利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)由于其諸多優(yōu)點(diǎn)，成為最有發(fā)展?jié)摿Φ娘@示和照明技術(shù)。本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)單而且容易實(shí)現(xiàn)的方法來(lái)提高OLED器件中電子的注入效率，從而可以提高OLED器件的性能。將兩種不同的聚合物混合溶解在同一種溶劑中，然后將混合溶液旋涂成膜，在成膜過(guò)程中，兩種不同的聚合物會(huì)出現(xiàn)相分離，從而分層，并且在分層的處形成一個(gè)納米結(jié)構(gòu)的界面。再選用另外一種溶劑選擇性的去除其中一種聚合物。然后再熱蒸鍍金屬電極。這樣在金屬電極在聚合物的界面會(huì)形成納米結(jié)構(gòu)，這個(gè)納米結(jié)構(gòu)可以提高金屬電極與聚合物界面的電場(chǎng)強(qiáng)度，降低電子的注入勢(shì)壘，從而提高電子的注入效率，提高了器件的性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管 器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光電子器件領(lǐng)域，涉及到一種采用聚合物材料的有機(jī)發(fā)光二極管器 件。

【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)發(fā)光二極管（0LED)具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、高對(duì)比度、超薄、低功耗、視角范 圍廣、響應(yīng)速度快、工作范圍寬、易于實(shí)現(xiàn)柔性顯示和3D顯示等諸多優(yōu)點(diǎn)，將成為未來(lái)最有 發(fā)展?jié)摿Φ男滦惋@示技術(shù)。同時(shí)，由于0LED具有可大面積成膜、功耗低以及其它優(yōu)良特性， 因此還是一種理想的平面光源，在未來(lái)的節(jié)能環(huán)保型照明領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 0LED的發(fā)光是指有機(jī)半導(dǎo)體材料在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光 的現(xiàn)象。其原理是用ΙΤ0透明電極和金屬電極分別作為器件的陽(yáng)極和陰極，在一定電壓驅(qū) 動(dòng)下，電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到電子和空穴傳輸層，電子和空穴分別經(jīng)過(guò)電子 和空穴傳輸層遷移到發(fā)光層，并在發(fā)光層中相遇，形成激子并使發(fā)光分子激發(fā)，后者經(jīng)過(guò)輻 射弛豫而發(fā)出可見(jiàn)光。
[0004] 相比于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體，有機(jī)半導(dǎo)體中的載流子濃度和遷移率都比較低，總得來(lái)說(shuō)，電 子的遷移率要低于空穴的遷移率，而且，往往電子的注入勢(shì)壘要大于空穴的注入勢(shì)壘，所以 使得0LED器件中電子的注入和傳輸相比于空穴要困難，從而導(dǎo)致器件中，電子和空穴的數(shù) 量不平衡，會(huì)降低激子的復(fù)合效率和器件的發(fā)光效率。所以，提高0LED器件中電子的注入 與傳輸性能是降低0LED器件工作電壓，提高器件發(fā)光效率的關(guān)鍵方法之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單而且容易實(shí)現(xiàn)的方法來(lái)提高0LED器件中電子的 注入，從而提高0LED器件的效率。為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)做更好的說(shuō)明，本文中采用有機(jī)半 導(dǎo)體聚合物聚（2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基）-1，4_亞苯基乙撐）（MEH-PPV)和聚苯乙烯 (Polystyrene，PS)的體系作為例證。將MEH-PPV和PS -起溶解到氯仿溶劑中，然后將混 合溶液旋涂成膜，在成膜過(guò)程中，兩種不同的聚合物會(huì)出現(xiàn)相分離，從而分層，并且在分層 的處形成一個(gè)納米結(jié)構(gòu)的界面。本發(fā)明就是運(yùn)用這個(gè)界面來(lái)得到納米結(jié)構(gòu)的陰極，從而提 高電子從陰極的注入效率。在這個(gè)納米結(jié)構(gòu)的界面上蒸鍍金屬電極，得到納米結(jié)構(gòu)的金屬 電極，這這些納米結(jié)構(gòu)的尖端，電場(chǎng)得到增強(qiáng)，從而提高電子從陰極到有源層的注入，提高 有機(jī)發(fā)光二極管器件性能。
