CN104183713A

CN104183713A - 顶发射有机电致发光器件及其制备方法

Info

Publication number: CN104183713A
Application number: CN201310192353.1A
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 王平; 冯小明; 陈吉星
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: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-12-03

Abstract

本发明公开了一种顶发射有机电致发光装置及其制备方法。该顶发射有机电致发光装置包括依次层叠结合的基板、阳极层、有机功能层、PN结和阴极层，其中，有机功能层包括发光层，PN结的P型半导体层与所述阴极层层叠结合，所述PN结的N型半导体层与所述有机功能层层叠结合；其中，P型半导体层材料为酞菁化合物，N型半导体层材料为富勒烯材料。其制备方法包括在有机功能层外表面依次蒸镀PN结和阴极层的步骤。本发明顶发射有机电致发光装置发光效率高，启动电压低；其工序简单、条件易控，成品合格率高，有效提高了生产效率，降低了生产成本，适合产业化生产。

Description

顶发射有机电致发光器件及其制备方法

技术领域

本发明属于电光源技术领域，具体的说是涉及一种顶发射有机电致发光器件及其制备方法。

背景技术

有机电致发光器件（Organic Light Emission Diode，以下简称OLED）是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典型结构是在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层，发光层上方有一层低功函数的金属电极。

OLED的发光原理是基于在外加电场的作用下，电子从阴极注入到有机物的最低未占有分子轨道（LUMO），而空穴从阳极注入到有机物的最高占有轨道（HOMO）。电子和空穴在发光层相遇、复合、形成激子，激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光材料，并激发电子从基态跃迁到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放光能。

OLED具有发光效率高、材料选择范围宽、驱动电压低、全固化主动发光、轻、薄等优点，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，符合信息时代移动通信和信息显示的发展趋势，以及绿色照明技术的要求，因此，被业内人士认为是最有可能在未来的照明和显示器件市场上占据霸主地位的新一代器件。作为一项崭新的照明和显示技术，OLED技术在过去的十多年里发展迅猛，取得了巨大的成就。由于全球越来越多的照明和显示厂家纷纷投入研发，大大的推动了OLED的产业化进程，使得OLED产业的成长速度惊人，目前已经到达了大规模量产的前夜。

目前，OLED的发展十分迅速，为了扩大其应用领域和简化其制作工艺，研究者们开发了多种结构的OLED发光装置，例如顶发射发光装置，倒置型发光装置。目前应用于显示装置的OLED器件中，通常采用顶发射的结构，这是因为通常显示装置需要不透明的硅材料作为衬底，出光只能从顶部的阴极发射。而顶部阴极的材质通常是采用金属薄膜层，但该金属薄膜层的透过率只有60%～70%之间，从而影响了器件的出光效率。为了提高顶发射的结构OLED出光效率，目前采用的透明导电氧化物薄膜替代金属薄膜层。如ITO具有高达80%以上的透过率，其导电性能也非常优异，但是该导电氧化物薄膜的功函高，如ITO薄膜的功函高达4.7eV，作为阴极时，其功函过高而导致电子注入困难，使器件的发光效率很低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种能有效解决电子注入困难，且发光效率高的顶发射有机电致发光装置。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单的顶发射有机电致发光装置制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种顶发射有机电致发光装置，包括依次层叠结合的基板、阳极层、有机功能层和阴极层，所述有机功能层包括发光层，所述顶发射有机电致发光装置还包层叠结合在所述阴极层与有机功能层之间的PN结，所述PN结的P型半导体层与所述阴极层层叠结合，所述PN结的N型半导体层与所述有机功能层层叠结合；其中，所述P型半导体层材料为酞菁化合物，所述N型半导体层材料为富勒烯材料。

以及，上述顶发射有机电致发光装置的制备方法，包括如下步骤：

在真空镀膜***中，将富勒烯材料蒸镀在有机功能层外表面制备N型半导体层；

在真空镀膜***中，将酞菁化合物蒸镀在所述N型半导体层外表面制备P型半导体层，所述P型半导体层与所述N型半导体层形成PN结；

在真空体系中，将透明导电氧化物磁控溅射在所述PN结外表面制备阴极层。

上述顶发射有机电致发光装置在有机功能层与阴极层之间设置PN结层，当在外部电场的作用下，在该PN结层的界面形成电荷分离，并使空穴向阴极层移动，电子向有机功能层移动，使电子注入有机功能层中并到达发光层激发发光材料发光，从而有效解决了作为发光面的阴极因功函高而导致电子注入困难的技术问题，并赋予该顶发射有机电致发光装置高的发光效率。在PN结中，采用富勒烯材料制备N型半导体层的稳定性高，与P型半导体层结合牢固，不容易产生分相的现象，且赋予该PN结优异的空穴-电子分离效果。

