CN110518139B - 一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法，包括步骤：（1）用无水乙醇洗涤CsWOx粉末，然后过滤、干燥、加入去离子水，得到CsWOx水性溶液。（2）将35‑45nm的金属钼粉末及10‑14μm的金属钨粉末加入到盛有异丙醇的容器中，金属钼粉末与金属钨粉末重量比1:（1.8‑2.0），然后再加入H2O2搅拌，得到悬浮液。（3）将整个容器放入高压反应釜中，在160°C的环境下加热12小时，冷却至室温后离心收集沉淀物，所收集的沉淀物再用无水乙醇洗涤，得到MoWOx乙醇溶液。（4）将CsWOx水性溶液旋涂在处理好的ITO表面上并做退火处理；然后在其上再旋涂MoWOx乙醇溶液并做退火处理。

Description

一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法
技术领域
本发明涉及有机发光器件领域技术，具体涉及一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法。
背景技术
传统的电子注入材料比如LiF，Cs2CO3，CsOH等一般采用真空热沉积或与电子传输材料共沉积，以获得更好的电子注入和传输性能，这种方法已广泛应用于常规的可见光倒置OLED器件中。然而，在典型的倒置结构器件中，由于阴极/有机界面之间很大的能级偏移导致发射层中的电荷不平衡，电子成为少数载流子，同时，电极/有机界面的能级匹配仍然是影响倒置OLED器件性能的关键因素。目前公开最多的方法是在阳极界面层选用空穴注入能力强的材料，一般采用PEDOT:PSS来提高紫外OLED器件的性能，然而PEDOT:PSS由于自身的酸性会腐蚀ITO(透明导电膜)，在很大程度上降低了器件的寿命。
发明内容
为了避免使用PEDOT:PSS，本发明提供了一种基于溶液处理的CsWOx/MoWOx双电子注入层制备方法，可以很好地解决上面提到的问题，以此制备出的倒置结构紫外OLED器件取得了约6.2mW/cm2的辐照度和0.60％的外量子效率(EQE)。
本发明的技术方案包括以下步骤：
(1)用无水乙醇洗涤CsWOx粉末，将过滤出来的细粉做干燥处理，然后加入去离子水，在80℃的条件下溶解，得到CsWOx水性溶液。
(2)称取粒径为35-45nm的金属钼粉末以及粒径10-14μm的金属钨粉末加入到含有40ml异丙醇的聚四氟乙烯内衬容器中，金属钼粉末与金属钨粉末重量比1:1.92，然后再加入10ml的H2O2搅拌1小时，得到黄色的悬浮液。
(3)将整个聚四氟乙烯内衬容器放入高压反应釜中，在160℃的环境下加热12小时，冷却至室温后用高速离心机收集沉淀物，所收集的沉淀物再用无水乙醇洗涤多次，得到MoWOx乙醇溶液。
(4)将CsWOx水性溶液旋涂在处理好的ITO表面上，并在120℃大气环境下做20分钟退火处理；然后在其上再旋涂MoWOx乙醇溶液，并在120℃大气环境下做15分钟退火处理。
本发明通过采用溶液法制备双电子注入层，可实现环保，大面积，低成本，工艺简单等特性，同时克服了电子注入难的问题。构建了倒置结构的紫外OLED器件促进了其在激发光源，高密度信息存储器，化学/生物传感器等领域的应用。
附图说明
图1是实施例中的倒置型有机发光二极管的结构示意图；
图2a描述了实施例中的各紫外有机发光二极管的电流密度-电压关系；
图2b描述了实施例中的各紫外有机发光二极管的辐照度-电压关系；
图2c描述了实施例中的各紫外有机发光二极管的外量子效率-电流密度关系；
图2d为实施例中的各紫外有机发光二极管的归一化电致发光光谱图；
图3a为实施例中紫外有机发光二极管在8-16.5V电压范围内的电致发光光谱图；
图3b为实施例中的紫外有机发光二极管在11-16.5V电压范围内的归一化电致发光光谱图；
图4a为实施例中的单电子器件结构示意图；
图4b描述了实施例中的各单电子器件的电流-电压特性曲线。
具体实施方式
下面给出一个具体实施例，用以详细说明本发明的技术方案和技术效果。
一.技术方案：
使用简易的三角形漏斗过滤器，用无水乙醇洗涤粗糙的CsWOx粉末，将过滤出来的细粉加热并干燥，加入去离子水，并在80℃的条件下溶解。
在典型的合成过程中，称取约19.2mg金属钼粉末(纯度99.9％，粒径为35-45nm)和约36.8mg金属钨粉末(纯度99.95％,粒径12μm)加入到含有40ml异丙醇的聚四氟乙烯内衬(容量100ml)容器中，然后加入约10ml的H2O2，磁力搅拌1h，得到黄色的悬浮液。
接着将聚四氟乙烯内衬容器放入高压反应釜中，并在160℃的环境中加热12h，加热停止后将样品冷却至室温后用高速离心机以12000rpm的转速离心5min收集沉淀物，通过用无水乙醇离心洗涤三次获得湿润的沉淀物，最后用无水乙醇溶解纯化后的粉体。
