專利名稱：一種有機光電器件及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子元器件中有機光電技術領域，具體涉及一種含有電子受體材 料的有機光電器件及其制備方法。
背景技術：
本說明中使用的術語"有機光電器件"是指一種需要使用空穴和/或電子在電 極和有機材料之間進行能量交換的器件。該有機光電器件根據(jù)其工作原理可大
體分成如下兩種類型 一類為具有從外部光源流入器件在有機層中形成激子并 且該激子被分離成電子與空穴，形成的電子與空穴被分別傳輸至不同的電極并 作為電源的組態(tài)的光電器件。另一類為具有將空穴和/或電子注入有機半導體材 料，通過施加電壓或電流到兩個或多個電極與電極形成界面以使器件依靠注入 的電子或空穴運行的組態(tài)的光電器件。
有機光電器件的實例包括有機電致發(fā)光器件、有機太陽能電池和有機場效 應管。在下文中將主要針對有機電致發(fā)光器件詳細加以說明。
有機電致發(fā)光是指有機發(fā)光材料構成的薄膜在電場作用下，受到電流和電 場激發(fā)而發(fā)光的現(xiàn)象，它是一個將電能直接轉(zhuǎn)化為光能的一種發(fā)光過程。據(jù)此 原理制成的器件稱為有機電致發(fā)光器件，簡稱OLED。其發(fā)光機制簡單地說是由 陰極注入的電子和陽極注入的空穴在電場的作用下而相向跳躍傳導。當兩種電 荷達到一個單分子時，就可能形成分子的激發(fā)態(tài)，即所謂的激子。激子從激發(fā) 態(tài)回到基態(tài)時，將其能量差以光子的形式釋放出來。不同的能量差對應不同的 發(fā)光波長，因而表現(xiàn)出不同的發(fā)光顏色。
有機電致發(fā)光研究開始于20世紀60年代。1963年，美國紐約大學的Pope 等人首次報道了有機材料單晶蒽的電致發(fā)光現(xiàn)象，但是由于單晶發(fā)光層的厚度 達20pm,其驅(qū)動電壓高達400V,因此未能引起廣泛的研究興趣，但是該工作 揭開了有機電致發(fā)光研究的序幕。1982年，Vincett研究小組制備成功厚度為0.6 Hm的蒽單晶膜，將工作電壓降到30V內(nèi)，不過器件的量子效率依然很低，所
13以仍然沒有受到人們的重一見。
直到1987年，美國柯達公司鄧青云博士等在總結(jié)前人的基礎上發(fā)明了三明 治結(jié)構超薄結(jié)構的器件他們采用熒光效率^f艮高、電子傳輸性能且成膜性能好 的有機小分子材料8-羥基喹啉鋁(Alq3)，與具有空穴傳輸特性的芳香族二胺 (diamine)衍生物制成低驅(qū)動電壓(<10 V),高量子效率(l %),高亮度(>1000 cd/m2) 的有機EL器件，這一突破性進展重新激發(fā)了人們對于有機EL的熱情，使人們 看到了有機電致發(fā)光器件作為新一代平板顯示器件的曙光。從此，有機電致發(fā) 光走上了迅猛發(fā)展的道路，人們在材料合成、器件結(jié)構設計、載流子傳輸?shù)戎T 多方面進行了深入的研究，使得有機電致發(fā)光器件的性能逐漸接近實用化水平。 1990年Richard Friend小組l艮道了在低電壓下高分子電致發(fā)光現(xiàn)象，揭開了高分 子有機平板顯示研究的新領域；同年，劍橋大學發(fā)現(xiàn)導電高分子材料PPV具有 良好的電致發(fā)光性能并利用旋涂法制成聚合物OLED器件，將有機電致發(fā)光材 料的研發(fā)推廣到高分子聚合物領域；1997年，Stephan Forrest等發(fā)現(xiàn)磷光電致發(fā) 光現(xiàn)象，突破了有機電致發(fā)光材料量子效率低于25%的限制，使有機平板顯示 器件的研究進入一個新時期......短短的IO年中，有機電致發(fā)光技術走過了無機
顯示材料30多年的發(fā)展歷程，并且產(chǎn)業(yè)化勢頭異常迅猛。
盡管近年來OLED技術已取得長足的進步，但是，目前的技術在有機電致 發(fā)光領域中仍然存在很多問題。因此，很有必要對OLED技術進行更加深入的 研究。目前，OLED的研究主要在提高器件效率和壽命等性能以及尋找新的、改 進的發(fā)光材料和載流子傳輸材料。發(fā)光材料、空穴傳輸材料的研究方面近年來 有著長足的進步，但是電子傳輸材料還有很大的差距。目前使用的電子傳輸材 料的傳輸性能總的來說落后于空穴傳輸材料，而且傳統(tǒng)的電子傳輸材料具有較 低的熱穩(wěn)定性，使用它們的有機電致發(fā)光器件在其亮度和發(fā)光效率方面與器件 壽命的相容性方面還不足夠，穩(wěn)定而高效的電子傳輸材料還沒有完全開發(fā)出來， 因此，需要持續(xù)開發(fā)新材料。所述的其他有機光電器件同樣也需要這種材料的 開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是如何提供一種有機光電器件及其制備方法，目的是利用 一種新型的電子受體材料，作為功能層中的電子傳輸層或電子受體層或有 機半導體層，該材料具有傳輸電子的能力和良好的熱穩(wěn)定性，能提高器件內(nèi)部的 電子遷移率，增加高器件的壽命。
