CN102097601B - N型掺杂薄膜的有机发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明N型掺杂薄膜的有机发光二极管，涉及有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料和N型掺杂的有机电子受体材料组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管，由一层透明阳极、一层沉积在阳极上的有机空穴注入层、一层沉积在有机空穴注入层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的N型掺杂的有机电子注入层、一层沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层和一层沉积在有机电子传输层上的阴极组成。本发明提供了廉价和加工简单的双层N型掺杂薄膜结构，提高了有机发光二极管的电子电流和热稳定性，可应用于有机平板显示、固体照明、有机太阳能电池和有机场效应晶体管。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及有机发光二极管，具体地说是N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
背景技术
高性能的N型掺杂的有机电子传输材料是实现制备高功能的有机发光二级管的材料基础之一，具有非常重要的研究意义和应用价值。
目前应用广泛的典型N型掺杂有机传输材料是活泼金属掺杂4，7-二苯基-1，10-菲啰啉(Bphen)或2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10-菲啰啉(BCP)。以Bphen为例，这类N型复合材料的性能特点在于(1)能够和金属电极(包括金、银等高功函金属)在接触处形成很窄的空间电荷层，可显著增强电子隧穿注入，极大地提高电子注入效率；(2)电导率远远高于本征态的Bphen，能够显著降低传输过程中的电子损失。虽然活泼金属掺杂Bphen材料的电学性能优异，但是存在以下两个缺点：1、Bphen的玻璃化温度较低，为62℃，热稳定性差，这成为限制它实际应用的一个重要原因；2、在活泼金属掺杂Bphen薄膜的制备过程中，由于很难控制掺杂剂的蒸发速率，特别是厚度较大时更难，导致掺杂剂在母体材料中的分布不均匀，这会显著降低复合材料的电导率，升高器件的工作电压。因此，为进一步提高有机N型掺杂技术的实用性，一方面需要寻找热稳定好、能够和低功函材料形成良好N型掺杂体系的有机母体材料；另一方面需要设计新型掺杂结构来克服掺杂剂在母体材料中的分布不均匀这一问题。
近年来，由于有机电子受体材料具有热稳定性好、电子迁移率高和最低未占有分子轨道(LUMO)能级位置较低易于掺杂等特点，活泼金属掺杂的有机电子受体复合材料研究得到了一定的重视。J.Wuesten等人研究了Na:PTCDA中的电子传输过程，发现当Na的浓度为5％时掺杂薄膜的电导率可以达到1.33×10-3S/cm，比Cs:Bphen的电导率高出3个数量级；Y.Q.Zhang等人发现C60:LiF具有高导电性。可以看出，N型掺杂的有机电子受体复合材料已经表现出诱人的发展潜力。有机电子受体材料与Bphen材料的区别在于：①稳定性好，掺杂态的电导率高；②LUMO能级较低，电子需要通过掺杂剂才能注入到有机发光层中。因此，将N型掺杂的Bphen和N型掺杂的有机电子受体材料联合使用，可以克服上述缺陷问题。
CN101710610A公开了碱金属碳酸盐掺杂有机电子注入层的有机发光二极管，该专利只涉及单层N型掺杂薄膜，属于主动掺杂型，所提到的“电子传注入层”只包括那些具有较低LUMO轨道的有机材料(LUMO为最低未占有分子轨道的英文缩写)，如PTCDA、NTCDA等。这些材料经N型掺杂后，虽然具有非常好的电子传输能力，但是电子注入能力不够高。CN1874024披露了有机发光二极管，该专利只涉及单层N型掺杂薄膜，属于主动掺杂型，是目前国际上通用的N型掺杂技术。但是该专利所提到的“电子传输层”只包括那些具有较高LUMO轨道的有机材料，如BCP、Alq3等。这些材料经N型掺杂后，虽然仍旧具有很好的电子注入能力，但是电导率始终不够高。CN101194379报道了包含不超过两层不同有机材料的有机发光二极管，该专利只涉及单层N型掺杂薄膜，而且是在阴极的制备过程中形成的，属于被动掺杂，当第一有机材料(O1)层很厚时，掺杂效果不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料和N型掺杂的有机电子受体材料组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管，克服了现有的采用单一N型掺杂薄膜的有机发光二极管的电子注入性能和热稳定性较差，功率效率较低，以及生产成本较高的缺点。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料和N型掺杂的有机电子受体材料组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管，由一层透明阳极、一层沉积在阳极上的有机空穴注入层、一层沉积在有机空穴注入层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的N型掺杂的有机电子注入层、一层沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层和一层沉积在有机电子传输层上的阴极组成。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述透明阳极的材料是氧化铟锡导电薄膜、半透明的金或半透明的银。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述氧化铟锡导电薄膜的厚度为100nm，面电阻小于10欧姆/每4×4cm2方块。