CN107359265B - 有机发光器件及其光取出组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机发光器件及其光取出组件。该有机发光器件设有阴极，其采用的光取出组件包括：沉积于所述阴极之上的第一光取出层，其材质包括球形分子材料；沉积于所述第一光取出层之上的第二光取出层，其材质包括平面形有机分子与无机金属氧化物；沉积于所述第二光取出层之上的第三光取出层，其材质包括无机金属氧化物。本发明的光取出组件能够同时提高和优化OLED出光率和器件寿命。

Description

有机发光器件及其光取出组件

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及有机发光器件及其光取出组件。

背景技术

有机发光器件即有机发光二极管(OLED)，由于具有主动发光、视角宽、响应速度快、重量轻、颜色可调、可柔性等优点，在显示、照明等领域有着广阔的应用前景而受到人们的广泛关注。衡量有机发光二极管发光性能的参数主要有：外量子效率，电流效率，驱动电压，器件寿命，和色纯度，其中，电流效率与外量子效率成正比。如何提高器件的外量子效率是改善有机发光二级管发光性能的关键。

有机发光二极管的外量子效率(ηext)是指出射到器件外部的光子总数与注入的电子空穴对数之比，是衡量OLED发光性能的重要参数之一，可以用公式η_ext＝γ·γ_st·q·χ表示。其中，光输出耦合因子χ是影响ηext的一个重要参量，在传统OLED中，出射到器件外部的光只有20％，另外30％的光以基底波导模式和50％的光以ITO/有机层波导模式损失掉。因此，如何最大程度地提高光取出，增加透射光是OLED的研究重点。

目前，可以有效提高光取出的方法主要有以下几种：微透镜技术，形状化基底，光子晶体和微腔共振等技术。其中，前三种方法由于生产成本太高，实验条件难控等原因并没有实现量产。微腔共振是相对比较成熟的量产技术，多应用于顶发射器件，光从半透明的顶部电极发出。在实际的量产工艺中，顶发射的微腔结构器件还会在半透明的顶部电极上面通过蒸镀的方法形成一层有机膜作为光取出层，由此减少光发射，增加光透过率。这层有机膜大多是由平面型的有机分子形成，单独采用平面型有机分子结构的有机材料作为光取出层对于提升OLED光取出效率是有限的。另有现有技术提出使用C60或者C70球形分子作为光取出层，利用自身分子的堆积方式形成微纳结构，减少全反射，增加光取出。这种方法虽然能够在一定程度上提高OLED出光效率，但是由于球形分子的堆积无法形成致密的薄膜，其OLED出光效率的提高程度有限，且影响了OLED器件寿命。

发明内容

基于此，有必要针提供一种更进一步提高OLED出光效率，并且结构致密，能够延长OLED寿命的有机发光器件的光取出组件。

一种有机发光器件的光取出组件，该有机发光器件设有阴极，包括：

沉积于所述阴极之上的第一光取出层，其材质包括球形分子材料；

沉积于所述第一光取出层之上的第二光取出层，其材质包括平面形有机分子与折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物；

沉积于所述第二光取出层之上的第三光取出层，其材质包括折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物。所述第二光取出层和第三光取出层中的折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物的具体化合物种类选择可相同，也可不同。

在其中一个实施例中，所述第二光取出层中，所述折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物的掺杂比例为10％～90％(重量比)。

在其中一个实施例中，所述平面形有机分子为NPB、TAPC、TPBI、BCP、TCTA或mCP中的一种或几种的组合。

在其中一个实施例中，所述折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物为MoO₃、WO₃、V₂O₅中的一种或几种的组合。所述第二光取出层和第三光取出层中的折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物均可独立的任选自上述MoO₃、WO₃、V₂O₅中的一种或几种的组合。

在其中一个实施例中，所述球形分子材料为C60和/或C70。

在其中一个实施例中，所述第一光取出层的厚度为10-15nm；所述第二光取出层的厚度为20-30nm；所述第三光取出层的厚度为10-20nm。

本发明还提供一种有机发光器件，以所述的光取出组件作为光取出组件。

在其中一个实施例中，该有机发光器件包括：

设置有阳极的基板；

沉积于所述基板之上的空穴注入层；

沉积于所述空穴注入层之上的空穴传输层；

沉积于所述空穴传输层之上的发光层；

沉积于所述发光层之上的电子传输层；

沉积于所述电子传输层之上的阴极；

沉积于所述阴极之上的所述的光取出组件。

在其中一个实施例中，所述空穴注入层的材质为MoO₃；所述空穴传输层的材质为CBP；所述发光层包括依次层叠的第一发光层、第二发光层和第三发光层；所述第一发光层的材质为CBP和FIrpic，其中FIrpic的掺杂比例为5-10％(重量比)；所述第二发光层的材质为CBP和Ir(ppy)₃，其中Ir(ppy)₃掺杂比例为4-8％(重量比)；所述第三发光层的材质为CBP和Ir(piq)₃，其中Ir(piq)₃掺杂比例为3-7％(重量比)；所述电子传输层的材质为重量比为4-6:4-6的TSPO1和Liq；所述阴极为半透明阴极，材质为Mg/Ag合金，其中Mg和Ag的重量比为1:8-10。

