CN104167496B - 倒置式顶发射器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种倒置式顶发射器件，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板、阴极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层以及阳极，其中所述阴极的材料为碳酸铯。本发明所提供的倒置式顶发射器件及其制备方法，在现有ITO/Ag/ITO/HTL/EML/ETL/Mg:Ag结构的基础上，把器件结构改为：ITO/Ag/ITO/Cs2CO3/ETL/EML/HTL/MoO3/Ag，这样避免使用了低功函数金属Mg，在这种情况下，即便出现封装不理想的情况的，也可以保证器件不易受水氧氧化，从而保证获得较理想的器件寿命。
Description
技术领域
本发明属于有机电致发光器件(OLED)领域，具体涉及一种倒置式顶发射器件及其制备方法。
背景技术
最近几年，OLED的发展得到科研界和工业界的广泛关注，OLED显示屏已经步入人们的生活，但是它的寿命依然是存在的一个重要问题，如今的OLED器件一般采用高功函数的金属为阳极，低功函数的金属为阴极，但是低功函数的金属存在容易被氧化的问题，并且在封装中，一般封装面在低功函数处，器件密封显得尤为重要，即便如此，OLED器件的寿命依然很低。
有机发光二极管如今得到广泛的发展，在现行的工业化生产器件结构中，如图1所示，一般采用ITO/Ag/ITO为阳极，以低功函数的金属Mg和高功函数且化学性能比较稳定的金属Ag共蒸形成的Mg：Ag合金作为阴极的顶发射器件结构，然后再进行封装，其中ITO/Ag/ITO基板由前面Array段制程完成，然后进入OLED蒸镀段进行空穴注入层，空穴传输层，发光层，电子传输层，电子注入层等修饰层的蒸镀，最后进行阴极Mg：Ag合金的蒸镀，然后进行器件的封装。由于Mg为低功函数活泼金属，容易与水氧发生反应从而损坏器件阴极，使得OLED器件的使用寿命低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种倒置式顶发射器件及其制备方法，通过把器件结构改为：ITO/Ag/ITO/Cs2CO3/ETL/EML/HTL/MoO3/Ag，避免使用易氧化的Mg，从而解决了OLED器件的使用寿命低下的问题。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种倒置式顶发射器件，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板、阴极层、电子传输层、发光层、空穴传输层以及阳极层，其中所述阴极的材料为碳酸铯。
优选地，所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂。
优选地，碳酸铯的厚度为1nm至5nm。
优选地，所述电子传输层所用材料为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述发光层所用材料为：4,4'-N,N'-二咔唑联苯掺杂Ir(ppy)3；其中，Ir(ppy)3的掺杂比例为2％；所述空穴传输层所用材料为：N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺。
优选地，所述阳极层所用材料为：氧化钼/银。
优选地，所述电子传输层的厚度在30nm至35nm，所述发光层的厚度为35nm至40nm，所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm，氧化钼的厚度在1nm至20nm，银的厚度为10nm至20nm。
一种倒置式顶发射器件的制备方法，包括以下步骤：(1)制作ITO/Ag/ITO基板；(2)在ITO/Ag/ITO基板上以碳酸铯为材料制作阴极层；(3)在所述阴极层上依序形成电子传输层、发光层、以及空穴传输层；(4)在所述空穴传输层上形成阳极层。
优选地，在步骤(1)中，所述ITO/Ag/ITO基板先用洗洁精、去离子水超声清洗，然后干燥处理后备用；在步骤(2)中，所述碳酸铯以蒸镀的方式蒸镀在所述备用的ITO/Ag/ITO基板上，所述碳酸铯的厚度为1nm至5nm；所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂。
优选地，，在步骤(3)中，所述电子传输层的材料为：1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述电子传输层的厚度为30nm至35nm；所述发光层材料为：4,4'-N,N'-二咔唑联苯掺杂Ir(ppy)3，其中Ir(ppy)3的掺杂比例为2％；所述发光层的厚度为35nm至40nm；所述空穴传输层材料为：N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺；所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm。
优选地，在步骤(4)中，所述阳极层材料为氧化钼/银；其中，氧化钼的厚度在1nm至20nm，银的厚度为10nm至20nm。