本發(fā)明所提出的技術問題是這樣解決的提供一種有機光電器件，包括襯 底、第一電極層和第二電極層，第一電極層和第二電極層之間設置有功能層， 所述功能層為電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、電子給體層、激子產(chǎn)生層、 電子受體層、絕緣層和有機半導體層中的一種或者多種，所述電子受體層或者 有機半導體層的材料為電子受體材料，它具有傳輸電子的能力，能提高器件內(nèi)
部的電子遷移率，化學結(jié)構式如下
其中R2、 R3為相同或不同的電子受體基團，為以下電子受體基團中的一種 或多種<formula>formula see original document page 16</formula>200<formula>formula see original document page 17</formula><formula>formula see original document page 18</formula><formula>formula see original document page 19</formula><formula>formula see original document page 20</formula><formula>formula see original document page 21</formula><formula>formula see original document page 22</formula>式83
其中R為C〗—30坑基、C2-3O雄基、Ci—30坑泉基、。6-30芳基、。6-30芳氧基、C3-30 雜芳基、CL3Q雜烷基，X為O、 S、或NR，， R，為d-30烷基、C6-30芳基、Cwo雜 芳基、Cwo雜烷基或其組合。
上述電子受體材沖牛的總結(jié)構式與專利CN200580042418.8和專利 CN200580044718.X中的電荷傳輸材料結(jié)構類似，但這些電荷傳輸材料與本發(fā)明 的電子受體材料存在差異。本發(fā)明提供的電子受體材料結(jié)構中的Ri、 R2、 R3可 以互不相同，可以是上述不同的電子受體基團，也可以是由這些基團組合而成， 這一特點是具有類似結(jié)構的電荷傳輸材料所不具備的，同時與本發(fā)明提供的電子 受體材料可用于有機電致發(fā)光器件、有機太陽能電池和有機場效應管，而那些具
有類似結(jié)構電荷傳輸材料只應用于有機電致發(fā)光器件。
按照本發(fā)明所提供的有機光電器件，其特征在于，該器件是有機電致4i^
23器件、有才幾太陽能電池或有4幾場效應管。
按照本發(fā)明所提供的有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池，其特征在于， 所述襯底可以是玻璃或者柔性基片或者金屬薄片等，其中柔性基片可以是超薄
玻璃、聚酯類或聚酞亞胺類化合物等；所述第一電極層為陽極層，可以是金屬 氧化物薄膜或者金屬薄膜，該金屬氧化物薄膜可以是IT0薄膜或者氧化鋅薄膜 或氧化錫鋅薄膜，該金屬薄膜也可以是金、銅、銀等功函數(shù)較高的金屬薄膜； 所述第一電極層也可以是PED0T: PSS或PANI類有機導電聚合物；所述第二電極 層為陰極層，是金屬薄膜或合金薄膜，對于有機電致發(fā)光器件，該金屬薄膜可 以是鋰或4美或4弓或鍶或鋁或銦等功函數(shù)4交低的金屬薄膜或它們與銅或金或4艮等 的合金薄膜；對于有機太陽能電池，該金屬薄膜可以是金或銀或鋁或銦等功函 數(shù)較高的金屬薄膜或它們的合金薄膜。
