过渡金属氧化物的反转有机发光二极管制造技术

本发明专利技术是一种采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管，包括由衬底上的一层阴极、一层沉积在阴极上的过渡金属氧化物层(实现电子注入)、一层沉积在过渡金属氧化物层上的有机电子传输层、一层沉积在有机电子传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的过渡金属氧化物层(实现空穴注入)和一层沉积在过渡金属氧化物层上的阳极组成。本发明专利技术显著降低了反转有机发光二极管的制备难度，能够提高产品成品率，生产成本低，且能够提高反转器件的热稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术方案涉及有机发光二极管，具体地说是采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管。
技术介绍
反转有机发光二极管在主动型有机平板显示技术中有着重要的应用，这是因为N 型沟道的无定形硅基薄膜晶体管是当前显示技术中的主流驱动单元。因此，如何在反转有机发光二极管中特别是高功函的金属作为阴极时实现高水平的电子注入是当前工业界和学术界需要解决的一个关键技术。目前，主要有两种技术实现反转有机发光二极管中的电子注入。一种技术是使用活泼金属掺杂4，7-二苯基-1，10-菲哕啉(Bphen)或2，9-二甲基-4，7 二苯基-1，10-菲哕啉(BCP)。当反转有机发光二极管的阴极为高功函金属时，N型掺杂的Bphen或BCP能够在和阴极的接触界面处形成一个很薄的耗尽层，这样电子可以以隧穿的方式高效率的进入 N型掺杂的有机薄膜中。另一种技术是在高功函金属阴极和有机电子传输层中间加入一层很薄的活泼金属例如钙、镁等。第一种技术一般被认为优于第二种技术，这是因为N型掺杂的有机薄膜的电导率很高，有利于降低电子传输过程中的欧姆损耗。但是第一种技术存在以下两个缺点l、Bphen和BCP的玻璃化温度较低，为62°C左右，热稳定性差，这成为限制它实际应用的一个重要原因；2、在活泼金属掺杂Bphen薄膜的制备过程中，由于很难控制掺杂剂的蒸发速率，特别是厚度较大时更难，导致掺杂剂在母体材料中的分布不均勻，这会显著降低复合材料的电导率，升高器件的工作电压。因此，为进一步提高反转有机发光二极管的实用性，需要寻找热稳定好而且能够具有很高电子电导率的材料体系。过渡金属氧化物(Mo03、W03、V205)近年来在有机光电子器件中得到了广泛应用。在反转有机发光二极管中，过渡金属氧化物主要用来实现高效率的空穴注入，这是因为过渡金属氧化物一直被认为是P型的半导体。最近，过渡金属氧化物被一些研究小组验证是一种具有较高电导率的N型半导体，基于这一点，我们提出了采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，是一种采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管，克服了现有的采用 N型掺杂有机薄膜实现电子注入和过渡金属氧化物实现空穴注入的反转有机发光二极管的性能和热稳定性较差以及生产成本较高的缺点。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是—种过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，是一种采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管，由衬底上的一层阴极、一层沉积在阴极上的过渡金属氧化物层(实现电子注入)、一层沉积在过渡金属氧化物层上的有机电子传输层、一层沉积在有机电子传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的过渡金属氧化物层(实现空穴注入)和一层沉积在过渡金属氧化物层上的阳极组成。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述阴极是厚度为IOOnm的导电薄膜，材料为氧化铟锡、金或银。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述氧化铟锡导电薄膜的面电阻小于10欧姆/每4X4cm2方块。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述沉积在阴极上的过渡金属氧化物层(实现电子注入)的材料是三氧化钼或三氧化钨。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述沉积在过渡金属氧化物层上的有机电子传输层的材料是在2，9- 二甲基-4，7 二苯基-1，10-菲哕啉中掺杂碳酸锂，其质量配比为2，9_ 二甲基_4，7 二苯基-1，10-菲哕啉碳酸锂=1 0.01 0.5。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述沉积在有机电子传输层上的有机发光层的材料是三(8-羟基喹啉)铝(III)。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述沉积在有机发光层上的有机空穴传输层的材料是N，N’ - 二(1-萘基)_N，N’ - 二苯基_4，4’ -联苯二胺或N，N’ - 二苯基-N，N’ - 二(3-甲基苯基)-联苯二胺。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述沉积在有机空穴传输层上的过渡金属氧化物层上的材料是三氧化钨或三氧化钼。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述沉积在过渡金属氧化物层上的阳极的材料是银或铝。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，所述的材料均可以通过商购获得。为了节省篇幅，列出以下化合物的英文缩写，并在下文中均用英文缩写表示相应的化合物。