[发明专利]一种有机光电器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机光电技术领域，具体涉及一种有机光电器件及其制备方法。

背景技术

本说明中有机光电器件是指一种需要使用空穴和/或电子在电极和有机材料之间进行能量交换的器件。该有机光电器件根据其工作原理可大体分成如下两种类型：一类为具有从外部光源流入器件在有机层中形成激子并且该激子被分离成电子与空穴，形成的电子与空穴被分别传输至不同的电极并作为电源的组态的光电器件。另一类为具有将空穴和/或电子注入有机半导体材料，通过施加电压或电流到两个或多个电极与电极形成界面以使器件依靠注入的电子或空穴运行的组态的光电器件。

有机光电器件的实例包括有机电致发光器件和有机太阳能电池。在下文中将主要针对有机电致发光器件详细加以说明。

有机电致发光是指有机发光材料构成的薄膜在电场作用下，受到电流和电场激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。据此原理制成的器件称为有机电致发光器件，简称OLED。其发光机制简单地说是由阴极注入的电子和阳极注入的空穴在电场的作用下而相向跳跃传导。当两种电荷达到一个单分子时，就可能形成分子的激发态，即所谓的激子。激子从激发态回到基态时，将其能量差以光子的形式释放出来。不同的能量差对应不同的发光波长，因而表现出不同的发光颜色。

自从1987年美国柯达公司邓青云博士等发明了三明治结构的超薄器件以来，OLEDs以其主动发光、驱动电压低、厚度薄、耐高低温、可实现全彩显示等优点受到人们的广泛关注。从此，有机电致发光走上了迅猛发展的道路，人们在材料合成、器件结构设计、载流子传输等诸多方面进行了深入的研究，使得有机电致发光器件的性能逐渐接近实用化水平。其中，透明导电氧化物薄膜由于其优良的光电特性，如低的电阻率，高的可见光透过率等优点而作为透明电极广泛应用在有机电致发光器件中。目前In₂O₃:SnO₂(ITO)薄膜已得到实际应用，靶材制备与成膜工艺较为成熟，已形成产业化生产。但ITO薄膜却存在以下缺点：(1)ITO中的铟有剧毒，在制备和应用中对人体有害；(2)ITO中的In₂O₃价格昂贵，成本较高；(3)ITO薄膜易受到氢等离子体的还原作用，功效降低，这种现象在低温、低等离子体密度下也会发生；(4)在柔性衬底上的ITO薄膜会因为柔性衬底的弯曲而出现电导率下降的现象；(5)采用厚的ITO层会降低透光率，50-80％的光线在玻璃、ITO和有机层吸收掉，采用薄的ITO层工艺难度较大。因此，有必要寻找一种更廉价、更薄、工艺简单的无毒无害的代替品来代替ITO，这样就避免了ITO的种种缺陷，并让有机电致发光器件的发展路程更加顺利。

由于碳纳米管具有高的机械强度和弹性和优良的导体特性而受到关注。目前，人们正在开发利用碳纳米管薄膜来代替氧化铟锡。2006年，加拿大的R.Martel等人(Appl.Phys.lett.，2006，88，183104)指出碳纳米管薄膜厚度的增加会降低薄膜的可见光透过率和电阻。为使碳纳米管薄膜获得较高可见光透过率，目前，在OLED中应用的碳纳米管薄膜厚度较薄，使碳纳米管薄膜的方阻值至少为10³Ω/sq量级，而ITO薄膜的方阻值仅为～15Ω/sq，这增加了以碳纳米管薄膜为阳极的有机电致发光器发光时所需的电压。

碳纳米管薄膜的电阻由碳纳米管自身的电阻和碳纳米管在薄膜中呈网络随机分布产生的接触电阻共同决定，然而，碳纳米管的接触电阻远大于碳纳米管自身的电阻，因此，碳纳米管薄膜的电阻主要来源于碳纳米管的接触电阻，而碳纳米管自身的电阻可以忽略。因此，降低碳纳米管的接触电阻对于器件性能的提升有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种有机光电器件及其制备方法，该器件能克服现有技术中的缺陷，降低了阳极层的电阻，提高了阳极层的可见光透过率，提高了器件的光电性能。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种有机光电器件，包括衬底、阳极层、阴极层、设置在阳极层和阴极层之间的有机功能层，有机功能层包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阳极缓冲层、电子给体层、界面层、电子受体层和阴极缓冲层中的一种或多种，其特征在于，所述阳极层有以下两种方式中的一种构成：

①由导电薄膜和垂直于导电薄膜且呈紧密排列的磁性碳纳米管层构成的组合层；

②由掺杂了磁性碳纳米管且磁性碳纳米管方向垂直于衬底表面的导电薄膜构成。