專利名稱：半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電器件領(lǐng)域，尤其涉及一種半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
1987年,美國Eastman Kodak公司的Tang和VanSlyke報道了有機電致發(fā)光研究中的突破性進展。他們首次利用真空蒸鍍技術(shù)把具有空穴傳輸性的芳香族二胺和熒光效率較高并具有電子傳輸性的8-羥基喹啉鋁(Alq3)組合制備出了雙層有機電致發(fā)光器件。器件在IOV驅(qū)動電壓下，發(fā)射綠光，亮度高達1000cd/m2，效率達到1. 51m/W，壽命超過1000小時。這個里程碑式的工作使人們看到了機電致發(fā)光器件實用化和商業(yè)化的美好前景。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，由于充分利用單線態(tài)和三線態(tài)的發(fā)光材料，目前器件的內(nèi)量子效率已經(jīng)達到了 100%。由于器件內(nèi)外折射率的差別，致使在器件內(nèi)部發(fā)出的光只有小部分可以到達外部空氣被我們所利用，而大部分光則被關(guān)閉在器件內(nèi)部，經(jīng)過反復(fù)折射最終被內(nèi)部物質(zhì)吸收而變成熱量。發(fā)光層發(fā)出的光經(jīng)過了各有機層、ITO(氧化銦錫)和玻璃基底的吸收、反射與折射等光耦合的過程。從有機層發(fā)出的光射出器件的外部時，只有約17%的光能被人所看見。大多數(shù)光子因為襯底與空氣界面處的全反射以及有機層內(nèi)部的橫向波導(dǎo)而損失掉了。已有許多研究來提高機電致發(fā)光器件的出光耦合效率，如增加基底與空氣界面的表面粗糙度；在玻璃基底上刻蝕槽，這些槽起著反射鏡子的作用，將光重新導(dǎo)出，能提高2倍的效率( Opt. Lett. 22，396，1997.);在玻璃背面使用折光指數(shù)相近的圓透鏡，通過改變透鏡的尺寸，改變臨界角，重新將光導(dǎo)出，可以將出光效率提高2. 2-3倍(Opt.Exp. 14，6564，2000);采用在襯底表面周期性排列硅微球來提高散射，將橫向波導(dǎo)光垂直射出(Appl. Phys. Lett. 76，1243，2000);也可以采用排列分布的布拉格反射面或在玻璃基底和ITO層之間插入一層低折射率物質(zhì)也可以增加器件的出光效率(Adv. Mater. 13，1149，2001.);通過在OLED的玻璃襯底制備光子晶體圖形，光取出效率和傳統(tǒng)的平板OLED相比提高了 25%，即由原來的20%提高到25% (Appl. Phys. Lett. 82，3779，2003·)。但是這些方法一般都會使器件的制備過程更加繁瑣，并且使發(fā)射光譜發(fā)生角度依賴型，往往有機電致發(fā)光器件的出光效率提高也不夠多，往往對機電致發(fā)光器件的全反射和橫向波導(dǎo)損失不能兼顧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種出光效率高、沒有角度依賴性，且制備工藝簡單的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件。一種半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，包括半空心球形結(jié)構(gòu)基底，在所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)表面依次層疊有折射率匹配層、陽極層、P型摻雜空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、η型摻雜電子傳輸層以及陰極層。
上述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件中，所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)徑為3 IOmm,且所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的厚度與內(nèi)徑之間的厚徑比為O. 2 1. O。上述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其功能層的材料如下所述陽極層的材料選自氧化銦錫、摻鋁氧化鋅或摻銦氧化鋅；所述折射率匹配層的折射率范圍為1. 63 1. 80，所述折射率匹配層的材料選自氧化鎂、氧化鋁、氧化釔或者氧化鈰；所述P型摻雜空穴傳輸層的材料選自空穴傳輸材料中摻雜四氟四氰基對苯醌二甲烷、四氰基對苯醌二甲烷或三氧化鑰，所述空穴傳輸材料為4，4'，4"-三(3-甲基苯基苯胺)三苯胺或N，N’ -(1-萘基)4，^ - 二苯基-4,4'-聯(lián)苯二胺；所述電子阻擋層的材料為1，1_ 二 [4-[N，N’ - 二(P-甲苯基)氨基]苯基]環(huán)己烷或4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺；所述發(fā)光層的材料為主體材料中摻雜4，4' -二(9-乙基-3-咔唑乙烯基)_1，10- 二苯基、三(2-苯基吡啶)合銥 、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合銥或三(1-苯基-異喹啉)合銥，所述主體材料選自4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺或者N-芳基苯并咪唑；所述空穴阻擋層的材料為4，7- 二苯基-1，10-菲羅啉或N-芳基苯并咪唑；所述η型摻雜電子傳輸層的材料為電子傳輸材料中摻雜碳酸銫、疊氮化銫、氟化銫、氟化鋰或碳酸鋰，所述電子傳輸材料為4，7- 二苯基-1，10-菲羅啉或N-芳基苯并咪唑；所述陰極層的材料選自銀、鋁或鎂銀合金。