CN105118924A - 一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法 - Google Patents

一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105118924A
CN105118924A CN201510453984.3A CN201510453984A CN105118924A CN 105118924 A CN105118924 A CN 105118924A CN 201510453984 A CN201510453984 A CN 201510453984A CN 105118924 A CN105118924 A CN 105118924A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
evaporation
thickness
silver
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510453984.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105118924B (zh
Inventor
钱敏
廖良生
王照奎
史晓波
马杰
柳渊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN201510453984.3A priority Critical patent/CN105118924B/zh
Publication of CN105118924A publication Critical patent/CN105118924A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105118924B publication Critical patent/CN105118924B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/341—Short-circuit prevention

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明公开了一种防短路的顶发射OLED器件及其制备方法。具体而言，本发明的OLED器件包括衬底、防短路反射阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、兼作间隔层的电子传输层、电子注入层和半透明阴极，其通过包括下列步骤的方法制备：1）衬底的预处理；2）阳极中的铝层的蒸镀；3）阳极中的银层的蒸镀；4）空穴注入层的蒸镀；5）空穴传输层的蒸镀；6）发光层的蒸镀；7）电子传输层的蒸镀；8）电子注入层的蒸镀；和9）阴极的蒸镀。该器件采用铝/银复合阳极，充分发挥了银的高反射率特性，兼顾了铝克服器件短路的优势，彻底解决了纯银阳极的短路问题；同时优化了阴极厚度，兼顾了良好的导电能力和较大的透光率。

Description

一种防短路的顶发射OLED器件及其制备方法
技术领域
本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种防短路的顶发射OLED器件及其制备方法。
背景技术
有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode，OLED）是极具潜力的新一代发光器件，在平面显示技术、大面积发光照明等方面有着非常广阔的应用。它具有自发光、全固态、宽视角、快响应、抗低温、可实现低压驱动及柔性显示等特性，显示出极强的竞争力及发展潜力。
在显示应用方面，主动矩阵有机发光二极管（AMOLED）是主要的发展趋势，其驱动是由薄膜晶体管来控制的。如果采用传统的底发射的形式，则光从衬底出射时，必然被玻璃衬底上的电路金属导线和TFT所遮挡，从而影响其开口率。目前，无论是基于白色有机发光二极管（WOLED）配合彩色滤光片的OLED显示器，还是基于红绿蓝有机发光二极管（RGBOLED）的OLED显示器，大部分厂商都倾向于采用顶发射的OLED形式，使其开口率理论上可以达到100%，进而提高器件寿命和能源利用率。
顶发射有机电致发光器件通过透明的或者半透明的顶部阴极发光，阳极则采用高反射率的金属材料作为反射层，其可以制作在任意的衬底之上。当然还可以采用倒置的结构，从而与传统非晶硅薄膜晶体管（a-SiTFT）n型沟道CMOS工艺达到无缝集成。
在现有的工业化生产工艺中，底部阳极一般采用ITO/Ag/ITO结构。一方面，溅射透明铟锡氧化物（ITO）和光刻两道工艺步骤给整个制程带来了极大的复杂度；另一方面，溅射ITO所用的铟是比较稀缺和贵重的元素，导致生产成本增加。另外，顶部阴极假如也采用高能量的溅射ITO的话，还会对有机层带来损伤。因此，如何简化工艺流程，避免使用高能量的ITO溅射，是大家努力探索的方向。
