CN102054938A - 一种有机电致发光器件的三明治阳极结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种有机电致发光器件的三明治阳极结构及其制备方法，首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板上沉积透明导电氧化物薄膜；其次，在透明导电氧化物薄膜上采用真空蒸镀的方法蒸镀金属薄膜；最后，在金属薄膜上采用真空蒸镀的方法蒸镀金属氧化物或金属氧化物和有机物的掺杂层。采用本发明的新型阳极结构能够有效的提高空穴的注入能力，提高OLED器件性能。

Description

一种有机电致发光器件的三明治阳极结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光器件的三明治阳极结构及其制备方法。

背景技术

作为OLED导电层的阳极材料，其先决条件是：(1)良好的导电性；(2)良好的化学及形态的稳定性；(3)功函数需与空穴注入材料的HOMO能级相匹配。当用作下发光或透明器件的阳极时，另一个必要的条件就是在可见光区的透明度更高。具有上述特性的阳极，可以有效提升OLED器件的效率及寿命。最常被当做阳极的材料主要有透明导电氧化物(TCO)及金属两大类。透明导电氧化物有氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、ZnO、AZO(Al:ZnO)等，导电氧化物通常在可见光区是接近透明的。而金属一般具有高导电性，但是不透光，高功函数金属如Ni、Au及Pt都适合作为阳极材料，如果要让金属电极透光，其厚度要足够薄，一般来说，膜后需小于15nm才在可见光区有足够的穿透度。

最常被当做阳极导电体的金属氧化物是氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)，ITO的功函数一般在4.5-4.8eV左右，它是相当稳定、导电性优良而且透光的材料，非常适合用作阳极的导电材料由此在OLED的研发中广泛使用。其对可见光的透射率接近90％，而且它的电阻率也很低。现在研究很热的是直接用金属作为阳极，相关的论文报道了用Pt、Au、Ag、Al等金属作为阳极，同时加入空穴注入层对器件的空穴注入性能进行优化，得到了很好的效果。

而在提高OLED的亮度、效率和寿命发面，增加和优化电荷注入和传输是一个很重要的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效提高OLED器件中的空穴注入能力，降低注入势垒，提高器件效率的有机电致发光器件的三明治阳极结构及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的有机电致发光器件的三明治阳极结构包括设置在玻璃基板上的透明导电氧化物以及设置在透明导电氧化物上的金属薄膜，在金属薄膜上镀有一层金属氧化物薄膜或金属氧化物和有机材料的共蒸薄膜。

本发明的透明导电氧化物为氧化铟锡、ZnO、AZO(Al:ZnO)、掺氟的氧化锡(FTO)中的一种。

所述的金属薄膜采用Pt、Au、Ag或Al薄膜。

所述的金属氧化物薄膜为氧化钼(MoO_x)、氧化钨(WO₂)或五氧化二钒(V₂O₅)薄膜；所述的金属氧化物和有机材料的共蒸薄膜由一种有机材料和一种金属氧化物共同蒸镀而成，其中金属氧化物为氧化钼(MoO_x)、氧化钨(WO₂)或五氧化二钒(V₂O₅)，有机物为N，N′-双-(3-萘基)-N，N′-二苯基-[1，1′-二苯基]-4，4′-二胺(NPB)，(4，4′-N，N′-dicarbazole)biphenyl(CBP)，4，4′，4-tri(N-carbazolyl)triphenylamine(TCTA)，4，4′，4″-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine(2-TNATA)，1，4，5，8，9，11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile(HAT-CN)中的一种。

本发明的制备方法如下：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为10-2000nm的透明导电氧化物薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为10-200nm的金属薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为50-800nm的金属氧化物或金属氧化物和有机物的掺杂层4。

由于本发明的三明治阳极结构为一个半透膜，同时结合阴极Al膜的全反射特性，充分利用微腔效应对整个器件性能进行优化。根据不同OLED器件调整三明治阳极结构的厚度，已达到调节谐振腔的有效腔长的作用，来提高谐振腔的发光增强因子，进而提高器件的亮度。三明治结构厚度的调整主要对金属氧化物或者金属氧化物和有机材料掺杂层的厚度进行调节，不改变TCO和金属的厚度。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为10nm的透明导电氧化铟锡薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为10nm的Pt薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为50nm的氧化钼(MoO_x)薄膜4。