上述顶发射有机电致发光装置的制备方法通过蒸镀方法在有机功能层外表面依次制备N型半导体层和P型半导体层构成PN结，其工序简单、条件易控，成品合格率高，有效提高了生产效率，降低了生产成本，适合产业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例顶发射有机电致发光装置结构示意图；

图2为本发明实施例顶发射有机电致发光装置另一优选结构示意图；

图3为本发明实施例顶发射有机电致发光装置制备方法的流程示意图；

图4为实施例1制备的顶发射有机电致发光装置与对比实例1制作的器件的电压-电流密度特性曲线图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种能有效解决电子注入困难，且发光效率高的顶发射有机电致发光装置，其结构如图1至图2所示。该有机电致发光装置包括依次层叠结合的基板1、阳极层2、有机功能层3、PN结4和阴极层6。

具体地，上述基板1的材料为透光玻璃、透明聚合物薄膜材料等，如以聚合物薄膜材料基底制备的柔性顶发射OLED装置。当然，基板1的材料还可采用本领域其他材料进行替代。基板1的厚度也可以采用本领域常用的厚度或者根据应用的要求进行灵活选用。

上述阳极层2材质可以选用金属，如Ag、Au、Cu、Ni、Pt等中的一种或两种以上的合金。阳极层2的厚度可以但不仅仅为70～200nm。当然，阳极层2还可以是本领域公知的其他阳极材料，其厚度也可以采用本领域常用的厚度。

上述有机功能层3包括依次层叠结合的空穴传输层31、发光层32、电子传输层33，且空穴传输层31与阳极层2的与衬底层1相结合面相对的表面层叠结合，电子传输层33与PN结4的与阴极层6相结合面相对的表面层叠结合即是与PN结4的N型半导体层41层叠结合，如图1所示。

在具体实施例中，该有机功能层3中的空穴传输层31所选用的材料可以是4,4',4''-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺(2-TNATA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)、4,4',4''-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、4,4',4''-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)中的至少一种。其厚度在20～60nm之间。当然，空穴传输层31还可以是本领域公知的其他空穴传输材料，其厚度也可以采用本领域常用的厚度。

在具体实施例中，该有机功能层3中的发光层32所选用的材料可以是客体材料与主体材料掺杂混合物或者磷光材料。该发光层32厚度为1～20nm。当然，该发光层32材料还可以是本领域公知的其他发光材料，其厚度也可以采用本领域常用的厚度。

当发光层32材料为客体材料与主体材料掺杂混合物时，客体材料与主体材料的质量比为1～10：100。其中，客体材料为发光材料，其包括4-(二腈甲基)-2-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃（DCJTB）、双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱（FIrpic）、双(4,6-二氟苯基吡啶)-四(1-吡唑基)硼酸合铱（FIr6）、二(2-甲基-二苯基[f,h]喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱（Ir(MDQ)2(acac)）、三(1-苯基-异喹啉)合铱（Ir(piq)3）、三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)中的至少一种。主体材料包括4,4'-二(9-咔唑)联苯（CBP）、8-羟基喹啉铝（Alq3）、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯（TPBi）、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺（NPB）中的至少一种。

当发光层32材料为磷光材料时，该磷光材料为4,4'-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1'-联苯（DPVBi）、4,4'-双[4-(二对甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯（DPAVBi）、5,6,11,12-四苯基萘并萘（Rubrene）中至少一种。

在具体实施例中，该有机功能层3中的电子传输层33所选用的材料可以是2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基)苯基-1,3,4-噁二唑（PBD）、4,7-二苯基-邻菲咯啉（Bphen）、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯（TPBi）、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲（BCP）、1,2,4-***衍生物（TAZ）中至少一种。该电子传输层33厚度为20～60nm。当然，电子传输层33材料还可以是本领域公知的其他电子传输材料，其厚度也可以采用本领域常用的厚度。

在进一步优选实施例中，在如图1、2所示的有机功能层3的基础上，上述有机功能层3还可以包括空穴注入层（图1、2未显示）等功能层。该空穴注入层层叠结合在阳极层2与空穴传输层31之间。

