一种防短路的顶发射OLED器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防短路的顶发射OLED器件及其制备方法。具体而言，本发明专利技术的OLED器件包括衬底、防短路反射阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、兼作间隔层的电子传输层、电子注入层和半透明阴极，其通过包括下列步骤的方法制备：1）衬底的预处理；2）阳极中的铝层的蒸镀；3）阳极中的银层的蒸镀；4）空穴注入层的蒸镀；5）空穴传输层的蒸镀；6）发光层的蒸镀；7）电子传输层的蒸镀；8）电子注入层的蒸镀；和9）阴极的蒸镀。该器件采用铝/银复合阳极，充分发挥了银的高反射率特性，兼顾了铝克服器件短路的优势，彻底解决了纯银阳极的短路问题；同时优化了阴极厚度，兼顾了良好的导电能力和较大的透光率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子
，具体涉及一种防短路的顶发射OLED器件及其制备 方法。
技术介绍
有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，0LED)是极具潜力的新一代发 光器件，在平面显示技术、大面积发光照明等方面有着非常广阔的应用。它具有自发光、全 固态、宽视角、快响应、抗低温、可实现低压驱动及柔性显示等特性，显示出极强的竞争力及 发展潜力。 在显示应用方面，主动矩阵有机发光二极管（AMOLED)是主要的发展趋势，其驱 动是由薄膜晶体管来控制的。如果采用传统的底发射的形式，则光从衬底出射时，必然被 玻璃衬底上的电路金属导线和TFT所遮挡，从而影响其开口率。目前，无论是基于白色有 机发光二极管（WOLED)配合彩色滤光片的OLED显示器，还是基于红绿蓝有机发光二极管 (RGB0LED)的OLED显示器，大部分厂商都倾向于采用顶发射的OLED形式，使其开口率理论 上可以达到100%，进而提高器件寿命和能源利用率。 顶发射有机电致发光器件通过透明的或者半透明的顶部阴极发光，阳极则采用高 反射率的金属材料作为反射层，其可以制作在任意的衬底之上。当然还可以采用倒置的结 构，从而与传统非晶硅薄膜晶体管（a-Si TFT) η型沟道CMOS工艺达到无缝集成。 在现有的工业化生产工艺中，底部阳极一般采用IT0/Ag/IT0结构。一方面，溅射 透明铟锡氧化物（ITO)和光刻两道工艺步骤给整个制程带来了极大的复杂度；另一方面， 溅射ITO所用的铟是比较稀缺和贵重的元素，导致生产成本增加。另外，顶部阴极假如也采 用高能量的溅射ITO的话，还会对有机层带来损伤。因此，如何简化工艺流程，避免使用高 能量的ITO溅射，是大家努力探索的方向。 在可见光波段，银的反射率比铝要强，其导电率是金属中最强的，并且相对于铝， 其不易被氧化变性。作为OLED的阳极，其功函数比铝稍大，因此是比较理想的阳极材料。但 是，由于银对玻璃衬底的浸润差，导致其作为阳极材料蒸发在玻璃衬底上时粗糙度太大。器 件在工作时容易造成尖端放电，从而导致短路。在OLED器件制备中，一般溅射二氧化硅作 为玻璃衬底上的缓冲层，这无疑增加了制程的复杂度。如何有效发挥银的长处并且同时简 化制程，也是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种防短路的顶发射OLED器件，其包括衬底以及在 所述衬底上由底部至顶部依次蒸镀的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层 (兼作间隔层)、电子注入层和阴极，其特征在于： 所述阳极为具有双层结构的铝/银复合阳极，其中铝层介于所述衬底和银层之间，所 述铝层的厚度为50~60nm并且以0. 3~0. 5nm/s的蒸发速率经蒸镀而得，所述银层的厚度为 40~50nm并且以0. 2~0. 3nm/s的蒸发速率经蒸镀而得； 所述空穴注入层的厚度为5~15nm ; 所述空穴传输层的厚度为35~45nm ; 所述发光层的厚度为15~25nm ; 所述电子传输层的厚度为l〇~15nm ; 所述电子注入层的厚度为10~20nm ; 所述阴极为半透明的纯银阴极，其厚度为15~25nm。 优选的，在上述技术方案中，所述衬底可以选用本领域常用的任何衬底材料，例如 硅片、二氧化硅、玻璃等，优选硅片或玻璃，更优选玻璃。 