本發(fā)明屬于半導(dǎo)體顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于FIrpic的超薄修飾層的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)：

一直以來，人類用來獲取信息的感知能力中最重要的就是視覺。進(jìn)入信息時代后，隨著數(shù)字信息爆炸式地增長，人們對顯示器件的要求也逐步提高。對于當(dāng)前最受關(guān)注的平板顯示器件來說，從一開始只能顯示有限數(shù)字的黑白液晶電子表，到現(xiàn)在能表現(xiàn)絢麗復(fù)雜畫面的大型曲面高清顯示屏，人類科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，必將伴隨顯示科技的不斷發(fā)展，并會處處反映在人們生活中。

有機(jī)電致發(fā)光器件(OrganicLight-EmittingDevice，OLED)的特點(diǎn)非常鮮明。與當(dāng)下常用的液晶顯示方式不同，OLED是自發(fā)性發(fā)光，器件在加上適當(dāng)電壓后，載流子會直接在器件的發(fā)光層中復(fù)合發(fā)光，這樣的自發(fā)光特性不僅解決了液晶顯示器易壞、可視角度小的老大難問題，更使得采用OLED技術(shù)制作的顯示屏不再需要復(fù)雜的光開關(guān)和背光板，讓更輕更薄顯示器的出現(xiàn)成為了可能。由于這些優(yōu)點(diǎn)和特性，所以顯示業(yè)界一致認(rèn)定，OLED技術(shù)當(dāng)之無愧是開啟下一代顯示技術(shù)的領(lǐng)頭羊。

用于OLED中的發(fā)光材料可分為兩類.一類是熒光材料，一類是磷光材料。根據(jù)自旋量子統(tǒng)計理論，電子和空穴復(fù)合后單重態(tài)激子和三重態(tài)激子的形成概率比例是1∶3，即單重態(tài)激子僅占“電子-空穴對”的25％，75％的“電子-空穴對”由于形成了自旋禁阻的三重態(tài)激子對“電致發(fā)光”沒有貢獻(xiàn)。因此，單純依靠單重態(tài)激子輻射衰減發(fā)光的熒光發(fā)光材料，其電致發(fā)光的最大內(nèi)量子效率為25％。磷光材料能夠通過系間竄越，實(shí)現(xiàn)混合了單重態(tài)和三重態(tài)發(fā)光的磷光發(fā)射。理論上，利用磷光材料制作的OLED內(nèi)量子效率可達(dá)100％，它的發(fā)光效率比熒光材料提高三倍。20世紀(jì)90年代末，美國普林斯頓大學(xué)的Forrest教授和南加州大學(xué)的Thompson教授兩個研究小組合作，成功地利用鉑-卟啉配合物，環(huán)金屬化的銥-苯基吡啶配合物作為磷光染料與電荷傳輸主體材料通過共蒸鍍的方法制作有機(jī)電致發(fā)光器件中的發(fā)光層，器件的外量子效率分別達(dá)到4％和8％，相對于電致熒光器件得到了極大的提高。近幾年，基于重金屬配合物，特別是銥配合物電致磷光材料和器件的研究已成為目前有機(jī)電致發(fā)光領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。其中，利用銥配合物作為磷光材料而制作的多層OLED器件，其最大外量子效率已達(dá)到了19.2％，能量轉(zhuǎn)換效率為72lm/W(65cd/m2)。

修飾層材料的選用以及厚度和濃度是影響有機(jī)發(fā)光二極管性能的主要因素之一，材料的選擇、制備方式對有機(jī)發(fā)光二極管有著至關(guān)重要的影響。FIrpic有著高三線態(tài)能級，低LUMO能級等優(yōu)點(diǎn)，并且在主客體摻雜中容易引起三重態(tài)湮滅，因任然存在著制備工藝復(fù)雜，步驟繁復(fù)，PE(功率效率)和CE(電流效率)以及亮度無法同時兼顧的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于利用FIrpic作為修飾層，提升了器件的CE(電流效率)和PE(功率效率)，實(shí)現(xiàn)了高性能的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光二級管。為此提供了一種基于FIrpic的超薄修飾層的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光二極管的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于FIrpic作為修飾層的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光器件，依次包括襯底、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、修飾層、電子注入層和陰極，其特征在于，修飾層材料為Firpic，發(fā)光層為材料為CBP︰FIrpic。