具体地，空穴注入层所选用的材料可以是空穴注入材料，如WO₃、V₂O₅、或MoO₃中的至少一种，或者WO₃、V₂O₅或MoO₃中的至少一种与N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺（NPB）的复配物，其中，WO₃、V₂O₅或MoO₃优选但不仅仅占该复配物总重量的30wt%。当然，该空穴注入层所选用的材料可以是本领域公知的其他材料。空穴注入层的厚度也可按照本领域常规的厚度进行设置。该空穴注入层的设置，能有效增强其与阳极层2间的欧姆接触，加强了导电性能，提高阳极层2端的空穴注入能力。

在进一步优选实施例中，在如图1、2所示的有机功能层3的基础上，上述有机功能层3还可以设置电子阻挡层和空穴阻挡层（图1、2未显示），其中，该电子阻挡层层叠结合在空穴传输层31与发光层32之间，空穴阻挡层层叠结合在发光层32与电子传输层33之间。该电子阻挡层与空穴阻挡层的设置，能分别将电子和空穴尽可能的截留在发光层32中，以提高空穴与电子在发光层32中相遇机率，以提高两者复合而形成的激子量，并将激子能量传递给发光材料，从而激发发光材料的电子从基态跃迁到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放光能，以达到增强发光层32的发光强度的目的。如电子阻挡层能将从阴极层6注入的电子尽可能的截留在发光层32中，空穴阻挡层能将从阳极层2注入的空穴尽可能的截留在发光层32中。

具体地，该电子阻挡层所选用的材料可以但不仅仅为N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、1,1-二[4-[N,N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)等材料。空穴阻挡层所选用的材料可以但不仅仅为TPBi、Bphen或/和BAlq等。

当然，该电子阻挡层和空穴阻挡层也可以根据实际需要择一设置。

上述PN结4的设置，当在外部电场的作用下，在PN结层4的界面形成电荷分离，使空穴向阴极层6移动，电子向有机功能层3移动，使电子注入有机功能层3中并到达发光层32激发发光材料发光，从而有效解决了作为发光面的阴极因功函高而导致电子注入困难的技术问题。因此，PN结4的设置使得本发明实施例顶发射有机电致发光装置具有高的发光率，同时，由于PN结4降低了电子注入难度，因此，有效降低了本发明顶发射有机电致发光装置的启动电压。该PN结4由互相层叠结合的N型半导体层41与P型半导体层42构成，且N型半导体层41与有机功能层3层叠结合，P型半导体层42与阴极层6层叠结合。

在具体实施例中，该PN结4中的N型半导体层41材料为富勒烯材料。该富勒烯材料优选为碳60和/或碳70。该优选的富勒烯材料可以用真空镀膜工艺制备层膜，具有优异的稳定性，使得N型半导体层41与P型半导体层42结合牢固，不容易产生分相的现象。在优选实施例中，N型半导体层41的厚度为1nm～20nm。在此厚度范围内，分离的载流子能够进行有效的传输，避免长距离迁移引起的载流子淬灭现象。

该PN结4中的P型半导体层42材料为酞菁化合物。该酞菁化合物优选为酞菁铜（CuPc）、酞菁锌（ZnPc）、酞菁氧钒（VOPc）、酞菁氧钛(TiOPc)，酞菁铂（PtPc）中的至少一种。在优选实施例中，P型半导体层42的厚度为1nm～20nm。在此厚度范围内，分离的载流子能够进行有效的传输，避免长距离迁移引起的载流子淬灭现象。

在进一步优选实施例中，在上述各实施例中的顶发射有机电致发光装置还包括金属氧化物层5，该金属氧化物层5层叠结合在PN结4与阴极层6之间，具体的是层叠结合在PN结4的P型半导体层42与阴极层6之间，如图2所示。该金属氧化物层5的设置，能使得在制备该顶发射有机电致发光装置的阴极层6时，能有效保护PN结4中的P型半导体层42材料酞菁化合物不被破坏，起到保护性的缓冲作用。为了更好的保护P型半导体层42材料酞菁化合物不被破坏，具体地，该金属氧化物层材料为MoO₃、ReO₃、WO₃、V₂O₅、Sb₂O₃中的至少一种。

