專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光二極管(Organic Light Emission Diode)或有機(jī)電致發(fā)光器件,簡稱0LED，具有亮度高、材料選擇范圍寬、驅(qū)動電壓低、全固化主動發(fā)光等特性，同時擁有高清晰、廣視角，以及可順暢顯示動畫的高速響應(yīng)等優(yōu)勢，并且OLED可制作成柔性結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行折疊彎曲，是一種極具潛力的平板顯示技術(shù)和平面光源，符合信息時代移動通信和信息顯示的發(fā)展趨勢，以及綠色照明技術(shù)的要求，是最近十幾年相當(dāng)熱門的研究領(lǐng)域。有機(jī)電致發(fā)光二極管具有一種類似三明治的結(jié)構(gòu)，其上下分別是陰極和陽極，二個電極之間夾著單層或多層不同材料種類和不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)材料功能層，依次為空穴注入層，空穴傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層，電子注入層。有機(jī)電致發(fā)光器件是載流子注入型發(fā)光器件，在陽極和陰極加上工作電壓后，空穴從陽極，電子從陰極分別注入到工作器件的有機(jī)材料層中，兩種載流子在有機(jī)發(fā)光材料中形成空穴-電子對發(fā)光，然后光從電極一側(cè)發(fā)出。
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OLED 一般使用高反射率的金屬陰極材料，而高反射率陰極卻使得有機(jī)電致發(fā)光器件作為顯示器件時的對比度較低，這樣在太陽光下，其顯示的內(nèi)容將無法看清。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種發(fā)射率較低的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。一種有機(jī)電致發(fā)光器件，其包括依次層疊的基底、陽極、發(fā)光層及陰極，所述陽極包括依次層疊在所述基底上的第一金屬層、介質(zhì)層及第二金屬層，所述第一金屬層的材料為鋁、銀、金、鋁銀合金或鎂銀合金，所述第一金屬層的厚度為80nm 150nm，所述介質(zhì)層的材料為透明導(dǎo)電氧化物，所述介質(zhì)層的厚度為60nm IOOnm,所述第二金屬層的材料為招、銀或金，所述第二金屬層的厚度為6nm 12nm。在優(yōu)選的實施例中，所述介質(zhì)層的材料為銦摻雜氧化錫、氧化鋅、銦摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅或鎵摻雜氧化鋅。。在優(yōu)選的實施例中，所述陰極的材料為銀、鋁、釤或鐿。在優(yōu)選的實施例中，所述陰極的厚度為18nm 30nm。在優(yōu)選的實施例中，所述有機(jī)電致發(fā)光器件還包括依次層疊在所述陽極上的空穴注入層和空穴傳輸層，所述空穴注入層及所述空穴傳輸層位于所述陽極及所述發(fā)光層之間，所述空穴注入層的材料為4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺，所述空穴傳輸層的材料為N，N' - 二苯基-N，N' -二(1-萘基-聯(lián)苯_4，4' - 二胺。在優(yōu)選的實施例中，所述有機(jī)電致發(fā)光器件還包括依次層疊在所述發(fā)光層上的電子傳輸層和電子注入層，所述電子傳輸層及所述電子注入層位于所述發(fā)光層及所述陰極之間，所述電子傳輸層的材料為(8-羥基喹啉)-鋁，所述電子注入層的材料為氟化鋰。在優(yōu)選的實施例中，所述發(fā)光層的材料包括主體和摻雜客體，所述主體為4，4r -N，N-二咔唑基-聯(lián)苯，所述摻雜客體為二(4，6-二氟苯基-N，C2)吡啶甲酰合銥，所述摻雜客體的質(zhì)量百分比為8%。一種有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟:步驟一、提供基底；步驟二、在所述基底表面形成第一金屬層，所述第一金屬層的材料為鋁、銀、金、鋁銀合金或鎂銀合金，所述第一金屬層的厚度為80nm 150nm ;步驟三、在所述第一金屬層表面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的材料為透明導(dǎo)電氧化物，所述介質(zhì)層的厚度為60nm IOOnm ;步驟四、在所述介質(zhì)層表面形成第二金屬層，所述第二金屬層的材料為鋁、銀或金，所述第二金屬層的厚度為6nm 12nm ;步驟五、在所述第二金屬層表面形成發(fā)光層；及步驟六、在所述發(fā)光層表面形成陰極。在優(yōu)選的實施例中，所述介質(zhì)層的材料為銦摻雜氧化錫、氧化鋅、銦摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅或鎵摻雜氧化鋅。

