CN104600210A - P型掺杂薄膜、及其制备方法、有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种P型掺杂薄膜及其制备方法,包括如下步骤:真空蒸镀主体材料在衬底表面形成第一主体层;将P型掺杂剂溶液旋涂到第一主体层上,干燥后形成P型掺杂层;真空蒸镀主体材料在P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品;对P型掺杂薄膜半成品进行加热处理,得到P型掺杂薄膜。这种P型掺杂薄膜的制备方法,通过制备第一主体层、P型掺杂剂层和第二主体层的夹层结构,通过热处理使得掺杂剂渗透进入主体材料中,形成P型掺杂薄膜。这种P型掺杂薄膜的制备方法适合制备性能稳定的低浓度掺杂的P型掺杂薄膜。本发明还提供一种有机电致发光器件及其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机光电材料制作领域,尤其涉及一种P型掺杂薄膜及其制备方法。本发明还涉及一种空穴传输层的材质使用P型掺杂薄膜的有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
以有机材料为主体形成的掺杂薄膜广泛应用于各种光电子设备,如太阳能电池,有机电致发光器件。典型的在有机电致发光器件(OLED)中,空穴传输层通常为P型掺杂薄膜,例如F4-TCNQ掺杂在TPD中形成的P型掺杂薄膜作为空穴传输层,通过P型掺杂可以提高空穴的注入效率和传输效率,从而提高有机电致发光器件的性能。
传统的P型掺杂薄膜通常采用真空蒸镀、双源共蒸的方法制备成膜,将两个材料置于独立的蒸发源中,通过加热使其蒸发,并用石英晶振探头监控蒸发速度,以形成不同掺杂比例的薄膜。
但是传统的P型掺杂薄膜由于通常采用低浓度的掺杂,例如通常F4-TCNQ掺杂在TPD中,掺杂浓度只有2%左右,甚至一些达到1%以下,如此低的掺杂浓度,在真空镀膜操作时,其蒸发速度的控制需要比较精确。例如F4-TCNQ与TPD的质量比为1:100时,采用双源共蒸时,TPD的蒸发速度通常为1nm/s。而F4-TCNQ的蒸发速度要达到0.01nm/s。然而实际上,目前鲜有能达到如此高精度的监控设备,因此在实际制备过程中,这种低浓度掺杂的P型掺杂薄膜的性能是不稳定的。
因此,传统的采用真空蒸镀、双源共蒸的方法制备得到的低浓度掺杂的P型掺杂薄膜,存在着性能不稳定的问题。
发明内容
基于此,有必要提供一种能够制备性能稳定的低浓度掺杂的P型掺杂薄膜的P型掺杂薄膜的制备方法。
此外,还有必要提供至少一种采用上述P型掺杂薄膜的制备方法的有机电致发光器件的制备方法。
一种P型掺杂薄膜的制备方法,包括如下步骤:
提供衬底;
在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在所述衬底表面形成第一主体层;
提供P型掺杂剂溶液,并且将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥,得到形成于所述第一主体层上的P型掺杂层;
在真空镀膜系统中,真空蒸镀所述主体材料在所述P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品;
将所述P型掺杂薄膜半成品在所述保护气体氛围下,升温至所述主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温,得到P型掺杂薄膜;其中,所述主体材料为N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯;所述P型掺杂剂溶液的溶质为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷、1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌或2,2'-(2,5-二氰基-3,6-二氟环己烷-2,5-二烯-1,4-二亚基)二丙二腈,所述P型掺杂剂溶液的溶剂为二氯甲烷,甲苯,三氯甲烷或四氢呋喃。
在一个实施例中,所述衬底为ITO导电基板,所述ITO导电基板包括基板和ITO层,所述第一主体层与所述ITO层直接接触。
在一个实施例中,所述第一主体层的厚度为10nm~30nm,所述第二主体层的厚度为5nm~10nm,所述第一主体层和所述第二主体层的材料相同。
在一个实施例中,在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在所述衬底表面形成第一主体层的操作中,所述真空镀膜系统的真空度为1×10-5Pa~1×10-3Pa,所述主体材料的蒸发速率为0.1nm/s~1nm/s,所述主体材料为空穴传输材料。