优选的，在上述技术方案中，所述阳极中的铝层的厚度为56nm，银层的厚度为 44nm〇 优选的，在上述技术方案中，所述空穴注入层的材料为稀土金属氧化物或者 有机材料；所述稀土金属氧化物选自氧化钼（M〇0 3)、氧化铼（Re03)、氧化妈（WO3)中的 任意一种，优选氧化钼；所述有机材料选自聚（3, 4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺 酸）（PED0T:PSS)、4,4'，4''-三（N-3-甲基苯基-N-苯基氨基）三苯基胺（m-MTDATA)、 4, 4'，4''-三三苯基胺（2-TNATA)中的任意一种，优选 PED0T:PSS (结构如下所示）；所述空穴注入层的厚度为10nm。 优选的，在上述技术方案中，所述空穴传输层的材料选自Ν，Ν' -二苯基-N，Ν' -二 (萘-1-基）-1，1' -联苯-4, 4' -二胺（ΝΡΒ)、Ν，Ν' -二苯基-Ν，Ν' -二（3-甲基苯 基）-1，1'-联苯_4,4'-二胺（了?0)、4,4'-二（咔唑-9-基）联苯（08?)中的任意一种，优 选NPB (结构如下所示）；所述空穴传输层的厚度为40nm。 优选的，在上述技术方案中，所述发光层的材料为三（8-羟基喹啉）铝（Alq3)或 其与（E)-4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6--4H-吡喃（DCJTB)的掺合物（Alq3:DCJTB)，优选Alq 3 (结构如下所示);所述发光层的厚 度为20nm。 优选的，在上述技术方案中，所述电子传输层的材料选自4, 7-二苯基-1，10-菲罗 啉（BPhen)U, 3,5_三（1-苯基-IH-苯并咪唑-2-基）苯（TPBi)、双（2-甲基-8-羟基喹 啉-N1，08)-(1，Γ -联苯-4-羟基）铝（BAlq)中的任意一种，优选BPhen (结构如下所示）； 所述间隔层的厚度为IOnm0 优选的，在上述技术方案中，所述电子注入层的材料为所述电子传输层的材料与 锂的掺合物，优选4, 7-二苯基-1，10-菲罗啉与锂的掺合物（BPhen: Li )，其中锂的质量浓度 为2%~3%，优选2. 5% ;所述电子注入层的厚度为15nm。 优选的，在上述技术方案中，所述阴极的厚度为20nm。 另一方面，本专利技术还提供了一种用于制备上述防短路的顶发射OLED器件的方法， 该方法包括下列步骤： 1) 衬底的预处理：将衬底依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗并烘干； 2) 阳极中的铝层的蒸镀：使用铝块在步骤1)中所述衬底上进行蒸镀，控制其蒸发速率 为0. 3~0. 5nm/s，直至达到所需的厚度； 3) 阳极中的银层的蒸镀：使用银颗粒在步骤2)中所述铝层上进行蒸镀，控制其蒸发速 率为0. 2~0. 3nm/s，直至达到所需的厚度； 4) 空穴注入层的蒸镀：使用空穴注入层材料在步骤3)中所述银层上进行蒸镀，控制其 蒸发速率为〇. 2~0. 3nm/s，直至达到所需的厚度； 5) 空穴传输层的蒸镀：使用空穴传输层材料在步骤4)中所述空穴注入层上进行蒸镀， 控制其蒸发速率为〇. 2~0. 3nm/s，直至达到所需的厚度； 6) 发光层的蒸镀：使用发光层材料在步骤5)中所述空穴传输层上进行蒸镀，控制其蒸 发速率为0. 2~0. 3nm/s，直至达到所需的厚度； 7) 电子传输层的蒸镀：使用电子传输层材料在步骤6)中所述发光层上进行蒸镀，控制 其蒸发速率为0. 2~0. 3nm/s，直至达到所需的厚度； 8) 电子注入层的蒸镀：使用作为母体材料的电子传输层材料与掺杂材料掺杂的方 式在步骤7)中所述电子传输层上进行共蒸，控制所述电子传输层材料的蒸发速率为 0. 2~0. 3nm/s，当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防短路的顶发射OLED器件，其包括衬底以及在所述衬底上由底部至顶部依次蒸镀的阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其特征在于：所述阳极为具有双层结构的铝/银复合阳极，其中铝层介于所述衬底和银层之间，所述铝层的厚度为50~60nm并且以0.3~0.5nm/s的蒸发速率经蒸镀而得，所述银层的厚度为40~50nm并且以0.2~0.3nm/s的蒸发速率经蒸镀而得；所述空穴注入层的厚度为5~15nm；所述空穴传输层的厚度为35~45nm；所述发光层的厚度为15~25nm；所述电子传输层的厚度为10~15nm；所述电子注入层的厚度为10~20nm；所述阴极为半透明的纯银阴极，其厚度为15~25nm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱敏，廖良生，王照奎，史晓波，马杰，柳渊，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32