一種倒置OLED器件的製作方法
2023-11-01 05:09:12 2
本發明涉及頂發射有機電致發光器件技術領域，特別涉及一種倒置oled器件。
背景技術：
有機發光二極體（oled）同時具備全固態、自發光、響應速度塊、視角廣泛、工作溫度範圍廣等一系列優點，受到越來越多的學界和產業界的關注。經過多年不斷的積極探索，器件的結構和工藝的以及相關材料的進一步優化，有機電致發光已經取得了長足進步，目前已經實現了產業化。根據有關研究機構的預測，oled面板2020年產值將超過600億美元。但是要在平板顯示市場上充分發揮其優勢，有機電致發光器件的發光效率、驅動電壓、壽命、器件穩定性等方面還需要進一步改善。
傳統的oled器件結構採用諸如al、ag等低功函數的金屬材料作為陰極。由於此類的金屬材料較活潑，在空氣條件下容易被氧化，引起電極功函數的升高，造成電子注入性能的下降，並最終降低器件的壽命。採用倒置oled器件結構可以很好的解決這一問題，提高器件的壽命。倒置結構oled通常使用傳統的玻璃或者柔性襯底上製備的ito作為陰極。由於ito的功函數較高(未處理的ito功函數4.5ev左右)，通常其是作為一種陽極電極使用。當用作陰極時，較高的功函數造成器件電子注入勢壘較大，降低了電子注入效率，提高了啟亮電壓，影響了器件的性能。有一些辦法可以用來改善這一問題。例如可以在ito上生長一層無機氧化物電子注入層，例如tio2、zno等。但是這類金屬氧化物的生長流程複雜，製備過程中需要經過高溫、溶液、化學合成等過程。一方面與柔性基底並不兼容，另一方面增加了工藝的複雜性，提高了器件的製作成本。
技術實現要素：
本發明旨在解決倒置oled中陰極簡單修飾的問題，使用簡單方便的方法製備納米注入層，增強陰極電子注入能力，實現電子空穴注入平衡，獲得倒置oled器件。
本發明提出了一種倒置oled器件，包括陰極基底、其上真空沉積納米注入層，在納米注入層之上沉積激子隔離層，沉積激子隔離層上方依次為電子傳輸層、發光層、空穴傳輸層、空穴注入層和陽極。
優選地，納米注入層的製備採用真空熱蒸發的方式，使用低功函數金屬材料製備，名義厚度在0.25nm~2nm，沉積速率為0.02nm/s。注入層呈不連續的分散的納米球顆粒形貌。納米顆粒粒徑尺寸在5nm左右。作為優選，所述的納米注入層的材質選擇al、ag、mg中的一種。
優選地，所述的激子隔離層為寬禁帶有機電子傳輸材料，其厚度在5~10nm。
優選地，所述的激子保護層選擇balq3、bphen、bcp、alq3、tpbi的一種。
優選地，所述的電子傳輸層，發光層，空穴傳輸層，空穴注入層均採用真空熱蒸鍍的方式沉積成膜。
優選地，電子傳輸層可以使用與激子保護層相同材料，減小激子保護層同電子傳輸層之間的勢壘，降低器件電阻，提高器件的效率。
優選地，所述陽極採用金屬電極、透明金屬氧化物或複合陽極，製備成半透明或全反射的電極薄膜。
與現有技術相比，本發明專利至少具備以下優點：本發明專利使用熱蒸發的低功函數金屬納米顆粒作為納米注入層，降低了倒置oled器件陰極功函數，提高了電子注入效率和器件性能。本發明使用激子隔離層對納米注入層進行包覆，避免了激子在金屬上的猝滅作用，減少了非輻射躍遷損失，提高了器件發光效率。本發明所用的真空沉積工藝，無需新增設備和環境，工藝簡單方便，與oled集成性好，成本低。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示，本發明公開一種倒置oled器件，包括陰極基底1、其上真空沉積納米注入層2，在納米注入層之上沉積激子隔離層3，沉積激子隔離層上方依次為電子傳輸層4、發光層5、空穴傳輸層6、空穴注入層7和陽極8。
優選地，納米注入層的製備採用真空熱蒸發的方式，使用低功函數金屬材料製備，名義厚度在0.25nm~2nm，沉積速率為0.02nm/s。注入層呈不連續的分散的納米球顆粒形貌。納米顆粒粒徑尺寸在5nm左右。作為優選，所述的納米注入層的材質選擇al、ag、mg中的一種。
優選地，所述的激子隔離層為寬禁帶有機電子傳輸材料，其厚度在5~10nm。
優選地，所述的激子保護層選擇balq3、bphen、bcp、alq3、tpbi的一種。
優選地，所述的電子傳輸層，發光層，空穴傳輸層，空穴注入層均採用真空熱蒸鍍的方式沉積成膜。
優選地，電子傳輸層可以使用與激子保護層相同材料，減小激子保護層同電子傳輸層之間的勢壘，降低器件電阻，提高器件的效率。
優選地，所述陽極採用金屬電極、透明金屬氧化物或複合陽極，製備成半透明或全反射的電極薄膜.
實施例1
低電壓高效倒置oled器件結構，在ito基板上真空熱蒸發沉積一層al納米顆粒作為納米注入層。其次是5nmbphen作為激子隔離層，其後40nmtpbi作為電子傳輸層，20nmmcp：firpic作為發光層，40npb作為空穴傳輸層，5nmmoo3作為空穴注入層，陽極為100nm的al。
實施例2
低壓矽基微顯示oled器件結構，單晶矽作為基底陰極，在單晶矽基板上真空熱蒸發沉積一層ag納米顆粒作為納米注入層。其次是45nmtpbi作為激子隔離層和電子注入層，20nmcbp：dmqa作為發光層，40tapc作為空穴傳輸層，5nmmoo3作為空穴注入層，陽極為半透明的woo3/ag/woo3複合電極。
本發明的納米注入層，為採用低功函數的熱蒸發製備的金屬納米顆粒。其作用一方面在於降低陰極的功函數，使電極的功函數與電子傳輸層的能級相匹配。另一方面，金屬對有機層的摻雜作用可以大幅提高有機層的導電性，增強了其電荷傳輸能力。最終，納米注入層可以解決倒置oled器件電子空穴注入不平衡的問題，顯著提高電子注入效率、降低啟亮電壓，避免非輻射躍遷損失，最終提高oled器件的發光效率。採用真空熱蒸發的方法製備納米注入層，與小分子oled的製備工藝兼容性能好，並且適用於各種不同材質的基底。
本發明的激子隔離層，為寬禁帶有機電子傳輸材料。其作用在於對納米注入層形成包覆結構。由於用於注入層的金屬納米顆粒對於激子存在較強烈的猝滅作用，造成非輻射躍遷，從而降低了oled的發光效率，因此需要引入寬禁帶的激子隔離層。寬禁帶材料可以阻擋激子向金屬納米顆粒上的擴散，降低非輻射躍遷的損失，另一方面，薄的激子隔離層可以保證電子向發光層的有效注入。
綜上所述，本發明解決倒置oled中陰極簡單修飾的問題，使用簡單方便的方法製備納米注入層，增強陰極電子注入能力，實現電子空穴注入平衡，獲得倒置oled器件。
需要說明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。