在一个实施例中,所述P型掺杂剂溶液的溶质为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷、1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌或2,2'-(2,5-二氰基-3,6-二氟环己烷-2,5-二烯-1,4-二亚基)二丙二腈,所述P型掺杂剂溶液的溶剂为二氯甲烷,甲苯,三氯甲烷或四氢呋喃。
在一个实施例中,将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥的操作中,旋涂的转速为3000rpm/min~6000rpm/min,旋涂的时间为5s~20s,所述P型掺杂剂溶液的浓度为2mol/L~10mol/L。
在一个实施例中,将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥的操作中,保护气体氛围为氮气氛围,干燥为80℃~120℃干燥0.5h~2h。
在一个实施例中,在真空镀膜系统中,真空蒸镀所述主体材料在所述P型掺杂层上形成第二主体层的操作中,所述真空镀中膜系统的真空度为1×10-5Pa~1×10-3Pa,所述主体材料的蒸发速率为0.1nm/s~1nm/s,所述主体材料为空穴传输材料。
在一个实施例中,将所述P型掺杂薄膜半成品在所述保护气体氛围下,升温至所述主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温的操作中,所述主体材料的玻璃化转变温度为80℃~120℃,升温的速率为5℃/min~10℃/min,降温的速率为5℃/min~10℃/min。
本发明还提供一种采用上述方法制得的P型掺杂薄膜。
本发明还提供一种有机电致发光器件,其空穴传输层的材质为P型掺杂薄膜。
一种有机电致发光器件的制备方法,包括如下步骤:
提供阳极基底,所述阳极基底包括基板和沉积在所述基板表面的阳极;
在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在所述阳极表面形成第一主体层,提供P型掺杂剂溶液,并且将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥,得到形成于所述第一主体层上的P型掺杂层,在真空镀膜系统中,真空蒸镀所述主体材料在所述P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品,将所述P型掺杂薄膜半成品在所述保护气体氛围下,升温至所述主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温,得到P型掺杂薄膜,所述P型掺杂薄膜即为形成于所述阳极表面的空穴传输层;其中,所述主体材料为N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯;所述P型掺杂剂溶液的溶质为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷、1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌或2,2'-(2,5-二氰基-3,6-二氟环己烷-2,5-二烯-1,4-二亚基)二丙二腈,所述P型掺杂剂溶液的溶剂为二氯甲烷,甲苯,三氯甲烷或四氢呋喃;
在所述空穴传输层上依次形成发光层、电子传输层和阴极。
这种P型掺杂薄膜的制备方法,通过制备第一主体层、P型掺杂剂层和第二主体层的夹层结构,然后通过热处理使得掺杂剂渗透进入主体材料中,形成P型掺杂薄膜。相对于传统的P型掺杂薄膜的制备方法,这种P型掺杂薄膜的制备方法适合制备低浓度掺杂的P型掺杂薄膜,并且制得的低浓度掺杂的P型掺杂薄膜的性能稳定。
附图说明
图1为一实施方式的P型掺杂薄膜的制备方法的流程图;
图2为一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示的一实施方式的P型掺杂薄膜的制备方法,包括如下步骤:
S11、提供衬底。
衬底可以为ITO导电基板,ITO导电基板包括基板和ITO层。
S13、在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在S11得到的衬底表面形成第一主体层。
第一主体层与ITO层直接接触。
第一主体层的厚度为10nm~30nm。
S13中,真空镀膜系统的真空度为1×10-5Pa~1×10-3Pa,主体材料的蒸发速率为0.1nm/s~1nm/s,主体材料为空穴传输材料。
具体来说,空穴传输材料可以为N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)、4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯(MeO-TPD)。
S15、提供P型掺杂剂溶液,并且将P型掺杂剂溶液旋涂到第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥,得到形成于第一主体层上的P型掺杂层。
