CN101777631A - 8-羟基喹啉铝发光器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种8-羟基喹啉铝发光器件及其制造方法，8-羟基喹啉铝发光器件包括衬底，在衬底上设有8-羟基喹啉铝薄膜，在衬底与8-羟基喹啉铝薄膜之间设有一层金属层。制造方法是首先在衬底表面沉积一层金属层；然后在微纳金属层表面制备一层8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。本发明的8-羟基喹啉铝发光器件发光强度高、发光效率高。本发明的制造方法工艺简单、低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光器件及其制造方法，尤其涉及一种8-羟基喹啉铝发光器件及其制造方法。
背景技术
由于具有驱动电压低、易于实现大屏幕显示、亮度高、视角广、发光颜色连续可调等优点，有机/高分子平板显示器成为近年来信息显示技术领域一大研究热点。1987年美国Kadak公司的C.W.Tang及其合作者报道了一种以8-羟基喹啉铝(Alq3)作为发光层，驱动电压＜10V，发光亮度达1000cd/m2，使用寿命为100h的电致发光器件。然而，这种8-羟基喹啉铝发光器件的制备工艺较复杂，制备成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种发光强度高、发光效率高的8-羟基喹啉铝发光器件。
本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、低成本的8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种8-羟基喹啉铝发光器件，包括衬底，在衬底上设有8-羟基喹啉铝薄膜，在衬底与8-羟基喹啉铝薄膜之间设有一层金属层。
所述的8-羟基喹啉铝发光器件中，所述金属层是在衬底表面溅射或蒸镀一层金属。
所述的8-羟基喹啉铝发光器件中，所述金属层的厚度为1～500纳米。
所述的8-羟基喹啉铝发光器件中，所述衬底为玻璃基片、石英基片、蓝宝石基片或氧化镁基片。
制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法，是首先在衬底表面沉积一层金属层；然后在金属层表面制备一层8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。
所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法中，该方法还包括步骤如下：真空条件下对金属层进行退火处理。
所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法中，所述退火处理是在50℃～500℃下热处理，退火时间为15分钟～3小时。
所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法中，所述金属层是通过将金属溅射或蒸镀在衬底表面而形成的。
所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法中，所述金属层是由银、金、铝、铂、钯、铜中的至少一种制成。
所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法中，所述8-羟基喹啉铝薄膜是将8-羟基喹啉铝通过真空蒸镀或旋涂制成。
本发明的发光器件是在现有的具有衬底、8-羟基喹啉铝薄膜的基础上，在衬底与8-羟基喹啉铝薄膜之间加设了金属层，使8-羟基喹啉铝的内量子效率提高，增强了8-羟基喹啉铝发光薄膜的自发辐射，进而有效增强了8-羟基喹啉铝的绿色发光性能。本发明发光器件的8-羟基喹啉铝薄膜(Alq3)以电子导电为主，具有成膜质量好、载流子迁移率高、热稳定性好、荧光量子效率大及发光颜色范围宽等特点。因此，本发明所得发光器件具有发光强度高、发光效率高的优点。
金属层经退火处理后即得具有金属微纳结构的微纳金属层，微纳金属层具有金属微纳结构，该金属微纳结构是金属非周期性的结构，即由无规则排列的金属晶体构成，则微纳金属层与8-羟基喹啉铝层之间的界面形成表面等离子体，表面等离子体会产生表面等离子体效应(此为现有技术，在此不再赘述)，使8-羟基喹啉铝的内量子效率大大提高，即大大增强了8-羟基喹啉铝发光薄膜的自发辐射。