将CsWOx水性溶液以3000rpm的转速旋涂在处理好的ITO表面上60s，并在120℃大气环境下退火20min；退火后在基片上以3000rpm的转速旋涂MoWOx乙醇溶液60s，并在120℃大气环境下退火15min；在多源蒸镀室中以4×10-4Pa的真空度热沉积各功能层。图1为倒置型紫外有机电致发光二极管的结构示意图，其中：ITO为氧化铟锡；BPhen为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉；TAZ为3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑；CBP为4,4'-二(9-咔唑)联苯；MoO3为氧化钼；Al为铝。
使用吉时利2400数字源表和海洋光学Maya2000pro组成的测试系统测量各器件的电流密度-电压-辐照度和电致发光(EL)光谱特性。
二.技术效果：
制备一系列倒置型紫外有机发光二极管的结构如下：
器件A1:ITO/d-EIL/BPhen(30nm)/TAZ(25nm)/CBP(100nm)/MoO3(5nm)/Al；
器件A2:ITO/d-EIL/BPhen/TAZ/CBP(110nm)/MoO3/Al；
器件A3:ITO/d-EIL/BPhen/TAZ/CBP(120nm)/MoO3/Al；
器件A4:ITO/d-EIL/BPhen/TAZ/CBP(130nm)/MoO3/Al；
器件B:ITO/MoWOx/BPhen/TAZ/CBP(120nm)/MoO3/Al；
器件C:ITO/CsWOx/BPhen/TAZ/CBP(120nm)/MoO3/Al。
这里CsWOx/MoWOx作为双电子注入层，记为d-EIL。ITO为阴极，BPhen为电子传输层，TAZ是发光层，CBP是空穴传输层，MoO3作为空穴注入层，Al为阳极。
分别测量上述各倒置型紫外有机发光二极管的电流密度，辐照度，EL光谱，其结果如图2a、2b、2c、2d所示，一些关键参数总结在表1中。由图2b和表1可知，当CBP薄膜的厚度为120nm时，器件A3的光电性能最优，显示出最大辐照度为6.2mW/cm2@16.5V，比器件B(2.1mW/cm2@18V)和器件C(3.4mW/cm2@17.5V)分别增加了195.2％和82.4％。此外，器件A3拥有0.60％@214.8mA/cm2的最大EQE(外量子效率)，与器件B(0.17％@331.9mA/cm2)和器件C(0.33％@152.2mA/cm2)比较，分别增加了252.9％和81.8％，如图2c所示。很显然，高性能的倒置型紫外OLED(6.2mW/cm2的辐照度和0.60％的EQE)是由于CsWOx/MoWOx堆叠结构的优异电子注入能力引起的，这也可以体现在电流密度-电压曲线中，在相同电压下CsWOx/MoWOx具有比单层CsWOx和单层MoWOx更高的电流密度的事实来证实，如图2a所示。
图2d给出了器件A1、A2、A3、A4、B和C在固定驱动电压下的EL光谱，可以看出，当CBP薄膜的厚度为100nm时，器件A1的EL峰值位于375nm和44nm的半峰宽；与EL峰值为376nm，半峰宽为36nm的器件A2相比，可能存在一小部分BPhen/TAZ界面发光，当CBP薄膜的厚度增加到130nm时，EL光谱稍微红移，除了TAZ发光之外，在TAZ/CBP界面区域的退激辐射中存在少量激子发光。器件A3具有优异的紫外发射，EL峰值位于376nm，具有36nm的窄半峰宽，376nm的EL峰是TAZ发光层发射的。此外，器件A3的EL光谱几乎不随驱动电压变化而变化，如图3a和3b所示。虽然单一电子注入层的器件B和器件C的EL峰值和半峰宽分别为377nm和36nm、376nm和36nm，但与双电子注入层的器件A3相比较，不同之处在于电子注入能力。电子注入的增强极大地促进了激子在TAZ层内的发射，有助于实现优异的紫外发射峰和转换效率。
表1：一系列倒置型紫外有机发光二极管光电性能的总结
Figure GDA0003127202520000041
为了验证器件的性能是否与电子的注入能力有关，构造了以下结构的单电子器件来研究其电子注入能力，单电子器件结构如图4a所示。
器件G1:ITO/d-EIL/BPhen/Al；
器件G2:ITO/CsWOx/BPhen/Al；
器件G3:ITO/MoWOx/BPhen/Al；
器件G4:ITO/BPhen/Al。
在图4a中，ITO/BPhen界面的能级势垒约为1.3eV，而BPhen/Al界面的能级势垒约为2.1eV；若在ITO表面旋涂一层电子注入层，并加上负压，Al电极上加上正压，那么电子从ITO电极注入的势垒就会减小而有利于注入到BPhen中，而空穴很难越过高达2eV的势垒从Al电极注入BPhen中。由图4b可知，在相同的电压下，基于双电子注入层的单电子器件显示最高的电流，这说明了双电子注入层可以增强电子的注入，在载流子平衡的基础上提高电子与空穴复合的概率，进而获得最优的器件性能。

