专利名称：一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用二维金属光子晶体实现OLED(有机发光二极管)电致发光增强结构的方法。
背景技术：
表面等离子体技术作为现阶段科研的一个热点技术，广泛的运用于纳米聚焦、光刻、生物传感、太阳能技术，以及LED/0LED发光增强等方面。2004 年，Koichi Okamoto 的小组在 Nature Materials 上发表了题为 “Surface-Plasmon-enhanced light emitters based on InGaN quantum wells，，的文章， 文中提出了，表面等离子体的引入将与一部分电子-空穴对的复合能量耦合，从而使得电子-空穴对的复合在原有辐射复合和无辐射复合的基础上多了一种复合模式，从而加快了其复合速率。大量的耦合为表面等离子体的能量又将通过表面的周期结构辐射出去，从而发光增强。基于金属光栅增强LED/0LED出光效率的研究也得到较快的发展。除此之外，基于Purcell理论的利用LSP实现发光增强的研究，也是表面等离子体技术提高LED/0LED发光增强研究的主要技术背景之一。P. Pompa等人在2006年发表于 Nature Nanotechnology 上名为 Metal-enhanced fluorescence of colloidal nanocrystals with nanoscale control的文章，提出通过聚焦离子束制作三角形金属点阵的办法实现了发光物质发光强度的增强。但是聚焦粒子束作为一种制作手段过于昂贵，而且不易在大面积上制作。Dong-Ming Yeh等人2008在Nanotechnology发轰名为 Localized surface plasmon-induced emission enhancement of a green light-emitting diode的文章，提出了用热退火金属薄膜的法式引入局域表面等离子效应，但是其膜的消光截面曲线过于平缓，限制了其增强的效果。结合以上的一些技术观点，和现在非常有前景的OLED技术，本发明提出将有机发光材料和金属周期结构结合的结构以实现发光的增强。本发明的技术优势在于使用PS球自组装技术，不仅可以形成峰值尖锐的消光截面曲线谱，同时制作简便适用于大面积制作的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现OLED电致发光增强结构的方法，通过利用金属结构，改变有机材料中激子的发光效率，OLED的发光强度得到较大的提高，从而提高整个有机发光材料发光强度。本发明的技术方案是一种实现有机发光二极管(OLED)电致发光增强结构的方法，实现步骤(1)选择有机发光材料，使有机发光材料同时作为电子传输层和发光层，有机发光材料发光峰值处波长为入；(2)选择金属材料作为有机发光极管(OLED)结构的阴极，并在阴极上制作六边金属周期结构，所述制作六边金属周期结构步骤如下a.确定将使用的有机发光材料的发光峰值波长λ和折射率；b.建立六边金属周期结构模型；c.设置六边金属周期结构参数，进行仿真，计算出六边金属周期结构的消光截面谱；所述消光截面谱计算公式如下
权利要求
1.一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法，其特征在于实现步骤如下(1)选择有机发光材料，使有机发光材料同时作为电子传输层和发光层，有机发光材料发光峰值处波长为λ；(2)选择金属材料作为有机发光极管(OLED)结构的阴极，并在阴极上制作六边金属周期结构，所述制作六边金属周期结构步骤如下a.确定将使用的有机发光材料的发光峰值波长λ和折射率；b.建立六边金属周期结构模型；c.设置六边金属周期结构参数，进行仿真，计算出六边金属周期结构的消光截面谱；所述消光截面谱计算公式如下0 ext ( “ ) = 0 abs ( “ ) + 0 scat (")⑴>)= O)scat ν ‘‘ j/ \source ν )σ P abs ν ‘‘ j/ \source ν )其中oabs( )是吸收截面，os。at( )是散射截面，Pabs( )是金属粒子总的吸收能量， Pscat (ω)是总的散射能量，Isource( )是入射光强度；以上这些参数，通过在仿真软件中建立模型，设置观察面很容易的得到；d.改变六边金属周期结构参数，六边金属周期结构消光截面谱将获得不同的值，当消光截面谱的峰值位置和发光材料的发光峰值位置重合的时候，认为这时发光材料中的激子处于最佳的光子态密度中，产生最好的发光增强效果，这时即得仿真后的六边金属周期结构；e.根据仿真结果得到的六边金属周期结构，选择聚苯乙烯(PS)球进行自组装，镀膜去球后可以获得相应的六边金属周期结构；(3)按照六边金属周期结构、有机发光材料、空穴传输层、ITO导电玻璃的顺序依次形成层状结构；所述空穴传输层厚度在8 12nm，有机发光材料的厚度为50 lOOnm，金属阴极上的六边金属周期结构和ITO导电玻璃厚度均在50 IOOnm之间；(4)加入电压，OLED的发光。
2.根据权利要求1所述的一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法，其特征在于所述六边金属周期结构可以为三角形金属结构、圆柱结构或圆环结构。
3.根据权利要求1所述的一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法，其特征在于所述步骤(1)中的有机发光材料为Alq3、Balq或DPVBi。
4.根据权利要求1所述的一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法，其特征在于步骤O)中的金属材料为可激发表面等离子体的金属金、银、铜或铝。
5.根据权利要求1所述的一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法，其特征在于所述步骤(3)中的层状结构，要求金属阴极结构上制造的六边金属周期结构的一边与发光层接触。
6.根据权利要求1所述的一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法，其特征在于所述步骤(3)中空穴传输层材料使用NPB，NTB等。
全文摘要
一种实现有机发光二极管电致发光增强结构的方法，其特征在于包括下列步骤(1)选择有机发光材料，使其同时作为电子传输层和发光层，其发光峰值处波长为λ；(2)选择金属材料作为OLED结构的阴极，并在其上制作周期六边形点阵；(3)按照金属阴极、有机发光材料、空穴传输层、ITO导电玻璃的结构形成层状结构；(4)适当的选择金属六边形点阵的周期，加入电压后，可以使OLED的发光强度得到较大的提高。
文档编号H01L51/52GK102201552SQ201110127720
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者尹韶云, 张茂国, 杜春雷, 董晓春, 邓启凌, 魏全忠 申请人:中国科学院光电技术研究所