[发明专利]一种基于银纳米立方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

本发明公开一种利用银纳米立方的等离子共振效应增强器件性能的蓝光有机发光二极管结构及其制备方法，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、银纳米立方层、蓝光发光层、电子传输层、金属阴极。银纳米立方的引入，使蓝光有机发光二极管的性能得到有效的提升。制备的过程包括：首先采用合成法制备银纳米立方，然后对银纳米立方进行二氧化硅层包裹。器件的制备则是先将基底清洗，再旋涂制膜，然后在真空中蒸镀制膜，结束后进行冷却即可。本发明将银纳米立方旋涂在空穴传输层和蓝光发光层之间，利用银纳米立方较强的等离子体共振效应，有效提高了蓝光有机发光二极管的效率。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，具体涉及一种基于银纳米立方，利用其表面等离子体共振增强性能的蓝光有机发光二极管及其制备方法。

背景技术

OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大、响应速度快、图像稳定、亮度高、色彩丰富、分辨率高。可是目前OLED在其产业化的进程中也遇到了许多困难，工艺问题引发的生产成本较高就是其中之一。比较成熟的OLED制备方法是蒸镀法，但是蒸镀法无法做出大尺寸的屏幕，同时制备成本很高。溶液处理法具有简单且低成本的优势，更适用于OLED的批量生产，但是目前的困难是效率低，性能不够好。

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)，可使纳米粒子附近的电场得到增强。将金属纳米粒子引入发光器件后，可以利用增强的电场，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。例如：中国科学:化学,2013,(04):418-426报导，钟耀贤等人利用金属纳米颗粒的LSP高荧光分子辐射跃迁的几率，而提升发光器件的内量子效率。物理学报,2015,(17):301-308报导，南京大学的张文平小组利用有序银纳米阵列LSP在a-SiN_x:O介质中的共振增强发光特性，应用到硅基蓝光发射材料a-SiNx:O薄膜中,实现了a-SiNx:O薄膜在蓝光波段的光致发光增强。但是将金属纳米粒子引入OLED器件后，纳米粒子对电荷的陷阱效应和对激子的淬灭效应也会降低器件性能。因此对基于金属纳米粒子的OLED器件进行结构设计是利用等离子体共振效应提高OLED器件性能的重要研究方向。

本发明旨在提供一种利用技术纳米粒子的等离子体共振效应增强效率的蓝光有机发光二极管及其制备方法。本发明中蓝光OLED采用蒸镀蓝光发光层，实现较高的发光效率；采用银纳米立方，使等离子体共振波长与蓝光波长匹配，且有较高的耦合效率；对银纳米立方进行包裹，抑制其对电荷的陷阱作用，在空穴传输层与蓝光发光层之间旋涂金属纳米粒子，使纳米粒子和发光激子之间保持合适的距离，增强耦合同时减小激子淬灭。通过以上设计，提高金属纳米粒子等离子体共振增强的效果，提高器件发光效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于银纳米立方的等离子体共振效应增强的蓝光有机发光二极管及其制备方法。利用银纳米立方的等离子体共振效应，引起激子辐射速率增强，促进激子发光，增强蓝光，从而提高器件的亮度和发光效率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于银纳米立方等离子体共振增强的蓝光有机发光二极管，所述蓝光有机发光二极管包括顺序层叠的铟锡氧化物(ITO)玻璃基底(1)、空穴传输层(2)、金属纳米粒子层(3)、蓝光发光层(4)、电子传输层(5)、金属阴极(6)，所述金属纳米粒子层(3)材料为二氧化硅包裹的银纳米立方，立方边长为30-50nm，分布密度为每平方微米80-120个。

优选的，所述空穴传输层(2)，其材料为可采用适合溶液制膜法的空穴传输材料，其厚度在40-50nm。

优选的，所述蓝光发光层(4)，其由主体材料和蓝色发光材料混合而成，其中发光材料占混合材料的质量百分比为7％-12％，膜层厚度为30-50nm。