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述沉积在阳极上的有机空穴注入层的材料是酞菁铜或N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-4，4’-联苯二胺。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述沉积在有机空穴注入层上的有机空穴传输层的材料是N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-4，4’-联苯二胺或N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-联苯二胺。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述沉积在有机空穴传输层上的有机发光层的材料是三(8-羟基喹啉)铝(III)。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述沉积在有机发光层上的N型掺杂的有机电子注入层的材料是在2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10-菲啰啉中掺杂碳酸锂，2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10-菲啰啉中掺杂碳酸锂的重量比例范围为1∶0.01～1∶0.5。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层的材料是在苝四甲酸二酐中掺杂碳酸锂，苝四甲酸二酐中掺杂碳酸锂的重量比例范围为1∶0.01～1∶1；或所述沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层的材料是在萘四甲酸二酐中掺杂隐性结晶紫，萘四甲酸二酐中掺杂隐性结晶紫重量比例范围为1∶0.01～1∶1。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述沉积在有机电子传输层上的阴极的材料是银或铝。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述的材料均可以通过商购获得。
为了节省篇幅，列出以下化合物的英文缩写，并在下文中均用英文缩写表示相应的化合物。
酞菁铜：CuPc；N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-4，4’-联苯二胺：NPB；N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-联苯二胺：TPD；三(8-羟基喹啉)铝(III)：Alq3；2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10-菲啰啉：BCP；苝四甲酸二酐：PTCDA；萘四甲酸二酐：NTCDA；隐性结晶紫：LCV。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法，其步骤如下：
第一步，阳极衬底的处理
以氧化铟锡导电薄膜、半透明的金或半透明的银所覆盖的玻璃做为阳极衬底，将该阳极衬底裁成4×4cm2的小块，依次在盛有丙酮、乙醇和去离子水的超声波清洗器中清洗，用前述每种溶剂分别清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，再在紫外光-臭氧装置中处理10分钟，然后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4×10-4Pa；
第二步，在阳极衬底上沉积有机空穴注入层
采用热蒸发方式，在第一步处理过的阳极衬底上沉积CuPc薄膜或NPB薄膜作为有机空穴注入层，厚度为20nm，沉积速率为
第三步，在有机空穴注入层上沉积有机空穴传输层
采用热蒸发方式，在第二步沉积的有机空穴注入层上再沉积NPB薄膜或TPD薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为
第四步，在有机空穴传输层上沉积有机发光层
采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机空穴传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为50nm，沉积速率为
第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层
采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积在BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层，厚度为5nm，掺杂重量比为：BCP∶碳酸锂＝1∶0.01～1∶0.5；
第六步，在有机电子注入层上沉积有机电子传输层
采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机电子注入层上再沉积PTCDA中掺杂碳酸锂或NTCDA中掺杂隐性结晶紫的薄膜作为有机电子传输层，厚度为10nm，掺杂重量比为：PTCDA∶碳酸锂＝1∶0.01～1∶1，NTCDA∶隐性结晶紫＝1∶0.01～1∶1；
第七步，在有机电子传输层上沉积阴极
采用热蒸发方式，在第六步沉积的有机电子传输层上沉积银或铝薄膜作为阴极，厚度100nm，沉积速率为
由此，最终制得上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂有机传输材料BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层和N型掺杂的有机电子受体材料PTCDA中掺杂碳酸锂或NTCDA中掺杂隐性结晶紫的薄膜作为有机电子传输层组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法中，所涉及的设备、工艺均是本技术领域的技术人员所熟知的，所涉及的材料均是可以商购获得的。
