專利名稱：一種發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法，屬有機電致發(fā)光器件的設(shè)計結(jié)構(gòu)及制備方法的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有機電致發(fā)光材料在半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)光領(lǐng)域和發(fā)光器件中已得到廣泛的應(yīng)用，有機電致發(fā)光材料由于其本身發(fā)光性能優(yōu)越，制取技術(shù)相對成熟，材料來源、種類極為豐富，應(yīng)用極為廣泛，給發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域和發(fā)光器件帶來了勃勃生機。
有機電致發(fā)光器件具有制備工藝流程簡單、發(fā)光亮度高、易于實現(xiàn)大面積彩色平板顯示、低電壓直流驅(qū)動、易于和集成電路匹配、全固化、視角寬、顏色豐富、自主發(fā)光等特點，常見的三基色紅、綠、藍發(fā)光二極管已得到廣泛應(yīng)用。
對于發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管技術(shù)，已有所報道，但大都使用紅熒烯為熒光染料摻雜劑，紅熒烯材料非常昂貴，制備方法也比較復(fù)雜，使發(fā)黃光的有機電致發(fā)光器件制造的成本大幅上升，影響了黃光二極管器件的發(fā)展。
在有機電致發(fā)光二極管的設(shè)計結(jié)構(gòu)上也存在諸多差異，有的采用雙層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，基底材料的不同使用，致使有機電致發(fā)光器件存在很多不足，有的制備方法不夠合理、制備工藝流程不夠成熟，致使有機電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)較為單一，發(fā)光效率不高，使用壽命短，色彩不夠鮮明、準確。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的就是針對背景技術(shù)的不足，設(shè)計一種新的多層結(jié)構(gòu)的、發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管，不使用昂貴的紅熒烯做熒光染料摻雜劑，而是使用來源豐富、價格低廉的羅丹明B做熒光染料摻雜劑，以8-羥基喹啉鋁、酞菁銅、鋁為原料，以氧化銦錫導(dǎo)電玻璃為基底，采用全新的制備工藝流程方法，以獲取發(fā)光效率高、顏色準確、發(fā)黃光的多層的有機電致發(fā)光二極管。
技術(shù)方案本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為8-羥基喹啉鋁、酞菁銅、鋁、羅丹明B、氟化鋰、無水乙醇、甲苯、丙酮、導(dǎo)電玻璃、掩膜模板，其組合配比是以克、毫升為計量單位8-羥基喹啉鋁Alq36g±0.1g酞菁銅CuPc 1g±0.1g鋁Al 5g±0.1g氟化鋰LiF 0.1g±0.01g羅丹明BC6H4COOHC28H31ClN2O30.12g±0.03g無水乙醇CH3CH2OH 100ml±5ml甲苯C7H8100ml±5ml丙酮CH3COCH3100ml±5ml稀鹽酸HCl 50ml±5ml導(dǎo)電玻璃氧化銦錫ITO 40×20×2mm掩膜模板塑膠柔性材料40×20×0.5mm透明膠帶透明40×2×0.08mm黃光二極管為9層結(jié)構(gòu)，氧化銦錫導(dǎo)電玻璃為基底1，即陽極層，在基底1的上部為酞菁銅層2，酞菁銅層2的上部為8-羥基喹啉鋁層3，8-羥基喹啉鋁層3的上部為8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層4，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層4上部為8-羥基喹啉鋁層5，8-羥基喹啉鋁層5上部為8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層6，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層6的上部為8-羥基喹啉鋁層7，8-羥基喹啉鋁層7的上部為氟化鋰層8，氟化鋰層8的上部為鋁層9，即陰極層。