作为优选实施例，该金属氧化物层5的厚度为1nm～5nm。该优选厚度的金属氧化物层5既能保证P型半导体层42材料酞菁化合物不被破坏，又不会影响光的透过率。

上述阴极层6所选用的阴极材料为透明导电氧化物。该透明导电氧化物优选为锡氧化物薄膜（ITO）、铟锌氧化物（IZO）、铝锌氧化物（AZO）、镓锌氧化物（GZO）中的至少一种。该优选的透明导电氧化物具有优异的光透过率，能有效提高该顶发射有机电致发光装置的出光率，另外，该优选的透明导电氧化物导电性能优异。该阴极层6厚度优选为50～100nm。

由上述可知，上述顶发射有机电致发光装置在有机功能层3与阴极层6之间设置PN结层4，当在外部电场的作用下，在PN结层4的界面形成电荷分离，使空穴向阴极层6移动，电子向有机功能层3移动，使电子注入有机功能层3中并到达发光层32激发发光材料发光，从而有效解决了作为发光面的阴极因功函高而导致电子注入困难的技术问题，提高了该顶发射有机电致发光装置高的发光率。同时，有效降低了本发明实施例顶发射有机电致发光装置的启动电压。在PN结层4与阴极层6之间设置金属氧化物层5能有效对PN结层4起到保护作用，保证了PN结层4性能稳定，延长了该顶发射有机电致发光装置的使用寿命。

相应地，本发明实施例还提供了上文顶发射有机电致发光装置的一种制备方法。该方法工艺流程图如图3所以示，同时参见图1～2，该方法包括如下步骤：

S01.提供基板1；

S02.制备阳极层2：在步骤S01的基板1一表面镀阳极层2；

S03.制备有机功能层3：在步骤S02制备阳极层2的与透光衬底层1相结合面相对的表面依次有机功能层3的各功能层，形成有机功能层3；

S04.制备PN结4：

在真空镀膜***中，将富勒烯材料蒸镀在有机功能层3外表面制备N型半导体层41；

在真空镀膜***中，将酞菁化合物蒸镀在N型半导体层41外表面制备P型半导体层42，该P型半导体层42与N型半导体层41形成PN结4；

S05.制备阴极层6：在真空体系中，将透明导电氧化物磁控溅射在步骤S04制备的PN结4外表面制备阴极层6。

具体地，上述S01步骤中，基板1的结构、材料及规格如上文所述，为了篇幅，在此不再赘述。另外，在该S01步骤中，还包括对基板1的前期处理步骤，如清洗去污的步骤，具体清洗去污的步骤如下文实施例1的步骤1。

上述步骤S02中，将基板1置于真空镀膜***中在基板1表面蒸镀阳极层2，其蒸镀条件采用本领域常规的工艺条件即可。其中，蒸镀阳极层2所用的阳极材料和制备得到的阳极层2的厚度均如上文所述，在此不再赘述。蒸阳极层2时，金属的蒸镀速度优选为0.2～2nm/s，真空沉积成膜的工作压强为1×10^-5～1×10^-3Pa。当然，制备阳极层2的工艺条件也可以按照现有工艺参数设定进行。

优选地，在进行下述步骤S03之前，还包括对步骤S02中的阳极层2进行等离子处理：将该镀有阳极层2的基板1置于等离子处理室中，进行等离子处理。该等离子处理条件采用本领域常规的工艺条件即可。经等离子处理后阳极层2能有效的提高阳极功函数，降低空穴的注入势垒。

上述步骤S03中，当有机功能层3如上文所述，其包括依次层叠结合的空穴传输层31、发光层32、电子传输层33时，因此制备有机功能层3的方法是在阳极层2外表面依次蒸镀空穴传输层31、发光层32、电子传输层33；

当有机功能层3如上文所述，其包括依次层叠结合的空穴注入层、空穴传输层31、发光层32、电子传输层33，或者包括依次层叠结合的空穴注入层、空穴传输层31、电子阻挡层、发光层32、空穴阻挡层、电子传输层33时，制备有机功能层3的方法是在阳极层2外表面依次蒸镀空穴注入层、空穴传输层31、发光层32、电子传输层33，或者依次蒸镀空穴注入层、空穴传输层31、电子阻挡层、发光层32、空穴阻挡层、电子传输层33，形成有机功能层3。

其中，镀该各层所选用的材料以及厚度均匀如上文所述。蒸镀各层所涉及到工艺条件优选为真空沉积成膜的工作压强为1×10^-5～1×10^-3Pa，有机材料的蒸发速度为0.01～1nm/s。当然，制备有机功能层3各层工艺条件也可以按照现有工艺参数设定进行。

