專(zhuān)利名稱(chēng)：一種有機(jī)電致發(fā)光器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器件，特別涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件，還涉及上述器件 的制作方法。
技術(shù)背景有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)技術(shù)正在逐步實(shí)用化，有機(jī)發(fā)光顯示器被認(rèn)為是 新一代平面發(fā)光顯示器。因OLED有主動(dòng)發(fā)光'、無(wú)視角限制、對(duì)比度高、能薄型化、 響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為是下一代顯示器的主力軍，由于近年來(lái)OLED的 各種功能層材料發(fā)展非常迅速，使其即將成為高品質(zhì)主流顯示器邁出很大一步。有機(jī)電致發(fā)光器件結(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，包括但不限于空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(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。OLED可通過(guò)不同發(fā)光染料或多種多種染料混合的方式可實(shí)現(xiàn)C正范圍內(nèi)各種 顏色。各種材料的發(fā)光效率與組成器件的各功能材料和結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，把相同的 發(fā)光染料配合相應(yīng)主體作為發(fā)光層，應(yīng)用在兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的OLED器件當(dāng)中，這兩 個(gè)器件的發(fā)光效率可能有很大不同，效率差別甚至?xí)霈F(xiàn)成倍關(guān)系，而且壽命差異 也很大。而且由于受到材料本身的發(fā)光能力和主體與客體間的能量轉(zhuǎn)移效率等因素 限制，OLED器件的發(fā)光效率仍不是很高，壽命也不是很長(zhǎng)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種高效率、長(zhǎng)壽命的有機(jī)電致發(fā)光器件，本發(fā)明的另一
個(gè)目的是提供上述器件的制作方法。本發(fā)明的目的通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn) 一種有'機(jī)電致發(fā)光器件，依次包括陽(yáng)極、空 穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極，所述的發(fā)光層 中摻有電子傳輸型材料。所述發(fā)光層里的電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料的混合 比例為0.1%—100%。所述發(fā)光層中的電子傳輸型材料包括可用于作為電子傳輸層 的所有材料。所述發(fā)光層中的電子傳輸型材料與電子傳輸層材料為同一種材料。一種上述有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，包括以下步驟(1)將作為透明陽(yáng)極 的ITO基板清洗干凈；(2)把清洗完成后的ITO基板用02等離子處理，然后鍍有機(jī)薄膜；(3)順序蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入 層；(4)蒸鍍陰極；(5)在后蓋上貼好干燥劑，然后點(diǎn)膠封裝；步驟(3)蒸鍍發(fā)光層時(shí)，摻入電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料、客體發(fā)光材料共蒸。所述發(fā)光層里的電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料的混合比例為0. 1%—100%。 所述發(fā)光層中電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料的比例可根據(jù)所使用的材料和不同 顏色器件來(lái)調(diào)配。