按照本發(fā)明所提供的有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池，其特征在于， 所述發(fā)光層材料和激子產(chǎn)生層材料可以是有機d 、分子化合物或高分子聚合物。 有機小分子化合物能夠用真空蒸鍍方法成膜，如N,N，-雙(3-萘基)-N, N， -二苯 基-[l,l, -二苯基]-4,4， -二胺(NPB)、 9, 10-二-(2-萘基)蒽(ADN)、喹吖啶 酮(QA)、 2—{2~^又丁基—6-[2- ( 1, 1， 7, 7，-四曱基)-2, 3， 6, 7-四氬-lH， 5H-吡咬并[3，2,l-ij]查啉-9-基]-乙烯基}-吡喃-4-內(nèi)錄鹽烯}-丙二腈 (DCJTB)、 8-羥基會啉鋁(Alq3)、紅熒烯(Rubrene);高分子聚合物能夠用旋 涂和噴墨打印等方法成膜，如聚對苯撐乙烯(PPV)、聚p塞吩(PTV)。
按照本發(fā)明所提供的有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池，其特征在于， 所述空穴傳輸層和電子給體層材料具有低的最高被占用軌道(HOMO)能級的無 機或有機化合物。所述化合物可以是酞氰銅(CuPc) , N,N，-雙-(3-曱基苯 基)-N, N， -二苯基-[1， 1，-聯(lián)苯基]-4， 4， -二胺(TPD)或者N, N，-雙(3-萘基)-N, N， -二笨基-[l，l， -二苯基]-4，4， -二胺(NPB),所述星形三苯胺化合物可以是三 -[4-(5-苯基-2-p塞吩基)苯]胺(PTDATA系列)，聚乙烯咔唑(PVK)。
按照本發(fā)明所提供的有機場效應管，其特征在于，所述襯底是剛性襯底或 者柔性襯底，為Si、超薄玻璃、聚合物薄膜和金屬箔中的一種。
按照本發(fā)明所提供的有機場效應管，其特征在于，所述第一電極層為柵極，其材料為金、銀、鋁、鎳和銦錫氧化物中的一種。所述第二電極層為漏電極和
源電極，其材料為金屬或者導電薄膜，如A1金屬、Au金屬、Cu金屬、Cr金屬 等，或者是具有良好的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和與例如氧化銦錫UT0)或氧化鋅 錫(IZ0)等導電薄膜。
按照本發(fā)明所提供的有機場效應管，其特征在于，所述絕緣層材料沒有特 別限制，并且絕緣層可以由從下列材料形成的絕緣膜形成無機絕緣材料如二 氧化硅，氮化硅，含氧的二氧化硅，和含氧的氮化硅，有機絕緣材料如丙烯酸 類或聚酰亞胺，或由硅和氧的鍵形成的骨架結(jié)構組成的材料(其中至少含有氫 的有機基團(如烷基或芳族烴)、氟代基團、或至少含有氫和氟基團的有機基團 作為取代基包括在內(nèi))，即硅氧烷型材料。
一種有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟
① 利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對襯底進行超聲清洗，清洗后用干燥氮 氣吹干；
② 將襯底在真空蒸發(fā)室中進行電極的制備，所述電極包括第一電極層或者 第二電極層；
③ 將制備好電極的襯底移入真空室中，在氧氣壓環(huán)境下進行預處理；
④ 將處理后的襯底在高真空度的蒸發(fā)室中，開始進行有機薄膜的蒸鍍，按照 器件結(jié)構依次蒸鍍有機功能層，所述有機功能層包括激子產(chǎn)生層或發(fā)光層、電 子受體層或電子傳輸層、電子給體層或空穴傳輸層，其中電子傳輸層、電子受 體層材料結(jié)構式為 。
⑤ 在有機層蒸鍍結(jié)束后在真空蒸發(fā)室中進行另 一個電極的制備;
⑥ 將做好的器件在手套箱進行封裝，手套箱為氮氣氛圍；⑦測試器件的電流-電壓-亮度特性、發(fā)光光譜參數(shù)或器件的暗電流、光 電流。
一種有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括
以下步驟
① 利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對襯底進行超聲清洗，清洗后用干燥氮
氣吹干；
② 將襯底在真空蒸發(fā)室中進行電極的制備，所述電極包括第一電極層或者
第二電極層；
③ 將制備好電極的襯底移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下進行預處理；
④ 將處理后的襯底在旋涂機中進行有機薄膜的旋涂，按照器件結(jié)構依次旋 涂有機功能層，所述有機功能層包括發(fā)光層或激子產(chǎn)生層、電子傳輸層或電子 受體層、空穴傳輸層或電子給體層，其中電子受體層材料結(jié)構式為<image>image see original document page 26</image>
⑤ 在有機層旋涂結(jié)束后在高真空度的蒸發(fā)室中進行另一個電極的制備；
