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1. WO2021109207 - PREPARATION METHOD FOR GRAPHENE OXIDE THIN FILM, OLED DEVICE AND PREPARATIUON METHOD

Document

说明书

发明名称

技术领域

0001  

背景技术

0002   0003  

发明概述

技术问题

0004  

技术解决方案

0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022  

有益效果

0023  

附图说明

0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030  

本发明的实施方式

0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

页1 

说明书

发明名称 : 氧化石墨烯薄膜的制备方法、 OLED 器件及制备方法

技术领域

技术领域

[0001]
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种氧化石墨烯薄膜的制备方法、OLED器件及制备方法。

背景技术

背景技术

[0002]
随着OLED器件(Organic Light Emission Diode,有机电致发光器件),具有亮度高、材料选择范围宽、驱动电压低、全固化主动发光等特性,同时拥有高清晰、广视角,以及响应速度快等优势,是一种极具潜力的显示技术和光源,OLED器件的发光性能主要与功能层之间的能级匹配度相关。然而,传统的OLED器件的发光效率及稳定性较差,各功能层之间的亲和性不强,使得各功能层之间的能级匹配度较差,从而直接影响OLED器件的发光效率。
[0003]
综上所述,现有的OLED器件及制备方法,由于各功能层之间的亲和性不强,使得各功能层之间的能级匹配度较差,从而直接影响OLED器件的发光效率。

发明概述

技术问题

[0004]
现有的OLED器件及制备方法,由于各功能层之间的亲和性不强,使得各功能层之间的能级匹配度较差,从而直接影响OLED器件的发光效率。

技术解决方案

[0005]
第一方面,本申请实施例提供一种氧化石墨烯薄膜的制备方法,所述方法包括:
[0006]
S10,提供一初始浓度为特定浓度的氧化石墨烯水溶液,采用紫外光还原的方法将其初始浓度分散成第一浓度,制得第一氧化石墨烯溶液;
[0007]
S20,将所述第一氧化石墨烯溶液放到超声清洗仪中,并在第一温度下进行水浴震荡;
[0008]
S30,之后使用旋涂的方法将经过水浴震荡后的所述第一氧化石墨烯溶液涂布成氧化石墨烯薄膜;
[0009]
在所述的氧化石墨烯薄膜的制备方法中,所述S10中,所述第一浓度为所述初始浓度的0.06~0.2倍。
[0010]
在所述的氧化石墨烯薄膜的制备方法中,所述S20中,所述第一温度的范围为20~40℃,所述水浴震荡的时间范围为2~6h。
[0011]
第二方面,本申请实施例还提供一种OLED器件,包括层叠设置的基底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极,其中,所述空穴注入层为氧化石墨烯层,所述空穴传输层为N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、1,4-二(二苯胺基)联苯以及N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺中的任意一种。
[0012]
在所述的OLED器件中,所述氧化石墨烯层中使用的氧化石墨烯溶液的浓度范围为0.3~1mg/ml。
[0013]
第三方面,本申请实施例还提供一种OLED器件的制备方法,所述方法包括:
[0014]
S10,在清洗干净后的基底上采用磁控溅射的方法制备阳极得到阳极基板;
[0015]
S20,采用紫外光还原的方法调节氧化石墨烯溶液的浓度,之后使用旋涂方式在所述阳极基板上涂布所述氧化石墨烯溶液,经干燥处理后得到空穴注入层;
[0016]
S30,使用蒸镀工艺在所述空穴注入层依次沉积空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极。
[0017]
在所述的OLED器件的制备方法中,所述S20还包括:
[0018]
S201,提供一初始浓度为特定浓度的氧化石墨烯溶液,采用紫外光还原的方法调节所述氧化石墨烯溶液的浓度,制得第一氧化石墨烯溶液;
[0019]
S202,将所述第一氧化石墨烯溶液经超声清洗仪水浴震荡2-6h且超声过程控温20~40℃后涂布于所述阳极基板上,经干燥处理后得到空穴注入层。
[0020]
在所述的OLED器件的制备方法中,所述S201中,所述第一氧化石墨烯溶液的浓度范围为所述初始浓度的0.06~0.2倍。
[0021]
在所述的OLED器件的制备方法中,所述S30中,所述发光层的蒸镀速率在1~4Å/s之间,所述电子注入层的蒸镀速率在0.1~0.3Å/s之间,所述阴极的蒸镀速率在1~5Å/s之间。
[0022]
在所述的OLED器件的制备方法中,所述S30中,所述发光层的材料为三(8-羟基喹啉)铝,所述电子注入层的材料为LiF,所述阴极的材料为Al。

