CN105529410B - 一种石墨烯有机电致发光器件的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯有机电致发光器件的制作方法，包括以下步骤：S1、将玻璃基底进行表面除污、除水处理；S2、将气相沉积法得到的石墨烯转移在表面除污、除水处理后的玻璃基底层上；S3、将空穴传输层附着在石墨烯膜层上；S4、将电致发光器件发光层附着在空穴传输层上；S5、将电子传输层附着于有机电致发光器件发光层上；S6、将不透明金属电极层附着于电子传输层之上；S7、通过对电致发光器件进行电场处理抑制电流迟滞现象，提升器件光电性能。本发明方法简单易行、效果明显，所获电致发光器件能最佳。

Description

一种石墨烯有机电致发光器件的制作方法
技术领域
本发明制作了一种石墨烯作电极的有机电致发光器件，发明了一种通过施加电场改善二极管发光特性的方法，属于电致发光领域。
技术背景
有机电致发光器件(OLED)具有重量轻、成本低廉、便于大规模制造、可实现柔性、电光转换效率高、厚度薄、视角广等优点，而基于石墨烯的电致发光器件被视为最有前景的下一代显示技术。
由于石墨烯的电学、光学、热学和机械学特性，使得其在场效应晶体管、传感器、电池、光电器件领域受到广泛关注。尤其在电致发光器件中，石墨烯具有柔性、低成本、易于批量生产等优势。能够克服氧化铟锡（ITO）易碎的缺陷，极大地推进了柔性电极的发展，遗憾的是，绝大部分石墨烯有机电致发光器件光电性能很受限制，原因可能是石墨烯本身功函数低、方阻大、膜层杂质较多、表面形貌不好等。这里我们，首次发现在石墨烯有机电致发光器件中的电流迟滞现象，并且发现这种电流迟滞严重影响发光的稳定性和器件性能。使用电场处理能够有效地抑制器件中的迟滞现象，与此同时，提升发光强度和发光效率。我们为器件性能的完善提供了一种新的方案，结合减小方阻，提高功函数等方法，我们有望制备出高性能石墨烯有机电致发光器件。
由于电流迟滞现象的存在，出现了电流双稳态特性，使其在场效应晶体管和有机存储领域受到广泛关注。然而到目前为止，尚无人发现石墨烯有机电致发光器件中的电流迟滞现象，以及其对器件性能的影响，此外，如何抑制电流迟滞现象，提升器件光电效率也有待进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯作电极的电致发光器件制作和处理方法，该方法可以大幅提升器件的电光转换效率。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案：
一种石墨烯有机电致发光器件的制作方法，有机电致发光器件的结构包括：玻璃基底、石墨烯膜层、空穴传输层、有机电致发光器件发光层、电子传输层及不透明金属电极层，包括以下步骤：
S1、玻璃基底进行表面除污、除水处理；
S2、使用湿法转移的方法将石墨烯膜层附着在玻璃基底上；
S3、使用旋涂和/或真空蒸镀的方法将空穴传输层附着在石墨烯膜层上；
S4、分别使用旋涂和/或真空蒸镀的方法将依次将至少一层的有机电致发光器件发光层附着在空穴传输层上；
S5、使用旋涂和/或真空蒸镀的方法将电子传输层附着于有机电致发光器件发光层上；
S6、使用旋涂、真空蒸镀或打印的方法将不透明金属电极层附着于电子传输层之上；
S7、使用电场对电致发光器件进行处理，以拟制电流迟滞。
所述石墨烯膜层采用气相沉积法制备得到。
所述湿法转移的方法为将聚甲基丙烯酸甲酯作为支撑层的湿法转移。
所述玻璃基底上附着有2~5层石墨烯膜层。
本发明的有益效果是：
1、本发明一种石墨烯有机电致发光器件，探明了电流迟滞现象对器件光电性能的影响。
2、本发明一种有机电致发光器件，使用电场对石墨烯有机电致发光器件进行处理，抑制电流迟滞现象，提升器件电光转换效率，方法简单，效果明显。
附图说明
图1为本发明所使用的有机电致发光器件的结构示意图；
其中，1、玻璃基底；2、石墨烯膜层；3、空穴传输层；4、有机电致发光器件发光层；5、电子传输层；6、不透明金属电极层；
图2为电场处理前石墨烯膜层x射线光电子能谱（XPS）；
图3为电场处理后石墨烯膜层x射线光电子能谱（XPS）；
图4为电场处理前后，有机电致发光器件的电流-电压曲线；
图5为电场处理前后，有机电致发光器件的电压-亮度曲线；