⑥ 將做好的器件在手套箱進行封裝，手套箱為氮氣氛圍；
⑦ 測試器件的電流-電壓-亮度特性、發(fā)光光譜參數(shù)或器件的暗電流、光 電流。
一種有機場效應管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟
① 利用H2S04:H202=7: 3、 H20:NH3=5: 1的混合溶液和超純水對襯底進4亍 超聲清洗，清洗后用千燥氮氣吹干；
② 在基板的表面通過真空蒸鍍或者旋涂或者濺射的方法制備柵電極；
③ 通過光刻的方法刻蝕柵電極的圖形；
④ 在鍍有柵電極基板的表面通過真空蒸鍍或者旋涂或者濺射的方法制備絕緣層和有機半導體層，其中有機半導體層材料的結(jié)構式為:
R, N R2
⑤ 然后在有機半導體層上通過蒸鍍或者旋涂或者濺射的方法制備源電極， 漏電極；
⑥ 通過光刻形成源電極、漏電極圖案。
本發(fā)明所提供的電子受體材料可以應用在有機電致發(fā)光器件、有機太陽能 電池或者有機場效應管中，在有機電致發(fā)光器件中起到電子傳輸層或者發(fā)光層 或者空穴阻擋層或者激子阻擋層的作用，在有機太陽能電池中起到電子受體層 或者激子產(chǎn)生層或者激子分離層或者激子阻擋層的作用，在有機場效應管中起 到n型有機層的作用。它具有良好的傳輸電子能力和電化學穩(wěn)定性，通過對所 提供的電子傳輸基團的選擇，對該材料的結(jié)構進行設計、組裝和裁剪，可以實 現(xiàn)各種不同的小分子或高分子電子受體材料，能夠滿足有機電致發(fā)光器件、有 機太陽能電池和有機場效應管對材料的不同需求；所用電子受體材料為高分子 聚合物時，在其結(jié)構上加入曱基基團可以增加該材料的溶解性，使用濕法可制 備有機光電器件，能有效簡化機光電器件的制備過程和控制成本，便于大規(guī)模 生產(chǎn)。


圖l是本發(fā)明所提供的有機電致發(fā)光器件的結(jié)構示意圖； 圖2是本發(fā)明所提供的有機太陽能電池的結(jié)構示意圖； 圖3是本發(fā)明所提供的有機場效應管的結(jié)構示意圖； 圖4是本發(fā)明所提供的電子受體材料的結(jié)構示意圖； 圖5是本發(fā)明所提供的實施例l-2的結(jié)構示意圖；其中，1、襯底，2、陽極層，3、有機功能層，31、空穴傳輸層，32發(fā)光層， 33、電子傳輸層，4、陰極層，5、外加電源。
圖6是本發(fā)明所提供的實施例3-4的結(jié)構示意其中，1、襯底，2、陽極層，34、有機混合層，4、陰極層，5、外加電源。 圖7是本發(fā)明所提供的實施例5的結(jié)構示意其中，1、襯底，2、陽極層，61、電子給體層兼激子產(chǎn)生層，62、電子 受體層，7、陰極層。
圖8是本發(fā)明所提供的實施例6的結(jié)構示意其中，8、 Si基板，9、柵電極，10、絕緣層，11、有機半導體層，12、源 電才及，13、漏電才及。
圖9是兩種不同器件的性能對比圖，器件A的結(jié)構為玻璃襯底 /ITO/NPB(20nm)/Alq3(60 nm)Mg:Ag (100 nm),器件B為本發(fā)明所提供的實施例 1的器件。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述
本發(fā)明的技術方案是提供一種電子受體材料作為電子傳輸層或電子受體層 或有機半導體層的有機光電器件，如圖5所示，器件的結(jié)構包括襯底l，陽極層 2,有機功能層3，陰極層4，其中陽極層2位于襯底1表面，有機功能層3位 于陽極層2和陰極層4之間，有機功能層包括空穴傳輸層31,發(fā)光層32和電子 傳輸層33,器件在外加電源5的驅(qū)動下器件發(fā)光。
如圖6所示，器件的結(jié)構包括襯底l,陽極層2，有機混合層34，陰極層4， 其中陽極層2位于襯底1表面，有機混合層34位于陽極層2和陰極層4之間， 有機混合層可以是空穴傳輸層、發(fā)光層和電子傳輸層材料的混合體，器件在外 加電源5的驅(qū)動下器件發(fā)光。
如圖7所示，器件的結(jié)構包括襯底l,陽極層2，電子給體層兼激子產(chǎn)生層 61，電子受體層62,,陰極層7器件在光照下電極產(chǎn)生電壓。
如圖8所示，器件的結(jié)構包括襯底8，柵極9，絕緣層10,有機半導體層 11，源電極12，漏電才及13。本發(fā)明中的有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池中襯底1為電極和有機薄 膜層的依托，它在可見光區(qū)域有著良好的透光性能，有一定的防水汽和氧氣滲 透的能力，有較好的表面平整性，它可以是玻璃或柔性基片，柔性基片采用聚 酯類、聚酞亞胺化合物中的一種材料或者較薄的金屬。
