專利名稱：一種發(fā)藍(lán)綠光的發(fā)光二極管及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)藍(lán)綠光的發(fā)光二極管及制備方法，屬有機(jī)電致發(fā)光材料及器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制備方法的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在光電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，其重要的技術(shù)領(lǐng)域—光顯示技術(shù)，已成為當(dāng)今世界的前沿科學(xué)，二十世紀(jì)后期出現(xiàn)的新型發(fā)光技術(shù)—有機(jī)電致發(fā)光二極管OLED的研制成功，形成了全色高分辨超薄顯示器和大屏幕顯示器以及固體白光照明新產(chǎn)業(yè)，推動著平板顯示技術(shù)的發(fā)展。
有機(jī)電致發(fā)光器件具有發(fā)光亮度高、易于實(shí)現(xiàn)大面積彩色平板顯示、低電壓直流驅(qū)動、易于和集成電路匹配，而且具有全固化、視角寬、顏色豐富、自主發(fā)光等特點(diǎn)，有機(jī)電致發(fā)光材料在發(fā)光二極管中得到了廣泛應(yīng)用，常見的三基色—紅、綠、藍(lán)有機(jī)電致發(fā)光二極管已應(yīng)用到高科技及發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域。
對于三基色—紅、綠、藍(lán)的中間色—藍(lán)綠型發(fā)光二極管，是一種新型的有機(jī)電致發(fā)光器件，其制備方法也是一個新的研究課題，其發(fā)光機(jī)理、發(fā)光性能、發(fā)光器件制備、測試和應(yīng)用都有一些弊端和不足，需要進(jìn)一步的深層次的研究和探討。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的就是針對背景技術(shù)的不足，設(shè)計一種多層結(jié)構(gòu)的、發(fā)藍(lán)綠光的有機(jī)電致發(fā)光二極管，使用二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁作藍(lán)綠光發(fā)光層、成對偶連的二胺類衍生物N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺作空穴傳輸層、星狀爆炸物4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺作空穴注入層、氟化鋰作電子傳輸層、鋁作陰極層、導(dǎo)電玻璃氧化銦錫作陽極層，采用新的制備方法，以獲取發(fā)藍(lán)綠光的多層納米級有機(jī)電致發(fā)光二極管。
技術(shù)方案本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁、氟化鋰、鋁、N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺、4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺、無水乙醇、甲苯、丙酮、稀鹽酸、導(dǎo)電玻璃、掩膜模板、透明膠帶，其組合量比是以克、毫升、毫米、納米為計量單位N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺C44H32N2NPB 2.0g±0.01g二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁C23H19AlN2O4Alq2A 3.0g±0.02g4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺C66H48N42-TNATA 2.0g±0.01g氟化鋰 LiF 2.0g±0.01g鋁 Al 4.0g±0.05g無水乙醇 CH3CH2OH 120ml±5ml甲苯 C7H8120ml±5ml丙酮 CH3COCH3120ml±5ml稀鹽酸 HCl 60ml±2ml導(dǎo)電玻璃 氧化銦錫ITO 60×30×1mm掩膜模板 白色塑料板 60×30×0.5mm透明膠帶 480×8×0.1mm藍(lán)綠光發(fā)光二極管為6層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電玻璃氧化銦錫為陽極層、星狀爆炸物4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺為空穴注入層、二胺衍生物N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺為空穴傳輸層、二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁為藍(lán)綠光發(fā)光層、氟化鋰為電子傳輸層、鋁為陰極層。
