頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置及其制備方法。該頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置包括依次層疊結(jié)合的基板、陽(yáng)極層、有機(jī)功能層、PN結(jié)和陰極層，其中，有機(jī)功能層包括發(fā)光層，PN結(jié)的P型半導(dǎo)體層與所述陰極層層疊結(jié)合，所述PN結(jié)的N型半導(dǎo)體層與所述有機(jī)功能層層疊結(jié)合；其中，P型半導(dǎo)體層材料為酞菁化合物，N型半導(dǎo)體層材料為富勒烯材料。其制備方法包括在有機(jī)功能層外表面依次蒸鍍PN結(jié)和陰極層的步驟。本發(fā)明頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置發(fā)光效率高，啟動(dòng)電壓低；其工序簡(jiǎn)單、條件易控，成品合格率高，有效提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電光源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說(shuō)是涉及一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)電致發(fā)光器件(Organic Light Emiss1n D1de,以下簡(jiǎn)稱0LED)是基于有機(jī)材料的一種電流型半導(dǎo)體發(fā)光器件。其典型結(jié)構(gòu)是在ITO玻璃上制作一層幾十納米厚的有機(jī)發(fā)光材料作發(fā)光層，發(fā)光層上方有一層低功函數(shù)的金屬電極。
[0003]OLED的發(fā)光原理是基于在外加電場(chǎng)的作用下，電子從陰極注入到有機(jī)物的最低未占有分子軌道(LUM0)，而空穴從陽(yáng)極注入到有機(jī)物的最高占有軌道(HOMO)。電子和空穴在發(fā)光層相遇、復(fù)合、形成激子，激子在電場(chǎng)作用下遷移，將能量傳遞給發(fā)光材料，并激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)能量通過(guò)輻射失活，產(chǎn)生光子，釋放光能。
[0004]OLED具有發(fā)光效率高、材料選擇范圍寬、驅(qū)動(dòng)電壓低、全固化主動(dòng)發(fā)光、輕、薄等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)擁有高清晰、廣視角，以及響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，是一種極具潛力的顯示技術(shù)和光源，符合信息時(shí)代移動(dòng)通信和信息顯示的發(fā)展趨勢(shì)，以及綠色照明技術(shù)的要求，因此，被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是最有可能在未來(lái)的照明和顯示器件市場(chǎng)上占據(jù)霸主地位的新一代器件。作為一項(xiàng)嶄新的照明和顯示技術(shù)，OLED技術(shù)在過(guò)去的十多年里發(fā)展迅猛，取得了巨大的成就。由于全球越來(lái)越多的照明和顯示廠家紛紛投入研發(fā)，大大的推動(dòng)了 OLED的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使得OLED產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)速度驚人，目前已經(jīng)到達(dá)了大規(guī)模量產(chǎn)的前夜。
[0005]目前，OLED的發(fā)展十分迅速，為了擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域和簡(jiǎn)化其制作工藝，研究者們開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)的OLED發(fā)光裝置，例如頂發(fā)射發(fā)光裝置，倒置型發(fā)光裝置。目前應(yīng)用于顯示裝置的OLED器件中，通常采用頂發(fā)射的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)橥ǔｏ@示裝置需要不透明的硅材料作為襯底，出光只能從頂部的陰極發(fā)射。而頂部陰極的材質(zhì)通常是采用金屬薄膜層，但該金屬薄膜層的透過(guò)率只有60%?70%之間，從而影響了器件的出光效率。為了提高頂發(fā)射的結(jié)構(gòu)OLED出光效率，目前采用的透明導(dǎo)電氧化物薄膜替代金屬薄膜層。