有益效果

[0023]
相较于现有技术,本申请提供的氧化石墨烯薄膜的制备方法、OLED器件及制备方法,分别选用不同浓度的氧化石墨烯溶液作为空穴注入层以及特定种类的空穴传输层,有利于空穴的注入与传输,进一步提升了OLED器件的发光效率。

附图说明

[0024]
图1为本申请实施例提供的氧化石墨烯薄膜的制备方法流程图。
[0025]
图2为本申请实施例OLED器件的结构示意图。
[0026]
图3为本申请实施例OLED器件的制备方法流程图。
[0027]
图3A-图3C为图3所述OLED器件的制备方法示意图。
[0028]
图4为以TPD作为空穴传输层而三种不同浓度氧化石墨烯作为空穴注入层的OLED器件的电致发光光谱图。
[0029]
图5为以TPD作为空穴传输层而三种不同浓度氧化石墨烯作为空穴注入层的OLED器件的电压亮度曲线图。
[0030]
图6为以0.5mg/mL氧化石墨烯作为空穴注入层而三种不同材质作为空穴传输层的OLED器件的电致发光光谱图。

本发明的实施方式

[0031]
本申请提供一种氧化石墨烯薄膜的制备方法、OLED器件及制备方法,为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
[0032]
如图1所示,为本申请实施例氧化石墨烯薄膜的制备方法流程图。其中,所述方法包括:
[0033]
S10,提供一初始浓度为特定浓度的氧化石墨烯水溶液,采用紫外光还原的方法将其初始浓度分散成第一浓度,制得第一氧化石墨烯溶液。
[0034]
具体的,所述S10还包括:
[0035]
首先,通过商业途径获取特定浓度的氧化石墨烯水溶液,所述特定浓度可以为5mg/ml。之后,采用紫外光还原的方法将氧化石墨烯溶液的初始浓度分散成第一浓度,制得第一氧化石墨烯溶液,所述第一浓度的浓度为所述初始浓度的0.06~0.2倍。优选地,当所述初始浓度设定为5mg/ml时,所述第一浓度的范围为0.3mg/ml~1mg/ml。优选地,分别将初始浓度的氧化石墨烯溶液分散为溶液浓度为0.3mg/ml的氧化石墨烯溶液A、溶液浓度为0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液B以及溶液浓度为1mg/ml的氧化石墨烯溶液C。
[0036]
S20,将所述第一氧化石墨烯溶液放到超声清洗仪中,并在第一温度下进行水浴震荡。
[0037]
具体的,所述S20还包括:
[0038]
之后将所述第一氧化石墨烯溶液放到超声清洗仪中,并在第一温度下进行水浴震荡;其中,所述第一温度的范围为20-40℃,所述水浴震荡的水浴时间范围为2~6h。优选地,所述第一氧化石墨烯溶液包括所述氧化石墨烯溶液A、所述氧化石墨烯溶液B以及所述氧化石墨烯溶液C。
[0039]
S30,之后使用旋涂的方法将经过水浴震荡后的所述第一氧化石墨烯溶液涂布成氧化石墨烯薄膜。
[0040]
具体的,所述S30还包括:
[0041]
最后,使用旋涂的方法将经过水浴震荡后的所述第一氧化石墨烯溶液涂布成氧化石墨烯薄膜。优选地,所述氧化石墨烯薄膜包括由所述氧化石墨烯溶液A制备的薄膜、由所述氧化石墨烯溶液B制备的薄膜以及由所述氧化石墨烯溶液C制备的薄膜。
[0042]
如图2所示,为本申请实施例OLED器件的结构示意图。其中,所述OLED器件10,包括层叠设置的基底11、阳极12、空穴注入层13、空穴传输层14、发光层15、电子传输层16、电子注入层17以及阴极18;所述空穴注入层13为氧化石墨烯层,所述空穴传输层14为N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)、1,4-二(二苯胺基)联苯(DDB)以及N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)中的任意一种。
[0043]
优选地,所述基底11为玻璃基底。
[0044]
具体地,所述阳极12优选为ITO(氧化铟锡)。
[0045]
具体地,所述氧化石墨烯层中的氧化石墨烯处于氧化状态时,会破坏石墨烯本身的sp 2杂化共轭,导致缺少了自由移动的π电子,其处于绝缘状态,同时能带间隙很宽,大约3.5eV以上;所述氧化石墨烯层中的氧化石墨烯处于还原状态时,可以在共轭区域产生自由移动的π电子,其处于导电状态;选用氧化石墨烯作为空穴注入层能有效提高空穴的注入速率,从而提高OLED器件的出光速率。