本发明的有益效果是：
(1)本发明突出的实质性特点在于：
由于N型掺杂剂的蒸发速率不稳定，所以很难制备出一定厚度的、掺杂剂均匀分布的N型掺杂薄膜，特别是该层薄膜的厚度达到100nm以上时制备的难度更大，这是困扰单一单层掺杂薄膜结构的一个难题。在本发明中，创造性地将掺杂区域分为两个不同浓度的部分，在提高电子电流的前提下，能够很好的解决上述问题。因此，本发明具有突出的实质性特点。
(2)本发明的显著进步在于：
本发明的一种N型掺杂薄膜的有机发光二极管提供了一种廉价的和加工简单的双层N型掺杂薄膜结构，能够显著提高有机发光二极管的电子电流和热稳定性，可应用于有机平板显示和固体照明领域，还可以用于有机太阳能电池和有机场效应晶体管。这在下面的实施例中还有进一步的叙述。
附图说明
图1为本发明N型掺杂薄膜的有机发光二极管的结构示意图。
图2为本发明实施例1制得的N型掺杂薄膜的有机发光二极管与现有技术的单一掺杂薄膜结构的有机发光二极管的光电性能比较图。其中，图2a为电压-电流密度关系曲线图；图2b为电压-亮度关系曲线图。
图3为本发明实施例4制得的N型掺杂薄膜的有机发光二极管的光电性能图，其中，图3a为电压-电流密度关系曲线图；图3b为电压-亮度关系曲线图。
具体实施方式
图1所示实施例表明，本发明N型掺杂薄膜的有机发光二极管是由在衬底上的一层阳极i、一层沉积在阳极i上的有机空穴注入层ii、一层沉积在有机空穴注入层ii上的有机空穴传输层iii、一层沉积在有机空穴传输层iii上的有机发光层iv、一层沉积在有机发光层iv上的N型掺杂的有机电子注入层v，一层沉积在N型掺杂的有机电子注入层v上的N型掺杂的电子传输层vi和一层沉积在有机电子传输层上的阴极vii组成。
实施例1
制备结构为ITO/NPB厚度20nm/NPB厚度60nm/Alq3厚度45nm/BCP∶Li2CO3＝1∶0.25，厚度5nm/PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.5，厚度10nm/Al厚度100nm的有机发光二极管。
该有机发光二极管是由ITO阳极、一层沉积在ITO阳极上的厚度为20nm的NPB薄膜有机空穴注入层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴注入层上的厚度为60nm的NPB薄膜有机空穴传输层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴传输层上的厚度为45nm的Alq3薄膜有机发光层、一层沉积在Alq3薄膜有机发光层上的N型掺杂的BCP∶Li2CO3＝1∶0.25，厚度为5nm的有机电子注入层，一层沉积在N型掺杂的BCP∶Li2CO3有机电子注入层上的N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.5，厚度为10nm的有机电子传输层和一层沉积在N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3有机电子传输层上的Al阴极组成的N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
上述ITO为氧化铟锡导电薄膜覆盖的玻璃的简称。作为阳极衬底，氧化铟锡导电薄膜的厚度为100nm，面电阻小于10欧姆/每4×4cm2方块。本实施例的ITO是由南玻公司生产的。
上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法是：
第一步，阳极衬底的处理
以氧化铟锡导电薄膜的厚度为100nm、大小为4×4cm2的方块并面电阻小于10欧姆的ITO作为阳极衬底，将该阳极衬底先在盛有丙酮的超声波清洗器中清洗两次、再在盛有乙醇的超声波清洗器中清洗两次，最后在盛有去离子水的超声波清洗器中清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，然后在紫外光-臭氧装置中处理10分钟，之后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4×10-4Pa；
第二步，在阳极衬底上沉积有机空穴注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第一步处理过的阳极衬底上沉积NPB薄膜作为有机空穴注入层，厚度为20nm，沉积速率为
第三步，在有机空穴注入层上沉积有机空穴传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第二步沉积的有机空穴注入层上再沉积NPB薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为
第四步，在有机空穴传输层上沉积有机发光层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机空穴传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为45nm，沉积速率为
第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积在BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层，厚度为5nm，掺杂重量比为：BCP∶Li2CO3＝1∶0.25；
第六步，在有机电子注入层上沉积有机电子传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机电子注入层上再沉积在PTCDA中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子传输层，厚度为10nm，掺杂重量比为：PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.5。
