[發明專利]一種高效率的有機單層發光二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 201711250383.8
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108054287A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 張宏梅;吳震軒
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/56
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

本發明涉及一種高效率的有機單層發光二極管及其制備方法。該二極管的結構自下至上順序設置為：玻璃襯底、氯化處理的氧化銦錫、發光層、電子注入層和金屬陰極。所述的有機單層發光二極管沒有空穴傳輸層和電子傳輸層，發光層是器件的唯一的有機材料。本發明所用的氯化溶劑分別為氯仿、氯苯和二氯苯。氧化銦錫經氯化溶劑紫外處理后，功函數發生了增大，提升了空穴的注入能力。用二氯苯氯化處理氧化銦錫的器件的性能最佳，最大電流效率為33.48坎德拉每安培，最大功率效率為27.51流明每瓦特。

技術領域

本發明涉及有機電致發光器件(OLED)領域。更具體地說，本發明涉及一種有機單層電致發光器件及其簡單制備的方法。

背景技術

隨著科學技術水平的提升，顯示技術正在從傳統的方式如陰極射線管、液晶顯示，逐漸向大面積、可彎曲、超薄、超輕等技術發展。有機電致發光器件(OLED)是近年發展起來的一種令人矚目的固體化平板顯示技術，與其他顯示技術相比，OLED具有低直流電壓驅動、功耗低、自發光、結構簡單、超輕薄、響應速度快、寬視角及實現可彎曲性等優點，因而成為光電子器件和平板顯示領域中最有前景的技術之一。(Nature,459234(2009))

為了提升有機電致發光器件的效率和壽命，高性能的器件常常包含了空穴注入層，空穴傳輸層，發光層，電子傳輸層、電子注入層等功能層。(adv.Funct.Mater.11310(2010))然而，如此多功能層的器件結構增加了制備的復雜性和生產的成本。因此，有必要簡化有機電致發光器件結構，特別是發展有機單層電致發光器件。然而有機功能層能很好的調控空穴電流和電子電流，調節載流子的復合區域，從而提升器件的發光性能，所以與有機多層電致發光器件相比，在不降低外量子效率和在高亮度時保持高效率的前提下，簡化有機多層電致發光器件的結構存在著一定的挑戰。

對于有機發光器件來說，電流效率是用于表征OLED的重要判據之一。在雙層的有機電致發光器件中，復合區域在空穴傳輸層和電子傳輸層的界面，(Appl.Phys.Lett.51913(1987))但在單層器件中，由于沒有異質界面的存在，空穴和電子的復合將在傳輸的過程中完成，否則傳輸的空穴和電子將形成暗電流，從而降低器件的效率。因此在有機單層電致發光器件的設計和制備的過程中，應平衡載流子的注入和傳輸，使復合區域遠離陰陽極，減小激子的淬滅。

發明內容

技術問題：本發明就是針對上述問題提出一種高效率的有機單層發光二極管及其制備方法，設計了一種氯化溶劑和ITO電極共同紫外處理形成的Cl-ITO做陽極的高效率有機單層發光二極管及其制備方法。本發明的有機單層發光二極管采用氯化溶劑和ITO電極共同紫外處理的方法來修飾ITO電極，平衡載流子的注入和傳輸，提升器件的效率。與用氧化鉬修飾ITO器件相比，Cl-ITO減少了一次氣相沉積的過程，有效地簡化了制造工藝。

技術方案：利用Cl-ITO具有高功函數、功函數可調、制備方法簡單等特性，將其引用作為有機單層發光二極管的陽極，有機單層發光二極管的空穴注入能力得到大幅度提高，同時也提高了器件的電流效率。在紫外射線的照射下，氯(Cl)基容易從氯化溶劑(氯仿、氯苯、二氯苯)中釋放，取代ITO表面的O，形成氯-銦鍵。經紫外光電子譜測試，Cl-ITO與ITO相比，Cl-ITO具有更高的功函數。Cl-ITO的功函數與氯-銦鍵形成的多少有關，Cl-ITO的功函數最高可達6.1電子伏特(eV)。利用Cl-ITO的功函數與氯化溶劑紫外處理時間有關，變化ITO與氯化溶劑紫外處理時間，可調節Cl-ITO的功函數(4.7eV—6.1eV)。

在有機單層發光二極管中，電極與發光材料間的界面是相對重要的部分，電極與發光材料間的能級不匹配，將造成載流子的注入困難，發光二極管的啟亮電壓高，電流效率低，器件極易惡化等缺點。本發明利用Cl-ITO具有高功函數且功函數可調等的性質，使用其作為有機單層發光二極管的陽極，平衡了空穴和電子的注入能力，提高整個器件的性能。

本發明的一種高效率有機單層發光二極管的層狀結構自下而上的順序設置為：透明襯底、透明陽極、發光層、電子注入層和金屬陰極。