CN101771136B - 一种高色纯度有机白光二极管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高色纯度有机白光二极管的制备方法,此二极管具有六层平面结构,用导电玻璃氧化铟锡为基层阳极层,N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺为空穴传输层,2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌为白光发光层,8-羟基喹啉铝为电子传输层,氟化锂为电子注入层,铝为阴极层,制备在真空蒸镀炉中进行,在0.0005Pa、25℃±2℃状态下蒸镀,通过材料加热升华、形态转化、薄膜生长,制成厚度为246.5nm的白光二极管,白光性能好,色纯度高,色坐标为x=0.31,y=0.34,显色指数为90.2,此制备方法没有掺杂,制备过程易控制,重复性好,工艺流程短,所需材料少,制作成本低,膜层结构简单,透射率高,发光效率高,使用寿命长,不易变色。
Description
技术领域
本发明涉及一种高色纯度有机白光二极管的制备方法,属有机电致发光器件的设计与制备的技术领域。
背景技术
白光有机电致发光器件WOLED,由于在全彩色显示、液晶显示及照明领域有巨大应用潜力,已成为有机电致发光领域的一个开发热点。
白光二极管作为照明光源,具有节能、环保、环境适应性强、质量轻、厚度薄等特点。
根据色度学原理,白光需要两种互补色、或红绿蓝三基色的混合才能得到,目前实现有机电致白光的途径主要有多发射层白光器件、多掺杂单发射层器件,这两种类型的白光器件虽然有较好的色度和效率,但均存在技术上的不足,前者结构复杂,制备工艺相应复杂,为了避免各发光层之间的能量转移,往往还需加入激子阻隔层,调节红光、绿光、蓝光激子的比例,以便调出理想的白光,这样由于层数较多,导致启亮电压升高,其色度易随外加电压的变化而变化,致使发光性能不稳定;另外,这种多发光层器件由于需要较多的材料,使制作成本上升、价格变得昂贵;至于后者,虽然能实现单层发光,但染料掺杂的浓度很难做到精确定量、重复性差,而且由于掺杂带来的相分离和界面劣化,也会降低器件的使用寿命。
发明内容
发明目的
本发明的目的就是针对背景技术的不足,设计一种结构简单、色纯度高且稳定、显色指数高的白光器件,就是利用界面电致激基复合物发射调节发光颜色来设计白光器件,用真空蒸镀法制备高色纯度白光二极管,以简化制备过程、降低成本,克服白光器件色坐标不稳定、相分离、界面劣化的弊端,防止老化、变色,以大幅度提高白光二极管的色纯度和发光性能。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为:铝、氟化锂、8-羟基喹啉铝、2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌、N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、锌、盐酸、丙酮、无水乙醇、去离子水、导电玻璃、透明胶带,其组合用量如下:以克、毫升、毫米为计量单位
铝:Al 5g±0.01g
氟化锂:LiF 0.5g±0.01g
8-羟基喹啉铝:AlQ3(C9H6NO)3Al 2g±0.01g
2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌:Zn(4-tfmBTZ)2 C28H14F6ZnN2O2S22g±0.01g
N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺:NPBC44H32N2 2g±0.01g
锌:Zn 5g±0.01g
盐酸:HCl 200ml±5ml
丙酮:CH3COCH3 400ml±5ml
无水乙醇:CH3CH2OH 2000ml±5ml
去离子水:H2O 5000ml±5ml
导电玻璃:氧化铟锡ITO 25×25×1mm
透明胶带:无色透明 10×200×0.1mm
高色纯度有机白光二极管为六层结构,由基层,即阳极层、空穴传输层、白光发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层组成;基层,即阳极层,为导电玻璃ITO,在阳极层上部为空穴传输层,即:N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺层,在空穴传输层上部为白光发光层,即:2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌层,在白光发光层上部为电子传输层,即:8-羟基喹啉铝层,在电子传输层上部为电子注入层,即氟化锂层,在电子注入层上部为阴极层,即铝层。
