一种提高有机电致发光器件寿命的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高有机电致发光器件寿命的方法，该方法通过氧等离子体处理导电高分子材料空穴注入层聚二氧乙基噻吩－聚对苯乙烯磺酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）表面，提高器件工作的稳定性和寿命。该器件由镀于玻璃上的氧化铟锡（ＩＴＯ）透明导电阳极（１）、导电高分子材料空穴注入层（２）、有机材料空穴传输层（３）、有机材料发光层（４）、有机材料电子传输层（５）、金属阴极（６）构成。本发明专利技术通过氧等离子体对导电高分子空穴注入层（２）进行适当的表面处理，并在其表面形成纳米量级的微结构，改善其与空穴传输层（３）的有效接触和界面特性，显著提高了器件的工作寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于有机电致发光

技术介绍
有机电致发光器件(有机发光二极管，Organic Light-emitting diodes，简称OLEDs)作为一种新型的平板显示技术及平面二维光源照明技术，兼具主动发光、宽视角、全彩色、可弯曲、高效率、低功耗、低成本等许多优点，符合信息时代移动通信和信息显示的发展趋势对显示技术以及绿色照明技术的要求，其广阔的应用前景及近年来在材料和器件的突破性进展使之成为极有竞争力的平板显示技术与照明技术之一。OLEDs技术的研究源于上世纪60年代，主要进展包括(1)1987年美国柯达(Kodak)公司C.W.Tang和S.A.VanSlyke首次采用双层结构(包含空穴传输层和发光层)，利用真空热蒸发镀膜的方法制备了高效率、高亮度、低电压的有机小分子OLEDs(C.W.Tang and S.A.VanSlyke，Appl.Phys.Lett.51，913(1987))。(2)1990年英国剑桥大学的H.Burroughes等人制备了高分子薄膜的电致发光器件(简称Poly-LEDs，或PLEDs)(H.Burroughes et al.，Nature 347，539(1990))。(3)1992年美国加州大学的G.Gustafsson等人使用导电高分子材料聚苯胺(PANi)作为空穴注入阳极，制备了柔性高分子薄膜电致发光器件(G.Gustafsson et al.，Nature357，477(1992))。(4)1997年美国IBM公司的J.C.Scott等人使用导电高分子材料聚二氧乙基噻吩-聚对苯乙烯磺酸(PEDOTPSS)或聚苯胺(PANi)作为空穴注入层，制备了高分子薄膜电致发光器件，显著提高了器件的性能(J.C.Scott et al.，Synth.Met.85，1197(1997))。十几年来，大量的研发工作为OLEDs/PLEDs大规模应用奠定了坚实的基础。目前，市场上已经陆续出现了相关的有机显示器和背照明产品。然而尽管OLEDs/PLEDs制造技术已经基本成熟，但器件的可靠性和寿命仍然是制约其走向大规模应用和提高竞争力的一个关键问题。影响有机电致发光器件寿命的因素主要有如下几点(1)有机材料的热衰变，由于有机材料的玻璃化温度较低、热稳定性较差，器件在工作时的发热(焦耳热)会引起材料本身及其特性的变化而影响有机电致发光器件的寿命。(2)有机材料的光/电化学衰变，有机材料易在工作发光条件下发生光/电化学反应，引起材料本身及其特性的变化而影响有机电致发光器件的寿命。(3)器件中两种材料形成的界面不稳定，有机电致发光器件通常包含氧化铟锡(ITO)透明导电阳极/有机层；有机层/有机层；有机层/金属三种界面，器件在工作时引起其中任何一个界面的特性变化及失效都会影响器件的寿命。(4)金属阴极的腐蚀，为了提高电子注入能力，阴极通常采用低功函数的金属。而低功函数金属常常具有较活泼的化学性质，易受空气中氧和水的腐蚀，从而导致器件的快速的老化。因此，OLEDs的寿命尚需进一步提高，提高OLEDs寿命的新方法有待进一步开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发，通过该方法制备的器件具有较长寿命。为实现上述目的，本专利技术有机电致发光器件的结构由氧化铟锡(ITO)透明导电阳极(1)、导电高分子材料空穴注入层(2)、有机材料空穴传输层(3)、有机材料发光层(4)、有机材料电子传输层(5)、金属阴极(6)依次排列所构成。