CN109994652A - 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法 - Google Patents

阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109994652A
CN109994652A CN201910275390.6A CN201910275390A CN109994652A CN 109994652 A CN109994652 A CN 109994652A CN 201910275390 A CN201910275390 A CN 201910275390A CN 109994652 A CN109994652 A CN 109994652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
hml
hydridization
cathode
alq
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910275390.6A
Other languages
English (en)
Inventor
肖静
姚远
殷照洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taishan University
Original Assignee
Taishan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taishan University filed Critical Taishan University
Priority to CN201910275390.6A priority Critical patent/CN109994652A/zh
Publication of CN109994652A publication Critical patent/CN109994652A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/82—Cathodes
    • H10K50/824—Cathodes combined with auxiliary electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明涉及电子领域，尤其涉及阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法。在HML掺杂层中产生的阴离子可以填充到Bphen的本征电子陷阱，增强电子的注入；分解产生的锂离子Li+会向有机层中扩散，形成一种间隙态，导致发光层中的激子猝灭；HML结构中的MoO3层可以去除金属电极Al与有机薄膜界面处的化学反应产生的间隙态，从而使器件具有更多的电子和空穴在发光层中复合。实验结果表明，器件的最大电流效率和最大功率效率分别为4.28cd/A和2.19lm/W，相比参考器件提高了25.5％和23.7％。