在優(yōu)選的實施例中，所述陰極的材料為銀、鋁、釤或鐿，所述陰極的厚度為18nm 30nmo上述有機(jī)電致發(fā)光器件采用三層結(jié)構(gòu)的陽極，第一金屬層厚度為50nm 150nm，起到了反射的作用，第二金屬層較薄，起到半透射半反射的作用，介質(zhì)層的厚度為60nm lOOnm，介質(zhì)層在第一金屬層和第二金屬層上的反射相位正好相反，可以達(dá)到干涉相消的作用，大大的減少了總的反射，從而能降低有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)射率。

圖1為一實施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一實施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法流程圖；圖3為實施例1與對比例I制備的有機(jī)電致發(fā)光器件的反射光譜的曲線。
具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法進(jìn)一步闡明。請參閱圖1，一實施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件100包括依次層疊的基底10、陽極20、空穴注入層30、空穴傳輸層40、發(fā)光層50、電子傳輸層60、電子注入層70及陰極80?；?0的材料為硅片、玻璃或者聚合物薄膜材料。陽極20包括依次層疊在所述基底上的第一金屬層21、介質(zhì)層23及第二金屬層25。第一金屬層21的材料為鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鋁銀合金(Al-Ag)或鎂銀合金(Mg-Ag)。第一金屬層的厚度為80nm 150nm。第一金屬層21起發(fā)射的作用。介質(zhì)層23的材料為透明導(dǎo)電氧化物，介質(zhì)層23的材料為銦摻雜氧化錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、銦摻雜氧化鋅(IZO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)或鎵摻雜氧化鋅(GZO)。介質(zhì)層23的厚度為60nm IOOnm0第二金屬層25的材料為招(Al)、銀(Ag)或金(Au),第二金屬層25的厚度為6nm 12nm。第二金屬層25起到半反射半透射的作用?？昭ㄗ⑷雽?0形成于陽極20的第二金屬層25表面?？昭ㄗ⑷雽?0的材料為4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)?？昭ㄗ⑷雽?0的厚度為30nm 50nmo空穴傳輸層40形成于空穴注入層30表面。空穴傳輸層40的材料為N，N, -二苯基-N，N' -二(1-萘基)-1，1'-聯(lián)苯_4，4' -二胺(NPB)。空穴傳輸層40的厚度為30nm 60nmo發(fā)光層50形成于空穴傳輸層40的表面。發(fā)光層50的材料包括主體和摻雜客體，主體為4，V -N, N- 二咔唑基-聯(lián)苯(CBP)，摻雜客體為二(4，6- 二氟苯基-N，C2)吡啶甲酰合銥(FIrPic)。摻雜客體的質(zhì)量含量為8%。發(fā)光層50的厚度為IOnm 30nm。電子傳輸層60形成于發(fā)光層50的表面。電子傳輸層60的材料為(8-輕基喹啉)-招(Alq3)。電子傳輸層60的厚度為40nm 80nm。電子注入層70形成于電子傳輸層60的表面。電子注入層70的材料為氟化鋰(LiF)。電子傳輸層70的厚度為lnm。陰極80形成于電子注入層70表面。陰極80的材料為銀(Ag)、鋁(Al)、釤(Sm)及鐿(Yb)中的一種或兩種。陰極的厚度為18nm 30nm。陰極80可以為由一種金屬形成的單層結(jié)構(gòu)，也可以為由兩種不同的金屬形成的雙層結(jié)構(gòu)。上述有機(jī)電致發(fā)光器件100采用三層結(jié)構(gòu)的陽極20，第一金屬層21厚度為50nm 150nm,起到了反射的作用，第二金屬層25較薄,起到半透射半反射的作用，介質(zhì)層的厚度為60nm IOOnm,介質(zhì)層23在第一金屬層和第二金屬層上的反射相位正好相反,可以達(dá)到干涉相消的作用，能夠降低對環(huán)境的光線反射，降低了有機(jī)電致發(fā)光器件的反射率，從而能提高使用有機(jī)電致發(fā)光器件作為顯示器件的對比度?？梢岳斫?