倒置式顶发射器件及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种倒置式顶发射器件，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板、阴极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层以及阳极，其中所述阴极的材料为碳酸铯。本发明所提供的倒置式顶发射器件及其制备方法，在现有ITO/Ag/ITO/HTL/EML/ETL/Mg:Ag结构的基础上，把器件结构改为：ITO/Ag/ITO/Cs2CO3/ETL/EML/HTL/MoO3/Ag，这样避免使用了低功函数金属Mg，在这种情况下，即便出现封装不理想的情况的，也可以保证器件不易受水氧氧化，从而保证获得较理想的器件寿命。
【专利说明】倒置式顶发射器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有机电致发光器件(OLED)领域，具体涉及一种倒置式顶发射器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]最近几年，OLED的发展得到科研界和工业界的广泛关注，OLED显示屏已经步入人们的生活，但是它的寿命依然是存在的一个重要问题，如今的OLED器件一般采用高功函数的金属为阳极，低功函数的金属为阴极，但是低功函数的金属存在容易被氧化的问题，并且在封装中，一般封装面在低功函数处，器件密封显得尤为重要，即便如此，OLED器件的寿命依然很低。
[0003]有机发光二极管如今得到广泛的发展，在现行的工业化生产器件结构中，如图1所示，一般采用ITO/Ag/ITO为阳极，以低功函数的金属Mg和高功函数且化学性能比较稳定的金属Ag共蒸形成的Mg:Ag合金作为阴极的顶发射器件结构，然后再进行封装，其中ITO/Ag/ITO基板由前面Array段制程完成，然后进入OLED蒸镀段进行空穴注入层，空穴传输层，发光层，电子传输层，电子注入层等修饰层的蒸镀，最后进行阴极Mg:Ag合金的蒸镀，然后进行器件的封装。由于Mg为低功函数活泼金属，容易与水氧发生反应从而损坏器件阴极，使得OLED器件的使用寿命低下。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种倒置式顶发射器件及其制备方法，通过把器件结构改为:IT0/Ag/IT0/Cs2C03/ETL/EML/HTL/Mo03/Ag，避免使用易氧化的 Mg，从而解决了 OLED 器件的使用寿命低下的问题。
[0005]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006]一种倒置式顶发射器件，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板、阴极层、电子传输层、发光层、空穴传输层以及阳极层，其中所述阴极的材料为碳酸铯。
[0007]优选地，所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂。
[0008]优选地，碳酸铯的厚度为Inm至5nm。
[0009]优选地，所述电子传输层所用材料为1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述发光层所用材料为:4，4’ -N, N’ - 二咔唑联苯掺杂Ir (ppy) 3 ;其中，Ir (ppy) 3的掺杂比例为2% ;所述空穴传输层所用材料为:N，N' -二(1-萘基)-N，N' -二苯基-1,1'-联苯-4-4' - 二胺。
[0010]优选地，所述阳极层所用材料为:氧化钥/银。
[0011]优选地，所述电子传输层的厚度在30nm至35nm,所述发光层的厚度为35nm至40nm,所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm,氧化钥的厚度在Inm至20nm,银的厚度为1nm 至 20nm。
[0012]一种倒置式顶发射器件的制备方法，包括以下步骤:(1)制作ITO/Ag/ITO基板；
(2)在ITO/Ag/ITO基板上以碳酸铯为材料制作阴极层；(3)在所述阴极层上依序形成电子传输层、发光层、以及空穴传输层；(4)在所述空穴传输层上形成阳极层。
[0013]优选地，在步骤(I)中，所述ITO/Ag/ITO基板先用洗洁精、去离子水超声清洗，然后干燥处理后备用；在步骤(2)中，所述碳酸铯以蒸镀的方式蒸镀在所述备用的ITO/Ag/ITO基板上，所述碳酸铯的厚度为Inm至5nm ;所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂。
[0014]优选地，，在步骤(3)中，所述电子传输层的材料为:1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述电子传输层的厚度为30nm至35nm ;所述发光层材料为:4，4’ -N，N’-二咔唑联苯掺杂Ir(ppy)3，其中Ir (ppy) 3的掺杂比例为2% ;所述发光层的厚度为35nm至40nm;所述空穴传输层材料为:N，N' -二(1-萘基)_N，N' -二苯基-1,1'-联苯-4-4' - 二胺；所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm。
[0015]优选地，在步骤(4)中，所述阳极层材料为氧化钥/银；其中，氧化钥的厚度在Inm至20nm,银的厚度为1nm至20nm。