第七步，在有机电子传输层上沉积阴极
采用热蒸发方式，在第六步沉积的有机电子传输层上沉积铝薄膜作为阴极，厚度为100nm，沉积速率为
由此，最终制得上述的N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料BCP中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子注入层和N型掺杂的有机电子受体材料PTCDA中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子传输层组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
对比实施例1
制备结构为ITO/NPB厚度20nm/NPB厚度60nm/Alq3厚度45nm/PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.5，厚度10nm/Al厚度100nm的有机发光二极管。
该有机发光二极管是由ITO阳极、一层沉积在ITO阳极上的厚度为20nm的NPB薄膜有机空穴注入层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴注入层上的厚度为60nm的NPB薄膜有机空穴传输层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴传输层上的厚度为50nm的Alq3薄膜有机发光层、一层沉积在Alq3薄膜有机发光层上的N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.5，厚度为10nm的有机电子传输层和一层沉积在N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3有机电子传输层上的Al阴极组成的N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
该N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法是：
除没有实施例1中的“第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层”之外，其他步骤工艺均同实施例1。
由此，最终制得上述的N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机电子受体材料PTCDA中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子传输层组成的单层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
设：实施例1所制得的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管为器件A，对比实施例1所制得的单层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管为器件B。
图2a中，三角曲线为器件A的电压-电流密度关系曲线，圆圈曲线为器件B的电压-电流密度关系曲线。
图2b中，三角曲线为器件A的电压-亮度关系曲线，圆圈曲线为器件B的电压-亮度关系曲线图。
从图2可以看出，当驱动电压小于5.4伏时，器件A的电流密度和亮度小于器件B，主要是因为PTCDA:Li2CO3电子注入和传输能力很强，具有一定的电子注入能力，而BCP:Li2CO3/PTCDA∶Li2CO3界面处存在着一定的电子传输能垒，所以器件A的性能要比器件B差。但是应当看到，当驱动电压小于5.4伏时，两个器件的亮度均小于2尼特，不具备实用水平。当驱动电压进一步升高时，由于PTCDA∶Li2CO3的电子注入能力非常有限，所以器件B的电流增长非常缓慢，但是BCP:Li2CO3/PTCDA:Li2CO3界面处的电子传输能垒随着电压的升高而降低，而且BCP:Li2CO3的电子注入能力很强，所以器件A的电流增长迅速，在10伏时达到155.9毫安每平方厘米，亮度达到5217尼特。由此可见，本发明所提供的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管具有高效率的电子注入功能，而且廉价。
实施例2
制备结构为在玻璃衬底上覆盖的一层半透明的金/CuPc厚度20nm/TPD厚度60nm/Alq3厚度45nm/BCP∶Li2CO3＝1∶0.01，厚度5nm/PTCDA∶Li2CO3＝1∶1，厚度10nm/Ag厚度100nm的有机发光二极管。
该有机发光二极管是由在玻璃衬底上覆盖的一层半透明的金的阳极、一层沉积在半透明的金的阳极上的厚度为20nm的CuPc薄膜有机空穴注入层、一层沉积在CuPc薄膜有机空穴注入层上的厚度为60nm的TPD薄膜有机空穴传输层、一层沉积在TPD薄膜有机空穴传输层上的厚度为45nm的Alq3薄膜有机发光层、一层沉积在Alq3薄膜有机发光层上的N型掺杂的BCP∶Li2CO3＝1∶0.01，厚度为5nm的有机电子注入层，一层沉积在N型掺杂的BCP∶Li2CO3有机电子注入层上的N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3＝1∶1，厚度为10nm的有机电子传输层和一层沉积在N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3有机电子传输层上的Ag阴极组成的N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
该N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法是：
第一步，半透明阳极衬底的制备