导电高分子聚合物材料空穴注入层(2)可以是聚二氧乙基噻吩/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)、或聚苯胺(PANi)、或聚乙烯咔唑(PVK)、或聚硅烷(PMPS)等导电高分子材料。本专利技术方法的特征是在制备有机电致发光器件的工艺过程中，采用气体放电产生氧等离子体对导电高分子材料空穴注入层进行表面处理，氧等离子体处理的优化条件为功率密度1-1000mW/cm2、反应气压0.1-10Pa、气流量1-100sccm，sccm为每分钟标准毫升，处理时间1秒-10分钟。本专利技术可以改善现有OLEDs技术在有机材料界面相容性较差和接触不良而影响器件寿命等方面的问题，特别具有以下优点(1)氧等离子体处理导电高分子空穴注入层表面能有效改善空穴注入层表面特性以及与其上空穴传输层的界面，获得稳定、良好、可控的界面，从而提高器件寿命(本专利技术方法可使器件寿命提高为常规器件的八倍)。(2)氧等离子体处理工艺与现有OLEDs制备工艺兼容(ITO导电电极通常需要氧等离子体处理提高功函数和去除有机玷污)。附图说明图1是本专利技术所采用的有机电致发光器件结构示意图。图2是未处理的导电高分子材料(PEDOT∶PSS)薄膜表面扫描电镜显微形貌照片。图3是经过氧等离子体处理后的导电高分子材料(PEDOT∶PSS)薄膜表面扫描电镜显微形貌照片。图1中，本专利技术有机电致发光器件的结构由氧化铟锡(ITO)透明导电阳极(1)、导电高分子材料空穴注入层(2)、有机材料空穴传输层(3)、有机材料发光层(4)、有机材料电子传输层(5)、金属阴极(6)依次排列构成。导电高分子聚合物材料空穴注入层(2)可以是聚二氧乙基噻吩/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)、或聚苯胺(PANi)、或聚乙烯咔唑(PVK)、或聚硅烷(PMPS)等导电高分子材料。高分子材料空穴注入层(2)可以是由可旋涂、浇铸、提拉、印刷等方法制备。氧等离子体对导电高分子空穴注入层(2)进行适当的表面处理，可在导电高分子空穴注入层(2)表面形成纳米量级的微结构，改善其与空穴传输层(3)的有效接触和界面特性，显著提高器件的工作寿命。有机材料空穴传输层(3)、有机材料发光层(4)、有机材料电子传输层(5)，可以是由相同有机材料构成，也可以是由不同有机材料构成。它们可以是由可真空蒸发镀膜的有机小分子薄膜材料构成，也可以是由可旋涂、浇铸、提拉、印刷的高分子薄膜材料构成。有机材料空穴传输层(3)可以是由一种有机材料构成的单层，也可以是由两种或三种有机材料构成的双层或三层；可以是由单一纯的有机材料构成的单一薄膜，也可以是由两种或三种有机材料掺杂或互混构成的有机掺杂体系薄膜。有机材料发光层(4)可以是由一种有机材料构成的单层，也可以是由两种或三种有机材料构成的双层或三层发光层；它既可以是由单一纯的有机材料构成的单一薄膜，也可以是由两种或三种有机材料掺杂或互混构成的有机掺杂体系薄膜发光层；它可以为(包含)有机荧光材料，也可以为(包含)有机磷光材料。有机材料电子传输层(5)，可以是由一种有机材料构成的单层，也可以是由两种或三种有机材料构成的双层或三层；它即可以是由单一纯的有机材料构成的单一薄膜，也可以是由两种或三种有机材料掺杂或互混构成的有机掺杂体系薄膜。金属阴极(6)，其特征在于可以是由单一纯的金属材料构成，包括金、银、铝、镁、铟、锡、镓、钙、铯、锂，钡，也可以是由两种金属组成的合金购成，包括镁银、锂铝合金，还可以是双层结构，包括锂\铝、铯\铝、钙\铝、钡\铝、镁\铝、镁\银、钙\银、锂\银、铯\银、钡\银、氟化物\铝、碱金属化合物\铝、氧化物\铝，还可以是复合结构，包括氟化物和铝复合、碱金属化合物和铝复合。实施例首先在经过仔细清洗的氧化铟锡(ITO)透明导电阳极(1)基底上用旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高有机电致发光器件寿命的方法，其特征是在制备有机电致发光器件的工艺过程中，采用气体放电产生氧等离子体对导电高分子材料空穴注入层进行表面处理，氧等离子体处理的优化条件为：功率密度１－１０００ｍＷ／ｃｍ↑［２］、反应气压０．１－１００Ｐａ、气流量１－１００ｓｃｃｍ，处理时间１秒－１０分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周翔，周云飞，袁永波，连加荣，庞宏启，曹玲芳，张洁，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]