CN102751443B - 有机电致发光装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机电致发光装置，包括依次层叠的不锈钢衬底层、平整层、阳极、发光层及阴极，其中，平整层为二氧化钛薄膜层。该有机电致发光装置采用二氧化钛薄膜层作为平整层，平整化效果较好，相对于传统的有机材料平整层，在后续装置的制程中，二氧化钛薄膜层不会因高温而破坏衬底层表面的平整度，并且较难产生针孔、尖刺等缺陷，因此该不锈钢衬底层的有机电致发光装置扰曲性能好、发光性能稳定且发光效率高。此外，本发明还涉及该有机电致发光装置的制作方法。

Description

有机电致发光装置及其制作方法

【技术领域】

本发明涉及电致发光器件制作领域，尤其涉及一种有机电致发光装置及其制作方法。

【背景技术】

有机电致发光(OrganicLightEmissionDiode，简称OLED)具有亮度高、材料选择范围宽、驱动电压低、全固化主动发光等特性，同时拥有高清晰、广视角，以及响应速度快等优势，符合信息时代移动通信和信息显示的发展趋势，以及绿色照明技术的要求，是目前国内外众多研究者的关注重点。

传统的OLED器件中，使用玻璃衬底制作的OLED器件不具备弯曲的特点，而且玻璃易碎，对发光器件的应用造成了影响。采用柔性材料作为衬底的OLED器件，比玻璃衬底的OLED具有更轻薄、更耐冲击的优点。并且柔性OLED的制备可以采用卷对卷方式生产，从而可以大幅地降低制造成本。传统的柔性显示衬底主要有超薄玻璃、聚合物薄膜、金属薄片等。

不锈钢薄片作为一种最常见的金属薄片，其加工可操作性能好，可承受高加工温度，最突出的性能是其水氧阻隔性能好、成本低廉且获取方便。但不锈钢薄片的表面比较粗糙，表面均方根粗糙度Ra一般在0.6μm以上，无法用于制作OLED器件。粗糙度达到0.02μm以下的不锈钢薄片才能应用于OLED器件。因此，为了达到更好的发光效果，需要对不锈钢薄片的表面进行平整化处理。传统的常用环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸树脂等有机材料作为平整层对不锈钢薄片的表面进行平整化处理，但有机材料不能再高温下使用，在热蒸镀或者溅射制备阳极的过程中，容易对有机材料的平整层产生破坏，从而破坏衬底的平整度，影响后续的OLED制程及器件的发光效果。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种有机电致发光装置。

一种有机电致发光装置，包括依次层叠的不锈钢衬底层、平整层、阳极、发光层及阴极，其中，平整层由二氧化钛薄膜形成。

优选的，二氧化钛薄膜层的厚度为0.1～2μm。

优选的，阳极为铝或银；电子注入层为氟化锂层；阴极为铝、金、银、钙、镁、镁铝合金或镁银合金中的至少一种。

优选的，阳极厚度为60～100nm；电子注入层厚度为0.8～1.2nm。

该有机电致发光装置采用二氧化钛薄膜作为平整层，平整化效果较好，相对于传统的有机材料平整层，在后续装置的制程中，二氧化钛薄膜不会因高温而破坏衬底层表面的平整度，并且较难产生针孔、尖刺等缺陷，因此该不锈钢衬底层的有机电致发光装置扰曲性能好、发光性能稳定且发光效率高。

此外，还有必要提供一种有机电致发光装置的制作方法。

一种上述有机电致发光装置的制作方法，包括如下步骤：

步骤一：制作或提供不锈钢衬底层；

步骤二：将含有钛的前躯体溶液涂布在不锈钢衬底层上，并加热烘干前躯体溶液，形成用于平整化不锈钢衬底层的平整层；

步骤三：在平整层上依次蒸镀阳极、发光层及阴极。

优选的，步骤一之后还包括预平整化步骤，所述预平整化步骤对所述不锈钢衬底层进行平面抛光处理使所述不锈钢衬底层的表面均方根粗糙度为10～20nm。

优选的，步骤二是采用旋涂的方法，将前躯体溶液在不锈钢衬底层上经过1～10次旋涂成膜，并在150～300摄氏度环境下加热0.5～2小时，形成二氧化钛薄膜。

优选的，前躯体溶液包括钛前驱体、溶剂、螯合剂及水解抑制剂，钛前驱体、溶剂、螯合剂及水解抑制剂的体积比为1∶(3～20)∶(0.1～0.5)∶(0.1～0.5)。

优选的，钛前驱体为含钛的醇盐；溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇及正丁醇中的至少一种；螯合剂为乙酰丙酮或乙酸乙酯；水解抑制剂为浓硝酸、冰醋酸、乙二胺及三乙醇胺中的至少一种。