如ITO具有高達(dá)80%以上的透過(guò)率，其導(dǎo)電性能也非常優(yōu)異，但是該導(dǎo)電氧化物薄膜的功函高，如ITO薄膜的功函高達(dá)4.7eV，作為陰極時(shí)，其功函過(guò)高而導(dǎo)致電子注入困難，使器件的發(fā)光效率很低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能有效解決電子注入困難，且發(fā)光效率高的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置制備方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，包括依次層疊結(jié)合的基板、陽(yáng)極層、有機(jī)功能層和陰極層，所述有機(jī)功能層包括發(fā)光層，所述頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置還包層疊結(jié)合在所述陰極層與有機(jī)功能層之間的PN結(jié)，所述PN結(jié)的P型半導(dǎo)體層與所述陰極層層疊結(jié)合，所述PN結(jié)的N型半導(dǎo)體層與所述有機(jī)功能層層疊結(jié)合；其中，所述P型半導(dǎo)體層材料為酞菁化合物，所述N型半導(dǎo)體層材料為富勒烯材料。
[0010]以及，上述頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的制備方法，包括如下步驟:
[0011]在真空鍍膜系統(tǒng)中，將富勒烯材料蒸鍍?cè)谟袡C(jī)功能層外表面制備N型半導(dǎo)體層；
[0012]在真空鍍膜系統(tǒng)中，將酞菁化合物蒸鍍?cè)谒鯪型半導(dǎo)體層外表面制備P型半導(dǎo)體層，所述P型半導(dǎo)體層與所述N型半導(dǎo)體層形成PN結(jié)；
[0013]在真空體系中，將透明導(dǎo)電氧化物磁控濺射在所述PN結(jié)外表面制備陰極層。
[0014]上述頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置在有機(jī)功能層與陰極層之間設(shè)置PN結(jié)層，當(dāng)在外部電場(chǎng)的作用下，在該P(yáng)N結(jié)層的界面形成電荷分離，并使空穴向陰極層移動(dòng)，電子向有機(jī)功能層移動(dòng)，使電子注入有機(jī)功能層中并到達(dá)發(fā)光層激發(fā)發(fā)光材料發(fā)光，從而有效解決了作為發(fā)光面的陰極因功函高而導(dǎo)致電子注入困難的技術(shù)問(wèn)題，并賦予該頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置高的發(fā)光效率。在PN結(jié)中，采用富勒烯材料制備N型半導(dǎo)體層的穩(wěn)定性高，與P型半導(dǎo)體層結(jié)合牢固，不容易產(chǎn)生分相的現(xiàn)象，且賦予該P(yáng)N結(jié)優(yōu)異的空穴-電子分離效果。
[0015]上述頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的制備方法通過(guò)蒸鍍方法在有機(jī)功能層外表面依次制備N型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層構(gòu)成PN結(jié)，其工序簡(jiǎn)單、條件易控，成品合格率高，有效提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置制備方法的流程示意圖；
[0019]圖4為實(shí)施例1制備的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置與對(duì)比實(shí)例I制作的器件的電壓-電流密度特性曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例與附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種能有效解決電子注入困難，且發(fā)光效率高的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1至圖2所示。該有機(jī)電致發(fā)光裝置包括依次層疊結(jié)合的基板
1、陽(yáng)極層2、有機(jī)功能層3、PN結(jié)4和陰極層6。
[0022]具體地，上述基板I的材料為透光玻璃、透明聚合物薄膜材料等，如以聚合物薄膜材料基底制備的柔性頂發(fā)射OLED裝置。當(dāng)然，基板I的材料還可采用本領(lǐng)域其他材料進(jìn)行替代?；錓的厚度也可以采用本領(lǐng)域常用的厚度或者根據(jù)應(yīng)用的要求進(jìn)行靈活選用。