微纳金属层的制备方法是先在衬底上制成一层金属层，该金属层在真空条件下进行退火处理，通过高温退火处理，将原来规则排列的金属晶体变成了不规则排列的金属晶体，即形成金属的微纳结构。可以大大提高8-羟基喹啉铝的发光效率，然后在微纳金属层上形成一层8-羟基喹啉铝薄膜。本发明的制造方法工艺简单、低成本，具有广阔的应用前景。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例1的8-羟基喹啉铝发光器件结构示意图；
图2是本发明实施例1制备的8-羟基喹啉铝发光器件与未加微纳金属层的8-羟基喹啉铝发光器件的发光光谱图的对比图；
荧光发光光谱测试条件为：激发峰波长为380nm，光谱仪狭缝1.5nm、高灵敏度。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1、一、如图1所示，是一种8-羟基喹啉铝发光元件，包括衬底1，衬底1选用平板玻璃基片，在衬底1表面设有金属层2，金属层2上设有8-羟基喹啉铝薄膜3，衬底1还可以选择石英基片、蓝宝石基片或氧化镁基片等透明或半透明基片。波长为380nm的激发光4直接打在8-羟基喹啉铝薄膜3上，激发光4首先穿透8-羟基喹啉铝薄膜3，进而金属层2与8-羟基喹啉铝薄膜3产生表面等离子体效应(SP效应)，使发光器件的发光性能得到提高。
金属层2可以在室温下通过将金属溅射或蒸镀在衬底表面而形成的，也可以在真空条件下将金属层经过退火处理退火处理，使该金属层表面形成一层金属微纳结构的金属层，也称为金属显微结构，该金属微纳结构是非周期性的结构，即由无规则排列的金属晶体构成。
金属层2可以是单金属例如：金、银、铂、钯的微纳金属层，也可以是银铂合金、金铂合金等的金属层，合金中，其中银或金的重量份数优选占合金总重量的70％以上。金属层2的厚度为1纳米～500纳米。具体可以是：1纳米、10纳米、120纳米、100纳米、200纳米、350纳米、400纳米等，优选厚度在50～500纳米中的任何数值。
8-羟基喹啉铝薄膜3的厚度为5纳米～1000纳米，具体可以选择5纳米、10纳米、20纳米、100纳米、200纳米、350纳米、500纳米、700纳米、1000纳米等数据。
二、8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：
1、第一种8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：以玻璃基片为衬底，在玻璃基片表面采用磁控溅射的方式沉积厚度为20纳米的金属层--金属银层；再利用真空蒸镀的方式在微纳金属银层表面制备一层8-羟基喹啉铝薄膜，即得到未经退火处理的金属银层与8-羟基喹啉铝薄膜配合的发光器件。
2、第二种8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：以玻璃基片为衬底，在玻璃基片表面采用磁控溅射的方式沉积厚度为20纳米的金属层--金属银层；然后将带有金属银层的玻璃基片置于真空环境中，在300℃的温度下退火处理半小时，冷却至室温，即将金属银层转化为微纳金属银层；再利用真空蒸镀的方式在微纳金属银层表面制备一层8-羟基喹啉铝薄膜，即得到经退火处理的金属银层与8-羟基喹啉铝薄膜配合的发光器件。
图2是本发明实施例在波长为380nm的激发光激发下的8-羟基喹啉铝发光器件的发射光谱。图中曲线11为未镀金属银层时8-羟基喹啉铝发光器件的发光光谱；曲线12为未经退火处理的金属银层与8-羟基喹啉铝薄膜配合制得发光器件的发光光谱；曲线13为本实施例中制得的金属银层经退火处理的8-羟基喹啉铝配合的发光器件的发光光谱。从图中可以看到，由于微纳金属层与8-羟基喹啉铝薄膜之间产生了表面等离子体效应，本实施例的发光器件从400纳米到600纳米的发光积分强度是未加金属银层时8-羟基喹啉铝薄膜发光积分强度的3.32倍，设置金属层使发光性能得到提高，同时经过退火处理的微纳金属银层的发光器件比未经退火处理金属银层的发光器件的发光效率和强度提高得要多。
实施例2，8-羟基喹啉铝发光器件中，微纳金属层选用金的微纳金属层，衬底选用石英基片，其他结构同实施例1，在此不再详述。
8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：以石英基片作为衬底，在石英基片表面用磁控溅射方式沉积厚度为50纳米的金属层--金属金层，然后将其置于真空环境下，在500℃的温度下退火处理15分钟，冷却至室温，然后利用旋涂法在金属金层表面制备厚度为50纳米的8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。