在可见光波段，银的反射率比铝要强，其导电率是金属中最强的，并且相对于铝，其不易被氧化变性。作为OLED的阳极，其功函数比铝稍大，因此是比较理想的阳极材料。但是，由于银对玻璃衬底的浸润差，导致其作为阳极材料蒸发在玻璃衬底上时粗糙度太大。器件在工作时容易造成尖端放电，从而导致短路。在OLED器件制备中，一般溅射二氧化硅作为玻璃衬底上的缓冲层，这无疑增加了制程的复杂度。如何有效发挥银的长处并且同时简化制程，也是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种防短路的顶发射OLED器件，其包括衬底以及在所述衬底上由底部至顶部依次蒸镀的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层（兼作间隔层）、电子注入层和阴极，其特征在于：
所述阳极为具有双层结构的铝/银复合阳极，其中铝层介于所述衬底和银层之间，所述铝层的厚度为50~60nm并且以0.3~0.5nm/s的蒸发速率经蒸镀而得，所述银层的厚度为40~50nm并且以0.2~0.3nm/s的蒸发速率经蒸镀而得；
所述空穴注入层的厚度为5~15nm；
所述空穴传输层的厚度为35~45nm；
所述发光层的厚度为15~25nm；
所述电子传输层的厚度为10~15nm；
所述电子注入层的厚度为10~20nm；
所述阴极为半透明的纯银阴极，其厚度为15~25nm。
优选的，在上述技术方案中，所述衬底可以选用本领域常用的任何衬底材料，例如硅片、二氧化硅、玻璃等，优选硅片或玻璃，更优选玻璃。
优选的，在上述技术方案中，所述阳极中的铝层的厚度为56nm，银层的厚度为44nm。
优选的，在上述技术方案中，所述空穴注入层的材料为稀土金属氧化物或者有机材料；所述稀土金属氧化物选自氧化钼（MoO3）、氧化铼（ReO3）、氧化钨（WO3）中的任意一种，优选氧化钼；所述有机材料选自聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)（PEDOT:PSS）、4,4',4''-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯基胺（m-MTDATA）、4,4',4''-三[N-(萘-2-基)-N-苯基氨基]三苯基胺（2-TNATA）中的任意一种，优选PEDOT:PSS（结构如下所示）；所述空穴注入层的厚度为10nm。
优选的，在上述技术方案中，所述空穴传输层的材料选自N,N'-二苯基-N,N'-二(萘-1-基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺（NPB）、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺（TPD）、4,4'-二(咔唑-9-基)联苯（CBP）中的任意一种，优选NPB（结构如下所示）；所述空穴传输层的厚度为40nm。
优选的，在上述技术方案中，所述发光层的材料为三(8-羟基喹啉)铝（Alq3）或其与(E)-4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-[2-(l,l,7,7-四甲基久洛尼定-9-基）乙烯基]-4H-吡喃（DCJTB）的掺合物（Alq3:DCJTB），优选Alq3（结构如下所示）；所述发光层的厚度为20nm。
优选的，在上述技术方案中，所述电子传输层的材料选自4,7-二苯基-1,10-菲罗啉（BPhen）、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯（TPBi）、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝（BAlq）中的任意一种，优选BPhen（结构如下所示）；所述间隔层的厚度为10nm。
优选的，在上述技术方案中，所述电子注入层的材料为所述电子传输层的材料与锂的掺合物，优选4,7-二苯基-1,10-菲罗啉与锂的掺合物（BPhen:Li），其中锂的质量浓度为2%~3%，优选2.5%；所述电子注入层的厚度为15nm。
优选的，在上述技术方案中，所述阴极的厚度为20nm。
另一方面，本发明还提供了一种用于制备上述防短路的顶发射OLED器件的方法，该方法包括下列步骤：
1）衬底的预处理：将衬底依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗并烘干；
2）阳极中的铝层的蒸镀：使用铝块在步骤1）中所述衬底上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.3~0.5nm/s，直至达到所需的厚度；
3）阳极中的银层的蒸镀：使用银颗粒在步骤2）中所述铝层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
4）空穴注入层的蒸镀：使用空穴注入层材料在步骤3）中所述银层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
5）空穴传输层的蒸镀：使用空穴传输层材料在步骤4）中所述空穴注入层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
6）发光层的蒸镀：使用发光层材料在步骤5）中所述空穴传输层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
7）电子传输层的蒸镀：使用电子传输层材料在步骤6）中所述发光层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
