專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光器件及其制作方法
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)明涉及電子器件相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件及其制作方
法?！?br> 背景技木有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)具有ー些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)(I)OLED屬于擴(kuò)散型面光源，不需要像發(fā)光二極管(LED) —祥通過額外的導(dǎo)光系統(tǒng)來獲得大面積的白光光源；(2)由于有機(jī)發(fā)光材料的多祥性，OLED照明可根據(jù)需要設(shè)計(jì)所需顏色的光，目前無論是小分子0LED，還是聚合物有機(jī)發(fā)光二極管(PLED)都已獲得了包含白光光譜在內(nèi)的所有顔色的光；(3)OLED可在多種襯底如玻璃、陶瓷、金屬、塑料等材料上制作，從而使得設(shè)計(jì)照明光源時(shí)更加自由；(4)采用制作OLED顯示的方式制作OLED照明面板，可在照明的同時(shí)顯示信息；(5)OLED在照明系統(tǒng)中還可被用作可控色，允許使用者根據(jù)個(gè)人需要調(diào)節(jié)燈光氛圍。然而，由于OLED中空穴傳輸速率高于電子傳輸速率，這種不平衡的傳輸速率往往會(huì)造成激子復(fù)合區(qū)域不在發(fā)光層，因而影響OLED的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供ー種空穴和電子傳輸速率較為平衡的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制作方法。一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括依次層疊的陽極導(dǎo)電基板、發(fā)光層及陰極，此外，該有機(jī)電致發(fā)光器件還包括設(shè)在所述陽極導(dǎo)電基板與所述發(fā)光層之間的用于降低空穴傳輸速率的混合層，所述混合層包括由空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合而成的多層子混合層，所述多層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比隨靠近所述發(fā)光層的方向逐漸降低。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述空穴傳輸材料為苯基嗎啉、N，N’ -ニ苯基-N，N’ -雙(3-甲基苯基)-(1，1’_聯(lián)苯基)-4，4’_ ニ胺或4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺；所述電子傳輸材料為8-羥基喹啉鋁、4-聯(lián)苯酚基-ニ(2-甲基-8-羥基喹啉)合鋁、N-芳基苯并咪唑或4，7- ニ苯基-1，10-菲羅啉。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述多層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比的范圍為6 : I I : 6。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述混合層包括3 6層子混合層。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述陽極導(dǎo)電基板的厚度為100 150nm、所述混合層的厚度3 5nm、所述發(fā)光層的厚度為5 20nm、所述陰極的厚度為80 200nm。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述混合層包括5層子混合層，所述5層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比依次為6 1、5 2、4 3、3 4、2 5 ;每層所述子混合層的厚度為lnm。 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括依次形成在所述陽極導(dǎo)電基板與所述混合層之間的空穴注入層和空穴傳輸層，以及依次形成在所述發(fā)光層與所述陰極之間的電子傳輸層和電