[0016]本发明所提供的倒置式顶发射器件及其制备方法，在现有IT0/Ag/IT0/HTL/EML/ETL/Mg:Ag 结构的基础上，把器件结构改为:IT0/Ag/IT0/Cs2C03/ETL/EML/HTL/Mo03/Ag，这样避免使用了低功函数金属Mg，在这种情况下，即便出现封装不理想的情况的，也可以保证器件不易受水氧氧化，从而保证获得较理想的器件寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为现有技术顶发射器件的结构示意图；
[0018]图2为本发明倒置式顶发射器件的结构示意图；以及
[0019]图3为本发明倒置式顶发射器件的制备流程图。
【具体实施方式】
[0020]为利于对本发明的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
[0021]图2为本发明倒置式顶发射器件的结构示意图。
[0022]结合图2所示，一种倒置式顶发射器件，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板10、阴极层20、电子传输层30、发光层40、空穴传输层50以及阳极60，其中所述阴极层20的材料为碳酸铯。
[0023]其中，ITO/Ag/ITO基板10为多层复合薄膜结构，利用透明导电ITO和高反射、高电导的金属Ag多层复合而成，该ITO/Ag/ITO基板10顺次包括内层ITO薄膜、银膜以及外层ITO薄膜，由于银易氧化，将银膜夹持于两层ITO薄膜之间，该银膜的一面附着在内层ITO薄膜上，并由外层ITO薄膜充当银膜的另一面的保护层，所以能够避免氧化的发生。
[0024]阴极层20采用的是碳酸铯(Cs2C03)，由于碳酸铯的电子注入原理为在阴极处形成偶极层，因此能够实现较好的电子注入，同样，碳酸铯蒸镀在ITO上，从而降低ITO的功函数而获得理想的电子注入性能，且这里我们利用碳酸铯蒸镀在ITO/Ag/ITO基板10上作为器件的阴极层20，这样可以避免使用低功函数金属Mg，从而减少水氧的侵蚀，提高使用寿命。在本实施例中，碳酸铯的厚度为Inm至5nm,优选厚度为3nm。
[0025]进一步地，阴极层20中还掺杂碱金属盐，以供作为阴极层的电子注入材料，该碱金属盐选自氟化铯(CsF)、叠氮铯(CsN3)或者氟化锂(LiF)，本实施例优选为LiF ;电子注入层的厚度为0.5nm至1nm,优选厚度为Inm ；
[0026]电子传输层30所用材料英文缩写为TPBI，其全称为:1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。
[0027]发光层所用材料40为:4，4’-N，N’_ 二咔唑联苯(CBP)掺杂Ir (ppy) 3 ;其中，Ir (ppy) 3的掺杂比例为2 %。
[0028]本实施例中，Ir (ppy) 3为一种磷光配合物，其中文名称为:磷光染料三(2_苯基吡啶)铱，具体为一种发光性能好的发光材料。
[0029]空穴传输层50所用材料为:
[0030]N, N' -二(1-萘基)-N, N' - 二苯基-1,1'-联苯-4-4' - 二胺。
[0031]阳极60所用材料为:Mo03/Ag，该材料中文名称为氧化钥/银。具体为一种复合薄膜层:在氧化钥薄膜上附着一层银膜。
[0032]本实施例中，电子传输层的厚度在30nm至35nm,所述发光层的厚度为35nm至40nm,所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm,Mo03的厚度在Inm至20nm,银的厚度为1nm至20nm。作为一最佳实施例,优选电子传输层30的厚度为30nm,发光层40的厚度为40nm,空穴传输层50的厚度为60nm, Mo03的厚度为1nm, Ag的厚度为15nm。
[0033]图3为本发明倒置式顶发射器件的制备流程图。
[0034]如图3所示，上述倒置式顶发射器件的制备方法，包括如下步骤:
[0035]S1、制作 I T0/Ag/1TO 基板；
[0036]本实施例中，优选用洗洁精、先去离子水超声清洗ITO/Ag/ITO基板，然后干燥处理后备用。
[0037]S2、在ITO/Ag/ITO基板上以碳酸铯为材料制作阴极层；
[0038]本实施例中，以蒸镀的方式将碳酸铯蒸镀在ITO/Ag/ITO基板上，并掺杂CsF，LiF碱金属盐作为电子注入材料，所述碳酸铯的厚度为Inm至5nm,进一步地,优选碳酸铯厚度为 5nm。
[0039]进一步地，阴极层中还掺杂碱金属盐，以供作为阴极层的电子注入材料，该碱金属盐选自氟化铯(CsF)、叠氮铯(CsN3)或者氟化锂(LiF)，本实施例优选为LiF;电子注入层的厚度为0.5nm至1nm,优选厚度为Inm ；
[0040]S3、在所述阴极层上依序形成电子传输层、发光层、以及空穴传输层；
[0041]具体地，电子传输层、发光层、以及空穴传输层以蒸镀的方式层叠，其中电子传输层材料为:1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述电子传输层的厚度为30nm至 35nm ；
[0042]发光层材料为:4，4’ -N, N’ - 二咔唑联苯掺杂Ir (ppy) 3，其中Ir (ppy) 3的掺杂比例为2% ;所述发光层的厚度为35nm至40nm ；
[0043]空穴传输层材料为:N，N ' -二(1-萘基)_N，N ' - 二苯基-1，I '-联苯-4-4' - 二胺；所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm。
[0044]S4在所述空穴传输层上形成阳极层。
[0045]本实施例中，蒸镀Mo03/Ag作为阳极,其中，Mo03的厚度在1-20 nm之间，Ag的厚度为10-20nm左右；
[0046]下面结合图1和图2，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
