一种有机微腔激子极化激元发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种有机微腔激子极化激元发光二极管及其制备方法，该有机微腔激子极化激元发光二极管包括顶部反射镜、底部反射镜和发光层；发光层位于顶部反射镜和底部反射镜之间，顶部反射镜的厚度小于底部反射镜的厚度。其制备方法：对基底层进行前处理；使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在基底层上依次制备底部反射镜和空穴注入层；采用物理气相传输法制备发光层，并将发光层转移到空穴注入层上；使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在发光层上制备电子注入层、阴极膜层和顶部反射镜。本发明专利技术可以解决现有技术中存在的OLED光谱纯度较差的问题，减低FWHM，延长其半衰期，得到亮度高、纯度高、长时间稳定高亮度的OLED器件。长时间稳定高亮度的OLED器件。长时间稳定高亮度的OLED器件。

【技术实现步骤摘要】
一种有机微腔激子极化激元发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有机发光二极管
具体地说是一种有机微腔激子极化激元发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]有机电致发光器件在显示、照明领域的重要性日益增加。其中，有机发光二极管(OLED)是目前应用最广泛的有机电致发光器件。为了实现更优秀的显示效果，如高对比度、高色纯度，通常需要OLED具有更窄的发射光谱，即具有较小的小半高全宽(FWHM)，以及高亮度。在已报道的OLED中，大多OLED的FWHM通常大于40nm，这极大地降低了发光的色纯度。
[0003]为了实现OLED具有更窄的发射光谱，目前采取的主要技术方案是制备具有较小FWHM的发射材料；如专利201910431530.4中公开了一种发射材料，这种材料具有特殊的共振结构，可使器件发射光谱FWHM达到28nm。但对于一些对光谱纯度要求较高的发光器件来说，器件发射光谱FWHM达到28nm仍不能很好地满足应用要求。因此，有必要进一步提高有机发光二极管(OLED)的光谱纯度、亮度以及稳定性。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种有机微腔激子极化激元发光二极管及其制备方法，以解决现有技术中OLED的半峰全宽(FWHM)较大、光谱纯度较差的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种有机微腔激子极化激元发光二极管，包括顶部反射镜、底部反射镜和发光层；发光层位于顶部反射镜和底部反射镜之间，顶部反射镜的厚度小于底部反射镜的厚度。激子极化激元是一种由腔光子和激子强耦合产生的准粒子；它具有很窄的发射FWHM，通常小于5nm，通过提升微腔的品质因子可以达到1nm以下；使用上下层不对称反射镜(即厚度不同的发射镜)可以起到将发光层的发射的光线部分限制在发光层内的作用，反射镜可以使发射体产生激子极化激元，使发射光谱大幅缩窄(即小半高全宽FWHM)，反射镜同时还可强化发光层产生发射光的线偏振度；这是一种有效的实现高色纯度OLED的方法；同时激子极化激元具有很短的寿命，有助于减小高电流密度下的激子浓度淬灭、单线态
‑
三线态湮灭等不利于电致发光的过程。
[0007]上述有机微腔激子极化激元发光二极管，还包括基底层、空穴注入层、电子注入层和阴极膜层；底部反射镜位于基底层上，空穴注入层、发光层、电子注入层和阴极膜层位于底部反射镜和顶部反射镜之间；自底部反射镜至顶部反射镜的方向依次为空穴注入层、发光层、电子注入层和阴极膜层。
[0008]上述有机微腔激子极化激元发光二极管，发光层为利用单一组分的有机材料制备的有机单晶层(本专利技术采用物理气相传输法制备有机单晶层)；有机材料的化学结构式为：
[0009][0010]R1选自以下基团中的任一一种：【R1为该基团时，有机材料为专利申请号201711359533.9中的TPSB荧光分子；TPSB荧光分子由2,5
‑
二甲氧基
‑
1,4
‑
二甲苯基
‑
二(二乙基膦酸酯)和2,2
‘
:5',2
”‑
三噻吩
‑5‑
甲醛通过霍纳尔
‑
沃兹沃思
‑
埃蒙斯反应Horner
‑
Wadsworth
‑
Emmons(HWE)反应得到的】、【R1为该基团时，有机材料为专利申请号201810195983.7中制备的TPDSB分子，即1,4
‑
二甲氧基
‑
2,5
‑
双[二噻吩苯乙烯基]苯】、【R1为该基团时，有机材料为“Electrochemical syntheses of photoluminescent polymers from thienylene
‑
poly(phenylenevinylene)derivatives”中合成得到的1,4
‑
双
‑
(2(Z)
‑
噻吩乙烯基)
‑
2,5
‑
二甲氧基苯】、【R1为该基团时，有机材料为“Synthesis and Characterization of Light
‑
Emitting Oligo(p
‑
phenylene
‑
vinylene)s and Polymeric Derivatives Containing Three
‑
and Five
‑
Conjugated Phenylene Rings.II.Electro
‑
Optical Properties and Optimization of PLED Performance”中制备的BⅢR1‑
R2】或【R1为该基团时，有机材料为专利申请号02809651.7中实施例12中合成的化合物】。
