[發明專利]基于半透明復合陰極的頂發射有機電致發光器件及其制備方法

無效

• 申請號: 201310121301.5
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103219471A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 謝文法;劉士浩;尹勇明;陳兆營;劉旸
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/56
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;劉喜生

技術領域

本發明屬于有機電致發光技術領域，具體涉及一種采用新型半透明復合陰極的頂發射有機電致發光器件及其制備方法。

背景技術

常見的有機電致發光器件是生長在玻璃襯底上以ITO為陽極的器件。在這種器件中光是從玻璃襯底一側發射出的，故而被稱為底發射器件。將這種器件應用到有源驅動有機電致發光顯示時，將會出現顯示器件像素驅動電路和顯示發光面積相互競爭的問題，器件的開口率受到限制。而頂發射器件(TEOLED)的光從電極一側出射，將像素驅動電路等制作在發光器件下面，從而解決了像素驅動電路和顯示發光面積相互競爭的問題，大大提高了器件的開口率，使其理論上能夠達到100%。此外，頂發射結構使襯底材料不再受到限制，不透明的金屬、半導體襯底和柔性的PET等材料也可以用于制作OLED。

基于上述原因，對于頂發射有機發光器件的研究已經成為近年來的一個研究熱點。目前已報道的頂發射有機發光器件大多是作在玻璃或硅襯底上，以Ag/AgO_X(C.W.Chen，P.Y.Hsieh，H.H.Chiang，C.L.Lin，H.M.Wu，C.C.Wu，Appl.Phys.Lett.2003，83，5127)，Ag/CF_x(Y.Q.Li，J.X.Tang，Z.Y.Xie，L.S.Hung，S.S.Lau，Chem.Phys.Lett.2004，386，128)，Al(P.Freitag,S.Reineke,K.Leo，Org.Electro.2010,11,1676),Au(W.F.Xie，H.Y.Sun，C.W.Law，C.S.Lee，T.S.Lee，S.Y.Liu，Appl.Phys.A.2006，85，95)，Ag/ITO(M.S.Kim，C.H.Jeong，J.T.Lim，G.Y.Yeom,Thin?Solid?Films2008，516，3590)等為陽極，而常用的(半)透明陰極包括:(1)ITO:ITO在可見光區域具有很高的透射率(>80%)，但是需要使用用濺射的方法制備，濺射時的高能粒子會對器件的有機層造成損害，并且ITO的能級和電子傳輸材料不匹配，不利于電子的注入。為了避免ITO濺射時對有機層的損害并改善電子注入性能，必須在濺射之前加入有機保護層，如2002年，美國通用公司J.J.Brown研究小組(M.-H.Lu，M.S.Weaver，T.X.Zhou，M.Rothman，R.C.Kwong，M.Hack，J.J.Brown，Appl.Phys.Lett.2002，81，3921)研制出基于磷光材料Ir(ppy)₃發光的綠光頂發射器件，該頂發射器件的頂部陰極使用了透明的ITO，他們使用10nm的Mg:Ag(25:1)或20nm的Ca作為保護層兼電子注入層。保護層的引入降低了電極的透射率，在515nm處，從ITO的89.9%分別降低到54.9%和62.8%。ITO作為陰極雖然提高了器件的透射率，但卻增加了器件制備的復雜性;(2)超薄的單層或多層金屬半透明膜+增透膜或折射率匹配層的形式，其生長溫度不高且工藝簡單，正被許多研究人員所采用。如今，各種各樣的組合陰極如Ca/Mg(H.Riel，S.Karg，T.Beierlein，B.Ruhstaller，W.Rieβ，Appl.Phys.Lett.2003，82，466)、Al/Ag(C.-W.Chen，P.-Y.Hsieh，H,-H.Chiang，C.-L.Lin，H.-M.Wu，C.-C.Wu，Appl.Phys.Lett.2003，83，5127)、Ba/Ag(C.J.Lee，R.B.Pode，J.I.Han，D.G.Moon，Appl.Phys.Lett.2006，89，123501)，Yb/Au(G.L.Ma，G.Z.Ran，A.G.Xu，Y.P.Qiao，W.Q.Zhao，B.R.Zhang，S.K.Wu，G.G.Qin，Appl.Surf.Sci.2006，252，3580)、Mg:Ag(B.D.Lee，Y.-H.Cho，W.-J.Kim，M.H.Oh，J.H.Lee，D.S.Zang.Appl.Phys.Lett.2007,90,103518)、Ca/Ag(J.Lee,R.B.Pode,J.I.Han,D.G.Moon,Appl.Surf.Sci.2007,253,4249)、Yb:Ag(T.Zhang,L.Zhang,W.Ji?and?W.Xie,Opt.Lett.2009,34,8)等被用于頂發射器件半透明陰極的制作。盡管金屬陰極的透明度相對較差，但是在金屬的頂層引入光輸出耦合層(即增透膜)，可以改變光的耦合輸出特性，大幅度地改善陰極的透光性，其透射率能達到60-80%，接近甚至超過含有緩沖層的ITO陰極的透射率。近來，ZnSe(H.Riel，S.Karg，T.Beierlein，B.Ruhstaller，W.Rieβ，Appl.Phys.Lett.2003，82，466),TeO₂(C.-W.Chen，P.-Y.Hsieh，H.-H.Chiang，C.-L.Lin，H.-M.Wu，C.-C.Wu，Appl.Phys.Lett.2003，83，5127)，三(8-羥基喹啉)鋁(Alq₃)(Y.Q.Li，J.X.Tang，Z.Y.Xie，L.S.Hung，S.S.Lau，Chem.Phys.Lett.2004，386，128)等材料被用于頂發射器件中來改善光輸出耦合性能。