[发明专利]等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管及其制备方法

说明书

本发明公开等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管及其制备方法，该蓝光有机发光二极管从下往上依次为：ITO玻璃基底、空穴传输层、旋涂蓝光发光层、蒸镀蓝光发光层、电子传输层、金属纳米粒子、电子传输层、电子注入层、不透明的金属阴极。制备的过程是先将基底清洗，再旋涂制膜，最后在真空中蒸镀制膜，结束后进行冷却即可。本发明利用旋涂/蒸镀双蓝光层，兼顾旋涂和蒸镀两种制膜方法的优势，使二极管易于制备且效率较高。本发明将银纳米粒子加入到电子传输层中，将其放置于靠近阴极附近，利用纳米粒子等离子体共振增强了电子的注入，同时有效降低了金属纳米粒子陷阱作用，最终实现了二极管性能的增强。本发明简单易行，具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及有机电致发光技术领域，具体涉及一种等离子体共振增强的有机发光二极管及其制备方法及其制备方法。

背景技术

有机电致发光二极管(即OLED)具有亮度高、响应快、功耗低、色彩柔和、重量轻、具有柔性、成本低等优点，因而，其在平板显示以及固态照明等领域具有巨大的应用前景。但是，相对于基于无机半导体的LED，目前OLED的效率仍有待提高。

金属纳米粒子的表面在一定的激发条件下形成的局域表面等离子体(LSPR)，会使粒子附近的电场增强。利用这一电场，可以提高与之临近的发光分子的自发辐射效率或者提高电荷的注入效率，从而有效提高内量子效率。2010年，日本大阪大学的Kuwahara小组将溶液法制备的金纳米颗粒或金纳米棒直接粘附于ITO阳极上，在电流密度变化不大的情况下,绿色荧光的内量子效率提高了20倍[A.Fujiki,T.Uemura,N.Zettsu,et.al.,Appl.Phys.Lett.96,043307(2010)]。金属纳米粒子具备制备工艺简单、易于操控、成本较低的特点，所以目前金属纳米粒子被广泛应用于OLED的性能优化研究中。然而，将金属纳米粒子引入OLED的过程中仍然存在一些问题需要研究并解决，比如：更好地控制纳米粒子与发光激子的位置以实现有效的等离子体共振，减弱金属材料引入后对器件中电荷产生的陷阱效应，提高含有金属纳米粒子器件的整体性能等等。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种蓝光有机发光二极管及其制备方法，该方法利用金属纳米粒子的等离子体共振效应提升器件的性能，获得了一个较高性能的蓝光OLED器件。本发明通过合理地设置金属纳米粒子的大小和位置，充分利用其表面等离子体共振特性增强纳米粒子附近电场，提高电子的注入效率，并进而提高器件的亮度和效率。本发明采用了旋涂/蒸镀的双蓝光发光层，拓宽了激子复合区域，增强了蓝光OLED的发光强度和效率，又在阴极附近引入了金属纳米粒子，利用等离子体共振增强电子注入的同时，减弱了陷阱效应，使得器件性能有了一个明显的提升。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，该蓝光有机发光二极管按照从下往上的顺序依次为：铟锡氧化物(ITO)玻璃基底1、空穴传输层2、旋涂蓝光发光层3、蒸镀蓝光发光层4、电子传输层5、金属纳米粒子6、电子传输层7、电子注入层8、不透明的金属阴极9。

进一步地，本发明所述的空穴传输层2为聚乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸(PEDOT：PSS)溶液旋涂制得，其厚度为45nm。

进一步地，本发明所述旋涂蓝光发光层3由双极性主体材料2,6-双((9H-咔唑-9-基)-3,1-亚苯基)吡啶(26DczPPy)、空穴主体材料1,1-双[4-[N,N-二(对甲苯)氨基]苯基]环己烷(TAPC)和蓝色磷光客体材料双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)混合配置的溶液旋涂而成，三者质量比依次为80:20:13，厚度为30nm。

进一步地，本发明所述蒸镀蓝光发光层4由26DczPPy和FIrpic混合蒸镀而成，两者质量比为9:1，膜层厚度为15nm。