子注入層。該有機(jī)電致發(fā)光器件通過采用空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合形成混合層，能有效緩解空穴的傳輸能力，降低空穴傳輸速率，達(dá)到與載流子的傳輸速率平衡，使空穴電子盡量多的在發(fā)光層復(fù)合，從而提高整個(gè)有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光效率。ー種上述有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，包括如下步驟在導(dǎo)電基板上制備有機(jī)電致發(fā)光器件的陽極圖形，形成陽極導(dǎo)電基板；在所述陽極導(dǎo)電基板上依次沉積由空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合而成的子混合層，其中，多層所述子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比依次降低，多層所述子混合層構(gòu)成混合層；在所述混合層上依次沉積發(fā)光層和陰扱，形成所述有機(jī)電致發(fā)光器件。 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述混合層包括5層子混合層，所述5層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比依次為6 1、5 2、4 3、3 4、2 5 ;每層所述子混合層的厚度為lnm。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述制作方法還包括在所述陽極導(dǎo)電基板與所述混合層之間依次沉積空穴注入層、空穴傳輸層，以及在所述發(fā)光層與所述陰極之間依次沉積電子傳輸層和電子注入層的步驟。上述有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，采用的材料廉價(jià)，制備エ藝簡(jiǎn)單，易大面積制備，制得的有機(jī)電致發(fā)光器件發(fā)光效率顯著提高。

圖I為ー實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為混合層中空穴傳輸材料、電子傳輸材料的摩爾值隨與發(fā)光層的距離的漸進(jìn)式變化圖；圖3為實(shí)施例I中有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實(shí)施例I與對(duì)比例制得的有機(jī)電致發(fā)光器件的電流效率與電流密度對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)有機(jī)電致發(fā)光器件及其制作方法作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。如圖I所示，本實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件100包括依次層疊的陽極導(dǎo)電基板110、混合層120、發(fā)光層130及陰極140。陽極導(dǎo)電基板110為表面刻蝕有陽極圖案的導(dǎo)電玻璃基板(如ITO玻璃基板)或有機(jī)PET(聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯)薄膜基板。陽極導(dǎo)電基板110的厚度為100 150nm。混合層120包括由空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合而成的多層子混合層。如圖2所示，每層子混合層內(nèi)的空穴傳輸材料與電子傳輸材料的比例保持不變，多層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比隨靠近發(fā)光層的方向逐漸降低。優(yōu)選的，多層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比隨靠近發(fā)光層的方向可以按6: 1、5 : 2、4 3、3 4、2 5、1 6的比例漸進(jìn)式變化，此時(shí)，混合層包括6層子混合層。在其他優(yōu)選的實(shí)施方式中，混合層還可以包括3 5層子混合層，每層子混合層相應(yīng)的空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比范圍在6:I I:6之間即可。