CN102931355B

CN102931355B - Oled器件

Info

Publication number: CN102931355B
Application number: CN201210447338.2A
Authority: CN
Inventors: 李园利; 高昕伟; 唐凡
Original assignee: Sichuan CCO Display Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan CCO Display Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: CN102931355A

Abstract

本发明涉及一种OLED器件。本发明所述的OLED器件，包括基板、透明阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，所述透明阳极设置在基板上，空穴注入层设置在透明阳极上，空穴传输层设置在空穴注入层上，发光层设置在空穴传输层上，电子传输层设置在发光层上，电子注入层设置在电子传输层上，阴极设置在电子注入层上，其特征在于，所述空穴传输层为包括2～4层空穴传输层的多层结构。本发明的有益效果为，有效避免了载流子在界面处的堆积，平衡了载流子复合，将发光层限定在发光层，使磷光材料发挥了最佳的效果，从而满足采用磷光发光材料的OLED器件使用。本发明尤其适用于OLED。

Description

OLED器件

技术领域

本发明涉及一种OLED器件。

背景技术

美国Kodak公司在1987年的专利US4769292中首次提出“三明治”式的有机电致发光器件结构，引起了全球的关注；两年后，依旧是美国Kodak公司在专利US4885211中首次引入空穴传输层，揭示了OLED器件设计的关键所在，从此揭开了OLED的研究热潮。由于OLED具有自发光、全固态、宽视角、响应快等诸多优点而被认为在平板显示中有着巨大的应用前景，甚至被认为是继液晶(LCD)、等离子(PDP)之后的新一代平板显示产品和技术。为了避免发光中心偏向电极使器件发光淬灭，在简单的“三明治”式器件结构的基础上又引入了载流子注入层和传输层，并逐渐形成了目前较为常见的多层OLED器件结构。如附图1所示，基板1、置于基板上的ITO透明阳极2、置于ITO透明阳极上的空穴注入层(HIL)3、置于空穴注入层上的空穴传输层(HTL)4、置于空穴传输层上的发光层(EML)5、置于发光层上的电子传输层(ETL)6、置于电子传输层上的电子注入层(EIL)7以及置于电子注入层上的阴极8。为了提高器件的效率，发光层通常采用主/客体掺杂***。

但是OLED要在平板显示市场上占有优势，OLED的驱动电压、发光效率等仍需要进一步的改善。而提高OLED发光效率最有效的方法是直接研究和开发高效的磷光电致发光器件。

根据自旋统计，空穴和电子结合形成单重态和三重态激子的几率比为1∶3，即25%的激发分子将形成单重态，而75%的激发分子会形成三重态。由于选择定则的限制，荧光发光材料的三线态到基态的跃迁被禁止，只能依靠单线态跃迁发光，因而量子效率最高只可达25%；而磷光发光材料由于存在较强的自旋轨道耦合作用,使得选择定则在一定程度上解除，三重激发态T1到基态S0的光辐射跃迁几率增大，可同时利用单重态、三重态辐射发光，理论上量子效率可以达到100%，是荧光发光材料的4倍。由此可知，若在OLED器件中引入高效的磷光发光材料，并对器件结构进行合理设计，可以极大地提高器件的效率。

但是由于三线态磷光的辐射寿命比较长，使得三线态激子极易迁移至载流子传输层而引起传输层材料发光；另外，要获得高效率、低电压驱动的磷光OLED必须搭配性能优良的载流子注入和传输层，这些都对高效率的磷光OLED器件结构设计提出了更高的要求，目前的OLED器件还不具备支持高效率的磷光发光材料的结构。

发明内容

本发明所解决的问题，就是提出了一种能够支持磷光发光材料的高效率的OLED器件。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：OLED器件，包括基板、透明阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，所述透明阳极设置在基板上，空穴注入层设置在透明阳极上，空穴传输层设置在空穴注入层上，发光层设置在空穴传输层上，电子传输层设置在发光层上，电子注入层设置在电子传输层上，阴极设置在电子注入层上，其特征在于，所述空穴传输层为包括2～4层空穴传输层的多层结构。

具体的，所述空穴传输层为3层，包括第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层，所述第二空穴传输层设置在第一空穴传输层上，所述第三空穴传输层设置在第二空穴传输层上。