制备方法如下:
(1)精选化学物质材料
对制备所需的化学物质材料要进行精选,并进行纯度、细度、精度控制:
铝:固态粉体,粉体粒径≤28μm 纯度99.99%
氟化锂:固态粉体,粉体粒径≤28μm 纯度99.99%
8-羟基喹啉铝:固态粉体,粉体粒径≤28μm 纯度99.99%
2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌:固态粉体,粉体粒径≤28μm 纯度99.99%
N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺:固态粉体,粉体粒径≤28μm 纯度99.99%
锌:固态粉体,粉体粒径≤28μm,纯度99.99%
盐酸:液态液体,浓度35%
丙酮:液态液体,纯度99.5%
无水乙醇:液态液体,纯度99.5%
去离子水:液态液体,纯度99.99%
导电玻璃:氧化铟锡ITO固态固体,透射率99%,方阻10Ω/□
透明胶带:无色透明
(2)清洗、刻蚀、烘干、紫外光处理导电玻璃
①用去离子水浸渍清洗导电玻璃,时间10min,然后晾干;
②用丙酮浸渍清洗导电玻璃,时间10min,然后晾干;
③确定导电玻璃氧化铟锡面为正面;
④用两条10×25×0.1mm透明胶带粘贴导电玻璃两侧面,并在中间部位留置掩膜槽,尺寸为5×25mm,两侧为10×25mm掩膜部;
⑤配制刻蚀液:将盐酸50ml置于烧杯中,加入锌5g,成:盐酸+锌刻蚀液;
⑥刻蚀导电玻璃
将贴有透明胶带的导电玻璃置于烧杯中,用刻蚀液浸没刻蚀导电玻璃,时间为5min±0.2min;刻蚀后取出,晾干;
⑦揭去导电玻璃上的透明胶带,中间部位5×25mm为刻蚀去掉氧化铟锡的部位,两侧部10×25mm为导电玻璃氧化铟锡面;
⑧超声清洗刻蚀后的导电玻璃四次
将刻蚀后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入去离子水200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
将晾干后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入丙酮200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
将晾干后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入去离子水200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
将晾干后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入丙酮200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
⑨真空干燥
将四次超声清洗后的导电玻璃置于石英舟中、然后置于真空干燥箱中干燥,干燥温度40℃±2℃,干燥时间20min±2min;
⑩紫外光照射、提高导电玻璃功函数
将干燥后的导电玻璃置于紫外光照射箱中,导电玻璃氧化铟锡面朝上,开启紫外光源,紫外光功率8W、紫外光波长254nm,照射时间20min±1min;
(3)真空蒸镀、形态转换、薄膜生长、制备白光二极管
①制备在真空蒸镀炉中进行;
②置放导电玻璃
打开真空蒸镀炉,将导电玻璃、掩膜板固定于炉腔顶部的转盘上,导电玻璃氧化铟锡面朝下;
③将蒸镀材料分别置于坩埚中
将蒸镀材料:N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌、8-羟基喹啉铝、氟化锂、铝五种化学物质粉体按量分别置于炉腔底部的蒸镀坩埚中;
④调整炉壁上的石英测厚探头,对准转盘上的导电玻璃;
⑤关闭真空蒸镀炉炉盖,并密封;
⑥开启机械真空泵,抽取炉腔内真空,使炉内真空度为3Pa;
开启分子真空泵,抽取炉腔内真空,使炉内真空度为0.0005Pa,并保持恒定;
⑦开启轰击电流控制器,电流轰击器轰击炉腔内导电玻璃,电流50mA,时间10min±1min,提高导电玻璃功函数,并净化炉腔;
⑧开启转盘,使其转动,导电玻璃随之转动,转盘转速15r/min;
⑨开启石英测厚探头
⑩真空蒸镀炉炉腔内温度为25℃±2℃;
