一種石墨烯有機電致發(fā)光器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明制作了一種石墨烯作電極的有機電致發(fā)光器件，發(fā)明了一種通過施加電場改善二極管發(fā)光特性的方法，屬于電致發(fā)光領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]有機電致發(fā)光器件(OLED)具有重量輕、成本低廉、便于大規(guī)模制造、可實現(xiàn)柔性、電光轉(zhuǎn)換效率高、厚度薄、視角廣等優(yōu)點，而基于石墨烯的電致發(fā)光器件被視為最有前景的下一代顯示技術(shù)。
[0003]由于石墨烯的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和機械學(xué)特性，使得其在場效應(yīng)晶體管、傳感器、電池、光電器件領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。尤其在電致發(fā)光器件中，石墨烯具有柔性、低成本、易于批量生產(chǎn)等優(yōu)勢。能夠克服氧化銦錫(ITO)易碎的缺陷，極大地推進了柔性電極的發(fā)展，遺憾的是，絕大部分石墨烯有機電致發(fā)光器件光電性能很受限制，原因可能是石墨烯本身功函數(shù)低、方阻大、膜層雜質(zhì)較多、表面形貌不好等。這里我們，首次發(fā)現(xiàn)在石墨烯有機電致發(fā)光器件中的電流遲滯現(xiàn)象，并且發(fā)現(xiàn)這種電流遲滯嚴重影響發(fā)光的穩(wěn)定性和器件性能。使用電場處理能夠有效地抑制器件中的遲滯現(xiàn)象，與此同時，提升發(fā)光強度和發(fā)光效率。我們?yōu)槠骷阅艿耐晟铺峁┝艘环N新的方案，結(jié)合減小方阻，提高功函數(shù)等方法，我們有望制備出高性能石墨烯有機電致發(fā)光器件。
[0004]由于電流遲滯現(xiàn)象的存在，出現(xiàn)了電流雙穩(wěn)態(tài)特性，使其在場效應(yīng)晶體管和有機存儲領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。然而到目前為止，尚無人發(fā)現(xiàn)石墨烯有機電致發(fā)光器件中的電流遲滯現(xiàn)象，以及其對器件性能的影響，此外，如何抑制電流遲滯現(xiàn)象，提升器件光電效率也有待進一步研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯作電極的電致發(fā)光器件制作和處理方法，該方法可以大幅提升器件的電光轉(zhuǎn)換效率。
[0006]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種石墨烯有機電致發(fā)光器件的制作方法，有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)包括:玻璃基底、石墨烯膜層、空穴傳輸層、有機電致發(fā)光器件發(fā)光層、電子傳輸層及不透明金屬電極層，包括以下步驟:
51、玻璃基底進行表面除污、除水處理；
52、使用濕法轉(zhuǎn)移的方法將石墨烯膜層附著在玻璃基底上；
53、使用旋涂和/或真空蒸鍍的方法將空穴傳輸層附著在石墨烯膜層上；
54、分別使用旋涂和/或真空蒸鍍的方法將依次將至少一層的有機電致發(fā)光器件發(fā)光層附著在空穴傳輸層上；
55、使用旋涂和/或真空蒸鍍的方法將電子傳輸層附著于有機電致發(fā)光器件發(fā)光層上；
56、使用旋涂、真空蒸鍍或打印的方法將不透明金屬電極層附著于電子傳輸層之上； S7、使用電場對電致發(fā)光器件進行處理。
[0007]所述石墨烯膜層采用氣相沉積法制備得到。
[0008]所述濕法轉(zhuǎn)移的方法為將聚甲基丙烯酸甲酯作為支撐層的濕法轉(zhuǎn)移。
[0009]所述玻璃基底上附著有2?5層石墨烯膜層。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明一種石墨烯有機電致發(fā)光器件，探明了電流遲滯現(xiàn)象對器件光電性能的影響。
[0011]2、本發(fā)明一種有機電致發(fā)光器件，使用電場對石墨烯有機電致發(fā)光器件進行處理，抑制電流遲滯現(xiàn)象，提升器件電光轉(zhuǎn)換效率，方法簡單，效果明顯。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所使用的有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、玻璃基底;2、石墨烯膜層;3、空穴傳輸層;4、有機電致發(fā)光器件發(fā)光層;5、電子傳輸層;6、不透明金屬電極層；
圖2為電場處理前石墨烯膜層X射線光電子能譜(XPS);
圖3為電場處理后石墨烯膜層X射線光電子能譜(XPS);
圖4為電場處理前后，有機電致發(fā)光器件的電流-電壓曲線；
圖5為電場處理前后，有機電致發(fā)光器件的電壓-亮度曲線；
圖6為電場處理前后，有機電致發(fā)光器件的電壓-電流效率曲線。
【具體實施方式】
[0013]為了達到有機電致發(fā)光器件最佳性能，其設(shè)計方法如下:
實施例1
A、玻璃基底I，使用丙酮與乙醇棉球擦洗，再用丙酮、乙醇和去離子水各超聲10分鐘后，100度烘干；
B、使用濕法轉(zhuǎn)移將氣相沉積法制備的三到五層石墨烯膜層2轉(zhuǎn)移到玻璃基底I上，160度烘干，30分鐘后，使用丙酮浸泡膜層清洗PMMA，每次十分鐘，重復(fù)三次；