以大小为4×4cm2的透明玻璃作为衬底，将该衬底先在盛有丙酮的超声波清洗器中清洗两次、再在盛有乙醇的超声波清洗器中清洗两次，最后在盛有去离子水的超声波清洗器中清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，然后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4×10-4Pa，在玻璃衬底上沉积一层半透明的金；
第二步，在阳极衬底上沉积有机空穴注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第一步制备的阳极衬底上沉积CuPc薄膜作为有机空穴注入层，厚度为20nm，沉积速率为
第三步，在有机空穴注入层上沉积有机空穴传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第二步沉积的有机空穴注入层上再沉积TPD薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为
第四步，在有机空穴传输层上沉积有机发光层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机空穴传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为45nm，沉积速率为
第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积在BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层，厚度为5nm，掺杂重量比为：BCP∶Li2CO3＝1∶0.01；
第六步，在有机电子注入层上沉积有机电子传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机电子注入层上再沉积在PTCDA中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子传输层，厚度为10nm，掺杂重量比为：PTCDA∶Li2CO3＝1∶1。
第七步，在有机电子传输层上沉积阴极
采用热蒸发方式，在第六步沉积的有机电子传输层上沉积银薄膜作为阴极，厚度为100nm，沉积速率为由此，最终制得上述的N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料BCP中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子注入层和N型掺杂的有机电子受体材料PTCDA中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子传输层组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
实施例3
制备结构为在玻璃衬底上覆盖的一层半透明的银/NPB厚度20nm/NPB厚度60nm/Alq3厚度45nm/BCP∶Li2CO3＝1∶0.5，厚度5nm/PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.01，厚度10nm/Al厚度100nm的有机发光二极管。
该有机发光二极管是由在玻璃衬底上覆盖的一层半透明的银的阳极、一层沉积在半透明的银的阳极上的厚度为20nm的NPB薄膜有机空穴注入层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴注入层上的厚度为60nm的NPB薄膜有机空穴传输层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴传输层上的厚度为45nm的Alq3薄膜有机发光层、一层沉积在Alq3薄膜有机发光层上的N型掺杂的BCP∶Li2CO3＝1∶0.5，厚度为5nm的有机电子注入层，一层沉积在N型掺杂的BCP∶Li2CO3有机电子注入层上的N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.01，厚度为10nm的有机电子传输层和一层沉积在N型掺杂的PTCDA∶Li2CO3有机电子传输层上的Al阴极组成的N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
该N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法是：
第一步，半透明阳极衬底的制备
以大小为4×4cm2的透明玻璃作为衬底，将该衬底先在盛有丙酮的超声波清洗器中清洗两次、再在盛有乙醇的超声波清洗器中清洗两次，最后在盛有去离子水的超声波清洗器中清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，然后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4×10-4Pa，在玻璃衬底上沉积一层半透明的银；
第二步，在阳极衬底上沉积有机空穴注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第一步制备的阳极衬底上沉积NPB薄膜作为有机空穴注入层，厚度为20nm，沉积速率为
第三步，在有机空穴注入层上沉积有机空穴传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第二步沉积的有机空穴注入层上再沉积NPB薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为
第四步，在有机空穴传输层上沉积有机发光层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机空穴传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为45nm，沉积速率为