本發(fā)明的制備方法如下(1)精選化學(xué)物質(zhì)對制備所需的化學(xué)物質(zhì)材料細粉要進行精選，并進行純度、細度、精度控制8-羥基喹啉鋁99.995％酞菁銅99.95％
鋁99.9％氟化鋰99.95％羅丹明B99.95％無水乙醇99.7％甲苯99.5％丙酮99.5％稀鹽酸濃度20％導(dǎo)電玻璃氧化銦錫ITO方阻10Ω/□-60Ω/□透射率80％-88％無色透明掩膜模板40×20×0.5mm透明膠帶40×2×0.08mm原料細度≥300目(2)刻蝕導(dǎo)電玻璃測試導(dǎo)電玻璃正面、反面導(dǎo)電特性，確定導(dǎo)電面為正面；在導(dǎo)電面上部以中心線為基準，在導(dǎo)電面上對稱粘貼兩條透明膠帶，透明膠帶為40×2×0.02mm；將粘貼透明膠帶的導(dǎo)電玻璃置于燒杯中，然后加入稀鹽酸50ml±5ml，進行腐蝕并刻制，時間為2min±0.2min；將刻蝕后的導(dǎo)電玻璃，用白色軟質(zhì)纖維材料反復(fù)擦拭正面和反面，使其潔凈；揭去導(dǎo)電面上部的透明膠帶，以備清洗。
(3)制作掩膜模板?？自谘谀つ０?0×20×0.5mm上對稱切割制作4個等間距矩形通孔形?？?×2×0.5mm(4)清洗導(dǎo)電玻璃將刻蝕后的導(dǎo)電玻璃置于燒杯中，將盛有導(dǎo)電玻璃的燒杯置于超聲波清洗器中，分別依次在燒杯中放入無水乙醇、甲苯、丙酮，進行超聲清洗，順序為無水乙醇50ml±5ml 清洗時間15min±1min甲苯50ml±5ml 清洗時間15min±1min丙酮50ml±5ml 清洗時間15min±1min
(5)清洗掩膜模板將掩膜模板置于燒杯中，將盛有掩膜模板的燒杯置于超聲波清洗器中，在燒杯中放入無水乙醇、甲苯、丙酮，進行超聲清洗，順序為無水乙醇50ml±5ml 清洗時間10min±1min甲苯50ml±5ml 清洗時間10min±1min丙酮50ml±5ml 清洗時間10min±1min(6)真空干燥處理將清洗后的導(dǎo)電玻璃置于真空干燥箱中進行干燥處理，干燥溫度為30℃±2℃，時間為5min±0.2min(7)染料摻雜混合將羅丹明B 0.12g±0.03g摻雜于8-羥基喹啉鋁3g±0.1g中，混合并攪拌均勻，置于儲存容器內(nèi)待用。
(8)置放蒸鍍材料將酞菁銅1g±0.1g、8-羥基喹啉鋁3g±0.1g、8-羥基喹啉鋁羅丹明B3.12g±0.4g、氟化鋰0.1g±0.01g、鋁5g±0.1g依順序放置在真空蒸鍍箱中的蒸發(fā)源坩堝里。
(9)置放導(dǎo)電玻璃、掩膜模板將刻蝕干燥后的導(dǎo)電玻璃置放在掩膜模板底部，掩膜模板為40×20×0.5mm，在掩膜模板上等間距并排設(shè)有矩形掩膜孔6×2×0.5mm，將掩膜模板、導(dǎo)電玻璃一起用透明膠帶粘貼固定在真空蒸鍍箱內(nèi)的星式基板臺上，掩膜孔對準導(dǎo)電玻璃的正面導(dǎo)電面。
(10)真空轟擊導(dǎo)電玻璃、掩膜模板將粘貼固定在星式基板臺上的掩膜模板、導(dǎo)電玻璃置于真空蒸鍍箱中，然后開啟真空泵抽真空，當壓強≤5Pa時，開啟蒸鍍箱電流控制器，用125A電流強度轟擊導(dǎo)電玻璃，以提高導(dǎo)電玻璃的功函數(shù)，轟擊時間為5min±0.2min。
(11)真空蒸鍍、氣相沉積、形態(tài)轉(zhuǎn)化、薄膜生長、產(chǎn)品成型在真空蒸鍍箱中進行蒸鍍成型，當壓強≤0.002Pa時，開啟真空蒸鍍箱控制器，真空蒸鍍箱開始升溫，升溫速度為3℃/min，升溫時間為10min±0.5min，溫度升至50℃±2℃，烘烤溫度為50℃±2℃，烘烤蒸鍍時間為120min±10min；化學(xué)物質(zhì)原料固態(tài)粉末在真空加熱狀態(tài)下，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，由液態(tài)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)分子，然后在導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面上的掩膜?？