CN102842678A

CN102842678A - 有机电致发光器件及其制作方法

Info

Publication number: CN102842678A
Application number: CN2011101679340A
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 王平; 钟铁涛; 黄辉
Original assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Current assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2012-12-26

Abstract

本发明涉及一种有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极导电基板、发光层及阴极，此外，该器件还包括设在阳极导电基板与发光层之间的用于降低空穴传输速率的混合层，混合层包括由空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合而成的多层子混合层，多层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比随靠近发光层的方向逐渐降低。该有机电致发光器件通过采用空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合形成混合层，能有效缓解空穴的传输能力，降低空穴传输速率，达到与载流子的传输速率平衡，使空穴电子尽量多的在发光层复合，从而提高整个有机电致发光器件的发光效率。此外，本发明还涉及一种有机电致发光器件的制作方法。

Description

有机电致发光器件及其制作方法

【技术领域】

本发明涉及电子器件相关技术领域，尤其涉及一种有机电致发光器件及其制作方法。

【背景技术】

有机电致发光器件(OLED)具有一些独特的优点：(1)OLED属于扩散型面光源，不需要像发光二极管(LED)一样通过额外的导光***来获得大面积的白光光源；(2)由于有机发光材料的多样性，OLED照明可根据需要设计所需颜色的光，目前无论是小分子OLED，还是聚合物有机发光二极管(PLED)都已获得了包含白光光谱在内的所有颜色的光；(3)OLED可在多种衬底如玻璃、陶瓷、金属、塑料等材料上制作，从而使得设计照明光源时更加自由；(4)采用制作OLED显示的方式制作OLED照明面板，可在照明的同时显示信息；(5)OLED在照明***中还可被用作可控色，允许使用者根据个人需要调节灯光氛围。

然而，由于OLED中空穴传输速率高于电子传输速率，这种不平衡的传输速率往往会造成激子复合区域不在发光层，因而影响OLED的发光效率。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种空穴和电子传输速率较为平衡的有机电致发光器件及其制作方法。

一种有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极导电基板、发光层及阴极，此外，该有机电致发光器件还包括设在所述阳极导电基板与所述发光层之间的用于降低空穴传输速率的混合层，所述混合层包括由空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合而成的多层子混合层，所述多层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比随靠近所述发光层的方向逐渐降低。

在优选的实施方式中，所述空穴传输材料为苯基吗啉、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺或4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺；所述电子传输材料为8-羟基喹啉铝、4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝、N-芳基苯并咪唑或4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。

在优选的实施方式中，所述多层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比的范围为6∶1～1∶6。

在优选的实施方式中，所述混合层包括3～6层子混合层。

在优选的实施方式中，所述阳极导电基板的厚度为100～150nm、所述混合层的厚度3～5nm、所述发光层的厚度为5～20nm、所述阴极的厚度为80～200nm。

在优选的实施方式中，所述混合层包括5层子混合层，所述5层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比依次为6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5；每层所述子混合层的厚度为1nm。

在优选的实施方式中，还包括依次形成在所述阳极导电基板与所述混合层之间的空穴注入层和空穴传输层，以及依次形成在所述发光层与所述阴极之间的电子传输层和电子注入层。

该有机电致发光器件通过采用空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合形成混合层，能有效缓解空穴的传输能力，降低空穴传输速率，达到与载流子的传输速率平衡，使空穴电子尽量多的在发光层复合，从而提高整个有机电致发光器件的发光效率。

一种上述有机电致发光器件的制作方法，包括如下步骤：

在导电基板上制备有机电致发光器件的阳极图形，形成阳极导电基板；

在所述阳极导电基板上依次沉积由空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合而成的子混合层，其中，多层所述子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比依次降低，多层所述子混合层构成混合层；

在所述混合层上依次沉积发光层和阴极，形成所述有机电致发光器件。

在优选的实施方式中，上述制作方法还包括在所述阳极导电基板与所述混合层之间依次沉积空穴注入层、空穴传输层，以及在所述发光层与所述阴极之间依次沉积电子传输层和电子注入层的步骤。

上述有机电致发光器件的制作方法，采用的材料廉价，制备工艺简单，易大面积制备，制得的有机电致发光器件发光效率显著提高。

【附图说明】

图1为一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图；

图2为混合层中空穴传输材料、电子传输材料的摩尔值随与发光层的距离的渐进式变化图；

图3为实施例1中有机电致发光器件的结构示意图；

图4为实施例1与对比例制得的有机电致发光器件的电流效率与电流密度对比图。

【具体实施方式】

下面主要结合附图及具体实施例对有机电致发光器件及其制作方法作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施方式的有机电致发光器件100包括：依次层叠的阳极导电基板110、混合层120、发光层130及阴极140。

