一种具有双空穴注入层的紫外有机发光器件及其制备方法与流程

背景技术：

紫外有机电致发光器件（UV OLED），因其在激发光源、高密度信息存储、化学/生物传感器等方面的应用前景而备受关注。由于紫外有机发光材料的带隙极宽，导致了紫外有机发光材料的最高占据分子轨道（HOMO）能级较高，空穴很难注入到发光层中，发光层中的空穴-电子严重不平衡，围绕这一问题的解决方法主要是致力于提高空穴注入和传输能力。例如在ITO阳极之上引入缓冲层PEDOT:PSS、CuPc、MoO3、F16CuPc等提高空穴注入能力，但对于紫外OLED来说，单层空穴注入层在提高空穴注入能力方面明显不足，器件性能不理想。在可见光波段OLED中，也有许多报道提出双空穴注入层的概念，如刘佰全等采用MeO-TPD/CuPc双空穴注入层提高可见光波段OLED的性能（参考：刘佰全等，具有新型双空穴注入层的有机发光二极管，《物理学报》2013年，62卷，第8期）。张静、丁磊等采用HAT-CN/MoO3双空穴注入层提高可见光波段OLED的性能（参考：张静等，双空穴注入的绿色磷光有机电致发光器件，《发光学报》2012年，第10期；丁磊等，新型双空穴注入型高效有机电致发光二极管，《光电子.激光》2011年，第12期）。侯建华等利用MoO3/C60双空穴注入层提高顶发射可见光波段OLED的性能（参考：候建华等，利用双空穴注入层提高顶发射有机电致发光器件的性能，《科技信息》2012年，第33期）。然而，可见光OLED的空穴注入势垒比紫外有机发光器件要低很多，如果将现有双空穴注入层直接应用到紫外OLED中，器件性能改善不大，几乎得不到实际的改善效果。

技术实现要素：

本发明提供一种具有双空穴注入层的紫外有机电致发光器件的制备方法，以及利用该方法制备的紫外有机发光器件，可以解决上述问题。

本发明能有效地促进空穴的注入、增加发光层中空穴的数量，从而促进空穴-电子的平衡性，提高紫外OLED器件的辐照度和发光效率，同时制备工艺简单，实用性广。

本发明采用以下技术方案：

一种具有双空穴注入层的紫外有机发光器件制备方法，包括：采用第一空穴注入层和第二空穴注入层叠接组成双空穴注入层，第一空穴注入层材料采用氧化石墨烯或PEDOT:PSS，第二空穴注入层材料采用WO3、MoO3或V2O5；在阳极层上采用旋涂工艺制备第一空穴注入层，在第一空穴注入层上采用真空热蒸镀工艺制备第二空穴注入层，在第二空穴注入层上叠接空穴传输层。

一种具有双空穴注入层的紫外有机发光器件，包括阳极层、空穴注入层、空穴传输层，其特征在于：所述空穴注入层是由氧化石墨烯或PEDOT:PSS制备的第一空穴注入层与由WO3、MoO3或V2O5制备的第二空穴注入层叠接组成；所述第一空穴注入层与阳极层叠接，所述第二空穴注入层上叠接空穴传输层

附图说明

图1是本发明的一个实施例结构示意图。

图2是传统单空穴注入层结构的紫外有机发光器件的结构示意图。

图3是本发明的一个实施例（器件一）与传统结构的紫外有机发光器件（器件二）在不同电压下辐照度的对比图。

图4是本发明的一个实施例（器件一）与传统结构的紫外有机发光器件（器件二）在不同电流密度下外量子效率的对比图。

图1、图2中：1.衬底层；2.阳极层；3.第一空穴注入层；4.第二空穴注入层；5.空穴传输层；6.发光层；7.电子传输层；8.电子注入层；9.反射金属阴极层；10.电源；11.单空穴注入层。。

具体实施方法

下面利用实施例详细说明本发明技术方案及可以获得的有益效果。

（1）选取覆盖有ITO的玻璃作为衬底和阳极材料，依次采用丙酮、清洗液、纯水和异丙醇洗净衬底和阳极后烘干，然后经紫外-臭氧处理10-20分钟。

（2）在ITO上采用旋涂工艺制备第一空穴注入层，第一空穴注入层材料可以是氧化石墨烯材料或PEDOT:PSS，本例采用氧化石墨烯，其浓度为0.5mg/mL。第一空穴注入层的厚度可以在1-60nm范围内选取，本例约为3nm。工艺环境：转速3000rpm，旋涂时间30s，热处理温度120℃，热处理时间20min。

（3）在真空度优于5×10-4Pa的条件下采用真空热蒸镀工艺制备第二空穴注入层，第二空穴注入层材料可以是WO3、MoO3或V2O5，本例采用MoO3。第二空穴注入层的厚度可以在1-20nm范围内选取，本例约为5nm。然后再依次沉积空穴传输层CBP（厚度为50nm）、发光层TAZ（厚度为35nm）、电子传输层BPhen（厚度为50-70nm）、电子注入层LiF（厚度为1nm）；其中CBP表示4,4’-bis(carbazol-9-yl)biphenyl；TAZ表示3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole；Bphen表示4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline。

（4）在不破坏真空的条件下更换掩膜板，沉积反射金属阴极层Al（厚度不小于80nm）。

（5）从阳极层由正向负连接反射金属阴极层构成外电路。

当施加直流电压时，从阳极一侧观察到近紫外出射发光线。用电压电流源表测量器件的驱动电压和电流，用光谱光度计测量器件的辐照度和电致发光光谱。外电路驱动电源可选择直流3V-20V。

用于对比的传统结构紫外OLED器件（器件二），衬底采用玻璃，阳极选用ITO膜，方阻约为10Ω/□，空穴注入层11选择MoO3（厚度为5nm），其余与实施例1相同。

由图3可知，在电压为6V时，器件一的辐照度为0.49mW/cm2，器件二的辐照度为0.24mW/cm2，器件一的辐照度是器件二的2倍多。在电压为9V时，器件一的辐照度为3.0mW/cm2，比器件二（辐照度为2.1mW/cm2）提高了43%。器件一的最大辐照度为4.7mW/cm2@11V，器件二的最大辐照度为3.7mW/cm2@14V，器件一的最大辐照度比器件二提高了27%。因此，本发明可以大幅度提高紫外OLED的辐照度。

由图4可知，器件一的最大外量子效率为1.36%@3.75mA/cm2，器件二的最大外量子效率为1.14%@6.87mA/cm2，器件一的最大外量子效率比器件二提高了19%。因此，本发明也可以大幅度提高紫外OLED的外量子效率。

本发明还进行了采用PEDOT:PSS制备第一空穴注入层、分别采用WO3和V2O5

制备第二空穴注入层的双空穴注入层结构的紫外有机发光器件，与传统单空穴注入层结构的紫外有机发光器件的对比测试，得到与图3、图4近似的结果，在此不再赘述。