在其中一个实施例中，所述空穴注入层的厚度为5-15nm；所述空穴传输层的厚度为25-35nm；所述第一发光层的厚度为15-25nm；所述第二发光层的厚度为35-45nm；所述第三发光层的厚度为50-60nm；所述电子传输层的厚度为30-40nm；所述阴极的厚度为10-20nm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的有机发光器件的光取出组件，首先在阴极上面沉积一层球形分子材料作为第一光取出层；接着，再沉积一层有机无机杂化材料作为第二光取出层，该第二光取出层由于采用的不含金属原子的平面形有机分子与无机金属氧化物之间的杂化极性相差较大，可以形成具有非均相的褶皱结构的薄膜，增加光的散射点，同时也可以弥补第一层球形分子薄膜致密性差的问题，优选为由不含金属原子的平面形有机分子NPB、TAPC、TPBI、BCP、TCTA或mCP中的一种或几种的组合，与无机金属氧化物MoO₃、WO₃或V₂O₅中的一种或几种的组合进行杂化；最后，在有机无机杂化的第二光取层上面沉积一层高折射率的无机金属氧化物，优选为MoO₃、WO₃、V₂O₅中的一种或几种的组合，作为第三光取层，进一步提高光取出的同时，可以增强采用该光取出组件的OLED器件的阻水隔氧的能力。

由此，基于球形分子和平面形分子、有机分子和无机氧化物相结合的特点，本发明的光取出组件能够同时提高和优化OLED出光率和器件寿命。

本发明通过采用上述光取出组件，并进一步结合特定的空穴注入、空穴传输、电子传输等功能层制得的有机发光器件，具有优良的发光效率，以及良好的阻隔水氧的能力，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明一实施例中有机发光器件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的有机发光器件及其光取出组件作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例一种有机发光器件，其结构示意图如图1所示，其采用的光取出组件包括：

设置有反射阳极的ITO基板；

沉积于ITO基板之上的空穴注入层(HIL)；

沉积于空穴注入层之上的空穴传输层(HTL)；

沉积于空穴传输层之上的发光层(EML)；

沉积于发光层之上的电子传输层(ETL)；

沉积于电子传输层之上的半透明阴极；

沉积于半透明阴极之上的光取出层，以及，光取出层之上的封装盖板。

上述的光取出层包括：

沉积于半透明阴极之上的第一光取出层，其材质为球形分子材料C60；

沉积于第一光取出层之上的第二光取出层，该第二光取出层为有机无机杂化层，其材质为平面形有机分子NPB与无机金属氧化物MoO₃，其中，无机金属氧化物MoO₃的掺杂比例为60％；

沉积于第二光取出层之上的第三光取出层，其材质为无机金属氧化物MoO₃。

上述有机发光器件的制备方法包括如下步骤：

(1)基板清洗：将ITO基板依次进行去光阻，水洗，烘干备用；

(2)空穴注入层制备：在ITO基板上蒸镀一层10nm厚的空穴注入材料MoO₃；蒸镀速率为真空度为2X10^-4Pa；

(3)空穴传输层制备：然后蒸镀一层30nm厚的空穴传输材料CBP，蒸镀速率为真空度为2X10^-4Pa；

(4)发光层制备：接着使用掺杂的方式共蒸镀一层20nm厚的发光层CBP:FIrpic，其中FIrpic的掺杂比例为8％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2X10^-4Pa，形成蓝光发光层；然后蒸镀一层40nm厚的发光层CBP:Ir(ppy)₃，其中Ir(ppy)₃掺杂比例为6％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2X10^-4Pa；最后蒸镀一层55nm厚的发光层CBP:Ir(piq)₃，其中Ir(piq)₃掺杂比例为5％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2X10^-4Pa；

(5)电子传输层制备：使用掺杂的方式共蒸镀一层35nm厚的电子传输层TSPO1:Liq(5:5)，其中两者重量比为5:5，两者蒸镀速率都控制为真空度为2X10^-4Pa；

(6)半透明阴极制备：最后蒸镀一层15nm厚的半透明阴极Mg:Ag合金，其中Mg:Ag的重量比为1:9，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2X10^-4Pa；