8）电子注入层的蒸镀：使用作为母体材料的电子传输层材料与掺杂材料掺杂的方式在步骤7）中所述电子传输层上进行共蒸，控制所述电子传输层材料的蒸发速率为0.2~0.3nm/s，同时根据所述掺杂材料的掺杂比率来调节其蒸发速率，直至达到所需的厚度，其中所述掺杂材料为氮化锂，其热分解后释放出的锂被掺入所述电子传输层材料；
9）阴极的蒸镀：使用银颗粒在步骤8）中所述电子注入层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度，即得防短路的顶发射OLED器件。
优选的，在上述技术方案中，步骤1）中所述超声清洗的时间为5~20分钟，优选10分钟，并且本领域技术人员有能力根据所选的衬底来调整具体的清洗时间。
优选的，在上述技术方案中，步骤1）中所述烘干的温度为110~150℃，优选120℃；时间为10~30分钟，优选20分钟。
优选的，在上述技术方案中，所述蒸镀通过常规的真空热蒸发仪来完成。
优选的，在上述技术方案中，用于所述蒸镀的各种材料如上所定义，并且其纯度均为99%以上；其中步骤2）中所述铝块的直径为2~3mm；步骤3）和步骤9）中所述银颗粒的直径为1mm。
优选的，在上述技术方案中，在获得所述防短路的顶发射OLED器件之后，将其封装，以便减少氧气和水蒸汽的破坏作用。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有如下优点：
（1）本发明的OLED器件采用铝/银复合阳极，充分发挥了银的高反射率特性，同时兼顾了铝作为阳极时不会造成器件短路的优势，并且成功优化出复合阳极的最佳厚度（56nm的铝+44nm的银），彻底解决了纯银作为阳极时器件短路的问题；
（2）本发明所采用的铝/银复合阳极避免了溅射ITO的制备步骤，简化了制备过程；同时避免使用存量稀少、价格昂贵的铟材料，大大节省了原料成本；
（3）作为银的结晶引导层，铝首先沉积在普通衬底上，然后再层叠银而组成复合阳极，彻底解决了银与衬底的浸润度差的问题，从而有利于克服器件短路；
（4）本发明的OLED器件中的纯银阴极的厚度也得到了最优化：太薄则导电性较低，太厚则透光率较差；20nm左右的厚度使阴极兼顾了良好的导电能力和较大的透光率；此外，采用蒸镀银电极还避免了高能量溅射ITO对有机层带来的损伤；
（5）本发明的顶发射器件对衬底的选择比较宽松，适用于各种衬底材料，兼容性更好；
（6）以掺杂锂的Bphen作为电子注入层有利于降低电子注入势垒和提高导电能力；同时作为电子传输层的Bphen还兼做间隔层，有利于减小由于锂原子扩散到发光层中而引起的荧光猝灭作用。
附图说明
图1为纯铝阳极和铝/银复合阳极的反射率随着波长变化的曲线图。
图2为固定铝/银复合阳极总厚度而改变银层厚度的反射率曲线图。
图3为在AFM下观察到的不同金属膜的形貌特征图，其中（a）代表纯铝膜（100nm），（b）代表铝/银复合膜（56+44nm），（c）代表纯银膜（100nm）。
图4为具有不同阳极的两种顶发射OLED器件的层状结构示意图，其中（a）代表包含纯铝阳极（100nm）的器件，（b）代表包含铝/银复合阳极（56+44nm）的器件。
图5为具有不同阳极的两种顶发射OLED器件的发光强度随电流密度变化的曲线图，其中（a）代表包含纯铝阳极（100nm）的器件，（b）代表包含铝/银复合阳极（56+44nm）的器件。
图6是采用纯铝电极和铝/银复合电极作为阳极的OLED器件的电压-电流密度特性和亮度-电流密度的性能曲线图。
图7是采用纯铝电极和铝/银复合电极作为阳极的OLED器件的电流效率-电流密度和光功率效率-电流密度的性能曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做出详细说明，然而本领域技术人员应当理解的是，本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1：防短路的顶发射OLED器件的制备。
关于实验材料与仪器的说明如下：
使用常规的真空热蒸发仪（本底真空度读数低于4×10-6Torr）进行蒸镀，整个器件在同一腔体中于不间断的真空条件下制备而得；将衬底放在齿轮电机驱动的匀速转动（约30RPM）的转盘的卡槽上以倒置（蒸发源在下，衬底在上）的方式依次沉积所蒸发的材料以形成最终器件；有机层和金属电极层分别通过更换掩膜板进行蒸镀；使用石英晶振仪（SI-TM606A）监控膜厚度；使用椭圆偏振光测量仪（Alpha-SESpectroscopicEllipsometer）校准实际的蒸镀膜厚度。
具体操作步骤如下：
（1）衬底的预处理：将作为衬底的普通光学玻璃（有效面积为0.09cm2，即0.3cm×0.3cm）依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗10分钟，120℃烘干20分钟；
（2）阳极中的铝层的蒸镀：将高纯小铝块（直径约为5~6mm，购自alfa，纯度为99.999%）切割成大约2~3mm见方的小块，放入氮化硼坩埚中，用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.3~0.5nm/s，直至在玻璃衬底上蒸镀的铝层达到56nm；
（3）阳极中的银层的蒸镀：使用高纯银颗粒（直径约为1mm，购自alfa，纯度为99.99%），用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在铝层上蒸镀的银层达到44nm；