本發(fā)明的另一目的在于提供上述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備方法，包括如下步驟S1、清洗、干燥半空心球形結(jié)構(gòu)基底；S2、采用磁控濺射工藝，在所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)表面濺鍍折射率匹配層，然后再所述折射率匹配層表面再濺鍍一層陽極層；S3、在所述陽極層表面依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、η型摻雜電子傳輸層以及陰極層；上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件。本發(fā)明提供的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，由于是半空心球形結(jié)構(gòu)，可以將由發(fā)光層與空氣折射率的差別導(dǎo)致的全內(nèi)反射損失通過曲面折射射出，還可以將有機層的橫向波導(dǎo)損失捕獲，而折射率匹配層可以使光發(fā)生全反射的角度變大，從而減少光全反射并使大部分光折射到基底上，因此出光效率大大提高。另外，這種半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件沒有角度依賴性，這種依賴性由半球形狀直接決定的，且該有機電致發(fā)光器件制備工藝簡單。


圖1為本發(fā)明的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備工藝流程圖；圖3為實施例1與對比例的有機電致發(fā)光器件的亮度-電壓曲線對比圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的一種半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，如圖1所示，包括半空心球形結(jié)構(gòu)基底100,在所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底100的內(nèi)表面依次層疊有折射率匹配層101、陽極層102、P型摻雜空穴傳輸層103、電子阻擋層104、發(fā)光層105、空穴阻擋層106、η型摻雜電子傳輸層107以及陰極層108。上述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件中，半空心球形結(jié)構(gòu)基底(如，玻璃)的內(nèi)徑為3 10mm，且基底的厚度與內(nèi)徑之間的關(guān)系為厚徑比(i )為O. 2 1. O ;根據(jù)相應(yīng)
T
的內(nèi)徑調(diào)節(jié)厚度。上述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其功能層的材料如下所述折射率匹配層101的折射率范圍為1. 63 1. 80，所述折射率匹配層的材料選自氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al2O3)、氧化釔(Y2O3)或者氧化鈰(CeF3),且氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al2O3)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈰(CeF3)的折射率(η)分別為1. 70、1. 63、1. 80、1. 63 ;該折射率匹配層的厚度為30 80nm ；所述陽極層的材料為常用導(dǎo)電材料，如，氧化銦錫(ΙΤ0)、摻氟氧化錫(FT0)、摻鋁氧化鋅(AZO)或摻銦氧化鋅(IZO);陽極層的材料優(yōu)選ITO ;陽極層的厚度為100 200nm，厚度優(yōu)選為150nm ；所述P型摻雜空穴傳輸層的材料為空穴傳輸材料(如，4，4'，4"-三(3-甲基苯基苯胺)三苯胺(m-MTDATA)或N，N’ _(1_萘基)_N，N’ - 二苯基_4，4'-聯(lián)苯二胺(NPB))中摻雜四氟四氰基對苯醌二甲烷(F4-TCNQ)、四氰基對苯醌二甲烷(TCNQ)或三氧化鑰(MoO3) ;p型摻雜空 穴傳輸層的材料優(yōu)選為m-MTDATA:F4-TCNQ，P型摻雜空穴傳輸層的厚度為20 80nm，厚度優(yōu)選為40nm ；所述電子阻擋層的材料為1，1_ 二 [4_[N，N’ - 二(p-甲苯基)氨基]苯基]環(huán)己烷(TAPC)、N，N’- 二(3-甲基苯基)-N，N’ - 二苯基 _4，4'-聯(lián)苯二胺(TPD)或 4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)；電子阻擋層的材料優(yōu)選為TAPC ；電子阻擋層的厚度為5 20nm,厚度優(yōu)選為5nm ；所述發(fā)光層的材料為主體材料(如，4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)或N-芳基苯并咪唑(TPBI))中摻雜發(fā)光材料(如，4，V -二(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1，10-二苯基(BCzVBi)或三(2-苯基吡啶)合銥(IHppy)3));所述發(fā)光層的材料優(yōu)選為TCTA:1r (ppy)3 ;發(fā)光層厚度為30 60nm,優(yōu)選為40nm ；所述空穴阻擋層的材料為4，7-二苯基-1，10-菲羅啉(Bphen)或N-芳基苯并咪唑(TPBI);空穴阻擋層的材料優(yōu)選為Bphen ;空穴阻擋層厚度為5 20nm，厚度優(yōu)選為IOnm ；所述η型摻雜電子傳輸層的材料為電子傳輸材料(如,4, 7-二苯基-1,10-菲羅啉(Bphen)或N-芳基苯并咪唑(TPBI))中摻雜碳酸銫(Cs2CO3)、疊氮化銫(CsN3)、氟化銫(CsF)、氟化鋰(LiF)或碳酸鋰(Li2CO3) ;η型摻雜電子傳輸層的材料優(yōu)選為Bphen = Cs2CO3;η型摻雜電子傳輸層厚度為40 80nm,厚度優(yōu)選為40nm ；所述陰極層的材料為常見金屬，如，銀(Ag)、鋁(Al)或鎂銀合金(Mg:Ag)，其中，鎂銀合金中，Mg與Ag的質(zhì)量比為10 I ;陰極層的材料優(yōu)選為鎂銀合金；陰極層的厚度為100 200nm，厚度優(yōu)選為150nm。