I、蒸镀空穴传输层
开启盛有N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺的坩埚电源,使其升温至270℃±1℃,N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺粉体由固态升华至气态,气态分子在导电玻璃上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为35nm±0.2nm;
II、蒸镀白光发光层
开启盛有2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌的坩埚电源,使其升温至280℃±1℃,2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌粉体由固态升华至气态,气态分子在N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺膜层上沉积生长,成平面膜层,厚度为30nm±0.2nm;
III、蒸镀电子传输层
开启盛有8-羟基喹啉铝的坩埚电源,使其升温至290℃±1℃,8-羟基喹啉铝粉体由固态升华至气态,气态分子在2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌膜层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为30nm±0.2nm;
IV、蒸镀电子注入层
开启盛有氟化锂的坩埚电源,使其升温至170℃±1℃,氟化锂粉体由固态升华至气态,气态分子在8-羟基喹啉铝膜层上沉积生长,成平面膜层,厚度为1.5nm±0.2nm;
V、蒸镀阴极层
开启盛有铝的坩埚电源,使其升温至2250℃±10℃,铝粉体由固态升华至气态,气态分子在氟化锂膜层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为150nm±0.2nm;
在制备过程中,石英测厚探头测量蒸镀厚度,并由显示屏显示其厚度值;
在制备过程中,左右观察窗观察蒸镀过程和状况;
在制备过程中,铝气相沉积速率为0.5-1nm/s;
在制备过程中,氟化锂气相沉积速率为0.05-0.1nm/s
在制备过程中,N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌、8-羟基喹啉铝气相沉积速率为:0.1-0.2nm/s;
在制备过程中,蒸镀材料在形态转换中,在导电玻璃氧化铟锡面上气相沉积、薄膜生长,生成平面膜层,即:有机白光二极管,平面膜层厚度为246.5nm±1.0nm;
关闭蒸镀炉加热器,坩埚加热器,炉内温度由25℃±2℃冷却至20℃±2℃;
关闭分子真空泵、机械真空泵;
开启放气阀;
打开蒸镀炉盖;
取出导电玻璃,即:有机白光二极管;
(4)切制、产品成型
将导电玻璃置于激光切割机上,切制导电玻璃及边缘,即:有机白光二极管产品;
(5)检测、分析、表征、对比
对制备的有机白光二极管的形状、色泽、膜层厚度、发光性能、发光亮度、色坐标、色纯度、显色指数及电学性能进行检测、分析、表征、对比;
用ST-900M型光度计进行发光亮度检测;
用SPR-920D型光谱辐射分析仪进行色坐标、色纯度、显色指数及电致发光光谱测量;用2400数字源表进行电学性能测量;
(6)封装储存
对制备的有机白光二极管用环氧树脂材料封装,密闭避光储存于阴凉、干燥、洁净环境,防水、防潮、防氧化、防酸碱盐侵蚀,温度20℃±2℃,相对湿度≤10%。
所述的高色纯度有机白光二极管,是以导电玻璃氧化铟锡为基层,即阳极层,以N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺为空穴传输层、以2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌为白光发光层、以8-羟基喹啉铝为电子传输层,以氟化锂为电子注入层、以铝为阴极层。
所述的高色纯度有机白光二极管,膜层厚度为:246.5nm±1.0nm,发白光,色坐标为x=0.31,y=0.34,显色指数为90.2。
所述的高色纯度有机白光二极管的制备是在真空蒸镀炉中进行的、真空度为≤0.0005Pa,真空腔温度为25℃±2℃。
