專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低電壓的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器件，尤其涉及一種低電壓的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光顯示(OLED)器件結(jié)構(gòu)包括基板、陽(yáng)極、陰極，在陽(yáng)極和陰極之間是各種功能有機(jī)/無(wú)機(jī)層，這些功能層主要包括空洞注入層(HIL)，空洞傳輸層(HTL)，發(fā)光層(EML)，電子傳輸層(ETL)，電子注入層(EIL)。為了提高效能，發(fā)光層的結(jié)構(gòu)往往是主體/客體摻雜系統(tǒng)，即利用能量轉(zhuǎn)移的原理把有機(jī)發(fā)光染料摻進(jìn)有機(jī)發(fā)光主體里使得有機(jī)發(fā)光染料受激發(fā)光。
由于有機(jī)材料的電阻很高，各個(gè)功能層之間的注入能級(jí)勢(shì)壘較大，所以O(shè)LED的驅(qū)動(dòng)電壓一般也較高。為了降低驅(qū)動(dòng)電壓，現(xiàn)有技術(shù)中采用在空洞注入層中加入P-摻雜物。如德國(guó)的Leo等人在2001年《APPl.Phys.Lett.》，第78卷，第410頁(yè)中發(fā)表了超低驅(qū)動(dòng)電壓的OLED，當(dāng)中就是把P型摻雜物，tetrafluoro-tetracyanoquino-dimethane(F4-TCNQ)摻進(jìn)空洞注入層中。
日本的Fujihira等人在2000年的《APPl.Phys.Lett.》，第77卷，第4211頁(yè)也發(fā)表了類(lèi)似的空洞注入層結(jié)構(gòu)，但他們所采用的P型摻雜物是無(wú)機(jī)的材料-SbCl5。
上面這些文獻(xiàn)或公開(kāi)物中，采用的全是單層的P-摻雜物的空洞注入層HIL。單層的P-摻雜HIL器件雖然可以降低驅(qū)動(dòng)電壓，增加器件效率，但是長(zhǎng)時(shí)間高溫高濕工作后，P型摻雜劑會(huì)擴(kuò)散到空洞傳輸層HTL，形成激子淬滅中心，使得器件穩(wěn)定性變差，壽命較低；另外，這些P型摻雜劑蒸發(fā)溫度較低，在做P型摻雜時(shí)很容易在空洞傳輸層HTL界面處形成淬滅中心，再由于擴(kuò)散的負(fù)面影響，大大降低器件穩(wěn)定性，嚴(yán)重影響了正常器件發(fā)旋光性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種低驅(qū)動(dòng)電壓、高效率、長(zhǎng)壽命的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，包括基底，陽(yáng)極和陰極，在陽(yáng)極和陰極之間設(shè)置有各功能的有機(jī)或無(wú)機(jī)層，其中有機(jī)和無(wú)機(jī)層依次包括空洞注入層，空洞傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層和電子注入層。其中所述的空洞注入層是多層P-型摻雜劑結(jié)構(gòu)，P-型摻雜劑濃度按陽(yáng)極到空洞傳輸層順序逐漸減少，呈梯度分布。這種結(jié)構(gòu)可以與陽(yáng)極形成良好的歐姆接觸，從而減少?gòu)年?yáng)極到空洞注入層的注入勢(shì)壘。
所述的多層空洞注入層的使用的是相同材料，其中常用的是TNATA及其衍生物。多層空洞注入層的總膜厚度在20nm～200nm之間，P-型摻雜劑濃度為0.1％～20％，濃度高的HIL層能與陽(yáng)極造成歐姆接觸，隨著HIL厚度增加，濃度漸漸減少，形成空洞的梯度注入；通過(guò)調(diào)節(jié)HIL總厚度，調(diào)制空洞的注入與傳輸，進(jìn)而影響發(fā)光層中空洞和電子的復(fù)合區(qū)域。HIL總厚度對(duì)器件的EL譜有Microcavity效應(yīng)，所以，HIL總厚度對(duì)色坐標(biāo)也有影響。P-型摻雜劑可以是有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料，其中包括F4TCNQ，F(xiàn)eCl3，SbCl5。
所述的多層空洞注入層中與空洞傳輸層之間設(shè)置有一層零P-型摻雜劑的擴(kuò)散阻擋層結(jié)構(gòu)，這層結(jié)構(gòu)沒(méi)有摻雜P-型摻雜劑可以進(jìn)一步減少空洞注入層與空洞傳輸層之間的注入勢(shì)壘，同時(shí)避免了P-型摻雜劑的污染從而把P-型摻雜物的擴(kuò)散降低到最低限度，更進(jìn)一步降低了OLED器件的驅(qū)動(dòng)電壓。