P型掺杂剂溶液的溶质为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷(F4-TCNQ)、1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌(F6-TNAP)或2,2'-(2,5-二氰基-3,6-二氟环己烷-2,5-二烯-1,4-二亚基)二丙二腈(F2-HCNQ),P型掺杂剂溶液的溶剂为二氯甲烷,甲苯,三氯甲烷或四氢呋喃。
P型掺杂剂溶液的浓度可以为2mol/L~10mol/L。
将P型掺杂剂溶液旋涂到第一主体层上的操作中,旋涂的转速为3000rpm/min~6000rpm/min,旋涂的时间为5s~20s。
在保护气体氛围下干燥的操作中,保护气体氛围为氮气氛围,干燥为80℃~120℃干燥0.5h~2h。
S17、在真空镀膜系统中,真空蒸镀上述主体材料在P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品。
第二主体层的厚度为5nm~10nm。
S17中,真空镀中膜系统的真空度为1×10-5Pa~1×10-3Pa,主体材料的蒸发速率为0.1nm/s~1nm/s,主体材料为空穴传输材料。
本实施方式中,第一主体层和第二主体层的材料相同。
具体来说,空穴传输材料可以为N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)、4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯(MeO-TPD)。
S19、将S17得到的P型掺杂薄膜半成品在上述保护气体氛围下,升温至主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温,得到P型掺杂薄膜。
保护气体氛围为氮气氛围。
主体材料的玻璃化转变温度为80℃~120℃。
S19中,升温的速率为5℃/min~10℃/min,降温的速率为5℃/min~10℃/min。
这种P型掺杂薄膜的制备方法,通过制备第一主体层、P型掺杂剂层和第二主体层的夹层结构,然后通过热处理使得掺杂剂渗透进入主体材料中,形成P型掺杂薄膜。相对于传统的P型掺杂薄膜的制备方法,这种P型掺杂薄膜的制备方法适合制备低浓度掺杂的P型掺杂薄膜,并且制得的低浓度掺杂的P型掺杂薄膜的性能稳定。
由于第一主体层和第二主体层的厚度较薄,通过热处理过程,掺杂剂比较容易进行渗透,因此能够有效地实现掺杂。这种P型掺杂薄膜的制备方法,可以通过控制P掺杂剂溶液的浓度来改变掺杂的浓度,因此比较容易获得较低浓度的掺杂。
这种P型掺杂薄膜的制备方法制得的P型掺杂薄膜可以应用于多种有机光电器件,下面仅以其应用于有机电致发光器件为例进行介绍,具体的,有机电致发光器件的空穴传输层都可以采用上述P型掺杂薄膜的制备方法制备。
一实施方式的如图2所示的有机电致发光器件的制备方法,包括如下步骤:
S22、提供阳极基底。
阳极基底包括基板10和沉积在基板10表面的阳极20。
一般而言,阳极基底可以为ITO基板,ITO层作为阳极20,ITO层的方块电阻为5~100Ω/□。
S24、在阳极20上形成空穴传输层30。
具体步骤包括:在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在阳极20表面形成第一主体层,提供P型掺杂剂溶液,并且将P型掺杂剂溶液旋涂到第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥,得到形成于第一主体层上的P型掺杂层,在真空镀膜系统中,真空蒸镀所述主体材料在P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品,将P型掺杂薄膜半成品在保护气体氛围下,升温至主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温,得到P型掺杂薄膜,P型掺杂薄膜即为形成于阳极20表面的空穴传输层30。
第一主体层的厚度为10nm~30nm。第二主体层的厚度为5nm~10nm。
本实施方式中,第一主体层和第二主体层的材料相同。
制备第一主体层和第二主体层时,真空镀膜系统的真空度为1×10-5Pa~1×10-3Pa,主体材料的蒸发速率为0.1nm/s~1nm/s,主体材料为空穴传输材料。
具体来说,空穴传输材料可以为N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)、4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯(MeO-TPD)。