上述步骤S04中，富勒烯材料和酞菁化合物优选的种类、N型半导体层41和P型半导体层42的优选的厚度均如上文所述，在此不再赘述。

优选地，蒸镀N型半导体层41和P型半导体层42所涉及到工艺条件优选为真空沉积成膜的工作压强为1×10^-5～1×10^-3Pa，富勒烯材料的蒸发速度为0.1～1nm/s，酞菁化合物的蒸发速度为0.01～1nm/s。

上述步骤S05中，透明导电氧化物和阴极层6厚度均如上文所述，在此不再赘述。优选地，溅射透明导电氧化物成阴极层6的溅射工艺条件为本底真空度为1×10^-5～1×10^-3Pa，磁控溅射的蒸发速度为0.2～2nm/s。当然，制备阴极层6的工艺条件也可以按照现有工艺参数设定进行。

进一步地，当本发明实施例顶发射有机电致发光装置如图2所示的还层叠结合有金属氧化物层5时，在步骤S04与S05之间，还包括制备金属氧化物层5的步骤：

在真空镀膜***中，将金属氧化物蒸镀在PN结4外表面制备金属氧化物层5；其中，该金属氧化物如上文所述，优选为金属氧化物层材料为MoO₃、ReO₃、WO₃、V₂O₅、Sb₂O₃中的至少一种。

具体地，蒸镀金属氧化物层5的真空沉积成膜的工作压强为1×10^-5～1×10^-3Pa，蒸发速度为0.1～1nm/s，当然，制备金属氧化物层5的工艺条件也可以按照现有工艺参数设定进行。

由上述可知，上述顶发射有机电致发光装置的制备方法通过蒸镀和溅射方法在阳极层2外表面依次分别制备有机功能层3、PN结4以及阴极层6或者金属氧化物层5和阴极层6，其工序简单、条件易控，成品合格率高，有效提高了生产效率，降低了生产成本，适合产业化生产。

现结合具体实例，对本发明实施例顶发射有机电致发光器件及其制备方法进行进一步详细说明。

实施例1

一种顶发射有机电致发光装置，其结构为：玻璃基板/Ag(100nm)/NPB(30nm)/(Ir(ppy)₃:CBP(10%,10nm)/Bphen(30nm)/C60(1nm)/ZnPc(5nm)/WO₃(1nm)/ITO(100nm)。

该有机电致发光装置制备方法包括以下步骤：

1）玻璃基板前处理：去离子水清洗→异丙醇清洗→丙酮清洗，均用超声波清洗机进行清洗，时间为20分钟，然后用氮气吹干；

2）阳极层的制备：在真空镀膜***中，在基板蒸镀制备金属Ag层作为阳极层，其厚度为100nm，真空镀膜***的真空度为5×10^-4Pa；

3）有机功能层的制备：在真空镀膜***中，在步骤2）制备的阳极层表面依次蒸镀空穴传输层，发光层，电子传输层；真空镀膜***的真空度为5×10^-4Pa；

4）PN结的制备：在真空度为5×10^-4Pa的真空镀膜***中，通过热蒸发技术，依次在有机功能层外表蒸镀N型半导体层和P型半导体层；其中，蒸镀N型半导体层的材料为C60，蒸发速度为0.2nm/s；蒸镀P型半导体层的材料为ZnPc，蒸发速度为0.2nm/s；

5）金属氧化物层的制备：在真空度为5×10^-4Pa的真空镀膜***中，通过热蒸发技术，在PN结外表蒸镀WO₃形成金属氧化物层5；WO₃的蒸发速度为0.5nm/s；

6）阴极层的制备：在真空体系中，将透明导电氧化物ITO磁控溅射在金属氧化物层外表面形成阴极层6。

实施例2

一种顶发射有机电致发光装置，其结构为：玻璃基板/Cu(70nm)/2-TNATA(60nm)/Ir(piq)₃:NPB(8%,20nm)/TPBi(60nm)/C70(5nm)/CuPc(2nm)/MoO₃(5nm)/AZO(70nm)。

其制备方法同实施例1。

实施例3

一种顶发射有机电致发光装置，其结构为：玻璃基板/Au(200nm)/m-MTDATA(20nm)/DCJTB:Alq₃(1%,1nm)/PBD(20nm)/C60:C70(40:60,15nm)/VOPc(10nm)/ReO₃(2nm)/GZO(200nm)。