本發(fā)明采用了多層空洞注入層結(jié)構(gòu)，即成梯度分布，按順序減小空洞注入層HIL的P-型摻雜劑的摻雜濃度，最后一層空洞注入層HIL不摻雜P-型摻雜劑，作為P型摻雜劑擴(kuò)散阻擋層結(jié)構(gòu)。這種多層結(jié)構(gòu)既與ITO陽(yáng)極形成了良好的歐姆接觸，減小了從ITO陽(yáng)極到空洞傳輸層HIL層的注入勢(shì)壘。沒(méi)有摻雜的HIL也可以減少空洞注入HTL時(shí)的注入勢(shì)壘，又避免了P型摻雜劑的污染，把可能的P型摻雜劑的擴(kuò)散降低到最低限度，從而降低了器件驅(qū)動(dòng)電壓，增強(qiáng)了器件的穩(wěn)定性，大大延長(zhǎng)了器件壽命。另外更重要的是在使用這個(gè)多層HIL結(jié)構(gòu)可以減少P型摻雜物擴(kuò)散對(duì)器件的影響，增加顯示器的重復(fù)性及制作的再現(xiàn)性。


圖1是OLED器件的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是三層空洞注入層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是三層空洞注入層的體階圖；圖4是設(shè)有一、二、三層空洞注入層的對(duì)比電流曲線(xiàn)圖；圖5是設(shè)有一、二、三層空洞注入層的對(duì)比亮度曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2和3所示，為本發(fā)明的具體實(shí)施例，透明或半透明的陽(yáng)極11置于基底10上，陰極17與陽(yáng)極11相間隔，在陰極17與陽(yáng)極11之間設(shè)置有多層空洞注入層12，總膜厚度為20nm～200nm，空洞注入層12摻雜了P-型摻雜劑，P-型摻雜劑濃度按從陽(yáng)極到空洞傳輸層的順序依次減少，P-型摻雜劑濃度在0.1％～20％之間。與空洞注入層12相鄰的是空洞傳輸層13，與空洞傳輸層13相鄰的一層空洞注入層沒(méi)有P-型摻雜劑，作為摻雜了P-型摻雜劑的空洞注入層12與空洞傳輸層13之間的P-型摻雜劑的擴(kuò)散阻擋層結(jié)構(gòu)，這層結(jié)構(gòu)沒(méi)有摻雜P-型摻雜劑可以進(jìn)一步減少空洞注入層與空洞傳輸層之間的注入勢(shì)壘，同時(shí)避免了P-型摻雜劑的污染從而把P-型摻雜物的擴(kuò)散降低到最低限度，更進(jìn)一步降低了OLED器件的驅(qū)動(dòng)電壓。P型摻雜物可以是有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料，通常采用F4TCNQ、FeCl3或SbCl5。空洞注入層使用的是相同材料，其中常用的是TNATA及其衍生物。
發(fā)光層14置于陰極17與空洞傳輸層13之間，所用的發(fā)光材料包括熒光材料或磷光材料，并且可以發(fā)出紅光、綠光、藍(lán)光或白光。在發(fā)光層14與陰極17之間是電子傳輸層15和電子注入層16。
基底10是玻璃基底或軟性基底，陽(yáng)極11包括ITO、AZO、半透明金鐲薄膜及高分子有機(jī)膜。
上述小分子有機(jī)發(fā)光二極管是用高真空蒸發(fā)機(jī)來(lái)制造，制作步驟如下(1)已清洗的陽(yáng)極基板，(2)陽(yáng)極基板預(yù)處理，
(3)依次蒸鍍有機(jī)薄膜，次序?yàn)榭斩醋⑷雽?2，空洞傳輸層13，發(fā)光層14，電子傳輸層15，電子注入層16；其中空洞注入層12的制造是把兩種材料共蒸而成，按需要的層數(shù)及其P型摻雜物的濃度來(lái)蒸鍍；(4)蒸鍍陰極17；(5)器件封裝。
下面例舉具體的幾種P型摻雜有機(jī)發(fā)光二極管一、單層P型摻雜有機(jī)發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)ITO/2TNATAF4TCNQ(2％，70nm)/NPB(50nm)/AlqC545T(2％，30nm)/BPhen(20nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)；基底，陽(yáng)極和陰極，在陽(yáng)極和陰極之間設(shè)置有各功能的有機(jī)或無(wú)機(jī)層，其中有機(jī)和無(wú)機(jī)層依次包括空洞注入層，空洞傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層和電子注入層。
器件制作方法如下首先對(duì)已清洗的ITO(陽(yáng)極)基板作O2-plasma預(yù)處理，然后在10-6Tor真空環(huán)境下，用熱蒸鍍的方法把有機(jī)膜及金鐲陰極依次蒸鍍2TNATA(空洞注入層)；NPB(空洞傳輸層)；AlqC545T(發(fā)光層)；Bphen(電子傳輸層)；LiF(電子注入層)；Al(陰極)。各蒸發(fā)源均有獨(dú)立的速率及溫度控制，各個(gè)功能層厚度用石英晶振監(jiān)控。