所述空穴注入層的制作方法是用兩種材料以主體和摻雜的方式混 蒸，形成P型結(jié)構(gòu)；摻雜的濃度控制在0.5%_ 10%，每個(gè)蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率和溫 度都是獨(dú)立控制，使用晶振監(jiān)控；或者不用摻雜方式蒸鍍成的普通HIL層結(jié)構(gòu)。步 驟(3)中各種材料都使用獨(dú)立溫度加熱源加熱和獨(dú)立晶振監(jiān)控速率，摻雜比例按照 結(jié)構(gòu)條件進(jìn)行設(shè)置。步驟(5)整個(gè)流程都在純N2環(huán)境中進(jìn)行。本發(fā)明的有益效果是把電子傳輸型材料作為摻加劑與發(fā)光層主材和客體材料 一起按照一定比例共蒸形成發(fā)光層，與不在發(fā)光層中摻加電子傳輸型材料而其他結(jié) 構(gòu)相同的器件相比，光譜不會(huì)發(fā)生變化。它利用了電子傳輸材料良好的電子傳輸性能，尤其是傳輸性能較高的電子傳輸材料效果'就更加明顯，當(dāng)發(fā)光層中含有電子傳 輸材料，就可以有效地改善電子在發(fā)光層中的傳輸。由于空穴的移動(dòng)速度比電子高得多這一物理本質(zhì)因素決定，如果想得到較好的 空穴和電子平衡結(jié)構(gòu)，往往需要空穴注入和空穴傳輸這兩層的厚度比電子注入和電 子傳輸兩層厚得多；這樣一來(lái)，器件的驅(qū)動(dòng)電壓隨著總厚度增大而升高。而本發(fā)明 所公開(kāi)的制作方法可以很好地控制整個(gè)器件的空穴與電子對(duì)復(fù)合平衡，提高了器件 的發(fā)光效率，降低了器件驅(qū)動(dòng)電壓。由于空穴和電子復(fù)合平衡很好，發(fā)光區(qū)可以牢 牢地控制在發(fā)光層范圍內(nèi)，有效遏制了空穴跑'到電子傳輸層中或電子跑到空穴傳輸 層中的現(xiàn)象，從而改善了器件的壽命。在發(fā)光層中摻雜了電子傳輸型材料后，由于發(fā)光層中和電子傳輸層中都含有同 一種或同類(lèi)型的材料，這種效果類(lèi)似于在相鄰層間互相蒸鍍各自材料，而形成的模 糊界面，因而電子由電子傳輸層到發(fā)光層間的阻擋降低，大大提高電子注入到發(fā)光 層的機(jī)率，減少了在非發(fā)光區(qū)的次發(fā)光現(xiàn)象，使得更多的電子能夠順利地傳輸?shù)桨l(fā) 光層中與空穴復(fù)合發(fā)光，提高了發(fā)光效率。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 圖1是本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是兩種紅色結(jié)構(gòu)器件EL光譜比較圖； 圖3是兩種綠色結(jié)構(gòu)器件EL光譜比較圖； 圖4是兩種紅色結(jié)構(gòu)器件電流密度一電壓比較圖； 圖5是兩種綠色結(jié)構(gòu)器件電流密度一電壓比較圖； 圖6是兩種紅色結(jié)構(gòu)器件亮度一電壓比^圖；圖7是兩種綠色結(jié)構(gòu)器件亮度一電壓比較圖； 圖8是兩種紅色結(jié)構(gòu)器件衰減比較圖； 圖9是兩種綠色結(jié)構(gòu)器件衰減比較圖。
具體實(shí)施方式
如圖l所示，在玻璃基板10上以透明電極ITO為陽(yáng)極11和AI為陰極17之間順序蒸 鍍空穴注入層12、空穴傳輸層13、發(fā)光層14、電子傳輸層15、電子注入層16，可用 簡(jiǎn)式表示為glass substrate (玻璃襯底)/ ITO / HIL / HTL/EML / ETL / EIL / Al (傳 統(tǒng)結(jié)構(gòu))。根據(jù)電子和空穴的傳輸特性不同，各層材料需選用符合適應(yīng)電子和空穴傳 輸特性、各相鄰層間搭配好，有利于電子的注入和傳輸，基于以上原因，各層的材 料都不一樣。本發(fā)明在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上把電子傳輸層ETL材料作為摻雜劑與發(fā)光 層EML主體和客體材料一起按照一定比例共蒸形成發(fā)光層14，而在發(fā)光層14后面仍 然需要單獨(dú)的電子傳輸層15。此結(jié)構(gòu)可用簡(jiǎn)式表達(dá)成glass substrate (玻璃襯底)/ ITO/HIL/HTL/EML (發(fā)光層主體材料+發(fā)光染料+ETL材料)/ETL/EIL/A1。 如果器件中使用的電子傳輸材料ETL的遷移率越高，那么性能提升越明顯。目前我 們所常用的大多數(shù)電子傳輸材料本身具有發(fā)光特性，如Alq3。