等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，该蓝光有机发光二极管从下往上依次为：ITO玻璃基底、空穴传输层、旋涂蓝光发光层、蒸镀蓝光发光层、电子传输层、金属纳米粒子、电子传输层、电子注入层、不透明的金属阴极。制备的过程是先将基底清洗，再旋涂制膜，最后在真空中蒸镀制膜，结束后进行冷却即可。本实用新型专利技术利用旋涂/蒸镀双蓝光层，兼顾旋涂和蒸镀两种制膜方法的优势，使二极管易于制备且效率较高。本实用新型专利技术将银纳米粒子加入到电子传输层中，将其放置于靠近阴极附近，利用纳米粒子等离子体共振增强了电子的注入，同时有效降低了金属纳米粒子陷阱作用，最终实现了二极管性能的增强。本发明专利技术简单易行，具有潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管
本技术涉及有机电致发光
，具体涉及一种等离子体共振增强的有机发光二极管及其制备方法及其制备方法。
技术介绍
有机电致发光二极管(即OLED)具有亮度高、响应快、功耗低、色彩柔和、重量轻、具有柔性、成本低等优点，因而，其在平板显示以及固态照明等领域具有巨大的应用前景。但是，相对于基于无机半导体的LED，目前OLED的效率仍有待提高。金属纳米粒子的表面在一定的激发条件下形成的局域表面等离子体(LSPR)，会使粒子附近的电场增强。利用这一电场，可以提高与之临近的发光分子的自发辐射效率或者提高电荷的注入效率，从而有效提高内量子效率。2010年，日本大阪大学的Kuwahara小组将溶液法制备的金纳米颗粒或金纳米棒直接粘附于ITO阳极上，在电流密度变化不大的情况下,绿色荧光的内量子效率提高了20倍[A.Fujiki,T.Uemura,N.Zettsu,et.al.,Appl.Phys.Lett.96,043307(2010)]。金属纳米粒子具备制备工艺简单、易于操控、成本较低的特点，所以目前金属纳米粒子被广泛应用于OLED的性能优化研究中。然而，将金属纳米粒子引入OLED的过程中仍然存在一些问题需要研究并解决，比如：更好地控制纳米粒子与发光激子的位置以实现有效的等离子体共振，减弱金属材料引入后对器件中电荷产生的陷阱效应，提高含有金属纳米粒子器件的整体性能等等。而本技术能够很好地解决上面的问题。
技术实现思路
本技术目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种蓝光有机发光二极管，利用金属纳米粒子的等离子体共振效应提升器件的性能，获得了一个较高性能的蓝光OLED器件。本技术通过合理地设置金属纳米粒子的大小和位置，充分利用其表面等离子体共振特性增强纳米粒子附近电场，提高电子的注入效率，并进而提高器件的亮度和效率。本技术采用了旋涂/蒸镀的双蓝光发光层，拓宽了激子复合区域，增强了蓝光OLED的发光强度和效率，又在阴极附近引入了金属纳米粒子，利用等离子体共振增强电子注入的同时，减弱了陷阱效应，使得器件性能有了一个明显的提升。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，该蓝光有机发光二极管按照从下往上的顺序依次为：铟锡氧化物(ITO)玻璃基底1、空穴传输层2、旋涂蓝光发光层3、蒸镀蓝光发光层4、电子传输层A5、金属纳米粒子6、电子传输层B7、电子注入层8、不透明的金属阴极9。进一步地，本技术所述的空穴传输层2为聚乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)溶液旋涂制得，其厚度为45nm。进一步地，本技术所述旋涂蓝光发光层3由双极性主体材料2,6-双((9H-咔唑-9-基)-3,1-亚苯基)吡啶(26DczPPy)、空穴主体材料1,1-双[4-[N,N-二(对甲苯)氨基]苯基]环己烷(TAPC)和蓝色磷光客体材料双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)混合配置的溶液旋涂而成，三者质量比依次为80:20:13，厚度为30nm。进一步地，本技术所述蒸镀蓝光发光层4由26DczPPy和FIrpic混合蒸镀而成，两者质量比为9:1，膜层厚度为15nm。进一步地，本技术所述电子传输层A5和电子传输层B7所用有机材料为1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯(TmPyPb)，电子传输层A5的厚度为25-50nm，电子传输层B7的厚度为2nm。进一步地，本技术所述金属纳米粒子6的材料是银(Ag)，沉积厚度为0.1nm。进一步地，本技术所述电子注入层8是氟化锂(LiF)，其厚度为0.5nm。进一步地，本技术所述不透明的金属阴极9的材料是铝(Al)，厚度为130nm。有益效果：1、本技术将银纳米粒子置于阴极附近2nm处，利用等离子体共振效应增强附近的局域电场，使阴极的电子注入效率提高，从而提高蓝光有机发光二极管的亮度和效率。