[0046]
具体地,所述氧化石墨烯层中使用的氧化石墨烯溶液的浓度范围为0.3mg/ml~1mg/ml。优选的,所述氧化石墨烯层中使用的氧化石墨烯溶液的浓度为0.3mg/ml 或者0.5mg/ml 或者1mg/ml。
[0047]
具体地,所述发光层15的材质优选为三(8-羟基喹啉)铝(Alq 3)。
[0048]
具体地,所述电子传输层16的材质优选为三(8-羟基喹啉)铝(Alq 3)。
[0049]
具体地,所述电子注入层的材料优选为LiF。
[0050]
具体地,所述阴极的材料优选为Al。
[0051]
本申请实施例所提供的OLED器件,以不同浓度的氧化石墨烯薄膜作为空穴注入层且采用特定的空穴传输层,极大地提高了OLED器件的电导率,进一步提升了OLED器件的发光效率。
[0052]
如图3所示,为本申请实施例OLED器件的制备方法流程图。其中,所述方法如下:
[0053]
S10,在清洗干净后的基底21上采用磁控溅射的方法制备阳极22得到阳极基板。
[0054]
具体的,所述S10还包括:
[0055]
首先,提供一基底21,所述基底21优选为玻璃基底;将所述基底21用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上后,干燥备用。之后,在所述基底21上采用磁控溅射制备阳极22,得到阳极基板。所述阳极22的材质为导电ITO玻璃,溅射速率为0.2nm/s。之后,将所述阳极基板进行去离子水冲洗,然后用温水润洗30~50min,烘干,最后在离子清洗机中清洗6~15min,这里利用等离子处理是为了增加ITO表面功函数可增加至4-8eV以上,并提高所述阳极基板与后续有机功能层之间的界面接触,如图3A所示。
[0056]
S20,采用紫外光还原的方法调节氧化石墨烯溶液的浓度,之后使用旋涂方式在所述阳极基板上涂布所述氧化石墨烯溶液,经干燥处理后得到空穴注入层23。
[0057]
具体的,所述S20还包括:
[0058]
首先,通过商业途径获取初始浓度为特定浓度的氧化石墨烯溶液,所述特定浓度可以为5mg/ml。之后,采用紫外光还原的方法将氧化石墨烯溶液的初始浓度分散成第一浓度,制得第一氧化石墨烯溶液,所述第一浓度的浓度为所述初始浓度的0.06~0.2倍。优选地,当所述初始浓度设定为5mg/ml时,所述第一浓度的范围为0.3mg/ml~1mg/ml。优选地,选取溶液浓度为0.3mg/ml的氧化石墨烯溶液A、溶液浓度为0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液B以及溶液浓度为1mg/ml的氧化石墨烯溶液C;之后分别将其放到超声清洗仪清洗仪水浴震荡2-6h,超声过程控温20-40℃。然后使用旋涂的方法将不同浓度的氧化石墨烯溶液(等量)分别涂布至三个所述阳极基板上,并制备三批此样品,经干燥处理后得到空穴注入层23,如图3B所示。
[0059]
S30,使用蒸镀工艺在所述空穴注入层23依次沉积空穴传输层24、发光层25、电子传输层26、电子注入层27以及阴极28。
[0060]
具体的,所述S30还包括:
[0061]
首先,将旋涂了氧化石墨烯的所述阳极基板固定在掩膜板上,转移到真空蒸镀腔室内,使用分子泵抽真空,待真空度低于4.0×10 -4 Pa ~6.5×10 -4 Pa时,在所述空穴注入层23上蒸镀空穴传输层24,所述空穴传输层24为N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)、1,4-二(二苯胺基)联苯(DDB)以及N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)中的任意一种。之后,在所述空穴传输层24上依次蒸镀发光层25、电子传输层26、电子注入层27以及阴极28。最终得到不同氧化石墨烯浓度以及对应于不同的空穴传输层的OLED器件,如图3C所示。
[0062]
其中,所述发光层25的蒸镀速率在1~4Å/s之间,所述发光层25的材料优选为三(8-羟基喹啉)铝(Alq 3);所述电子传输层26的材料优选为三(8-羟基喹啉)铝(Alq 3);所述电子注入层27的蒸镀速率在0.1~0.3Å/s之间,所述电子注入层的材料优选为LiF;所述阴极28的蒸镀速率在1~5Å/s之间,所述阴极28的材料优选为Al。