[0006] 本發(fā)明是一種利用聚合物分層技術(shù)，得到納米結(jié)構(gòu)的陰極，從而提高電子注入效 率的技術(shù)。作為示例的有機(jī)發(fā)光二極管器件包括：
[0007] -透明導(dǎo)電襯底（1);用于空穴的注入和發(fā)光的導(dǎo)出
[0008] -緩沖層（2)，該緩沖層制作在透明導(dǎo)電襯底（1)上，可以降低襯底表面的粗糙 度，并能降低襯底與有源層之間的勢(shì)壘，
[0009] -功能有源層（3)，該功能有源層（3)制作在緩沖層（2)上，用于發(fā)光；
[0010] 一I丐電極⑷，鈣電極⑷制作在功能有源層⑶上，作為電子的注入層。
[0011]-鋁電極（5)，該鋁電極⑷制作在鈣電極⑷上，保護(hù)鈣電極（4)，防止其被氧 化。
[0012] 在本示例中，其中透明導(dǎo)電襯底（1)是ΙΤ0導(dǎo)電玻璃；
[0013] 其中的緩沖層（2)是聚3,4_乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT :PSS);
[0014] 其中功能有源層（3)是聚（2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基）_1，4_亞苯基乙撐） (MEH-PPV)；
[0015] 本發(fā)明的積極效果是：提高了有機(jī)發(fā)光二極管器件的電子注入效率和發(fā)光亮度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容以及特點(diǎn)，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述，其 中：
[0017] 圖1是本發(fā)明器件的示意圖；
[0018] 圖2是PS層被去除之后，MEH-PPV的表面的原子力顯微鏡（AFM)照片和起伏曲線(xiàn)；
[0019] 圖3表示器件的電流電壓特性曲線(xiàn)；
[0020] 圖4表示器件的亮度電壓特性曲線(xiàn)。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體的實(shí)施例證 并結(jié)合參照附圖進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0022] 如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的利用納米結(jié)構(gòu)陰極提高電子注入效率的有機(jī)發(fā) 光二極管器件的結(jié)構(gòu)示意圖。該器件包括一透明導(dǎo)電襯底（1); 一緩沖層（2);該緩沖層 (2)是制作在透明導(dǎo)電襯底（1)上的；一功能有源層（3)，該功能有源層是制作在緩沖層 (2)上的；一納米結(jié)構(gòu)鈣電極（4)，和鋁電極（5).
[0023] 所述的襯底1為透明的導(dǎo)電薄膜，如氧化銦錫（ΙΤ0)導(dǎo)電玻璃。襯底1上面是采 用旋涂工藝制備的緩沖層（2)，通過(guò)控制旋涂速度可以控制緩沖層（2)的厚度，通常情況下 該緩沖層的厚度在50-100nm之間.緩沖層（2)上面的功能有源層3也是采用旋涂工藝制 備的。該有源層是具有納米結(jié)構(gòu)的MEH-PPV薄膜。該有源層的厚度也可以通過(guò)改變旋涂的 轉(zhuǎn)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常情況下所述的有源層厚度在100 - 200nm之間。有源層3上面是真空 蒸鍍的鈣電極（4)以及保護(hù)用的鋁電極（5)。
[0024] 實(shí)驗(yàn)例：
[0025] 1.制備溶液的工藝如下：
[0026] 把MEH-PPV和PS -起溶解到氯仿溶劑中，待聚合物全部溶解后待用。二者的濃度 比可以影響納米結(jié)構(gòu)界面的起伏度。
[0027] 2.將刻蝕好的ΙΤ0玻璃在清洗劑中反復(fù)清洗，然后再經(jīng)過(guò)去離子水，丙酮和異丙 醇溶液浸泡并超聲各15分鐘，最后用氮?dú)獯蹈刹⒔?jīng)過(guò)紫外臭氧處理15min。