[0023]上述陽(yáng)極層2材質(zhì)可以選用金屬，如Ag、Au、Cu、N1、Pt等中的一種或兩種以上的合金。陽(yáng)極層2的厚度可以但不僅僅為70?200nm。當(dāng)然，陽(yáng)極層2還可以是本領(lǐng)域公知的其他陽(yáng)極材料，其厚度也可以采用本領(lǐng)域常用的厚度。
[0024]上述有機(jī)功能層3包括依次層疊結(jié)合的空穴傳輸層31、發(fā)光層32、電子傳輸層33,且空穴傳輸層31與陽(yáng)極層2的與襯底層I相結(jié)合面相對(duì)的表面層疊結(jié)合，電子傳輸層33與PN結(jié)4的與陰極層6相結(jié)合面相對(duì)的表面層疊結(jié)合即是與PN結(jié)4的N型半導(dǎo)體層41層疊結(jié)合，如圖1所示。
[0025]在具體實(shí)施例中，該有機(jī)功能層3中的空穴傳輸層31所選用的材料可以是4，4’，4’ ’ -三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺(2-TNATA)、N，N’ - 二苯基-N，N’ - 二(1-萘基)_1，I’-聯(lián)苯_4，4’-二胺(NPB)、4，4’，4’’_三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、N, N’ - 二苯基-N, N’ - 二 (3-甲基苯基)-1，I，-聯(lián)苯-4，4’ - 二胺(TPD)、4，4’，4’’-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)中的至少一種。其厚度在20?60nm之間。當(dāng)然，空穴傳輸層31還可以是本領(lǐng)域公知的其他空穴傳輸材料，其厚度也可以采用本領(lǐng)域常用的厚度。
[0026]在具體實(shí)施例中，該有機(jī)功能層3中的發(fā)光層32所選用的材料可以是客體材料與主體材料摻雜混合物或者磷光材料。該發(fā)光層32厚度為I?20nm。當(dāng)然，該發(fā)光層32材料還可以是本領(lǐng)域公知的其他發(fā)光材料，其厚度也可以采用本領(lǐng)域常用的厚度。
[0027]當(dāng)發(fā)光層32材料為客體材料與主體材料摻雜混合物時(shí)，客體材料與主體材料的質(zhì)量比為I?10:100。其中，客體材料為發(fā)光材料，其包括4-( 二腈甲基)-2-丁基-6-(1，1,7, 7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、雙(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥(FIrpic)、雙(4，6-二氟苯基吡啶)-四(1-吡唑基)硼酸合銥(FIr6)、二(2-甲基-二苯基[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)合銥(Ir (MDQ) 2 (acac))、三(1-苯基-異喹啉)合銥(Ir(piq)3)、三(2_苯基卩比唳)合銥(Ir(ppy)3)中的至少一種。主體材料包括4，4’-二(9-咔唑)聯(lián)苯(CBP)、8-羥基喹啉鋁(Alq3)、l，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi )、N, N’-二苯基-N, N’-二(1-萘基)_1，I’_ 聯(lián)苯 _4，4’- 二胺(NPB)中的至少一種。
[0028]當(dāng)發(fā)光層32材料為磷光材料時(shí)，該磷光材料為4，4’-二(2，2_ 二苯乙烯基)_1，l’-K*(DPVBi)、4，4’-| [4-( 二對(duì)甲苯基氨基)苯乙烯基]聯(lián)苯(DPAVBi)、
5,6,11，12-四苯基萘并萘(Rubrene)中至少一種。
[0029]在具體實(shí)施例中，該有機(jī)功能層3中的電子傳輸層33所選用的材料可以是2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1，3，4-噁二唑(PBD)、4，7- 二苯基-鄰菲咯啉(Bphen)U, 3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、2, 9- 二甲基-4，7-聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲(BCP)、1，2，4-三唑衍生物(TAZ)中至少一種。該電子傳輸層33厚度為20?60nm。當(dāng)然，電子傳輸層33材料還可以是本領(lǐng)域公知的其他電子傳輸材料，其厚度也可以采用本領(lǐng)域常用的厚度。
[0030]在進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，在如圖1、2所不的有機(jī)功能層3的基礎(chǔ)上,上述有機(jī)功能層3還可以包括空穴注入層(圖1、2未顯示)等功能層。該空穴注入層層疊結(jié)合在陽(yáng)極層2與空穴傳輸層31之間。