所述的高色纯度有机白光二极管的制备是在真空蒸镀炉中进行的,其制备状态是:真空蒸镀炉1上部为炉盖29,下部为炉座2,内部为炉腔3;在炉盖29上部中间设有电机4,侧部设有放气阀23,电机4的电机轴34伸入炉腔3内,联接固定转盘5及其上的导电玻璃6和掩膜板37;在真空蒸镀炉1的两侧部炉壁上设有观察窗9、10、轰击电流器27、28、石英测厚探头17,石英测厚探头17伸入炉腔3内,对准转盘5上的导电玻璃6、掩膜板37;在真空蒸镀炉1的下部为炉座2,在炉座2上设置液晶显示屏18、坩埚电源控制开关19、转盘开关30、指示灯20、测厚探头开关33,机械真空泵21、分子真空泵22、轰击电流控制器26;在炉腔3内底部设置蒸镀材料坩埚11、12、13、14、15、16,在炉腔3内垂直设有限位杆7、8,限位杆7、8及上部的限位导轮31、32,限位导轮31、32与转盘5接触转动并限位,转盘5及其上的导电玻璃6垂直炉腔底部,转盘5及其上的导电玻璃可做正反方向转动。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性,有机白光二极管设有六层平面结构,即阳极层、空穴传输层、白光发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层,电子注入层为无机材料层,阴极层为金属材料层,空穴传输层、白光发光层、电子传输层均为有机材料层,膜层为平面,均为纳米级层,没有掺杂层,在真空蒸镀炉内制备,在真空度为0.0005Pa,在真空腔温度为25℃±2℃状态下制备,通过蒸镀材料的加热升华、形态转化、薄膜生长,制成厚度为246.5nm的白光二极管,白光性能好,色坐标为x=0.31,y=0.34,与白光色坐标等能点x=0.33,y=0.33非常接近,显色指数为90.2,与标准白光的显色指数100非常接近,此制备方法没有掺杂,制备过程易控制,重复性好,此制备方法工艺流程短,所需材料少,制作成本低,白光二极管结构简单,透射率高,发光效率高,使用寿命长,不易变色,是十分理想的制备高色纯度有机白光二极管的方法。
附图说明
图1为真空蒸镀制备状态图
图2为白光二极管结构图
图3为含量子阱结构层的白光二极管结构图
图4为导电玻璃表面布置图
图5为白光二极管电致发光光谱图
图6为白光二极管色坐标图
图7为白光二极管电流密度-电压坐标关系图
图8为白光二极管发光亮度-电压关系图
图9为白光二极管电流效率-电流密度关系图
图中所示,附图标记清单如下:
1、真空蒸镀炉,2、炉座,3、炉腔,4、电机,5、转盘,6、导电玻璃,7、限位杆,8、限位杆,9、观察窗,10、观察窗,11、坩埚,12、坩埚,13、坩埚,14、坩埚,15、坩埚,16、坩埚,17、石英测厚探头,18、液晶显示屏,19、坩埚电源控制开关,20、指示灯,21、真空机械泵,22、真空分子泵,23、放气阀,24、绝缘带,25、透明胶带,26、轰击电流控制器,27、轰击电流器,28、轰击电流器,29、炉盖,30、转盘开关,31、限位导轮,32、限位导轮,33、测厚探头开关,34、电机轴,35、膜层带,36、膜层带,37、掩膜板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明:
图1所示,为制备状态图,各部位置、联接关系要正确。
制备所需的化学物质材料的量值是按预先设置的范围确定的,以克、毫升、毫米、微米、纳米为计量单位。
要严格按工艺流程、参数进行,按序操作。
转盘可正反方向转动,不宜太快,以15r/min为宜。
炉腔内真空要严格控制,由机械泵、分子泵双重控制真空度,确保其量值。
蒸镀材料坩埚,每一个坩埚放一种材料,不可混放,材料不同,升华温度不同,并按压强0.0005Pa计算设置调控升华温度。
图2所示,为有机白光二极管结构图,共六层,平面结构,各层紧密结合,阴阳极形成电路回路。
图3所示,为含量子阱结构层的白光二极管结构图,共八层,平面结构,各层紧密结合,阴阳极形成电路回路。
图4所示,为导电玻璃上的膜层带、绝缘带、透明胶带布置图,各部位置要正确。
图5所示,为白光二极管电致发光光谱图,图中可知:半峰宽216nm,是一种宽谱带发射。
图6所示,为白光二极管色坐标图,图中:色坐标为x=0.31,y=0.34,显色指数为90.2。
图7所示,为电流密度与电压关系图,图中:纵坐标为电流密度,单位为mA/cm2,横坐标为电压,单位为V,电流密度与电压关系为非线性关系,表现出二极管的整流特性。
图8所示,为发光亮度与电压关系图,图中:纵坐标为亮度,单位为cd/m2,横坐标为电压,单位为V,为非线性关系。
图9所示,为电流密度与电流效率关系图,图中:纵坐标为电流效率,单位为cd/A,横坐标为电流密度,单位为mA/cm2,为非线性关系。
实施例1.
含量子阱结构层的二极管,由八层结构组成,导电玻璃氧化铟锡ITO为基层,即阳极层,在阳极层上部为空穴传输层,即N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺层,在空穴传输层上部为量子阱结构层,量子阱结构层为二层结构,即2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌层,N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺层,在量子阱层上部为白光发光层,即2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌层,在白光发光层上部位电子传输层,即8-羟基喹啉铝层,在电子传输层上部为电子注入层,即氟化锂层。在电子注入层上部为阴极层,即铝层;
含量子阱结构层的高色纯度有机白光二极管的制备是在真空蒸镀炉中进行的;
真空蒸镀炉炉腔温度25℃±2℃,真空度0.0005Pa;
将刻蚀、清洗、干燥、紫外光照射后的导电玻璃固定在蒸镀炉顶部的转盘上,氧化铟锡面朝下;
石英测厚探头对准导电玻璃;
观察窗观察制备过程;
使用的化学物质材料分别置于炉内坩埚中;
开启蒸镀炉,蒸镀白光二极管膜层;
蒸镀空穴传输层:
开启盛有N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺的坩埚电源,使其升温至270℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在导电玻璃上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为35nm;
蒸镀量子阱层:量子阱层由二层组成
先开启盛有2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌的坩埚电源,使其升温至280℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在空穴传输层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为2-3nm;
然后再开启盛有N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺的坩埚电源,使其升温至270℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌膜层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为3-4nm;
蒸镀白光发光层:
开启盛有2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌的坩埚电源,使其升温至280℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在量子阱层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为30nm;
蒸镀电子传输层:
开启盛有8-羟基喹啉铝的坩埚电源,使其升温至290℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在白光发光层上气相沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为30nm;
蒸镀电子注入层
开启盛有氟化锂的坩埚电源,使其升温至170℃±1℃,粉体升华至气态,气态分子在电子传输层上气相沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为1.5nm;
蒸镀阴极层
开启盛有铝的坩埚电源,使其升温至2250℃±10℃,铝粉体由固态升华至气态,气态分子在电子注入层上气相沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为150nm;
蒸镀后,在真空状态下冷却至20℃±2℃;
取出导电玻璃及白光二极管,然后进行切制、检测、分析、表征、对比、储存;
通过以上工艺程序,从而完成了制备的全过程。
Claims (6)
1.一种高色纯度有机白光二极管的制备方法,其特征在于:本发明使用的化学物质材料为:铝、氟化锂、8-羟基喹啉铝、2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌、N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺、锌、盐酸、丙酮、无水乙醇、去离子水、导电玻璃、透明胶带,其组合用量如下:以克、毫升、毫米为计量单位
铝:Al 5g±0.01g
氟化锂:LiF 0.5g±0.01g
8-羟基喹啉铝:AlQ3(C9H6NO)3Al 2g±0.01g
2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌:Zn(4-tfmBTZ)2C28H14F6ZnN2O2S22g±0.01g
N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺:NPBC44H32N22g±0.01g
锌:Zn 5g±0.01g
盐酸:HCl 200ml±5ml
丙酮:CH3COCH3400ml±5ml
无水乙醇:CH3CH2OH 2000ml±5ml
去离子水:H2O 5000ml±5ml
导电玻璃:氧化铟锡ITO 25×25×1mm
透明胶带:无色透明20×200×0.1mm
高色纯度有机白光二极管为六层结构,由阳极层、空穴传输层、白光发光层、电子传输层、电子注入层、阴极层组成;阳极层,即导电玻璃ITO层,在阳极层上部为空穴传输层,即:N,N′-二(1-萘基)-N N′-二苯基-1,1′ -联苯-4,4′-二胺层,在空穴传输层上部为白光发光层,即2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌层,在白光发光层上部为电子传输层,即8-羟基喹啉铝层,在电子传输层上部为电子注入层,即氟化锂层,在电子注入层上部为阴极层,即铝层;
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、精度控制:
铝:固态粉体,粉体粒径≤28μm纯度99.99%
氟化锂:固态粉体,粉体粒径≤28μm纯度99.99%
8-羟基喹啉铝:固态粉体,粉体粒径≤28μm纯度99.99%
2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌:固态粉体,粉体粒径≤28μm纯度99.99%
N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺:固态粉体,粉体粒径≤28μm纯度99.99%
锌:固态粉体,粉体粒径≤28μm,纯度99.99%
盐酸:液态液体,浓度35%
丙酮:液态液体,纯度99.5%
无水乙醇:液态液体,纯度99.5%
去离子水:液态液体,纯度99.99%
导电玻璃:氧化铟锡ITO固态固体,透射率99%,方阻10Ω/□
透明胶带:无色透明
(2)清洗、刻蚀、烘干、紫外光处理导电玻璃
①用去离子水浸渍清洗导电玻璃,时间10min,然后晾干;
②用丙酮浸渍清洗导电玻璃,时间10min,然后晾干;
③确定导电玻璃氧化铟锡面为正面;
④用两条10×25×0.1mm透明胶带粘贴导电玻璃两侧面,并在中间部位留置掩膜槽,尺寸为5×25mm,两侧为10×25mm掩膜部;
⑤配制刻蚀液:将盐酸50ml置于烧杯中,加入锌5g,成:盐酸+锌刻蚀液;
⑥刻蚀导电玻璃
将贴有透明胶带的导电玻璃置于烧杯中,用刻蚀液浸没刻蚀导电玻璃,时间为5min±0.2min;刻蚀后取出,晾干;
⑦揭去导电玻璃上的透明胶带,中间部位5×25mm为刻蚀去掉氧化铟锡的部位,两侧部10×25mm为导电玻璃氧化铟锡面;
⑧超声清洗刻蚀后的导电玻璃四次
将刻蚀后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入去离子水200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
将晾干后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入丙酮200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
将晾干后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入去离子水200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
将晾干后的导电玻璃置于超声波清洗器中,加入丙酮200ml,超声清洗15min,清洗后晾干;
⑨真空干燥
将四次超声清洗后的导电玻璃置于石英舟中、然后置于真空干燥箱中干 燥,干燥温度40℃±2℃,干燥时间20min±2min;
⑩紫外光照射、提高导电玻璃功函数
将干燥后的导电玻璃置于紫外光照射箱中,导电玻璃氧化铟锡面朝上,开启紫外光源,紫外光功率8W、紫外光波长254nm,照射时间20min±1min;
(3)真空蒸镀、形态转换、薄膜生长、制备白光二极管
①制备在真空蒸镀炉中进行;
②置放导电玻璃
打开真空蒸镀炉,将导电玻璃、掩膜板固定于炉腔顶部的转盘上,导电玻璃氧化铟锡面朝下;
③将蒸镀材料分别置于坩埚中
将蒸镀材料:N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺、2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌、8-羟基喹啉铝、氟化锂、铝五种化学物质粉体按量分别置于炉腔底部的蒸镀坩埚中;
④调整炉壁上的石英测厚探头,对准转盘上的导电玻璃;
⑤关闭真空蒸镀炉炉盖,并密封;
⑥开启机械真空泵,抽取炉腔内真空,使炉内真空度为3Pa;
开启分子真空泵,抽取炉腔内真空,使炉内真空度为0.0005Pa,并保持恒定;
⑦开启轰击电流控制器,电流轰击器轰击炉腔内导电玻璃,电流50mA,时间10min±1min,提高导电玻璃功函数,并净化炉腔;
⑧开启转盘,使其转动,导电玻璃随之转动,转盘转速15r/min;
⑨开启石英测厚探头
⑩真空蒸镀炉炉腔内温度为25℃±2℃;
I、蒸镀空穴传输层
开启盛有N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺的坩埚电源,使其升温至270℃±1℃,N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺粉体由固态升华至气态,气态分子在导电玻璃上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为35nm±0.2nm;
II、蒸镀白光发光层
开启盛有2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌的坩埚电源,使其升温至280℃±1℃,2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌粉体由固态升华至气态,气态分子在N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺膜层上沉积生长,成平面膜层,厚度为30nm±0.2nm;
III、蒸镀电子传输层
开启盛有8-羟基喹啉铝的坩埚电源,使其升温至290℃±1℃,8-羟基喹啉铝粉体由固态升华至气态,气态分子在2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌膜层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为30nm±0.2nm;
IV、蒸镀电子注入层
开启盛有氟化锂的坩埚电源,使其升温至170℃±1℃,氟化锂粉体由固态升华至气态,气态分子在8-羟基喹啉铝膜层上沉积生长,成平面膜层,厚度为1.5nm±0.2nm;
V、蒸镀阴极层
开启盛有铝的坩埚电源,使其升温至2250℃±10℃,铝粉体由固态升华至气态,气态分子在氟化锂膜层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为150nm±02nm;
在制备过程中,石英测厚探头测量蒸镀厚度,并由显示屏显示其厚度值;
在制备过程中,左右观察窗观察蒸镀过程和状况;
在制备过程中,铝气相沉积速率为0.5-1nm/s;
在制备过程中,氟化锂气相沉积速率为0.05-0.1nm/s
在制备过程中,N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺、2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌、8-羟基喹啉铝气相沉积速率为:0.1-0.2nm/s;
在制备过程中,蒸镀材料在形态转换中,在导电玻璃氧化铟锡面上气相沉积、薄膜生长,生成平面膜层,即:有机白光二极管,平面膜层厚度为2465nm±1.0nm;
关闭蒸镀炉加热器,坩埚加热器,炉内温度由25℃±2℃冷却至20℃±2℃;
收集产品:有机白光二极管
关闭分子真空泵、机械真空泵;
开启放气阀;
打开蒸镀炉盖;
取出导电玻璃,即:有机白光二极管;
(4)切制、产品成型
将导电玻璃置于激光切割机上,切制导电玻璃及边缘,即:有机白光二极管产品;
(5)检测、分析、表征、对比
对制备的有机白光二极管的形状、色泽、膜层厚度、发光性能、发光亮 度、色坐标、色纯度、显色指数及电学性能进行检测、分析、表征、对比;
用ST-900M型光度计进行发光亮度检测;
用SPR-920D型光谱辐射分析仪进行色坐标、色纯度、显色指数及电致发光光谱测量;用2400数字源表进行电学性能测量;
(6)封装储存
对制备的有机白光二极管用环氧树脂材料封装,密闭避光储存于阴凉、干燥、洁净环境,防水、防潮、防氧化、防酸碱盐侵蚀,温度20℃±2℃,相对湿度≤10%。
2.根据权利要求1所述的一种高色纯度有机白光二极管的制备方法,其特征在于:所述的高色纯度有机白光二极管,是以导电玻璃氧化铟锡为基层,即阳极层,以N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺为空穴传输层、以2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌为白光发光层、以8-羟基喹啉铝为电子传输层,以氟化锂为电子注入层、以铝为阴极层。
3.根据权利要求1所述的一种高色纯度有机白光二极管的制备方法,其特征在于:所述的高色纯度有机白光二极管,膜层厚度为:246.5nm±1.0nm,发白光,色坐标为x=0.31,y=0.34,显色指数为90.2。
4.根据权利要求1所述的一种高色纯度有机白光二极管的制备方法,其特征在于:所述的高色纯度有机白光二极管的制备是在真空蒸镀炉中进行的、真空度为≤0.0005Pa,真空腔温度为25℃±2℃。
