有机电致发光器件及其制备方法与流程

本发明涉及发光器件技术领域，特别是涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。

背景技术：

有机发光二极管在显示、照明等方面有着广阔的应用前景而受到人们的广泛关注。平衡载流子的注入与传输是提升有机发光二极管性能的关键。在现有的大部分材料体系与器件结构中，空穴传输占主导，因此，如何有效地增强电子的注入与传输来实现载流子的平衡复合，对于提升器件性能就显得尤为重要。

从器件结构上，关于实现高效的电子注入与传输的方法主要有以下几种方法：(1)使用低功函数的金属(如mg，ba)(2)使用高效的电子注入材料(如无机碱金属盐，如csf，lif和有机碱金属盐，如八羟基喹啉锂(liq))(3)使用高迁移率的电子传输材料。这三种方法在实际产品应用或者升级过程中都会存在一定的问题。目前，oled量产使用较多的为mg:ag合金作为阴极和lif作为电子注入层，阴极金属在蒸镀沉积过程中，温度较高，金属原子很容易在有机电子传输层中发生扩散，形成猝灭中心，降低器件效率。而lif由于吸水性较强对器件的稳定性有一定影响而逐渐不被使用。电子传输层的制作，在量产工艺中最为有效的方法就是在电子传输材料(作为主体)中掺杂n-型掺杂剂。其中，liq作为n-型掺杂剂应用最为广泛。由于使用的是共掺杂的蒸镀工艺，在实际生产过程中，蒸镀速率的波动会直接影响两者的掺杂比例，从而影响电子的注入与传输，降低器件性能，产品性能的稳定性也得不到保证。另外，蒸镀过程中分子的取向无法控制，呈现出一种无序分布的状态，有机薄膜的迁移率主要取决于分子结构本身。同时，能够量产的电子传输主体材料并不多，材料厂商开发一种能够量产的具有更高性能的产品的周期也比较长，这对于oled面板企业产品性能的提高和生产成本的降低都是不利的。

因此，现有技术急需开发一种能够在线提高有机薄膜电子迁移率的器件制备方法，以保证产品性能的稳定性以及降低生产成本。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的是提供一种能够在线提高有机薄膜电子迁移率的有机电致发光器件的制备方法。

具体的技术方案如下：

一种有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤：

在阳极基板的阳极层表面依次层叠真空蒸镀制备空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层；

所述电子传输层的制备方法为：在蒸镀腔中采用掺杂的方式共蒸镀一层25-35nm厚的有机极性材料形成电子传输层，其中蒸镀腔中还施加了垂直于所述阳极基板的均匀电场，电场强度为1-10kv/cm。

在其中一些实施例中，所述有机极性材料选自双(2-甲基-8-羟基喹啉-n1,o8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝(balq)、二苯基[4-(三苯基硅烷基)苯基]氧膦(tspo1)、八羟基喹啉锂(liq)或2-(2吡啶)苯酚锂(lipp)中的一种或几种。

在其中一些实施例中，所述有机极性材料包括电子传输材料和注入材料，所述电子传输材料选自双(2-甲基-8-羟基喹啉-n1,o8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝或二苯基[4-(三苯基硅烷基)苯基]氧膦，所述注入材料选自八羟基喹啉锂或2-(2吡啶)苯酚锂，所述电子传输材料占所述有机极性材料的30-70wt％。

在其中一些实施例中，所述空穴注入层的制备方法为：在所述阳极层表面蒸镀一层5-15nm厚的空穴注入材料形成空穴注入层，所述空穴注入材料选自moo3(三氧化钼)或cupc(酞菁铜)，蒸镀速率为真空度为1～3×10^-4pa。

在其中一些实施例中，所述空穴传输层的制备方法为：在所述空穴注入层上蒸镀一层20-40nm厚的空穴传输材料形成空穴传输层，所述空穴传输材料选自4,4’-双(n-咔唑)-1,1’-联苯(cbp)，n,n-二苯基-n,n-二(1-萘基)-1,1-二苯基-4,4-二胺(npb)，4,4’-环己基二[n,n-二(4-甲基苯基)苯胺](tapc)，蒸镀速率为真空度为1～3×10^-4pa。