上述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備方法，如圖2所示，包括如下步驟S1、將半空心球形結(jié)構(gòu)基底(如，玻璃基底)，依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min，清洗干凈后烘干；S2、采用磁控濺射工藝，將所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底放入磁控濺射設(shè)備的真空腔體中，在半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)表面濺鍍折射率匹配層，接著在再折射率匹配層的表面濺鍍陽極層；此步驟中，還可以將鍍有陽極層的半空心球形結(jié)構(gòu)基底旋涂光刻膠、曝光、顯影、王水刻蝕，刻蝕成所需要的圖案和大小，然后將刻蝕好的陽極層半空心球形結(jié)構(gòu)基底清洗，依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗各15min，清洗干凈后對其進行氧等離子處理，氧等離子處理時間為15min，功率為10W，以此提高陽極層半空心球形結(jié)構(gòu)基底的表面功函；此時，得到半空心球形結(jié)構(gòu)陽極基底；S3、將半空心球形結(jié)構(gòu)陽極基底放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，在所述陽極層表面依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、η型摻雜電子傳輸層；隨后，基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體內(nèi)，在所述η型摻雜電子傳輸層表面蒸鍍一層陰極層； 上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件。本發(fā)明提供的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，由于是半球形的，可以將由發(fā)光層與空氣折射率的差別導(dǎo)致的全內(nèi)反射損失通過曲面折射射出，還可以將有機層的橫向波導(dǎo)損失捕獲，因此出光效率大大提高，而且這種方法比現(xiàn)有的光子晶體等方法簡單，沒有角度依賴性。我們在不改變玻璃基底和導(dǎo)電薄膜的前提下，通過在這兩者之間插入一種金屬氧化物來提高光取出率，這種金屬氧化物的折射率(η)與這兩種材料有以下關(guān)系=H1 > η>η2。這樣，光從ITO入射到金屬氧化物時，其發(fā)生全反射的角度變大(由于η>η2,)，光全反射的部分減少，大部分的光可以折射到玻璃上，而在金屬氧化物與玻璃之間，也存在全發(fā)射，光從金屬氧化物入射，由于η < Ill，因此，與玻璃的折射率差值縮小，發(fā)生全發(fā)射的角度變大，大部分的光可以折射出界面，因 此，經(jīng)過兩次折射，光的提取率得到加強，最終提高了發(fā)光效率。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作進一步詳細說明。實施例1本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為玻璃/Α1203/ΙΤ0/m-MTDATA:F4-TCNQ/TAPC/TCTA:1r (ppy)3/Bphen/Bphen:Cs2C03/Mg: Ag。本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備步驟如下1、將內(nèi)徑為5mm、厚度為4_的半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底,依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min，清洗干凈后烘干；2、將半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底放入磁控濺射設(shè)備的有機真空腔體中，依次濺鍍50nm厚的折射率匹配層(材料為Al2O3)和150nm厚的ITO陽極層,制得半空心球形結(jié)構(gòu)導(dǎo)電玻璃；3、將ITO半空心球形結(jié)構(gòu)導(dǎo)電玻璃放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層(材料為m-MTDATA :F4-TCNQ，厚度為40nm)、電子阻擋層(材料為TAPC，厚度為5nm)、發(fā)光層(材料為TCTA:1r(ppy)3 ;厚度為40nm)、空穴阻擋層(材料為Bphen，厚度為IOnm)、η型摻雜電子傳輸層(材料為Bphen = Cs2CO3 ;厚度40nm)；