P型掺杂剂溶液的溶质为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷(F4-TCNQ)、1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌(F6-TNAP)或2,2'-(2,5-二氰基-3,6-二氟环己烷-2,5-二烯-1,4-二亚基)二丙二腈(F2-HCNQ),P型掺杂剂溶液的溶剂为二氯甲烷,甲苯,三氯甲烷或四氢呋喃。
P型掺杂剂溶液的浓度可以为2mol/L~10mol/L。
将P型掺杂剂溶液旋涂到第一主体层上的操作中,旋涂的转速为3000rpm/min~6000rpm/min,旋涂的时间为5s~20s。
在保护气体氛围下干燥的操作中,保护气体氛围为氮气氛围,干燥为80℃~120℃干燥0.5h~2h。
主体材料的玻璃化转变温度为80℃~120℃。
升温的速率为5℃/min~10℃/min,降温的速率为5℃/min~10℃/min。
S26、在空穴传输层30上依次形成发光层40、电子传输层50和阴极60。
发光层40的材料可以为荧光材料二甲基喹吖啶酮(DMQA)、5,6,11,12-四苯基萘并萘(Rubrene)、4,4'-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1'-联苯(DPVBi)或4,4'-双[4-(二对甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯(DPAVBi),厚度为5~20nm。
电子传输层50材料可以为4,7-二苯基-邻菲咯啉(Bphen)或1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi),厚度为20~60nm。
阴极60选用Al或Ag,厚度为70~200nm。
下面为具体实施例。其中,测试与制备设备为高真空镀膜系统(沈阳科学仪器研制中心有限公司),美国海洋光学Ocean Optics USB4000光纤光谱仪测试电致发光光谱,美国吉时利公司Keithley2400测试电学性能,日本柯尼卡美能达公司的CS-100A色度计测试亮度。
实施例1
制作F4-TCNQ掺杂TPD的P型掺杂薄膜。
提供ITO导电基板,并清洗干净。
在真空度为1×10-5Pa的真空镀膜系统中,真空蒸镀TPD在ITO导电薄膜的ITO层上制备第一主体层。第一主体层的厚度为10nm,TPD的蒸发速率为0.1nm/s。
将F4-TCNQ用三氯甲烷溶解,配制成摩尔浓度为2mol/L的F4-TCNQ的三氯甲烷溶液。将F4-TCNQ的三氯甲烷溶液旋涂在第一主体层上,旋涂的速率为6000rpm/min,旋涂的时间为20s。旋涂完毕后,转移至氮气气氛下的干燥设备中,在80℃干燥2h,得到形成于第一主体层上的P型掺杂层。
在真空度为1×10-5Pa的真空镀膜系统中,真空蒸镀TPD在P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品。第二主体层的厚度为5nm,TPD的蒸发速率为0.1nm/s。
将P型掺杂薄膜半成品在氮气气氛下,以5℃/min的加热速度加热到80℃并且在此温度保持30min,然后以5℃/min的降温速度降温至室温,得到F4-TCNQ掺杂TPD的P型掺杂薄膜。
实施例2
制作F6-TNAP掺杂m-MTDATA的P型掺杂薄膜。
提供ITO导电基板,并清洗干净。
在真空度为1×10-3Pa的真空镀膜系统中,真空蒸镀m-MTDATA在ITO导电薄膜的ITO层上制备第一主体层。第一主体层的厚度为30nm,m-MTDATA的蒸发速率为1nm/s。
将F6-TNAP用二氯甲烷溶解,配制成摩尔浓度为10mol/L的F6-TNAP的二氯甲烷溶液。将F6-TNAP的二氯甲烷溶液旋涂在第一主体层上,旋涂的速率为3000rpm/min,旋涂的时间为5s。旋涂完毕后,转移至氮气气氛下的干燥设备中,在120℃干燥0.5h,得到形成于第一主体层上的P型掺杂层。
在真空度为1×10-3Pa的真空镀膜系统中,真空蒸镀m-MTDATA在P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品。第二主体层的厚度为10nm,m-MTDATA的蒸发速率为1nm/s。
将P型掺杂薄膜半成品在氮气气氛下,以10℃/min的加热速度加热到120℃并且在此温度保持10min,然后以10℃/min的降温速度降温至室温,得到F6-TNAP掺杂m-MTDATA的P型掺杂薄膜。
实施例3
制作F2-HCNQ掺杂MeO-TPD的P型掺杂薄膜。
提供ITO导电基板,并清洗干净。
在真空度为1×10-3Pa的真空镀膜系统中,真空蒸镀MeO-TPD在ITO导电薄膜的ITO层上制备第一主体层。第一主体层的厚度为20nm,MeO-TPD的蒸发速率为0.5nm/s。
将F2-HCNQ用四氢呋喃溶解,配制成摩尔浓度为5mol/L的F2-HCNQ的四氢呋喃溶液。将F2-HCNQ的四氢呋喃溶液旋涂在第一主体层上,旋涂的速率为5000rpm/min,旋涂的时间为10s。旋涂完毕后,转移至氮气气氛下的干燥设备中,在100℃干燥1h,得到形成于第一主体层上的P型掺杂层。