（4）空穴注入层的蒸镀：使用高纯MoO3（淡蓝色粉末，购自alfa，纯度为99.998%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在银层上蒸镀的空穴注入层达到10nm；
（5）空穴传输层的蒸镀：使用高纯NPB（淡黄色粉末，购自alfa，纯度为98%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在空穴注入层上蒸镀的空穴传输层达到40nm；
（6）发光层的蒸镀：使用高纯Alq3（黄色粉末，购自alfa，99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在空穴传输层上蒸镀的发光层达到20nm；
（7）电子传输层的蒸镀：使用高纯BPhen（白色粉末，购自alfa，纯度为99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在发光层上蒸镀的电子传输层达到10nm；
（8）电子注入层的蒸镀：使用高纯BPhen（白色粉末，购自alfa，纯度为99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，同时根据掺杂比率来调节掺杂材料氮化锂（Li3N）（棕色粉末，购自alfa，纯度为99.4%，热分解后释放出的锂能够共蒸掺入BPhen）的蒸发速率，直至在电子传输层上蒸镀的电子注入层达到15nm；
（9）阴极的蒸镀：使用高纯银颗粒（直径约为1mm，购自alfa，纯度为99.99%），用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在电子注入层上蒸镀的阴极达到20nm，即得防短路的顶发射OLED器件。
当蒸镀完所有材料制成器件后，为了减少氧气和水蒸汽对器件的破坏，可以将器件粘接玻璃盖板进行简单封装。
实施例2：防短路的顶发射OLED器件的制备。
具体操作步骤如下：
（1）衬底的预处理：将作为衬底的普通光学玻璃（有效面积为0.09cm2，即0.3cm×0.3cm）依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗5分钟，110℃烘干30分钟；
（2）阳极中的铝层的蒸镀：将高纯小铝块（直径约为5~6mm，购自alfa，纯度为99.999%）切割成大约2~3mm见方的小块，放入氮化硼坩埚中，用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.3~0.5nm/s，直至在玻璃衬底上蒸镀的铝层达到60nm；
（3）阳极中的银层的蒸镀：使用高纯银颗粒（直径约为1mm，购自alfa，纯度为99.99%），用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在铝层上蒸镀的银层达到50nm；
（4）空穴注入层的蒸镀：使用高纯MoO3（淡蓝色粉末，购自alfa，纯度为99.998%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在银层上蒸镀的空穴注入层达到15nm；
（5）空穴传输层的蒸镀：使用高纯NPB（淡黄色粉末，购自alfa，纯度为98%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在空穴注入层上蒸镀的空穴传输层达到45nm；
（6）发光层的蒸镀：使用高纯Alq3（黄色粉末，购自alfa，99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在空穴传输层上蒸镀的发光层达到25nm；
（7）电子传输层的蒸镀：使用高纯BPhen（白色粉末，购自alfa，纯度为99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在发光层上蒸镀的电子传输层达到15nm；
（8）电子注入层的蒸镀：使用高纯BPhen（白色粉末，购自alfa，纯度为99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，同时根据掺杂比率来调节掺杂材料氮化锂（Li3N）（棕色粉末，购自alfa，纯度为99.4%，热分解后释放出的锂能够共蒸掺入BPhen）的蒸发速率，直至在电子传输层上蒸镀的电子注入层达到20nm；
（9）阴极的蒸镀：使用高纯银颗粒（直径约为1mm，购自alfa，纯度为99.99%），用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在电子注入层上蒸镀的阴极达到25nm，即得防短路的顶发射OLED器件。
当蒸镀完所有材料制成器件后，为了减少氧气和水蒸汽对器件的破坏，可以将器件粘接玻璃盖板进行简单封装。
实施例3：防短路的顶发射OLED器件的制备。
具体操作步骤如下：
（1）衬底的预处理：将作为衬底的普通光学玻璃（有效面积为0.09cm2，即0.3cm×0.3cm）依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗20分钟，150℃烘干10分钟；
（2）阳极中的铝层的蒸镀：将高纯小铝块（直径约为5~6mm，购自alfa，纯度为99.999%）切割成大约2~3mm见方的小块，放入氮化硼坩埚中，用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.3~0.5nm/s，直至在玻璃衬底上蒸镀的铝层达到50nm；