制備方法如下(1)精選化學(xué)物質(zhì)對制備所需的化學(xué)物質(zhì)、材料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行純度、細(xì)度、尺寸控制N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺99.9％二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁99.99％4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺99.9％氟化鋰99.99％
鋁99.99％無水乙醇 99.5％甲苯 99.5％丙酮 99.5％稀鹽酸濃度20％導(dǎo)電玻璃 氧化銦錫方阻15Ω/□，透射率90％，60×30×1mm掩膜模板 白色塑料板60×30×0.5mm透明膠帶 480×8×0.1mm固態(tài)原料細(xì)度≥300目(2)腐蝕、清洗導(dǎo)電玻璃①測試導(dǎo)電玻璃正、反面導(dǎo)電特性，確定正面為導(dǎo)電面；②用稀鹽酸50ml±2ml對導(dǎo)電玻璃正、反面進(jìn)行腐蝕，時間2min±0.1min；③用白色軟質(zhì)纖維材料反復(fù)擦拭腐蝕后的導(dǎo)電玻璃；④清洗導(dǎo)電玻璃，分別用無水乙醇、甲苯、丙酮在超聲波清洗器中進(jìn)行清洗，順序?yàn)闊o水乙醇50ml±2ml，時間15min±2min；甲苯50ml±2ml，時間15min±2min；丙酮50ml±2ml，時間15min±2min；(3)制作、清洗掩膜模板①在60×30×0.5mm的白色塑料板上，等間距對稱刻制8個4×2×0.5mm的矩形?？祝瑑?nèi)孔邊緣整齊；②清洗掩膜模板，分別用無水乙醇、甲苯、丙酮在超聲波清洗器中進(jìn)行清洗，順序?yàn)闊o水乙醇50ml±2ml，時間10min±1min；甲苯50ml±2ml，時間10min±1min；丙酮50ml±2ml，時間10min±1min；(4)真空干燥將清洗后的導(dǎo)電玻璃、掩膜模板置于真空干燥箱中進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為30℃±3℃，時間10min±1min；
(5)置放導(dǎo)電玻璃、掩膜模板①將60×30×1mm的導(dǎo)電玻璃正面導(dǎo)電面與60×30×0.5mm的掩膜模板及掩膜孔重疊，用透明膠帶在四周邊粘貼固定成一整體；②將重疊成整體的導(dǎo)電玻璃、掩膜模板的導(dǎo)電面對準(zhǔn)真空蒸鍍爐內(nèi)的星式基盤的中間蒸鍍孔位置，用透明膠帶粘貼固定；掩膜模板的掩膜孔對準(zhǔn)導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面，掩膜孔對準(zhǔn)星式基盤的蒸鍍孔，方向向下；(6)置放化學(xué)物質(zhì)原料將二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁、氟化鋰、鋁、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’-聯(lián)苯-4，4’-二胺分別置于蒸鍍源坩鍋內(nèi)；(7)真空離子轟擊①關(guān)閉真空蒸鍍爐，開啟真空機(jī)械泵、真空分子泵，控制爐內(nèi)真空度壓強(qiáng)值為3×10-4Pa；②開啟真空蒸鍍爐離子轟擊電流控制器，轟擊電流為50mA，轟擊時間為12min±2min，以提高陽極功函數(shù)；(8)真空蒸鍍、形態(tài)轉(zhuǎn)化、薄膜生長、氣相沉積、產(chǎn)品成型①開啟真空蒸鍍爐加熱器，爐腔溫度由20℃±3℃升至50℃±2℃，恒溫保溫40min±2min；②開啟石英測厚儀，石英探頭檢測蒸鍍沉積薄膜厚度；③開啟裝有導(dǎo)電玻璃、掩膜模板的星式基盤，使其轉(zhuǎn)動，星式基盤轉(zhuǎn)動速度為20r/min；④真空機(jī)械泵、真空分子泵繼續(xù)開啟，真空爐腔內(nèi)壓強(qiáng)值持續(xù)保持3×10-4Pa；⑤蒸鍍開始第1步蒸鍍空穴注入層接通蒸發(fā)源4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至250℃±10℃，4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺氣態(tài)分子在第1層導(dǎo)電玻璃的掩膜?？變?nèi)沉積生長成第2層，即空穴注入層，厚度為10nm±0.02nm；