4、將基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體，在η型摻雜電子傳輸層表面繼續(xù)蒸鍍陰極層(材料選自質(zhì)量比為10 I的鎂銀合金，即Mg Ag;厚度150nm)； 上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。實施例2本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為玻璃/A1203/AZ0/m-MTDATA: TCNQ/TCTA/TCTA:1r (ppy) 3/TPBI/Bphen: LiF/Ag。本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備步驟如下1、將內(nèi)徑為5mm、厚度為2mm的半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底,依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min， 清洗干凈后烘干；2、將半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底放入磁控濺射設(shè)備的有機真空腔體中，依次濺鍍30nm厚的折射率匹配層(材料選自氧化鋁Al2O3)和200nm厚的AZO陽極層；3、將AZO半空心球形結(jié)構(gòu)導(dǎo)電玻璃放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層(材料為m-MTDATA: TCNQ，厚度為20nm)、電子阻擋層(材料為TCTA，厚度為IOnm)、發(fā)光層(材料為TCTA:1r(ppy)3 ;厚度為40nm)、空穴阻擋層(材料為TPBI，厚度為20nm)、η型摻雜電子傳輸層(材料為PBD = LiF ;厚度60nm)；4、將基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體，在η型摻雜電子傳輸層表面繼續(xù)蒸鍍陰極層(材料為Ag ;厚度IOOnm)；上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。實施例3本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為玻璃/MgO/ITO/NPB: Mo03/TCTA/TPB1:1r (MDQ) 2 (acac) /Bphen/TPB1: CsF/Al。本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備步驟如下1、將內(nèi)徑為5mm、厚度為Imm的半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底,依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min，清洗干凈后烘干；2、將半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底放入磁控濺射設(shè)備的有機真空腔體中，依次濺鍍40nm厚的折射率匹配層(材料為氧化鋁MgO)和IOOnm厚的ITO陽極層；3、將ITO半空心球形結(jié)構(gòu)導(dǎo)電玻璃放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層(材料為ΝΡΒ:Μο03，厚度為60nm)、電子阻擋層(材料為TCTA，厚度為20nm)、發(fā)光層(材料為TPB1:1r (MDQ) 2 (acac);厚度為30nm)、空穴阻擋層(材料為Bphen，厚度為5nm)、η型摻雜電子傳輸層(材料為TPB1: CsF ;厚度50nm)；4、將基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體，在η型摻雜電子傳輸層表面繼續(xù)蒸鍍陰極層(材料為Al ;厚度120nm)；上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。實施例4本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為玻璃/Υ203/ΙΤ0/NPB: Mo03/TAPC/TCTA : BCzVBi/Bphen/Alq3: Li2C03/Mg: Ag。本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備步驟如下1、將內(nèi)徑為3mm、厚度為3mm的半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底,依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min，清洗干凈后烘干；
2、將半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底放入磁控濺射設(shè)備的有機真空腔體中，依次濺鍍60nm厚的折射率匹配層(材料為Y2O3)和IOOnm厚的ITO陽極層；3、將ITO半空心球形結(jié)構(gòu)導(dǎo)電玻璃放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層(材料為ΝΡΒ:Μο03，厚度為80nm)、電子阻擋層(材料為TAPC，厚度為5nm)、發(fā)光層(材料為TCTA = BCzVBi ;厚度為60nm)、空穴阻擋層(材料為Bphen，厚度為IOnm)、η型摻雜電子傳輸層(材料為Alq3 = Li2CO3 ;厚度IOOnm)；4、將基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體，在η型摻雜電子傳輸層表面繼續(xù)蒸鍍陰極層(材料選自質(zhì)量比為10 I的鎂銀合金，即Mg Ag;厚度150nm)；上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。實施例5本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為玻璃/CeF3ATO/m-MTDATA: F4-TCNQ/TAPC/TCTA:1r (ppy) 3/Bphen/Bphen: CsN3Au。