Claims (1)

1.一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）用无水乙醇洗涤CsWOx粉末，将过滤出来的细粉做干燥处理，然后加入去离子水，在80°C的条件下溶解，得到CsWOx水性溶液；
（2）称取粒径为35-45nm的金属钼粉末以及粒径10-14μm的金属钨粉末加入到含有40ml异丙醇的聚四氟乙烯内衬容器中，金属钼粉末与金属钨粉末重量比1:（1.8-2.0），然后再加入10ml的H2O2搅拌1小时，得到黄色的悬浮液；
（3）将整个聚四氟乙烯内衬容器放入高压反应釜中，在160°C的环境下加热12小时，冷却至室温后用高速离心机收集沉淀物，所收集的沉淀物再用无水乙醇离心洗涤多次，得到MoWOx乙醇溶液；
（4）将所述CsWOx水性溶液旋涂在处理好的ITO表面上，并在120°C大气环境下做退火处理；然后在其上再旋涂所述MoWOx乙醇溶液，并在120°C大气环境下做退火处理。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226199A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 上海大学 应用于有机电致发光器件的双电子注入层结构、倒置有机电致发光器件及其制备方法
CN107068884A (zh) * 2017-04-05 2017-08-18 桂林电子科技大学 一种高效率紫外有机电致发光器件及其制备方法
CN107425130A (zh) * 2017-07-27 2017-12-01 苏州大学 一种无机量子点发光二极管器件的制备方法
CN108183175A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 上海大学 一种有机电致发光器件及其制备方法
CN109994652A (zh) * 2019-04-08 2019-07-09 泰山学院 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090092114A (ko) * 2008-02-26 2009-08-31 삼성모바일디스플레이주식회사 초강산의 염을 포함하는 전자 주입층, 이를 포함하는광전변환 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 소자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226199A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 上海大学 应用于有机电致发光器件的双电子注入层结构、倒置有机电致发光器件及其制备方法
CN107068884A (zh) * 2017-04-05 2017-08-18 桂林电子科技大学 一种高效率紫外有机电致发光器件及其制备方法
CN107425130A (zh) * 2017-07-27 2017-12-01 苏州大学 一种无机量子点发光二极管器件的制备方法
CN108183175A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 上海大学 一种有机电致发光器件及其制备方法
CN109994652A (zh) * 2019-04-08 2019-07-09 泰山学院 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Localized Surface Plasmon Resonances in Plasmonic Molybdenum Tungsten Oxide Hybrid for Visible-Light-Enhanced Catalytic Reaction;Haibo Yin;《THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY》;20171002;第1-36页 *
Solution-Processable Electron Injection Materials for Organic Light-Emitting Devices;Takayuki Chiba,etal.;《Journal of Materials Chemistry C》;20150904;第1-26页 *

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