[0063]
优选地,本申请实施例实施例所提供的OLED器件的制备方法,得到了9种不同实施例的OLED器件。具体如下:
[0064]
OLED器件A 1包括以0.3mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)为材料制备的空穴传输层;OLED器件A 2包括以0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)为材料制备的空穴传输层;OLED器件A 3包括以1mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(TPD)为材料制备的空穴传输层。
[0065]
OLED器件B 1包括以0.3mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以1,4-二(二苯胺基)联苯(DDB)为材料制备的空穴传输层;OLED器件B 2包括以0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以1,4-二(二苯胺基)联苯(DDB)为材料制备的空穴传输层;OLED器件B 3包括以1mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以1,4-二(二苯胺基)联苯(DDB)为材料制备的空穴传输层。
[0066]
OLED器件C 1包括以0.3mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)为材料制备的空穴传输层;OLED器件C 2包括以0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)为材料制备的空穴传输层;OLED器件C 3包括以1mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)为材料制备的空穴传输层。
[0067]
如图4所示,为以TPD作为空穴传输层而三种不同浓度氧化石墨烯作为空穴注入层的OLED器件的电致发光光谱图;其中,横坐标为波长(wavelength,单位nm),纵坐标为强度(intensity,单位为吸光度absorbance unit,简写a.u.)。由图4可知,此OLED器件的发光层为Alq 3,不同浓度氧化石墨烯作为空穴注入层的OLED器件的电致发光光谱的峰位置都在502 nm左右。因此,氧化石墨烯溶液的浓度对Alq 3的电致发光峰没有太大的影响。
[0068]
如图5所示,为以TPD作为空穴传输层而三种不同浓度氧化石墨烯作为空穴注入层的OLED器件的电压亮度曲线图;其中,横坐标为电压(voltage,单位V),纵坐标为亮度(lumiance,单位为cd/m 2)。由图5可知,此OLED器件的发光层为Alq 3,在其他功能层不变的情况下,不同浓度氧化石墨烯作为空穴注入层的OLED器件的空穴注入能力不同,在电压小于或等于7V时,随着氧化石墨烯溶液的浓度增加,其发光能力增强。在电压大于7V左右时,0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液作为空穴注入层的OLED器件的空穴注入能力大于1mg/ml的氧化石墨烯溶液作为空穴注入层的OLED器件的空穴注入能力。当采用氧化石墨烯溶液的浓度为5mg/ml作为空穴注入层制备的OLED器件时,在电压在5~7V以后,亮度开始下降,因为器件的电流密度快速增加,可能是空穴注入能力增强引起的,但是电子注入水平没有得到提高,导致器件中的非辐射复合增加,OLED器件亮度下降。
[0069]
如图6所示,为以0.5mg/mL氧化石墨烯作为空穴注入层而三种不同材质作为空穴传输层的OLED器件的电致发光光谱图;其中,横坐标为波长(wavelength,单位nm),纵坐标为强度(intensity,单位为吸光度absorbance unit,简写a.u.)。由图6可知,此OLED器件的发光层为Alq 3,以0.5mg/mL为浓度的氧化石墨烯溶液作为空穴注入层,在其他功能层不变的情况下,不同材质的空穴传输层的OLED器件的空穴注入能力不同,其电荷传输性能为:NPB>TPD>DDB。
[0070]