進(jìn)一步地，F(xiàn)irpic材料層的厚度為0.5nm。

進(jìn)一步地，發(fā)光層中，F(xiàn)irpic的摻雜量為12％。

進(jìn)一步地，空穴注入層材料為MoO₃。

進(jìn)一步地，空穴傳輸層由NPB材料層和TCTA材料層構(gòu)成。

進(jìn)一步地，電子注入層材料為TPBi。

進(jìn)一步地，器件結(jié)構(gòu)為：

玻璃襯底/ITO/MoO₃/NPB/TCTA/CBP:FIrpic/FIrpic/TPBi/Mg:Ag；其中，MoO₃層厚度為5nm，NPB層厚度為40nm，TCTA層厚度為15nm，CBP:Firpic層的厚度為20nm，F(xiàn)irpic層厚度為0.5nm，TPBi層厚度為35nm。

一種基于FIrpic作為修飾層的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光器件的制備方法，步驟如下：

(1)清洗ITO玻璃襯底；

(2)在ITO玻璃襯底上通過真空蒸鍍的方法制備空穴注入層；

(3)在空穴注入層上通過真空蒸鍍的方法制備空穴傳輸層；

(4)將步驟(3)處理后的器件放入有機(jī)真空腔體里，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，以CBP為主體材料，F(xiàn)Irpic作為客體發(fā)光材料，進(jìn)行混合蒸鍍，制備發(fā)光層，待發(fā)光層厚度達(dá)到預(yù)定后，再以的蒸鍍速率進(jìn)行FIrpic材料的蒸鍍，制備修飾層，待修飾層厚度達(dá)到預(yù)定后結(jié)束蒸鍍；

(5)在修飾層上通過真空蒸鍍的方法制備電子注入層；

(6)在電子注入層上通過真空蒸鍍的方法制備陰極。

進(jìn)一步地，步驟如下：

(1)清洗ITO玻璃襯底：(a)設(shè)置好超聲儀參數(shù)：溫度30℃，時間15min，功率70w；(b)用無塵布沾上丙酮擦拭ITO玻璃襯底表面，直到肉眼觀察到無顆粒雜質(zhì)為止；(c)將擦洗干凈的ITO玻璃襯底放置在聚四氟乙烯基片架上，再放入裝洗滌劑的去離子水的燒杯中進(jìn)行第一步超聲清洗；(d)取出基片架，用丙酮沖洗后再放入裝有丙酮的燒杯中進(jìn)行第二步清洗；(e)用去離子水對ITO玻璃襯底進(jìn)行第三步超聲清洗，(f)取出基片架，用異丙醇沖洗后放入裝有異丙醇的燒杯進(jìn)行第四步清洗，(g)放入烘烤箱里20分鐘，(h)將烘干的ITO玻璃襯底取出，放入玻璃皿中，再放入UV裝置中進(jìn)行UV照射15分鐘；

(2)制備空穴注入層：將步驟(1)處理后的ITO玻璃襯底放入真空腔里，以MoO₃作為空穴注入層材料；待蒸鍍室氣壓低于1.8×10^-3Pa，開始對其加電流升至20A，以的蒸鍍速率得到厚度為5nm的薄膜；

(3)制備空穴傳輸層：將步驟(2)處理后的ITO玻璃襯底放入真空腔里，以NPB和TCTA作為空穴傳輸層材料，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度分別達(dá)到達(dá)到40nm和15nm之后，結(jié)束蒸鍍；