（3）阳极中的银层的蒸镀：使用高纯银颗粒（直径约为1mm，购自alfa，纯度为99.99%），用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在铝层上蒸镀的银层达到40nm；
（4）空穴注入层的蒸镀：使用高纯MoO3（淡蓝色粉末，购自alfa，纯度为99.998%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在银层上蒸镀的空穴注入层达到5nm；
（5）空穴传输层的蒸镀：使用高纯NPB（淡黄色粉末，购自alfa，纯度为98%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在空穴注入层上蒸镀的空穴传输层达到35nm；
（6）发光层的蒸镀：使用高纯Alq3（黄色粉末，购自alfa，99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在空穴传输层上蒸镀的发光层达到15nm；
（7）电子传输层的蒸镀：使用高纯BPhen（白色粉末，购自alfa，纯度为99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在发光层上蒸镀的电子传输层达到10nm；
（8）电子注入层的蒸镀：使用高纯BPhen（白色粉末，购自alfa，纯度为99%），用石英舟在钽皮上蒸发，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，同时根据掺杂比率来调节掺杂材料氮化锂（Li3N）（棕色粉末，购自alfa，纯度为99.4%，热分解后释放出的锂能够共蒸掺入BPhen）的蒸发速率，直至在电子传输层上蒸镀的电子注入层达到10nm；
（9）阴极的蒸镀：使用高纯银颗粒（直径约为1mm，购自alfa，纯度为99.99%），用钽皮蒸发，调整电流加热功率，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至在电子注入层上蒸镀的阴极达到15nm，即得防短路的顶发射OLED器件。
当蒸镀完所有材料制成器件后，为了减少氧气和水蒸汽对器件的破坏，可以将器件粘接玻璃盖板进行简单封装。
实施例4：阳极反射率的计算。
采用铝（50nm）+银（50nm）作为阳极反射层，制备了相应的Alq3绿光OLED。经检测发现，该器件无短路现象。在此基础上，采用光学薄膜设计的方法进行厚度优化设计。编写MATLAB仿真程序，固定总厚度为100nm，经计算得到56nm的铝+44nm的银为最佳厚度。此时，复合阳极的银面的反射率在波长为528nm（底发射的Alq3OLED器件的出射光波长）的条件下为93%，比纯银阳极的反射率（92.5%）还稍大，并且远大于纯铝阳极的反射率（87%），其结果如图1~2所示。
实施例5：薄膜的粗糙度测试。
为了进一步验证实验设计，本发明制备了不同的金属膜，并用原子力显微镜（AFM）进行形貌观察验证，其结果如图3所示。可以发现，纯铝膜的成膜非常平坦，结晶状态良好，均方根粗糙度为1.32nm；但纯银膜的粗糙度非常大，均方根粗糙度为11.9nm；铝/银复合膜的粗糙度大为改善，均方根粗糙度为3.57nm，因而能够克服器件短路的问题。
实施例6：分别采用铝/银复合膜和纯铝膜作为阳极的OLED器件（无短路现象）的性能对比测试。
为了与实施例1中采用铝/银复合阳极的OLED器件（对应图4中的（b））进行对比，制备了采用纯铝膜作为阳极的OLED器件（对应图4中的（a）），其中MoO3用作空穴注入层材料，NPB用作空穴传输层材料，Alq3用作发光层材料，Bphen用作电子传输和电子注入层材料，掺杂锂的Bphen用作间隔层材料，半透明的纯银膜用作阴极材料。由于空穴传输层材料NPB的导电能力远大于电子传输和电子注入层材料Bphen，因此采用改变空穴传输层厚度的方法来调节光程。经过反复测试，得到了优化后的器件厚度参数，如图4所示，各层材料的折射率也一并示出。
在自建EL光电测试系统中进行测试，系统由恒流电源（Keithley2400）、光度计（PR655）和控制软件组成。经EL光电测试得到的OLED器件的各项试验数据如图5~7所示。
从图5中可以发现，采用铝/银复合阳极的器件的发光强度明显高于采用纯铝阳极的器件。
从图6和图7中可以发现，与采用纯铝阳极的OLED器件相比，采用铝/银复合阳极的OLED器件的电流效率增加了15%，光功率效率增加了25%。在40mA/cm2的驱动电流密度下，驱动电压从5.2V下降到4.6V。在相同的驱动电流密度下，采用铝/银复合阳极的器件的发光亮度高于采用纯铝阳极的器件。上述结果均证实，本发明中的防短路的顶发射OLED器件具有优良的光电性能，克服了现有技术中的问题，极具深度研究和开发的前景。

Claims (10)

1.一种防短路的顶发射OLED器件，其包括衬底以及在所述衬底上由底部至顶部依次蒸镀的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其特征在于：
所述阳极为具有双层结构的铝/银复合阳极，其中铝层介于所述衬底和银层之间，所述铝层的厚度为50~60nm并且以0.3~0.5nm/s的蒸发速率经蒸镀而得，所述银层的厚度为40~50nm并且以0.2~0.3nm/s的蒸发速率经蒸镀而得；