本发明所提供的倒置式顶发射器件及其制备方法，在现有ITO/Ag/ITO/HTL/EML/ETL/Mg:Ag结构的基础上，把器件结构改为：ITO/Ag/ITO/Cs2CO3/ETL/EML/HTL/MoO3/Ag，这样避免使用了低功函数金属Mg，在这种情况下，即便出现封装不理想的情况的，也可以保证器件不易受水氧氧化，从而保证获得较理想的器件寿命。
附图说明
图1为现有技术顶发射器件的结构示意图；
图2为本发明倒置式顶发射器件的结构示意图；以及
图3为本发明倒置式顶发射器件的制备流程图。
具体实施方式
为利于对本发明的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
图2为本发明倒置式顶发射器件的结构示意图。
结合图2所示，一种倒置式顶发射器件，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板10、阴极层20、电子传输层30、发光层40、空穴传输层50以及阳极60，其中所述阴极层20的材料为碳酸铯。
其中，ITO/Ag/ITO基板10为多层复合薄膜结构，利用透明导电ITO和高反射、高电导的金属Ag多层复合而成，该ITO/Ag/ITO基板10顺次包括内层ITO薄膜、银膜以及外层ITO薄膜，由于银易氧化，将银膜夹持于两层ITO薄膜之间，该银膜的一面附着在内层ITO薄膜上，并由外层ITO薄膜充当银膜的另一面的保护层，所以能够避免氧化的发生。
阴极层20采用的是碳酸铯(Cs2CO3)，由于碳酸铯的电子注入原理为在阴极处形成偶极层，因此能够实现较好的电子注入，同样，碳酸铯蒸镀在ITO上，从而降低ITO的功函数而获得理想的电子注入性能，且这里我们利用碳酸铯蒸镀在ITO/Ag/ITO基板10上作为器件的阴极层20，这样可以避免使用低功函数金属Mg，从而减少水氧的侵蚀，提高使用寿命。在本实施例中，碳酸铯的厚度为1nm至5nm，优选厚度为3nm。
进一步地，阴极层20中还掺杂碱金属盐，以供作为阴极层的电子注入材料，该碱金属盐选自氟化铯(CsF)、叠氮铯(CsN3)或者氟化锂(LiF)，本实施例优选为LiF；电子注入层的厚度为0.5nm至10nm，优选厚度为1nm；
电子传输层30所用材料英文缩写为TPBI，其全称为：1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。
发光层所用材料40为：4,4'-N,N'-二咔唑联苯(CBP)掺杂Ir(ppy)3；其中，Ir(ppy)3的掺杂比例为2％。
本实施例中，Ir(ppy)3为一种磷光配合物，其中文名称为：磷光染料三(2-苯基吡啶)铱，具体为一种发光性能好的发光材料。
空穴传输层50所用材料为：
N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺。
阳极60所用材料为：MoO3/Ag，该材料中文名称为氧化钼/银。具体为一种复合薄膜层：在氧化钼薄膜上附着一层银膜。
本实施例中，电子传输层的厚度在30nm至35nm，所述发光层的厚度为35nm至40nm，所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm，MoO3的厚度在1nm至20nm，银的厚度为10nm至20nm。作为一最佳实施例，优选电子传输层30的厚度为30nm，发光层40的厚度为40nm，空穴传输层50的厚度为60nm，MoO3的厚度为10nm，Ag的厚度为15nm。
图3为本发明倒置式顶发射器件的制备流程图。
如图3所示，上述倒置式顶发射器件的制备方法，包括如下步骤：
S1、制作ITO/Ag/ITO基板；
本实施例中，优选用洗洁精、先去离子水超声清洗ITO/Ag/ITO基板，然后干燥处理后备用。
S2、在ITO/Ag/ITO基板上以碳酸铯为材料制作阴极层；
本实施例中，以蒸镀的方式将碳酸铯蒸镀在ITO/Ag/ITO基板上，并掺杂CsF，LiF碱金属盐作为电子注入材料，所述碳酸铯的厚度为1nm至5nm，进一步地，优选碳酸铯厚度为5nm。
进一步地，阴极层中还掺杂碱金属盐，以供作为阴极层的电子注入材料，该碱金属盐选自氟化铯(CsF)、叠氮铯(CsN3)或者氟化锂(LiF)，本实施例优选为LiF；电子注入层的厚度为0.5nm至10nm，优选厚度为1nm；
S3、在所述阴极层上依序形成电子传输层、发光层、以及空穴传输层；
具体地，电子传输层、发光层、以及空穴传输层以蒸镀的方式层叠，其中电子传输层材料为：1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述电子传输层的厚度为30nm至35nm；
发光层材料为：4,4'-N,N'-二咔唑联苯掺杂Ir(ppy)3，其中Ir(ppy)3的掺杂比例为2％；所述发光层的厚度为35nm至40nm；
空穴传输层材料为：N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺；所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm。
S4在所述空穴传输层上形成阳极层。
本实施例中，蒸镀MoO3/Ag作为阳极，其中，MoO3的厚度在1-20 nm之间，Ag的厚度为10-20nm左右；
下面结合图1和图2，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