具体的，所述第一空穴传输层的厚度大于第二空穴传输层，第二空穴传输层的厚度大于第三空穴传输层。

具体的，所述空穴传输层厚度不大于60nm。

本发明的有益效果为，有效避免了载流子在界面处的堆积，平衡了载流子复合，并将发光层限定在发光层，因而使磷光材料发挥了最佳的效果，器件效率得到了有效地提高，从而满足采用磷光发光材料的OLED器件使用。

附图说明

图1为现有的OLED器件的结构示意图；

图2为本发明所述的OLED器件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案：

如图1所示，目前的OLED器件，包括基板1、透明阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子传输层6、电子注入层7和阴极8，其中透明阳极2设置在基板1上，空穴注入层3设置在透明阳极2上，空穴传输层4设置在空穴注入层3上，发光层5设置在空穴传输层上4，电子传输层6设置在发光层5上，电子注入层7设置在电子传输层6上，阴极8设置在电子注入层7上。

本发明克服现有技术所采用的主要技术方案，是通过对空穴传输层4的结构进行改进，将原来采用的单层空穴传输层改进为多层空穴传输层叠加的方式，通过实验，空穴传输层改进为2～4层能够有效避免载流子在界面处的堆积，平衡载流子复合，从而将发光层限定在发光层，从而使磷光发光材料发挥了最佳的效果。同时为了降低驱动电压，提高OLED器件效率，采用P型掺杂的空穴注入结构，多层的空穴传输层中需要具备承载P型掺杂注入结构形成的大量“自由空穴”并阻止注入的空穴被P型掺杂客体淬灭的一层，还需要具备传输注入的空穴载流子的一层，以及与发光层的能级匹配，并将激子限制于发光层中的一层。

本发明所述的发光层为磷光发光层，主要包含有非发射的主体材料和磷光发光材料，并且采用磷光发光材料掺杂非发射主体材料的方式，其中磷光发光材料的电子迁移率优于空穴迁移率，可以为但不限于红色磷光发光材料、绿色磷光发光材料、蓝色磷光发光材料、黄色磷光发光材料。为了达到比较理想的发光效果，磷光发光材料的掺杂浓度至少在0~12%。

在实际生产过程中为了配合新的可以支持高效率的磷光发光材料的结构，OLED面板的其他组成部分可以采用以下的方法：

基板采用在可见光区透光性较好的透明玻璃或者柔性基底，如聚酯类高分子化合物、聚烯类高分子化合物，并且具有一定的防氧防水能力和较好的表面平整性。

阳极采用具有良好的导电性、良好的化学及形态的稳定性、较高的功函数、并且在可见光区的透明度要高，通常采用透明导电氧化物（如ITO、ZnO、AZO(Al:ZnO)等）及金属（Ni、Au、Pt等）；更进一步的，阳极可搭配一些表面处理（如O₂等离子体或UV-臭氧处理）来提高其功函数。

采用的空穴注入层要求与阳极和相邻的空穴传输层的能级匹配度良好，可以为但不限于CuPc、TNATA、PEDOT。一种优选的方案为空穴注入层采用P型掺杂结构，将空穴传输材料掺杂氧化剂如SbCl₅、FeCl₃、碘、F4-TCNQ或TBAHA。当然还可以采用量子阱结构等其他任何可以提高空穴注入的结构。

发光层采用主客体掺杂结构，掺杂客体为磷光材料，并且采用的主体材料需具有电子迁移率和空穴迁移率，最好电子迁移率是空穴迁移率的至少十倍，其目的是为了更好的提高发光层的效率。

具有多层空穴传输层叠加构成的新的空穴传输层要求空穴迁移率至少为10-4cm²/(V·S)量级，并且具有高的热稳定性、能真空蒸镀形成无针孔的薄膜；可选取的空穴传输材料为成对偶联的二胺类化合物，如TPD、TAPC、NPB、β-NPB、α-NPD；三苯胺化合物，如TDAB、TDAPB、PTDATA、spiro-mTTB；或某些三芳胺聚合物、咔唑类化合物中的一种。