(4)制備發(fā)光層和修飾層：將步驟(3)處理后的ITO玻璃襯底放入有機(jī)真空腔體里，以CBP和FIrpic作為發(fā)光層材料進(jìn)行混合蒸鍍，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達(dá)到達(dá)到20nm后再以的蒸鍍速率進(jìn)行FIrpic材料的蒸鍍，待厚度達(dá)到0.5nm后結(jié)束蒸鍍；

(5)制備電子注入層：將步驟(4)處理后的ITO玻璃襯底放入有機(jī)真空腔體里，以TPBi材料作為電子注入層，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達(dá)到35nm結(jié)束蒸鍍；

(6)制備金屬陰極：將步驟(5)處理后的ITO玻璃襯底放入金屬真空沉積腔，以Mg和Ag做為金屬陰極，待蒸鍍室氣壓低于1.8×10^-3Pa，以的蒸鍍速率得到厚度為200nm的金屬薄膜。

本發(fā)明中：

FIrpic是指：雙(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合銥；

CBP是指：4,4-二(9-咔唑)聯(lián)苯4,4'；

TPBi是指：1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；

NPB是指：N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-聯(lián)苯-4,4'-二胺N,N'；

TCTA是指：4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺4,4',4”；

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明首次把磷光材料FIrpic單獨(dú)的作為一層非摻雜修飾層是極其有實(shí)用意義的，將磷光發(fā)光材料作為修飾層大大的提升了器件的電流密度﹑電流效率以及功率效率和亮度，大幅度的降低了實(shí)驗步驟和制作成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為器件結(jié)構(gòu)：玻璃襯底/ITO/MoO3(5nm)/NPB(40nm)/TCTA(15nm)/CBP:FIrpic(25nm)/FIrpic(0.5nm)/TPBi(35nm)/Mg:Ag的歸一化光譜圖。

圖3為器件結(jié)構(gòu)：玻璃襯底/ITO/MoO3(5nm)/NPB(40nm)/TCTA(15nm)/CBP:FIrpic(20nm)/FIrpic(0.5nm)/TPBi(35nm)/Mg:Ag的電壓-電流密度曲線圖。

圖4為器件結(jié)構(gòu)：玻璃襯底/ITO/MoO3(5nm)/NPB(40nm)/TCTA(15nm)/CBP:FIrpic(20nm)/FIrpic(0.5nm)/TPBi(35nm)/Mg:Ag的電流密度-電流效率圖。

具體實(shí)施方式

一種基于FIrpic作為修飾層的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光器件，依次包括襯底、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、修飾層、電子注入層和陰極，修飾層為Firpic材料層，發(fā)光層為材料為CBP︰FIrpic。本發(fā)明的器件通過在摻雜發(fā)光層后添加一層超薄的藍(lán)色磷光修飾功能層大大提升了器件效率。作為優(yōu)選，F(xiàn)irpic材料層的厚度為0.5nm。發(fā)光層中，F(xiàn)irpic的摻雜量為12％(質(zhì)量百分比)。優(yōu)選地，空穴注入層材料為MoO₃。空穴傳輸層由NPB材料層和TCTA材料層構(gòu)成。電子注入層材料為TPBi。

最優(yōu)選地，器件結(jié)構(gòu)為：

玻璃襯底/ITO/MoO₃/NPB/TCTA/CBP:FIrpic/FIrpic/TPBi/Mg:Ag；其中，MoO₃層厚度為5nm，NPB層厚度為40nm，TCTA層厚度為15nm，CBP:Firpic層的厚度為20nm，F(xiàn)irpic層厚度為0.5nm，TPBi層厚度為35nm。

一種基于FIrpic作為修飾層的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光器件的制備方法，步驟如下：