Description

阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法
技术领域
本发明涉及电子领域，尤其涉及阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法。
背景技术
在OLEDs中通常空穴传输材料的迁移率大于电子传输材料的迁移率，表明在器件中空穴电子的传输是不平衡的。通常阴极的电子注入势垒要比空穴的高，所以电子的注入相比空穴要困难一些。为了降低电子注入势垒，一般情况下都会在OLEDs中加入LiF薄层用作阴极电子的注入层，其作用是形成偶极层，促进电子隧穿，以便于降低阴极电子的注入势垒。然而，在一些有机薄膜上，LiF的成膜性能并不好，热蒸发制备的LiF薄膜厚度要求严格，而且在蒸镀过程中LiF可能会分解成离子，并向有机层中扩散，从而对器件的性能与稳定产生一定的影响；4，7-二苯基-1,10-菲咯啉对应为Bphen；氟化锂对应LiF；
Deng Zhenbo，S T Lee，D P Webb，et al.Synthetic Metals，1999，107(2)：107.；
Zheng Xinyou，Wu Youzhi，Sun Runguang，et al.Thin Solid Films，2005，478：252.；
Takahiro Yokoyama，Daisuke Yoshimura，Eisuke Ito，et al.Japanese Journalof Applied Physics，2003，42：3666。
发明内容
发明的目的：为了提供一种效果更好的阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：
阴极杂化修饰层，其特征在于，其有三层结构，分别是4，7-二苯基-1,10-菲咯啉(Bphen)掺杂氟化锂(LiF)层、铝薄层与三氧化钼(MoO3)薄层。
一种使得在更多的电子和空穴在发光层中复合的方法，其特征在于，Alq3掺杂层上沉积Al薄层，是Alq3的n型掺杂的有效方法；在Alq3中扩散的Al原子可以促进LiF的分解，形成自由基阴离子Alq3 －和锂离子Li+，阴离子可以逐渐填充材料内的固有电荷陷阱，形成更高的低场载流子迁移率；所以在HML掺杂层中产生的阴离子可以填充到Bphen的本征电子陷阱，增强电子的注入；分解产生的锂离子Li+会向有机层中扩散，形成一种间隙态，导致发光层中的激子猝灭；HML结构中的MoO3层可以去除金属电极Al与有机薄膜界面处的化学反应产生的间隙态，从而使器件具有更多的电子和空穴在发光层中复合。
一种新型有机电致发光器件，其特征在于，在OLEDs中加入多层结构阴极杂化修饰层HML，多层结构阴极杂化修饰层HML有三层结构，分别是4，7-二苯基-1,10-菲咯啉掺杂氟化锂层、铝薄层与三氧化钼薄层。
采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：在OLEDs有机小分子材料中，电子的迁移率往往要小于空穴的迁移率，而且Al电极的功函数很高(约4.3eV)，不利于阴极电子的注入，导致器件中空穴与电子浓度失衡。我们用阴极杂化修饰层HML来代替传统材料LiF，增强电子的注入，使器件中的载流子更加平衡，从而提高了器件的发光性能。实验结果表明，器件的最大电流效率和最大功率效率分别为4.28cd/A和2.19lm/W，相比参考器件提高了25.5％和23.7％。
附图说明
为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：
图1器件A和B在40mA/cm2下的EL归一化光谱；
图2器件A在不同电流密度下的EL光谱；
图3器件A在不同电流密下的EL归一化光谱；
图4器件A和B的电流密度-电流效率曲线；
图5器件A和B的电流密度-功率效率曲线；
图6器件A和B的电流密度-电压(J-V)曲线；
图7器件A的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。
我们设计的多层结构阴极杂化修饰层HML，其有三层结构，分别是4，7-二苯基-1,10-菲咯啉(Bphen)掺杂氟化锂(LiF)层、铝薄层与三氧化钼(MoO3)薄层。
器件A：ITO/NPB(75nm)/Alq3(75nm)/HML/Al(100nm)
器件B：ITO/NPB(75nm)/Alq3(75nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)
HML：Bphen:LiF(6％，5nm)/Al(1nm)/MoO3(5nm)
据F.So等人的报道，在Alq3掺杂层上沉积Al薄层，是Alq3的n型掺杂的有效方法。在Alq3中扩散的Al原子可以促进LiF的分解，形成自由基阴离子Alq3 －和锂离子Li+，阴离子可以逐渐填充材料内的固有电荷陷阱，形成更高的低场载流子迁移率。所以在HML掺杂层中产生的阴离子可以填充到Bphen的本征电子陷阱，增强电子的注入。分解产生的锂离子Li+会向有机层中扩散，形成一种间隙态，导致发光层中的激子猝灭。HML结构中的MoO3层可以去除金属电极Al与有机薄膜界面处的化学反应产生的间隙态，从而使器件具有更多的电子和空穴在发光层中复合。
本专利技术的优点或有益效果
图1是器件A和器件B的电致发光(Electroluminescence；EL)归一化光谱(在40mA/cm2下测量)。如图所示器件B的发光来自于Alq3，其EL发光谱的峰值和亮度分别是534nm和1357cd/m2，从图中能看出器件A与B的发光谱是一致的，器件A的EL发光谱的峰值和亮度分别是534nm和1638cd/m2，这说明HML并没有改变器件的发光峰位置。
我们又对器件A的EL光谱在不同电流密度(5mA/cm2、10mA/cm2、20mA/cm2、40mA/cm2、100mA/cm2)下进行了测量，如图2所示。从EL光谱中能看出随着电流密度的逐渐增加，来自Alq3的发光也随之增强，在测试范围内(1-100mA/cm2)，亮度最大值在100mA/cm2的电流密度下为4277cd/m2。但是发光谱的峰位始终没有发生变化，峰值仍然是534nm。从图3归一化光谱中更能明显地看出，从5mA/cm2的电流密度增加到100mA/cm2的电流密度的过程中，我们测量的不同电流密度下的EL光谱的曲线全部一致，峰位始终没有发生改变。这表明随着电流的增加，我们设计的阴极杂化修饰层并没有改变器件的发光峰位置，器件的光谱稳定性很好。
我们用阴极杂化修饰层HML来代替传统材料LiF，在0-100mA/cm2测试范围内，器件的最大电流效率(Current Efficiency；CE)和最大功率效率(Power Efficiency；PE)分别为4.28cd/A和2.19lm/W，相比参考器件提高了25.5％和23.7％。器件的电流密度-电压特性曲线表明阴极杂化修饰层可以增强电子的注入，使器件中的载流子更加平衡，从而提高了器件的发光性能。据文献报道，o-MeO-DMBI作为器件的缓冲层，与采用LiF作为电子注入层的参考器件相比，器件的驱动电压从3.5V降低到3.2V，器件效率提高了25.2％；Li3N作为缓冲层的器件效率提高了35％。Liq和CsOx组成的复合结构作为器件的缓冲层，器件的电流效率在电流密度20mA/cm2和200mA/cm2下分别增强了约22％和31％，功率效率在同样的电流密度下分别增强了约29％和36％。
我们用阴极杂化修饰层HML来代替传统材料LiF，在0-100mA/cm2测试范围内，器件的最大电流效率(Current Efficiency；CE)和最大功率效率(Power Efficiency；PE)分别为4.28cd/A和2.19lm/W，相比参考器件提高了25.5％和23.7％。器件的电流密度-电压特性曲线表明阴极杂化修饰层可以增强电子的注入，使器件中的载流子更加平衡，从而提高了器件的发光性能。
总的来说：我们用阴极杂化修饰层HML来代替传统材料LiF，在0-100mA/cm2测试范围内，器件的最大电流效率(Current Efficiency；CE)和最大功率效率(PowerEfficiency；PE)分别为4.28cd/A和2.19lm/W，相比参考器件提高了25.5％和23.7％。器件的电流密度-电压特性曲线表明阴极杂化修饰层可以增强电子的注入，使器件中的载流子更加平衡，从而提高了器件的发光性能。
开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。
需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (3)