本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備步驟如下1、將內(nèi)徑為8mm、厚度為4mm的半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底,依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min，清洗干凈后烘干；2、將半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底放入磁控濺射設(shè)備的有機真空腔體中，依次濺鍍50nm厚的折射率匹配層(材料為CeF3)和150nm厚的ITO陽極層；3、將ITO半空心球形結(jié)構(gòu)導(dǎo)電玻璃放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層(材料為m- MTDATA :F4-TCNQ，厚度為40nm)、電子阻擋層(材料為TAPC，厚度為5nm)、發(fā)光層(材料為TCTA:1r(ppy)3 ;厚度為40nm)、空穴阻擋層(材料為Bphen，厚度為IOnm)、η型摻雜電子傳輸層(材料為Bphen = CsN3 ;厚度40nm)；4、將基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體，在η型摻雜電子傳輸層表面繼續(xù)蒸鍍陰極層(材料為質(zhì)量比為10 I的鎂銀合金，即Mg Ag;厚度150nm)；上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。實施例6本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為玻璃/A1203/IT0/m-MTDATA: F4-TCNQ/TAPC/TCTA:1r (ppy) 3/Bphen/Bphen: CsN3/Mg: Ag。本實施例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備步驟如下1、將內(nèi)徑為10mm、厚度為4mm的半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底,依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min，清洗干凈后烘干；2、將半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底放入磁控濺射設(shè)備的有機真空腔體中，依次濺鍍60nm厚的折射率匹配層(材料為Al2O3)和150nm厚的ITO陽極層；接著將鍍有ITO陽極層的玻璃旋涂光刻膠、曝光、顯影、王水刻蝕，刻蝕成所需要的圖案和大小，然后將刻蝕好的導(dǎo)電玻璃清洗，依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗各15min，清洗干凈后對其進行氧等離子處理，氧等離子處理時間為15min，功率為10W，以此提高ITO半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃的表面功函；3、將ITO半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層(材料為m-MTDATA :F4-TCNQ，厚度為40nm)、電子阻擋層(材料為TAPC，厚度為5nm)、發(fā)光層(材料為TCTA:1r (ppy) 3 ;厚度為40nm)、空穴阻擋層(材料為Bphen，厚度為IOnm)、η型摻雜電子傳輸層(材料為Bphen = CsN3 ;厚度40nm)；4、將基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體，在η型摻雜電子傳輸層表面繼續(xù)蒸鍍陰極層(材料為質(zhì)量比為10 I的鎂銀合金，即Mg Ag;厚度150nm)； 上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。對比例本對比例的有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)為玻璃/1TO/m-MTDATA: F4-TCNQ/TAPC/TCTA:1r(ppy)3/Bphen/Bphen:Cs2CO3/gAg 本對比例的有機電致發(fā)光器件的制備步驟如下1、將內(nèi)徑為5mm、厚度為4mm的半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底,依次用純凈水、丙酮、乙醇等各超聲清洗15min，清洗干凈后烘干；2、將半空心球形結(jié)構(gòu)玻璃材料基底放入磁控濺射設(shè)備的有機真空腔體中，濺鍍一層150nm厚的ITO陽極層；3、將ITO玻璃放入蒸鍍設(shè)備的有機真空腔體中，依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層(材料為m-MTDATA :F4-TCNQ，厚度為40nm)、電子阻擋層(材料為TAPC，厚度為5nm)、發(fā)光層(材料為TCTA:1r (ppy)3 ;厚度為40nm)、空穴阻擋層(材料為Bphen,厚度為IOnm)、η型摻雜電子傳輸層(材料為Bphe n = Cs2CO3 ;厚度40nm)；4、將基底移入蒸鍍設(shè)備的真空金屬腔體，在η型摻雜電子傳輸層表面繼續(xù)蒸鍍陰極層(材料選自質(zhì)量比為10 I的鎂銀合金，即Mg Ag;厚度150nm)；上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)的有機電致發(fā)光器件。