一种基于梯度结构空穴注入传输的紫外有机电致发光器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体发光器件技术，具体是一种基于梯度结构空穴注入传输的紫外有机电致发光器件。
【背景技术】
[0002]自从1987年C.ff.Tang等人开创的双层结构有机电致发光器件即OLED以来，其超高的发光效率、丰富的色彩表现能力以及超薄便携等优异性能受到了广大科研工作者的青睐。OLED经历了二十余年的发展，目前已基本趋于实用化。目前OLED的研宄领域逐步从可见光波段拓展至近红外光波段和长波紫外光(近紫外)波段。与传统SiC、ZnO等无机紫外发光器件相比，紫外有机发光器件的响应速度快、机械柔性好、超薄便携、易于构建大面积发光器件，在生物传感、荧光检测、信息存储、涂料固化、刻蚀等领域中具有独特的优势而成为最近几年来有机发光的研宄热点。
[0003]紫外光子能量比可见光要大，这要求作为紫外发光的有机材料必须具有较宽的带隙。对于高功率紫外OLED而言，有两个问题亟待解决:一是目前报道的有机发光材料带隙普遍较窄，因此决定了作为紫外发光的有机材料的可选性小，而且紫外OLED —般为近紫外光发射；二是由于紫外有机发光材料的带隙比可见光发光材料宽，其最高占据分子轨道(HOMO)能级较高，普遍使用的透明导电电极的功函数(如ITO的功函数约为4.7eV)与紫外有机发光材料的HOMO能级相差较大，可达1.5eV-2eV(如紫外有机发光材料CBP的HOMO能级为6.1eV, 0XD-7的HOMO能级为6.5eV，二者与ITO的功函数分别相差1.4eV和1.8eV)，这导致了空穴很难注入到发光层中。因此紫外OLED发光层中空穴数量往往少于电子数量，空穴-电子的平衡性较差，器件的辐照度和发光效率难以提高。另一方面，由于缺乏HOMO能级更高的激子阻挡层，紫外OLED的发光区域难以控制，容易产生激基复合物发光，导致器件的电致发光(EL)光谱特性不理想，通常伴随着可见光波段的发光。
【发明内容】
[0004]本实用新型针对现有技术的不足，而提供一种基于梯度结构空穴注入传输的紫外有机电致发光器件。
[0005]这种器件能有效地促进空穴的注入和传输、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。
[0006]实现本实用新型目的的技术方案是:
[0007]一种基于梯度结构空穴注入传输的紫外有机电致发光器件，包括衬底层、阳极层、发光层、电子传输层、电子注入层、反射金属阴极层，与现有技术不同的是，还包括梯度结构空穴注入传输体系层，所述衬底层、阳极层、梯度结构空穴注入传输体系层、发光层、电子传输层、电子注入层、反射金属阴极层顺序叠接为一体，从阳极层由正向负连接反射金属阴极层构成外电路。
[0008]所述的梯度结构空穴注入传输体系层包括由顺序叠接的第一空穴注入层、第一空穴传输层、第二空穴注入层、第二空穴传输层组成的具有梯度结构的一个多层体系，第一空穴注入层与阳极层叠接，第二空穴传输层与发光层叠接。
[0009]所述的第二空穴传输层的HOMO能级高于第一空穴传输层。
[0010]所述的第一空穴注入层为CuPc 或 MoO3, CuPc 表示 Copper-phthalocyanine ；
[0011]第一空穴传输层为NPB 材料，NPB 表不 N, A^~bis (naphthalen-l-yl) -N，A^~bis (phenyl) benzidine ；
[0012]第二空穴注入层为MoO3;
[0013]第二空穴传输层为CBP 材料，CBP 表示 4，4’ -bis (carbazol-9-yl) biphenyl ο
[0014]所述的第一空穴注入层CuPc的厚度为2nm_5nm如03的厚度为2nm_15nm ；
[0015]第一空穴传输层的厚度为10nm-40nm ；
[0016]第二空穴注入层的厚度为2nm-15nm ;
[0017]第二空穴传输层的厚度为15nm-50nmo
[0018]所述的电子传输层为0XD-7 材料，0XD-7 表示 1，3-bis [2-(4-tert-butylphenyl)-1, 3, 4-oxadiazo-5-yl]benzene ；
[0019]电子注入层为LiF或Cs2CO3材料；