[0031]具體地，空穴注入層所選用的材料可以是空穴注入材料，如W03、V2O5、或MoO3中的至少一種，或者W03、v205或MoO3中的至少一種與N，N’ -二苯基-N，N’ -二(1-萘基)_1，I’ -聯(lián)苯-4，4’ - 二胺(NPB)的復(fù)配物，其中，WO3> V2O5或MoO3優(yōu)選但不僅僅占該復(fù)配物總重量的30wt%o當(dāng)然，該空穴注入層所選用的材料可以是本領(lǐng)域公知的其他材料?？昭ㄗ⑷雽拥暮穸纫部砂凑毡绢I(lǐng)域常規(guī)的厚度進(jìn)行設(shè)置。該空穴注入層的設(shè)置，能有效增強(qiáng)其與陽(yáng)極層2間的歐姆接觸，加強(qiáng)了導(dǎo)電性能，提高陽(yáng)極層2端的空穴注入能力。
[0032]在進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，在如圖1、2所示的有機(jī)功能層3的基礎(chǔ)上，上述有機(jī)功能層3還可以設(shè)置電子阻擋層和空穴阻擋層(圖1、2未顯示)，其中，該電子阻擋層層疊結(jié)合在空穴傳輸層31與發(fā)光層32之間，空穴阻擋層層疊結(jié)合在發(fā)光層32與電子傳輸層33之間。該電子阻擋層與空穴阻擋層的設(shè)置，能分別將電子和空穴盡可能的截留在發(fā)光層32中，以提高空穴與電子在發(fā)光層32中相遇機(jī)率，以提高兩者復(fù)合而形成的激子量，并將激子能量傳遞給發(fā)光材料，從而激發(fā)發(fā)光材料的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)能量通過(guò)輻射失活，產(chǎn)生光子，釋放光能，以達(dá)到增強(qiáng)發(fā)光層32的發(fā)光強(qiáng)度的目的。如電子阻擋層能將從陰極層6注入的電子盡可能的截留在發(fā)光層32中，空穴阻擋層能將從陽(yáng)極層2注入的空穴盡可能的截留在發(fā)光層32中。
[0033]具體地，該電子阻擋層所選用的材料可以但不僅僅為N，N’ - 二苯基-N，N’ - 二(3-甲基苯基)-1，I’-聯(lián)苯-4，4’-二胺(TH))、1，1-二 [4-[N，N' -二(p-甲苯基)氨基]苯基]環(huán)己烷(TAPC)等材料。空穴阻擋層所選用的材料可以但不僅僅為TPB1、Bphen或/和BAlq等。
[0034]當(dāng)然，該電子阻擋層和空穴阻擋層也可以根據(jù)實(shí)際需要擇一設(shè)置。
[0035]上述PN結(jié)4的設(shè)置，當(dāng)在外部電場(chǎng)的作用下，在PN結(jié)層4的界面形成電荷分離，使空穴向陰極層6移動(dòng)，電子向有機(jī)功能層3移動(dòng)，使電子注入有機(jī)功能層3中并到達(dá)發(fā)光層32激發(fā)發(fā)光材料發(fā)光，從而有效解決了作為發(fā)光面的陰極因功函高而導(dǎo)致電子注入困難的技術(shù)問(wèn)題。因此，PN結(jié)4的設(shè)置使得本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置具有高的發(fā)光率，同時(shí)，由于PN結(jié)4降低了電子注入難度，因此，有效降低了本發(fā)明頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的啟動(dòng)電壓。該P(yáng)N結(jié)4由互相層疊結(jié)合的N型半導(dǎo)體層41與P型半導(dǎo)體層42構(gòu)成，且N型半導(dǎo)體層41與有機(jī)功能層3層疊結(jié)合，P型半導(dǎo)體層42與陰極層6層疊結(jié)合。
[0036]在具體實(shí)施例中，該P(yáng)N結(jié)4中的N型半導(dǎo)體層41材料為富勒烯材料。該富勒烯材料優(yōu)選為碳60和/或碳70。該優(yōu)選的富勒烯材料可以用真空鍍膜工藝制備層膜，具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，使得N型半導(dǎo)體層41與P型半導(dǎo)體層42結(jié)合牢固，不容易產(chǎn)生分相的現(xiàn)象。在優(yōu)選實(shí)施例中，N型半導(dǎo)體層41的厚度為Inm?20nm。在此厚度范圍內(nèi)，分離的載流子能夠進(jìn)行有效的傳輸，避免長(zhǎng)距離遷移引起的載流子淬滅現(xiàn)象。
[0037]該P(yáng)N結(jié)4中的P型半導(dǎo)體層42材料為酞菁化合物。該酞菁化合物優(yōu)選為酞菁銅(CuPc)、酞菁鋅(ZnPc)、酞菁氧I凡(VOPc)、酞菁氧鈦(T1Pc),酞菁鉬(PtPc)中的至少一種。在優(yōu)選實(shí)施例中，P型半導(dǎo)體層42的厚度為Inm?20nm。在此厚度范圍內(nèi)，分離的載流子能夠進(jìn)行有效的傳輸，避免長(zhǎng)距離遷移引起的載流子淬滅現(xiàn)象。