，根據(jù)有機(jī)電致發(fā)光器件的性能需求，空穴注入層30、空穴傳輸層40、電子傳輸層60及電子注入層70中的一個或多個可以省略。請參閱圖2，一實施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟:步驟S1、提供基底10。本實施方式中，基底為硅片、玻璃或者聚合物薄膜材料?；自谑褂们跋冗M(jìn)行清洗。首先將基底放在含有洗滌劑的去離子水中進(jìn)行超聲清洗，清洗干凈后依次用異丙醇，丙酮在超聲波中處理20分鐘，然后再用氮?dú)獯蹈?，得到潔凈的基底。步驟S2、在基底表面10形成第一金屬層21,第一金屬層21的材料為招(Al)、銀(Ag)、金(Au)、招銀合金(Al-Ag)或鎂銀合金(Mg-Ag)。第一金屬層21的厚度為80nm 150nmo本實施方式中，第一金屬層21在真空鍍膜系統(tǒng)中經(jīng)過蒸鍍形成。步驟S3、在第一金屬層21表面形成介質(zhì)層23，介質(zhì)層23的材料為透明導(dǎo)電氧化物，介質(zhì)層23的厚度為60nm lOOnm。介質(zhì)層23的材料為銦摻雜氧化錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、銦摻雜氧化鋅(IZO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)或鎵摻雜氧化鋅(GZO)。本實施方式中，介質(zhì)層在濺射系統(tǒng)中經(jīng)過濺射形成。步驟S4、在介質(zhì)層23表面形成第二金屬層25,第二金屬層25的材料為招(Al)、銀(Ag)或金(Au),第二金屬層25的厚度為6nm 12nm。本實施方式中，第二金屬層25在熱蒸鍍系統(tǒng)中蒸鍍形成。本實施方式中，第二金屬層25制備完成后，將基底10放置于等離子處理器中進(jìn)行等離子處理以降低空穴的注入勢壘。步驟S5、在第二金屬層25表面形成發(fā)光層50。發(fā)光層50由蒸鍍形成。發(fā)光層50的材料包括主體和摻雜客體，主體為4，V -N,N- 二咔唑基-聯(lián)苯(CBP)，摻雜客體為二(4，6- 二氟苯基-N，C2)吡啶甲酰合銥(FIrPic)。摻雜客體的質(zhì)量含量為8%。發(fā)光層50的厚度為IOnm 30nm。步驟S6、在發(fā)光層50表面形成陰極80。陰極80由蒸鍍形成。陰極80的材料為銀(Ag)、鋁(Al)、釤(Sm)及鐿(Yb)中的一種或兩種。陰極的厚度為18nm 30nm。陰極80可以為由一種金屬形成的單層結(jié)構(gòu)，也可以為由兩種不同的金屬形成的雙層結(jié)構(gòu)。上述有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，制備過程較為簡單，通過采用第一金屬層21、介質(zhì)層23和第二金屬層25層疊作為陽極，能夠降低對環(huán)境的光線反射，提高有機(jī)電致發(fā)光器件作為顯示器件的對比度。在制備上述有機(jī)電致發(fā)光器件時，可以根據(jù)對有機(jī)電致發(fā)光器件的要求在第二金屬層25和發(fā)光層50之間制備空穴注入層和空穴傳輸層,在發(fā)光層50和陰極80之間制備電子傳輸層和電子注入層?？昭ㄗ⑷雽?0的材料為4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)?？昭ㄗ⑷雽?0的厚度為30nm 50nm?？昭▊鬏攲?0的材料為N，N' - 二苯基-N，N' -二(1-萘基)-1，1'-聯(lián)苯_4，4' -二胺(NPB)?？昭▊鬏攲?0的厚度為30nm 60nm。電子傳輸層60的材料為(8-輕基喹啉)_招(Alq3)。電子傳輸層60的厚度為40nm 80nm。電子注入層70的材料為氟化鋰(LiF)。電子傳輸層70的厚度為lnm。以下為具體實施例。實施例1本實施例1的有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu):基板/Ag/IZO/Ag/m-MTDATA/NPB/FIrPic: CBP/Alq3/LiF/Ag。該實施例1的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備工藝如下:將玻璃襯底放在含有洗滌劑的去離子水中進(jìn)行超聲清洗，清洗干凈后依次用異丙醇，丙酮在超聲波中處理20分鐘，然后再用氮?dú)獯蹈伞Ｔ谡婵照翦兿到y(tǒng)中，在襯底表面沉積厚度為IOOnm的金屬Ag作為第一金屬層，然后轉(zhuǎn)移至磁控濺射系統(tǒng)中，在第一金屬層上制備厚度為80nm的銦摻雜氧化鋅(IZO)薄膜作為介質(zhì)層，然后再轉(zhuǎn)移至熱蒸鍍系統(tǒng)中，在介質(zhì)層上蒸鍍厚度為8nm的金屬Ag作為第二金屬層，制備成陽極。