如图1和图2所示：分别为现有技术所用器件结构和改进后的器件结构。在这两种器件结构中，其中空穴传输材料HTL为N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺，发光层为4,4'-N,N'-二咔唑联苯(CBP)掺杂Ir(ppy)3，其中客体的掺杂比例为2％，电子传输层为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。由于我们主要设计的是器件的阴阳极结构，因此，除阴阳极外的其他层的材料选取不是唯一的，现有技术中常用的材料都可以进行置换。在倒置的器件结构中，Cs2CO3的厚度在1-5nm左右，此处优选Cs2CO3的厚度为3nm，Cs2CO3是一种有效的电子注入材料，广泛应用在正装OLED器件中，由于其电子注入原理为在阴极处形成偶极层，因此能够实现较好的电子注入，同样，它也可以蒸镀在ITO上，从而降低ITO的功函数而获得理想的电子注入性能，因此这里我们以ITO/Ag/ITO/Cs2CO3作为器件的阴极，这样可以避免使用低功函数金属Mg，从而减少水氧的侵蚀，提高寿命，在两种器件结构中，ETL的厚度为30nm，EML的厚度为40nm，HTL的厚度为60nm，MoO3的厚度优选为10nm，Ag的厚度优选为15nm。进一步地，出光面选为MoO3/Ag面，因为MoO3在可见光区域吸收比较少，因此不会对出光率造成较大的影响。
本发明所提供的倒置式顶发射器件及其制备方法，在现有ITO/Ag/ITO/HTL/EML/ETL/Mg:Ag结构的基础上，把器件结构改为：ITO/Ag/ITO/Cs2CO3/ETL/EML/HTL/MoO3/Ag，这样避免使用了低功函数金属Mg，在这种情况下，即便出现封装不理想的情况的，也可以保证器件不易受水氧氧化，从而保证获得较理想的器件寿命。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
Claims (7)
1.一种倒置式顶发射器件，其特征在于，包括依次层叠的ITO/Ag/ITO基板、阴极层、电子传输层、发光层、空穴传输层以及阳极层，其中所述阴极层的材料为碳酸铯，碳酸铯的厚度为1nm至5nm，所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂，所述阳极层材料为氧化钼层及银层。
2.根据权利要求1所述的倒置式顶发射器件，其特征在于，所述电子传输层所用材料为1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；
所述发光层所用材料为：4,4'-N,N'-二咔唑联苯掺杂Ir(ppy)3；
其中，Ir(ppy)3的掺杂比例为2％；
所述空穴传输层所用材料为：
N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺。
3.根据权利要求1所述的倒置式顶发射器件，其特征在于，所述电子传输层的厚度在30nm至35nm，所述发光层的厚度为35nm至40nm，所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm，氧化钼的厚度在1nm至20nm，银的厚度为10nm至20nm。
4.一种倒置式顶发射器件的制备方法，包括以下步骤：
(1)制作ITO/Ag/ITO基板；
(2)在ITO/Ag/ITO基板上以碳酸铯为材料制作阴极层，所述碳酸铯的厚度为1nm至5nm；所述阴极层中还掺杂碱金属盐，所述碱金属盐包括氟化铯、叠氮铯或者氟化锂；
(3)在所述阴极层上依序形成电子传输层、发光层、以及空穴传输层；
(4)在所述空穴传输层上形成阳极层，所述阳极层材料为氧化钼层及银层。
5.根据权利要求4所述倒置式顶发射器件的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述ITO/Ag/ITO基板先用洗洁精、去离子水超声清洗，然后干燥处理后备用；
在步骤(2)中，所述碳酸铯以蒸镀的方式蒸镀在所述备用的ITO/Ag/ITO基板上。
6.根据权利要求4所述倒置式顶发射器件的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，
所述电子传输层的材料为：
1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；所述电子传输层的厚度为30nm至35nm；
所述发光层材料为：
4,4'-N,N'-二咔唑联苯掺杂Ir(ppy)3，其中Ir(ppy)3的掺杂比例为2％；所述发光层的厚度为35nm至40nm；
所述空穴传输层材料为：
N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4-4′-二胺；所述空穴传输层的厚度为55nm至60nm。
7.根据权利要求5所述倒置式顶发射器件的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述氧化钼层的厚度在1nm至20nm，银层的厚度为10nm至20nm。
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