实施例2：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为300nm的透明导电ZnO薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为50nm的Au薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为100nm的氧化钨(WO₂)薄膜4。

实施例3：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为800nm的透明导电AZO(Al:ZnO)薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为80nm的Ag薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为260nm的五氧化二钒(V₂O₅)薄膜4。

实施例4：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为1000nm的透明导电掺氟的氧化锡(FTO)薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为100nm的Al薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为380nm的氧化钼(MoO_x)和有机材料N，N′-双-(3-萘基)-N，N′-二苯基-[1，1′-二苯基]-4，4′-二胺(NPB)的共蒸薄膜4。

实施例5：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为1350nm的透明导电氧化铟锡薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为130nm的Pt薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为500nm的氧化钨(WO₂)和有机材料(4，4′-N，N′-dicarbazole)biphenyl(CBP)，的共蒸薄膜4。

实施例6：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为1600nm的透明导电ZnO薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为160nm的Au薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为650nm的五氧化二钒(V₂O₅)和有机材料4，4′，4-tri(N-carbazolyl)triphenylamine(TCTA)的共蒸薄膜4。

实施例7：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为2000nm的透明导电掺氟的氧化锡(FTO)薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为200nm的Al薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为800nm的氧化钼(MoO_x)和有机材料4，4′，4″-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine(2-TNATA)，的共蒸薄膜4。

本发明在透明导电氧化物薄膜2上蒸镀一层金属薄膜3，其作用在于该层金属薄膜一方面能够使透明导电氧化物薄膜表面平整化，减少氧化物薄膜表面的尖端，避免器件出现短路现象；另一方面，该层金属薄膜能够提高氧化物薄膜的导电性，有助于空穴的注入；

在金属薄膜3上再蒸镀一层金属氧化物薄膜或金属氧化物和有机材料的掺杂层4，该层薄膜相当于空穴注入层，能够有效的提高空穴的注入效率，降低注入势垒，可以显著地提高器件的电流效率；

三明治阳极结构实际是一个半透膜，由于阴极采用全反射的Al膜，因此，整个OLED器件构成一个谐振腔，可以通过调节该三明治阳极的厚度，改变器件的有效腔长，来对整个谐振腔进行调节，从而提高器件的发光亮度和效率，以及发射光的色纯度。

Claims (5)

1.一种有机电致发光器件的三明治阳极结构，其特征在于：包括设置在玻璃基板1上的透明导电氧化物2以及设置在透明导电氧化物2上的金属薄膜3，在金属薄膜3上镀有一层金属氧化物薄膜或金属氧化物和有机材料的共蒸薄膜4。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的三明治阳极结构，其特征在于：所述的透明导电氧化物2为氧化铟锡、ZnO、AZO(Al:ZnO)、掺氟的氧化锡(FTO)中的一种。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的三明治阳极结构，其特征在于：所述的金属薄膜3采用Pt、Au、Ag或Al薄膜。

4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的三明治阳极结构，其特征在于：所述的金属氧化物薄膜为氧化钼(MoO_x)、氧化钨(WO₂)或五氧化二钒(V₂O₅)薄膜；所述的金属氧化物和有机材料的共蒸薄膜由一种有机材料和一种金属氧化物共同蒸镀而成，其中金属氧化物为氧化钼(MoO_x)、氧化钨(WO₂)或五氧化二钒(V₂O₅)，有机物为N，N′-双-(3-萘基)-N，N′-二苯基-[1，1′-二苯基]-4，4′-二胺(NPB)，(4，4′-N，N′-dicarbazole)biphenyl(CBP)，4，4′，4-tri(N-carbazolyl)triphe nylamine(TCTA)，4，4′，4″-Tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine(2-TNATA)，1，4，5，8，9，11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile(HAT-CN)中的一种。

5.一种有机电致发光器件的三明治阳极结构的制备方法，其特征在于：

1)首先，利用溅镀、化学气相沉积、喷雾高温分解、溶胶凝胶方法或脉冲激光沉积方法在透明的玻璃基板1上沉积一层厚度为10-2000nm的透明导电氧化物薄膜2；

2)其次，在透明导电氧化物薄膜2上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为10-200nm的金属薄膜3；

3)最后，在金属薄膜3上采用真空蒸镀的方法蒸镀一层厚度为50-800nm的金属氧化物或金属氧化物和有机物的掺杂层4。

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