第2步蒸鍍空穴傳輸層接通蒸發(fā)源N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至250℃±10℃，N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺氣態(tài)分子在空穴注入層上沉積生長成第3層，即空穴傳輸層，厚度為50nm±0.1nm；第3步蒸鍍藍(lán)綠光發(fā)光層接通蒸發(fā)源二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至350℃±10℃，二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁分子在空穴傳輸層上部沉積生長成第4層，即藍(lán)綠光發(fā)光層，厚度為50nm±0.1nm；第4步蒸鍍電子傳輸層接通蒸發(fā)源氟化鋰坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至950℃±10℃，氟化鋰氣態(tài)分子在藍(lán)綠光發(fā)光層上部沉積生長成第5層，即電子傳輸層，厚度為1nm±0.01nm；第5步蒸鍍陰極層接通蒸發(fā)源鋁坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至850℃±10℃，鋁氣態(tài)分子在電子傳輸層上部沉積生長成第6層，即陰極層，厚度為120nm±2nm；各蒸發(fā)源坩鍋內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，分別進(jìn)行加熱升溫，在真空狀態(tài)下，溫度發(fā)生變化，并進(jìn)行形態(tài)轉(zhuǎn)化，由固態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，氣態(tài)的原料粉末轉(zhuǎn)化成分子態(tài)，氣態(tài)分子在導(dǎo)電玻璃上沉積生成固態(tài)導(dǎo)電薄膜；在制備過程中，石英測厚儀探頭全程開啟測量，控制顯示每個導(dǎo)電層的厚度，并由液晶顯示器顯示其數(shù)值；有機(jī)材料氣相薄膜沉積速率為0.1nm/s；金屬材料氣相薄膜沉積速率為1nm/s；(9)真空冷卻真空蒸鍍完成后，關(guān)閉真空機(jī)械泵、真空分子泵，關(guān)閉電阻加熱器，產(chǎn)物器件隨爐冷卻，冷卻時間為6min±0.2min，至常溫20℃±3℃；(10)脫膜、切割成型打開真空蒸鍍爐，取出導(dǎo)電玻璃，將導(dǎo)電玻璃上的掩膜模板去除，用專用工具將導(dǎo)電玻璃切割成8個等面積器件，即8個藍(lán)綠型發(fā)光二極管；(11)檢測、分析、表征用亮度儀對藍(lán)綠光二極管的發(fā)光亮度進(jìn)行測試；用光譜輻射分析儀對藍(lán)綠光二極管色坐標(biāo)進(jìn)行測試；用石英測厚儀對藍(lán)綠光二極管導(dǎo)電層厚度進(jìn)行檢測；(12)封裝儲存對制備的藍(lán)綠光發(fā)光二極管，分別用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行封裝，以防止陰極氧化，儲存于干燥、避光環(huán)境中，要防水、防潮、防氧化、防酸堿侵蝕，儲存溫度20℃±3℃，相對濕度≤20％。
所述的藍(lán)綠光發(fā)光二極管的制備是在真空蒸鍍爐中進(jìn)行的，真空蒸鍍爐內(nèi)的真空度是由真空機(jī)械泵、真空分子泵控制的，制備過程是在全程真空狀態(tài)下完成的，真空蒸鍍爐爐腔內(nèi)真空度壓強(qiáng)值持續(xù)保持在3×10-4Pa。
所述的藍(lán)綠光發(fā)光二極管的導(dǎo)電發(fā)光層的生成是在真空蒸鍍爐內(nèi)完成的，空穴注入層、空穴傳輸層、藍(lán)綠光發(fā)光層、電子傳輸層、陰極層的生成，是以分子形態(tài)轉(zhuǎn)化形式完成的，化學(xué)物質(zhì)材料在真空加熱狀態(tài)下，由固態(tài)分子轉(zhuǎn)換成氣態(tài)分子，氣態(tài)分子在陽極層—導(dǎo)電玻璃氧化銦錫層氣相沉積，分別生成各導(dǎo)電層，形態(tài)轉(zhuǎn)化形式為固態(tài)—?dú)鈶B(tài)—固態(tài)。