本發(fā)明中的有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池中陽極層2作為有機電致 發(fā)光器件正向電壓的連接層，它要求有較好的導電性能、可見光透明性以及較
高的功函數(shù)。通常采用無機金屬氧化物(如氧化銦錫ITO，氧化鋅ZnO等)、有機 導電聚合物(如PEDOT:PSS, PANI等)或高功函數(shù)金屬材料(如金、銅、銀、柏等)。
本發(fā)明中的有機電致發(fā)光器件陰極層4作為器件負向電壓的連接層，它要 求具有較好的導電性能和較低的功函數(shù)，陰極通常為鋰、鎂、鈣、鍶、鋁、銦 等功函數(shù)較低的金屬或它們與銅、金、銀的合金；或者一層很薄的緩沖絕緣層(如 LiF、 MgF2等)和前面所提供的金屬或合金。
本發(fā)明中的有機太陽能電池中陰極層7作為器件負向電壓的連接層，它要 求具有較好的導電性能和較高的功函數(shù)，通常為金、銀、鋁、銦等較高功函數(shù) 的金屬或是它們的合金。
本發(fā)明中的有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池中空穴傳輸層31和電子給 體層兼激子產(chǎn)生層61材料具有低的最高被占用軌道(HOMO)能級的無機或有機 化合物。所述化合物可以是酞氰銅(CuPc), N,N，-雙-(3-甲基苯基)-N,N，-二苯基 -[1,1，-聯(lián)苯基]-4,4，-二胺0^0)或者N，N，-雙(3-萘基)-N，N，-二苯基-[l,l，-二苯 基]-4,4，-二胺(NPB),所述星形三苯胺化合物可以是三-[4-(5-苯基-2-噻吩基)苯] 胺(PTDATA系列)，聚乙烯^唑(PVK)。
本發(fā)明中的有機電致發(fā)光器件中發(fā)光層32可以是有機小分子化合物或高分 子聚合物。有機小分子化合物能夠用真空蒸鍍方法成膜，如N,N，-雙(3-萘 基)一N，N，-二苯基-[l,l，-二苯基]畫4，4，-二胺(NPB)、 9， 10畫二-(2-萘基)蒽(ADN)、 壹吖咬酮(QA)、 2-{2-叔丁基-6-[2- (1， 1， 7， 7,國四曱基)-2, 3, 6， 7-四氫 -1H, 5H-吡啶并[3,2，l-ij]喹啉-9-基]-乙烯基卜吡喃-4-內(nèi)鐵鹽烯p丙二腈(DCJTB )、 8-羥基喹啉鋁(Alq3)、紅熒烯(Rubrene);高分子聚合物能夠用旋涂和噴墨打印 等方法成膜，如聚對苯撐乙烯(PPV)、聚瘞吩(PTV)。本發(fā)明中的有機場效應管中襯底8是剛性襯底或者柔性襯底，為Si、超薄 玻璃、聚合物薄膜和金屬箔中的一種。
本發(fā)明中的有機場效應管中柵極9材料為金、銀、鋁、鎳和銦錫氧化物中 的一種。源電極12和漏電極13為金屬或者導電薄膜，如Al金屬、Au金屬、 Cu金屬、Cr金屬等，或者是具有良好的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和與例如氧化銦錫 (ITO)或氧化鋅錫(IZO)等導電薄膜。
本發(fā)明中的有機場效應管中絕緣層IO材料也沒有特別限制，并且絕緣層可 以由從下列材料形成的絕緣膜形成無機絕緣材料如二氧化硅，氮化硅，含氧 的二氧化硅，和含氧的氮化硅，有機絕緣材料如丙烯酸類或聚酰亞胺，或由硅 和氧的鍵形成的骨架結(jié)構組成的材料(其中至少含有氫的有機基團(如烷基或 芳族烴)、氟代基團、或至少含有氫和氟基團的有機基團作為取代基包括在內(nèi))， 即硅氧烷型材料。
本發(fā)明中的有機光電器件中電子傳輸層33或電子受體層62或有機半導體 層11的材料為新型電子受體材料，該材料具有良好的傳輸電子能力和電化學穩(wěn) 定性。下文列出的是本發(fā)明的電子受體材料的具體例，但是本發(fā)明并不局限于 這些具體例。
1 ~~1 OCH3
材料l
材料2
30材料3
材料4
材料
材料6
采用本發(fā)明制備的有機光電器件結(jié)構舉例如下
玻璃/ITO/發(fā)光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極層
玻璃/ITO/空穴注入層/空穴傳輸層發(fā)光層/陰極層
玻璃/ITO/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極層
