一种叠层有机电致发光器件以及连接层的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种叠层有机电致发光器件的连接层，所述连接层使用的材料是PEDOT:PSS，PEDOT与PSS的质量比是1:18，PEDOT和PSS水溶液的浓度是3％，pH值是1.5，连接层的厚度为10nm-120nm，使用旋涂成膜的工艺方法制作，解决了目前困扰多年的叠层OLED连接层需要高温镀膜的难题，使叠层有机电致发光器件更易于制造，性能更能得以保证。
【专利说明】-种叠层有机电致发光器件以及连接层
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机电致发光器件【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光器件（OLED，Organic Light-Emitting Device)因具有主动发光、能 耗低、效率高、发光谱带宽、品种多样、制造成本低廉、轻薄、无角度依赖性等一系列独特优 点而备受瞩目，具有广阔的应用前景。全球有超过160多家企业涉足0LED相关研发，其中 囊括了几乎所有的电子和显示产业的巨头。众多国际知名企业，如通用电气、柯达、飞利浦、 0SRAM、东芝等国际大公司均投入巨资，参与该领域研发竞争。
[0003] 经过研发人员近三十年的不懈努力，有机电致发光器件性能已接近无机半导体发 光器件的水平。但达到动态全色显示等高信息容量的最终应用目标，器件的发光效率和稳 定性还需进一步提高。特别是由于有机材料不耐高温，温度过高，就会导致材料寿命下降， 因此有机电致发光器件的发热必须控制在一定范围。减少热损耗，提高器件的发光效率，更 成为提高器件稳定性和使用寿命的关键。其中影响0LED寿命重要原因之一是流过器件的 大电流导致器件的热致老化。因而，研究一种在低电流下运行的高效率的器件已经刻不容 缓。
[0004] 叠层器件结构是实现低电流、高效率0LED的一种有效途径。
[0005] 2004年，柯达（KODAK)公司的L S. Liao等人利用Alq3:Li/NPB:FeCl3作为连接 单元，把两个发射层集成在同一个器件成功制成了结构是IT0/NPB(75nm)/Alq 3(25nm)/ Alq3: Li (25nm) /NPB: FeCl3 (60nm) /NPB (25nm) /Alq3: DCJTB (20nm) /Alq3 (40nm) /Mg:Ag 的叠 层有机电致发光器件。与普通标准器件相比，这种器件的优点是在相同的电流密度下，器件 的效率是普通器件的两倍。
[0006] 利用叠层器件结构，Chan-Ching CHANG等已经研制成功电流效率荧光49. 2cd/A 的叠层器件。后来，中国科学院长春物理所马东阁等人把叠层结构成功应用在白光0LED器 件。他们利用BCP:Li/V20 5作为连接层，使这种器件的电流效率达到10.7cd/A。最近，香港 城市大学C0SDAF实验室的C. W. Law等人分别利用Mg :Alq3和F4-TCNQ :m-MTDATA作为连接 单元也使叠层器件的效率提高了一倍。
[0007] 2011年11月，在湖南召开了第七届全国暨华人有机分子和聚合物发光与激光学 术会议。在本届会议上，维信诺显示技术有限公司和四川虹视显示技术有限公司等公司的 领导和技术人员一致认为，叠层器件为实现高效有机电致发光照明和显示器件开辟了一种 崭新的途径。希望全球0LED科研人员克服现有困难，研制成功适合于生产的叠层器件技 术。最近在中国科学院苏州纳米所举办的国际发光会议上，世界0LED顶级科学家L. S. Liao 教授也对叠层器件的美好未来做了一个很高的评价。
[0008] 此前，本发明人研制成功一种在低电流密度下运行的高效率、长寿命叠层有机电 致发光器件，参见专利文献CN101794864A。该器件主要特点是以特殊材料（双极性载流子 传输材料）构成的薄膜层为器件的连接单元，其连接层包括两个薄膜层，一层采用双极载 流子传输材料Fro掺杂Mg或Li，其厚度为9nm，Mg或Li : Fro的掺杂比例是1 :10至3 :10 ; 另一层是W03薄膜，其厚度为lnm。该器件结构类似把两个普通的有机电致发光器件连接在 一起。这种叠层器件的一个特色是器件电流效率是普通器件的四倍；另一个特色是器件在 相对低电流密度下运行，可以降低流过器件的大电流导致器件热致老化的影响，从而提高 器件的寿命。但是，正如国内外其他研究的叠层有机电致发光器件技术一样，目前所有的叠 层器件采用的连接单元的材料都包含高熔点金属，在制备技术有一个很大的缺点：制备这 种高熔点金属薄膜有很大的工艺和成本方面的障碍（制备高熔点金属薄膜需要使用脉冲 激光沉积镀膜技术，这种设备价格昂贵，每台高达200万美金以上）。