[0020]反射金属阴极层为Al。
[0021]所述的电子传输层厚度为10nm-60nm ；
[0022]电子注入层LiF的厚度为0.5nm-lnm，Cs2CO^厚度为lnm_3nm ；
[0023]反射金属阴极层的厚度不小于lOOnm。
[0024]上述基于梯度结构空穴注入传输的紫外有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤:
[0025]I)选取覆盖有氧化铟锡的玻璃作为衬底和阳极材料，依次采用丙酮、乙醇和纯水洗净衬底和阳极后烘干，经紫外-臭氧处理10-20分钟；
[0026]2)在真空度优于5X 10_4Pa的条件下采用热蒸镀工艺在氧化铟锡阳极层上依次沉积第一空穴注入层、第一空穴传输层、第二空穴注入层、第二空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层；
[0027]3)在不破坏真空的条件下更换掩膜板，沉积反射金属阴极层；
[0028]4)从阳极层由正向负连接反射金属阴极层构成外电路。
[0029]步骤2)中，使用膜厚监控仪器原位监测各薄膜层的厚度和沉积速率。
[0030]步骤3)中，反射金属阴极层厚度和沉积速率使用膜厚监控仪器原位监测。
[0031]步骤4)中，当施加直流电压时，从阳极一侧观察近紫外出射发光线；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EL光谱。
[0032]本实用新型跳出常规空穴注入传输的概念和激子阻挡限定机制，提供了一种基于梯度结构空穴注入传输体系构筑高效率紫外OLED器件及其制备方法。
[0033]这种器件梯度结构空穴注入传输体系有效地促进了空穴的注入和传输，增加了发光层中空穴的数量，促进了空穴-电子的平衡性，因而有更多的空穴与电子在发光层中复合产生近紫外光发射，提高了紫外OLED器件的辐照度和发光效率。
[0034]与常规空穴注入传输层的器件相比，本实用新型提供的基于梯度结构空穴注入传输的紫外OLED器件的辐照度和外量子效率均大幅度提高，而器件的EL光谱特性基本不变，因而在大功率紫外OLED的构筑方面具有重要参考价值。
[0035]这种方法只需在阳极和发光层之间选择两层或两层以上HOMO能级逐步递增的空穴传输层，并在阳极与空穴传输层之间、空穴传输层与空穴传输层之间引入超薄空穴注入层，实现了空穴的阶梯跃迀，增加了发光层中空穴数量，从而促进了空穴-电子的平衡性。这种方法克服了常规空穴注入传输层在提高空穴注入与传输能力方面不足的局限性，以及采用梯度掺杂工艺制备复合空穴注入传输层所带来的工艺复杂性。
【附图说明】
[0036]图1为本发明实施例中紫外有机电致发光器件的结构示意图；
[0037]图2为现有技术传统结构的紫外OLED器件的结构示意图；
[0038]图3为紫外有机电致发光器件即器件一与传统结构的紫外OLED器件即器件二在不同电压下辐照度的对比图；
[0039]图4为器件一与器件二在不同电流密度下外量子效率(EQE)的对比图；
[0040]图5为器件一与器件二的EL光谱的对比图；
[0041]图6为实施例制备方法的流程示意框图。
[0042]图中，1.衬底层2.阳极层3.第一空穴注入层4.第一空穴传输层5.第二空穴注入层6.第二空穴传输层7.发光层8.电子传输层9.电子注入层10.反射金属阴极层11.空穴注入层12.空穴传输层13.电源。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图和实施例对本【实用新型内容】作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。
[0044]实施例:
[0045]如图1所示，一种基于梯度结构空穴注入传输的紫外有机电致发光器件，包括衬底层1、阳极层2、发光层7、电子传输层8、电子注入层9、反射金属阴极层10，
[0046]还包括梯度结构空穴注入传输体系层，所述衬底层1、阳极层2、梯度结构空穴注入传输体系层、发光层7、电子传输层8、电子注入层9、反射金属阴极层10顺序叠接为一体，从阳极层2由正向负连接反射金属阴极层10构成外电路。由阳极层2、金属阴极层10与外接电源13连接。
[0047]所述的梯度结构空穴注入传输体系层包括由顺