玻璃/ITO/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極層
玻璃/ITO/空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極層
玻璃/導電聚合物/空穴傳輸層/發(fā)光層/陰極層
玻璃/導電聚合物/發(fā)光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極層
玻璃/導電聚合物/空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/陰極層
玻璃/導電聚合物/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極層
玻璃/導電聚合物/空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極層
柔性基板/ ITO/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極層柔性基板/ITO/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極層
柔性基板/ ITO/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極層 柔性基板/ITO/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極層 玻璃/ITO/電子給體層兼激子產(chǎn)生層/電子受體層/陰極層
實施例1
如圖5所示，器件的空穴傳輸層31材料為NPB,發(fā)光層32材料為Alq3, 電子傳輸層33材料為材料1，陰極層用Mg:Ag合金。整個器件結(jié)構描述為 玻璃襯底/ITO/NPB (20 nm)/Alq3 (30 nm)/材料1 (30 nm)/Mg:Ag (100 nm) 制備方法如下
① 利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對透明導電基片ITO玻璃進行超聲清洗， 清洗后用干燥氮氣吹干。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO 膜的方塊電阻為10Q/口，膜厚為180nm。
② 將干燥后的基片移入真空室，在氣壓為20 Pa的氧氣壓環(huán)境下對ITO玻璃 進行低能氧等離子預處理10分鐘，濺射功率為~ 20 W。
③ 將處理后的基片在高真空度的蒸發(fā)室中，開始進行有機薄膜的蒸鍍。按 照如上所述器件結(jié)構依次蒸鍍的空穴傳輸材料NPB為20 nm，發(fā)光層材料Alq3 層30nm,材料l層30nm。各有機層的蒸鍍速率0.1 nm/s，蒸鍍速率及厚度由 安裝在基片附近的膜厚儀監(jiān)控。
④ 在有機層蒸鍍結(jié)束后進行金屬電極的制備。其氣壓為3xl(T3Pa,蒸鍍速 率為 lnm/s,合金中Mg, Ag比例為-10:l，膜層厚度為100nm。蒸鍍速率及 厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監(jiān)控。
⑤ 將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99.9%氮氣氛圍。
⑥ 測試器件的電流-電壓-亮度特性，同時測試器件的發(fā)光光譜參數(shù)。 實施例2
器件的空穴傳輸層31材料為m-TDATA，發(fā)光層32材料為Alq3,電子傳輸 材料層33為材料2，陰極層用Mg:Ag合金。整個器件結(jié)構描述為
玻璃襯底/ITO/m-TDATA(15 nm)/Alq3 (50 nm)/材料2 (15 nm)/Mg:Ag(100nm)器件的制備流程與實施例1相似。 實施例3
如圖6所示，器件的有機混合層34為空穴傳輸層兼發(fā)光層材料PVK和電 子傳輸層材料材料3的混合體，陰極層用Mg:Ag合金。整個器件結(jié)構描述為 玻璃襯底/ITO/PVK:材料3 (70 nm)/Mg:Ag (100 nm) 器件的制備方法如下
① 利用乙醇溶液和去離子水對透明導電基片ITO玻璃進行超聲清洗，清洗 后用干燥氮氣吹干。其中玻璃襯底上面的ITO膜作為器件的陽極層，ITO膜的 方塊電阻為10 Q/[],膜厚為180nm。
② 將干燥后的基片移入真空室，在氣壓為20 Pa的氧氣壓環(huán)境下對ITO玻璃 進行低能氧等離子預處理10分鐘，'減射功率為~ 20 W。