在真空度为1×10-4Pa的真空镀膜系统中,真空蒸镀MeO-TPD在P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品。第二主体层的厚度为8nm,MeO-TPD的蒸发速率为0.5nm/s。
将P型掺杂薄膜半成品在氮气气氛下,以8℃/min的加热速度加热到120℃并且在此温度保持20min,然后以8℃/min的降温速度降温至室温,得到F6-TNAP掺杂m-MTDATA的F2-HCNQ掺杂MeO-TPD的P型掺杂薄膜。
实施例4
制作具有F4-TCNQ掺杂TPD的P型掺杂薄膜的有机电致发光器件。
提供阳极基底,阳极基底包括基板和沉积在基板表面的阳极。
在阳极上形成空穴传输层,空穴传输层为实施例1制备的F4-TCNQ掺杂TPD的P型掺杂薄膜,具体制备工艺参见实施例1。
然后在真空度为1×10-5Pa的真空镀膜系统中,在空穴传输层上依次蒸镀形成发光层、电子传输层和阴极。发光层的材料为荧光材料DPVBi,厚度为5nm,蒸发速率为0.1nm/s;电子传输层的材料为TPBi,厚度为20nm,蒸发速率为0.1nm/s;阴极的材料为Ag,厚度为70nm,蒸发速率为0.5nm/s。
实施例5
制作具有F6-TNAP掺杂m-MTDATA的P型掺杂薄膜的有机电致发光器件。
提供阳极基底,阳极基底包括基板和沉积在基板表面的阳极。
在阳极上形成空穴传输层,空穴传输层为实施例2制备的F4-TCNQ掺杂TPD的P型掺杂薄膜,具体制备工艺参见实施例2。
然后在真空度为1×10-3Pa的真空镀膜系统中,在空穴传输层上依次蒸镀形成发光层、电子传输层和阴极。发光层的材料为荧光材料DMQA,厚度为20nm,蒸发速率为1nm/s;电子传输层的材料为Bphen,厚度为60nm,蒸发速率为1nm/s;阴极的材料为Al,厚度为200nm,蒸发速率为1nm/s。
对比例1
对比例1制作传统的有机电致发光器件结构。
提供ITO玻璃。
在真空度为1×10-5Pa的真空镀膜系统中,在ITO玻璃的ITO层上制备空穴传输层。空穴传输层为20nm的TPD材质的薄膜。
然后在空穴传输层上依次制备发光层、电子传输层和阴极。发光层的材料为荧光材料DPVBi,厚度为5nm;电子传输层的材料为TPBi,厚度为20nm;阴极为Ag阴极,厚度为70nm。
对比例2
对比例2制作有机电致发光器件掺杂结构。
在真空度为1×10-5Pa的真空镀膜系统中,在ITO玻璃的ITO层上通过双源共蒸的工艺,制备F4-TCNQ掺杂TPD的空穴传输层。其中,F4-TCNQ的蒸发速度为0.04nm/s,TPD的蒸发速度为2nm/s,F4-TCNQ与TPD的掺杂比例为2:100,空穴传输层的厚度为20nm。
然后在空穴传输层上依次制备发光层、电子传输层和阴极。发光层的材料为荧光材料DPVBi,厚度为5nm;电子传输层的材料为TPBi,厚度为20nm;阴极为Ag阴极,厚度为70nm。
在对比例2的制作过程中,双源共蒸F4-TCNQ掺杂TPD时,其蒸发薄膜的监控速度一直处于不稳定状态,这是由于监控设备收到仪器精度的限制,对于0.04nm/s的速度监控不准确,因此制备的掺杂薄膜其掺杂比例是无法达到设计的掺杂比例。
将实施例4,5和对比例1,2制备得到的有机电致发光器件进行测试比较,得到表1。其中,发光亮度,发光效率是在6V的驱动电压下进行的。
发光亮度(cd/m2) | 发光效率(lm/W) | |
实施例4 | 4568 | 11.2 |
实施例5 | 5102 | 12.3 |
对比例1 | 2521 | 7.1 |
对比例2 | 3757 | 10.6 |
表1
从表1中可以看出,实施例4制备的有机电致发光器件同对比例1制备的有机电致发光器件相比,实施例4制备的有机电致发光器件的发光效率提高明显,在同样的有机电致发光器件发光装置结构中,实施例4采用了掺杂结构,其发光性能优于对比例1。说明采用本发明提供的掺杂薄膜的方法,能够有效的实现掺杂,从而提高发光效率。
将实施例5制备的有机电致发光器件同对比例2制备的有机电致发光器件相比,实施例5制备的有机电致发光器件的发光效率效果优于对比例2制备的有机电致发光器件,说明本发明提供的方法能够实现更有效的掺杂,掺杂薄膜的状态更加稳定,因此载流子注入和传输效率能够实现掺杂比例低达0.1:100,而对比例2则无法实现如此低的掺杂比例。
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 (10)
1.一种P型掺杂薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供衬底;
在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在所述衬底表面形成第一主体层;
提供P型掺杂剂溶液,并且将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥,得到形成于所述第一主体层上的P型掺杂层;
