CN101859878A - 一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件及其制备方法，它是在其器件的ITO玻璃衬底的玻璃面上制备一层厚度50nm～90nm的ZnS棒状纳米薄膜。其制备步骤：将有机电致发光器件的ITO玻璃衬底的玻璃面向下固定在衬底支架上；使衬底支架的法线方向与蒸发粒子流入射方向的夹角为85度，通过锁栓将电机支架与真空电机固定；将纯度99～99.9％的ZnS置于蒸发源中；对真空腔抽真空度2～8×10-6帕；加热ITO玻璃衬底到210～300℃；通过真空电机使ITO玻璃衬底的旋转速度为1～3转/分；给蒸发源加热，使蒸发速率为0.1～0.2纳米/秒。本发明提高了有机电致发光器件的光输出耦合效率。

Description

一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件，适用于照明和显示。
背景技术
近年来基于有机发光二极管的显示及照明技术吸引了人们的广泛兴趣，有机电致发光器件的外量子效率是影响器件实用化的一个重要因素。电致发光器件的外量子效率由其内量子效率和光输出耦合效率共同决定。有机电致发光器件的内量子效率受到电子自旋效应的影响，其理论极限值25％，器件的外量子效率约为内量子效率的20％，因此如何提高器件的光输出耦合效率，使发光层发出的光尽可能多的从器件内部导出，是改善器件性能的有效途径。器件光输出耦合效率的提高对于实现基于有机电致发光器件的低功耗显示技术具有重要意义。因此，探索新的器件结构及有关纳米薄膜的制备工艺对微纳尺度光电元器件具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件，该有机电致发光器件包括：在ITO玻璃衬底导电层上依次制备阳极修饰层PEDOT:PSS3，空穴传输层，发光层和金属电极，在ITO玻璃衬底的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜。
一种提高光输出耦合效率有机电致发光器件的制备方法，它是：在有机电致发光器件的ITO玻璃衬底的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜的方法步骤为：
步骤一，将有机电致发光器件的ITO玻璃衬底的玻璃面向下固定在衬底支架上；
步骤二，使衬底支架的法线方向与蒸发粒子流入射方向的夹角为85度，通过锁栓将电机支架与真空电机固定；
步骤三，对真空腔抽真空，真空度为2～8×10-6帕；
步骤四，给加热用灯通电，将ITO玻璃衬底加热温度210℃～300℃；
步骤五，通过真空电机使ITO玻璃衬底的旋转速度为1～3转/分；
步骤六，给蒸发源加热，蒸发源中的材料为纯度99％～99.9％的ZnS，使蒸发源16中的ZnS蒸发，蒸发速率为0.1～0.2纳米/秒；使棒状纳米薄膜厚度达到50nm～90nm，制成了一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件。
本发明的有益效果是：
利用倾斜式薄膜生长技术在ITO玻璃衬底的玻璃面上制备ZnS棒状纳米薄膜，提高ITO玻璃衬底在可见光范围内的光透过率，通过改变ITO玻璃衬底表面的微结构提高有机电致发光器件的光输出耦合效率，从而提高电致发光器件的发光亮度及效率。
附图说明
图1一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件结构示意图。
图中：ZnS棒状纳米薄膜1、ITO玻璃2、阳极修饰层3、空穴传输层4、发光层5、金属阴极6。
图2ITO玻璃衬底的玻璃面上制备的ZnS棒状纳米薄膜的表面形貌图。
图3ITO玻璃衬底的玻璃面上制备的ZnS棒状纳米薄膜的截面形貌图。
图4ITO玻璃衬底及长有ZnS棒状纳米薄膜的ITO玻璃衬底的透射光谱。
a为长有ZnS棒状纳米薄膜的ITO玻璃衬底的透射光谱，b为ITO玻璃衬底的透射光谱。
图5倾斜式生长薄膜沉积装置示意图。
图中：真空电机11、衬底支架12、电机支架13、衬底14、蒸发粒子流15、蒸发源16、真空腔17、锁栓18、加热用灯19。
具体实施方式
实施例一
一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件，该有机电致发光器件包括：在ITO玻璃衬底2导电层上依次制备阳极修饰层PEDOT:PSS3，空穴传输层4，发光层5和金属电极6，在ITO玻璃衬底2的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜的厚度为90nm。
一种提高光输出耦合效率有机电致发光器件的制备方法，它是：在有机电致发光器件的ITO玻璃衬底2的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜的方法步骤为：
步骤一，将有机电致发光器件的ITO玻璃衬底2的玻璃面向下固定在衬底支架12上；
步骤二，使衬底支架12的法线方向与蒸发粒子流入射方向的夹角为85度，通过锁栓18将电机支架13与真空电机11固定；
步骤三，对真空腔17抽真空，真空度为2×10-6帕；
步骤四，给加热用灯19通电，将ITO玻璃衬底2加热温度为210℃；
步骤五，通过真空电机11使ITO玻璃衬底2的旋转速度为3转/分；
步骤六，给蒸发源16加热，蒸发源16中的材料为纯度99％的ZnS，使蒸发源16中的ZnS蒸发，蒸发速率为0.1纳米/秒；使棒状纳米薄膜厚度达到90nm。
实施例二
一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件，该有机电致发光器件包括：在ITO玻璃衬底2导电层上依次制备阳极修饰层PEDOT:PSS3，空穴传输层4，发光层5和金属电极6，在ITO玻璃衬底2的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜的厚度为50nm。
一种提高光输出耦合效率有机电致发光器件的制备方法，它是：在有机电致发光器件的ITO玻璃衬底2的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜的方法步骤为：
步骤一，将有机电致发光器件的ITO玻璃衬底2的玻璃面向下固定在衬底支架12上；
步骤二，使衬底支架12的法线方向与蒸发粒子流入射方向的夹角为85度，通过锁栓18将电机支架13与真空电机11固定；
步骤三，对真空腔17抽真空，真空度为8×10-6帕；
步骤四，给加热用灯19通电，将ITO玻璃衬底2加热温度为300℃；
步骤五，通过真空电机11使ITO玻璃衬底2的旋转速度为2转/分；
步骤六，给蒸发源16加热，蒸发源16中的材料为纯度99.9％的ZnS，使蒸发源16中的ZnS蒸发，蒸发速率为0.2纳米/秒；使棒状纳米薄膜厚度达到90nm。
对于制备一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件而言，可先在ITO玻璃衬底2的玻璃上制备一层ZnS棒状纳米薄膜，而后在长有ZnS棒状纳米薄膜的ITO玻璃衬底2上制备可提高光输出耦合效率的有机电致发光器件，其步骤：
步骤一，将ITO玻璃衬底2的玻璃面向下固定在衬底支架12上；
重复实施例一和二的步骤二至六；
利用热蒸发的方法在步骤六制备的ITO玻璃衬底的ITO导电层上，依次制备厚度为40nm的阳极修饰层PEDOT:PSS3，厚度为10nm空穴传输层4，厚度为30nm发光层5和厚度为100nm的Al电极6；即制成一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件。
空穴传输层可选用的材料：CBP，NPB，Pentacene或PVK等
发光层可选用的材料：Alq3，Liq，DCJTB或Ir(ppy)3等
制备得到的ZnS棒状纳米薄膜的形貌，利用扫描电子显微镜(SEM)来观察，如图2。从图3中可以看出，得到了与衬底表面几乎垂直的棒状纳米薄膜。
图4ITO玻璃衬底及长有ZnS棒状纳米薄膜的ITO玻璃衬底的透射光谱。
a为长有ZnS棒状纳米薄膜的ITO玻璃衬底的透射光谱，b为ITO玻璃衬底的透射光谱。从图4可见，ZnS棒状纳米薄膜可提高光输出耦合效率。
本发明所使用的装置和方法为公开日2009年6月24日，公开号CN101463464.A，发明名称为“倾斜式生长形貌可控的纳米发光柱状薄膜的方法及装置”。