所述空穴注入层的厚度为5~15nm；
所述空穴传输层的厚度为35~45nm；
所述发光层的厚度为15~25nm；
所述电子传输层的厚度为10~15nm；
所述电子注入层的厚度为10~20nm；
所述阴极为半透明的纯银阴极，其厚度为15~25nm。
2.根据权利要求1所述的防短路的顶发射OLED器件，其特征在于：
所述阳极中的铝层的厚度为56nm，银层的厚度为44nm；
所述空穴注入层的厚度为10nm；
所述空穴传输层的厚度为40nm；
所述发光层的厚度为20nm；
所述电子传输层的厚度为10nm；
所述电子注入层的厚度为15nm；
所述阴极的厚度为20nm。
3.根据权利要求1所述的防短路的顶发射OLED器件，其特征在于：
所述衬底选自硅片、二氧化硅、玻璃中的任意一种，优选硅片或玻璃，更优选玻璃。
4.根据权利要求1所述的防短路的顶发射OLED器件，其特征在于：
所述空穴注入层的材料为稀土金属氧化物或者有机材料；所述稀土金属氧化物选自氧化钼、氧化铼、氧化钨中的任意一种，优选氧化钼；所述有机材料选自聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、4,4',4''-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯基胺、4,4',4''-三[N-(萘-2-基)-N-苯基氨基]三苯基胺中的任意一种，优选聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)。
5.根据权利要求1所述的防短路的顶发射OLED器件，其特征在于：
所述空穴传输层的材料选自N,N'-二苯基-N,N'-二(萘-1-基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、4,4'-二(咔唑-9-基)联苯中的任意一种，优选N,N'-二苯基-N,N'-二(萘-1-基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺。
6.根据权利要求1所述的防短路的顶发射OLED器件，其特征在于：
所述发光层的材料为三(8-羟基喹啉)铝或其与(E)-4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-[2-(l,l,7,7-四甲基久洛尼定-9-基）乙烯基]-4H-吡喃的掺合物，优选三(8-羟基喹啉)铝。
7.根据权利要求1所述的防短路的顶发射OLED器件，其特征在于：
所述电子传输层的材料选自4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝中的任意一种，优选4,7-二苯基-1,10-菲罗啉。
8.根据权利要求1所述的防短路的顶发射OLED器件，其特征在于：
所述电子注入层的材料为所述电子传输层的材料与锂的掺合物，优选4,7-二苯基-1,10-菲罗啉与锂的掺合物，其中锂的质量浓度为2%~3%，优选2.5%。
9.一种用于制备根据权利要求1至8中任一项所述的防短路的顶发射OLED器件的方法，其包括下列步骤：
1）衬底的预处理：将衬底依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗并烘干；
2）阳极中的铝层的蒸镀：使用铝块在步骤1）中所述衬底上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.3~0.5nm/s，直至达到所需的厚度；
3）阳极中的银层的蒸镀：使用银颗粒在步骤2）中所述铝层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
4）空穴注入层的蒸镀：使用空穴注入层材料在步骤3）中所述银层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
5）空穴传输层的蒸镀：使用空穴传输层材料在步骤4）中所述空穴注入层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
6）发光层的蒸镀：使用发光层材料在步骤5）中所述空穴传输层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
7）电子传输层的蒸镀：使用电子传输层材料在步骤6）中所述发光层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度；
8）电子注入层的蒸镀：使用作为母体材料的电子传输层材料与掺杂材料掺杂的方式在步骤7）中所述电子传输层上进行共蒸，控制所述电子传输层材料的蒸发速率为0.2~0.3nm/s，同时根据所述掺杂材料的掺杂比率来调节其蒸发速率，直至达到所需的厚度，其中所述掺杂材料为氮化锂，其热分解后释放出的锂被掺入所述电子传输层材料；
9）阴极的蒸镀：使用银颗粒在步骤8）中所述电子注入层上进行蒸镀，控制其蒸发速率为0.2~0.3nm/s，直至达到所需的厚度，即得防短路的顶发射OLED器件。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述超声清洗的时间为5~20分钟，优选10分钟；
所述烘干的温度为110~150℃，优选120℃；时间为10~30分钟，优选20分钟；
所述蒸镀通过真空热蒸发仪来完成；