第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积在BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层，厚度为5nm，掺杂重量比为：BCP∶Li2CO3＝1∶0.5；
第六步，在有机电子注入层上沉积有机电子传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机电子注入层上再沉积在PTCDA中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子传输层，厚度为10nm，掺杂重量比为：PTCDA∶Li2CO3＝1∶0.01。
第七步，在有机电子传输层上沉积阴极
采用热蒸发方式，在第六步沉积的有机电子传输层上沉积铝薄膜作为阴极，厚度为100nm，沉积速率为
由此，最终制得上述的N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料BCP中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子注入层和N型掺杂的有机电子受体材料PTCDA中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子传输层组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
实施例4
制备结构为ITO/NPB厚度20nm/NPB厚度60nm/Alq3厚度50nm/BCP∶Li2CO3＝1∶0.125，厚度5nm/NTCDA∶LCV＝1∶0.167，厚度5nm/Al的有机发光二极管。
该有机发光二极管是由ITO阳极、一层沉积在ITO阳极上的厚度为20nm的NPB薄膜有机空穴注入层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴注入层上的厚度为60nm的NPB薄膜有机空穴传输层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴传输层上的厚度为50nm的Alq3薄膜有机发光层、一层沉积在Alq3薄膜有机发光层上的N型掺杂的BCP∶Li2CO3＝1∶0.125，厚度为5nm的有机电子注入层，一层沉积在N型掺杂的BCP:Li2CO3有机电子注入层上的N型掺杂的NTCDA∶LCV＝1∶0.167，厚度为5nm的有机电子传输层和一层沉积在N型掺杂的NTCDA:LCV有机电子传输层上的Al阴极组成的N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
该N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法是：
第一步，阳极衬底的处理
以厚度为100nm、大小为4×4cm2的方块并面电阻小于10欧姆的ITO做为阳极衬底，将该阳极衬底先在盛有丙酮的超声波清洗器中清洗两次、再在盛有乙醇的超声波清洗器中清洗两次，最后在盛有去离子水的超声波清洗器中清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，然后在紫外光-臭氧装置中处理10分钟，之后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4×10-4Pa；
第二步，在阳极衬底上沉积有机空穴注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第一步处理过的阳极衬底上沉积NPB薄膜作为有机空穴注入层，厚度为20nm，沉积速率为
第三步，在有机空穴注入层上沉积有机空穴传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第二步沉积的有机空穴注入层上再沉积NPB薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为
第四步，在有机空穴传输层上沉积有机发光层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机空穴传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为50nm，沉积速率为
第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积在BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层，厚度为5nm，掺杂重量比为：BCP∶Li2CO3＝1∶0.125；
第六步，在有机电子注入层上沉积有机电子传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机电子注入层上再沉积在NTCDA中掺杂LCV的薄膜作为有机电子传输层，厚度为5nm，掺杂重量比为：NTCDA∶LCV＝1∶0.167。
第七步，在有机电子传输层上沉积阴极
采用热蒸发方式，在第六步沉积的有机电子传输层上沉积铝薄膜作为阴极，厚度为100nm，沉积速率为
由此，最终制得上述的N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料BCP中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子注入层和N型掺杂的有机电子受体材料NTCDA中掺杂LCV的薄膜作为有机电子传输层组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
图3给出了本实施例所制得的N型掺杂薄膜的有机发光二极管的光电性能。其中，图3a为电压-电流密度关系曲线图，说明该器件在10伏时的电流密度是231.9毫安每平方厘米；图3b为电压-亮度关系曲线图，说明该器件在10伏时的亮度达到6631尼特。因此，本实施例所制得的N型掺杂薄膜的有机发光二极管BCP∶Li2CO3/NTCDA∶LCV也具有高效率的电子注入功能，而且廉价。