实施例3，8-羟基喹啉铝发光器件中，微纳金属层选用铂的微纳金属层，衬底选用石英基片，其他结构同实施例1，在此不再详述。
8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：以石英基片作为衬底，用蒸镀的方式在石英基片表面沉积厚度为200纳米的金属层--金属铂层，然后将其置于真空环境下，在400℃的温度下退火处理3小时，冷却至室温，然后利用真空蒸镀法在金属铂层表面制备厚度为1000纳米的8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。
实施例4，8-羟基喹啉铝发光器件中，微纳金属层选用钯的微纳金属层，衬底选用石英基片，其他结构同实施例1，在此不再详述。
8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：以石英基片作为衬底，用磁控溅射的方式在石英基片表面沉积厚度为500纳米的金属层--金属钯层，然后将其置于真空度小于1×10-3Pa的真空环境下，在350℃的温度下退火处理1.5小时，冷却至室温，然后利用真空蒸镀法在金属钯层表面制备厚度为250纳米的8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。
实施例5，8-羟基喹啉铝发光器件中，微纳金属层选用铜的微纳金属层，衬底选用蓝宝石基片，其他结构同实施例1，在此不再详述。
8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：以蓝宝石基片作为衬底，用磁控溅射的方式在蓝宝石基片表面沉积厚度为1纳米的金属层--金属铜层，然后将其置于真空环境下，在250℃的温度下退火处理40分钟，冷却至室温，然后利用真空蒸镀法在金属铜层表面制备厚度为5纳米的8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。
实施例6，8-羟基喹啉铝发光器件中，微纳金属层选用银铂合金的微纳金属层，衬底选用氧化镁基片，其他结构同实施例1，在此不再详述。
8-羟基喹啉铝发光器件的制造方法：以氧化镁基片作为衬底，用磁控溅射的方式在氧化镁基片表面沉积厚度为10纳米的金属层--银铂合金层，然后将其置于真空环境下，在220℃的温度下退火处理50分钟，冷却至室温，然后利用真空蒸镀法在银铂合金层表面制备厚度为26纳米的8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种8-羟基喹啉铝发光器件，包括衬底，在衬底上设有8-羟基喹啉铝薄膜，其特征在于，在衬底与8-羟基喹啉铝薄膜之间设有一层金属层。
2.根据权利要求1所述的8-羟基喹啉铝发光器件，其特征在于，所述金属层是在衬底表面溅射或蒸镀一层金属。
3.根据权利要求2所述的8-羟基喹啉铝发光器件，其特征在于，所述金属层的厚度为1～500纳米。
4.根据权利要求1所述的8-羟基喹啉铝发光器件，其特征在于，所述衬底为玻璃基片、石英基片、蓝宝石基片或氧化镁基片。
5.制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法，其特征在于，首先在衬底表面沉积一层金属层；然后在金属层表面制备一层8-羟基喹啉铝薄膜，即得到8-羟基喹啉铝薄膜发光器件。
6.根据权利要求5所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法，其特征在于，该方法还包括步骤如下：真空条件下对金属层进行退火处理。
7.根据权利要求6所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法，其特征在于，所述退火处理是在50℃～500℃下热处理，退火时间为15分钟～3小时。
8.根据权利要求5所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法，其特征在于，所述金属层是通过将金属溅射或蒸镀在衬底表面而形成的。
9.根据权利要求5所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法，其特征在于，所述金属层是由银、金、铝、铂、钯、铜中的至少一种制成。
10.根据权利要求5所述的制造8-羟基喹啉铝发光器件的方法，其特征在于，所述8-羟基喹啉铝薄膜是将8-羟基喹啉铝通过真空蒸镀或旋涂制成。
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