综上所述,并结合图4~图6的实验结果可得出结论:以0.5mg/ml的氧化石墨烯溶液制备的空穴注入层以及以N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)为材料制备的空穴传输层的OLED器件B 2具有最佳发光效率。
[0071]
本申请实施例所提供的OLED器件及制备方法,综合比较了9种实施例的OLED器件中氧化石墨烯溶液的浓度以及空穴传输层的材质的选择对OLED器件发光效率的影响,有利于OLED器件在发光率上的提升。
[0072]
本申请实施例所提供的氧化石墨烯薄膜的制备方法、OLED器件及制备方法,分别选用不同浓度的氧化石墨烯溶液作为空穴注入层以及特定种类的空穴传输层,有利于空穴的注入与传输,进一步提升了OLED器件的发光效率。
[0073]
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本申请的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本申请所附的权利要求的保护范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种氧化石墨烯薄膜的制备方法,其中,所述方法包括: S10,提供一初始浓度为特定浓度的氧化石墨烯水溶液,采用紫外光还原的方法将其初始浓度分散成第一浓度,制得第一氧化石墨烯溶液; S20,将所述第一氧化石墨烯溶液放到超声清洗仪中,并在第一温度下进行水浴震荡; S30,之后使用旋涂的方法将经过水浴震荡后的所述第一氧化石墨烯溶液涂布成氧化石墨烯薄膜。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的氧化石墨烯薄膜的制备方法,其中,所述S10中,所述第一浓度为所述初始浓度的0.06~0.2倍。
[权利要求 3]
如权利要求1所述的氧化石墨烯薄膜的制备方法,其中,所述S20中,所述第一温度的范围为20~40℃,所述水浴震荡的时间范围为2~6h。
[权利要求 4]
一种OLED器件,包括层叠设置的基底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极,其中,所述空穴注入层为氧化石墨烯层,所述空穴传输层为N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、1,4-二(二苯胺基)联苯以及N,N′-二苯基-N,N′-二(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺中的任意一种。
[权利要求 5]
如权利要求4所述的OLED器件,其中,所述氧化石墨烯层中使用的氧化石墨烯溶液的浓度范围为0.3~1mg/ml。
[权利要求 6]
一种OLED器件的制备方法,其中,所述方法包括: S10,在清洗干净后的基底上采用磁控溅射的方法制备阳极得到阳极基板; S20,采用紫外光还原的方法调节氧化石墨烯溶液的浓度,之后使用旋涂方式在所述阳极基板上涂布所述氧化石墨烯溶液,经干燥处理后得到空穴注入层; S30,使用蒸镀工艺在所述空穴注入层依次沉积空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极。
[权利要求 7]
如权利要求6所述的OLED器件的制备方法,其中,所述S20还包括: S201,提供一初始浓度为特定浓度的氧化石墨烯溶液,采用紫外光还原的方法调节所述氧化石墨烯溶液的浓度,制得第一氧化石墨烯溶液; S202,将所述第一氧化石墨烯溶液经超声清洗仪水浴震荡2-6h且超声过程控温20~40℃后涂布于所述阳极基板上,经干燥处理后得到空穴注入层。
[权利要求 8]
如权利要求7所述的OLED器件的制备方法,其中,所述S201中,所述第一浓度为所述初始浓度的0.06~0.2倍。
[权利要求 9]
如权利要求6所述的OLED器件的制备方法,其中,所述S30中,所述发光层的蒸镀速率在1~4Å/s之间,所述电子注入层的蒸镀速率在0.1~0.3Å/s之间,所述阴极的蒸镀速率在1~5Å/s之间。
[权利要求 10]
如权利要求6所述的OLED器件的制备方法,其中,所述S30中,所述发光层的材料为三(8-羟基喹啉)铝,所述电子注入层的材料为LiF,所述阴极的材料为Al。

附图