5.根据权利要求1所述的一种高色纯度有机白光二极管的制备方法,其特征在于:所述的高色纯度有机白光二极管的制备是在真空蒸镀炉中进行的,其制备状态是:真空蒸镀炉(1)上部为炉盖(29),下部为炉座(2),内部为炉腔(3);在炉盖(29)上部中间设有电机(4),侧部设有放气阀(23),电机(4)的电机轴(34)伸入炉腔(3)内,联接固定转盘(5)及其上的导电玻璃(6)和掩膜板(37);在真空蒸镀炉(1)的两侧部炉壁上设有观察窗(9、10)、轰击电流器(27、28),石英测厚探头(17),石英测厚探头(17)伸入炉腔(3)内,对准转盘(5)上的导电玻璃(6)、掩膜板(37);在真空蒸镀炉(1)的下部为炉座(2),在炉座(2)上设置液晶显示屏(18)、坩埚电源控制开关(19)、转盘开关(30)、指示灯(20)、测厚探头开关(33),机械真空泵(21)、分子真空泵(22)、轰击电流控制器(26);在炉腔(3)内底部设置蒸镀材料坩埚(11、12、13、14、15、16),在炉腔3内垂直设有限位杆(78),限位杆(7、8)上部为限位导轮(31、32),限位导轮(31、32)与转盘(5)接触转动并限位;转盘(5)及其上的导电玻璃(6)垂直炉腔底部,转盘(5)及其上的导电玻璃可做正反方向转动。
6.含量子阱结构层的高色纯度有机白光二极管的制备方法,其特征在于:
含量子阱结构层的二极管,由八层结构组成,导电玻璃氧化铟锡ITO为基层,即阳极层,在阳极层上部为空穴传输层,即N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺层,在空穴传输层上部为量子阱结构层,量子阱结构层为二层结构,即2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌层,N,N′-二(1-萘基)-NN′二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺层,在量子阱层上部为白光发光层,即2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌层,在白光发光层上部位电子传输层,即8-羟基喹啉铝层,在电子传输层上部为电子注入层,即氟化锂层,在电子注入层上部为阴极层,即铝层;
含量子阱结构层的高色纯度有机白光二极管的制备是在真空蒸镀炉中进行的;
真空蒸镀炉炉腔温度25℃±2℃,真空度0.0005Pa;
将刻蚀、清洗、干燥、紫外光照射后的导电玻璃固定在蒸镀炉顶部的转盘上,氧化铟锡面朝下;
石英测厚探头对准导电玻璃;
观察窗观察制备过程;
使用的化学物质材料分别置于炉内坩埚中;
开启蒸镀炉,蒸镀白光二极管膜层;
蒸镀空穴传输层:
开启盛有N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺的坩埚电源,使其升温至270℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在导电玻璃上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为35nm;
蒸镀量子阱层:量子阱层由二层组成
先开启盛有2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌的坩埚电源,使其升温至280℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在空穴传输层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为2-3nm;
然后再开启盛有N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-1,1′-联苯-4,4′-二胺的坩埚电源,使其升温至270℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌膜层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为3-4nm;
蒸镀白光发光层:
开启盛有2-(4-三氟甲基-2-羟基苯基)苯并噻唑锌的坩埚电源,使其升温至280℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在量子阱层上沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为30nm;
蒸镀电子传输层:
开启盛有8-羟基喹啉铝的坩埚电源,使其升温至290℃±1℃,材料粉体升华至气态,气态分子在白光发光层上气相沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为30nm;
蒸镀电子注入层:
开启盛有氟化锂的坩埚电源,使其升温至170℃±1℃,粉体升华至气态,气态分子在电子传输层上气相沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为1.5nm;
蒸镀阴极层:
开启盛有铝的坩埚电源,使其升温至2250℃±10℃,铝粉体由固态升华至气态,气态分子在电子注入层上气相沉积生长,成平面膜层,膜层厚度为150nm;
蒸镀后,在真空状态下冷却至20℃±2℃;
取出导电玻璃及白光二极管,然后进行切制、检测、分析、表征、对比、储存;
通过以上工艺程序,从而完成了制备的全过程。
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