用于所述蒸镀的各种材料的纯度均为99%以上，其中所述铝块的直径为2~3mm，所述银颗粒的直径为1mm。
CN201510453984.3A 2015-07-29 2015-07-29 一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法 Active CN105118924B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510453984.3A CN105118924B (zh) 2015-07-29 2015-07-29 一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510453984.3A CN105118924B (zh) 2015-07-29 2015-07-29 一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105118924A true CN105118924A (zh) 2015-12-02
CN105118924B CN105118924B (zh) 2017-12-01

Family

ID=54666862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510453984.3A Active CN105118924B (zh) 2015-07-29 2015-07-29 一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105118924B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106816540A (zh) * 2016-12-28 2017-06-09 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种有机发光显示面板及装置
CN107948359A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 李国强 一种具有oled显示屏的智能手机
CN107948358A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 李国强 一种具有有机发光二极管显示屏的智能手机
CN108232032A (zh) * 2018-01-05 2018-06-29 信利（惠州）智能显示有限公司 有机发光显示装置、有机电致发光器件及其制备方法
CN109545996A (zh) * 2018-11-28 2019-03-29 河南大学 一种量子点发光二极管及制备方法
CN113471381A (zh) * 2021-06-18 2021-10-01 苏州方昇光电股份有限公司 一种oled器件及oled照明装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1468038A (zh) * 2002-06-22 2004-01-14 ����Sdi��ʽ���� 采用多层阳极的有机场致发光器件
CN1481656A (zh) * 2001-08-31 2004-03-10 ���ṫ˾ 有机电致发光元件及其制造方法
JP2010198921A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Fuji Electric Holdings Co Ltd 透明導電膜積層体を用いた有機ｅｌ素子、並びに、これらの製造方法
JP2011113758A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Corp 有機ｅｌ素子及びその製造方法
CN102969457A (zh) * 2011-09-01 2013-03-13 索尼公司 有机el显示器、有机el显示器制造方法以及电子装置
CN103137652A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 佳能株式会社 显示设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1481656A (zh) * 2001-08-31 2004-03-10 ���ṫ˾ 有机电致发光元件及其制造方法
CN1468038A (zh) * 2002-06-22 2004-01-14 ����Sdi��ʽ���� 采用多层阳极的有机场致发光器件
JP2010198921A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Fuji Electric Holdings Co Ltd 透明導電膜積層体を用いた有機ｅｌ素子、並びに、これらの製造方法
JP2011113758A (ja) * 2009-11-25 2011-06-09 Panasonic Corp 有機ｅｌ素子及びその製造方法
CN102969457A (zh) * 2011-09-01 2013-03-13 索尼公司 有机el显示器、有机el显示器制造方法以及电子装置
CN103137652A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 佳能株式会社 显示设备

