电子注入层是一种用于有机发光二极管(OLED)的薄膜结构,在OLED工作时,需要将正电荷和负电荷向有机材料注入,这样才能够形成和维持电子空穴对。电子注入层就是将电子从电极引导到有机材料/电子传输层界面上的介质层。通常被称为电子传输层。
电子注入层在OLED的制作中起着非常重要的作用。为了形成有效的电子空穴对,必须保证在整个材料堆积中,电子在所需的正向电压下从阳极注入OLED。为了保证注入,必须通过电子注入层来调节材料堆积中的能级,以便使电子从阳极有效注入。
OLED中的电子注入层是一种比传统半导体器件更为复杂的薄膜结构。因为它是介于金属电极和有机薄膜之间的,所以增加了生产的难度。如果电子注入层的电学性能不好,就会影响整个OLED的电学性能,造成非常严重的后果。
常见的电子注入材料包括:聚四氢呋喃(poly(4-vinylphenyl ether)),聚苯胺(poly(aniline),THQ(Y)N),二甲苯、氟化铯和铯碳酸盐等。电子注入层的材料通常具有很高的导电性、透明性和化学稳定性。其中,导电性非常重要,因为它是可以使电子在阳极的输送过程中产生最小的电压降。
几种不同的材料可以用作OLED中的电子注入层。最初,使用了铝和镁等金属作为电极。在当时的电子注入材料中,阻抗是一个问题,很容易造成低注入效率和差效应。随着技术的发展,逐渐采用了更优异的注入材料,如铷化合物和含氟的物质,从而提高了注入效率并减小了电路中费用的成本。
共沉淀法是制备电子注入层的一种常用方法。该方法使用阳极材料作为反应物,与电子注入层材料一起进行共沉淀。通常,共沉淀过程需要通过连续 悬挂和过滤进行。随后,膜被旋转涂布到OLED衬底中进行制造。广义上讲,常见的电子注入层制备方法还包括吸附、化学加工、物理加工等方法。其中共沉淀法适用于更多类型的注入材料, 这使其成为一种非常流行的制备方法。
电子注入层在OLED中的作用至关重要,通过对传输的介质层的改变实现电子在阳极的输送,来实现整个OLED器件的运作。不同种类的电子注入材料具有不同的性质和优势,选用合适的电子注入材料是制造OLED的关键。使用典型制备方法,如共沉淀法来制备电子注入层是目前来讲较为成熟的方法之一。