纵观最近几年OLED的 发展，实验室研制成功的技术能否达到实用化的要求还是OLED走向市场的一个关键。叠层 器件是一种很有发展前景的低电流、高效率器件；这种在低电流下运行的器件必然会减低 由于热致老化而使器件寿命降低的不利影响。因而，研究一种不需要高温蒸发镀膜的新型 连接层对于叠层有机电致发光器件意义重大。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提出一种叠层有机电致发光器 件及其连接层，其是以PEDOT :PSS为有效连接单元，采用旋涂成膜的工艺方法制备叠层有 机电致发光器件的连接层，解决了目前困扰多年的叠层0LED连接层需要高温镀膜的难题。 [0010] 本发明的技术方案如下：
[0011] 本发明目的之一是提出一种叠层有机电致发光器件的连接层，该连接层使用的材 料是PEDOT: PSS，使用旋涂成膜的工艺方法制作。
[0012] 连接层的厚度为10nm_120nm。
[0013] 连接层旋涂成膜工艺方法如下：将已经镀有空穴传输层和发光层的衬底玻璃吸附 在旋转的圆盘，滴上PEDOT :PSS液体，液体在旋转形成的离心力下呈薄膜状分布，液体凝固 后形成膜体，膜体的厚度通过调节液体粘度及旋转速率和时间来调整，旋涂之后，进行烘干 处理。
[0014] 本发明进一步提出采用以上连接层的叠层有机电致发光器件结构：阳极/空 穴传输层/发光层/连接层/空穴传输层/发光层/阴极，器件的连接层使用的材料是 PEDOT:PSS。
[0015] 本发明的优点在于：采用PEDOT :PSS为有效连接单元，采用旋涂成膜的工艺方法 制备叠层有机电致发光器件的连接层，解决了目前困扰多年的叠层0LED连接层需要高温 镀膜的难题。
[0016] PEDOT:PSS (分子结构式如下）是一种高分子聚合物的水溶液，导电率很高。
[0017]
【权利要求】
1. 一种叠层有机电致发光器件的连接层，其特征在于，所述器件连接层使用的材料是 PEDOT:PSS，PEDOT与PSS的质量比是1:18，PED0T和PSS水溶液的浓度是3%，PH值是1. 5， 使用旋涂成膜的工艺方法制作。
2. 根据权利要求1所述的叠层有机电致发光器件的连接层，其特征在于，所述连接层 的厚度为l〇nm_120nm。
3. 根据权利要求1或2所述的叠层有机电致发光器件的连接层，其特征在于，所述旋 涂成膜工艺方法如下：将已经镀有空穴传输层和发光层的衬底玻璃吸附在旋转的圆盘，滴 上PEDOT :PSS液体，液体在旋转形成的离心力下呈薄膜状分布，液体凝固后形成膜体，膜体 的厚度通过调节液体粘度及旋转速率和时间来调整，旋涂之后，进行烘干处理。
4. 根据权利要求3所述的叠层有机电致发光器件的连接层，其特征在于，这种连接层 是在高纯氮气的保护下，105摄氏度烘烤30分钟，再120摄氏度下烘烤90分钟。
5. -种叠层有机电致发光器件，所述器件结构为：阳极/空穴传输层/发光层/连接 层/空穴传输层/发光层/阴极，器件的连接层使用的材料是PEDOT:PSS，PEDOT与PSS的 质量比是1:18, PEDOT和PSS水溶液的浓度是3%，PH值是1. 5,使用旋涂成膜的工艺方法 制作。
6. 根据权利要求5所述的叠层有机电致发光器件，其特征在于，所述连接层的厚度为 10nm_120nm〇
7. 根据权利要求5或6所述的叠层有机电致发光器件，其特征在于，所述旋涂成膜工 艺方法如下：将已经镀有空穴传输层和发光层的衬底玻璃吸附在旋转的圆盘，滴上PEDOT : PSS液体，液体在旋转形成的离心力下呈薄膜状分布，液体凝固后形成膜体，膜体的厚度通 过调节液体粘度及旋转速率和时间来调整，旋涂之后，进行烘干处理。
8. 根据权利要求7所述的叠层有机电致发光器件，其特征在于，这种连接层是在高纯 氮气的保护下，105摄氏度烘烤30分钟，再120摄氏度下烘烤90分钟。
9. 根据权利要求5或6所述的叠层有机电致发光器件，其特征在于：所述器件结构为： IT0/PF0 (空穴传输层）/PF0 (发光层）/PEDOT: PSS (连接层）/PF0 (空穴传输层）/PF0 (发光 层）/Α1 ; 或者IT0/NPB (空穴传输层）/Alq3 (发光层）/PEDOT: PSS (连接层）/NPB (空穴传输层）/ Alq3(发光层）/Α1。
10. 根据权利要求5或6所述的叠层有机电致发光器件，其特征在于：所述IT0透明导 电玻璃衬底的参数如下： 导电层厚度251 导电层面电阻〈100Ω/ 口；透过率T>86 %，；平整度 0. 25 μ m/20mm，表面形貌仪实测 0. 062 μ m/20mm。
【文档编号】H01L51/54GK104143607SQ201410315217
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】牛连斌, 关云霞 申请人:重庆师范大学