一種具有金屬增強熒光外轉換層的oled發光器件制備方法
【專利摘要】一種具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法。本發明提供一種金屬增強熒光的制備方法及基于此方法的OLED器件。金屬增強熒光發光層的制備方法，包括下述步驟：1）制備納米金屬粒子層，通過真空蒸鍍一層金屬膜，然后進行熱處理，得到納米金屬粒子層；2）配制有機熒光材料溶液，將熒光材料均勻混合于高分子聚合物中；3）制備金屬增強熒光的外轉換層。該結構制備在OLED的玻璃外側，該結構在OLED器件發出的光波與玻璃外側的金屬納米粒子形成表面等離子，利用表面等離子體的強局部增強特性使熒光分子的發光強度增強，從而大大增強了金屬增強熒光的OLED器件外轉換層的光致發光強度。本發明金屬增強熒光的外轉換層OLED器件，制備工藝簡單，設備要求低，制備周期短。
【專利說明】一種具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及OLED照明與顯示【技術領域】，尤其涉及一種具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法。
【背景技術】
[0002]金屬增強熒光一般采用化學方法制備，在化學方法中，制備過程復雜，而且容易發生金屬納米粒子與熒光分子團的淬滅，從而降低影響金屬增強熒光的效應。所以需要改進方法來解決金屬納米粒子與熒光分子團易淬滅的問題。同時金屬增強熒光效應已經在LED器件、OLED器件、傳感器等方面得到了廣泛運用。特別是在OLED器件中，金屬增強熒光效應已經運用于OLED器件內部，能提高OLED中的電致發光強度和發光效率。但對于外轉換OLED發光器件中所需的外轉換層的厚度比較厚，一般需要達到ΙΟμπι以上。這就導致在外轉換OLED生產中受到很大的限制。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法。
[0004]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，包括如下步驟:
O納米金屬粒子層的制備:根據預設的玻璃及熒光發光層的結構，選取玻璃和金屬材料；在干凈玻璃上真空蒸鍍一層金屬層，然后將玻璃及金屬層置于真空環境中進行熱處理，使得金屬層形成金屬納米粒子結構；
2)突光發光層的制備:根據預設的玻璃及突光發光層的結構，選取突光發光材料及高分子聚合物；將高分子聚合物溶于有機溶劑或無機溶劑中的至少一種，質量百分數為5%-35% ;將熒光發光材料均勻分散于上述高分子聚合物溶液中，熒光發光材料在高分子聚合物溶液中的濃度為K^mol/l-K^mol/l，或者質量百分數為0.lwt%-lwt% ;采用旋涂法或噴涂法在步驟I)的納米金屬粒子層上制備熒光發光層，厚度為1-15 μ m，制得金屬增強熒光的外轉換層；
3)0LED發光器件的制備:采用真空蒸鍍法，在步驟2)制得的金屬增強熒光的外轉換層的ITO玻璃的另一面依次制備空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、陰極電極，最終制得具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件。
[0005]進一步地，所述步驟I)中的納米金屬粒子層為位于所述玻璃與熒光發光層接觸表面的厚度為Inm-1OOnm納米結構的薄膜層；金屬納米粒子距離玻璃與突光分子團接觸的表面最遠距離小于200nm。
[0006]進一步地，所述步驟I)中的納米金屬粒子層中的金屬選自金、銀、銅、鋁、鋅、鉻、鉬中的至少一種。
[0007]進一步地，所述步驟2)中的熒光發光材料為380_780nm可見光波段激發相應的藍色熒光材料、紅色熒光材料、綠色熒光材料中至少一種。
[0008]進一步地，所述藍色熒光材料為二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物中的至少一種。
[0009]進一步地，所述紅色熒光材料為DCJTB相關的紅色摻雜物中的至少一種。
[0010]進一步地，所述綠光熒光材料為香豆素衍生物、喹吖啶酮衍生物、多環芳香族化合物中的至少一種。
[0011]進一步地，所述步驟2)中的有機溶劑為酒精、丙酮、氯苯、氯仿中的至少一種，無機溶劑為蒸餾水、酸性溶液、堿性溶液中的至少一種。
[0012]與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著地優點:
通過在該金屬增強熒光的外轉換層中弓I入具有金屬納米結構的納米金屬粒子層，該納米金屬粒子層在OLED發光器件中的發光層發出的光線作用下可形成等離子體，利用等離子體的局域增強特性在熒光分子團附近形成較強的激發場，使熒光分子團能夠被充分激發發光，同時利用表面等離子體與熒光分子團之間的能量轉移特性，加快熒光分子團的輻射躍遷率，抑制熒光分子團的非輻射躍遷，從而提高熒光分子團的光致發光強度，進而大大增強了 OLED器件外轉換層的光致發光強度。上述引入金屬納米粒子結構的方法簡單方便，得到的金屬增強突光的突光層及該突光層在外轉換OLED發光器件中具有很好的發光穩定性，并且金屬增強熒光的熒光層的厚度也相應地減薄。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為金屬增強熒光的外轉換層制備過程示意圖。
[0014]圖2為OLED發光器件的制備方法示意圖。
[0015]圖3為實施例1的綠光OLED發光器件的示意圖。
[0016]圖4為實施例2的藍光OLED發光器件的示意圖。
[0017]圖5為金屬銀增強熒光的綠色OLED器件得到的歸一化光譜圖。
[0018]圖6為金屬銀增強熒光的藍色OLED器件得到的歸一化光譜圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步的說明。
[0020]一種具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，包括如下步驟:
如圖1所示，I)納米金屬粒子層的制備:根據預設的玻璃及熒光發光層的結構，選取玻璃和金屬材料；在干凈玻璃上真空蒸鍍一層金屬層，然后將玻璃及金屬層置于真空環境中進行熱處理，熱處理溫度為150-450°c，熱處理時間為1-1SOmin ;使得金屬層形成金屬納米粒子結構；
2)突光發光層的制備:根據預設的玻璃及突光發光層的結構，選取突光發光材料及高分子聚合物；將高分子聚合物溶于有機溶劑或無機溶劑中的至少一種，質量百分數為5%-35% ;將熒光發光材料均勻分散于上述高分子聚合物溶液中，熒光發光材料在高分子聚合物溶液中的濃度為K^mol/L-K^mol/L，或者質量百分數為0.lwt%-lwt% ;采用旋涂法或噴涂法在步驟I)的納米金屬粒子層上制備熒光發光層，厚度為1-15 μ m，制得金屬增強熒光的外轉換層；
如圖2所示，3) OLED發光器件的制備:采用真空蒸鍍法，在步驟2)制得的金屬增強熒光的外轉換層的ITO玻璃上依次制備空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、陰極電極，最終制得具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件。
[0021]所述步驟I)中的納米金屬粒子層為位于所述玻璃與熒光發光層接觸表面的厚度為Inm-1OOnm納米結構的薄膜層；金屬納米粒子距離玻璃與熒光分子團接觸的表面最遠距離小于200nm。
[0022]所述步驟I)中的納米金屬粒子層中的金屬選自金、銀、銅、鋁、鋅、鉻、鉬中的至少一種。
[0023]所述步驟2)中的熒光發光材料為380_780nm可見光波段激發相應的藍色熒光材料、紅色熒光材料、綠色熒光材料中至少一種。
[0024]所述藍色熒光材料為二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物中的至少一種。
[0025]所述紅色熒光材料為DCJTB相關的紅色摻雜物中的至少一種。
[0026]所述綠光熒光材料為香豆素衍生物、喹吖啶酮衍生物、多環芳香族化合物中的至少一種。
[0027]所述步驟2)中的有機溶劑為酒精、丙酮、氯苯、氯仿中的至少一種，無機溶劑為蒸餾水、酸性溶液、堿性溶液中的至少一種。
[0028]實施例1
在本實施例中，所用的玻璃是已經鍍好ITO薄膜的玻璃。熒光發光材料采用綠色發光材料羅丹明B。首先在ITO玻璃背面采用真空蒸鍍的方法形成一層厚度為1nm的金屬銀薄膜，將其置于真空環境下，以150°C的溫度熱處理16分鐘，然后冷卻至室溫，就得到位于ITO玻璃背面的納米金屬Ag粒子層，該納米Ag層具有納米金屬結構。將聚乙烯醇PVA均勻混合蒸餾水中，得到12%的PVA水溶液，再將羅丹明B (RB)加入到上述溶液中，得到6.23X10_4mol/l的RB溶液。然后利用旋涂法在具有納米金屬粒子層的玻璃上涂覆一層厚度為3 μ m的RB-PVA的熒光發光層。
[0029]如圖3所示，其次采用真空蒸鍍的方法，在ITO玻璃上真空蒸鍍空穴傳輸層NPB40nm、綠光發光層Alq3 60nm、陰極電極LiF 0.6nm/Al 10nm,得到金屬增強突光的外轉換層OLED綠光器件。金屬銀增強熒光的綠色OLED器件得到的歸一化光譜圖，如圖5所示。將不添加納米銀粒子的外轉換層綠色OLED器件與添加納米銀粒子的外轉換層OLED器件進行對比，發現不添加納米銀粒子器件其色坐標CIE為(0.37，0.52)，而添加納米銀粒子的器件其色坐標CIE為(0.40，0.54)。
[0030]實施例2
在本實施例中，所用的玻璃是已經鍍好ITO薄膜的玻璃。熒光發光材料采用紅色熒光發光材料DCJTB(中國試劑網提供)。首先按照實施例1中的納米金屬粒子層的方法，得到位于ITO玻璃上的納米金屬粒子層，該金屬層具有納米金屬結構。將聚甲基丙烯酸甲酯PMMA均勻混合一氯代苯中，得到20%的PMMA-氯代苯溶液。將DCJTB加入到上述溶液中，得到DCJTB染料的質量百分比為0.5wt%。然后利用旋涂法在具有納米金屬粒子層的玻璃上涂覆一層厚度為2 μ m的DCJTB-PMMA的熒光發光層。
[0031]如圖4所示，其次采用真空蒸鍍的方法，在ITO玻璃上真空蒸鍍空穴傳輸層NPB35nm、藍光發光層TBADN:3%DSA-ph 15nm、電子傳輸層TPBi 40nm和陰極電極LiF 0.6nm/Al lOOnm，得到金屬增強熒光的外轉換層藍光OLED器件。金屬銀增強熒光的藍色OLED器件得到的歸一化光譜圖，如圖6所示。將不添加納米銀粒子的外轉換層藍色OLED器件與添加納米銀粒子的外轉換層OLED器件進行對比，發現不添加納米銀粒子器件其色坐標CIE為(0.22，0.20)，而添加納米銀粒子的器件其色坐標CIE為(0.25，0.20)。
【權利要求】
1.一種具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，包括如下步驟: O納米金屬粒子層的制備:根據預設的玻璃及熒光發光層的結構，選取玻璃和金屬材料；在干凈玻璃上的真空蒸鍍一層金屬層，然后將玻璃及金屬層置于真空環境中進行熱處理，熱處理溫度為150-450°C，熱處理時間為1-1SOmin ;使得金屬層形成金屬納米粒子結構； 2)突光發光層的制備:根據預設的玻璃及突光發光層的結構，選取突光發光材料及高分子聚合物；將高分子聚合物溶于有機溶劑或無機溶劑中的至少一種，質量百分數為5%-35% ;將熒光發光材料均勻分散于上述高分子聚合物溶液中，熒光發光材料在高分子聚合物溶液中的濃度為K^mol/L-K^mol/L，或者質量百分數為0.lwt%-lwt% ;采用旋涂法或噴涂法在步驟I)的納米金屬粒子層上制備熒光發光層，厚度為1-15 μ m，制得金屬增強熒光的外轉換層； 3)0LED發光器件的制備:采用真空蒸鍍法，在步驟2)制得的金屬增強熒光的外轉換層的ITO玻璃的上依次制備陽極電極、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、陰極電極，最終制得具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件。
2.根據權利要求1所述的具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的納米金屬粒子層為位于所述玻璃與熒光發光層接觸表面的厚度為Inm-1OOnm納米結構的薄膜層；金屬納米粒子距離玻璃與熒光分子團接觸的表面最遠距離小于200nm。
3.根據權利要求1所述的具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的納米金屬粒子層中的金屬選自金、銀、銅、鋁、鋅、鉻、鉬中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的熒光發光材料為380-780nm可見光波段激發相應的藍色熒光材料、紅色熒光材料、綠色熒光材料中至少一種。
5.根據權利要求4所述的具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，所述藍色熒光材料為二芳香基蒽衍生物、二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物中的至少一種。
6.根據權利要求4所述的具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，所述紅色熒光材料為DCJTB相關的紅色摻雜物中的至少一種。
7.根據權利要求4所述的具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，所述綠光熒光材料為香豆素衍生物、喹吖啶酮衍生物、多環芳香族化合物中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的具有金屬增強熒光外轉換層的OLED發光器件制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的有機溶劑為酒精、丙酮、氯苯、氯仿中的至少一種，無機溶劑為蒸餾水、酸性溶液、堿性溶液中的至少一種。
【文檔編號】H01L51/56GK104241552SQ201410459774
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】朱文清, 湯梅, 孫亮亮, 錢冰潔, 肖騰, 俞靜婷 申請人:上海大學