在其中一些实施例中，所述发光层的制备方法为：在所述空穴传输层上蒸镀一层20-50nm厚的发光层材料形成发光层层，所述发光层材料包括主体材料和客体材料，所述主体材料选自4,4’-双(n-咔唑)-1,1’-联苯，所述客体材料选自ir(ppy)3，firpic或ir(piq)3，所述客体材料占所述发光层材料的5-8wt％；蒸镀速率：主体蒸镀速率为客体蒸镀速率为真空度为1～3×10^-4pa。

在其中一些实施例中，所述阴极层的制备方法为：在所述电子传输层上蒸镀一层100-150nm厚的阴极层材料形成阴极层；所述阴极层材料选自mg:ag合金或al，其中mg：ag的重量比为1：9；蒸镀速率为真空度为1～3×10^-4pa。

在其中一些实施例中，所述阳极基板为厚度120-180nm的ito。

本发明的另一目的是提供一种有机电致发光器件。

具体的技术方案如下：

上述制备方法制备得到的有机电致发光器件。

在其中一些实施例中，所述有机电致发光器件包括依次层叠的阳极基板、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层；

所述阳极基板为厚度120-180nm的ito；

所述空穴注入层的材质选自moo3或cupc，厚度为5-15nm；

所述空穴传输层的材质选自4,4’-双(n-咔唑)-1,1’-联苯，n,n-二苯基-n,n-二(1-萘基)-1,1-二苯基-4,4-二胺或4,4’-环己基二[n,n-二(4-甲基苯基)苯胺]，厚度为20-40nm；

所述发光层的材质包括主体材料和客体材料，所述主体材料选自4,4’-双(n-咔唑)-1,1’-联苯，所述客体材料选自ir(ppy)3，firpic或ir(piq)3，所述客体材料占所述发光层材料的5-8wt％；厚度为20-50nm；

所述电子传输层的材质选自双(2-甲基-8-羟基喹啉-n1,o8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝、二苯基[4-(三苯基硅烷基)苯基]氧膦、八羟基喹啉锂或2-(2吡啶)苯酚锂中的一种或几种，厚度为25-35nm；

阴极层的材质选自mg:ag合金或al，其中mg：ag的重量比为1：9；厚度为100-150nm。

在其中一些实施例中，所述有机电致发光器件包括依次层叠的阳极基板、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层；

所述阳极基板为厚度150nm的ito；

所述空穴注入层的材质为moo3，厚度为5nm；

所述空穴传输层的材质为4,4’-双(n-咔唑)-1,1’-联苯，厚度为30nm；

所述发光层的材质为4,4’-双(n-咔唑)-1,1’-联苯:ir(ppy)3，其中ir(ppy)3掺杂比例为6wt％，厚度为20nm；

所述阴极层的材质为重量比1：9的mg:ag合金，厚度为120nm。

本发明的优点如下：

(1)本发明在电子传输层制备中施加了一个垂直于基板的均匀电场，能够使得有机极性材料分子呈现有序的分子排列，进而可以保证有机薄膜较高的迁移率；

(2)有序的分子排列可以得到致密的有机薄膜，可以减少金属原子的扩散，减少扩散中心；

(3)较高的迁移率可以弥补蒸镀制程掺杂比例的偏差，保证产品性能的稳定；

(4)突破材料开发周期长，成本高的瓶颈，最大程度发挥已有材料的性能。

附图说明

图1为实施例1制备得到的有机电致发光器件的结构示意图；

图2为电子传输层制备中有机极性材料分子蒸镀过程的示意图。

具体实施方式

以下通过实施例对本申请做进一步阐述。

实施例1

本实施例一种有机电致发光器件(结构示意图如图1所示)的制备方法，包括如下步骤：

(1)清洗：将具有150nmito的玻璃基板(阳极基板)经过去离子水、丙酮、洗液、去离子水和异丙醇五步超声清洗，每步各10-15分钟。清洗干净之后放在真空烘箱中烘干备用；

(2)空穴注入层制备：在ito上蒸镀一层5nm厚的空穴注入材料moo3,蒸镀速率为真空度为2×10^-4pa；

(3)空穴传输层制备：然后蒸镀一层30nm厚的空穴传输材料cbp，蒸镀速率为真空度为2×10^-4pa；

(4)发光层制备：接着使用掺杂的方式共蒸镀一层20nm厚的发光层cbp:ir(ppy)3，其中ir(ppy)3掺杂比例为6％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10^-4pa；