实施例5
制备结构为ITO/NPB厚度20nm/NPB厚度60nm/Alq3厚度50nm/BCP∶Li2CO3＝1∶0.01，厚度5nm/NTCDA∶LCV＝1∶1，厚度5nm/Al的有机发光二极管。
该有机发光二极管是由ITO阳极、一层沉积在ITO阳极上的厚度为20nm的NPB薄膜有机空穴注入层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴注入层上的厚度为60nm的NPB薄膜有机空穴传输层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴传输层上的厚度为50nm的Alq3薄膜有机发光层、一层沉积在Alq3薄膜有机发光层上的N型掺杂的BCP∶Li2CO3＝1∶0.01，厚度为5nm的有机电子注入层，一层沉积在N型掺杂的BCP∶Li2CO3有机电子注入层上的N型掺杂的NTCDA∶LCV＝1∶1，厚度为5nm的有机电子传输层和一层沉积在N型掺杂的NTCDA∶LCV有机电子传输层上的Al阴极组成的N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
该N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法是：
第一步，阳极衬底的处理
以厚度为100nm、大小为4×4cm2的方块并面电阻小于10欧姆的ITO做为阳极衬底，将该阳极衬底先在盛有丙酮的超声波清洗器中清洗两次、再在盛有乙醇的超声波清洗器中清洗两次，最后在盛有去离子水的超声波清洗器中清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，然后在紫外光-臭氧装置中处理10分钟，之后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4×10-4Pa；
第二步，在阳极衬底上沉积有机空穴注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第一步处理过的阳极衬底上沉积NPB薄膜作为有机空穴注入层，厚度为20nm，沉积速率为
第三步，在有机空穴注入层上沉积有机空穴传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第二步沉积的有机空穴注入层上再沉积NPB薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为
第四步，在有机空穴传输层上沉积有机发光层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机空穴传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为50nm，沉积速率为
第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积在BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层，厚度为5nm，掺杂重量比为：BCP∶Li2CO3＝1∶0.01；
第六步，在有机电子注入层上沉积有机电子传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机电子注入层上再沉积在NTCDA中掺杂LCV的薄膜作为有机电子传输层，厚度为5nm，掺杂重量比为：NTCDA∶LCV＝1∶1。
第七步，在有机电子传输层上沉积阴极
采用热蒸发方式，在第六步沉积的有机电子传输层上沉积铝薄膜作为阴极，厚度为100nm，沉积速率为
由此，最终制得上述的N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料BCP中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子注入层和N型掺杂的有机电子受体材料NTCDA中掺杂LCV的薄膜作为有机电子传输层组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
实施例6
制备结构为ITO/NPB厚度20nm/NPB厚度60nm/Alq3厚度50nm/BCP∶Li2CO3＝1∶1，厚度5nm/NTCDA∶LCV＝1∶0.01，厚度5nm/Al的有机发光二极管。
该有机发光二极管是由ITO阳极、一层沉积在ITO阳极上的厚度为20nm的NPB薄膜有机空穴注入层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴注入层上的厚度为60nm的NPB薄膜有机空穴传输层、一层沉积在NPB薄膜有机空穴传输层上的厚度为50nm的Alq3薄膜有机发光层、一层沉积在Alq3薄膜有机发光层上的N型掺杂的BCP∶Li2CO3＝1∶1，厚度为5nm的有机电子注入层，一层沉积在N型掺杂的BCP∶Li2CO3有机电子注入层上的N型掺杂的NTCDA∶LCV＝1∶0.01，厚度为5nm的有机电子传输层和一层沉积在N型掺杂的NTCDA∶LCV有机电子传输层上的Al阴极组成的N型掺杂薄膜的有机发光二极管。
该N型掺杂薄膜的有机发光二极管的制备方法是：
第一步，阳极衬底的处理
以厚度为100nm、大小为4×4cm2的方块并面电阻小于10欧姆的ITO做为阳极衬底，将该阳极衬底先在盛有丙酮的超声波清洗器中清洗两次、再在盛有乙醇的超声波清洗器中清洗两次，最后在盛有去离子水的超声波清洗器中清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，然后在紫外光-臭氧装置中处理10分钟，之后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4×10-4Pa；