N，N，- 二(I-萘基)_N，N，- 二苯基-4，4，-联苯二胺NPB ；N, N，- 二苯基-N， N，-二(3-甲基苯基)-联苯二胺TPD ’三(8-羟基喹啉)铝(III) :Alq3 ；2，9_ 二甲基_4， 7 二苯基-1，10-菲哕啉=BCP ；三氧化钼=MoO3 ；三氧化钨=WO30上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管的制备方法，其步骤如下第一步，衬底上的阴极的处理把以阴极覆盖的的衬底称为阴极衬底，这层阴极可以是金、银或氧化铟锡导电薄膜。将该阴极衬底裁成4X4cm2的小块，依次在盛有丙酮、乙醇和去离子水的超声波清洗器中清洗，用前述每种溶剂分别清洗两次，每次10分钟，之后用氮气吹干，然后放入蒸空镀膜机中，蒸空镀膜机抽到背景真空度为4X ICT4Pa ；第二步，在阴极上沉积过渡金属氧化物层采用热蒸发方式，在第一步处理过的阴极上沉积MoO3薄膜或WO3薄膜作为电子注入层，厚度为5nm，沉积速率为0. 5-1 A/s；第三步，在过渡金属氧化物层上沉积有机电子传输层采用热蒸发方式，在第二步沉积的过渡金属氧化物层上再沉积BCP中掺杂碳酸锂的薄膜作为有机电子传输层，厚度为5nm，掺杂重量比为BCP 碳酸锂=1 0. 01 1 0. 5 ；第四步，在有机电子传输层上沉积有机发光层采用热蒸发方式，在第三步沉积的有机电子传输层上再沉积Alq3薄膜作为有机发光层，厚度为40nm，沉积速率为0. 5-1 A/s；第五步，在有机发光层上沉积有机空穴传输层采用热蒸发方式，在第四步沉积的有机发光层上再沉积NPB或TPD薄膜作为有机空穴传输层，厚度为60nm，沉积速率为0. 5-1 A/s；第六步，在有机空穴传输层上沉积过渡金属氧化物层采用热蒸发方式，在第五步沉积的有机空穴传输层上再沉积MoO3薄膜或WO3薄膜作为空穴注入层，厚度为lOnm，沉积速率为0. 5-1 A/s；第七步，在过渡金属氧化物层上沉积阳极采用热蒸发方式，在第六步沉积的过渡金属氧化物层上沉积银或铝薄膜作为阳极，厚度lO-lOOnm，沉积速率为20 A/s。由此，最终制得上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，是一种采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管。上述过渡金属氧化物的反转有机发光二极管的制备方法中，所涉及的设备、工艺均是本
的技术人员所熟知的，所涉及的材料均是可以商购获得的。本专利技术的有益效果是(1)本专利技术突出的实质性特点在于本专利技术所提出的反转有机发光二极管使用临03或103不但了实现空穴注入而且实现了电子注入，这从根本上不同于目前的、使用MoO3或WO3实现空穴注入、使用有机N型掺杂薄膜(N型掺杂的BCP或Bphen)实现电子注入的反转有机发光二极管。由于表面氧空位的存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，其特征为是一种采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管，由衬底上的一层阴极、一层沉积在阴极上的过渡金属氧化物层（实现电子注入）、一层沉积在过渡金属氧化物层上的有机电子传输层、一层沉积在有机电子传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的过渡金属氧化物层（实现空穴注入）和一层沉积在过渡金属氧化物层上的阳极组成；所述阴极是厚度为１００ｎｍ的导电薄膜，材料为氧化铟锡、金或银；所述沉积在过渡金属氧化物层上的有机电子传输层的材料是在２，９－二甲基－４，７二苯基－１，１０－菲哕啉中掺杂碳酸锂，其质量配比为２，９－二甲基－４，７二苯基－１，１０－菲哕啉∶碳酸锂＝１∶０．０１～０．５；所述沉积在有机电子传输层上的有机发光层的材料是三（８－羟基喹啉）铝（ＩＩＩ）；所述沉积在有机发光层上的有机空穴传输层的材料是Ｎ，Ｎ’－二（１－萘基）－Ｎ，Ｎ’－二苯基－４，４’－联苯二胺或Ｎ，Ｎ’－二苯基－Ｎ，Ｎ’－二（３－甲基苯基）－联苯二胺；所述沉积在过渡金属氧化物层上的阳极的材料是银或铝。

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，其特征为是一种采用过渡金属氧化物实现空穴和电子注入的反转有机发光二极管，由衬底上的一层阴极、一层沉积在阴极上的过渡金属氧化物层(实现电子注入)、一层沉积在过渡金属氧化物层上的有机电子传输层、 一层沉积在有机电子传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的过渡金属氧化物层(实现空穴注入)和一层沉积在过渡金属氧化物层上的阳极组成；所述阴极是厚度为IOOnm的导电薄膜，材料为氧化铟锡、金或银； 所述沉积在过渡金属氧化物层上的有机电子传输层的材料是在2，9- 二甲基-4，7 二苯基-1，10-菲哕啉中掺杂碳酸锂，其质量配比为2，9_ 二甲基-4，7 二苯基-1，10-菲哕啉 碳酸锂=1 0.01 0.5 ；所述沉积在有机电子传输层上的有机发光层的材料是三(8-羟基喹啉)铝(III)； 所述沉积在有机发光层上的有机空穴传输层的材料是N，N’ - 二(1-萘基)_N，N’ - 二苯基_4，4’ -联苯二胺或N，N’ - 二苯基-N，N’ - 二(3-甲基苯基)-联苯二胺； 所述沉积在过渡金属氧化物层上的阳极的材料是银或铝。2.如权利要求1所述的过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，其特征为所述氧化铟锡导电薄膜的面电阻小于10欧姆/每4X4cm2方块。3.如权利要求1所述的过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，其特征为所述沉积在阴极上的过渡金属氧化物层(实现电子注入)的材料是三氧化钼或三氧化钨。4.如权利要求1所述的过渡金属氧化物的反转有机发光二极管，其特征为所述沉积在有机空穴传输层上的过渡金属氧化物层上的材料是三氧化钨或三氧化钼。5.如权利要求1所述的过渡金属氧化物的反转有机发光二极管的制备方法，其特征为步骤如下第一步，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦大山，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12