[0047]如图1和图2所示:分别为现有技术所用器件结构和改进后的器件结构。在这两种器件结构中，其中空穴传输材料HTL为N，N' -二(1-萘基)-N，N' - 二苯基-1,1'-联苯-4-4' -二胺，发光层为4，4’-N，N’-二咔唑联苯(CBP)掺杂Ir (ppy) 3，其中客体的掺杂比例为2%，电子传输层为1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。由于我们主要设计的是器件的阴阳极结构，因此，除阴阳极外的其他层的材料选取不是唯一的，现有技术中常用的材料都可以进行置换。在倒置的器件结构中，Cs2C03的厚度在l-5nm左右，此处优选Cs2C03的厚度为3nm，Cs2C03是一种有效的电子注入材料，广泛应用在正装OLED器件中，由于其电子注入原理为在阴极处形成偶极层，因此能够实现较好的电子注入，同样，它也可以蒸镀在ITO上，从而降低ITO的功函数而获得理想的电子注入性能，因此这里我们以IT0/Ag/IT0/Cs2C03作为器件的阴极，这样可以避免使用低功函数金属Mg，从而减少水氧的侵蚀，提高寿命，在两种器件结构中，ETL的厚度为30nm，EML的厚度为40nm，HTL的厚度为60nm，Mo03的厚度优选为10nm，Ag的厚度优选为15nm。进一步地，出光面选为Mo03/Ag面，因为Mo03在可见光区域吸收比较少，因此不会对出光率造成较大的影响。
[0048]本发明所提供的倒置式顶发射器件及其制备方法，在现有ITO/Ag/ITO/HTL/EML/ETL/Mg:Ag 结构的基础上，把器件结构改为:IT0/Ag/IT0/Cs2C03/ETL/EML/HTL/Mo03/Ag，这样避免使用了低功函数金属Mg，在这种情况下，即便出现封装不理想的情况的，也可以保证器件不易受水氧氧化，从而保证获得较理想的器件寿命。
[0049]以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
【权利要求】
1.一种倒置式顶发射器件，其特征在于，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板、阴极层、电子传输层、发光层、空穴传输层以及阳极层，其中所述阴极的材料为碳酸铯。
2.根据权利要求1所述的倒置式顶发射器件，其特征在于:所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂。
3.根据权利要求1所述的倒置式顶发射器件，其特征在于:碳酸铯的厚度为Inm至5nm。
4.根据权利要求1所述的倒置式顶发射器件，其特征在于，所述电子传输层所用材料为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯； 所述发光层所用材料为:4，4’ -N, N’ - 二咔唑联苯掺杂Ir (ppy) 3 ； 其中，Ir (ppy) 3的掺杂比例为2% ； 所述空穴传输层所用材料为: N，N' -二(1-萘基)-N，N' - 二苯基-1,1'-联苯-4-4' - 二胺。
5.根据权利要求1所述的倒置式顶发射器件，其特征在于，所述阳极层所用材料为:氧化钥/银。
6.根据权利要求5中任一项所述的倒置式顶发射器件，其特征在于，所述电子传输层的厚度在30nm至35nm,所述发光层的厚度为35nm至40nm,所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm,氧化钥的厚度在Inm至20nm,银的厚度为1nm至20nm。
7.一种倒置式顶发射器件的制备方法，包括以下步骤: (1)制作ITO/Ag/ITO 基板； (2)在ITO/Ag/ITO基板上以碳酸铯为材料制作阴极层； (3)在所述阴极层上依序形成电子传输层、发光层、以及空穴传输层； (4)在所述空穴传输层上形成阳极层。
8.根据权利要求7所述倒置式顶发射器件的制备方法，其特征在于，在步骤⑴中，所述ITO/Ag/ITO基板先用洗洁精、去离子水超声清洗，然后干燥处理后备用； 在步骤(2)中，所述碳酸铯以蒸镀的方式蒸镀在所述备用的ITO/Ag/ITO基板上，所述碳酸铯的厚度为Inm至5nm ;所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂。
9.根据权利要求8所述倒置式顶发射器件的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中， 所述电子传输层的材料为: 1,3, 5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述电子传输层的厚度为30nm至35nm; 所述发光层材料为: 4，4’ -N，N’- 二咔唑联苯掺杂Ir (ppy) 3，其中Ir (ppy) 3的掺杂比例为2%;所述发光层的厚度为35nm至40nm ； 所述空穴传输层材料为: N，N' -二(1-萘基)-N，N' - 二苯基-1,1'-联苯-4-4' - 二胺；所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm。
10.根据权利要求7所述倒置式顶发射器件的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述阳极层材料为氧化钥/银；其中，氧化钥的厚度在Inm至20nm,银的厚度为1nm至20nm。
【文档编号】H01L51/50GK104167496SQ201410378135
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】李艳虎, 林信志, 张斌, 李贵芳 申请人:上海和辉光电有限公司