优选的，含钛的醇盐为钛酸正丁酯、钛酸异丁酯、钛酸丙酯、钛酸异丙酯及钛酸乙酯中的至少一种。

该制作方法操作简单，对设备要求低，可以广泛推广应用。

【附图说明】

图1为一实施方式的有机电致发光装置的结构示意图；

图2为实施例1与对比例1的有机电致发光装置的电流-电压关系曲线图。

【具体实施方式】

下面主要结合附图及具体实施例对有机电致发光装置及其制作方法作进一步详细的说明。

如图1所示，一实施方式的有机电致发光装置100包括依次层叠的不锈钢衬底层101、平整层102、阳极103、空穴注入层104、空穴传输层105、发光层106、电子传输层107、电子注入层108及阴极109。

此外，在其他实施方式中，有机电致发光装置还可以只包括依次层叠的衬底层、平整层、阳极、发光层和阴极。

不锈钢衬底层101由不锈钢薄片制作。不锈钢薄片具有良好的加工可操作性能，可承受较高的加工温度，并且其水氧阻隔性能优良，成本低廉，可以广泛应用在有机电致发光领域。

本实施方式的平整层102为厚度在0.1～2μm之间的致密的二氧化钛薄膜。二氧化钛可以填充不锈钢薄片表面的凹处，从而在不锈钢薄片的表面形成平整化的平整层102。

本实施方式的阳极103可以选用厚度在60～100nm之间的铝膜或银膜。电子注入层108选用厚度在0.8～1.2nm之间的氟化锂。阴极109可以选用铝、金、银、钙、镁、镁铝合金或镁银合金中的至少一种。优选的，阴极109为Al/Ag层状阴极，其中Al层厚度为1nm，Ag层厚度20nm。

本实施方式的空穴注入层104、空穴传输层105、发光层106及电子传输层107等为本领域所常用的材料。

该有机电致发光装置100采用二氧化钛薄膜作为平整层102，平整化效果较好，相对于传统的有机材料平整层，在后续装置的制程中，二氧化钛薄膜不会因高温而破坏衬底层表面的平整度，并且较难产生针孔、尖刺等缺陷，因此该不锈钢衬底层的有机电致发光装置100扰曲性能好、发光性能稳定且发光效率高。

一种上述有机电致发光装置100的制作方法，包括如下步骤：

步骤S1：制作或提供不锈钢衬底层101。

优选的，在获得不锈钢衬底层101之后还包括对不锈钢衬底层101进行平面抛光处理使不锈钢衬底层101的表面均方根粗糙度降至10～20nm的预平整化步骤。

步骤S2：将含有钛的前躯体溶液涂布在不锈钢衬底层101上，并加热前躯体溶液，形成用于平整化不锈钢衬底层101的平整层102。

具体是采用旋涂的方法，将前躯体溶液在不锈钢衬底层101上经过1～10次旋涂成膜，并在150～300摄氏度环境下加热0.5～2小时，形成二氧化钛薄膜。

其中，前躯体溶液包括钛前驱体、溶剂、螯合剂及水解抑制剂，且钛前驱体、溶剂、螯合剂及水解抑制剂的体积比为1∶(3～20)∶(0.1～0.5)∶(0.1～0.5)。钛前驱体为含钛的醇盐；溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇及正丁醇中的至少一种；螯合剂为乙酰丙酮或乙酸乙酯；水解抑制剂为浓硝酸、冰醋酸、乙二胺及三乙醇胺中的至少一种。含钛的醇盐为钛酸正丁酯、钛酸异丁酯、钛酸丙酯、钛酸异丙酯及钛酸乙酯中的至少一种。

步骤S3：在平整层102上依次蒸镀阳极103、空穴注入层104、空穴传输层105、发光层106、电子传输层107、电子注入层108及阴极109。

该制作方法操作简单，对设备要求低，可以广泛推广应用。

以下为具体实施例及对比例部分：

以下所有实施例及对比例中，空穴注入层采用m-MTDATA，空穴传输层采用NPB，发光层采用C545T:Alq₃，电子传输层采用Alq₃，电子注入层采用LiF，上述各层厚度依次为30nm、60nm、20nm、40nm、1nm。

实施例1

将厚度为50微米的不锈钢薄片用平面抛光机抛光后，不锈钢衬底层的表面均方根粗糙度为10nm，将含有钛的前驱体溶液旋涂在不锈钢薄片表面，前驱体溶液的组成为钛酸正丁酯∶乙醇∶乙酰丙酮∶冰醋酸的体积比为1∶3∶0.1∶0.1；然后在150摄氏度下加热2小时，形成致密的二氧化钛薄膜；在真空度为5×10^-4Pa的镀膜系统中，在二氧化钛薄膜表面蒸镀厚度为60nm的Ag作为阳极；然后依次在上面蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及半透明的阴极，阴极的结构为Al/Ag层状阴极，其中Al层厚度为1nm，Ag层厚度20nm。