(5)电子传输层制备：使用掺杂的方式共蒸镀一层35nm厚的电子传输层tspo1:liq，其中两者重量比为5:5，两者蒸镀速率都控制为真空度为2×10^-4pa。在制备电子传输层时(蒸镀示意图如图2所示)，需要在蒸镀腔内施加一个垂直于基板的向下的均匀电场，电场强度为5kv/cm，使有机分子以一定的取向沉积在基板上，形成有序的有机薄膜。其中，电场强度可根据工艺需求和有机分子极性大小进行调节，以得到最佳制程条件；

(6)金属阴极制备：最后蒸镀一层120nm厚的阴极mg:ag合金，其中mg:ag的重量比为1:9,两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10^-4pa。

实施例2

本实施例一种有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤：

(1)清洗：将具有150nmito的玻璃基板(阳极基板)经过去离子水、丙酮、洗液、去离子水和异丙醇五步超声清洗，每步各10-15分钟。清洗干净之后放在真空烘箱中烘干备用；

(2)空穴注入层制备：在ito上蒸镀一层10nm厚的空穴注入材料cupc,蒸镀速率为真空度为2×10^-4pa；

(3)空穴传输层制备：然后蒸镀一层30nm厚的空穴传输材料nbp，蒸镀速率为真空度为2×10^-4pa；

(4)发光层制备：接着使用掺杂的方式共蒸镀一层50nm厚的发光层cbp:ir(piq)3(客体,含量5％)，其中ir(piq)3掺杂比例为5％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10^-4pa；

(5)电子传输层制备：使用掺杂的方式共蒸镀一层35nm厚的电子传输层balq:lipp，其中两者重量比为5:5，两者蒸镀速率都控制为真空度为2×10^-4pa。在制备电子传输层时(蒸镀示意图如图2所示：图2(a)为无电场条件下进行蒸镀，蒸发源中的有机分子以无序状态蒸镀至基板上；图2(b)为施加电场条件下进行蒸镀，蒸发源中的有机分子呈有序状态蒸镀至基板上)，需要在蒸镀腔内施加一个垂直于基板的向下的均匀电场，电场强度为7kv/cm，使有机分子以一定的取向沉积在基板上，形成有序的有机薄膜。其中，电场强度可根据工艺需求和有机分子极性大小进行调节，以得到最佳制程条件；

(6)金属阴极制备：最后蒸镀一层120nm厚的阴极mg:ag合金，其中mg:ag的重量比为1:9,两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10^-4pa。

实施例3

本实施例一种有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤：

(1)清洗：将具有150nmito的玻璃基板(阳极基板)经过去离子水、丙酮、洗液、去离子水和异丙醇五步超声清洗，每步各10-15分钟。清洗干净之后放在真空烘箱中烘干备用；

(2)空穴注入层制备：在ito上蒸镀一层10nm厚的空穴注入材料cupc,蒸镀速率为真空度为2×10^-4pa；

(3)空穴传输层制备：然后蒸镀一层30nm厚的空穴传输材料tapc，蒸镀速率为真空度为2×10^-4pa；

(4)发光层制备：接着使用掺杂的方式共蒸镀一层20nm厚的发光层cbp:firpic(客体,含量8％)，其中firpic掺杂比例为8％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10^-4pa；

(5)双电子传输层制备：使用掺杂的方式共蒸镀一层30nm厚的电子传输层tspo1:liq，其中两者重量比为5:5，两者蒸镀速率都控制为真空度为2×10^-4pa,然后在上面单独蒸镀一层5nm厚的电子注入层liq，蒸镀速率控制为真空度为2×10^-4pa。制备电子传输层时(蒸镀示意图如图2所示)，需要在蒸镀腔内施加一个垂直于基板的向下的均匀电场，电场强度为5kv/cm，使有机分子以一定的取向沉积在基板上，形成有序的有机薄膜。其中，电场强度可根据工艺需求和有机分子极性大小进行调节，以得到最佳制程条件；

(6)金属阴极制备：最后蒸镀一层120nm厚的阴极mg:ag合金，其中mg:ag的重量比为1:9,两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10^-4pa。

上述实施例在电子传输层制备中施加了一个垂直于基板的均匀电场，能够使得有机极性材料分子呈现有序的分子排列，进而可以保证有机薄膜较高的迁移率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。