[0038]在進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，在上述各實(shí)施例中的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置還包括金屬氧化物層5，該金屬氧化物層5層疊結(jié)合在PN結(jié)4與陰極層6之間，具體的是層疊結(jié)合在PN結(jié)4的P型半導(dǎo)體層42與陰極層6之間，如圖2所示。該金屬氧化物層5的設(shè)置，能使得在制備該頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的陰極層6時(shí)，能有效保護(hù)PN結(jié)4中的P型半導(dǎo)體層42材料酞菁化合物不被破壞，起到保護(hù)性的緩沖作用。為了更好的保護(hù)P型半導(dǎo)體層42材料酞菁化合物不被破壞，具體地，該金屬氧化物層材料為Mo03、ReO3> WO3> V2O5, Sb2O3中的至少一種。
[0039]作為優(yōu)選實(shí)施例，該金屬氧化物層5的厚度為Inm?5nm。該優(yōu)選厚度的金屬氧化物層5既能保證P型半導(dǎo)體層42材料酞菁化合物不被破壞，又不會(huì)影響光的透過(guò)率。
[0040]上述陰極層6所選用的陰極材料為透明導(dǎo)電氧化物。該透明導(dǎo)電氧化物優(yōu)選為錫氧化物薄膜(ΙΤ0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、鎵鋅氧化物(GZO)中的至少一種。該優(yōu)選的透明導(dǎo)電氧化物具有優(yōu)異的光透過(guò)率，能有效提高該頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的出光率，另外，該優(yōu)選的透明導(dǎo)電氧化物導(dǎo)電性能優(yōu)異。該陰極層6厚度優(yōu)選為50?lOOnm。
[0041]由上述可知，上述頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置在有機(jī)功能層3與陰極層6之間設(shè)置PN結(jié)層4，當(dāng)在外部電場(chǎng)的作用下，在PN結(jié)層4的界面形成電荷分離，使空穴向陰極層6移動(dòng)，電子向有機(jī)功能層3移動(dòng)，使電子注入有機(jī)功能層3中并到達(dá)發(fā)光層32激發(fā)發(fā)光材料發(fā)光，從而有效解決了作為發(fā)光面的陰極因功函高而導(dǎo)致電子注入困難的技術(shù)問(wèn)題，提高了該頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置高的發(fā)光率。同時(shí)，有效降低了本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的啟動(dòng)電壓。在PN結(jié)層4與陰極層6之間設(shè)置金屬氧化物層5能有效對(duì)PN結(jié)層4起到保護(hù)作用，保證了 PN結(jié)層4性能穩(wěn)定，延長(zhǎng)了該頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的使用壽命。
[0042]相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上文頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的一種制備方法。該方法工藝流程圖如圖3所以示，同時(shí)參見圖1?2，該方法包括如下步驟:
[0043]S01.提供基板I ;
[0044]S02.制備陽(yáng)極層2:在步驟SOl的基板I 一表面鍍陽(yáng)極層2 ；
[0045]S03.制備有機(jī)功能層3:在步驟S02制備陽(yáng)極層2的與透光襯底層I相結(jié)合面相對(duì)的表面依次有機(jī)功能層3的各功能層，形成有機(jī)功能層3 ；
[0046]S04.制備 PN 結(jié) 4:
[0047]在真空鍍膜系統(tǒng)中，將富勒烯材料蒸鍍?cè)谟袡C(jī)功能層3外表面制備N型半導(dǎo)體層41 ；
[0048]在真空鍍膜系統(tǒng)中，將酞菁化合物蒸鍍?cè)贜型半導(dǎo)體層41外表面制備P型半導(dǎo)體層42，該P(yáng)型半導(dǎo)體層42與N型半導(dǎo)體層41形成PN結(jié)4 ;
[0049]S05.制備陰極層6:在真空體系中，將透明導(dǎo)電氧化物磁控濺射在步驟S04制備的PN結(jié)4外表面制備陰極層6。
[0050]具體地，上述SOl步驟中，基板I的結(jié)構(gòu)、材料及規(guī)格如上文所述，為了篇幅，在此不再贅述。另外，在該SOl步驟中，還包括對(duì)基板I的前期處理步驟，如清洗去污的步驟，具體清洗去污的步驟如下文實(shí)施例1的步驟I。