混合層120中所用的空穴傳輸材料為苯基嗎啉(NPB)、N，N’ - ニ苯基-N，N’ -雙(3-甲基苯基)-(1，1，-聯(lián)苯基)-4，4’ - ニ胺(TPD)或4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)。電子傳輸材料為8-羥基喹啉鋁(Alq3)、4_聯(lián)苯酚基-ニ(2-甲基_8_羥基喹啉)合鋁(BAlq)、N-芳基苯并咪唑(TPBi)或4，7_ ニ苯基-1，10-菲羅啉(BPhen)。本實(shí)施方式的混合層中每層子混合層的厚度為lnm。發(fā)光層130可以為單層或多層結(jié)構(gòu)，厚度為5 20nm。陰極140采用導(dǎo)電性能良好的金屬或合金材料，如鋁、銀、金和鈣等金屬中的至少 ー種。陰極140的厚度為80 200nm。有機(jī)電致發(fā)光器件100通過采用空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合形成混合層，能有效緩解空穴的傳輸能力，降低空穴傳輸速率，達(dá)到與載流子的傳輸速率平衡，使空穴電子盡量多的在發(fā)光層復(fù)合，從而提高整個(gè)有機(jī)電致發(fā)光器件100的發(fā)光效率。有機(jī)電致發(fā)光器件100的制作，可以按照如下步驟進(jìn)行步驟ー在導(dǎo)電基板上制備有機(jī)電致發(fā)光器件的陽極圖形，形成陽極導(dǎo)電基板110。優(yōu)選的，在進(jìn)行陽極圖形制備之前，還包括對(duì)導(dǎo)電基板進(jìn)行前處理的步驟洗潔精清洗一こ醇清洗一丙酮清洗一純水清洗，均用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，毎次洗滌采用清洗5分鐘，停止5分鐘，分別重復(fù)3次的方法，然后再用烘箱烘干待用；對(duì)洗凈后的導(dǎo)電基板再進(jìn)行表面活化處理，以增加導(dǎo)電表面層的含氧量，提高導(dǎo)電層表面的功函數(shù)。步驟ニ 在陽極導(dǎo)電基板110上依次沉積由空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合而成的子混合層，其中，多層所述子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比依次降低，多層所述子混合層構(gòu)成混合層120。優(yōu)選的，采用真空蒸鍍的方法，真空度為5 X IO-5Pa 3 X 10_5Pa，蒸發(fā)速度
0.1 A I A/s,蒸發(fā)厚度3 5nm。步驟三在混合層120上依次沉積發(fā)光層130和陰極140，形成所述有機(jī)電致發(fā)光器件100。優(yōu)選的，發(fā)光層130和陰極140的沉積過程均采用真空蒸鍍的方法。其中，發(fā)光層130的蒸鍍過程中，真空度8 X 10_5Pa 3 X 10_5Pa，蒸發(fā)速度0.1A 2A/s,單層蒸發(fā)厚度5 20nm ;陰極140的蒸鍍過程中，真空度7X KT5Pa 5X 10_5Pa，蒸發(fā)速度0.1 A 5A/s,蒸發(fā)厚度為80 200nm。該有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，采用的材料廉價(jià)，制備エ藝簡(jiǎn)單，易大面積制備，制得的有機(jī)電致發(fā)光器件發(fā)光效率顯著提高。在其他優(yōu)選的實(shí)施方式中，有機(jī)電致發(fā)光器件還可以采用如下增強(qiáng)功能結(jié)構(gòu)，包括依次層疊的陽極導(dǎo)電基板、空穴注入層、空穴傳輸層、混合層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層及陰扱?？昭ㄗ⑷雽涌梢詾镸o03、W03、V2O5等空穴注入材料制作。制作過程采用真空蒸鍍的方法，真空度7X10_5Pa 5X10_5Pa，蒸發(fā)速度O.lA lA/s,蒸發(fā)厚度為10 15nm。空穴傳輸層可以采用苯基嗎啉(NPB)、N，N’-:,— -N，N’-| (3-甲基苯基)-(1，I’-聯(lián)苯基)-4，4’-ニ胺(TPD)、4，4'，4"-三(咔唑 _9_基)三苯胺(TCTA)或N，N' - ニ苯基-N，N' -(I-萘基)-1，1'-聯(lián)苯_4，4' -ニ胺(a-NPD)等空穴傳輸材料制作。制作過程采用真空蒸鍍的方法，真空度5X 10_5Pa 3X 10_5Pa，蒸發(fā)速度0.1人 2ん3,蒸發(fā)厚度 40 60nm。電子傳輸層可以采用8-羥基喹啉鋁(Alq3)、4_聯(lián)苯酚基-ニ(2_甲基_8_羥基喹啉)合鋁(BAlq)、N-芳基苯并咪唑(TPBi)或4，7_ ニ苯基-1，10-菲羅啉(BPhen)等電子傳輸材料制作。制作過程采用真空蒸鍍的方法，真空度5X 10_5Pa 3X 10_5Pa，蒸發(fā)速度
