[发明专利]一种发蓝绿光的发光二极管及制备方法

摘要

本发明涉及一种发蓝绿光的发光二极管及制备方法，以偏蓝+绿光的二(8－羟基喹啉)乙酰丙酮合铝Alq₂A为蓝绿光发光材料、以4，4’，4”－三[2－萘基(苯基)胺]三苯胺为空穴注入层、以N，N’－二苯基－N，N’－(1－萘基)－1，1’－联苯－4，4’－二胺为空穴传输层、以氟化锂为电子传输层、以铝为阴极层、以导电玻璃氧化铟锡为阳极层，采用真空蒸镀、形态转换、气相沉积、薄膜生长法生成蓝绿光二极管，在真空状态下，通过化学物质固态—气态—固态形态转化，在导电玻璃上生成纳米级导电薄膜，不使用染料掺杂，直接由偏蓝+绿的Alq₂A生成蓝绿光二极管，发光管强度好、亮度高，蓝绿光色坐标为X＝0.2354，Y＝0.5132。

主权项

1 一种发蓝绿光的发光二极管及制备方法，其特征在于：制备使用的化学物质材料为：二(8-羟基喹啉)乙酰丙酮合铝、氟化锂、铝、N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺、4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺、无水乙醇、甲苯、丙酮、稀盐酸、导电玻璃、掩膜模板、透明胶带，其组合量比是：以克、毫升、毫米为计量单位N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺：C44H32N2 NPB 2.0g±0.01g二(8-羟基喹啉)乙酰丙酮合铝： C23H19AlN2O4 Alq2A 3.0g±0.02g4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺：C66H48N4 2-TNATA 2.0g±0.01g氟化锂： LiF 2.0g±0.01g铝： Al 4.0g±0.05g无水乙醇：CH3CH2OH 120ml±5ml甲苯： C7H8 120ml±5ml丙酮： CH3COCH3 120ml±5ml稀盐酸： HCl 60ml±2ml导电玻璃：氧化铟锡ITO 60×30×1mm掩膜模板：白色塑料板 60×30×0.5mm透明胶带： 480×8×0.1mm蓝绿光发光二极管为6层结构，导电玻璃氧化铟锡为阳极层、星状爆炸物4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺为空穴注入层、二胺衍生物N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺为空穴传输层、二(8-羟基喹啉)乙酰丙酮合铝Alq2A为蓝绿光发光层、氟化锂LiF为电子传输层、铝Al为阴极层。制备方法如下：(1)精选化学物质对制备所需的化学物质、材料要进行精选，并进行纯度、细度、尺寸控制：N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺：99.9％二(8-羟基喹啉)乙酰丙酮合铝：99.99％4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺：99.9％氟化锂： 99.99％铝： 99.99％无水乙醇：99.5％甲苯： 99.5％丙酮： 99.5％稀盐酸： 浓度20％导电玻璃：氧化铟锡方阻15Ω/□，透射率90％，60×30×1mm掩膜模板：白色塑料板60×30×0.5mm透明胶带：480×8×0.1mm固态原料细度：≥300目(2)腐蚀、清洗导电玻璃①测试导电玻璃正、反面导电特性，确定正面为导电面；②用稀盐酸50ml±2ml对导电玻璃正、反面进行腐蚀，时间2min±0.1min；③用白色软质纤维材料反复擦拭腐蚀后的导电玻璃；④清洗导电玻璃，分别用无水乙醇、甲苯、丙酮在超声波清洗器中进行清洗，顺序为：无水乙醇：50ml±2ml，时间15min±2min；甲苯： 50ml±2ml，时间15min±2min；丙酮： 50ml±2ml，时间15min±2min；(3)制作、清洗掩膜模板①在60×30×0.5mm的白色塑料板上，等间距对称刻制8个4×2×0.5mm的矩形模孔，内孔边缘整齐；②清洗掩膜模板，分别用无水乙醇、甲苯、丙酮在超声波清洗器中进行清洗，顺序为：无水乙醇：50ml±2ml，时间10min±1min；甲苯： 50ml±2ml，时间10min±1min；丙酮： 