[0051]上述步驟S02中，將基板I置于真空鍍膜系統(tǒng)中在基板I表面蒸鍍陽(yáng)極層2，其蒸鍍條件采用本領(lǐng)域常規(guī)的工藝條件即可。其中，蒸鍍陽(yáng)極層2所用的陽(yáng)極材料和制備得到的陽(yáng)極層2的厚度均如上文所述，在此不再贅述。蒸陽(yáng)極層2時(shí)，金屬的蒸鍍速度優(yōu)選為0.2?2nm/s，真空沉積成膜的工作壓強(qiáng)為1X10_5?lX10_3Pa。當(dāng)然，制備陽(yáng)極層2的工藝條件也可以按照現(xiàn)有工藝參數(shù)設(shè)定進(jìn)行。
[0052]優(yōu)選地，在進(jìn)行下述步驟S03之前，還包括對(duì)步驟S02中的陽(yáng)極層2進(jìn)行等離子處理:將該鍍有陽(yáng)極層2的基板I置于等離子處理室中，進(jìn)行等離子處理。該等離子處理?xiàng)l件采用本領(lǐng)域常規(guī)的工藝條件即可。經(jīng)等離子處理后陽(yáng)極層2能有效的提高陽(yáng)極功函數(shù)，降低空穴的注入勢(shì)壘。
[0053]上述步驟S03中，當(dāng)有機(jī)功能層3如上文所述，其包括依次層疊結(jié)合的空穴傳輸層31、發(fā)光層32、電子傳輸層33時(shí)，因此制備有機(jī)功能層3的方法是在陽(yáng)極層2外表面依次蒸鍍空穴傳輸層31、發(fā)光層32、電子傳輸層33 ；
[0054]當(dāng)有機(jī)功能層3如上文所述，其包括依次層疊結(jié)合的空穴注入層、空穴傳輸層31、發(fā)光層32、電子傳輸層33,或者包括依次層疊結(jié)合的空穴注入層、空穴傳輸層31、電子阻擋層、發(fā)光層32、空穴阻擋層、電子傳輸層33時(shí),制備有機(jī)功能層3的方法是在陽(yáng)極層2外表面依次蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層31、發(fā)光層32、電子傳輸層33，或者依次蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層31、電子阻擋層、發(fā)光層32、空穴阻擋層、電子傳輸層33，形成有機(jī)功能層3。
[0055]其中，鍍?cè)摳鲗铀x用的材料以及厚度均勻如上文所述。蒸鍍各層所涉及到工藝條件優(yōu)選為真空沉積成膜的工作壓強(qiáng)為1X10_5?lX10_3Pa，有機(jī)材料的蒸發(fā)速度為0.01?lnm/s。當(dāng)然，制備有機(jī)功能層3各層工藝條件也可以按照現(xiàn)有工藝參數(shù)設(shè)定進(jìn)行。
[0056]上述步驟S04中，富勒烯材料和酞菁化合物優(yōu)選的種類、N型半導(dǎo)體層41和P型半導(dǎo)體層42的優(yōu)選的厚度均如上文所述，在此不再贅述。
[0057]優(yōu)選地，蒸鍍N型半導(dǎo)體層41和P型半導(dǎo)體層42所涉及到工藝條件優(yōu)選為真空沉積成膜的工作壓強(qiáng)為I X 10_5?I X 10?,富勒烯材料的蒸發(fā)速度為0.1?lnm/s，酞菁化合物的蒸發(fā)速度為0.01?lnm/s。
[0058]上述步驟S05中，透明導(dǎo)電氧化物和陰極層6厚度均如上文所述，在此不再贅述。優(yōu)選地，濺射透明導(dǎo)電氧化物成陰極層6的濺射工藝條件為本底真空度為1X10—5?IX 10_3Pa,磁控派射的蒸發(fā)速度為0.2?2nm/s。當(dāng)然,制備陰極層6的工藝條件也可以按照現(xiàn)有工藝參數(shù)設(shè)定進(jìn)行。
[0059]進(jìn)一步地，當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置如圖2所示的還層疊結(jié)合有金屬氧化物層5時(shí)，在步驟S04與S05之間，還包括制備金屬氧化物層5的步驟:
[0060]在真空鍍膜系統(tǒng)中，將金屬氧化物蒸鍍?cè)赑N結(jié)4外表面制備金屬氧化物層5 ;其中，該金屬氧化物如上文所述，優(yōu)選為金屬氧化物層材料為Mo03、Re03、W03、V2O5, Sb2O3中的至少一種。
[0061]具體地，蒸鍍金屬氧化物層5的真空沉積成膜的工作壓強(qiáng)為I X 10_5?I X 10?,蒸發(fā)速度為0.1?lnm/s,當(dāng)然,制備金屬氧化物層5的工藝條件也可以按照現(xiàn)有工藝參數(shù)設(shè)定進(jìn)行。