2、本技术采用尺寸较小、分布密度较低的银纳米粒子，有效降低了金属纳米粒子的陷阱作用。3、本技术采用旋涂/蒸镀的双蓝光发光层。其中旋涂蓝光层易于制备多掺杂的结构以改进蓝光层性能，同时易于与溶液处理的纳米粒子相结合，进一步利用等离子体共振增强激子的发光效率；蒸镀蓝光层能实现更好的能量转移，使器件的效率更好，同时拓宽了激子复合区域，使器件的效率滚降降低，使得二极管有了一个较高性能。4、本技术采用PEDOT：PSS作为空穴传输层，更有利于引入合成的金属纳米粒子，并充分利用了溶液处理法的优势，有利于降低制备成本；空穴传输层的厚度为45nm，使注入发光层的空穴浓度与电子浓度更加平衡。5、本技术的旋涂蓝光层采用26DczPPy和TAPC作为混合主体，双极性的26DczPPy和空穴传输性的TAPC能使激子复合区域靠近电子传输层，增强银纳米粒子的激发光强，从而增强等离子体共振。TAPC的掺入能有效降低空穴注入势垒，提高空穴的注入效率。6、本技术采用TmPyPb作为电子传输层，TmPyPb是一种电子迁移率较高的有机材料，能有效帮助电子传输，提高器件中的空穴/电子平衡，提高器件性能。7、本技术采用LiF作为电子注入材料，能有效帮助电子从阴极注入到电子传输层中。8、本技术采用Al作为金属阴极，厚度为130nm，能实现高的导电率，有助于电子注入器件，也具有高的光反射率，能增强器件的正向光出射。9、本技术的制备过程相对比较简单，使二极管的稳定性比较好。附图说明图1为等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管的结构示意图。标识说明：ITO玻璃基底-1，空穴传输层-2，旋涂蓝光发光层-3，蒸镀蓝光发光层-4，电子传输层A-5，金属纳米粒子-6，电子传输层B-7，电子注入层-8，不透明的金属阴极-9。图2为实验中所用银纳米粒子的扫描电镜图像。图3为银纳米粒子吸收光谱和蓝光材料FIrpic归一化电致发光光谱。图4为等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管的亮度-电压曲线。图5为等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管的电流密度-电压曲线。图6为等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管的电流效率-电流密度曲线。具体实施方式下面结合说明书附图对本技术创造作进一步的详细说明。如图1所示，本技术提供了一种等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，该蓝光有机发光二极管按照从下往上的顺序依次为：铟锡氧化物(ITO)玻璃基底1、空穴传输层2、旋涂蓝光发光层3、蒸镀蓝光发光层4、电子传输层A5、金属纳米粒子6、电子传输层B7、电子注入层8、金属阴极9。进一步地，本技术所述的空穴传输层2PEDOT：PSS溶液旋涂制得，其厚度为45nm。进一步地，本技术所述旋涂蓝光发光层3由双极性主体材料26DczPPyTAPC和蓝色磷光客体材料FIrpic混合配置的溶液旋涂而成，三者质量比依次为80:20:13，厚度为30nm。进一步地，本技术所述蒸镀蓝光发光层4由26DczPPy和FIrpic混合蒸镀而成，两者质量比为9:1，膜层厚度为15nm。进一步地，本技术所述电子传输层A5和电子传输层B7所用有机材料为TmPyPb，电子传输层A5的厚度为28nm，电子传输层B7的厚度为2nm。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，其特征在于，所述蓝光有机发光二极管包括铟锡氧化物(ITO)玻璃基底(1)、空穴传输层(2)、旋涂蓝光发光层(3)、蒸镀蓝光发光层(4)、电子传输层A(5)、金属纳米粒子(6)、电子传输层B(7)、电子注入层(8)、金属阴极(9)，所述金属纳米粒子(6)位于金属阴极(9)2nm处。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，其特征在于，所述蓝光有机发光二极管包括铟锡氧化物(ITO)玻璃基底(1)、空穴传输层(2)、旋涂蓝光发光层(3)、蒸镀蓝光发光层(4)、电子传输层A(5)、金属纳米粒子(6)、电子传输层B(7)、电子注入层(8)、金属阴极(9)，所述金属纳米粒子(6)位于金属阴极(9)2nm处。2.根据权利要求1所述的一种等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，其特征在于：所述空穴传输层(2)为PEDOT：PSS，其厚度为45nm。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓玲玲，杨家琦，周志杰，陈淑芬，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32