將該陽極用氧等離子處理2分鐘，處理完畢后，繼續(xù)在其表面依次蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層以及陰極，其厚度分別為30nm、30nm、10nm、40nm、Inm以及25nm。發(fā)光層中，F(xiàn)IrPic的質(zhì)量含量為8%。以下實施例相同。實施例2本實施例2的有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu):基板/Al/ITO/Al/m-MTDATA/NPB/FIrPic: CBP/Alq3/LiF/Al/Ag。實施例2所制備的陽極結(jié)構(gòu)中，第一金屬層是厚度為SOnm的Al層，介質(zhì)層是厚度為60nm的銦摻雜氧化錫(ITO)薄膜，第二金屬層是厚度為6nm的Al層。參照實施例1，將陽極經(jīng)過處理后，繼續(xù)在其表面依次蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層，其厚度分別為30nm、30nm、15nm、60nm、lnm,隨后的陰極是Al (lnm) /Ag (20nm)組成的雙層結(jié)構(gòu)。實施例3
本實施例3的有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu):基板/Al-Ag/AZO/Au/m-MTDATA/NPB/FIrPic: CBP/Alq3/LiF/Sm。實施例3所制備的陽極結(jié)構(gòu)中，第一金屬層是厚度為150nm的Al-Ag合金層,介質(zhì)層是厚度為IOOnm的鋁摻雜氧化鋅(AZO)薄膜，第二金屬層是厚度為12nm的Au層。參照實施例1，將陽極經(jīng)過處理后，繼續(xù)在其表面依次蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層，其厚度分別為60nm、30nm、20nm、80nm、lnm,隨后的陰極是厚度為18nm的Sm層。實施例4 本實施例4的有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu):基板/Al-Mg/ZnO/Al/m-MTDATA/NPB/FIrPic: CBP/Alq3/LiF/Yb/Ag。參照實施例1，實施例4所制備的陽極結(jié)構(gòu)中，第一金屬層是厚度為120nm的Al-Mg合金層，介質(zhì)層是厚度為80nm的氧化鋅(ZnO)薄膜，第二金屬層是厚度為IOnm的Al層。將陽極經(jīng)過處理后，繼續(xù)在其表面依次蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層，其厚度分別為30nm、40nm、30nm、60nm、lnm,隨后的陰極為Yb(12nm)/Ag(18nm)組成的雙層結(jié)構(gòu)層。實施例5本實施例5的有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu):基板/Au/GZO/Ag/m-MTDATA/NPB/FIrPic: CBP/Alq3/LiF/Sm/Ag。參照實施例1，實施例4所制備的陽極結(jié)構(gòu)中，第一金屬層是厚度為80nm的Au合金層，介質(zhì)層是厚度為80nm的鎵摻雜氧化鋅(GZO)薄膜，第二金屬層是厚度為8nm的Ag層。將陽極經(jīng)過處理后，繼續(xù) 在其表面依次蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層，其厚度分別為 3 0nm、60nm、10nm、80nm、lnm,隨后的陰極為Sm (IOnm) /Ag (15nm)組成的雙層結(jié)構(gòu)層。對比例I對比實施例1，按照實施例1的制作方法制作器件結(jié)構(gòu)為基板/Ag/m-MTDATA/NPB/FIrPic:CBP/Alq3/LiF/Ag的有機(jī)電致發(fā)光器件，該發(fā)光器件的陽極Ag層的厚度為lOOnm，其各層材料厚度與實施例1對應(yīng)的各層厚度相同，其區(qū)別在于對比例I不再制作有介質(zhì)層
以及第二金屬層。請參閱圖3，圖3所示為實施例1與對比例I制備的有機(jī)電致發(fā)光器件的反射光譜的曲線對比。將本發(fā)明實施例1 5設(shè)計的有機(jī)電致發(fā)光器件與對比例I設(shè)計的有機(jī)電致發(fā)光器件進(jìn)行反射率測試對比，結(jié)果如表I所示。從圖3和表I中可以看出，采用本發(fā)明設(shè)計的陽極的有機(jī)電致發(fā)光器件，具有較低的反射率，明顯低于普通的有機(jī)電致發(fā)光器件，因此，在用于頂發(fā)射顯示的時候，可以降低器件對外部物體的反射，顯著提高顯示對比度。表I
