接带隙的n型半导体材料，具有3.37ev的高宽禁带和3.7ev的低功函，且具有稳定性好、透明度高、安全无毒等优点，使得zno成为制备光电子器件电子传输层的主要材料。此外，zno还具有很多潜在的优点，例如，zno的激子束缚能高达60mev，远远高于其它宽禁带半导体材料(例如，gan的激子束缚能为2mev)，且zno的激子束缚能是室温热能(26mev)的2.3倍，因此zno的激子可以在室温下稳定存在。此外，zno纳米材料还具有高电子迁移率、制备简单、成本低廉等优势，而被广泛应用于光电器件。

4、然而，现有的包括zno电子传输层的光电器件的发光效率较低，开启电压较高，在一定程度上影响了光电器件的使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种电子传输层及光电器件，旨在改善现有的光电器件发光效率较低及开启电压较高的问题。

2、本申请实施例是这样实现的，一种光电器件，包括层叠的阳极、发光层、电子传输层及阴极，其特征在于：所述电子传输层的材料包括金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料。

3、可选的，在本申请的一些实施例中，所述金属酞菁配合物选自酞菁锌、酞菁镁、酞菁钴、酞菁银及酞菁铜中的至少一种。

4、可选的，在本申请的一些实施例中，所述金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料中，金属酞菁配合物与zno纳米材料的摩尔比的范围为1:(0.01-0.2)。

5、可选的，在本申请的一些实施例中，所述金属酞菁配合物为氟化金属酞菁配合物。

6、可选的，在本申请的一些实施例中，所述氟化金属酞菁配合物选自氟化酞菁锌、氟化酞菁镁、氟化酞菁钴、氟化酞菁银及氟化酞菁铜中的至少一种。

7、可选的，在本申请的一些实施例中，所述发光层为有机发光层或量子点发光层，所述有机发光层的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、发蓝色光的tbpe荧光材料、发绿色光的ttpa荧光材料、发橙色光的tbrb荧光材料及发红色光的dbp荧光材料中的至少一种，所述量子点发光层的材料选自单一结构量子点及核壳结构量子点中的至少一种，所述单一结构量子点选自ii-vi族化合物、iii-v族化合物及i-iii-vi族化合物中的至少一种，所述核壳结构的量子点的核选自上述单一结构量子点中的任意一种，所述核壳结构的量子点的壳层材料选自cds、cdte、cdsete、cdznse、cdzns、cdses、znse、znses和zns中的至少一种。

8、相应的，本申请实施例还提供一种光电器件的制备方法，包括如下步骤：

9、提供阳极，在所述阳极上形成发光层；

10、提供锌盐、碱及溶剂，混合，得到zno前驱体溶液，将所述zno前驱体溶液与金属酞菁配合物混合，得到金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料，将所述金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料设置在所述发光层上，得到电子传输层；

11、在所述电子传输层上形成阴极；

12、或者，所述制备方法包括如下步骤：

13、提供阴极；

14、提供锌盐、碱及溶剂，混合，得到zno前驱体溶液，将所述zno前驱体溶液与金属酞菁配合物混合，得到金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料，将所述金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料设置在所述阴极上，得到电子传输层；

15、在所述电子传输层上形成层叠的发光层及阳极。

16、可选的，在本申请的一些实施例中，所述锌盐选自醋酸锌、硝酸锌、氯化锌及二水合乙酸锌中的至少一种；和/或

17、所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾及四甲基氢氧化铵中的至少一种；和/或

18、所述溶剂选自甲醇、乙醇及丁醇中的至少一种。

19、可选的，在本申请的一些实施例中，所述碱中的oh-与所述锌盐中的zn2+的摩尔比的范围为(1.5-3):1；和/或

20、所述zno前驱体溶液中的zn2+与所述金属酞菁配合物的摩尔比的范围为1:(0.01-0.2)。

21、可选的，在本申请的一些实施例中，所述金属酞菁配合物选自酞菁锌、酞菁镁、酞菁钴、酞菁银及酞菁铜中的至少一种；和/或

22、所述金属酞菁配合物为氟化金属酞菁配合物，所述氟化金属酞菁配合物选自氟化酞菁锌、氟化酞菁镁、氟化酞菁钴、氟化酞菁银及氟化酞菁铜中的至少一种。

23、可选的，在本申请的一些实施例中，所述混合后还包括60-120℃恒温搅拌的步骤。

24、相应的，本申请实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括上述光电器件，或者所述显示装置包括上述制备方法制得的光电器件。