[0028] 3.以5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋涂一層緩沖層PEDOT :PSS溶液，形成緩沖層（2)，然 后在空氣中于150°C退火30分鐘，使水分充分揮發(fā)。
[0029] 4.以2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速將MEH-PPV和PS的混合溶液旋涂到緩沖層（2) PEDOT : PSS上面，然后把樣品浸入到正己烷中浸泡一分鐘，然后取出晾干。
[0030] 5.最后真空加熱蒸鍍鈣電極（4)和鋁電極（5)。
[0031] 圖2比較了傳統(tǒng)的甩膜方法制備的MEH-PPV膜層，和分層溶解技術(shù)制備的MEH-PPV 膜層表面的AFM測(cè)量結(jié)果。其中2(a)圖是傳統(tǒng)的甩膜方法制備的MEH-PPV膜層的AFM的照 片，2(b)圖代表傳統(tǒng)的甩膜方法制備的MEH-PPV膜層表面的起伏度。2(c)圖是分層溶解技 術(shù)制備的MEH-PPV膜層的AFM的照片，2 (d)圖代表了是使用分層溶解技術(shù)制備的MEH-PPV 膜層的表面的起伏度。從圖2可以看出，使用分層溶解技術(shù)制備的MEH-PPV膜層的表面是 一個(gè)起伏的納米結(jié)構(gòu)。
[0032] 圖3比較了傳統(tǒng)的甩膜方法制備的MEH-PPV器件和使用本發(fā)明的方法制備的 MEH-PPV器件的電流電壓特性曲線(xiàn)。圖中可以看出，在同樣的電壓驅(qū)動(dòng)下，使用本發(fā)明的方 法制備的MEH-PPV器件的電流有明顯的提高。說(shuō)明本發(fā)明提出的方法可以有效的提高有機(jī) 發(fā)光二極管器件的電流注入效率。
[0033] 圖4比較了傳統(tǒng)的甩膜方法制備的MEH-PPV器件和使用本發(fā)明的方法制備的 MEH-PPV器件的亮度電壓曲線(xiàn)。圖中可以看出在，在同樣的電壓驅(qū)動(dòng)下，使用本發(fā)明的方法 制備的MEH-PPV器件的亮度有明顯的提高，而且啟亮電壓有明顯的下降。說(shuō)明本發(fā)明提出 的方法可以有效的提高有機(jī)發(fā)光二極管器件的性能。
[〇〇34] 以上所述的具體施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和積極的效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在 本發(fā)明的原則之內(nèi)所做的任何修和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管器件，其特征在于使用了 分層溶解的辦法得到納米結(jié)構(gòu)陰極，從而提高電子從陰極的注入效率，其中包括： 透明導(dǎo)電襯底； 緩沖層，該緩沖層設(shè)置在襯底上，可以降低襯底表面的粗糙度，并能降低襯底和有源層 之間的勢(shì)壘； 有源層，該有源層制作在緩沖層上，利用分層溶解的辦法得到一個(gè)納米結(jié)構(gòu)界面； 納米結(jié)構(gòu)電極，該電極設(shè)置在有源層上，作為電子的注入層。
2. 如權(quán)利要求1所述的利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管器 件，其特征在于，使用了分層溶解的辦法制備器件。
3. 如權(quán)利要求1所述的利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管器 件，其特征在于，使用了分層溶解的辦法得到納米結(jié)構(gòu)的界面。
4. 如權(quán)利要求1所述的利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管器 件，其特征在于，在納米結(jié)構(gòu)的界面上沉積金屬電極，得到納米結(jié)構(gòu)電極。
5. 如權(quán)利要求1所述的利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管器 件，其特征在于，器件的納米結(jié)構(gòu)電極，提高了金屬電極與有源層界面處的電場(chǎng)。
6. 如權(quán)利要求1所述的利用分層溶解的辦法提高電子注入效率的有機(jī)發(fā)光二極管器 件，其特征在于，金屬電極與有源層界面處的電場(chǎng)的提高促進(jìn)了電子從金屬電極的注入。
【文檔編號(hào)】H01L51/52GK104112822SQ201410276921
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】劉德昂, 謝承智, 錢(qián)磊 申請(qǐng)人:蘇州瑞晟納米科技有限公司