所述的真空蒸鍍爐爐腔中蒸發(fā)源坩鍋內(nèi)的溫度值按化學(xué)物質(zhì)升華溫度設(shè)置，蒸鍍4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺為250℃±10℃、蒸鍍N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺為250℃±10℃、蒸鍍二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁為350℃±10℃、蒸鍍氟化鋰為950℃±10℃、蒸鍍鋁為850℃±10℃。
有益效果本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有明顯的先進(jìn)性，藍(lán)綠光發(fā)光二極管為陽極層、空穴注入層、空穴傳輸層、藍(lán)綠光發(fā)光層、電子傳輸層、陰極層6層結(jié)構(gòu)，以15Ω/□的導(dǎo)電玻璃氧化銦錫為陽極層、以星狀爆炸物4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺為空穴注入層、以二胺衍生物N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺為空穴傳輸層、以二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁為藍(lán)綠光發(fā)光層、以氟化鋰為電子傳輸層、以鋁為陰極層，由于藍(lán)綠光發(fā)光層-二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁發(fā)偏藍(lán)+綠光，故而使二極管發(fā)藍(lán)綠光，采用真空蒸鍍、形態(tài)轉(zhuǎn)換、氣相沉積、薄膜生長法生成發(fā)光二極管的導(dǎo)電膜，通過固態(tài)—?dú)鈶B(tài)—固態(tài)形態(tài)轉(zhuǎn)化，氣態(tài)分子在導(dǎo)電玻璃上生成納米級固態(tài)薄膜，藍(lán)綠光的生成不使用染料摻雜，直接由偏藍(lán)+綠型二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁生成，直接制得藍(lán)綠光發(fā)光二極管，此方法制備工藝流程短，使用設(shè)備少，一塊導(dǎo)電玻璃可同時制備8個二極管，成本低，效果好，發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng)度、亮度、效率高，藍(lán)綠光純正，藍(lán)綠光色坐標(biāo)為X＝0.2354，Y＝0.5132，是理想的直接制備藍(lán)綠光發(fā)光二極管的方法。


圖1為藍(lán)綠光二極管制備工藝流程2為藍(lán)綠光二極管導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)3為真空蒸鍍爐及蒸鍍狀態(tài)4為掩膜模板結(jié)構(gòu)5為導(dǎo)電玻璃結(jié)構(gòu)6為藍(lán)綠光二極管電流密度-電壓坐標(biāo)關(guān)系7為藍(lán)綠光二極管發(fā)光亮度-電壓坐標(biāo)關(guān)系8為藍(lán)綠光二極管電致發(fā)光圖譜圖9為藍(lán)綠光二極管色坐標(biāo)中所示，附圖標(biāo)記清單如下1、爐座，2、控制箱，3、液晶顯示屏，4、真空機(jī)械泵開關(guān)，5、真空分子泵開關(guān)，6、坩鍋溫度開關(guān)，7、爐腔溫度開關(guān)，8、爐體，9、爐蓋，10、觀察窗，11、真空機(jī)械泵，12、真空分子泵，13、轉(zhuǎn)動吊桿，14、星式基盤，15、導(dǎo)電玻璃+掩膜模板，16、坩鍋，17、坩鍋，18、電阻絲，19、電阻絲，20、石英測厚探頭，21、真空爐腔，22、真空爐腔溫度傳感器，23、掩膜模板，24、掩膜孔，25、導(dǎo)電玻璃，26、蒸鍍槽，27、導(dǎo)電面，28、非導(dǎo)電面，29、轉(zhuǎn)動吊桿開關(guān)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明圖1所示，為制備工藝流程圖，各制備參數(shù)要嚴(yán)格控制，按序操作。
對制備所需的化學(xué)物質(zhì)材料—偏藍(lán)+綠的二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁、氟化鋰、鋁、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’-聯(lián)苯-4，4’-二胺要嚴(yán)格精選，其純度，重量不得超出最大最小范圍。