阳极导电基板110为表面刻蚀有阳极图案的导电玻璃基板(如ITO玻璃基板)或有机PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜基板。阳极导电基板110的厚度为100～150nm。

混合层120包括由空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合而成的多层子混合层。如图2所示，每层子混合层内的空穴传输材料与电子传输材料的比例保持不变，多层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比随靠近发光层的方向逐渐降低。优选的，多层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比随靠近发光层的方向可以按6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5、1∶6的比例渐进式变化，此时，混合层包括6层子混合层。在其他优选的实施方式中，混合层还可以包括3～5层子混合层，每层子混合层相应的空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比范围在6∶1～1∶6之间即可。

混合层120中所用的空穴传输材料为苯基吗啉(NPB)、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺(TPD)或4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)。电子传输材料为8-羟基喹啉铝(Alq₃)、4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝(BAlq)、N-芳基苯并咪唑(TPBi)或4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(BPhen)。

本实施方式的混合层中每层子混合层的厚度为1nm。

发光层130可以为单层或多层结构，厚度为5～20nm。

阴极140采用导电性能良好的金属或合金材料，如铝、银、金和钙等金属中的至少一种。阴极140的厚度为80～200nm。

有机电致发光器件100通过采用空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合形成混合层，能有效缓解空穴的传输能力，降低空穴传输速率，达到与载流子的传输速率平衡，使空穴电子尽量多的在发光层复合，从而提高整个有机电致发光器件100的发光效率。

有机电致发光器件100的制作，可以按照如下步骤进行：

步骤一：在导电基板上制备有机电致发光器件的阳极图形，形成阳极导电基板110。

优选的，在进行阳极图形制备之前，还包括对导电基板进行前处理的步骤：洗洁精清洗→乙醇清洗→丙酮清洗→纯水清洗，均用超声波清洗机进行清洗，每次洗涤采用清洗5分钟，停止5分钟，分别重复3次的方法，然后再用烘箱烘干待用；对洗净后的导电基板再进行表面活化处理，以增加导电表面层的含氧量，提高导电层表面的功函数。

步骤二：在阳极导电基板110上依次沉积由空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合而成的子混合层，其中，多层所述子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比依次降低，多层所述子混合层构成混合层120。

优选的，采用真空蒸镀的方法，真空度为5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度3～5nm。

步骤三：在混合层120上依次沉积发光层130和阴极140，形成所述有机电致发光器件100。

优选的，发光层130和阴极140的沉积过程均采用真空蒸镀的方法。其中，发光层130的蒸镀过程中，真空度8×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度

单层蒸发厚度5～20nm；阴极140的蒸镀过程中，真空度7×10^-5Pa～5×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度为80～200nm。

该有机电致发光器件的制作方法，采用的材料廉价，制备工艺简单，易大面积制备，制得的有机电致发光器件发光效率显著提高。

在其他优选的实施方式中，有机电致发光器件还可以采用如下增强功能结构，包括依次层叠的阳极导电基板、空穴注入层、空穴传输层、混合层、发光层、电子传输层、电子注入层及阴极。

空穴注入层可以为MoO₃、WO₃、V₂O₅等空穴注入材料制作。制作过程采用真空蒸镀的方法，真空度7×10^-5Pa～5×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度为10～15nm。

空穴传输层可以采用苯基吗啉(NPB)、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺(TPD)、4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)或N，N′-二苯基-N，N′-(1-萘基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(α-NPD)等空穴传输材料制作。制作过程采用真空蒸镀的方法，真空度5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度40～60nm。

电子传输层可以采用8-羟基喹啉铝(Alq₃)、4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝(BAlq)、N-芳基苯并咪唑(TPBi)或4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(BPhen)等电子传输材料制作。制作过程采用真空蒸镀的方法，真空度5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度20～80nm。

电子注入层可以是厚度为1～2nm的CsF或liF层。制作过程采用真空蒸镀的方法，真空度7×10^-5Pa～5×10^-5Pa，蒸发速度蒸发厚度为1～2nm。以下为具体实施例与比较例部分：

实施例1：

请参图3

a)ITO玻璃基板210前处理：洗洁精清洗→乙醇清洗→丙酮清洗→纯水清洗，均用超声波清洗机进行清洗，每次洗涤采用清洗5分钟，停止5分钟，分别重复3次的方法，然后再用红外烘箱烘干待用；对洗净后的ITO玻璃基板210进行表面活化处理，以增加ITO表面层的含氧量，提高ITO表面的功函数。

ITO玻璃基板210厚度100nm。

b)空穴注入层220的制备：在ITO玻璃基板210上蒸镀一层厚度为10nm的MoO₃作为空穴注入层220。真空度5×10^-5Pa，蒸发速度

c)空穴传输层230的制备：用NPB作为空穴传输材料。真空度3×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度50nm。

d)混合层240的制备：混合层由NPB和Alq₃按渐次变化比例构成，摩尔比分别变为6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5。真空度3×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度5nm，其中，每种摩尔比例的子混合层的厚度为1nm。

e)发光层250的制备：主体材料采用TPBi，绿色客体采用Ir(ppy)₃，掺杂浓度1wt％。真空度3×10^-5Pa，蒸发速度

蒸发厚度10nm。

f)电子传输层260的制备：在发光层250上蒸镀一层Alq₃作为电子传输层260。真空度3×10^-5Pa，蒸发速度蒸发厚度40nm。

g)电子注入层270的制备：蒸镀一层厚度为1nm的LiF作为电子注入层270。真空度5×10^-5Pa，蒸发速度

h)置于电子注入层270上的金属阴极280，蒸镀制作厚度为100nm的铝电极作为阴极280。真空度5×10^-5Pa，蒸发速度

实施例2：实施例2与实施例1大体相同，其不同在于：实施例2中a)ITO玻璃基板的厚度为150nm；d)混合层采用TPD与BAlq按摩尔比6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5、1∶6混合构成，每层厚度1nm；e)中发光层厚度5nm；h)中阴极厚度200nm。

实施例3：实施例3与实施例1大体相同，其不同在于：实施例3中a)ITO玻璃基板的厚度为120nm；d)混合层采用TCTA与TPBi按摩尔比5∶2、1∶1、2∶5混合构成，每层厚度1nm；e)中发光层厚度20nm；h)中阴极厚度80nm。

实施例4：实施例4与实施例1大体相同，其不同在于：实施例4中a)ITO玻璃基板的厚度为110nm；d)混合层采用NPB与BPhen按摩尔比5∶2、4∶3、3∶4、2∶5混合构成，每层厚度1nm；e)中发光层厚度15nm；h)中阴极厚度120nm。

比较例：没有混合层240，其它同实施例1。

图4为实施例1和对比例制得的有机电致发光器件的电流效率与电流密度的对比曲线图，其中，曲线1和曲线2分别代表实施例1和对比例中的有机电致发光器件。表1为从图4中截取的一些坐标值数据，如下：

表1

结合图4和表1可以看出，实施例1中包含有用于降低空穴传输速率的混合层240的有机电致发光器件的发光效率显著高于对比例中的有机电致发光器件，实施例1的发光效率约为对比例的1.5倍。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极导电基板、发光层及阴极，其特征在于，还包括设在所述阳极导电基板与所述发光层之间的用于降低空穴传输速率的混合层，所述混合层包括由空穴传输材料与电子传输材料按渐进式比例混合而成的多层子混合层，所述多层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比随靠近所述发光层的方向逐渐降低。

2.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输材料为苯基吗啉、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺或4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺；所述电子传输材料为8-羟基喹啉铝、4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝、N-芳基苯并咪唑或4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。

3.如权利要求1或2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述多层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比范围为6∶1～1∶6。

4.如权利要求1或2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述混合层包括3～6层子混合层。

5.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述阳极导电基板厚度为：100～150nm，所述混合层厚度为：3～5nm，所述发光层厚度为：5～20nm及所述阴极的厚度为：80～200nm。

6.如权利要求1或5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述混合层包括5层子混合层，所述5层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比依次为6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5；每层所述子混合层的厚度为1nm。

7.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，还包括依次形成在所述阳极导电基板与所述混合层之间的空穴注入层和空穴传输层，以及依次形成在所述发光层与所述阴极之间的电子传输层和电子注入层。

8.一种有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，所述混合层包括5层子混合层，所述5层子混合层中空穴传输材料与电子传输材料的摩尔比依次为6∶1、5∶2、4∶3、3∶4、2∶5；每层所述子混合层的厚度为1nm。

10.如权利要求8或9所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于，还包括在所述阳极导电基板与所述混合层之间依次沉积空穴注入层、空穴传输层，以及在所述发光层与所述阴极之间依次沉积电子传输层和电子注入层的步骤。