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106816540A (zh) * 2016-12-28 2017-06-09 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种有机发光显示面板及装置
CN106816540B (zh) * 2016-12-28 2019-04-23 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种有机发光显示面板及装置
US10497879B2 (en) 2016-12-28 2019-12-03 Shanghai Tianma AM-OLED Co., Ltd. Organic light-emitting display panel device
CN107948359A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 李国强 一种具有oled显示屏的智能手机
CN107948358A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 李国强 一种具有有机发光二极管显示屏的智能手机
CN108232032A (zh) * 2018-01-05 2018-06-29 信利（惠州）智能显示有限公司 有机发光显示装置、有机电致发光器件及其制备方法
CN109545996A (zh) * 2018-11-28 2019-03-29 河南大学 一种量子点发光二极管及制备方法
CN113471381A (zh) * 2021-06-18 2021-10-01 苏州方昇光电股份有限公司 一种oled器件及oled照明装置
CN113471381B (zh) * 2021-06-18 2024-04-16 苏州方昇光电股份有限公司 一种oled器件及oled照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105118924B (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105118924B (zh) 一种防短路的顶发射oled器件及其制备方法
KR100890862B1 (ko) 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법
TWI335681B (en) White light organic electroluminescent element device
CN109378392B (zh) 一种有机电致发光器件及显示装置
JP2013016815A (ja) バッファ層を含む有機発光素子およびその製作方法
TW200541406A (en) Organic light emitting device having improved stability
Yang et al. Highly efficient crystalline organic light-emitting diodes
TW201038123A (en) Organic electroluminescent element and manufacturing method thereof
CN102931358A (zh) 半球壳状有机电致发光器件及其制备方法
CN101114698B (zh) 基于芴-咔唑共聚物的有机电致发光器件
CN104993064B (zh) 一种防短路的透明oled器件及其制备方法
TW201123970A (en) Organic electroluminescent devices and process for production of same
CN104183711A (zh) 有机电致发光装置、显示屏及其终端
CN104183718A (zh) 有机电致发光装置及其制备方法
CN104218156A (zh) 一种有机电致发光器件及其制备方法
TWI659555B (zh) 具高光耦合功能透明電極之有機發光二極體
CN104183712A (zh) 有机电致发光装置、显示屏及其终端
CN101114700B (zh) 一种能发出白光的有机电致发光器件及其制备方法
Nunziata et al. ITO sputtering study for transparent OLED top electrode
CN104183713A (zh) 顶发射有机电致发光器件及其制备方法
CN104183763A (zh) 倒置有机电致发光装置及其制备方法和应用
CN104218171A (zh) 一种有机电致发光器件及其制备方法
Wang et al. Performance of organic light emitting diodes with MoO 3 and PEDOT: PSS as double hole injection layers
CN104183749A (zh) 倒置有机电致发光装置、显示屏及其终端
CN116568068A (zh) 视角稳定性与对比度改善的顶发射oled器件及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant