專利名稱：：一種有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件，尤其涉及一種改善了電子注入層的有機(jī)電致發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
：早在五十年代，Bernanose.A等人就開始了有機(jī)電致發(fā)光器件(0LED)的研究。最初研究的材料是蒽單晶片.由于存在單晶片厚度太厚的問題(10-20um)，所需的驅(qū)動電壓很高(幾百伏)。1987年美國EastmanKodak公司的鄧青云(C.W.Tang)和Vanslyke報(bào)道了結(jié)構(gòu)為IT0/Diamine/Alq3/Mg:Ag的有機(jī)小分子電致發(fā)光器件。器件在10伏的工作電壓下亮度達(dá)1000cd/m2，外量子效率達(dá)到1.0%，弓|起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。人們看到了有機(jī)電致發(fā)光器件應(yīng)用于顯示的可能性。從此揭開了有機(jī)小分子及聚合物電致發(fā)光研究及產(chǎn)業(yè)化的序幕。OLED器件的高效率、長壽命、高亮度等性能指標(biāo)是其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。Ca、Mg等)可以有效的降低電子到有機(jī)層的注入勢壘，增加電子的注入。但此類活潑函數(shù)金屬的制備及存儲比較困難，且影響器件的制備工藝。還有一種方法就是通過引入電子注入材料的方法來提高器件的電子注入效率。如目前產(chǎn)品使用的LiF。但該材料本身為絕緣材料，電子注入層的優(yōu)化厚度很薄，不利于工藝控制。且材料具有毒性，對操作人員及環(huán)境存在污染。在之前的實(shí)驗(yàn)中申請人研究了蒸鍍活潑金屬氮化物或碳酸鹽獲得活潑金屬，作為電子注入層的方法，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，采用此種方法制備的活潑金屬，與導(dǎo)電性良好的金屬摻雜制備電子注入層，能夠進(jìn)一步提高器件的性能，而且通過選擇高導(dǎo)電率及光透過的金屬材料，可以實(shí)現(xiàn)頂發(fā)光及透明陰極器件的制備
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種電子注入能力優(yōu)異、毒性小、壽命長、成膜溫度低、膜厚要求寬的有機(jī)電致發(fā)光器件。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明人對堿金屬氮化物，堿金屬碳酸鹽，尤其是Li3N和Cs2C03作為電子注入層摻雜金屬銀的的制備工藝和器件性能進(jìn)行了深入的研究，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基片，以及依次形成在基片上的陽極、發(fā)光層，在發(fā)光層上形成的電子注入層和在電子注入層上形成的陰極，其特征在于所述電子注入層通過如下方法制備將活潑金屬化合物與金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫在真空條件下共蒸，分解得到活潑金屬與銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫的摻雜體。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，活潑金屬化合物為堿金屬的氮化物或堿金屬的碳酸鹽。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，堿金屬的氮化物為Li3N、Na3N和KsN。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，堿金屬的碳酸鹽為Cs2C03、Li2C03和Na2C03。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，堿金屬氮化物摻雜金屬銀的重量百分比為0.1%~99%。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，堿金屬的碳酸鹽摻雜金屬銀的重量百分比為0.1%~99%。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，堿金屬氮化物的厚度為0.1nm100nm。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，堿金屬碳酸鹽的厚度為0.1nm100nm。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，陽極和發(fā)光層之間還包括空穴注入層和/或空穴傳輸層。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，發(fā)光層和電子注入層之間還包括電子傳輸層。在上述有機(jī)電致發(fā)光器件中，所述金屬優(yōu)選為銀。上述有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于電子注入層的制備方法如下將活潑金屬化合物與金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫在真空條件下共蒸，分解得到活潑金屬與銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫的摻雜體，其中活潑金屬化合物為堿金屬的氮化物或堿金屬的碳酸鹽，堿金屬的氮化物為Li3N、Na3N和K3N，堿金屬的碳酸鹽為Cs2C03、Li2C03和Na2C03，所述金屬優(yōu)選為銀。圖1本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)圖圖2本發(fā)明實(shí)施例1中OLED器件的效率-電流密度曲線圖圖3本發(fā)明實(shí)施例3中OLED器件的效率-電流密度曲線圖具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例詳述本發(fā)明參照圖1為本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光器件的基本結(jié)構(gòu)圖，其中基板01上依次設(shè)置陽極02，空穴傳輸層03，發(fā)光層04，電子傳輸層05，電子注入層06及陰極07。實(shí)施例1器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:5%Li(Li3N分解)(10nm)/Ag(90nm)制備方法如下①利用較高溫度的洗滌劑超聲和去離子水超聲的方法對已經(jīng)刻蝕好固定圖形的ITO玻璃基片進(jìn)行清洗，并放置在紅外燈下烘干；②把上述處理好的玻璃基片置于真空腔內(nèi)，抽真空至lxlO—Spa，在上述陽極層膜上繼續(xù)蒸鍍空穴傳輸層(NPB)，該層成膜速率為0.1nm/s，膜厚為40nm;③在空穴注入層上蒸鍍Alq3作為發(fā)光層及電子傳輸層，蒸鍍速率為0.1nm/s，總膜厚為50nm;④在電子傳輸層上蒸鍍Li3N與Ag的掾雜體，在蒸鍍過程中Li3N分解得到Li,與Ag形成合金作為器件的電子注入層，其中Li的重量百分比為5M，膜厚為10nm。⑤在上述電子注入層上繼續(xù)蒸鍍Ag層作為器件的陰極層，Ag層的蒸鍍速率為1.0nm/s，厚度為90nm。實(shí)施例2器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:10%Li(Li3N分解)(10nm)/Ag(90nm)制備步驟如同實(shí)施例1，只是在步驟④中蒸鍍Li3N獲得Li的重量百分比為10%。實(shí)施例3器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:20%Li(Li3N分解)(10nm)/Ag(90nra)制備步驟如同實(shí)施例1，只是在步驟④中蒸鍍Li3N獲得Li的重量百分比為20%。對比例1器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag(lOOnm)制備步驟同實(shí)施例1，只是省去了步驟④中電子注入層的制備。對比例2器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/LiF(0.5nm)/AglOOnm)制備步驟同實(shí)施例1,只是步驟④中在電子傳輸層上蒸鍍LiF作為電子注入層。對比例3器件結(jié)構(gòu)-ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Li(Li3N分解)(0.5nm)/Ag(90nm)制備步驟同實(shí)施例1，只是步驟④中在電子傳輸層上蒸鍍僅蒸鍍Li3N作為電子注入層。上面實(shí)施例1-3和對比例1-3的OLED器件結(jié)構(gòu)性能如下表1所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>圖2是本發(fā)明實(shí)施例1-3和對比例1-3的OLED器件效率-電流密度曲線圖，結(jié)合表1和圖2可以看出當(dāng)電子注入層為Li3N摻雜金屬Ag的結(jié)構(gòu)時(shí)，器件的電流效率明顯高于對比例1中沒有電子注入層和對比例2中電子注入層為LiF的結(jié)構(gòu)，并且也高于對比例3中電子注入層僅為Li(Li3N分解)的未摻雜結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)Li(Li3N分解)的重量百分比比為20%時(shí)，OLED器件的效率最高。實(shí)施例4器件結(jié)構(gòu)-ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:20%Li(Li3N分解)(5nm)/Ag(90nm)制備步驟同實(shí)施例1，只是步驟④中電子注入層中蒸鍍Li3N獲得Li的重量百分比為20%，電子注入層的厚度為5nm。實(shí)施例5器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:20%Li(Li3N分解)(10nm)/Ag(90nm)制備步驟同實(shí)施例1，只是步驟④中電子注入層中蒸鍍Li3N獲得Li的重量百分比為20%，電子注入層的厚度為lOnrn。實(shí)施例6器件結(jié)構(gòu)-ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:20%Li(Li3N分解)(20nm)/Ag(90nm)制備步驟同實(shí)施例1,只是步驟④中電子注入層中蒸鍍Li3N獲得Li的重量百分比為20%，電子注入層的厚度為20nm。上面實(shí)施例4-6的OLED器件結(jié)構(gòu)性能如下表2所示:表2編號電子注入層及陰極結(jié)構(gòu)效率(500A/m2T,單位cd/A)實(shí)施例4Ag:20%Li(Li3N分解)(5.Onm)3.5實(shí)施例5Ag:20%Li(Li3N分解)(10.Onm)3.8實(shí)施例6Ag:20%Li(Li3N分解)(20.Onm)3.7由上表可以看出，實(shí)施例4-6中各器件均對應(yīng)較高的效率，其中當(dāng)電子注入層的厚度為10nm時(shí)器件的效率最高。實(shí)施例7器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:10%Cs(Cs2C03分解)(5nm)/Ag(90nm)制備步驟同實(shí)施例1，區(qū)別之處在于步驟④中電子注入層的制備為蒸鍍Cs2C03與Ag的摻雜體，在蒸鍍過程中Cs2C03分解得到Cs，與Ag形成合金作為器件的電子注入層，其中Cs的重量百分比為10%,蒸鍍速率控制在0.1nm/s,蒸度溫度為400'C左右，膜厚為5nm。對比例4器件結(jié)構(gòu)-ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Cs(Cs2C03分解)(0.5腦)/Ag(卯nm)制備步驟同實(shí)施例7，區(qū)別之處在于步驟④中電子注入層的制備僅為蒸鍍Cs2C03,膜層的厚度0.5nm。對比例5器件結(jié)構(gòu)ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/LiF(0,5nm)/Al(100nm)制備步驟同實(shí)施例7，區(qū)別之處在于步驟④中電子注入層的制備為蒸鍍LiF，膜層厚度為0.5nm。圖3為實(shí)施例7、對比例4與對比例5中器件的效率-電流密度圖，由圖可以看出電子注入層中為Cs與Ag的摻雜體的器件的性能優(yōu)于單層Cs注入層器件，更加優(yōu)于LiF作為電子注入層的器件。實(shí)施例8器件結(jié)構(gòu)-IT0/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:10%Cs(Cs2C03分解)(5nm)/Ag(95nm)制備步驟同實(shí)施例7，區(qū)別之處在于步驟⑤中Ag膜層的厚度為95nm。實(shí)施例9器件結(jié)構(gòu)IT0/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:10%Cs(Cs2C03分解)(5ran)/Ag(10nm)制備步驟同實(shí)施例7，區(qū)別之處在于步驟⑤中Ag膜層的厚度為lOnm。實(shí)施例10器件結(jié)構(gòu)-ITO/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Ag:10%Cs(Cs2C03分解)(5nm)/Ag(25nm)制備步驟同實(shí)施例7，區(qū)別之處在于步驟⑤中Ag膜層的厚度為25nm。對比例6器件結(jié)構(gòu)IT0/NPB(40nm)/Alq3(50nm)/Cs(Cs2C03分解)(0.5nm)/Ag(90nm)制備步驟同實(shí)施例7，區(qū)別之處在于步驟④中電子注入層的制備為僅蒸鍍Cs2C03，步驟(D中Ag膜層的厚度為90nm。對比例7器件結(jié)構(gòu)-ITO/NPB(40nm)/Alq3(50咖)/Cs(Cs2C03分解)(0.5nm)/Ag(15nm)制備步驟同實(shí)施例7，區(qū)別之處在于④中電子注入層的制備為僅蒸鍍Cs2C03,步驟⑤中Ag膜層的厚度為15nm。上面實(shí)施例8-10及對比例6、7的OLED器件結(jié)構(gòu)性能如下表3所示表3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>采用蒸鍍Cs2C03分解得到Cs摻Ag的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)頂發(fā)光器件及透明器件的制備，通常的實(shí)現(xiàn)頂發(fā)光及透明器件的電極結(jié)構(gòu)為Mg:Ag/ITO，LiF/Ca/Ag，LiF/Al/Ag,Bphen:Li/ITO，電極制備工藝相對復(fù)雜，本發(fā)明中采用Cs或Cs與Ag摻雜，作為電子注入層，可以較便捷的實(shí)現(xiàn)頂發(fā)光器件，從上表可以看出實(shí)施例9、實(shí)施例10及對比例7均可以實(shí)現(xiàn)頂發(fā)光，而Cs摻Ag結(jié)構(gòu)作為電子注入層的OLED器件較單獨(dú)的Cs作為電子注入層具有較高的發(fā)光效率，同樣，實(shí)施例8與對比例6比較也具有較高的發(fā)光效率。通過以上可以看出，采用摻雜方案，OLED器件性能優(yōu)于單電子注入層方案，究其原因?yàn)楹辖鸾Y(jié)構(gòu)的功函數(shù)要小于活潑金屬層本身，這是器件性能提高的主要原因，同時(shí)摻雜濃度及注入層厚度變化對器件性能影響不明顯，利于生產(chǎn)應(yīng)用。權(quán)利要求1、一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基片，以及依次形成在基片上的陽極、發(fā)光層，在發(fā)光層上形成的電子注入層和在電子注入層上形成的陰極，其特征在于所述電子注入層通過如下方法制備將活潑金屬化合物與金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫在真空條件下共蒸，分解得到活潑金屬與金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫的摻雜體。2、根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述活潑金屬化合物為堿金屬的氮化物或堿金屬的碳酸鹽。3、根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述堿金屬的氮化物為Li3N、Na;iN和K3N。4、根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述堿金屬的碳酸鹽為Cs2C03、Li2COa2C03。5、根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述堿金屬的氮化物摻雜金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫的重量百分比為0.1%~99%。6、根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述堿金屬的碳酸鹽摻雜金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫的重量百分比為0.1%~99%。7、根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述堿金屬的氮化物的厚度為0.1nm~100nm。8、根據(jù)權(quán)利要求2的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述堿金屬的碳酸鹽的厚度為0.1nrnlOOnm。9、根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述陽極和發(fā)光層之間還包括空穴注入層和/或空穴傳輸層。10、根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述發(fā)光層和電子注入層之間還包括電子傳輸層。11、根據(jù)權(quán)利要求1、5或6的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述金屬為銀。12、一種有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于電子注入層的制備方法如下將活潑金屬化合物與金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫在真空條件下共蒸，分解得到活潑金屬與銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫的摻雜體。13、根據(jù)權(quán)利要求12的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于所述活潑金屬化合物為堿金屬的氮化物或堿金屬的碳酸鹽。14、根據(jù)權(quán)利要求13的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于所述堿金屬的氮化物為Li3N、Na3N和K3N。15、根據(jù)權(quán)利要求13的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于所述堿金屬的碳酸鹽為Cs2C03、Li2C03和Na2C03。16、根據(jù)權(quán)利要求12的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于所述金屬為銀。全文摘要本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基片，以及依次形成在基片上的陽極、發(fā)光層，在發(fā)光層上形成的電子注入層和在電子注入層上形成的陰極，其特征在于所述電子注入層通過如下方法制備將活潑金屬化合物與金屬銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫在真空條件下共蒸，分解得到活潑金屬與銀、鈷、金、鐿、鉬、銅或錫的摻雜體。采用此種方法制備的活潑金屬，與導(dǎo)電性良好的金屬摻雜制備電子注入層，能夠進(jìn)一步提高器件的性能，而且通過選擇高導(dǎo)電率及光透過的金屬材料，可以實(shí)現(xiàn)頂發(fā)光及透明陰極器件的制備。文檔編號H01L51/56GK101339976SQ20081011804公開日2009年1月7日申請日期2008年8月7日優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日發(fā)明者倩劉,張國輝,揚(yáng)李,煉段,勇邱申請人:清華大學(xué);北京維信諾科技有限公司;昆山維信諾顯示技術(shù)有限公司