CN102157659A - 一种全湿法制备的聚合物pled器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全湿法制备的聚合物PLED器件及其制备方法，涉及一种电致发光器件，又称发光二极管。该器件是在上电极层(6)和下电极层(2)之间的载流子注入层及聚合物发光层。所述的上电极层(6)的材料为PEDOT:PSS，它是采用旋涂、滴涂或丝网印刷成膜的方法制备，替代常规器件中上电极层，这种全湿法制备聚合物PLED器件的制备工艺，不再需要真空蒸镀工艺，工艺简化，降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电致发光器件，又称发光二极管。
背景技术
发光二极管是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。无机半导体材料是制备发光二极管的传统材料。无机半导体LED技术发展，发光效率，颜色，寿命等性能不断提高，成为信息、信号显示以及照明等应用领域的一项重要技术。近年来，人们又发现一类新型半导体材料，这就是有机小分子和聚合物材料。用有机小分子和聚合物代替无机半导体材料制备的发光二极管被分别称为OLED和PLED。基于有机小分子的OLED器件一般通过真空热蒸发的方法制备有机小分子膜层，进而完成整个器件的制备。而聚合物PLED器件中的聚合物功能层一般通过旋涂、滴涂、喷墨、丝网印刷等溶液湿法成膜。
聚合物发光二极管在结构上是夹层结构，即在两个平面电极薄膜之间夹制一层或多层聚合物功能层而形成。典型的聚合物PLED器件结构，如钟志有，是度芳，尹盛，刘陈，张五星等，聚合物发光器件的旋涂膜厚模型研究，《半导体光电》2004年第25卷第3期，191页及Yunhua Xu，Junbiao Peng，Yueqi Mo，Qiong Hou，and Yong Cao，Efficient polymer white-light-emitting diodes，Appl.Phys.Lett.86，163502(2005)所公开的结构为ITO电极、金属电极以及二者之间的聚合物薄膜构成的夹层结构，两电极之间的聚合物功能层可以是一层或多层聚合物薄膜，也可以是聚合物和其他小分子发光材料的共混层。在器件制备过程中，镀有ITO导电薄膜的玻璃衬底或塑料衬底是已经规模化的产品，在市场上可以直接买到；ITO上面的聚合物功能层可以采用溶液旋涂、喷墨、丝网印刷等湿法制备；聚合物功能层上面的Al等金属电极薄膜则需要采用真空热蒸镀的方法完成。真空蒸镀金属电极需要高真空度的真空设备。相比而言，溶液旋涂、滴涂等湿法则更为简便，节省设备和工艺成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：采用可由滴膜方法成膜的高电导聚合物PEDOT:PSS层替代常规器件中上电极层，因而简化了聚合物PLED器件的制备工艺。
本发明的技术方案是：
一种全湿法制备的聚合物PLED器件，该器件包括，上下两个电极层及其之间的载流子注入层及聚合物发光层，其上电极层的材料为PEDOT:PSS。
一种全湿法制备聚合物PLED器件的制备方法，该方法制备方法包括：在清洗后的下电极层ITO或FTO上，依次旋涂、滴涂或丝网印刷电子注入层、聚合物发光层、上电极。
在所述的聚合物发光层上，采用旋涂、滴涂或丝网印刷PEDOT:PSS形成上电极。
PEDOT:PSS是导电聚合物聚3，4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸的简称。PEDOT:PSS是一种稳定、易加工，透光性好的导电聚合物，在有机光电子领域，特别是在有机太阳能电池和有机发光二极管领域有广泛的应用。导电聚合物，可以通过旋涂、滴涂等方法成膜。通常用在ITO电极层上的阳极修饰层，用于增强器件的空穴注入性能。
本发明的有益效果是：
在沉积有ITO或FTO的导电薄膜的衬底上，通过湿法制备聚合物功能层后，不再蒸镀金属电极，而是采用由湿法制备的导电聚合物电极层。这样简化聚合物PLED器件的制备方法，在沉积有ITO或FTO的衬底上可以全部采用溶液湿法制备完成整个器件，不再需要真空蒸镀工艺，全部通过溶液湿法就可以完成，工艺简化，有利于降低制造成本。
附图说明
图1一种全湿法制备的聚合物PLED器件的结构。
图2一种全湿法制备的聚合物PLED器件在驱动电压下的发光情形。
具体实施方式
实施方式一
一种全湿法制备的聚合物PLED器件，该器件包括：依次在透明衬底1上的下电极层2上，依次旋涂、滴涂、喷墨或丝网印刷电子注入层3、聚合物发光层4、空穴注入层5、上电极6。所述的上电极层6为阳极，所述的下电极层2为阴极，如图1。
下电极层2的材料为ITO导电薄膜。
电子注入层3的材料为Cs2CO3，其厚度为5nm。
聚合物发光层4的材料为MEH-PPV，其厚度为80nm。
空穴注入层5的材料为MoO3，其厚度为20nm。
上电极层6的材料为PEDOT:PSS，其厚度为0.01微米，采用旋涂方法制备。
实施方式二
实施方式二与实施方式一的区别为：
下电极层2的材料为FTO.