當(dāng)Alq3作為單層發(fā)光 層時(shí)，可以發(fā)出黃綠色光，但是效率很低。此發(fā)明中把電子傳輸材料作為摻雜劑摻 雜到發(fā)光層14中并不是利用其本身具有發(fā)光的性質(zhì)。在此發(fā)明中，電子傳輸材料在 發(fā)光層14中不發(fā)光。發(fā)光層14中的電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料比例為0.1%—100%。具體的 比例值可根據(jù)所使用的材料和不同顏色器件來(lái)調(diào)配，例如用于紅色器件時(shí)電子傳輸 型比例很高，甚至可完全取代原來(lái)發(fā)光層主體材料而作為單獨(dú)的發(fā)光層主體，用于 綠色器件時(shí)二者比例大約可控制在5% 20%之間，用于藍(lán)色器件時(shí)比例要比綠色
的小，可控制在10%以下。
小分子有機(jī)電致發(fā)光二極管的制作方法是在高真空腔里，用熱蒸鍍的方式在預(yù) 先覆蓋好ITO的玻璃基板上沉積多層功能層和發(fā)光層有機(jī)薄膜。在這里ITO用作透 明陽(yáng)極。此發(fā)光器件的具體制作步驟如下
1、 將作透明陽(yáng)極的ITO基板ll清洗干凈；
2、 把清洗完成后的ITO基板用02等離子處理，然后鍍有機(jī)薄膜；
3、 空穴注入層12的制作方法是用兩種材料以主體和摻雜的方式混蒸，形成P 型結(jié)構(gòu)，以降低器件電壓。摻雜的濃度控制在0.5% 10%，每個(gè)蒸發(fā)源的 蒸發(fā)速率和溫度都是獨(dú)立控制，使用晶振監(jiān)控；或者不用摻雜方式蒸鍍成 的普通HIL層結(jié)構(gòu)；
4、 順序蒸鍍空穴傳輸層13、發(fā)光層14、'電子傳輸層15和電子注入層16。發(fā) 光層14使用主體、客體發(fā)光染料和電子傳輸型材料共蒸。各種材料都使用 獨(dú)立溫度加熱源加熱和獨(dú)立晶振監(jiān)控速率，摻雜比例按照結(jié)構(gòu)條件進(jìn)行設(shè) 置；
5、 蒸鍍陰極17;
6、 在后蓋上貼好干燥劑，然后點(diǎn)膠封裝，整個(gè)流程都在純N2環(huán)境中進(jìn)行。 在具體的制作過(guò)程中，對(duì)于摻雜在發(fā)光層中的電子傳輸型材料種類(lèi)，目前在OLED行業(yè)內(nèi)，電子傳輸型材料有很多，應(yīng)用最廣泛的如三-(8-羥基喹啉)鋁(即 Alq3)，選用此電子傳輸型材料作為發(fā)光層的摻雜劑，可以使有機(jī)電致發(fā)光器件提高 效率、延長(zhǎng)壽命，但此材料的電子遷移率不是太理想。隨著材料合成技術(shù)發(fā)展，電 子傳輸型材料的電子遷移率大大提高，目前市場(chǎng)上由臺(tái)灣、日本等地區(qū)的供應(yīng)商都 有自己的電子傳輸型材料供應(yīng)。
如圖2~圖9所示，本發(fā)明選用臺(tái)灣晶宜化學(xué)材料公司生產(chǎn)的型號(hào)為T(mén)C1107和 TC1106的高遷移率電子傳輸型材料，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如曲線圖。其中圖2、 4、 6、 8所涉紅色器件中摻雜TCU07的結(jié)果顯示，圖3、5、7、9所涉綠色器件中摻雜TC1106 的結(jié)果顯示。從圖2和圖3看出，把TC1107摻雜到紅色器件的發(fā)光層主體材料中或者是完 全代替原來(lái)主體材料，器件的發(fā)光光譜沒(méi)有變化。同樣，把TC1106按照5% 20 %的比例摻雜到綠色器件發(fā)光層中，器件光譜也沒(méi)有發(fā)生變化。從圖4和圖5可以 看出，用TC1107代替紅色器件原來(lái)的發(fā)光層主體材料，或把TC1106按照比例摻雜 到綠色器件發(fā)光層中后，器件的開(kāi)啟電壓降低，且在相同電流密度下，器件的驅(qū)動(dòng) 電壓較低。從圖6和圖7可以看出，用TC1107代替原來(lái)紅色器件的發(fā)光層主體材 料，或把TC1106按照一定比例摻雜到綠色器件的發(fā)光層中，兩種器件的亮度(即 發(fā)光效率)得到明顯改善。從圖8和圖9可以看出，用TC1107代替原來(lái)紅色器件 的發(fā)光層主體材料、或把TC1106按照比例摻雜到綠色器件的發(fā)光層中后，兩種器 件的壽命得到明顯改善。本發(fā)明在發(fā)光層中摻雜的電子傳輸型材料不僅限于上述實(shí)施中所提及的幾種， 在市場(chǎng)上供應(yīng)的其他高遷移率電子傳輸型材料，如日本CHISSO公司的生產(chǎn)的ET4 材料等等，也都能達(dá)到使有機(jī)電致發(fā)光器件提高效率、延長(zhǎng)壽命的效果。