對腐蝕、清洗使用的稀鹽酸、無水乙醇、甲苯、丙酮的量要充足、潔凈。
導(dǎo)電玻璃氧化銦錫是藍(lán)綠光的發(fā)光載體，以15Ω/□、透射率90％為佳。
掩膜模板用不易變形的白色工程塑料制作，與導(dǎo)電玻璃粘貼使用。
透明膠帶是固定導(dǎo)電玻璃、掩膜模板于星式基盤的粘結(jié)材料，要粘牢固緊，不得脫落。
真空蒸鍍爐的真空爐腔要保持真空度壓強(qiáng)值為3×10-4Pa，并注意調(diào)控真空機(jī)械泵、真空分子泵，以保持壓強(qiáng)值穩(wěn)定。
星式基盤在工作狀態(tài)時要勻速順時針轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速為20r/min，不得間歇停頓。
真空爐腔溫度要始終恒定在50℃±2℃范圍內(nèi)，時間為40min±2min，不得忽高忽低，并由溫度傳感器傳遞溫度信息并顯示。
石英測厚探頭要準(zhǔn)確測量每層的蒸鍍厚度，并由液晶顯示屏顯示其厚度值，以便于控制操作，其厚度不得超出設(shè)計范圍，以免影響發(fā)光性能及色彩。
在制備過程中，可一次在星式基盤上固定一個或多個導(dǎo)電玻璃，一塊導(dǎo)電玻璃上可用調(diào)整置換掩膜模板掩膜孔的方法，確定一次制備藍(lán)綠光二極管的數(shù)量，可一次制備2個、4個、6個、8個。
蒸發(fā)源坩鍋在真空爐腔內(nèi)的底部，分左右各設(shè)置5個，共10個坩鍋，每個坩鍋由電阻絲聯(lián)通，控制箱2可視坩鍋內(nèi)的材料不同，溫度控制則不同，并保持各坩鍋內(nèi)的溫度能達(dá)到其材料的升華溫度，以便于化學(xué)物質(zhì)材料的形態(tài)變化。
在蒸鍍過程中，可隨時用觀察窗觀察其真空腔內(nèi)的蒸鍍過程，并視情況進(jìn)行調(diào)控。
制備藍(lán)綠光二極管所使用的化學(xué)物質(zhì)蒸鍍材料是在預(yù)先設(shè)置的數(shù)值范圍內(nèi)確定的，以克、毫升、毫米、納米為計量單位，當(dāng)工業(yè)化制取時，以千克、升、毫米為計量單位，其發(fā)光層厚度均以納米為單位。
圖2所示，為藍(lán)綠光二極管結(jié)構(gòu)圖，為6層結(jié)構(gòu)，第一層為陽極層，即導(dǎo)電玻璃氧化銦錫層，第二層為空穴注入層，即星狀爆炸物4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺層，第三層為空穴傳輸層，即二胺衍生物N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺層，第四層為藍(lán)綠光發(fā)光層，即偏藍(lán)+綠二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁層，第五層為電子傳輸層，即氟化鋰層，第六層為陰極層，即鋁層。
圖3所示，為真空蒸鍍爐結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)圖，在爐座1的上部為控制箱2，控制箱2的上部為爐體8，爐體8上部為爐蓋9；控制箱2的中間為液晶顯示屏3，液晶顯示屏3的左部依次設(shè)有坩鍋溫度開關(guān)6、轉(zhuǎn)動吊桿開關(guān)29、爐腔溫度開關(guān)7，右部為真空機(jī)械泵開關(guān)4、真空分子泵開關(guān)5；爐體8的內(nèi)部為真空爐腔21，在真空爐腔21內(nèi)、爐蓋9上設(shè)有轉(zhuǎn)動吊桿13、星式基盤14、石英測厚探頭20，在真空爐腔21內(nèi)的下部左右對稱各設(shè)置5個坩鍋17、16，各由電阻絲19、18聯(lián)接；在爐體8的左側(cè)爐壁上設(shè)有真空腔溫度傳感器22、真空機(jī)械泵11、右側(cè)爐壁上設(shè)有觀察窗10、真空分子泵12。
圖4所示，為掩膜模板結(jié)構(gòu)圖，掩膜模板23中間對稱等間距設(shè)置8個矩形掩膜?？?4，掩膜模板23可用強(qiáng)度好的白色工程塑料板制作。
圖5所示，為導(dǎo)電玻璃結(jié)構(gòu)圖，導(dǎo)電玻璃25上面為導(dǎo)電面27、下面為非導(dǎo)電面28，導(dǎo)電面27上設(shè)有與掩膜模板等同設(shè)置的蒸鍍槽26，在蒸鍍槽26內(nèi)蒸鍍后，氣相沉積生成藍(lán)綠光二極管產(chǎn)品，導(dǎo)電玻璃用15Ω/□的無色透明的氧化銦錫制作，其透射率為90％，透射率越高，發(fā)光強(qiáng)度效率越好。
