[发明专利]基于半透明复合阴极的顶发射有机电致发光器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机电致发光技术领域，具体涉及一种采用新型半透明复合阴极的顶发射有机电致发光器件及其制备方法。

背景技术

常见的有机电致发光器件是生长在玻璃衬底上以ITO为阳极的器件。在这种器件中光是从玻璃衬底一侧发射出的，故而被称为底发射器件。将这种器件应用到有源驱动有机电致发光显示时，将会出现显示器件像素驱动电路和显示发光面积相互竞争的问题，器件的开口率受到限制。而顶发射器件(TEOLED)的光从电极一侧出射，将像素驱动电路等制作在发光器件下面，从而解决了像素驱动电路和显示发光面积相互竞争的问题，大大提高了器件的开口率，使其理论上能够达到100%。此外，顶发射结构使衬底材料不再受到限制，不透明的金属、半导体衬底和柔性的PET等材料也可以用于制作OLED。

基于上述原因，对于顶发射有机发光器件的研究已经成为近年来的一个研究热点。目前已报道的顶发射有机发光器件大多是作在玻璃或硅衬底上，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)等为阳极，而常用的(半)透明阴极包括:(1)ITO:ITO在可见光区域具有很高的透射率(>80%)，但是需要使用用溅射的方法制备，溅射时的高能粒子会对器件的有机层造成损害，并且ITO的能级和电子传输材料不匹配，不利于电子的注入。为了避免ITO溅射时对有机层的损害并改善电子注入性能，必须在溅射之前加入有机保护层，如2002年，美国通用公司J.J.Brown研究小组(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发光的绿光顶发射器件，该顶发射器件的顶部阴极使用了透明的ITO，他们使用10nm的Mg:Ag(25:1)或20nm的Ca作为保护层兼电子注入层。保护层的引入降低了电极的透射率，在515nm处，从ITO的89.9%分别降低到54.9%和62.8%。ITO作为阴极虽然提高了器件的透射率，但却增加了器件制备的复杂性;(2)超薄的单层或多层金属半透明膜+增透膜或折射率匹配层的形式，其生长温度不高且工艺简单，正被许多研究人员所采用。如今，各种各样的组合阴极如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)等被用于顶发射器件半透明阴极的制作。尽管金属阴极的透明度相对较差，但是在金属的顶层引入光输出耦合层(即增透膜)，可以改变光的耦合输出特性，大幅度地改善阴极的透光性，其透射率能达到60-80%，接近甚至超过含有缓冲层的ITO阴极的透射率。近来，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-羟基喹啉)铝(Alq₃)(Y.Q.Li，J.X.Tang，Z.Y.Xie，L.S.Hung，S.S.Lau，Chem.Phys.Lett.2004，386，128)等材料被用于顶发射器件中来改善光输出耦合性能。