③ 將處理后的基片旋涂機中進行有機薄膜的旋涂，按照器件結(jié)構旋涂PVK: 材料3層70 nm。該有機層的旋涂轉(zhuǎn)速為2000 rpm。
④ 在有機層旋涂結(jié)束后進行金屬電極的制備。其氣壓為3xlO—3Pa,蒸鍍速 率為 lnm/s，合金中Mg， Ag比例為-10:l，膜層厚度為100nm。蒸鍍速率及 厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監(jiān)控。
⑤ 將做好的器件傳送到手套箱進行封裝，手套箱為99.9%氮氣氛圍。
⑥ 測試器件的電流-電壓-亮度特性，同時測試器件的發(fā)光光語參數(shù)。 實施例4
如圖6所示，器件的有機混合層3為空穴傳輸層兼發(fā)光層材料PVK和電子 傳輸層材料材料4的混合體，陰極層用Mg:Ag合金。整個器件結(jié)構描述為
玻璃村底/ITO/PVK:材料4 (70 nm)/Mg:Ag (100 nm)
器件的制備流程與實施例3相似。 實施例5
如圖7所示，器件的電子給體層兼激子產(chǎn)生層61材料為CuPc，電子受體層 62材料為材料5，陰極層為Ag。整個器件結(jié)構描述為
玻璃襯底/ITO/CuPc (30 nm)/材料5 (30 nm)/Ag (100 nm) 器件的制備流程與實施例1相似。實施例6
如圖8所示，器件的結(jié)構中的基板8材料為Si，柵電極9材料為Au，絕緣 層10材料為PVP，有機半導體層11材料為材料6,源電極12、漏電極13材料 為Au。
制備方法如下
① .將Si基板放入熱的H2S04:H202 (7: 3 )中超聲1小時，后使用超純水清
洗；
② .將H20:NH3 (5:1)加熱70。C后，加入1體積H202，加入基片浸泡15 min
后，使用超純水清洗，最后用干燥氮氣吹干；
③ .在Si基板的表面通過真空蒸鍍或者濺射的方法蒸鍍柵電極Au; .通過光刻的方法刻蝕才冊電極的圖形；
.在鍍有柵電極的Si板的另 一側(cè)通過旋涂的方法旋涂上有機絕緣層PVP，
有機絕緣層PVP可以一次旋涂成膜，也可以分多次旋涂于Si基板上； .放入真空蒸發(fā)有機半導體膜材料6，其氣壓為3xlO—4Pa，蒸鍍速率0.1 nm/s,蒸鍍速率及厚度由安裝在基片附近的膜厚儀監(jiān)控。 然后在有機半導體層上蒸鍍源電極，漏電極Au。通過光刻形成源電極、漏 電才及圖案。
權利要求
1、一種有機光電器件，包括襯底、第一電極層和第二電極層，第一電極層和第二電極層之間設置有功能層，所述功能層為電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、電子給體層、激子產(chǎn)生層、電子受體層、絕緣層和有機半導體層中的一種或者多種，所述電子傳輸層、電子受體層或者有機半導體層的材料為電子受體材料，它具有傳輸電子的能力，能提高器件內(nèi)部的電子遷移率，化學結(jié)構式如下其中R1、R2、R3為相同或不同的電子受體基團，為以下電子受體基團中的一種或多種式1 式2式3 式4式5 式6式7 式8式9 式10式11式12式13式14式15式16式17 式18式19 式20式21 式22式23 式24式25 式26式27 式28式29 式30式31 式32式33 式34 id="icf0019" file="A2009100599050005C4.tif" wi="73" he="39" top= "160" left = "26" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/> id="icf0020" file="A2009100599050005C5.tif" wi="53" he="47" top= "158" left = "108" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>式35 式36式37 式38式39 式40式41 式42式43 式44式45 式46式47 式48式49式50式51式52式53式54式55式56式57式58式59式60式61式62式63式64式65式66 id="icf0036" file="A2009100599050008C5.tif" wi="38" he="28" top= "226" left = "42" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/> id="icf0037" file="A2009100599050008C6.tif" wi="64" he="22" top= "226" left = "105" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>式67式68式69 式70式71 式72式73 式74式75 式76式77 式78式79式80式81式82式83，其中R為C1-30烷基、C2-30烯基、C1-30烷氧基、C6-30芳基、C6-30芳氧基、C3-30雜芳基、C1-30雜烷基，X為O、S、或NR”，R’為C1-30烷基、C6-30芳基、C3-30雜芳基、C1-30雜烷基或其組合。