实施例2

将厚度为50微米的不锈钢薄片用平面抛光机抛光后，不锈钢衬底层的表面均方根粗糙度为20nm，将含有钛的前驱体溶液旋涂在不锈钢薄片表面，前驱体溶液的组成为钛酸丙酯∶正丁醇∶乙酰丙酮∶三乙醇胺的体积比为1∶10∶0.2∶0.2；然后在200摄氏度下加热1小时，形成致密的二氧化钛薄膜，继续在不锈钢薄膜表面旋涂前驱体溶液，旋涂完毕后继续在200度加热1小时，重复旋涂、加热的过程总共5次；然后在真空镀膜系统中，在二氧化钛薄膜的表面蒸镀厚度为100nm的Ag作为阳极；然后依次在上面蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及半透明的阴极，其中阴极为Al/Ag层状阴极，其中Al层厚度为1nm，Ag层厚度20nm。

实施例3

将厚度为50微米的不锈钢薄片用平面抛光机抛光后，不锈钢衬底层的表面均方根粗糙度为15nm，将含有钛的前驱体溶液旋涂在不锈钢薄片表面，前驱体溶液的组成为钛酸异丙酯∶异丙醇∶乙酸乙酯∶冰醋酸的体积比为1∶20∶0.5∶0.5，重复旋涂、加热的过程总共10次，然后在300摄氏度加热0.5小时，形成致密的二氧化钛薄膜；然后在真空镀膜系统中，在二氧化钛薄膜的表面蒸镀厚度为100nm的Al作为阳极；然后依次在上面蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及半透明的阴极，其中阴极为Al/Ag层状阴极，其中Al层厚度为1nm，Ag层厚度20nm。

实施例4

将厚度为50微米的不锈钢薄片用平面抛光机抛光后，不锈钢衬底层的表面均方根粗糙度为10nm，将含有钛的前驱体溶液旋涂在不锈钢薄片表面，前驱体溶液的组成为钛酸乙酯∶异丙醇∶乙酸乙酯∶冰醋酸的体积比为1∶10∶0.2∶0.2；然后在200摄氏度下加热2小时，形成致密的二氧化钛薄膜；在真空度为5×10^-4Pa的镀膜系统中，在二氧化钛薄膜表面蒸镀厚度为60nm的Ag作为阳极；然后依次在上面蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及半透明的阴极，阴极的结构为Al/Ag层状阴极，其中Al层厚度为1nm，Ag层厚度20nm。

对比例1

对比实施例2，在不锈钢薄片上，改用UV胶作为平整层，平整层的厚度为1微米，然后在平整层上，同实施例2，依次蒸镀发光装置的各有机功能层。实施例2和对比例1的有机电致发光装置的电流-电压关系曲线如图2所示。

从图2中得知，在不锈钢薄膜上覆盖有二氧化钛薄膜作为平整层制备的有机电致发光装置，相对于用UV胶作为平整层制作的装置，其载流子的注入效果明显要好于后者，进一步导致其发光效果要优于后者。这是由于二氧化钛薄膜在制作阳极的过程中不会被破坏，阳极的平整度高，不会产生针孔、尖刺等缺陷；而UV胶在高温下容易软化，同时会被高能粒子所破坏，因此会导致大量的缺陷，使载流子注入效果差。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种有机电致发光装置的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：制作或提供厚度为50μm的不锈钢衬底层；

步骤二：将含有钛的前躯体溶液涂布在所述不锈钢衬底层上，并加热烘干所述前躯体溶液，形成用于平整化所述不锈钢衬底层的平整层，其中，所述含有钛的前躯体溶液包括钛前驱体、溶剂、螯合剂及水解抑制剂，所述钛前驱体、溶剂、螯合剂及水解抑制剂的体积比为1:(3～20):(0.1～0.5):(0.1～0.5)，所述钛前驱体为含钛的醇盐，所述溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇及正丁醇中的至少一种；

步骤三：在所述平整层上依次蒸镀阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层及阴极。

2.如权利要求1所述的有机电致发光装置的制作方法，其特征在于，步骤一之后还包括预平整化步骤，所述预平整化步骤包括对所述不锈钢衬底层进行平面抛光处理使所述不锈钢衬底层的表面均方根粗糙度为10～20nm。

3.如权利要求2所述的有机电致发光装置的制作方法，其特征在于，所述步骤二是采用旋涂的方法，将所述前躯体溶液在所述不锈钢衬底层上经过1～10次旋涂成膜，并在150～300摄氏度环境下加热0.5～2小时，形成二氧化钛薄膜。

4.如权利要求1所述的有机电致发光装置的制作方法，其特征在于，所述螯合剂为乙酰丙酮或乙酸乙酯；所述水解抑制剂为浓硝酸、冰醋酸、乙二胺及三乙醇胺中的至少一种。

5.如权利要求1所述的有机电致发光装置的制作方法，其特征在于，所述含钛的醇盐为钛酸正丁酯、钛酸异丁酯、钛酸丙酯、钛酸异丙酯及钛酸乙酯中的至少一种。