有机电致发光器件及其制备方法_2

文档序号:8320954阅读:来源:国知局
不会与金属层表面的自由电子发生耦合(平行的自由电子会与垂直的光子耦合而损耗掉),提高光子利用率,VB族金属氧化物可提高透过率,同时粒径较大,对光有较强的透过性,空穴注入材料的HOMO能级较高,可有效阻挡空穴的穿越,避免了空穴与电子在阴极中复合淬灭从而提高发光效率。
[0033]可以理解,该有机电致发光器件100中也可以根据需要设置其他功能层。
[0034]一实施例的有机电致发光器件100的制备方法,其包括以下步骤:
[0035]步骤S110、在阳极10表面依次形成空穴注入层20、空穴传输层30、发光层40、电子传输层50及电子注入层60。
[0036]阳极10为铟锡氧化物玻璃(ΙΤ0)、掺氟的氧化锡玻璃(FT0),掺铝的氧化锌玻璃(AZO)或掺铟的氧化锌玻璃(ΙΖ0),优选为ΙΤ0。
[0037]本实施方式中,在阳极10表面形成空穴注入层20之前先对阳极10进行前处理,前处理包括:将阳极10进行光刻处理,裁成所需要的大小,采用洗洁精、去离子水、丙酮、乙醇、异丙酮各超声波清洗15min,以去除阳极10表面的有机污染物。
[0038]空穴注入层20形成于阳极10的表面。空穴注入层20由蒸镀制备。空穴注入层20的材料选自三氧化钥(Mo03)、三氧化钨(WO3)及五氧化二钒(V2O5)中的至少一种,优选为Mo03。空穴注入层20的厚度为20nm?80nm,优选为30nm。蒸镀在真空压力为5X 1(Γ3?2X ICT4Pa下进行,蒸镀速率为0.lnm/s?lnm/s。
[0039]空穴传输层30形成于空穴注入层20的表面。空穴缓冲层30由蒸镀制备。空穴传输层30的材料选自1,1-二 [4-[N,N' -二(P-甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4,4’,4’’-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)及 N,N’ - (1-萘基)-N,N’- 二苯基-4,4’-联苯二胺(NPB)中的至少一种,优选为NPB。空穴传输层30的厚度为20nm?60nm,优选为50nm。蒸镀在真空压力为5X ICT3?2X ICT4Pa下进行,蒸镀速率为0.lnm/s?lnm/s。
[0040]发光层40形成于空穴传输层30的表面。发光层40由蒸镀制备。发光层40的材料选自4- (二腈甲基)-2-丁基-6- (1,1,7,7_四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、9,10-二-β-亚萘基蒽(ADN)、4,4’_双(9-乙基_3_咔唑乙烯基)-1,I,-联苯(BCzVBi)及八羟基喹啉铝(Alq3)中的至少一种,优选为BCzVBi。发光层40的厚度为0.5nm?40nm,优选为7nm。蒸镀在真空压力为5X 1(Γ3?2Χ KT4Pa下进行,蒸镀速率为0.lnm/s ?lnm/sο
[0041]电子传输层50形成于发光层40的表面。电子传输层50的材料选自4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、l,2,4-三唑衍生物(如TAZ)及N-芳基苯并咪唑(TPBI)中的至少一种,优选为Bphen。电子传输层50的厚度为40nm?300nm,优选为220nm。蒸镀在真空压力为5X ICT3?2X ICT4Pa下进行,蒸镀速率为0.lnm/s?lnm/s。
[0042]电子注入层60形成于电子传输层50表面。电子注入层60由蒸镀制备。电子注入层60的材料选自碳酸铯(Cs2C03)、氟化铯(CsF)、叠氮铯(CsN3)及氟化锂(LiF)中的至少一种,优选为LiF。电子注入层60的厚度为0.5nm?1nm,优选为1.2nm。蒸镀在真空压力为5 X 10 3?2 X 10 4Pa下进行,蒸锻速率为0.lnm/s?lnm/s。
[0043]步骤S120、在电子注入层表面通过磁控溅射的方法制备第一薄膜层701,接着在所述第一薄膜层701表面通过电子束方式制备掺杂层702,所述掺杂层702包括VB族金属氧化物,空穴注入材料及有机电子传输材料,所述VB族金属氧化物选自五氧化二钽(Ta205)、五氧化二铌(Nb2O5)和五氧化二钒(V2O5)中至少一种,所述空穴注入材料选自2,3,5,6-四氟-7,7,8,8,-四氰基-对苯二醌二甲烷(F4_TCNQ)、4,4,4-三(萘基-1-苯基-铵)三苯胺(IT-NATA)和二萘基-N,N' - 二苯基-4,4'-联苯二胺(2T-NATA)中至少一种,所述有机电子传输材料HOMO能级为-6.5eV?-7.5eV,玻璃化转变温度为50°C?100°C,具体选自1,2,4-三唑衍生物(了42)、2,2’-(1,3-苯基)二 [5-(4-叔丁基苯基)_1,3,4-恶二唑](0父0-7)、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲(BCP)和 2,8-二 (二苯膦氧基)二苯并[b, d]噻吩(P015)中至少一种,通过磁控派射的方式在所述掺杂层702表面蒸镀制备所述第二薄膜层703,所述第一薄膜层和第二薄膜层材料相同,所述材料选自铟锡氧化物靶材(ITO)、铝锌氧化物靶材(AZO)和铟锌氧化物靶材(ΙΖ0)中至少一种。