图6为电场处理前后，有机电致发光器件的电压-电流效率曲线。
具体实施方式
为了达到有机电致发光器件最佳性能，其设计方法如下：
实施例1
A、玻璃基底1，使用丙酮与乙醇棉球擦洗，再用丙酮、乙醇和去离子水各超声10分钟后，100度烘干；
B、使用湿法转移将气相沉积法制备的三到五层石墨烯膜层2转移到玻璃基底1上，160度烘干，30分钟后，使用丙酮浸泡膜层清洗PMMA，每次十分钟，重复三次；
C、聚乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)，为空穴传输层3，使用旋涂的方法附着在玻璃基底1上，第一层旋涂转速为2000rpm，1分钟，之后用120度退火半小时，第二层旋涂转速为1000rpm，1分钟，之后用120度退火半小时；
D、使用2,6-双( (9H-咔唑-9-基)-3,1-亚苯基)吡啶（26DCzPPy）：1,1-双[4-[N,N-二(对甲苯)氨基]苯基]环己烷（TAPC）：4wt/%铱（III）双（4-苯基噻吩并[3,2- c]吡啶-N，C2'）乙酰丙酮（PO-01），作为有机电致发光器件发光层4的第一层，使用旋涂的方法使其附着在空穴传输层3上，旋涂转速为2000rpm，30秒，120度退火半小时。使用真空蒸镀的方法将26DCzPPy: 4 wt % PO-01（15nm）附着于第一层有机电致发光器件发光层4上；
E、使用50nm的1,3,5-tri(m-pyrid-3-yl-phenyl)benzene（TmPyPb）和0.8nm的氟化锂，作为电子传输层5，均使用真空蒸镀的方法使其先后附着于有机电致发光器件发光层4上；
F、不透明金属电极层6，使用蒸镀的方法使其附着于电子传输层5氟化锂之上；
G、使用电场对有机电致发光二极管进行处理。
图1显示上述制备过程最终形成的三明治结构。
图2、图3显示了使用电场处理前后，石墨烯膜层的变化，我们发现，使用电场处理后，石墨烯中C的sp2比重增加，C的sp3杂化比重降低，O-C=O和C-O都有不同程度的降低，原因是PMMA的部分分解，这也导致了对电流迟滞现象的抑制。
图4显示了电场处理前电流迟滞现象的出现，和电场处理后的电流迟滞被抑制现象。我们发现，未处理前，电流-电压曲线呈现双环型的迟滞现象，而处理后，该迟滞现象被很大程度地抑制。
图5、图6中显示了器件的光电性能。我们发现，电场处理后，石墨烯作为阳极的有机电致发光二极管的发光强度和发光效率分别达到了25790 cd m-2和45.3 cd A-1，比处理之前分别提升43%和98%。
以上仅为本发明的较佳实施例，不能以其限定本发明实施的范围，即大凡不脱离本发明构思的替代和修正，仍属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种石墨烯有机电致发光器件的制作方法，有机电致发光器件的结构包括：玻璃基底（1）、石墨烯膜层（2）、空穴传输层（3）、有机电致发光器件发光层（4）、电子传输层（5）及不透明金属电极层（6），其特征在于，包括以下步骤：
S1、玻璃基底（1）进行表面除污、除水处理；
S2、使用湿法转移的方法将石墨烯膜层（2）附着在玻璃基底（1）上；
S3、使用旋涂和/或真空蒸镀的方法将空穴传输层（3）附着在石墨烯膜层（2）上；
S4、分别使用旋涂和/或真空蒸镀的方法依次将至少一层的有机电致发光器件发光层（4）附着在空穴传输层（3）上；
S5、使用旋涂和/或真空蒸镀的方法将电子传输层（5）附着于有机电致发光器件发光层（4）上；
S6、使用旋涂、真空蒸镀或打印的方法将不透明金属电极（6）附着于电子传输层（5）之上；
S7、使用电场对电致发光器件进行处理，以抑 制电流迟滞；
所述湿法转移的方法为将聚甲基丙烯酸甲酯作为支撑层的湿法转移。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，所述石墨烯膜层（2）采用气相沉积法制备得到。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，所述玻璃基底（1）上附着有2~5层石墨烯膜层（2）。
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