圖6所示，為藍(lán)綠光二極管電流密度-電壓坐標(biāo)關(guān)系圖，圖中可知橫坐標(biāo)為電壓值V，縱坐標(biāo)為電流密度值mA/cm2，其電流密度與電壓成正比，其藍(lán)綠光二極管具有良好的整流特性。
圖7所示，為藍(lán)綠光二極管發(fā)光亮度與電壓坐標(biāo)關(guān)系圖，圖中可知縱坐標(biāo)為發(fā)光亮度，橫坐標(biāo)為電壓，當(dāng)電壓達(dá)到12.29V時，最大發(fā)光亮度可達(dá)15650cd/m2。
圖8所示，為藍(lán)綠光二極管電致發(fā)光圖譜，圖中可知縱坐標(biāo)為相對強(qiáng)度a.u.，橫坐標(biāo)為波長nm，電致發(fā)光產(chǎn)生的最大發(fā)射波長在513nm處，處于藍(lán)綠光波段。
圖9所示，為藍(lán)綠光二極管色坐標(biāo)圖，圖中可知其色坐標(biāo)X＝0.2354，Y＝0.5132，位于藍(lán)綠光區(qū)域。
權(quán)利要求
1 一種發(fā)藍(lán)綠光的發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于制備使用的化學(xué)物質(zhì)材料為二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁、氟化鋰、鋁、N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺、4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺、無水乙醇、甲苯、丙酮、稀鹽酸、導(dǎo)電玻璃、掩膜模板、透明膠帶，其組合量比是以克、毫升、毫米為計量單位N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺C44H32N2NPB 2.0g±0.01g二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁 C23H19AlN2O4Alq2A 3.0g±0.02g4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺C66H48N42-TNATA 2.0g±0.01g氟化鋰 LiF2.0g±0.01g鋁 Al 4.0g±0.05g無水乙醇CH3CH2OH 120ml±5ml甲苯C7H8120ml±5ml丙酮CH3COCH3120ml±5ml稀鹽酸 HCl60ml±2ml導(dǎo)電玻璃氧化銦錫ITO60×30×1mm掩膜模板白色塑料板 60×30×0.5mm透明膠帶 480×8×0.1mm藍(lán)綠光發(fā)光二極管為6層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電玻璃氧化銦錫為陽極層、星狀爆炸物4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺為空穴注入層、二胺衍生物N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺為空穴傳輸層、二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁Alq2A為藍(lán)綠光發(fā)光層、氟化鋰LiF為電子傳輸層、鋁Al為陰極層。制備方法如下(1)精選化學(xué)物質(zhì)對制備所需的化學(xué)物質(zhì)、材料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行純度、細(xì)度、尺寸控制N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺99.9％二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁99.99％4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺99.9％氟化鋰 99.99％鋁 99.99％無水乙醇99.5％甲苯99.5％丙酮99.5％稀鹽酸 濃度20％導(dǎo)電玻璃氧化銦錫方阻15Ω/□，透射率90％，60×30×1mm掩膜模板白色塑料板60×30×0.5mm透明膠帶480×8×0.1mm固態(tài)原料細(xì)度≥300目(2)腐蝕、清洗導(dǎo)電玻璃①測試導(dǎo)電玻璃正、反面導(dǎo)電特性，確定正面為導(dǎo)電面；②用稀鹽酸50ml±2ml對導(dǎo)電玻璃正、反面進(jìn)行腐蝕，時間2min±0.1min；③用白色軟質(zhì)纖維材料反復(fù)擦拭腐蝕后的導(dǎo)電玻璃；④清洗導(dǎo)電玻璃，分別用無水乙醇、甲苯、丙酮在超聲波清洗器中進(jìn)行清洗，順序?yàn)闊o水乙醇50ml±2ml，時間15min±2min；甲苯50ml±2ml，時間15min±2min；丙酮50ml±2ml，時間15min±2min；(3)制作、清洗掩膜模板①在60×30×0.5mm的白色塑料板上，等間距對稱刻制8個4×2×0.5mm的矩形?？?