C、聚乙撐二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PED0T:PSS)，為空穴傳輸層3，使用旋涂的方法附著在玻璃基底I上，第一層旋涂轉(zhuǎn)速為2000rpm，I分鐘，之后用120度退火半小時，第二層旋涂轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，I分鐘，之后用120度退火半小時；
D、使用2,6-雙((9H-咔唑-9-基)-3，1-亞苯基)吡啶(26DCzPPy): I，1-雙[4_[N，N_二(對甲苯)氨基]苯基]環(huán)己烷(TAPC):4wt/%銥(III)雙(4-苯基噻吩并[3，2- c]吡啶_N，C2’)乙酰丙酮(P0-01)，作為有機電致發(fā)光器件發(fā)光層4的第一層，使用旋涂的方法使其附著在空穴傳輸層3上，旋涂轉(zhuǎn)速為2000rpm，30秒，120度退火半小時。使用真空蒸鍍的方法將26DCzPPy: 4 wt % PO-Ol(15nm)附著于第一層有機電致發(fā)光器件發(fā)光層4上；
E、使用50nm 的 1,3，5-tri (m-pyrid-3-yl-pheny I )benzene(TmPyPb)和 0.8nm 的氣化裡，作為電子傳輸層5，均使用真空蒸鍍的方法使其先后附著于有機電致發(fā)光器件發(fā)光層4上；
F、不透明金屬電極層6，使用蒸鍍的方法使其附著于電子傳輸層5氟化鋰之上；
G、使用電場對有機電致發(fā)光二極管進行處理。
[0014]圖1顯示上述制備過程最終形成的三明治結(jié)構(gòu)。
[0015]圖2、圖3顯示了使用電場處理前后，石墨烯膜層的變化，我們發(fā)現(xiàn)，使用電場處理后，石墨烯中C的Sp2比重增加，C的Sp3雜化比重降低，O-C=O和C-O都有不同程度的降低，原因是PMMA的部分分解，這也導(dǎo)致了對電流遲滯現(xiàn)象的抑制。
[0016]圖4顯示了電場處理前電流遲滯現(xiàn)象的出現(xiàn)，和電場處理后的電流遲滯被抑制現(xiàn)象。我們發(fā)現(xiàn)，未處理前，電流-電壓曲線呈現(xiàn)雙環(huán)型的遲滯現(xiàn)象，而處理后，該遲滯現(xiàn)象被很大程度地抑制。
[0017]圖5、圖6中顯示了器件的光電性能。我們發(fā)現(xiàn)，電場處理后，石墨烯作為陽極的有機電致發(fā)光二極管的發(fā)光強度和發(fā)光效率分別達到了25790 cd m—2和45.3 cd A—I比處理之前分別提升43%和98%。
[0018]以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能以其限定本發(fā)明實施的范圍，即大凡不脫離本發(fā)明構(gòu)思的替代和修正，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種石墨烯有機電致發(fā)光器件的制作方法，有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)包括:玻璃基底(1)、石墨烯膜層(2)、空穴傳輸層(3)、有機電致發(fā)光器件發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)及不透明不透明金屬電極層(6)，其特征在于，包括以下步驟: 51、玻璃基底(I)進行表面除污、除水處理； 52、使用濕法轉(zhuǎn)移的方法將石墨烯膜層(2)附著在玻璃基底(I)上； 53、使用旋涂和/或真空蒸鍍的方法將空穴傳輸層(3)附著在石墨烯膜層(2)上； 54、分別使用旋涂和/或真空蒸鍍的方法依次將至少一層的有機電致發(fā)光器件發(fā)光層(4)附著在空穴傳輸層(3)上； 55、使用旋涂和/或真空蒸鍍的方法將電子傳輸層(5)附著于有機電致發(fā)光器件發(fā)光層⑷上； 56、使用旋涂、真空蒸鍍或打印的方法將不透明金屬電極(6)附著于電子傳輸層(5)之上； 57、使用電場對電致發(fā)光器件進行處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于，所述石墨烯膜層(2)采用氣相沉積法制備得到。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于，所述濕法轉(zhuǎn)移的方法為將聚甲基丙烯酸甲酯作為支撐層的濕法轉(zhuǎn)移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于，所述玻璃基底(I)上附著有2?5層石墨烯膜層(2)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨烯有機電致發(fā)光器件的制作方法，包括以下步驟：S1、將玻璃基底進行表面除污、除水處理；S2、將氣相沉積法得到的石墨烯轉(zhuǎn)移在表面除污、除水處理后的玻璃基底層上；S3、將空穴傳輸層附著在石墨烯膜層上；S4、將電致發(fā)光器件發(fā)光層附著在空穴傳輸層上；S5、將電子傳輸層附著于有機電致發(fā)光器件發(fā)光層上；S6、將不透明金屬電極層附著于電子傳輸層之上；S7、通過對電致發(fā)光器件進行電場處理抑制電流遲滯現(xiàn)象，提升器件光電性能。本發(fā)明方法簡單易行、效果明顯，所獲電致發(fā)光器件能最佳。
【IPC分類】H01L51/52, H01L51/56, H01L51/54
【公開號】CN105529410
【申請?zhí)枴緾N201610063245
【發(fā)明人】陳淑芬, 張帥, 章琴, 黃維
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月31日