其制备方法同实施例1，其中N型层材质为C60和C70的混合物，两者各占质量百分比40：60，厚度为15nm。

实施例4

一种顶发射有机电致发光装置，其结构为：玻璃基板/Pt(70nm)/TPD(40nm)/Rubrene(10nm)/BCP(30nm)/C60:C70(20:80,20nm)/TiOPc(20nm)/V₂O₅(1nm)/IZO(100nm)。

其制备方法同实施例1，其中N型层材质为C60和C70的混合物，两者各占质量百分比20:80，厚度为20nm。

实施例5

一种顶发射有机电致发光装置，其结构为：玻璃基板/Ni(100nm)/TCTA(35nm)/DPVBi(10nm)/TAZ(30nm)/C60:C70(50:50,10nm)/PtPc(15nm)/Sb₂O₃(1nm)/IZO(100nm)。

其制备方法同实施例1，其中N型层材质为C60和C70的混合物，两者各占质量百分比50:50，厚度为10nm。

对比实例1

一种顶发射有机电致发光装置，其结构为：玻璃基板/Ag(100nm)/NPB(30nm)/(Ir(ppy)₃:CBP(10%,10nm)/Bphen(30nm)/ITO(100nm)。

其制备工艺同实施例1，但是在阴极与有机发光功能层之间不采用pn结层，其余同实施例1。

有机电致发光装置进行相关性能测试

将上述实施例1至实施例5和对比实例1制备的顶发射有机电致发光装置进行启动电压和发光效率等性能进行测试，各项性能测试方法按照现有公知的方法进行，测试结果如下述表1：

表1

从表1中可以看出，本发明实施例制备的顶发射有机电致发光装置与普通的发光器件相比，由于电子的注入势垒降低，因此可以提高电子的注入效率，从而获得较低的启动电压和光效。另外，由于本发明实施例顶发射有机电致发光装置还在PN结与透明导电氧化物薄膜阴极层之间设置了一个金属氧化物层作为缓冲层，避免了溅射薄膜对PN结中有机层的破坏，进一步提高了顶发射有机电致发光装置的光效。

将上述实施例1与对比实例1进行电压-电流密度特性测试，测试结果如图4所示。由图可看出，在相同的驱动电压下，由于实施例1的电子注入更加容易，而对比实例1的电子注入困难，因此在相同的驱动电压相比，实施例1具有更高的注入电流。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种顶发射有机电致发光装置，包括依次层叠结合的基板、阳极层、有机功能层和阴极层，所述有机功能层包括发光层，其特征在于：还包层叠结合在所述阴极层与有机功能层之间的PN结，所述PN结的P型半导体层与所述阴极层层叠结合，所述PN结的N型半导体层与所述有机功能层层叠结合；其中，所述P型半导体层材料为酞菁化合物，所述N型半导体层材料为富勒烯材料。

2.如权利要求1所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：所述酞菁化合物为酞菁铜、酞菁锌、酞菁氧钒、酞菁氧钛、酞菁铂中的至少一种。

3.如权利要求1所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：所述富勒烯材料为碳60和/或碳70。

4.如权利要求1～3任一所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：所述P型半导体层的厚度为1nm～20nm。

5.如权利要求1～3任一所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：所述N型半导体层的厚度为1nm～20nm。

6.如权利要求1～3任一所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：还包括金属氧化物层，所述金属氧化物层层叠结合在PN结与阴极层之间；其中，所述金属氧化物层材料为MoO₃、ReO₃、WO₃、V₂O₅、Sb₂O₃中的至少一种。

7.一种顶发射有机电致发光装置的制备方法，包括如下步骤：

8.如权利要求7或8所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：所述酞菁化合物为酞菁铜、酞菁锌、酞菁氧钒、酞菁氧钛、酞菁铂中的至少一种。

9.如权利要求7或8所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：所述富勒烯材料为碳60和/或碳70。

10.如权利要求7或8所述的顶发射有机电致发光装置，其特征在于：在制备PN结的步骤与制备阴极层的步骤之间，还包括制备金属氧化物层的步骤：在真空镀膜***中，将金属氧化物蒸镀在PN结外表面形成金属氧化物层；其中，所述金属氧化物为MoO₃、ReO₃、WO₃、V₂O₅、Sb₂O₃中的至少一种。