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，其包括依次層疊的基底、陽極、發(fā)光層及陰極，其特征在于，所述陽極包括依次層疊在所述基底上的第一金屬層、介質(zhì)層及第二金屬層，所述第一金屬層的材料為鋁、銀、金、鋁銀合金或鎂銀合金，所述第一金屬層的厚度為80nm 150nm，所述介質(zhì)層的材料為透明導(dǎo)電氧化物，所述介質(zhì)層的厚度為60nm IOOnm,所述第二金屬層的材料為招、銀或金，所述第二金屬層的厚度為6nm 12nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為銦摻雜氧化錫、氧化鋅、銦摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅或鎵摻雜氧化鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述陰極的材料為銀、鋁、釤或鐿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述陰極的厚度為18nm 30nmo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述有機(jī)電致發(fā)光器件還包括依次層疊在所述陽極上的空穴注入層和空穴傳輸層，所述空穴注入層及所述空穴傳輸層位于所述陽極及所述發(fā)光層之間，所述空穴注入層的材料為4，4,，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺，所述空穴傳輸層的材料為N，N' - 二苯基-N，N' - 二(1-萘基)_1，I'-聯(lián)苯-4,4' _ 二胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述有機(jī)電致發(fā)光器件還包括依次層疊在所述發(fā)光層上的電子傳輸層和電子注入層，所述電子傳輸層及所述電子注入層位于所述發(fā)光層及所述陰極之間，所述電子傳輸層的材料為(8-羥基喹啉)_鋁，所述電子注入層的材料為氟化鋰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光層的材料包括主體和摻雜客體，所述主體為4，V -N, N- 二咔唑基-聯(lián)苯，所述摻雜客體為二(4，6- 二氟苯基-N，C2)吡啶甲酰合銥，所述摻雜客體的質(zhì)量百分比為8%。
8.一種有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟: 步驟一、提供基底； 步驟二、在所述基底表面形成第一金屬層，所述第一金屬層的材料為鋁、銀、金、鋁銀合金或鎂銀合金，所述第一金屬層的厚度為80nm 150nm ； 步驟三、在所述第一金屬層表面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的材料為透明導(dǎo)電氧化物，所述介質(zhì)層的厚度為60nm IOOnm ； 步驟四、在所述介質(zhì)層表面形成第二金屬層，所述第二金屬層的材料為鋁、銀或金，所述第二金屬層的厚度為6nm 12nm ； 步驟五、在所述第二金屬層表面形成發(fā)光層 '及 步驟六、在所述發(fā)光層表面形成陰極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的材料為銦摻雜氧化錫、氧化鋅、銦摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅或鎵摻雜氧化鋅。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于，所述陰極的材料為銀、招、衫或鐿，所述陰極的厚度為18nm 30nm。
全文摘要
一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括依次層疊的基底、陽極、發(fā)光層及陰極，所述陽極包括依次層疊在所述基底上的第一金屬層、介質(zhì)層及第二金屬層，所述第一金屬層的材料為鋁、銀、金、鋁銀合金或鎂銀合金，所述第一金屬層的厚度為80nm～150nm，所述介質(zhì)層的材料為透明導(dǎo)電氧化物，所述介質(zhì)層的厚度為60nm～100nm，所述第二金屬層的材料為鋁、銀或金，所述第二金屬層的厚度為6nm～12nm。上述有機(jī)電致發(fā)光器件的反射率較低。本發(fā)明還提供一種有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法。
文檔編號H01L51/52GK103137882SQ201110374419
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者周明杰, 王平, 馮小明, 張振華 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司