2、 根據(jù)權利要求1所述的有機光電器件，其特征在于，該器件是有機電致發(fā)光器件、有機太陽能電池或有機場效應管。
3、 一種有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟① 利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對襯底進行超聲清洗，清洗后用干燥氮 氣吹干；② 將襯底在真空蒸發(fā)室中進行電極的制備，所述電極包括第一電極層或者 第二電極層；③ 將制備好電極的襯底移入真空室中，在氧氣壓環(huán)境下進行預處理；④ 將處理后的襯底在高真空度的蒸發(fā)室中，開始進行有機薄膜的蒸鍍，按 照器件結(jié)構依次蒸鍍有機功能層，所述有機功能層包括激子產(chǎn)生層或發(fā)光層、 電子受體層或電子傳輸層、電子給體層或空穴傳輸層，其中電子傳輸層、電子 受體層材料結(jié)構式為⑤ 在有機層蒸鍍結(jié)束后在真空蒸發(fā)室中進行另一個電極的制備；⑥ 將做好的器件在手套箱進行封裝，手套箱為氮氣氛圍；⑦ 測試器件的電流-電壓-亮度特性、發(fā)光光語參數(shù)或器件的暗電流、光 電流。
4、 一種有機電致發(fā)光器件和有機太陽能電池的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟① 利用丙酮、乙醇溶液和去離子水對襯底進行超聲清洗，清洗后用干燥氮 氣吹干；② 將襯底在真空蒸發(fā)室中進行電極的制備，所述電極包括第一電極層或者 第二電極層；③ 將制備好電極的襯底移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下進行預處理；④ 將處理后的襯底在旋涂機中進行有機薄膜的旋涂，按照器件結(jié)構依次旋 涂有機功能層，所述有機功能層包括發(fā)光層或激子產(chǎn)生層、電子傳輸層或電子 受體層、空穴傳輸層或電子給體層，其中電子受體層材料結(jié)構式為⑤ 在有機層旋涂結(jié)束后在高真空度的蒸發(fā)室中進行另一個電極的制備；⑥ 將做好的器件在手套箱進行封裝，手套箱為氮氣氛圍；⑦ 測試器件的電流-電壓-亮度特性、發(fā)光光語參數(shù)或器件的暗電流、光電流。
5、 一種有機場效應管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟① 利用H2S04:H202=7: 3、 H20:NH3=5: 1的混合溶液和超純水對襯底進行 超聲清洗，清洗后用干燥氮氣吹干；② 在基板的表面通過真空蒸鍍或者旋涂或者'減射的方法制備柵電極；③ 通過光刻的方法刻蝕柵電極的圖形；④ 在鍍有柵電極基板的表面通過真空蒸鍍或者旋涂或者濺射的方法制備絕 緣層和有機半導體層，其中有機半導體層材料的結(jié)構式為⑤然后在有機半導體層上通過蒸鍍或者旋涂或者濺射的方法制備源電極, 漏電極；(D通過光刻形成源電極、漏電極圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機光電器件，包括襯底、第一電極層和第二電極層，第一電極層和第二電極層之間設置有功能層，所述功能層為電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、電子給體層、激子產(chǎn)生層、電子受體層、絕緣層和有機半導體層中的一種或者多種，所述電子傳輸層、電子受體層或者有機半導體層的材料為電子受體材料，它具有傳輸電子的能力，能提高器件內(nèi)部的電子遷移率，增加器件的壽命。
文檔編號H01L51/30GK101599532SQ20091005990
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權日2009年7月3日
發(fā)明者于軍勝, 蔣亞東, 陳蘇杰, 馬文明 申請人:電子科技大學