變?nèi)氣相沉積、生長薄膜、轉(zhuǎn)化為固態(tài)膜層、產(chǎn)品成型；第1步開啟星式基板臺使其轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)數(shù)為20r/min；按黃光二極管9層結(jié)構(gòu)，逐層蒸鍍，蒸發(fā)源坩堝內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)粉末按氣態(tài)轉(zhuǎn)化溫度不同，分別進行電極接通，分別逐一逐層進行氣態(tài)轉(zhuǎn)化；第2步在導(dǎo)電玻璃層1上，蒸鍍第2層，即酞菁銅空穴緩沖層，鍍層厚度為6nm±0.5nm；第3步蒸鍍第3層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢壘層，8-羥基喹啉鋁層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第4步蒸鍍第4層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢阱層，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第5步蒸鍍第5層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢壘層，8-羥基喹啉鋁層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第6步蒸鍍第6層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢阱層，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第7步蒸鍍第7層，即電子傳輸層，8-羥基喹啉鋁層，鍍層厚度為30nm±1nm；第8步蒸鍍第8層，即電子注入層，氟化鋰層，鍍層厚度為1nm±0.2nm；第9步蒸鍍第9層，即低功函數(shù)金屬陰極層，鋁層，鍍層厚度為30nm±1nm。
(12)冷卻真空蒸鍍完成后，關(guān)閉真空蒸鍍箱，停止加熱烘烤，黃光二極管隨箱冷卻，冷卻時間為10min±0.5min，冷卻速度為3℃/min，至常溫20℃±3℃，然后打開真空蒸鍍箱，取出導(dǎo)電玻璃及掩膜模板。
(13)脫模、切割成型將導(dǎo)電玻璃上的掩膜模板去除，用專用切割工具將導(dǎo)電玻璃以中心線為基準切割成4個大小一致的器件，即為4個黃光二極管產(chǎn)品。
(14)檢測分析對黃光二極管的發(fā)光亮度、黃光色純度進行檢測、分析；用描點式亮度計對該器件進行發(fā)光亮度測試；用光譜輻射分析儀對該器件黃光色純度進行檢測。
(15)封裝儲存用環(huán)氧樹脂將黃光二極管整體封裝，以防止陰極氧化，儲存在干燥、通風、避光處。
所述的黃光二極管在真空蒸鍍箱中進行，真空蒸鍍箱的真空度為0.002pa，烘烤溫度由常溫20℃±3℃升溫至50℃±2℃，升溫速度為3℃/min，升溫時間為10min±0.5min；恒溫、保溫、烘烤溫度為50℃±2℃，時間為120min±10min；隨箱冷卻速度為3℃/min，時間為10min±0.5min。
所述的真空蒸鍍箱中的蒸發(fā)源坩堝內(nèi)的溫度值蒸鍍8-羥基喹啉鋁溫度為600℃±10℃，蒸鍍酞菁銅溫度為600℃±10℃，蒸鍍鋁溫度為2300℃±10℃，蒸鍍氟化鋰溫度為1200℃±10℃，蒸鍍8-羥基喹啉鋁羅丹明B溫度為600℃±10℃，當溫度升高時，各化學(xué)物質(zhì)均由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，由液態(tài)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)分子，然后在導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面上的掩膜?？變?nèi)氣相沉積、生長薄膜、轉(zhuǎn)化為固態(tài)膜層、產(chǎn)品成型。
有益效果本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有明顯的先進性，并具有如下優(yōu)點使用的化學(xué)物質(zhì)原料8-羥基喹啉鋁、酞菁銅、氟化鋰、鋁、染料摻雜劑羅丹明B均為普通原料，材料來源豐富，價格低廉，制備成本低，利于推廣。
量子阱結(jié)構(gòu)中的勢壘層、勢阱層厚度均為3nm±0.5nm，各層厚度一致，可使電壓均勻施加在各個勢壘與勢阱層上，使各層電壓一致，不會造成大的電壓落差而使各層電壓不同，從而影響到電子與空穴復(fù)合的區(qū)域，另一方面，厚度3nm±0.5nm易于空穴與電子的隧穿注入，使發(fā)光器件復(fù)合發(fā)光區(qū)域的勢阱層內(nèi)積聚更多載流子，提高了注入效率。