權(quán)利要求
1、一種有機(jī)電致發(fā)光器件，依次包括陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極，其特征在于所述的發(fā)光層中摻有電子傳輸型材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述發(fā)光層里的電子 傳輸型材料與發(fā)光層主體材料的混合比例為0.1%~100%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述發(fā)光層中的電子 傳輸型材料包括可用于作為電子傳輸層的所有材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述發(fā)光層中的電子 傳輸型材料與電子傳輸層材料為同一種材料。
5、 一種上述有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，包括以下步驟(1)將作為透明陽(yáng)極 的ITO基板清洗干凈；(2)把清洗完成后的ITO基板用02等離子處理，然后鍍有機(jī)薄膜；(3)順序蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和 電子注入層；(4)蒸鍍陰極；(5)在后蓋上貼好干燥劑，然后點(diǎn)膠封裝；其特 征在于步驟(3)蒸鍍發(fā)光層時(shí)，摻入電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料、客體發(fā)光材料共蒸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于所述發(fā)光層里的電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料的混合比例為0.1%~100%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于所述發(fā)光層中電子傳輸型材料與發(fā)光層主體材料的比例可根據(jù)所使用的材料和不同顏 色器件來(lái)調(diào)配。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于步驟(3) 中所述空穴注入層的制作方法是用兩種材料以主體和摻雜的方式混蒸，形成P 型結(jié)構(gòu)；摻雜的濃度控制在0.5% 10%，每個(gè)蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率和溫度都是 獨(dú)立控制，使用晶振監(jiān)控；或者不用摻雜方式蒸鍍成的普通HIL層結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于步驟(3) 中各種材料都使用獨(dú)立溫度加熱源加熱和獨(dú)立晶振監(jiān)控速率，摻雜比例按照結(jié) 構(gòu)條件進(jìn)行設(shè)置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于步驟(5) 整個(gè)流程都在純N2環(huán)境中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)電致發(fā)光器件，依次包括陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極，所述的發(fā)光層中摻有電子傳輸型材料。本發(fā)明還包括該有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，包括以下步驟(1)將ITO基板清洗干凈；(2)把清洗完成后的ITO基板用O₂等離子處理，然后鍍有機(jī)薄膜；(3)順序蒸鍍空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層；(4)蒸鍍陰極；(5)在后蓋上貼好干燥劑，然后點(diǎn)膠封裝；在步驟(3)蒸鍍發(fā)光層時(shí)，使用電子傳輸型材料和主體材料、客體發(fā)光材料共蒸。本發(fā)明可以提高器件的發(fā)光效率，降低器件驅(qū)動(dòng)電壓，從而延長(zhǎng)器件的壽命。
文檔編號(hào)H01L51/54GK101118953SQ20071002968
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者柯賢軍 申請(qǐng)人:信利半導(dǎo)體有限公司