优选的是，所述空穴传输层的总厚度不超过60nm，最佳的空穴传输层的总厚度是35nm。空穴传输层的总厚度为每一层空穴传输层的厚度和，其不同的厚度主要影响的是每一层空穴传输层的特性发挥，经过实验证明，要实现较好的提高发光层效率，最好空穴传输层的总厚度不超过60nm。

采用的电子传输层要求具有较高的电子迁移率、较高的玻璃转变温度和热稳定性、并且可经由热蒸镀形成均匀、无微孔的薄膜，为噁唑衍生物、金属螯合物喹啉衍生物、喔啉衍生物、二氮蒽衍生物、二氮菲衍生物、含硅的杂环化合物中的一种。

电子注入层可以为氧化锂、氧化锂硼、硅氧化钾、碳酸铯或碱金属氟化物，如氟化锂、氟化钾、氟化铯中的一种。

阴极可以为低功函数的金属或金属合金，为锂、镁、铝、镁银合金、锂铝合金中的一种。

本发明所述的OLED器件的制备方法为：利用真空蒸镀的方法依次蒸镀各层即可，可供选择的方案为所述各层的蒸镀速率应控制在之间。

实施例：

如图2所示，本实施例中的OLED器件，包括基板1、透明阳极2、空穴注入层3、第一空穴传输层41、第二空穴传输层42、第三空穴传输层43、发光层5、电子传输层6、电子注入层7和阴极8，其中透明阳极2设置在基板1上，空穴注入层3设置在透明阳极2上，第一空穴传输层41设置在空穴注入层3上，第二空穴传输层42设置在第一空穴传输层41上，第三空穴传输层43设置在第二空穴传输层42上，发光层5设置在第三空穴传输层43上，电子传输层设置6在发光层5上，电子注入层7设置在电子传输层6上，阴极8设置在电子注入层7上。其中第一空穴传输层、第二空穴传输层、第三空穴传输层的空穴迁移率至少是10^-4cm²/(V·S)量级，并且第二空穴传输层的空穴迁移率优于或等于第一空穴传输层的空穴迁移率；第三空穴传输层的空穴迁移率低于或等于或高于第二空穴传输层的空穴迁移率。同时第一空穴传输层、第二空穴传输层、第三空穴传输层的最高已占分子轨道分布在所述空穴注入层和发光层的最高已占分子轨道之间。

采用三层空穴传输层的具体原理为：第一空穴传输层承载大量载流子，避免载流子在界面处累积；第二空穴传输层快速传递载流子；第三空穴传输层进行能级匹配，并且将发射层的激子限制在发光区，从而实现提高OLED器件的效率的目的，同时还具备的优点为可进一步延长OLED器件的寿命。经过实验证明，三层空穴传输层之间的厚度关系为：第一空穴传输层的厚度大于第二空穴传输层，第二空穴传输层的厚度大于第三空穴传输层时，能够更好的提高OLED器件的效率。

Claims

1.OLED器件，包括基板、透明阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，所述透明阳极设置在基板上，空穴注入层设置在透明阳极上，空穴传输层设置在空穴注入层上，发光层设置在空穴传输层上，电子传输层设置在发光层上，电子注入层设置在电子传输层上，阴极设置在电子注入层上，其特征在于，所述空穴传输层为包括2～4层空穴传输层的多层结构，所述发光层为磷光发光层，所述基板采用聚酯类高分子化合物或聚烯类高分子化合物，所述阳极采用透明导电氧化物或金属，所述空穴注入层采用P型掺杂结构，所述发光层采用掺杂客体为磷光材料的主客体掺杂结构，所述磷光发光层包括有非发射的主体材料和磷光发光材料，并且采用磷光发光材料掺杂非发射主体材料的方式，其中磷光发光材料的电子迁移率优于空穴迁移率，磷光发光材料的掺杂浓度大于0小于或等于12％。

2.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述空穴传输层为3层，包括第一空穴传输层、第二空穴传输层和第三空穴传输层，所述第二空穴传输层设置在第一空穴传输层上，所述第三空穴传输层设置在第二空穴传输层上。

3.根据权利要求2所述的OLED器件，其特征在于，所述第一空穴传输层的厚度大于第二空穴传输层，第二空穴传输层的厚度大于第三空穴传输层。

4.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述空穴传输层厚度不大于60nm。