[0044]所述掺杂层702中所述有机电子传输材料,VB族金属氧化物与空穴注入材料的质量比为(50 ?100): (10 ?30):1。
[0045]所述第一薄膜层701厚度为50nm?10nm,掺杂层702厚度为10nm?200nm,所述第二薄膜层703厚度为50nm?200nm。
[0046]所述磁控溅射方式的具体工艺条件为:工作压强为2 X 10_3?5 X 10_5Pa,磁控溅射的加速电压:300V?800V,磁场约:50G?200G,功率密度:lW/cm2?40W/cm2,有机材料的蒸镀速率为0.lnm/s?lnm/s,金属及金属化合物的蒸镀速率为lnm/s?10nm/s。
[0047]所述电子束蒸镀方式的具体工艺条件为:工作压强为2X 10_3?5X 10_5Pa,电子束蒸镀的能量密度为lOW/cm2?lOOW/cm2,有机材料的蒸镀速率为0.lnm/s?lnm/s,金属及金属化合物的蒸镀速率为lnm/s?10nm/s。
[0048]上述有机电致发光器件制备方法,工艺简单,制备的有机电致发光器件的发光效率较高。
[0049]以下结合具体实施例对本发明提供的有机电致发光器件的制备方法进行详细说明。
[0050]本发明实施例及对比例所用到的制备与测试仪器为:高真空镀膜系统(沈阳科学仪器研制中心有限公司),美国海洋光学Ocean Optics的USB4000光纤光谱仪测试电致发光光谱,美国吉时利公司的Keithley2400测试电学性能。
[0051]实施例1
[0052]本实施例制备的结构为IT0/Mo03/NPB/Alq3/Bphen/LiF/IT0/TAZ:Ta2O5:1T-NATA/AZO的有机电致发光器件,本实施例及以下实施例中“/”表示层,“:”表示掺杂。
[0053]先将ITO进行光刻处理,剪裁成所需要的大小,依次用洗洁精,去离子水,丙酮,乙醇,异丙醇各超声15min,去除玻璃表面的有机污染物;清洗干净后对导电基底进行合适的处理:氧等离子处理,处理时间为5min,功率为30W ;蒸镀空穴注入层,材料为MoO3,厚度为60nm ;蒸镀空穴传输层,材料为NPB,厚度为50nm ;蒸镀发光层,材料为BCzVBi,厚度为30nm ;蒸镀电子传输层,材料为Bphen,厚度为160nm ;蒸镀电子注入层,材料为LiF,厚度为0.7nm ;蒸镀阴极,采用磁控溅射方式在所述电子注入层表面蒸镀制备第一薄膜层,材料为IT0,厚度为70nm,接着通过电子束蒸镀制备掺杂层,材料为TAZ = Ta2O5:1T-NATA,TAZ, Ta2O5与IT-NATA的质量比分别为70:15:1,接着通过磁控溅射制备有第二薄膜层,材料为AZ0,厚度为150nm。
[0054]电子束蒸镀方式的具体工艺条件为:工作压强为8X 10_5Pa,电子束蒸镀的能量密度为30W/cm2,有机材料的蒸镀速率为0.2nm/s,金属及金属化合物的蒸镀速率为3nm/s ;
[0055]磁控溅射方式的具体工艺条件为:工作压强为8X10_5Pa,磁控溅射的加速电压:400V,磁场约:100G,功率密度:15W/cm2,有机材料的蒸镀速率为0.3nm/s,金属及金属化合物的蒸镀速率为3nm/s。
[0056]请参阅图3,所示为实施例1中制备的结构为IT0/Mo03/NPB/Alq3/Bphen/LiF/IT0/TAZiTa2O5:1T-NATA/AZO的有机电致发光器件(曲线I)与对比例制备的结构为ΙΤ0/Μο03/NPB/Alq3/Bphen/LiF/Ag的有机电致发光器件(曲线2)的电流密度与流明效率的关系。对比例制备的有机电致发光器件中各层厚度与实施例1制备的有机电致发光器件中各层厚度相问。
[0057]从图上可以看到,在不同的电流密度下,实施例1的流明效率都比对比例的要大,实施例1的最大流明效率为8.651m/W,而对比例的仅为5.411m/W,而且对比例的流明效率随着电流密度的增大而快速下降,这说明,本发明专利通过制备多层结构的阴极结构,该阴极结构层由第一薄膜层701,掺杂层702和第二薄膜层703组成,薄膜层能够提高阴极的导电性,掺杂层包括VB族金属氧化物,空穴注入材料及有机电子传输材料,有机电子传输材料为结晶性材料,结晶材料分子链段排列整齐,使膜层表面形成波纹状结构,使垂直发射的光散射,不在垂直,而从不会与金属层表面的自由电子发生耦合(平行的自由电子会与垂直的光子耦合而损耗掉),提高光子利用率,VB族金属氧化物可提高透过率,同时粒径较大,对光有较强的透过性,空穴注入材料的HOMO能级较高,可有效阻挡空穴的穿越,避免了空穴与电子在阴极中复合淬灭从而提高发光效率。
[0058]以下各个实施例制备的有机电致发光器件的流明效率都与实施例1相类似,各有机电致发光器件也具有类似的流明效率,在下面不再赘述。
[0059]实施例2
[0060]本实施例制备的结构为AZ0/Mo03/TCTA/ADN/Bphen/CsF/AZ0/0XD-7: Nb2O5: F4-TCNQ/
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