，內(nèi)孔邊緣整齊；②清洗掩膜模板，分別用無水乙醇、甲苯、丙酮在超聲波清洗器中進(jìn)行清洗，順序?yàn)闊o水乙醇50ml±2ml，時間10min±1min；甲苯50ml±2ml，時間10min±1min；丙酮50ml±2ml，時間10min±1min；(4)真空干燥將清洗后的導(dǎo)電玻璃、掩膜模板置于真空干燥箱中進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為30℃±3℃，時間10min±1min；(5)置放導(dǎo)電玻璃、掩膜模板①將60×30×1mm的導(dǎo)電玻璃正面導(dǎo)電面與60×30×0.5mm的掩膜模板及掩膜孔重疊，用透明膠帶在四周邊固定粘貼成一整體；②將重疊成整體的導(dǎo)電玻璃、掩膜模板的導(dǎo)電面對準(zhǔn)真空蒸鍍爐內(nèi)的星式基盤的中間蒸鍍孔位置，用透明膠帶粘貼固定；掩膜模板的掩膜孔對準(zhǔn)導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電面，掩膜孔對準(zhǔn)星式基盤的蒸鍍孔，方向向下；(6)置放化學(xué)物質(zhì)原料將二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁、氟化鋰、鋁、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’-聯(lián)苯-4，4’-二胺分別置于蒸鍍源坩鍋內(nèi)；(7)真空離子轟擊①關(guān)閉真空蒸鍍爐，開啟真空機(jī)械泵、真空分子泵，控制爐內(nèi)真空度壓強(qiáng)值為3×10-4Pa；②開啟真空蒸鍍爐離子轟擊電流控制器，轟擊電流為50mA，轟擊時間為12min±2min，以提高陽極功函數(shù)；(8)真空蒸鍍、形態(tài)轉(zhuǎn)化、薄膜生長、氣相沉積、產(chǎn)品成型①開啟真空蒸鍍爐加熱器，爐腔溫度由20℃±3℃升至50℃±2℃，恒溫時間為40min±2min；②開啟石英測厚儀，石英探頭檢測蒸鍍沉積薄膜厚度；③開啟裝有導(dǎo)電玻璃、掩膜模板的星式基盤，使其轉(zhuǎn)動，星式基盤轉(zhuǎn)動速度20r/min；④真空機(jī)械泵、真空分子泵繼續(xù)開啟，真空爐腔內(nèi)壓強(qiáng)值持續(xù)保持3×10-4Pa；⑤蒸鍍開始第1步蒸鍍空穴注入層接通蒸發(fā)源4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至250℃±10℃，4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺氣態(tài)分子在第1層導(dǎo)電玻璃的掩膜?？變?nèi)沉積生長成第2層，即空穴注入層，厚度為10nm±0.02nm；第2步蒸鍍空穴傳輸層接通蒸發(fā)源N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至250℃±10℃，N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺氣態(tài)分子在空穴注入層上沉積生長成第3層，即空穴傳輸層，厚度為50nm±0.1nm；第3步蒸鍍藍(lán)綠光發(fā)光層接通蒸發(fā)源二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至350℃±10℃，二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁分子在空穴傳輸層上部沉積生長成第4層，即藍(lán)綠光發(fā)光層，厚度為50nm±0.1nm；第4步蒸鍍電子傳輸層接通蒸發(fā)源氟化鋰坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至950℃±10℃，氟化鋰氣態(tài)分子在藍(lán)綠光發(fā)光層上部沉積生長成第5層，即電子傳輸層，厚度為1nm±0.01nm；第5步蒸鍍陰極層接通蒸發(fā)源鋁坩鍋，使坩鍋內(nèi)電阻器升溫至850℃±10℃，鋁氣態(tài)分子在電子傳輸層上部沉積生長成第6層，即陰極層，厚度為120nm±2nm；各蒸發(fā)源坩鍋內