25、本申请的光电器件的电子传输层的材料包括金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料，通过酞菁金属的配位效应，使zno的费米能级向上移动进入导带，使zno表面连接m(pc)-o-zn键和zn-n(pc)键，且所述m(pc)-o-zn键和zn-n(pc)键由zno的表面和亚表面zn原子的3d轨道和表面o原子的2p轨道所组成，从而使zno的表面金属化，使zno呈现金属态，从而提高zno纳米材料的导电性，促进zno纳米材料的电子传输，提高电子传输层的电子传输效率，有利于光电器件的电子-空穴注入平衡，从而提升光电器件的发光效率并降低光电器件的开启电压。

技术特征：

1.一种光电器件，包括层叠的阳极、发光层、电子传输层及阴极，其特征在于：所述电子传输层的材料包括金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料。

2.如权利要求1所述的光电器件，其特征在于：所述金属酞菁配合物选自酞菁锌、酞菁镁、酞菁钴、酞菁银及酞菁铜中的至少一种。

3.如权利要求1所述的光电器件，其特征在于：所述金属酞菁配合物修饰的zno纳米材料中，金属酞菁配合物与zno纳米材料的摩尔比的范围为1:(0.01-0.2)。

4.如权利要求1所述的光电器件，其特征在于：所述金属酞菁配合物为氟化金属酞菁配合物。

5.如权利要求4所述的光电器件，其特征在于：所述氟化金属酞菁配合物选自氟化酞菁锌、氟化酞菁镁、氟化酞菁钴、氟化酞菁银及氟化酞菁铜中的至少一种。

6.如权利要求1所述的光电器件，其特征在于：所述发光层为有机发光层或量子点发光层，所述有机发光层的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、发蓝色光的tbpe荧光材料、发绿色光的ttpa荧光材料、发橙色光的tbrb荧光材料及发红色光的dbp荧光材料中的至少一种，所述量子点发光层的材料选自单一结构量子点及核壳结构量子点中的至少一种，所述单一结构量子点选自ii-vi族化合物、iii-v族化合物及i-iii-vi族化合物中的至少一种，所述核壳结构的量子点的核选自上述单一结构量子点中的任意一种，所述核壳结构的量子点的壳层材料选自cds、cdte、cdsete、cdznse、cdzns、cdses、znse、znses和zns中的至少一种。

7.一种光电器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述锌盐选自醋酸锌、硝酸锌、氯化锌及二水合乙酸锌中的至少一种；和/或

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述碱中的oh-与所述锌盐中的zn2+的摩尔比的范围为(1.5-3):1；和/或

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述金属酞菁配合物选自酞菁锌、酞菁镁、酞菁钴、酞菁银及酞菁铜中的至少一种；和/或

11.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述混合后还包括60-120℃恒温搅拌的步骤。

12.一种显示装置，其特征在于：所述显示装置包括权利要求1-6任意一项所述的光电器件，或者所述显示装置包括权利要求7-11任意一项所述的制备方法制得的光电器件。

技术总结
本申请公开一种光电器件，包括层叠的阳极、发光层、电子传输层及阴极，所述电子传输层的材料包括金属酞菁配合物修饰的ZnO纳米材料。所述光电器件的电子传输层通过酞菁金属的配位效应，使ZnO纳米材料的费米能级向上移动进入导带，使ZnO表面连接M(Pc)‑O‑Zn键和Zn‑N(Pc)键，且所述M(Pc)‑O‑Zn键和Zn‑N(Pc)键由ZnO的表面和亚表面Zn原子的3d轨道和表面O原子的2p轨道所组成，从而使ZnO的表面金属化，使ZnO呈现金属态，从而提高ZnO纳米材料的导电性，促进ZnO纳米材料的电子传输，提高电子传输层的电子传输效率，有利于光电器件的电子‑空穴注入平衡，进而提升光电器件的发光效率并降低光电器件的开启电压。另，本申请还公开了一种所述光电器件的制备方法及包括所述光电器件的显示装置。

技术研发人员：郭煜林,吴龙佳
受保护的技术使用者：TCL科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12