采用了量子阱結(jié)構(gòu)，由于各種材料的最高占據(jù)分子軌道能級與最低未占據(jù)分子軌道能級不同，從而形成阱狀，量子阱中的陷阱可俘獲更多的空穴與電子，形成更多的激發(fā)態(tài)的載流子，從而釋放出更多的光子，提高了發(fā)光亮度與發(fā)光效率，還可以調(diào)制復(fù)合發(fā)光的動力學(xué)過程，當激發(fā)停止后，陷阱能延續(xù)發(fā)光時間，發(fā)光強度逐漸減弱，量子阱結(jié)構(gòu)還可以儲存光能，當激發(fā)停止后，激發(fā)信息以光和形式在陷阱中可儲存一定時間，大幅度提升了發(fā)光時間。
本發(fā)明的制備工藝流程短，使用設(shè)備少，制備容易，制備的黃光二極管器件色純度好，色坐標為X＝0.4457，Y＝0.5054，發(fā)光效率高，使用壽命長，導(dǎo)電性能好，安全、穩(wěn)定、可靠，易于和其他發(fā)光器件匹配，使用領(lǐng)域廣，是十分理想的發(fā)黃光的二極管器件及制備方法。


圖1為制備工藝流程2為黃光二極管結(jié)構(gòu)3為真空蒸鍍溫度與時間坐標關(guān)系4為真空蒸鍍箱結(jié)構(gòu)原理5為蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)6為星式基板臺結(jié)構(gòu)7為掩膜模板結(jié)構(gòu)8為導(dǎo)電玻璃平面9為導(dǎo)電玻璃刻蝕后狀態(tài)10為黃光二極管電壓與電流強度坐標關(guān)系11為黃光二極管電壓與發(fā)光亮度坐標關(guān)系12為黃光二極管電致發(fā)光譜13為電致發(fā)光黃光色坐標中所示，件號清單如下1、導(dǎo)電玻璃，2、酞菁銅層，3、8-羥基喹啉鋁層，4、8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層，5、8-羥基喹啉鋁層，6、8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層，7、8-羥基喹啉鋁層，8、氟化鋰層，9、鋁層，10、真空蒸鍍箱，11、真空腔，12、不銹鋼底盤，13、星式基板臺，14、石英晶體探頭，15、旋轉(zhuǎn)架16、真空蒸鍍箱控制臺，17、基板臺孔，18、內(nèi)電極，19、鎢絲，20、外電極，21、電極控制，22、真空蒸鍍箱升降控制，23、旋轉(zhuǎn)架控制，24、膜厚監(jiān)測儀，25、掩膜模板，26、導(dǎo)電帶，27、不導(dǎo)電帶，28、掩膜孔，29、轟擊控制器，30、烘烤溫度控制器，31、導(dǎo)電面，32、不導(dǎo)電面。
實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明圖1所示，為黃光二極管制備工藝流程圖，各制備參數(shù)要嚴格控制，按序操作。
對制備所需的化學(xué)原料8-羥基喹啉鋁、酞菁銅、羅丹明B、氟化鋰、鋁要嚴格稱量，對刻蝕與清洗導(dǎo)電玻璃的稀鹽酸、無水乙醇、甲苯、丙酮的量要嚴格控制，不能超出最大、最小范圍。
導(dǎo)電玻璃是黃光二極管的發(fā)光載體，要嚴格刻蝕、清洗、烘干，保持潔凈，不得污染。
真空蒸鍍箱要潔凈，真空蒸鍍箱蒸鍍時箱內(nèi)壓強要保持在0.002pa；內(nèi)外電極之間要通過高熔點的鎢絲或鉬片連接，通電后使盛有蒸鍍材料的坩堝加熱，石英晶體探頭是測量蒸鍍層厚度的，要操作準確，星式基板臺是置放導(dǎo)電玻璃的，要旋轉(zhuǎn)均勻，速度應(yīng)控制在20r/min，做勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)電玻璃與星式基板臺的粘合要牢固，要注意導(dǎo)電玻璃上導(dǎo)電膜的放置方向。
黃光二極管的各層厚度要嚴格控制、測量，不能超出厚度范圍，否則將影響發(fā)光性能。
制備黃光二極管所需的化學(xué)物質(zhì)原料配比，是在預(yù)先設(shè)置的數(shù)值范圍內(nèi)確定的，以克、毫升為計量單位，當工業(yè)化制取時，以千克、升為計量單位，其產(chǎn)物的鍍層厚度均以納米為單位。
在制備過程中，可視需要一次制備多個二極管產(chǎn)品，增減掩膜?？讛?shù)量即可實現(xiàn)。
圖2所示，為黃光二極管結(jié)構(gòu)圖，基底1為導(dǎo)電玻璃，為陽極；以基底1為基礎(chǔ)向上蒸鍍至第9層，頂部鋁層為陰極，黃光從陽極的背面出射。