第二步，在阳极衬底上沉积有机空穴注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第一步处理过的阳极衬底上沉积NPB薄膜作为有机空穴注入层，厚度为20nm，沉积速率为
第三步，在有机空穴注入层上沉积有机空穴传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第二步沉积的有机空穴注入层上再沉积NPB薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为
第四步，在有机空穴传输层上沉积有机发光层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机空穴传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为50nm，沉积速率为
第五步，在有机发光层上沉积有机电子注入层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积在BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子注入层，厚度为5nm，掺杂重量比为：BCP∶Li2CO3＝1∶1；
第六步，在有机电子注入层上沉积有机电子传输层
在上述蒸空镀膜机中，采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机电子注入层上再沉积在NTCDA中掺杂LCV的薄膜作为有机电子传输层，厚度为5nm，掺杂重量比为：NTCDA∶LCV＝1∶0.01。
第七步，在有机电子传输层上沉积阴极
采用热蒸发方式，在第六步沉积的有机电子传输层上沉积铝薄膜作为阴极，厚度为100nm，沉积速率为
由此，最终制得上述的N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料BCP中掺杂Li2CO3的薄膜作为有机电子注入层和N型掺杂的有机电子受体材料NTCDA中掺杂LCV的薄膜作为有机电子传输层组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管。
上述所有实施例中，所涉及的设备、工艺均是本技术领域的技术人员所熟知的，所涉及的材料均是可以商购获得的。
Claims (9)
1.N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：是一种具有N型掺杂的有机传输材料和N型掺杂的有机电子受体材料组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管，由一层透明阳极、一层沉积在阳极上的有机空穴注入层、一层沉积在有机空穴注入层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的N型掺杂的有机电子注入层、一层沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层和一层沉积在有机电子传输层上的阴极组成。
2.根据权利要求1所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述透明阳极的材料是氧化铟锡导电薄膜、半透明的金或半透明的银。
3.根据权利要求2所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述氧化铟锡导电薄膜的厚度为100nm，面电阻小于10欧姆/4×4cm2方块。
4.根据权利要求1所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述沉积在阳极上的有机空穴注入层的材料是酞菁铜或N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-4，4’-联苯二胺。
5.根据权利要求1所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述沉积在有机空穴注入层上的有机空穴传输层的材料是N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-4，4’-联苯二胺或N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-联苯二胺。
6.根据权利要求1所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述沉积在有机空穴传输层上的有机发光层的材料是三(8-羟基喹啉)铝(III)。
7.根据权利要求1所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述沉积在有机发光层上的N型掺杂的有机电子注入层的材料是在2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10-菲啰啉中掺杂碳酸锂，2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10-菲啰啉中掺杂碳酸锂的重量比例范围为1∶0.01～1∶0.5。
8.根据权利要求1所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层的材料是在苝四甲酸二酐中掺杂碳酸锂，苝四甲酸二酐中掺杂碳酸锂的重量比例范围为1∶0.01～1∶1；或所述沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层的材料是在萘四甲酸二酐中掺杂隐性结晶紫，萘四甲酸二酐中掺杂隐性结晶紫重量比例范围为1∶0.01～1∶1。
9.根据权利要求1所述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，其特征在于：所述沉积在有机电子传输层上的阴极的材料是银或铝。
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