(1)清洗ITO玻璃襯底；

(2)在ITO玻璃襯底上通過真空蒸鍍的方法制備空穴注入層；

(3)在空穴注入層上通過真空蒸鍍的方法制備空穴傳輸層；

(4)將步驟(3)處理后的器件放入有機(jī)真空腔體里，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，以CBP為主體材料，F(xiàn)Irpic作為客體發(fā)光材料，進(jìn)行混合蒸鍍，制備發(fā)光層，待發(fā)光層厚度達(dá)到預(yù)定后，再以的蒸鍍速率進(jìn)行FIrpic材料的蒸鍍，制備修飾層，待修飾層厚度達(dá)到預(yù)定后結(jié)束蒸鍍；

(5)在修飾層上通過真空蒸鍍的方法制備電子注入層；

(6)在電子注入層上通過真空蒸鍍的方法制備陰極。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種基于FIrpic作為修飾層的藍(lán)光有機(jī)發(fā)光器件，依次包括襯底、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、修飾層、電子注入層和陰極，所述發(fā)光層由主體材料和客體材料摻雜而成，修飾層為FIrpic。

具體結(jié)構(gòu)為：玻璃襯底/ITO/MoO3(5nm)/NPB(40nm)/TCTA(15nm)/CBP:FIrpic(20nm)/FIrpic(0.5nm)/TPBi(35nm)/Mg:Ag。

制備方法為：

(1)清洗ITO玻璃襯底：(a)設(shè)置好超聲儀參數(shù)：溫度30℃，時間15min，功率70w；(b)用無塵布沾上丙酮擦拭ITO玻璃襯底表面，直到肉眼觀察到無顆粒雜質(zhì)為止；(c)將擦洗干凈的ITO玻璃襯底放置在聚四氟乙烯基片架上，再放入裝洗滌劑的去離子水的燒杯中進(jìn)行第一步超聲清洗；(d)取出基片架，用丙酮沖洗后再放入裝有丙酮的燒杯中進(jìn)行第二步清洗；(e)用去離子水對ITO玻璃襯底進(jìn)行第三步超聲清洗，(f)取出基片架，用異丙醇沖洗后放入裝有異丙醇的燒杯進(jìn)行第四步清洗，(g)放入烘烤箱里20分鐘，(h)將烘干的ITO玻璃襯底取出，放入玻璃皿中，再放入UV裝置中進(jìn)行UV照射15分鐘；

(2)制備空穴注入層：將步驟(1)處理后的ITO玻璃襯底放入真空腔里，以MoO₃作為空穴注入層材料；待蒸鍍室氣壓低于1.8×10^-3Pa，開始對其加電流升至20A，以的蒸鍍速率得到厚度為5nm的薄膜；

(3)制備空穴傳輸層：將步驟(2)處理后的ITO玻璃襯底放入真空腔里，以NPB和TCTA作為空穴傳輸層材料，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度分別達(dá)到達(dá)到40nm和15nm之后，結(jié)束蒸鍍；

(4)制備發(fā)光層和修飾層：將步驟(3)處理后的ITO玻璃襯底放入有機(jī)真空腔體里，以CBP和FIrpic作為發(fā)光層材料進(jìn)行混合蒸鍍，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達(dá)到達(dá)到20nm后再以的蒸鍍速率進(jìn)行FIrpic材料的蒸鍍，待厚度達(dá)到0.5nm后結(jié)束蒸鍍；

(5)制備電子注入層：將步驟(4)處理后的ITO玻璃襯底放入有機(jī)真空腔體里，以TPBi材料作為電子注入層，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達(dá)到35nm結(jié)束蒸鍍。

(6)制備金屬陰極：將步驟(5)處理后的ITO玻璃襯底放入金屬真空沉積腔，以Mg和Ag做為金屬陰極，待蒸鍍室氣壓低于1.8×10^-3Pa，以的蒸鍍速率得到厚度為200nm的金屬薄膜。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本申請保護(hù)范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請技術(shù)方案構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本申請的保護(hù)范圍。