(7)光取出层制备：

首先，在半透明阴极上面蒸发沉积一层10-15nm厚的C60第一光取出层，蒸镀速率都控制为真空度为2X10^-4Pa；

接着，在上面蒸发沉积一层20-30nm厚的有机无机杂化层的光取出层作为第二光取出层，这层是由重量百分比为40％的不含金属原子的平面形有机分子NPB与60％无机金属氧化物MoO₃共同组成；两者蒸镀速率分别控制为真空度为2X10^-4Pa；

最后，在有机无机杂化光取层上面蒸发沉积一层厚度为10-20nm厚的无机金属氧化物MoO₃作为第三光取层；

(8)封装：使用玻璃盖板进行封装。

实施例2

本实施例一种有机发光器件，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于其光取出层包括：

沉积于半透明阴极之上的第一光取出层，其材质为球形分子材料C70；

沉积于第一光取出层之上的第二光取出层，其材质为平面形有机分子TPBI与无机金属氧化物V₂O₅，其中，无机金属氧化物V₂O₅的掺杂比例为90％；

沉积于第二光取出层之上的第三光取出层，其材质为无机金属氧化物WO₃。

实施例3

本实施例一种有机发光器件，其结构和制备方法类似实施例1，区别在于其光取出层包括：

沉积于半透明阴极之上的第一光取出层，其材质为球形分子材料，具体为重量比为1:1的C70和C60；

沉积于第一光取出层之上的第二光取出层，其材质为平面形有机分子mCP与无机金属氧化物WO₃，其中，无机金属氧化物WO₃的掺杂比例为10％；

沉积于第二光取出层之上的第三光取出层，其材质为无机金属氧化物WO₃。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (10)

1.一种有机发光器件的光取出组件，该有机发光器件设有阴极，其特征在于，包括：

沉积于所述阴极之上的第一光取出层，其材质包括球形分子材料；

沉积于所述第一光取出层之上的第二光取出层，所述第二光取出层为有机无机杂化层，其材质包括平面形有机分子与折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物；

沉积于所述第二光取出层之上的第三光取出层，其材质包括折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物。

2.根据权利要求1所述的有机发光器件的光取出组件，其特征在于，所述第二光取出层中，所述折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物的掺杂比例为10％～90％。

3.根据权利要求1所述的有机发光器件的光取出组件，其特征在于，所述平面形有机分子为NPB、TAPC、TPBI、BCP、TCTA、mCP中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的有机发光器件的光取出组件，其特征在于，所述折射率为1.8～2.2的无机金属氧化物为MoO₃、WO₃、V₂O₅中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的有机发光器件的光取出组件，其特征在于，所述球形分子材料为C60和/或C70。

6.根据权利要求1-5任一项所述的有机发光器件的光取出组件，其特征在于，所述第一光取出层的厚度为10-15nm；所述第二光取出层的厚度为20-30nm；所述第三光取出层的厚度为10-20nm。

7.一种有机发光器件，其特征在于，以权利要求1-6任一项所述的光取出组件作为光取出组件。

8.根据权利要求7所述的有机发光器件，其特征在于，包括：

设置有阳极的基板；

沉积于所述基板之上的空穴注入层；

沉积于所述空穴注入层之上的空穴传输层；

沉积于所述空穴传输层之上的发光层；

沉积于所述发光层之上的电子传输层；

沉积于所述电子传输层之上的阴极；

沉积于所述阴极之上的权利要求1-6任一项所述的光取出组件。

9.根据权利要求8所述的有机发光器件，其特征在于，

所述空穴注入层的材质为MoO₃；

所述空穴传输层的材质为CBP；

所述发光层包括依次层叠的第一发光层、第二发光层和第三发光层；所述第一发光层的材质为CBP和FIrpic，其中FIrpic的掺杂比例为5-10％；所述第二发光层的材质为CBP和Ir(ppy)₃，其中Ir(ppy)₃掺杂比例为4-8％；所述第三发光层的材质为CBP和Ir(piq)₃，其中Ir(piq)₃掺杂比例为3-7％；

所述电子传输层的材质为重量比为4-6:4-6的TSPO1和Liq；

所述阴极为半透明阴极，材质为Mg/Ag合金，其中Mg和Ag的重量比为1:8-10。

10.根据权利要求9所述的有机发光器件，其特征在于，

所述空穴注入层的厚度为5-15nm；

所述空穴传输层的厚度为25-35nm；

所述第一发光层的厚度为15-25nm；所述第二发光层的厚度为35-45nm；所述第三发光层的厚度为50-60nm；

所述电子传输层的厚度为30-40nm；

所述阴极的厚度为10-20nm。