圖3所示，是真空蒸鍍箱升溫、恒溫、保溫、蒸鍍、冷卻溫度和時間坐標關(guān)系圖，真空蒸鍍箱烘烤溫度從20℃±3℃升溫至50℃±3℃，相交于A點，升溫速度為3℃/min，需10min；恒溫、保溫、蒸鍍時間為120min±10min，即A-B區(qū)段，然后隨箱冷卻，冷卻時間為10min。
圖4、5、6所示，為真空蒸鍍箱結(jié)構(gòu)原理圖，在真空蒸鍍箱控制臺16的上部為真空蒸鍍箱體10，真空蒸鍍箱體10的下部為不銹鋼底盤12，不銹鋼底盤12的上部為6個蒸發(fā)外電極20、4個內(nèi)電極18，內(nèi)電極18、外電極20之間由鎢絲19連接，蒸鍍箱體10的上部為星式基板臺13，固定在旋轉(zhuǎn)架15上，基板臺13上有數(shù)個基板臺孔17，基板臺孔17旁粘附導(dǎo)電玻璃1，導(dǎo)電玻璃1上粘有掩膜模板25，蒸鍍箱10內(nèi)為真空腔11，真空腔11的上部為石英晶體探頭14，蒸鍍箱控制臺16左部為電極控制21、蒸鍍箱升降控制22、旋轉(zhuǎn)架控制23，右部為膜厚監(jiān)測儀24，蒸鍍箱內(nèi)蒸鍍時真空度保持在0.002pa、溫度保持在50℃±2℃。
圖7、8、9所示，為導(dǎo)電玻璃、刻制掩膜結(jié)構(gòu)圖，導(dǎo)電玻璃刻蝕前為40×20×2mm矩形狀，導(dǎo)電玻璃刻蝕后形成導(dǎo)電帶26，不導(dǎo)電帶27，掩膜模板25中間為4個矩形掩膜孔28。
圖10所示，為黃光二極管電壓與電流強度坐標關(guān)系圖，在電壓與電流關(guān)系曲線中，縱坐標為電流強度A，橫坐標為電壓值V，電壓越高，電流強度越大，成正比；圖11所示，為黃光二極管電壓與發(fā)光亮度坐標關(guān)系圖，在電壓與發(fā)光亮度曲線中，縱坐標為發(fā)光亮度cd/m2，橫坐標為電壓值V，當電壓達到29.99v時，達到它的最大亮度156cd/m2。
圖12所示，為黃光二極管電致發(fā)光圖譜，縱坐標為相對強度，橫坐標為波長納米，圖中可知黃光二極管電致光譜主峰位于580nm處，處于黃光波段。
圖13所示，為電致發(fā)光黃光色坐標圖，縱坐標為Y軸坐標，橫坐標為X軸坐標，圖中可知色坐標X＝0.4457，Y＝0.5054，位于黃光區(qū)域。
實施例1制備使用的真空蒸鍍箱、控制臺、刻蝕設(shè)備、超聲波清洗器、真空干燥箱、燒杯、容器，均處于準工作狀態(tài)；
精選化學(xué)物原料進行純度、細度、精度控制，原料細度≥300目；刻蝕導(dǎo)電玻璃測試正、反面導(dǎo)電性，正面為導(dǎo)電面，在導(dǎo)電面上，以中心線為基準，對稱粘貼兩條透明膠帶；然后置于燒杯中，加入稀鹽酸50ml±5ml，腐蝕刻制2min±0.2min，將刻蝕后的導(dǎo)電玻璃用軟質(zhì)材料擦拭干凈，揭去導(dǎo)電面上的透明膠帶；切割制作掩膜模板?？?個6×2×0.5mm清洗導(dǎo)電玻璃將刻蝕后揭去透明膠帶的導(dǎo)電玻璃置于燒杯中，分別用無水乙醇、甲苯、丙酮在超聲清洗器中進行超聲清洗；無水乙醇50ml±5ml 清洗時間15min±1min甲苯50ml±5ml 清洗時間15min±1min丙酮50ml±5ml 清洗時間15min±1min清洗掩膜模板將掩膜模板置于燒杯中，將盛有掩膜模板的燒杯置于超聲波清洗器中，在燒杯中放入無水乙醇、甲苯、丙酮，進行超聲清洗；無水乙醇50ml±5ml 清洗時間10min±1min甲苯50ml±5ml 清洗時間10min±1min丙酮50ml±5ml 清洗時間10min±1min真空干燥將超聲清洗后的導(dǎo)電玻璃、掩膜模板置于真空干燥箱中進行干燥處理，干燥溫度為30℃±2℃，時間為5min±0.2min；染料摻雜混合將羅丹明B 0.12g±0.03g與8-羥基喹啉鋁3g±0.1g，混合、攪拌均勻；置放蒸鍍材料將酞菁銅1g±0.1g、8-羥基喹啉鋁3g±0.1g、羅丹明B8-羥基喹啉鋁3.12g±0.4g、氟化鋰0.1g±0.01g、鋁5g±0.1g依次置于真空蒸鍍箱的蒸發(fā)源坩堝中；置放導(dǎo)電玻璃、掩膜模板將掩膜模板置放在導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面上，并用透明膠帶將導(dǎo)電玻璃、掩膜模板一起粘貼固定在真空蒸鍍箱內(nèi)的星式基板臺上，掩膜模板上的掩膜孔6×2×0.5對準導(dǎo)電玻璃刻蝕后的正面導(dǎo)電面；真空轟擊導(dǎo)電玻璃、掩膜模板在真空蒸鍍箱中，開啟真空泵抽真空，并控制壓強≤5pa，然后開啟真空蒸鍍箱電流控制器，用125A電流強度進行轟擊，提高導(dǎo)電玻璃的功函數(shù)，時間5min±0.2min
