具有雙組分混合電子傳輸/空穴阻擋層有機發(fā)光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，涉及的是有機發(fā)光二極管中的一種具有雙組分 混合電子傳輸/空穴阻擋層的有機發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】：
[0002] 有機發(fā)光二極管（OLED)由于其在下一代平板顯示和固態(tài)照明技術(shù)上的潛在應(yīng) 用，近年來得到了廣泛關(guān)注。OLED可以通過真空蒸鍍法和溶液加工法制作。以溶液加工 法制備的OLED，由于其器件結(jié)構(gòu)簡單、制作上低耗易加工、可采用柔性基底、以及可運用旋 涂、噴墨打印和卷對卷印刷制備大面積器件等與眾不同的特點，在科學界和工業(yè)界都得到 了越來越多的關(guān)注。但是，由于合適的載流子注入與傳輸材料選擇的限制，溶液法加工的 OLED的效率仍然較低。為了得到高效的OLED，電子和空穴在半導(dǎo)體層中的注入與傳輸需 要做到平衡且高效。由于電子和空穴傳輸不平衡和注入效率低等問題的存在，影響了 OLED 的發(fā)光性能與穩(wěn)定性。人們運用許多方法以期望提高器件性能，這其中，許多科研工作者 向OLED中加入空穴阻擋層（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)。這樣做一方面可以平衡空穴和電子的傳輸，另一方面可以抑 制陰極對于材料發(fā)光的淬滅作用。
[0003] 但是，在OLED的發(fā)光層與金屬陰極之間加入HBL后，器件的電子注入會存在問 題：由陰極到HBL的電子注入勢皇較大，這往往導(dǎo)致器件的啟亮電壓過高且效率低下。為 了提高電子的注入，低功函數(shù)金屬材料，如鋇和鈣經(jīng)常被使用以提高器件效率。但是，這 些低功函數(shù)的金屬材料容易與氧氣和水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生變質(zhì)。若使用鋁或銀等相對穩(wěn)定 的材料，由于陰極和發(fā)光層之間存在巨大的電子注入勢皇，器件常會表現(xiàn)出較差的性能。 此外，以真空蒸鍍的方法在金屬陰極與有機層之間加入一層超薄的LiF，或其他具有同樣 性質(zhì)的堿金屬鹽層以增強電子注入能力的方法已被廣泛用于OLED的制備（Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 152-154)。但是這種方法需要采用耗時耗能的真空蒸鍍工藝且膜厚不易控 制。目前，許多水/醇溶性共軛聚合物由于其在全溶液法平板顯示和照明領(lǐng)域的潛在應(yīng)用 價值，被開發(fā)以用作OLED的電子注入/傳輸材料（Adv. Mater. 2004, 16, 1826-1830)。但是， 在包含HBL的OLED的制備過程中，在HBL上制備水/醇溶性共軛聚合物電子注入層時，溶 劑往往會溶解已經(jīng)制備的HBL。因此，為了改善以溶液法制備包含有HBL的OLED的電子注 入能力，制備多組分混合的空穴阻擋/電子傳輸層成為一種選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有雙組分混合電子傳輸/空穴阻 擋層的有機發(fā)光二極管，此電子傳輸/空穴阻擋層可在發(fā)光層上通過溶液法加工成膜。同 時，本發(fā)明還提供上述有機發(fā)光二極管的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：在有機發(fā)光二級管的制備過程中，采用一種可溶液加工的 水/醇溶性小分子電子傳輸/空穴阻擋材料與非共軛聚合物進行共混，并采用溶液法在器 件的發(fā)光層上制備電子傳輸/空穴阻擋層。所述小分子電子傳輸/空穴阻擋材料可為以下 材料中的一種，但并不局限于這些材料。
[0006]
【主權(quán)項】
1. 一種具有雙組分混合電子傳輸/空穴阻擋層有機發(fā)光二極管，其特征在于：所述有 機發(fā)光二級管的器件結(jié)構(gòu)依次包括：透明陽極（1)、空穴傳輸層（2)、發(fā)光層（3)、雙組份混 合電子傳輸/空穴阻擋層（4)、金屬陰極（5)和玻璃基板（6)。
2. 如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二級管，其特征在于，所述雙組份混合電子傳輸/空穴 阻擋層（4)的厚度為5-250nm。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的有機發(fā)光二級管，其特征在于，所述雙組份混合電子傳輸/ 空穴阻擋層（4)為采用小分子電子傳輸/空穴阻擋材料與非共軛聚合物進行共混；所述小 分子電子傳輸/空穴阻擋材料為：
所述非共軛聚合物為聚乙烯亞胺、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚二烯基丙二甲基氯化銨或聚 苯乙烯磺酸鈉中的一種，其中，所述非共軛聚合物的質(zhì)量百分比為X，1%〈X〈70% ;所述雙組 份混合電子傳輸/空穴阻擋層（4)的制備工藝，首先按照所占質(zhì)量百分比分別小分子電子 傳輸/空穴阻擋材料和非共軛聚合物，分別制得小分子電子傳輸/空穴阻擋材料溶液和非 共軛聚合物溶液，混合均勻，旋涂得到厚度為5-250nm的雙組份混合電子傳輸/空穴阻擋 層，進行退火處理，退火溫度為室溫至200°C，退火時間為2-60 min。
4. 如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二級管，其特征在于，所述透明陽極為在可見光區(qū)透 明或半透明的導(dǎo)電材料，透光率大于50% ;所述在可見光區(qū)透明或半透明的導(dǎo)電材料為錫 銦氧化物、石墨烯、碳納米管或金屬納米線薄膜。
5. 如權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二級管，其特征在于，所述金屬陰極是金屬膜層，材料 選取鋁、銀、金、鉑、銅、鎂、鈣、鋇、鈦中的一種或幾種。
【專利摘要】本發(fā)明具有雙組分混合電子傳輸/空穴阻擋層有機發(fā)光二極管，依次包括：透明陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、雙組份混合電子傳輸/空穴阻擋層、金屬陰極和玻璃基板。其特征是采用一種可溶液加工的小分子電子傳輸/空穴阻擋材料與一種非共軛聚合物進行共混，并采用溶液法在器件的發(fā)光層上制備電子傳輸/空穴阻擋層，由此實現(xiàn)器件有機層的全溶液法制備。用此方法制備的有機發(fā)光二極管的電子傳輸/空穴阻擋層，不僅制備工藝簡單，而且在保證良好的電子傳輸、空穴阻擋特性的同時，還可以改善由鋁陰極到有機層的電子注入能力，使器件的發(fā)光效率有很大提高，且驅(qū)動電壓更低。本發(fā)明將在以溶液法制備的有機電致發(fā)光器件領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
【IPC分類】H01L51-56, H01L51-54, H01L51-50
【公開號】CN104538554
【申請?zhí)枴緾N201510016328
【發(fā)明人】李立東, 徐新軍, 田原, 王金山, 賈曼平, 彭景宏
【申請人】北京科技大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月13日