一种有机复合电致发光器件及其制备方法

本发明公开一种有机无机复合电致发光器件及其制备方法，自下而上依次有透明导电衬底、ZnO籽晶层、ZnO纳米阵列、有机无机复合发光层、有机物空穴传输层和金属阳极。溶液法制备ZnO量子点溶液，将ZnO量子点溶液旋涂于透明导电衬底获得载有ZnO籽晶层的基片，采用水热法生长ZnO纳米阵列，通过溶液法制备有机无机复合发光层，旋涂有机物空穴传输层，蒸镀金属阳极，获得有机无机复合电致发光器件。用此方法制备的有机无机复合电致发光器件，可以有效改善器件的电子和空穴注入平衡，提高器件的发光效率，同时增加器件的稳定性和寿命。该方法制备成本低，易于实现大面积生产，在电致发光器件领域有着广泛的应用。

1.有机无机复合电致发光器件，其特征在于，自下而上依次设置有透明导电衬底、
ZnO籽晶层、ZnO纳米阵列、有机无机复合发光层、有机物空穴传输层和金属阳极，
透明导电衬底为ITO导电玻璃，选择在透明玻璃的一面上设置氧化铟锡层，已形成导
电层，或者镀有ITO导电膜(层)的PET；
在透明导电衬底的导电层上设置ZnO籽晶层，按照下述步骤进行：将ZnO量子点溶液
旋涂在透明导电衬底的导电层上，在70～90℃真空处理20～50分钟，在空气气氛中自然
冷却至室温20—25摄氏度，即完成一个操作循环，重复操作循环以使制备的ZnO籽晶层的
厚度达到30～100纳米；
在ZnO籽晶层上设置ZnO纳米阵列，氧化锌纳米线垂直于ZnO籽晶层表面，形成氧化
锌纳米阵列，所制备的ZnO纳米阵列的厚度为1—4微米，按照下述步骤进行：将设置有ZnO
籽晶层的透明导电衬底放置在高压釜中，向高压釜中加入混合液，自室温20—25摄氏度
以每分钟3—5摄氏度的速度加热至80～95℃并恒温保持6～12小时，之后取出透明导电衬
底进行清洗，在80～95℃的真空干燥箱处理8～12小时；所述混合液按照如下步骤进行制
备：配置浓度为0.01～0.1摩尔每升的六水合硝酸锌的水溶液和浓度为0.01～0.1摩尔每
升的六亚甲基四胺的水溶液，按照硝酸锌和六亚甲基四胺的摩尔比1:1将六水合硝酸锌的
水溶液和六亚甲基四胺的水溶液进行混合均匀；
在ZnO纳米阵列上设置有机无机复合发光层，同时在形成ZnO纳米阵列的氧化锌纳米
线之间形成有机无机复合发光层，即在纳米阵列顶部和纳米线阵列之间都能够形成有机
无机发光层，其中纳米阵列顶部形成的有机无机复合发光层厚度为50～300纳米，按照下
述步骤进行制备：将有机无机复合发光溶液滴加在氧化锌纳米阵列上并静置，以使有机
无机复合发光溶液有效进入ZnO纳米阵列的空隙并填充覆盖氧化锌纳米线，再进行旋凃，
旋凃之后在80～100℃真空处理20～40分钟，形成第一层，并重复3～5次；之后再将有机
无机复合发光溶液滴加在氧化锌纳米阵列上直接进行旋凃，不再进行静置处理，旋凃之
后在80～100℃真空处理20～40分钟，重复3～6次；有机无机复合发光溶液通过组份溶解
或者分散在溶剂中形成，各个组份的质量份数如下：