真空蒸鍍、氣相沉積、形態(tài)轉(zhuǎn)化、薄膜生長、產(chǎn)品成型真空蒸鍍箱中，壓強0.002pa時，蒸鍍箱升溫，速度為3℃/min，時間為10min±0.5min，至50℃±2℃；化學(xué)物質(zhì)原料固態(tài)粉末在真空加熱狀態(tài)下，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)分子，然后在導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面上的掩膜孔內(nèi)氣相沉積、生長薄膜、轉(zhuǎn)化為固態(tài)膜層；開啟星式基板臺轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)數(shù)20r/min，按黃光二極管9層結(jié)構(gòu)，逐層蒸鍍，蒸發(fā)源坩堝內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)粉末，按其氣態(tài)轉(zhuǎn)化溫度不同分別進行電極接通，分別逐一、逐層進行氣態(tài)轉(zhuǎn)化；在導(dǎo)電玻璃上，在掩膜模板的4個?？變?nèi)，從第1層逐一、逐層同時進行蒸鍍，直至第9層，蒸鍍完畢、產(chǎn)品成型，制得4個黃光二極管產(chǎn)品；冷卻蒸鍍完成后，關(guān)閉真空蒸鍍箱，停止加熱、烘烤，4個黃光二極管隨箱冷卻，冷卻速度3℃/min，時間10min±0.5min，然后打開真空蒸鍍箱，取出導(dǎo)電玻璃及掩膜模板；脫模、切割成型將導(dǎo)電玻璃上的掩膜模板去除，用專用切割工具將導(dǎo)電玻璃以中心線為基準切割成4個大小一致的器件，即為4個黃光二極管產(chǎn)品，從而完成了制備的全過程。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為8-羥基喹啉鋁、酞菁銅、鋁、羅丹明B、氟化鋰、無水乙醇、甲苯、丙酮、導(dǎo)電玻璃、掩膜模板，其組合配比是以克、毫升為計量單位8-羥基喹啉鋁Alq36g±0.1g酞菁銅CuPc 1g±0.1g鋁Al 5g±0.1g氟化鋰LiF 0.1g±0.01g羅丹明BC6H4COOHC28H31ClN2O30.12g±0.03g無水乙醇CH3CH2OH 100ml±5ml甲苯 C7H8100ml±5ml丙酮CH3COCH3100ml±5ml稀鹽酸HCl 50ml±5ml導(dǎo)電玻璃氧化銦錫ITO 40×20×2mm掩膜模板塑膠柔性材料40×20×0.5mm透明膠帶透明40×2×0.08mm本發(fā)明的制備方法如下(1)精選化學(xué)物質(zhì)對制備所需的化學(xué)物質(zhì)材料細粉要進行精選，并進行純度、細度、精度控制8-羥基喹啉鋁99.995％酞菁銅99.95％鋁99.9％氟化鋰99.95％羅丹明B99.95％無水乙醇99.7％甲苯99.5％丙酮99.5％稀鹽酸濃度20％導(dǎo)電玻璃氧化銦錫ITO方阻10Ω/□-60Ω/□透射率80％-88％無色透明掩膜模板40×20×0.5mm透明膠帶40×2×0.08mm原料細度≥300目(2)刻蝕導(dǎo)電玻璃測試導(dǎo)電玻璃正面、反面導(dǎo)電特性，確定導(dǎo)電面為正面；在導(dǎo)電面上部以中心線為基準，在導(dǎo)電面上對稱粘貼兩條透明膠帶，透明膠帶為40×2×0.02mm；將粘貼透明膠帶的導(dǎo)電玻璃置于燒杯中，然后加入稀鹽酸50ml±5ml，進行腐蝕并刻制，時間為2min±0.2min；將刻蝕后的導(dǎo)電玻璃，用白色軟質(zhì)纖維材料反復(fù)擦拭正面和反面，使其潔凈；揭去導(dǎo)電面上部的透明膠帶，以備清洗。(3)制作掩膜模板?？自谘谀つ０?0×20×0.5mm上對稱切割制作4個等間距矩形通孔形?？?×2×0.5mm(4)清洗導(dǎo)電玻璃將刻蝕后的導(dǎo)電玻璃置于燒杯中，將盛有導(dǎo)電玻璃的燒杯置于超聲波清洗器中，分別依次在燒杯中放入無水乙醇、甲苯、丙酮，進行超聲清洗，順序為無水乙醇50ml±5ml清洗時間15min±1min甲苯50ml±5ml 清洗時間15min±1min丙酮50ml±5ml清洗時間15min±1min(5)清洗掩膜模板將掩膜模板置于燒杯中，將盛有掩膜模板的燒杯置于超聲波清洗器中，在燒杯中放入無水乙醇、甲苯、丙酮，進行超聲清洗，順序為無水乙醇50ml±5ml 清洗時間10min±1min甲苯50ml±5ml清洗時間10min±1min丙酮50ml±5ml清洗時間10min±1min(6)真空干燥處理將清洗后的導(dǎo)電玻璃置于真空干燥箱中進行干燥處理，干燥溫度為30℃±2℃，時間為5min±0.2min(7)染料摻雜混合將羅丹明B 0.12g±0.03g摻雜于8-羥基喹啉鋁3g±0.1g中，混合并攪拌均勻，置于儲存容器內(nèi)待用。