50ml±2ml，时间10min±1min；(4)真空干燥将清洗后的导电玻璃、掩膜模板置于真空干燥箱中进行干燥处理，干燥温度为30℃±3℃，时间10min±1min；(5)置放导电玻璃、掩膜模板①将60×30×1mm的导电玻璃正面导电面与60×30×0.5mm的掩膜模板及掩膜孔重叠，用透明胶带在四周边固定粘贴成一整体；②将重叠成整体的导电玻璃、掩膜模板的导电面对准真空蒸镀炉内的星式基盘的中间蒸镀孔位置，用透明胶带粘贴固定；掩膜模板的掩膜孔对准导电玻璃导电面，掩膜孔对准星式基盘的蒸镀孔，方向向下；(6)置放化学物质原料将二(8-羟基喹啉)乙酰丙酮合铝、氟化锂、铝、4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺、N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺分别置于蒸镀源坩锅内；(7)真空离子轰击①关闭真空蒸镀炉，开启真空机械泵、真空分子泵，控制炉内真空度压强值为3×10-4Pa；②开启真空蒸镀炉离子轰击电流控制器，轰击电流为50mA，轰击时间为12min±2min，以提高阳极功函数；(8)真空蒸镀、形态转化、薄膜生长、气相沉积、产品成型①开启真空蒸镀炉加热器，炉腔温度由20℃±3℃升至50℃±2℃，恒温时间为40min±2min；②开启石英测厚仪，石英探头检测蒸镀沉积薄膜厚度；③开启装有导电玻璃、掩膜模板的星式基盘，使其转动，星式基盘转动速度20r/min；④真空机械泵、真空分子泵继续开启，真空炉腔内压强值持续保持3×10-4 Pa；⑤蒸镀开始第1步：蒸镀空穴注入层接通蒸发源4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺坩锅，使坩锅内电阻器升温至250℃±10℃，4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺气态分子在第1层导电玻璃的掩膜模孔内沉积生长成第2层，即空穴注入层，厚度为10nm±0.02nm；第2步：蒸镀空穴传输层接通蒸发源N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺坩锅，使坩锅内电阻器升温至250℃±10℃，N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-联苯-4，4’-二胺气态分子在空穴注入层上沉积生长成第3层，即空穴传输层，厚度为50nm±0.1nm；第3步：蒸镀蓝绿光发光层接通蒸发源二(8-羟基喹啉)乙酰丙酮合铝坩锅，使坩锅内电阻器升温至350℃±10℃，二(8-羟基喹啉)乙酰丙酮合铝分子在空穴传输层上部沉积生长成第4层，即蓝绿光发光层，厚度为50nm±0.1nm；第4步：蒸镀电子传输层接通蒸发源氟化锂坩锅，使坩锅内电阻器升温至950℃±10℃，氟化锂气态分子在蓝绿光发光层上部沉积生长成第5层，即电子传输层，厚度为1nm±0.01nm；第5步：蒸镀阴极层接通蒸发源铝坩锅，使坩锅内电阻器升温至850℃±10℃，铝气态分子在电子传输层上部沉积生长成第6层，即阴极层，厚度为120nm±2nm；各蒸发源坩锅内的化学物质，分别进行加热升温，在真空状态下，温度发生变化，进行形态转化，由固态向气态转化，气态的原料粉末转化成分子态，气态分子在导电玻璃上沉积生成固态导电薄膜；在制备过程中，石英测厚仪探头全程开启测量，控制显示每个导电层的厚度，并由液晶显示器显示其数值；有机材料气相薄膜沉积速率为0.1nm/s；金属材料气相薄膜沉积速率为1nm/s；(9)真空冷却真空蒸镀完成后，关闭真空机械泵、真空分子泵，关闭电阻加热器，产物器件随炉冷却，冷却时间为6min±0.2min，至常温20℃±3℃；(10)脱膜，切割成型打开真空蒸度炉，取出导电玻璃，将导电玻璃上的掩膜模板去除，用专用工具将导电玻璃切割成8个等面积器件，即：8个蓝绿型发光二极管；(11)检测、分析、表征用亮度仪对蓝绿光二极管的发光亮度进行测试；用光谱辐射分析仪对蓝绿光二极管色坐标进行测试；用石英测厚仪对蓝绿光二极管导电层厚度进行检测；(12)封装储存对制备的蓝绿光发光二极管，分别用环氧树脂材料进行封装，以防止阴极氧化，储存于干燥、避光环境中，要防水、防潮、防氧化、防酸碱侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。