具有双组分混合电子传输/空穴阻挡层有机发光二极管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机半导体器件领域，涉及的是有机发光二极管中的一种具有双组分 混合电子传输/空穴阻挡层的有机发光二极管。
【背景技术】：
[0002] 有机发光二极管（OLED)由于其在下一代平板显示和固态照明技术上的潜在应 用，近年来得到了广泛关注。OLED可以通过真空蒸镀法和溶液加工法制作。以溶液加工 法制备的OLED，由于其器件结构简单、制作上低耗易加工、可采用柔性基底、以及可运用旋 涂、喷墨打印和卷对卷印刷制备大面积器件等与众不同的特点，在科学界和工业界都得到 了越来越多的关注。但是，由于合适的载流子注入与传输材料选择的限制，溶液法加工的 OLED的效率仍然较低。为了得到高效的OLED，电子和空穴在半导体层中的注入与传输需 要做到平衡且高效。由于电子和空穴传输不平衡和注入效率低等问题的存在，影响了 OLED 的发光性能与稳定性。人们运用许多方法以期望提高器件性能，这其中，许多科研工作者 向OLED中加入空穴阻挡层（HBL)以提高器件的性能（Adv. Mater. 2010,22,4479-4483; Adv.Mater.2008,20,1982-1988 ；Adv.Mater.2012,24,1873-1877 ；0rg. Electron. 2003, 4, 105-111)。这样做一方面可以平衡空穴和电子的传输，另一方面可以抑 制阴极对于材料发光的淬灭作用。
[0003] 但是，在OLED的发光层与金属阴极之间加入HBL后，器件的电子注入会存在问 题：由阴极到HBL的电子注入势皇较大，这往往导致器件的启亮电压过高且效率低下。为 了提高电子的注入，低功函数金属材料，如钡和钙经常被使用以提高器件效率。但是，这 些低功函数的金属材料容易与氧气和水发生反应，产生变质。若使用铝或银等相对稳定 的材料，由于阴极和发光层之间存在巨大的电子注入势皇，器件常会表现出较差的性能。 此外，以真空蒸镀的方法在金属阴极与有机层之间加入一层超薄的LiF，或其他具有同样 性质的碱金属盐层以增强电子注入能力的方法已被广泛用于OLED的制备（Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 152-154)。但是这种方法需要采用耗时耗能的真空蒸镀工艺且膜厚不易控 制。目前，许多水/醇溶性共轭聚合物由于其在全溶液法平板显示和照明领域的潜在应用 价值，被开发以用作OLED的电子注入/传输材料（Adv. Mater. 2004, 16, 1826-1830)。但是， 在包含HBL的OLED的制备过程中，在HBL上制备水/醇溶性共轭聚合物电子注入层时，溶 剂往往会溶解已经制备的HBL。因此，为了改善以溶液法制备包含有HBL的OLED的电子注 入能力，制备多组分混合的空穴阻挡/电子传输层成为一种选择。
【发明内容】
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[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有双组分混合电子传输/空穴阻 挡层的有机发光二极管，此电子传输/空穴阻挡层可在发光层上通过溶液法加工成膜。同 时，本发明还提供上述有机发光二极管的制备方法。
[0005] 本发明的技术方案是：在有机发光二级管的制备过程中，采用一种可溶液加工的 水/醇溶性小分子电子传输/空穴阻挡材料与非共轭聚合物进行共混，并采用溶液法在器 件的发光层上制备电子传输/空穴阻挡层。所述小分子电子传输/空穴阻挡材料可为以下 材料中的一种，但并不局限于这些材料。
[0006]
【主权项】
1. 一种具有双组分混合电子传输/空穴阻挡层有机发光二极管，其特征在于：所述有 机发光二级管的器件结构依次包括：透明阳极（1)、空穴传输层（2)、发光层（3)、双组份混 合电子传输/空穴阻挡层（4)、金属阴极（5)和玻璃基板（6)。
2. 如权利要求1所述的有机发光二级管，其特征在于，所述双组份混合电子传输/空穴 阻挡层（4)的厚度为5-250nm。
3. 如权利要求1或2所述的有机发光二级管，其特征在于，所述双组份混合电子传输/ 空穴阻挡层（4)为采用小分子电子传输/空穴阻挡材料与非共轭聚合物进行共混；所述小 分子电子传输/空穴阻挡材料为：
所述非共轭聚合物为聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚二烯基丙二甲基氯化铵或聚 苯乙烯磺酸钠中的一种，其中，所述非共轭聚合物的质量百分比为X，1%〈X〈70% ;所述双组 份混合电子传输/空穴阻挡层（4)的制备工艺，首先按照所占质量百分比分别小分子电子 传输/空穴阻挡材料和非共轭聚合物，分别制得小分子电子传输/空穴阻挡材料溶液和非 共轭聚合物溶液，混合均匀，旋涂得到厚度为5-250nm的双组份混合电子传输/空穴阻挡 层，进行退火处理，退火温度为室温至200°C，退火时间为2-60 min。
4. 如权利要求1所述的有机发光二级管，其特征在于，所述透明阳极为在可见光区透 明或半透明的导电材料，透光率大于50% ;所述在可见光区透明或半透明的导电材料为锡 铟氧化物、石墨烯、碳纳米管或金属纳米线薄膜。
5. 如权利要求1所述的有机发光二级管，其特征在于，所述金属阴极是金属膜层，材料 选取铝、银、金、铂、铜、镁、钙、钡、钛中的一种或几种。
【专利摘要】本发明具有双组分混合电子传输/空穴阻挡层有机发光二极管，依次包括：透明阳极、空穴传输层、发光层、双组份混合电子传输/空穴阻挡层、金属阴极和玻璃基板。其特征是采用一种可溶液加工的小分子电子传输/空穴阻挡材料与一种非共轭聚合物进行共混，并采用溶液法在器件的发光层上制备电子传输/空穴阻挡层，由此实现器件有机层的全溶液法制备。用此方法制备的有机发光二极管的电子传输/空穴阻挡层，不仅制备工艺简单，而且在保证良好的电子传输、空穴阻挡特性的同时，还可以改善由铝阴极到有机层的电子注入能力，使器件的发光效率有很大提高，且驱动电压更低。本发明将在以溶液法制备的有机电致发光器件领域得到广泛的应用。
【IPC分类】H01L51-56, H01L51-54, H01L51-50
【公开号】CN104538554
【申请号】CN201510016328
【发明人】李立东, 徐新军, 田原, 王金山, 贾曼平, 彭景宏
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月13日