圖3為實施例1與對比例的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的亮度-電壓曲線對比圖。本發(fā)明所用到的制備與測試儀器為高真空熱阻蒸發(fā)鍍膜系統(tǒng)(沈陽科學(xué)儀器研制中心有限公司，壓強< 10_4Pa)、電流-電壓測試儀(美國Keithly公司，型號2602)、電致發(fā)光光譜測試儀(美國photo research公司，型號PR650)以及屏幕亮度計(北京師范大學(xué)，型號ST-86LA)。從圖3可以看出，加有折射率匹配層的有機電致發(fā)光器件在相同的驅(qū)動電壓下亮度較高，這說明加有折射率匹配層的器件出光效率大于沒有加折射率匹配層的器件。應(yīng)當理解的是，上述針對本發(fā)明較佳實施例的表述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，包括半空心球形結(jié)構(gòu)基底，在所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)表面依次層疊有折射率匹配層、陽極層、P型摻雜空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、η型摻雜電子傳輸層以及陰極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)徑為3 IOmm,且所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的厚度與內(nèi)徑之間的厚徑比為O. 2 1. O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述折射率匹配層的折射率范圍為1.63 1. 80，所述折射率匹配層的材料選自氧化鎂、氧化鋁、氧化釔或者氧化鈰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述陽極層的材料選自氧化銦錫、摻鋁氧化鋅或摻銦氧化鋅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述P型摻雜空穴傳輸層的材料選自空穴傳輸材料中摻雜四氟四氰基對苯醌二甲烷、四氰基對苯醌二甲烷或三氧化鑰，所述空穴傳輸材料為4，4'，4"-三(3-甲基苯基苯胺)三苯胺或N，N’-(1-萘基)_Ν，Ν’ - 二苯基 _4，4'-聯(lián)苯二胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述電子阻擋層的材料為1，1_ 二 [4-[Ν，Ν’_ 二(P-甲苯基)氨基]苯基]環(huán)己烷或4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光層的材料為主體材料中摻雜4，4' -二(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1，10-二苯基、三(2-苯基吡啶)合銥、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合銥或三(1-苯基-異喹啉)合銥，所述主體材料選自4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺或者N-芳基苯并咪唑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴阻擋層的材料為4，7- 二苯基-1，10-菲羅啉或N-芳基苯并咪唑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述η型摻雜電子傳輸層的材料為電子傳輸材料中摻雜碳酸銫、疊氮化銫、氟化銫、氟化鋰或碳酸鋰，所述電子傳輸材料為4，7- 二苯基-1，I O-菲羅啉或N-芳基苯并咪唑；所述陰極層的材料選自銀、鋁或鎂銀合金。
10.一種半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 ·51、清洗、干燥半空心球形結(jié)構(gòu)基底； ·52、采用磁控濺射工藝，在所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)表面濺鍍折射率匹配層，然后再所述折射率匹配層表面再濺鍍一層陽極層； · 53、在所述陽極層表面依次蒸鍍P型摻雜空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、η型摻雜電子傳輸層以及陰極層； 上述工藝完成后，制得所述半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明屬于光電器件領(lǐng)域，其公開了一種半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件及其制備方法；該半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件包括半空心球形結(jié)構(gòu)基底，在所述半空心球形結(jié)構(gòu)基底的內(nèi)表面依次層疊有折射率匹配層、陽極層、p型摻雜空穴傳輸層、電子阻擋層、發(fā)光層、空穴阻擋層、n型摻雜電子傳輸層以及陰極層。本發(fā)明提供的半空心球形結(jié)構(gòu)有機電致發(fā)光器件，可以將由發(fā)光層與空氣折射率的差別導(dǎo)致的全內(nèi)反射損失通過曲面折射射出，由有機層的橫向波導(dǎo)損失捕獲，而折射率匹配層可以使光發(fā)生全反射的角度變大，從而減少光全反射并使大部分光折射到基底上，因此出光效率大大提高。
文檔編號H01L51/52GK103050637SQ20111031501
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者周明杰, 王平 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司