Claims (2)

1.一种提高光输出耦合效率的有机电致发光器件，该有机电致发光器件包括：在ITO玻璃衬底(2)导电层上依次制备阳极修饰层PEDOT:PSS(3)，空穴传输层(4)，发光层(5)和金属电极(6)，其特征是：在ITO玻璃衬底(2)的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜。
2.一种提高光输出耦合效率有机电致发光器件的制备方法，其特征是：在有机电致发光器件的ITO玻璃衬底(2)的玻璃面上制备一层ZnS棒状纳米薄膜的方法步骤为：
步骤一，将有机电致发光器件的ITO玻璃衬底(2)的玻璃面向下固定在衬底支架(12)上；
步骤二，使衬底支架(12)的法线方向与蒸发粒子流入射方向的夹角为85度，通过锁栓(18)将电机支架(13)与真空电机(11)固定；
步骤三，给加热用灯(19)通电，将ITO玻璃衬底(2)加热；
步骤四，通过真空电机(11)使ITO玻璃衬底(2)的旋转；
步骤五，给蒸发源(16)加热，使蒸发源(16)中的材料蒸发，蒸发速率为0.1纳米/秒～0.2纳米/秒；使棒状纳米薄膜达到一定厚度；
其特征是：所述的步骤二之后，对真空腔(17)抽真空，真空度为2～8×10-6帕；
所述的步骤三中给ITO玻璃衬底(2)加热温度为210℃～300℃；
所述的步骤五中蒸发源(16)中的材料为纯度99％～99.9％的ZnS；ZnS棒状纳米薄膜厚度50nm～90nm。
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《光谱学与光学分析》 20100228 卢丽芳等 倾斜式生长ZnS纳米柱状薄膜及其透射性能的研究 504－506 第30卷, 第2期 2 *

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