一種發(fā)光二極管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及量子點(diǎn)或有機(jī)電致發(fā)光領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)光二極管及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于有機(jī)發(fā)光二極管（OLED)、量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QDLED)的印刷型顯示因具有成 本低廉、色彩逼真、可柔性化等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，有望成為下一代主流顯示技術(shù)。印刷技術(shù)被認(rèn)為 是解決0LED/QDLED高成本和實(shí)現(xiàn)大面積的有效途徑，具有廣闊的發(fā)展前景，這種技術(shù)可結(jié) 合液體功能性材料和先進(jìn)的印刷設(shè)備來(lái)制作0LED/QDLED顯示屏，可提高材料的利用率和 生廣效率，降低制造成本，提尚廣能。
[0003] 典型的0LED/QDLED器件一般包括空穴傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層及反射背電 極。在制備0LED/QDLED器件時(shí)，每一種功能材料都被溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，配成"墨 水"，經(jīng)由旋涂、噴墨打印或絲網(wǎng)印刷的方法制成薄膜。大部分載流子傳輸材料、聚合物發(fā)光 材料、有機(jī)及量子點(diǎn)發(fā)光材料都可被配成"墨水"，并可通過打印/印刷的方法制成薄膜。但 是，器件的背電極，通常采用金屬材料如Mg :Ag、Al、Ag、AU、Cu等，仍然必須通過真空蒸鍍的 方法制得，與打印/印刷的工藝不兼容；而且真空設(shè)備的引入，降低了生產(chǎn)效率，提高了成 產(chǎn)成本。而目前國(guó)際上印刷技術(shù)的主要工作和成果集中在印刷發(fā)光材料和功能層上，采用 印刷陰極制備0LED/QDLED的相關(guān)技術(shù)幾乎沒有，因此還不能稱之為真正的全印刷顯示技 術(shù)?？捎∷⒔饘匐姌O，是全印刷顯示技術(shù)的關(guān)鍵難題之一，且目前尚未有完美的解決方案。
[0004] 因此，為實(shí)現(xiàn)真正的全印刷顯示器件，解決全印刷顯示技術(shù)的關(guān)鍵難題，必須開發(fā) 適用于0LED/QDLED的可印刷金屬電極。近年來(lái)，基于銀納米線、石墨稀和碳納米管的導(dǎo)電 材料，因可通過旋涂/印刷的方法制成導(dǎo)電薄膜，被認(rèn)為是解決方案之一，但是銀納米線/ 石墨烯/碳納米管導(dǎo)電薄膜是透明的，而作為器件的背電極，要求電極具有較高的光反射 率，以使光從一個(gè)方向出射。因此銀納米線/石墨烯/碳納米管導(dǎo)電薄膜并不適合作為器 件的背電極，它們通常被用作器件的底電極以取代傳統(tǒng)的ITO電極。也有研究團(tuán)隊(duì)通過打 印導(dǎo)電銀膠的方法制備器件的背電極，但是導(dǎo)電銀膠含有有機(jī)溶劑，在成膜的過程，有機(jī)溶 劑會(huì)滲透進(jìn)器件，進(jìn)而破壞電極下面的功能層。為減輕有機(jī)溶劑的破壞，可在有機(jī)功能層 和背電極間插入一層較厚的緩沖層。緩沖層的引入，一定程度上阻礙了載流子的注入，且未 必能完全阻止有機(jī)溶劑的滲入；另一方面，在打印完導(dǎo)電銀膠后，器件必須在高溫下進(jìn)行退 火，以蒸發(fā)有機(jī)溶劑，在高溫退火過程中，大部分有機(jī)功能材料的性能會(huì)受到損害。因此，基 于導(dǎo)電銀膠的可打印背電極，因其含有有機(jī)溶劑，并不適合作為全印刷器件的背電極。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的第二電 極即背電極采用鎵合金材料，用以解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法很好地實(shí)現(xiàn)全印刷光電器件制備的問 題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管，包括基底，以及依次層疊設(shè)置在 所述基底表面的第一電極、發(fā)光功能層和第二電極，所述發(fā)光功能層至少包括發(fā)光層，所述 第二電極的材料為鎵合金，所述鎵合金的熔點(diǎn)低于30°C，在室溫下為液態(tài)，所述第二電極的 表面具有一層天然氧化層。
[0007] 本發(fā)明所述發(fā)光二極管，其第二電極采用鎵合金材料，該鎵合金材料在室溫下具 有液態(tài)的性質(zhì)，容易發(fā)生形變，容易得到共形（conformal)的形貌，因此可通過打印、印刷 或涂覆的方法成型。通過打印、印刷或涂覆成型的鎵合金，表面致密，不存在針孔，因此本發(fā) 明采用鎵合金金屬電極的光電器件的穩(wěn)定性更好，使用壽命更長(zhǎng)。