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，分別進(jìn)行加熱升溫，在真空狀態(tài)下，溫度發(fā)生變化，進(jìn)行形態(tài)轉(zhuǎn)化，由固態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，氣態(tài)的原料粉末轉(zhuǎn)化成分子態(tài)，氣態(tài)分子在導(dǎo)電玻璃上沉積生成固態(tài)導(dǎo)電薄膜；在制備過程中，石英測厚儀探頭全程開啟測量，控制顯示每個導(dǎo)電層的厚度，并由液晶顯示器顯示其數(shù)值；有機(jī)材料氣相薄膜沉積速率為0.1nm/s；金屬材料氣相薄膜沉積速率為1nm/s；(9)真空冷卻真空蒸鍍完成后，關(guān)閉真空機(jī)械泵、真空分子泵，關(guān)閉電阻加熱器，產(chǎn)物器件隨爐冷卻，冷卻時間為6min±0.2min，至常溫20℃±3℃；(10)脫膜，切割成型打開真空蒸度爐，取出導(dǎo)電玻璃，將導(dǎo)電玻璃上的掩膜模板去除，用專用工具將導(dǎo)電玻璃切割成8個等面積器件，即8個藍(lán)綠型發(fā)光二極管；(11)檢測、分析、表征用亮度儀對藍(lán)綠光二極管的發(fā)光亮度進(jìn)行測試；用光譜輻射分析儀對藍(lán)綠光二極管色坐標(biāo)進(jìn)行測試；用石英測厚儀對藍(lán)綠光二極管導(dǎo)電層厚度進(jìn)行檢測；(12)封裝儲存對制備的藍(lán)綠光發(fā)光二極管，分別用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行封裝，以防止陰極氧化，儲存于干燥、避光環(huán)境中，要防水、防潮、防氧化、防酸堿侵蝕，儲存溫度20℃±3℃，相對濕度≤20％。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)藍(lán)綠光的發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于所述的藍(lán)綠光發(fā)光二極管的制備是在真空蒸鍍爐中進(jìn)行的，真空蒸鍍爐內(nèi)的真空度是由真空機(jī)械泵、真空分子泵控制的，制備過程是在全程真空狀態(tài)下完成的，真空蒸鍍爐爐內(nèi)真空度壓強(qiáng)值持續(xù)保持在3×10-4Pa。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)藍(lán)綠光的發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于所述的藍(lán)綠光發(fā)光二極管的導(dǎo)電發(fā)光層的生成是在真空蒸鍍爐內(nèi)完成的，空穴注入層、空穴傳輸層、藍(lán)綠光發(fā)光層、電子傳輸層、陰極層的生成，是以分子形態(tài)轉(zhuǎn)換形式完成的，化學(xué)物質(zhì)材料在真空加熱狀態(tài)下，由固態(tài)分子轉(zhuǎn)換成氣態(tài)分子，氣態(tài)分子在陽極層-導(dǎo)電玻璃氧化銦錫層氣相沉積，分別生成各導(dǎo)電層，形態(tài)轉(zhuǎn)換形式為固態(tài)-氣態(tài)-固態(tài)。
4 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)藍(lán)綠光的發(fā)光二極管及制備方法，其特征在于所述的真空蒸鍍爐中蒸發(fā)源坩鍋內(nèi)的溫度值按化學(xué)物質(zhì)升華溫度設(shè)置，蒸鍍4，4’，4”-三[2-萘基(苯基)胺]三苯胺為250℃±10℃、蒸鍍N，N’-二苯基-N，N’-(1-萘基)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二胺為250℃±10℃、蒸鍍二(8-羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁為350℃±10℃、蒸鍍氟化鋰為950℃±10℃、蒸鍍鋁為850℃±10℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)藍(lán)綠光的發(fā)光二極管及制備方法，以偏藍(lán)+綠光的二(8－羥基喹啉)乙酰丙酮合鋁Alq
文檔編號H01L51/56GK101060164SQ20071006188
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者劉旭光, 陳柳青, 許并社, 周禾豐, 韓培德, 許慧俠, 王 華, 卜維亮, 賈虎生 申請人:太原理工大學(xué)