[0062]由上述可知，上述頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的制備方法通過(guò)蒸鍍和濺射方法在陽(yáng)極層2外表面依次分別制備有機(jī)功能層3、PN結(jié)4以及陰極層6或者金屬氧化物層5和陰極層6，其工序簡(jiǎn)單、條件易控，成品合格率高，有效提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0063]現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0064]實(shí)施例1
[0065]—種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)為:玻璃基板/Ag(10nm)/NPB (30nm)/(Ir (ppy) 3: CBP (10%, 1nm) /Bphen (30nm) /C60 (lnm) /Zn Pc (5nm) /WO3 (lnm) /ITO (10nm)。
[0066]該有機(jī)電致發(fā)光裝置制備方法包括以下步驟:
[0067]I)玻璃基板前處理:去離子水清洗一異丙醇清洗一丙酮清洗，均用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，時(shí)間為20分鐘，然后用氮?dú)獯蹈桑?br> [0068]2)陽(yáng)極層的制備:在真空鍍膜系統(tǒng)中，在基板蒸鍍制備金屬Ag層作為陽(yáng)極層，其厚度為lOOnm，真空鍍膜系統(tǒng)的真空度為5X10_4Pa ；
[0069]3)有機(jī)功能層的制備:在真空鍍膜系統(tǒng)中，在步驟2)制備的陽(yáng)極層表面依次蒸鍍空穴傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層；真空鍍膜系統(tǒng)的真空度為5X KT4Pa ；
[0070]4) PN結(jié)的制備:在真空度為5X 10_4Pa的真空鍍膜系統(tǒng)中，通過(guò)熱蒸發(fā)技術(shù)，依次在有機(jī)功能層外表蒸鍍N型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層；其中，蒸鍍N型半導(dǎo)體層的材料為C60，蒸發(fā)速度為0.2nm/s ;蒸鍍P型半導(dǎo)體層的材料為ZnPc，蒸發(fā)速度為0.2nm/s ；
[0071]5)金屬氧化物層的制備:在真空度為5 X KT4Pa的真空鍍膜系統(tǒng)中，通過(guò)熱蒸發(fā)技術(shù)，在PN結(jié)外表蒸鍍WO3形成金屬氧化物層5 ；W03的蒸發(fā)速度為0.5nm/s ；
[0072]6)陰極層的制備:在真空體系中，將透明導(dǎo)電氧化物ITO磁控濺射在金屬氧化物層外表面形成陰極層6。
[0073]實(shí)施例2
[0074]一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)為:玻璃基板/Cu(70nm)/2-TNATA(60nm)/Ir(piq)3: NPB (8%, 20nm) /TPBi (60nm) /C70 (5nm) /Cu Pc (2nm) /MoO3 (5nm) /AZO (70nm)。
[0075]其制備方法同實(shí)施例1。
[0076]實(shí)施例3
[0077]—種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)為:玻璃基板/Au(200nm)/m-MTDATA (20nm) /DCJTB: Alq3(l%, lnm) /PBD (20nm) /C60: C70 (40:60, 15nm) /VOPc (1nm) /ReO3 (2nm) /GZO (200nm)。
[0078]其制備方法同實(shí)施例1，其中N型層材質(zhì)為C60和C70的混合物，兩者各占質(zhì)量百分比40:60，厚度為15nm。
[0079]實(shí)施例4
[0080]一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)為:玻璃基板/Pt(70nm)/Tro(40nm)/Rubrene(1nm)/BCP(30nm)/C60:C70(20:80, 20nm)/T1P c(20nm)/V2O5(Inm)/IZO(10nm)。
[0081]其制備方法同實(shí)施例1,其中N型層材質(zhì)為C60和C70的混合物，兩者各占質(zhì)量百分比20:80，厚度為20nm。
[0082]實(shí)施例5
[0083]一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)為:玻璃基板/Ni (10nm)/TCTA(35nm)/DPVBi(1nm)/TAZ(30nm)/C60:C70(50:50， 1nm)/PtP c(15nm)/Sb2O3(Inm)/IZO(10nm)。
[0084]其制備方法同實(shí)施例1,其中N型層材質(zhì)為C60和C70的混合物，兩者各占質(zhì)量百分比50:50，厚度為1nm0
[0085]對(duì)比實(shí)例I
