[發明專利]一種聚合物電致發光器件及其制備方法

有效

• 申請號: 200810220664.3
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101453001A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 吳宏濱;鄒建華;安定;楊偉;曹鏞
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L51/56
• 分類號: H01L51/56
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及光電器件領域，特別是聚合物電致發光器件(聚合物發光二極管)技術領域，具體涉及一種一種聚合物電致發光器件及其制備方法。

背景技術

有機電致發光器件(Organic?Light-emitting?diodes，OLEDs)可以由小分子[美國專利4,539,507]，共軛聚合物[PCT國際專利WO?90/13148，PCT國際專利WO?95/06400和PCT國際專利WO?99/48160]和樹枝狀化合物[PCT國際專利WO?99/21935和PCT國際專利WO02/067343]制備而成。最簡單的有機電致發光器件結構是單層夾心結構的(如圖2所示)，由玻璃襯底(1)，陽極(2)，發光層(4)和陰極(5)，發光層(4)夾在兩個電極(陽極(2)和陰極(5))之間。在陽極(2)和陰極(4))之間施加適當的正向偏壓后，空穴和電子分別由陽極和陰極注入到發光層中，空穴-電子由于庫侖引力而形成束縛態的電子-空穴對(激子)，激子經輻射躍遷發光，即為電致發光。經過十余年的發展，有機電致發光器件已經由其簡單結構的雛形發展為結構相對復雜的多層結構，例如，為達到更好的器件效果，多采用多層薄膜堆積的結構(見圖3)，在陽極(2)，發光層(4)之間加入一層空穴注入(傳輸)層(3)，在陰極和發光層之間加上一層電子注入(傳輸)層(6)，從而使空穴和電子的注入和輸運更加容易，載流子復合的幾率增加。在采取溶液加工方式制得的聚合物電致發光器件中，往往沒有加入電子注入(傳輸)層(6)，這樣器件結構就退化為圖2所示的結構。圖2，圖3中添加的功能層，往往都具備特定的功能，起到空穴傳輸，電子傳輸，屏蔽阻礙過量的載流子，以及限定載流子復合區域等作用。這些概念和技術的發展，在很大程度上改善了器件的性能，也將有機電致發光器件逐步推向商品化的邊緣。

平衡、高效的載流子注入是獲得高效率有機電致發光器件的關鍵。一直以來，開發性能優異、性質穩定的注入電極和載流子傳輸材料，以提高和改善器件的性能，是有機發光器件領域的研究熱點之一。考慮載流子的輸運問題，一方面，由于低的載流子遷移率，在歐姆接觸的前提下，有機半導體中很容易形成空間電荷。另一方面，大多數有機半導體材料的電子特性為空穴主導，主要表現為空穴的遷移率比電子要高1-2個數量級，電子注入和輸運很難控制，激子形成的瓶頸在于不能提供和空穴相匹配的電子。因而在過量的空穴載流子沒有復合，直接經陰極形成縱向漏電流而被被浪費掉的前提下，器件的量子效率就大大降低了。因此，改善器件性能的方法大多集中在限制空穴電流和增強電子電流上。

一直以來，開發性能優異、性質穩定的載流子注入和傳輸材料，以提高和改善器件的性能，是有機發光器件領域的研究熱點之一。在一般的有機電致發光器件，特別是聚合物發光二極管里，通常采用在具有金屬電導率的導電氧化銦錫(ITO)襯底上旋涂上已經實現了商品化生產的導電高分子聚(3，4-二氧乙基噻吩)-聚(對苯乙烯磺酸)(poly-3，4-ethylenedioxythiophene-polystyrene?sulfonate，PEDOT:PSS)[歐洲專利440957，歐洲專利564911，歐洲專利553671，美國專利5,792,558]薄層的辦法，以此穩定陽極的功函數和提供充分的空穴注入的功效，還可以起到減小導電玻璃上的針孔，平滑襯底表面的作用，該方法已經成為有機/聚合物電致發光器件通用的陽極表面處理方法。同時，PEDOT:PSS還有很多優良的特性，其薄膜的電導率可以通過修飾，達到很高的水平(～1-100西門子·厘米^-1)；其次PEDOT:PSS的功函數較高(～4.8-5.2電子伏特)，和大多數的共軛聚合物的最高占有能級(HOMO)匹配；還有，PEDOT:PSS的電子親和勢較低(～2.2電子伏特)，具有良好的電子阻擋特性，可以抑制電子漏電流的產生。除此之外，PEDOT:PSS還有十分良好的成膜特性，平滑表面的特性，在大氣環境十分穩定，對可見光的高透射率和高的載流子遷移率等等。另外，具有良好光學質量的PEDOT:PSS薄膜可以通過各種溶液加工方式，如旋轉涂布，噴墨打印和滾筒印刷等沉積在各種襯底表面。基于以上的優良特性，除了在制備有機光電子器件如有機電致發光器件，有機太陽電池等方面的應用，PEDOT還在超級電容器，電磁屏蔽，電致變色器，抗靜電，軍事偽裝，艦船防腐防污，雷達波吸波材料和信息貯存方面有重要的應用。