在真空镀膜系统中,真空蒸镀所述主体材料在所述P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品;
将所述P型掺杂薄膜半成品在所述保护气体氛围下,升温至所述主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温,得到P型掺杂薄膜,其中,所述主体材料为N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯,所述P型掺杂剂溶液的溶质为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷、1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌或2,2'-(2,5-二氰基-3,6-二氟环己烷-2,5-二烯-1,4-二亚基)二丙二腈,所述P型掺杂剂溶液的溶剂为二氯甲烷,甲苯,三氯甲烷或四氢呋喃。
2.根据权利要求1所述的P型掺杂薄膜的制备方法,其特征在于,所述衬底为ITO导电基板,所述ITO导电基板包括基板和ITO层,所述第一主体层与所述ITO层直接接触。
3.根据权利要求1所述的P型掺杂薄膜的制备方法,其特征在于,所述第一主体层的厚度为10nm~30nm,所述第二主体层的厚度为5nm~10nm,所述第一主体层和所述第二主体层的材料相同。
4.根据权利要求1所述的P型掺杂薄膜的制备方法,其特征在于,在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在所述衬底表面形成第一主体层的操作中,所述真空镀膜系统的真空度为1×10-5Pa~1×10-3Pa,所述主体材料的蒸发速率为0.1nm/s~1nm/s。
5.根据权利要求1所述的P型掺杂薄膜的制备方法,其特征在于,将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥的操作中,旋涂的转速为3000rpm/min~6000rpm/min,旋涂的时间为5s~20s,所述P型掺杂剂溶液的浓度为2mol/L~10mol/L。
6.根据权利要求1所述的P型掺杂薄膜的制备方法,其特征在于,将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥的操作中,保护气体氛围为氮气氛围,干燥为80℃~120℃干燥0.5h~2h。
7.根据权利要求1所述的P型掺杂薄膜的制备方法,其特征在于,在真空镀膜系统中,真空蒸镀所述主体材料在所述P型掺杂层上形成第二主体层的操作中,所述真空镀中膜系统的真空度为1×10-5Pa~1×10-3Pa,所述主体材料的蒸发速率为0.1nm/s~1nm/s,所述主体材料为空穴传输材料;将所述P型掺杂薄膜半成品在所述保护气体氛围下,升温至所述主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温的操作中,所述主体材料的玻璃化转变温度为80℃~120℃,升温的速率为5℃/min~10℃/min,降温的速率为5℃/min~10℃/min。
8.一种采用权利要求1至7任一所述方法制得的P型掺杂薄膜。
9.一种有机电致发光器件,其特征在于,该有机电致发光器件的空穴传输层的材质采用权利要求8所述的P型掺杂薄膜。
10.一种有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供阳极基底,所述阳极基底包括基板和沉积在所述基板表面的阳极;
在真空镀膜系统中,真空蒸镀主体材料在所述阳极表面形成第一主体层,提供P型掺杂剂溶液,并且将所述P型掺杂剂溶液旋涂到所述第一主体层上,最后在保护气体氛围下干燥,得到形成于所述第一主体层上的P型掺杂层,在真空镀膜系统中,真空蒸镀所述主体材料在所述P型掺杂层上形成第二主体层,得到P型掺杂薄膜半成品,将所述P型掺杂薄膜半成品在所述保护气体氛围下,升温至所述主体材料的玻璃化转变温度并保温10min~30min,最后降温至室温,得到P型掺杂薄膜,所述P型掺杂薄膜即为形成于所述阳极表面的空穴传输层,其中,所述主体材料为N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯;所述P型掺杂剂溶液的溶质为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷、1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌或2,2'-(2,5-二氰基-3,6-二氟环己烷-2,5-二烯-1,4-二亚基)二丙二腈,所述P型掺杂剂溶液的溶剂为二氯甲烷,甲苯,三氯甲烷或四氢呋喃;
在所述空穴传输层上依次形成发光层、电子传输层和阴极。
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