(8)置放蒸鍍材料將酞菁銅1g±0.1g、8-羥基喹啉鋁3g±0.1g、8-羥基喹啉鋁羅丹明B3.12g±0.4g、氟化鋰0.1g±0.01g、鋁5g±0.1g依順序放置在真空蒸鍍箱中的蒸發(fā)源坩堝里。(9)置放導(dǎo)電玻璃、掩膜模板將刻蝕干燥后的導(dǎo)電玻璃置放在掩膜模板底部，掩膜模板為40×20×0.5mm，在掩膜模板上等間距并排設(shè)有矩形掩膜孔6×2×0.5mm，將掩膜模板、導(dǎo)電玻璃一起用透明膠帶粘貼固定在真空蒸鍍箱內(nèi)的星式基板臺上，掩膜孔對準導(dǎo)電玻璃的正面導(dǎo)電面。(10)真空轟擊導(dǎo)電玻璃、掩膜模板將粘貼固定在星式基板臺上的掩膜模板、導(dǎo)電玻璃置于真空蒸鍍箱中，然后開啟真空泵抽真空，當壓強≤5Pa時，開啟蒸鍍箱電流控制器，用125A電流強度轟擊導(dǎo)電玻璃，以提高導(dǎo)電玻璃的功函數(shù)，轟擊時間為5min±0.2min。(11)真空蒸鍍、氣相沉積、形態(tài)轉(zhuǎn)化、薄膜生長、產(chǎn)品成型在真空蒸鍍箱中進行蒸鍍成型，當壓強≤0.002Pa時，開啟真空蒸鍍箱控制器，真空蒸鍍箱開始升溫，升溫速度為3℃/min，升溫時間為10min±0.5min，溫度升至50℃±2℃，烘烤溫度為50℃±2℃，烘烤蒸鍍時間為120min±10min；化學(xué)物質(zhì)原料固態(tài)粉末在真空加熱狀態(tài)下，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)分子，然后在導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面上的掩膜?？變?nèi)氣相沉積、生長薄膜、轉(zhuǎn)化為固態(tài)膜層、產(chǎn)品成型；第1步開啟星式基板臺使其轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)數(shù)為20r/min；按黃光二極管9層結(jié)構(gòu)，逐層蒸鍍，蒸發(fā)源坩堝內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)粉末按氣態(tài)轉(zhuǎn)化溫度不同，分別進行電極接通，分別逐一逐層進行氣態(tài)轉(zhuǎn)化；第2步在導(dǎo)電玻璃層1上，蒸鍍第2層，即酞菁銅空穴緩沖層，鍍層厚度為6nm±0.5nm；第3步蒸鍍第3層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢壘層，8-羥基喹啉鋁層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第4步蒸鍍第4層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢阱層，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第5步蒸鍍第5層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢壘層，8-羥基喹啉鋁層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第6步蒸鍍第6層，即量子阱結(jié)構(gòu)中勢阱層，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層，鍍層厚度為3nm±0.5nm；第7步蒸鍍第7層，即電子傳輸層，8-羥基喹啉鋁層，鍍層厚度為30nm±1nm；第8步蒸鍍第8層，即電子注入層，氟化鋰層，鍍層厚度為1nm±0.2nm；第9步蒸鍍第9層，即低功函數(shù)金屬陰極層，鋁層，鍍層厚度為30nm±1nm。(12)冷卻真空蒸鍍完成后，關(guān)閉真空蒸鍍箱，停止加熱烘烤，黃光二極管隨箱冷卻，冷卻時間為10min±0.5min，冷卻速度為3℃/min，至常溫20℃±3℃，然后打開真空蒸鍍箱，取出導(dǎo)電玻璃及掩膜模板。