上述器件在20mA/cm2的電流密度下，電壓為4.86V，亮度為2068cd/m2，效率為10.34cd/A。
二、雙層P型摻雜有機(jī)發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)為ITO/2TNATAF4TCNQ(6％，55nm)/2TNATA(15nm)/NPB(50nm)/AlqC545T(2％，30nm)/BPhen(20nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)；制作方法跟例子1相似。
在20mA/cm2的電流密度下，電壓為4.54V；亮度為2232cd/m2；效率為11.16cd/A。
三、三層P型摻雜有機(jī)發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)為ITO/2TNATAF4TCNQ(6％，40nm)/2TNATAF4TCNQ(2％，15nm)/2TNATA(15nm)/NPB(50nm)/AlqC545T(2％，30nm)/BPhen(20nm)/LiF(1nm)/Al(150nm)；制作方法跟例子1相似。
在20mA/cm2的電流密度下，電壓為4.44V；亮度為2232cd/m2；效率為11.16cd/A。
結(jié)合圖4、圖5可以看出，上述三種有機(jī)發(fā)光二極管中，多層空洞注入層的顯示器的電壓明顯降低。在同一電壓時(shí)，多層空洞注入層的顯示器亮度更強(qiáng)。
空洞注入層和P-型摻雜劑濃度不僅限于上述具體實(shí)施例中出現(xiàn)的數(shù)值，空洞注入層可在20nm～200nm之間，P-型摻雜劑濃度可在0.1％～20％之間，均可實(shí)施。
雖然以上對(duì)本發(fā)明采用舉例的形式進(jìn)行了具體的描述，但是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該懂得，這些公開(kāi)的內(nèi)容只是作為例子，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，在各部分的細(xì)節(jié)上作相似改變，也在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，包括基底，陽(yáng)極和陰極，在陽(yáng)極和陰極之間設(shè)置有各功能的有機(jī)或無(wú)機(jī)層，其中有機(jī)和無(wú)機(jī)層包括空洞注入層，空洞傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層和電子注入層，其特征在于，所述的空洞注入層(12)為多層P-型摻雜結(jié)構(gòu)，P-型摻雜劑濃度按陽(yáng)極(11)到空洞傳輸層(13)順序逐漸減少，呈梯度分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其特征在于，所述的P-型摻雜劑濃度為0.1％～20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其特征在于，所述的P-型摻雜劑是有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其特征在于，所述的多層空洞注入層(12)的總膜厚度為20nm～200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其特征在于，所述的多層空洞注入層的使用的是相同材料，其中常用的是TNATA及其衍生物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，其特征在于，空洞注入層(12)中與空洞傳輸層(13)之間設(shè)置有一層零P-型摻雜劑的擴(kuò)散阻擋層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種有機(jī)電致發(fā)光顯示器件，包括基底、陽(yáng)極和陰極，在陽(yáng)極和陰極之間設(shè)置有各種功能的有機(jī)和無(wú)機(jī)層，包括空洞注入層、空洞傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。其中所述的空洞注入層為多層結(jié)構(gòu)，并摻雜P型摻雜劑，改變每一層的P型摻雜劑的濃度，使之按順序依次減少，呈梯度分布，可有效地控制空洞的注入，降低OLED驅(qū)動(dòng)電壓，提高效率，增強(qiáng)器件的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)器件的使用壽命。
文檔編號(hào)H01L51/52GK1845355SQ20061003484
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日
發(fā)明者鄺頌賢, 路林 申請(qǐng)人:信利半導(dǎo)體有限公司