1.阴极杂化修饰层，其特征在于，其有三层结构，分别是4，7-二苯基-1,10-菲咯啉(Bphen)掺杂氟化锂(LiF)层、铝薄层与三氧化钼(MoO3)薄层。
2.一种使得在更多的电子和空穴在发光层中复合的方法，其特征在于，Alq3掺杂层上沉积Al薄层，是Alq3的n型掺杂的有效方法；在Alq3中扩散的Al原子可以促进LiF的分解，形成自由基阴离子Alq3 －和锂离子Li+，阴离子可以逐渐填充材料内的固有电荷陷阱，形成更高的低场载流子迁移率；所以在HML掺杂层中产生的阴离子可以填充到Bphen的本征电子陷阱，增强电子的注入；分解产生的锂离子Li+会向有机层中扩散，形成一种间隙态，导致发光层中的激子猝灭；HML结构中的MoO3层可以去除金属电极Al与有机薄膜界面处的化学反应产生的间隙态，从而使器件具有更多的电子和空穴在发光层中复合。
3.一种新型有机电致发光器件，其特征在于，在OLEDs中加入多层结构阴极杂化修饰层HML，多层结构阴极杂化修饰层HML有三层结构，分别是4，7-二苯基-1,10-菲咯啉掺杂氟化锂层、铝薄层与三氧化钼薄层。
CN201910275390.6A 2019-04-08 2019-04-08 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法 Pending CN109994652A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910275390.6A CN109994652A (zh) 2019-04-08 2019-04-08 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910275390.6A CN109994652A (zh) 2019-04-08 2019-04-08 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109994652A true CN109994652A (zh) 2019-07-09

Family

ID=67131241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910275390.6A Pending CN109994652A (zh) 2019-04-08 2019-04-08 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109994652A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518139A (zh) * 2019-09-13 2019-11-29 桂林电子科技大学 一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114796A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Seiko Epson Corp 有機ｅｌ装置および電子機器
WO2012017842A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Triazole derivative, heterocyclic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device and lighting device
CN103296059A (zh) * 2013-06-24 2013-09-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 有源矩阵有机电致发光显示器件及其制备方法
US20170330693A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Board Of Trustees Of Michigan State University Interlayer Additives For Highly Efficient And Hysteresis-Free Perovskite-Based Photovoltaic Devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114796A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Seiko Epson Corp 有機ｅｌ装置および電子機器
WO2012017842A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Triazole derivative, heterocyclic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device and lighting device
CN103296059A (zh) * 2013-06-24 2013-09-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 有源矩阵有机电致发光显示器件及其制备方法
US20170330693A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Board Of Trustees Of Michigan State University Interlayer Additives For Highly Efficient And Hysteresis-Free Perovskite-Based Photovoltaic Devices

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JING XIAO ET AL: ""Balancing the white emission of OLEDs by a tandem structure with an effective charge generation layer"", 《 SYNTHETIC METALS》 *
肖静 等: ""基于一种新型杂化阳极修饰层的高效有机电致发光器件"", 《发光学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518139A (zh) * 2019-09-13 2019-11-29 桂林电子科技大学 一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法
CN110518139B (zh) * 2019-09-13 2021-08-24 桂林电子科技大学 一种倒置结构紫外有机发光器件双电子注入层的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101003267B1 (ko) 유기발광소자 및 이의 제조 방법
CN108922978B (zh) 发光二极管及其制备方法
JP5048145B2 (ja) 有機発光素子及び有機発光素子の製造方法
CN101297018A (zh) 有机电子器件
WO2005109542A1 (en) Organic electronic device
CN103904178A (zh) 量子点发光器件
KR20070000262A (ko) Mg-Ag 단일 박막층을 사용한 음극 전극 형성 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 유기발광소자
KR20060136232A (ko) Mg-Ag 단일 박막층을 사용한 음극 전극 형성 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 유기발광소자
CN103227294B (zh) 一种红绿磷光oled器件及其制造方法
Sun et al. Realization of Optimal Interconnector for Tandem Organic Light‐Emitting Diodes with Record Efficiency.
TW200423447A (en) Light emitting apparatus
CN108666432A (zh) 一种含有多级有机半导体异质结的有机发光二极管
TW201835303A (zh) 電子傳輸層、有機電致發光裝置及顯示器
He et al. White stacked OLED with 38 lm/W and 100,000‐hour lifetime at 1000 cd/m2 for display and lighting applications
CN101661996A (zh) 一种引入过渡族金属氧化物的光电器件
CN203288658U (zh) 具有双层空穴注入层的有机发光器件结构
Xu et al. Improved efficiency of all-inorganic quantum-dot light-emitting diodes via interface engineering
CN109994652A (zh) 阴极杂化修饰层以及有机电致发光器件和方法
Sun et al. Interconnectors in tandem organic light emitting diodes and their influence on device performance
CN102208431B (zh) 一种有机电致发光器件及其制备方法
Takada et al. Full characterization of electronic transport properties in working polymer light-emitting diodes via impedance spectroscopy
TWI667242B (zh) 有機電場發光電晶體（一）
Mu et al. Low driving voltage in an organic light-emitting diode using MoO3/NPB multiple quantum well structure in a hole transport layer
CN112467058B (zh) 一种三元激基复合物复合材料主体及其oled器件制备
CN108649130A (zh) 一种叠层蓝光有机电致发光器件及其制造工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190709

RJ01 Rejection of invention patent application after publication