[0086]一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其結(jié)構(gòu)為:玻璃基板/Ag(10nm)/NPB (30nm)/(Ir (ppy) 3: CBP (10%, 1nm) /Bphen (30nm) /ITO (10nm)。
[0087]其制備工藝同實(shí)施例1，但是在陰極與有機(jī)發(fā)光功能層之間不采用pn結(jié)層，其余同實(shí)施例1。
[0088]有機(jī)電致發(fā)光裝置進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試
[0089]將上述實(shí)施例1至實(shí)施例5和對(duì)比實(shí)例I制備的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置進(jìn)行啟動(dòng)電壓和發(fā)光效率等性能進(jìn)行測(cè)試，各項(xiàng)性能測(cè)試方法按照現(xiàn)有公知的方法進(jìn)行，測(cè)試結(jié)果如下述表1:
[0090]表1

【權(quán)利要求】
1.一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，包括依次層疊結(jié)合的基板、陽(yáng)極層、有機(jī)功能層和陰極層，所述有機(jī)功能層包括發(fā)光層，其特征在于:還包層疊結(jié)合在所述陰極層與有機(jī)功能層之間的PN結(jié)，所述PN結(jié)的P型半導(dǎo)體層與所述陰極層層疊結(jié)合，所述PN結(jié)的N型半導(dǎo)體層與所述有機(jī)功能層層疊結(jié)合；其中，所述P型半導(dǎo)體層材料為酞菁化合物，所述N型半導(dǎo)體層材料為富勒烯材料。
2.如權(quán)利要求1所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:所述酞菁化合物為酞菁銅、酞菁鋅、酞菁氧f凡、酞菁氧鈦、酞菁鉬中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:所述富勒烯材料為碳60和/或碳70。
4.如權(quán)利要求1?3任一所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:所述P型半導(dǎo)體層的厚度為Inm?20nm。
5.如權(quán)利要求1?3任一所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:所述N型半導(dǎo)體層的厚度為Inm?20nm。
6.如權(quán)利要求1?3任一所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:還包括金屬氧化物層，所述金屬氧化物層層疊結(jié)合在PN結(jié)與陰極層之間；其中，所述金屬氧化物層材料為 Mo03、Re03、W03、V2O5、Sb2O3 中的至少一種。
7.一種頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置的制備方法，包括如下步驟: 在真空鍍膜系統(tǒng)中，將富勒烯材料蒸鍍?cè)谟袡C(jī)功能層外表面制備N型半導(dǎo)體層； 在真空鍍膜系統(tǒng)中，將酞菁化合物蒸鍍?cè)谒鯪型半導(dǎo)體層外表面制備P型半導(dǎo)體層，所述P型半導(dǎo)體層與所述N型半導(dǎo)體層形成PN結(jié)； 在真空體系中，將透明導(dǎo)電氧化物磁控濺射在所述PN結(jié)外表面制備陰極層。
8.如權(quán)利要求7或8所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:所述酞菁化合物為酞菁銅、酞菁鋅、酞菁氧釩、酞菁氧鈦、酞菁鉬中的至少一種。
9.如權(quán)利要求7或8所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:所述富勒烯材料為碳60和/或碳70。
10.如權(quán)利要求7或8所述的頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光裝置，其特征在于:在制備PN結(jié)的步驟與制備陰極層的步驟之間，還包括制備金屬氧化物層的步驟:在真空鍍膜系統(tǒng)中，將金屬氧化物蒸鍍?cè)赑N結(jié)外表面形成金屬氧化物層；其中，所述金屬氧化物為Mo03、Re03、W03、V2O5, Sb2O3中的至少一種。
【文檔編號(hào)】H01L51/56GK104183713SQ201310192353
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】周明杰, 王平, 馮小明, 陳吉星 申請(qǐng)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, 深圳市海洋王照明工程有限公司