[0011]上述有机微腔激子极化激元发光二极管，基底层为表面粗糙度小于或等于0.5nm的硅片，这种硅片具有良好的导热率，如果基底面表面粗糙度过大会降低微腔的品质因子，不利于实现窄光谱发射；底部反射镜为厚度在60～150nm之间的银膜镀层，该反射镜的反射率在可见光区大于99％，并且该反射镜具有很高的导电性，能同时作为阳极使用，若于底部反射镜的厚度过薄，则造成反射率不够，降低微腔品质因子；若厚度大于150nm，会因为蒸镀工艺原因，容易造成底部反射镜表面粗造度增加，从而降低微腔品质因子；空穴注入层为厚度在3～10nm之间的三氧化钼镀层，若三氧化钼镀层厚度太薄或太厚，均会造成空穴注入层与发光层能级不匹配，降低器件效率；发光层的厚度为20～1000nm，若发光层厚度太薄会导致光从微腔泄漏，无法形成激子极化激元，若其厚度过大则会导致器件效率快速下降；电子注入层为厚度在1～10nm之间的氟化铯镀层，氟化铯镀层过薄或过厚均会造成空穴注入层与发光层能级不匹配，降低器件效率；阴极层为厚度在2～15nm之间钙膜镀层；阴极层小于2nm会造成器件不稳定，很容易被氧化，若大于15nm则会影响上层反射镜平整性，降低微腔的品质因子，不利于实现窄光谱发射；顶部反射镜为厚度在20～40nm之间的银膜镀层，顶部反射镜具有很好的导电性，且在可见光区的反射率在40％～70％之间；顶部反射镜的厚度
小于20nm则造成反射率不够，降低微腔品质因子；若顶部反射镜的厚度大于40nm，反射率过高，影响光输出效率。
[0012]一种有机微腔激子极化激元发光二极管的制备方法，包括如下步骤：
[0013]步骤A：对基底层进行前处理；
[0014]步骤B：使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在基底层上制备底部反射镜；
[0015]步骤C：使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在底部反射镜上制备空穴注入层；
[0016]步骤D：采用物理气相传输法制备发光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机微腔激子极化激元发光二极管，其特征在于，包括顶部反射镜、底部反射镜和发光层；发光层位于顶部反射镜和底部反射镜之间，顶部反射镜的厚度小于底部反射镜的厚度。2.根据权利要求1所述的有机微腔激子极化激元发光二极管，其特征在于，还包括基底层、空穴注入层、电子注入层和阴极膜层；底部反射镜位于基底层上，空穴注入层、发光层、电子注入层和阴极膜层位于底部反射镜和顶部反射镜之间；自底部反射镜至顶部反射镜的方向依次为空穴注入层、发光层、电子注入层和阴极膜层。3.根据权利要求2所述的有机微腔激子极化激元发光二极管，其特征在于，发光层为利用单一组分的有机材料制备的有机单晶层；有机材料的化学结构式为：R1选自以下基团中的任一一种：4.根据权利要求2所述的有机微腔激子极化激元发光二极管，其特征在于，基底层为表面粗糙度小于或等于0.5nm的硅片；底部反射镜为厚度在60～150nm之间的银膜镀层；空穴注入层为厚度在3～10nm之间的三氧化钼镀层；发光层的厚度为200～600nm；电子注入层为厚度在1～10nm之间的氟化铯镀层；阴极层为厚度在2～15nm之间钙膜镀层；顶部反射镜为厚度在20～40nm之间的银膜镀层。5.一种有机微腔激子极化激元发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：对基底层进行前处理；步骤B：使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在基底层上制备底部反射镜；步骤C：使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在底部反射镜上制备空穴注入层；步骤D：采用物理气相传输法制备发光层，并将发光层转移到空穴注入层上；步骤E：使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在发光层上制备电子注入层；步骤F：使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在电子注入层上制备阴极膜层；步骤G：使用高真空蒸镀机或磁控溅射仪在阴极膜层上制备顶部反射镜；顶部反射镜的厚度小于底部反射镜的厚度。6.根据权利要求5所述的有机微腔激子极化激元发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤A中，基底层为硅片，前处理后，硅片的水滴接触角小于或等于30
°
；步骤B中，底部反射镜为厚度在60～150nm之间的银膜镀层，底部反射镜的平均粗糙度小于或等于1.5nm；步骤C中，空穴注入层为厚度在3～10nm之间的三氧化钼镀层，三氧化钼镀层的平均粗糙度小于或等于1nm；步骤D中，发光层的厚度为20～1000nm；步骤E中，电子注入层为厚度在1～10nm之间的氟化铯镀层，氟化铯镀层的平均粗糙度小于或等于1nm；步骤F中，阴极层为厚度在2～15nm之间钙膜镀层，钙膜镀层的平均粗糙度小于或等于1nm；步骤G中，顶部反射镜为厚度在
20～40nm之间的银膜镀层，顶部反射镜的平均粗糙度小于或等于1.5nm；发光层为利用单一组分的有机材料制备的有机单晶层；有机材料的化学结构式为：R1选自以下基团中的任一一种：7.根据权利要求6所述的有机微腔激子极化激元发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤A中，基底...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖清，德健博，尹璠，付红兵，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：