[0008] 優(yōu)選地，所述鎵合金為鎵銦合金或?yàn)殒夈熷a合金。
[0009] 優(yōu)選地，所述鎵銦合金中，鎵的質(zhì)量百分含量為50-90%，銦的質(zhì)量百分含量為 10-50% ;所述鎵銦錫合金中，鎵的質(zhì)量百分含量為大于等于50%小于90%，銦的質(zhì)量百分 含量為10-30%，錫的質(zhì)量百分含量為大于0小于等于20%。
[0010] 更優(yōu)選地，所述鎵銦合金中，鎵的質(zhì)量百分含量為60-75%，銦的質(zhì)量百分含量為 25-40%;所述鎵銦錫合金中，鎵的質(zhì)量百分含量為60-75%，銦的質(zhì)量百分含量為10-25%， 錫的質(zhì)量百分含量為5-15%。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述鎵銦合金中，鎵的質(zhì)量百分含量為75%，銦的質(zhì)量百分含量為 25% ;所述鎵銦錫合金中，鎵的質(zhì)量百分含量為68%，銦的質(zhì)量百分含量為22%，錫的質(zhì)量 百分含量為10%。
[0012] 優(yōu)選地，所述天然氧化層的厚度為l_5nm，所述天然氧化層的材質(zhì)為氧化鎵。
[0013] 天然氧化層的表面張力比鎵合金大，因此氧化層可充當(dāng)鎵合金的彈性皮膚，鎵合 金在氧化層彈性皮膚的保護(hù)下，能保持一定的形狀而不任意流動(dòng)，從而有利于成型。
[0014] 優(yōu)選地，所述發(fā)光功能層包括依次層疊設(shè)置在所述第一電極表面的空穴注入層、 空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層；或包括依次層疊設(shè)置在所述第一電極表面 的電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層和空穴注入層。即本發(fā)明中發(fā)光二極管可 為正向或倒置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)際需要，本發(fā)明發(fā)光二極管發(fā)光功能層還可以設(shè)置電子阻擋 層、空穴阻擋層等。本發(fā)明中，空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等 各層材料可采用行業(yè)內(nèi)常用材料，其各層的厚度可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。
[0015] 本發(fā)明中，所述基底和第一電極的材料可采用行業(yè)內(nèi)常用材料。例如，所述基底可 以是玻璃、石英、塑料或樹脂等基板。所述第一電極可以是ITO薄膜，厚度為10_500nm。
[0016] 本發(fā)明所述發(fā)光二極管包括量子點(diǎn)發(fā)光二極管或有機(jī)發(fā)光二極管。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的發(fā)光二極管，由于其第二電極采用鎵合金材料，而 該鎵合金材料在室溫下具有流動(dòng)性、形變性和可塑性，可通過打印、印刷或涂覆的方法成 型，且不含有機(jī)溶劑，具有導(dǎo)電性高、光反射率高、功函數(shù)適當(dāng)、無(wú)需后期退火處理等優(yōu)點(diǎn)， 是非常理想的可印刷電極材料，從而使整個(gè)發(fā)光二極管的制備無(wú)需采用真空蒸鍍?cè)O(shè)備，實(shí) 現(xiàn)了真正的全印刷光電器件，解決了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法很好地實(shí)現(xiàn)全印刷光電器件制備的問 題。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)光二極管由于采用鎵合金金屬電極，效率高，穩(wěn)定性好，使 用壽命長(zhǎng)。
[0018] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種上述發(fā)光二極管的制備方法，包括以下步 驟：
[0019] 提供一基底，在所述基底表面依次層疊制備第一電極和發(fā)光功能層，所述發(fā)光功 能層至少包括發(fā)光層；
[0020] 取鎵合金，將所述鎵合金在空氣中充分氧化，再將所述鎵合金印刷、打印或涂覆在 所述發(fā)光功能層表面，形成第二電極，得到發(fā)光二極管；或提供第二基底，將所述充分氧化 后的鎵合金印刷、打印或涂覆在所述第二基底表面，形成第二電極，將所述第二電極與所述 發(fā)光功能層貼合在一起，并采用紫外固化膠固定，得到發(fā)光二極管；
[0021] 所述鎵合金的熔點(diǎn)低于30°C，所述鎵合金在室溫下為液態(tài)，所述第二電極的表面 具有一層天然氧化層。
[0022] 優(yōu)選地，所述鎵合金為鎵銦合金或?yàn)殒夈熷a合金。
[0023]