其中共混成份为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基咔唑、或者聚(2—甲氧基,5(2'—乙基
己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)；或者由等质量份数的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯基咔唑组
成；或者由等质量份数的聚乙烯基咔唑和聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯
撑乙烯撑)组成；或者由等质量份数的聚乙烯吡咯烷酮和聚(2—甲氧基,5(2'—乙基
己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)组成；
在有机无机复合发光层上设置有机物空穴传输层，按照下述步骤进行：将PEDOT:PSS
在有机无机复合发光层上旋凃成膜后，在90～120℃真空处理30～50分钟，以形成有机物
空穴传输层厚度的为500纳米—2微米；
在有机物空穴传输层上设置金属阳极，采用电子束蒸发法在有机物空穴传输层上，
以金属Ag、Al、Au或Pt为蒸发源，控制生长速度为0.6～1.1埃/秒，得到金属阳极，完成
器件制备，金属阳极的厚度为60～150纳米。
2.根据权利要求1所述的有机无机复合电致发光器件，其特征在于，在制备ZnO籽晶
层的方法中，旋凃的转速为2000～3000rpm；重复操作循环的次数为3—6次。
3.根据权利要求1所述的有机无机复合电致发光器件，其特征在于，在制备ZnO纳米
阵列的方法中，氧化锌纳米线的长度为1—4微米，氧化锌纳米线的径向长度为20—50nm。
4.根据权利要求1所述的有机无机复合电致发光器件，其特征在于，在制备有机无
机复合发光层的方法中，静置时间为3～5分钟，旋凃速度为800～1500rpm，时间为15～
30秒。
5.根据权利要求1所述的有机无机复合电致发光器件，其特征在于，在制备有机无
机复合发光层的方法中，聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量80000—200000，聚乙烯吡咯烷
酮为PVP-k30，聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)的数均分子量
为300000～500000。
6.根据权利要求1所述的有机无机复合电致发光器件，其特征在于，在制备有机物
空穴传输层的方法中，旋凃速度为2000～3000rpm，时间为20～40秒。
7.有机无机复合电致发光器件的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
步骤1，在透明导电衬底的导电层上设置ZnO籽晶层；将ZnO量子点溶液旋涂在透明导
电衬底的导电层上，在70～90℃真空处理20～50分钟，在空气气氛中自然冷却至室温20—
25摄氏度，即完成一个操作循环，重复操作循环以使制备的ZnO籽晶层的厚度达到30～100
纳米；
步骤2，在ZnO籽晶层上设置ZnO纳米阵列，所制备的ZnO纳米阵列的厚度为1—4微米；
将设置有ZnO籽晶层的透明导电衬底放置在高压釜中，向高压釜中加入混合液，自室温
20—25摄氏度以每分钟3—5摄氏度的速度加热至80～95℃并恒温保持6～12小时，之后取
出透明导电衬底进行清洗，在80～95℃的真空干燥箱处理8～12小时；所述混合液按照如
下步骤进行制备：配置浓度为0.01～0.1摩尔每升的六水合硝酸锌的水溶液和浓度为
0.01～0.1摩尔每升的六亚甲基四胺的水溶液，按照硝酸锌和六亚甲基四胺的摩尔比1:1
将六水合硝酸锌的水溶液和六亚甲基四胺的水溶液进行混合均匀；
步骤3，在ZnO纳米阵列上设置有机无机复合发光层，同时在形成ZnO纳米阵列的氧
化锌纳米线之间形成有机无机复合发光层，即在纳米阵列顶部和纳米线阵列之间都能够
形成有机无机发光层，其中纳米阵列顶部形成的有机无机复合发光层厚度为50～300纳
米；将有机无机复合发光溶液滴加在氧化锌纳米阵列上并静置，以使有机无机复合发光
溶液有效进入ZnO纳米阵列的空隙并填充覆盖氧化锌纳米线，再进行旋凃，旋凃之后在
80～100℃真空处理20～40分钟，形成第一层，并重复3～5次；之后再将有机无机复合发
光溶液滴加在氧化锌纳米阵列上直接进行旋凃，不再进行静置处理，旋凃之后在80～100
℃真空处理20～40分钟，重复3～6次；有机无机复合发光溶液通过组份溶解或者分散在
溶剂中形成，各个组份的质量份数如下：

其中共混成份为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基咔唑、或者聚(2—甲氧基,5(2'—乙基
己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)；或者由等质量份数的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯基咔唑组
成；或者由等质量份数的聚乙烯基咔唑和聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯
撑乙烯撑)组成；或者由等质量份数的聚乙烯吡咯烷酮和聚(2—甲氧基,5(2'—乙基
己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)组成；
步骤4，在有机无机复合发光层上设置有机物空穴传输层；将PEDOT:PSS在有机无机
复合发光层上旋凃成膜后，在90～120℃真空处理30～50分钟，以形成有机物空穴传输层
厚度的为500纳米—2微米；
步骤5，在有机物空穴传输层上设置金属阳极，采用电子束蒸发法在有机物空穴传输
层上，以金属Ag、Al、Au或Pt为蒸发源，控制生长速度为0.6～1.1埃/秒，得到金属阳极，
完成器件制备，金属阳极的厚度为60～150纳米。
8.根据权利要求7所述的有机无机复合电致发光器件的制备方法，其特征在于，在
制备ZnO籽晶层的步骤1中，旋凃的转速为2000～3000rpm；重复操作循环的次数为3—6次；
在制备ZnO纳米阵列的步骤2中，氧化锌纳米线的长度为1—4微米，氧化锌纳米线的径向
长度为20—50nm。
9.根据权利要求7所述的有机无机复合电致发光器件的制备方法，其特征在于，在
制备有机无机复合发光层的步骤3中，静置时间为3～5分钟，旋凃速度为800～1500rpm，
时间为15～30秒；在制备有机物空穴传输层的步骤4中，旋凃速度为2000～3000rpm，时
间为20～40秒。
10.根据权利要求7所述的有机无机复合电致发光器件的制备方法，其特征在于，在
制备有机无机复合发光层的步骤3中，聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量80000—200000，
聚乙烯吡咯烷酮为PVP-k30，聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撑乙烯撑)
的数均分子量为300000～500000。