电子注入层3的材料为PEO，其厚度为30nm。
聚合物发光层4的材料为PFO，其厚度为80nm。
空穴注入层5的材料为V2O5，其厚度为20nm。
上电极层6的材料为PEDOT:PSS，其厚度为1微米，采用滴涂方法制备。
实施方式三
一种全湿法制备的聚合物PLED器件，该器件包括：依次在透明衬底1上的下电极层2上，依次旋涂、滴涂或丝网印刷电子注入层3、聚合物发光层4、上电极6。所述的上电极层6为阳极，所述的下电极层2为阴极。
下电极层2的材料为FTO导电薄膜。
电子注入层3的材料为Cs2CO3和TiO2的复合层，其厚度为30nm。
聚合物发光层4的材料为F8BT，其厚度为80nm。
上电极层6的材料为PEDOT:PSS，其厚度为10微米，采用丝网印刷方法制备。
实施方式四
一种全湿法制备的聚合物PLED器件，该器件包括在透明衬底1为玻璃的下电极层2上，依次旋涂、滴涂或丝网印刷电子注入层3、聚合物发光层4、上电极6。所述的上电极层6为阳极，所述的下电极层2为阴极。
下电极层2的材料为ITO导电薄膜。
电子注入层3的材料为Cs2CO3和ZnO的复合层，其厚度为30nm。
聚合物发光层4的材料为F8BT，其厚度为70nm。
上电极层6的材料为PEDOT:PSS，其厚度为2微米，采用喷墨方法制备。
实施方式五
一种全湿法制备的聚合物PLED器件，该器件的制备方法包括：
步骤一，在下电极2的ITO薄膜上，通过以7000rpm转速旋涂溶液浓度是2mg/ml的Cs2CO3溶液，Cs2CO3厚度5nm，在真空烤箱内经过175℃，10分钟的热处理后，形成约5nm厚的Cs2CO3薄膜。
步骤二，在电子注入层3的Cs2CO3薄膜上，通过以2000rpm的速度旋涂溶液浓度是6mg/ml的聚合物发光层4的MEH-PPV，在真空烤箱内经过120℃，2小时的热处理后，形成厚度80nm的薄膜。
步骤三，在步骤二制备的聚合物发光层4上，滴涂PEDOT:PSS，在150℃真空烤箱中退火半个小时，形成厚度为1微米的薄膜。
导电聚合物聚PEDOT:PSS采用的是H.C.Starck公司的产品，型号为PH750，使用之前用0.45微米的滤网过滤，然后掺入与PH750的重量比为6％的二甲基亚砜，以及16％的异丙醇。
Claims (10)
1.一种全湿法制备的聚合物PLED器件，该器件包括，上电极层(6)和下电极层(2)及其之间的载流子注入层及聚合物发光层，其特征在于：上电极层(6)的材料为PEDOT:PSS。
2.根据权利要求1所述的一种全湿法制备的聚合物PLED器件，其特征在于：上电极层(6)的厚度为0.01～10微米。
3.根据权利要求1所述的一种全湿法制备的聚合物PLED器件，其特征在于：所述的上电极层(6)为阳极，所述的下电极层(2)为阴极。
4.根据权利要求1所述的一种全湿法制备的聚合物PLED器件，其特征在于：所述的下电极层(2)上依次为电子注入层(3)、聚合物发光层(4)、空穴注入层(5)、上电极(6)；
5.根据权利要求4所述的一种全湿法制备的聚合物PLED器件，其特征在于：所述的电子注入层(3)包括，Cs2CO3、PEO、ZnO、TiO2、Cs2CO3和PEO的复合层、Cs2CO3和ZnO的复合层或Cs2CO3和TiO2的复合层；
所述的空穴注入层(5)包括，MoO3、V2O5。
6.根据权利要求1所述的一种全湿法制备的聚合物PLED器件，其特征在于：所述的下电极层(2)上依次为电子注入层(3)、聚合物发光层(4)、上电极(6)。
7.根据权利要求1所述的一种全湿法制备的聚合物PLED器件，其特征在于：所述的下电极层(2)上依次为聚合物发光层(4)、上电极(6)。
8.根据权利要求1所述的一种全湿法制备的聚合物PLED器件，其特征在于：所述的聚合物发光层的材料为MEH-PPV、F8BT或PFO。
9.一种全湿法制备聚合物PLED器件的制备方法，该制备方法包括：在清洗后的下电极层(2)上，依次旋涂、滴涂或丝网印刷电子注入层(3)、聚合物发光层(4)、空穴注入层(5)、上电极(6)；
其特征在于：在空穴注入层上(5)上，采用旋涂、滴涂或丝网印刷PEDOT:PSS形成上电极(6)。
10.一种全湿法制备聚合物PLED器件的制备方法，该制备方法包括：在清洗后的下电极层(2)ITO或FTO上，依次旋涂、滴涂或丝网印刷电子注入层(3)、聚合物发光层(4)、上电极(6)；
其特征在于：在聚合物发光层(4)上，采用旋涂、滴涂或丝网印刷PEDOT:PSS形成上电极(6)。
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