(13)脫模、切割成型將導(dǎo)電玻璃上的掩膜模板去除，用專用切割工具將導(dǎo)電玻璃以中心線為基準切割成4個大小一致的器件，即為4個黃光二極管產(chǎn)品。(14)檢測分析對黃光二極管的發(fā)光亮度、黃光色純度進行檢測、分析；用描點式亮度計對該器件進行發(fā)光亮度測試；用光譜輻射分析儀對該器件黃光色純度進行檢測。(15)封裝儲存用環(huán)氧樹脂將黃光二極管整體封裝，以防止陰極氧化，儲存在干燥、通風、避光處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于黃光二極管為9層結(jié)構(gòu)，氧化銦錫導(dǎo)電玻璃為基底1，即陽極層，在基底1的上部為酞菁銅層2，酞菁銅層2的上部為8-羥基喹啉鋁層3，8-羥基喹啉鋁層3的上部為8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層4，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層4上部為8-羥基喹啉鋁層5，8-羥基喹啉鋁層5上部為8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層6，8-羥基喹啉鋁與羅丹明B層6的上部為8-羥基喹啉鋁層7，8-羥基喹啉鋁層7的上部為氟化鋰層8，氟化鋰層8的上部為鋁層9，即陰極層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于所述的黃光二極管在真空蒸鍍箱中進行，真空蒸鍍箱的真空度為0.002pa，烘烤溫度由常溫20℃±3℃升溫至50℃±2℃，升溫速度為3℃/min，升溫時間為10min±0.5min；恒溫、保溫、烘烤溫度為50℃±2℃，時間為120min±10min；隨箱冷卻速度為3℃/min，時間為10min±0.5min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于所述的真空蒸鍍箱中的蒸發(fā)源坩堝內(nèi)的溫度值，蒸鍍8-羥基喹啉鋁溫度為600℃±10℃，蒸鍍酞菁銅溫度為600℃±10℃，蒸鍍鋁溫度為2300℃±10℃，蒸鍍氟化鋰溫度為1200℃±10℃，蒸鍍8-羥基喹啉鋁羅丹明B溫度為600℃±10℃，當溫度升高時，各化學(xué)物質(zhì)均由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，由液態(tài)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)分子，然后在導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面上的掩膜?？變?nèi)氣相沉積、生長薄膜、轉(zhuǎn)化為固態(tài)膜層、產(chǎn)品成型．
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法，它是以8－羥基喹啉鋁、酞菁銅、氟化鋰、鋁為原料、以羅丹明B為熒光染料摻雜劑，以氧化銦錫導(dǎo)電玻璃為發(fā)光器件的基底，以無水乙醇、甲苯、丙酮為清洗劑，以稀鹽酸為刻蝕劑，采用9層量子阱結(jié)構(gòu)，通過刻蝕氧化銦錫導(dǎo)電玻璃、清洗劑超聲清洗、真空干燥、精選化學(xué)物質(zhì)原料，采用合理的配比、真空蒸鍍、冷卻、檢測分析，最終制得發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管器件，黃光二極管9層量子阱結(jié)構(gòu)中勢壘與勢阱層厚度均為3nm±0.5nm，各層電壓均勻一致，可儲存光能，并以輻射形式釋放出光，器件本身不發(fā)熱，延緩了老化，提高了器件的使用壽命，本發(fā)明制備工藝流程短，使用設(shè)備少，器件發(fā)光效率高，黃光色純度好，色坐標為X＝0.4457，Y＝0.5054，導(dǎo)電性能好，安全、穩(wěn)定、可靠，易于和其他發(fā)光器件匹配，使用領(lǐng)域廣，是十分理想的發(fā)黃光的有機電致發(fā)光二極管及制備方法。
文檔編號H01L51/56GK1832227SQ20061001245
公開日2006年9月13日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者許并社, 馬晨, 王 華, 高志翔, 周禾豐, 郝玉英, 劉旭光 申請人:太原理工大學(xué)