0.1人 2ん8,蒸發(fā)厚度20 80nm。 電子注入層可以是厚度為I 2nm的CsF或IiF層。制作過程采用真空蒸鍍的方法，真空度7 X IO-5Pa 5 X 10 ,蒸發(fā)速度0.1A I A/s,蒸發(fā)厚度為I 2nm。以下為具體實(shí)施例與比較例部分實(shí)施例I :請(qǐng)參圖3a) ITO玻璃基板210前處理洗潔精清洗一こ醇清洗一丙酮清洗一純水清洗，均用超聲波清洗機(jī)進(jìn)行清洗，毎次洗滌采用清洗5分鐘，停止5分鐘，分別重復(fù)3次的方法，然后再用紅外烘箱烘干待用；對(duì)洗凈后的ITO玻璃基板210進(jìn)行表面活化處理，以增加ITO表面層的含氧量，提高ITO表面的功函數(shù)。ITO玻璃基板210厚度lOOnm。b)空穴注入層220的制備在ITO玻璃基板210上蒸鍍ー層厚度為IOnm的MoO3作為空穴注入層220。真空度5X10_5Pa，蒸發(fā)速度0.2A/S。。)空穴傳輸層230的制備用NPB作為空穴傳輸材料。真空度3\10_ヤ&，蒸發(fā)速度1ん3,蒸發(fā)厚度50nm。d)混合層240的制備混合層由NPB和Alq3按漸次變化比例構(gòu)成，摩爾比分別變?yōu)?6 : 1、5 : 2、4 3、3 4、2 5。真空度 3 X 10_5Pa，蒸發(fā)速度0.1 A/s,蒸發(fā)厚度 5nm，其中，每種摩爾比例的子混合層的厚度為lnm。e)發(fā)光層250的制備主體材料采用TPBi，綠色客體采用Ir (ppy)3，摻雜濃度lwt%。真空度3X 10_5Pa，蒸發(fā)速度0.1 A/s,蒸發(fā)厚度10nm。f)電子傳輸層260的制備在發(fā)光層250上蒸鍍ー層Alq3作為電子傳輸層260。真空度3 X 10 ,蒸發(fā)速度IA/S,蒸發(fā)厚度40nm。g)電子注入層270的制備蒸鍍ー層厚度為Inm的LiF作為電子注入層270。真空度5 X10_5Pa，蒸發(fā)速度0.1 A/S。h)置于電子注入層270上的金屬陰極280，蒸鍍制作厚度為IOOnm的鋁電極作為陰極280。真空度5父10-%，蒸發(fā)速度2ん3。實(shí)施例2 :實(shí)施例2與實(shí)施例I大體相同，其不同在于實(shí)施例2中a) ITO玻璃基板的厚度為150nm ;d)混合層采用TPD與BAlq按摩爾比6 1、5 2、4 3、3 4、2 5、I : 6混合構(gòu)成,姆層厚度lnm ;e)中發(fā)光層厚度5nm ;h)中陰極厚度200nm。實(shí)施例3 :實(shí)施例3與實(shí)施例I大體相同，其不同在于實(shí)施例3中a) ITO玻璃基板的厚度為120nm;d)混合層采用TCTA與TPBi按摩爾比5 : 2、1 : 1、2 : 5混合構(gòu)成，每層厚度lnm ；e)中發(fā)光層厚度20nm ；h)中陰極厚度80nm。實(shí)施例4 :實(shí)施例4與實(shí)施例I大體相同，其不同在于實(shí)施例4中a) ITO玻璃基板的厚度為IlOnm ;d)混合層采用NPB與BPhen按摩爾比5 2、4 3、3 4、2 5混合構(gòu)成，姆層厚度lnm ；e)中發(fā)光層厚度15nm ；h)中陰極厚度120nm。比較例沒有混合層240，其它同實(shí)施例I。圖4為實(shí)施例I和對(duì)比例制得的有機(jī)電致發(fā)光器件的電流效率與電流密度的對(duì)比曲線圖，其中，曲線I和曲線2分別代表實(shí)施例I和對(duì)比例中的有機(jī)電致發(fā)光器件。表I為 從圖4中截取的一些坐標(biāo)值數(shù)據(jù)，如下表I
4 チ W臺(tái) 5.1 6.6 11.7 22.4 29.6 39.8 53.1 71.4 91.9 (mA/cm )
曲線 I UdMJ—_27.3 31.1 31.7 30.8 30.2 29.6 28.5 27.3 26.4 曲線 2(cd/A) 15.8 21.1 21.5 21.1 20.8 20.2 19.3 17.8 16.3結(jié)合圖4和表I可以看出，實(shí)施例I中包含有用于降低空穴傳輸速率的混合層240的有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光效率顯著高于對(duì)比例中的有機(jī)電致發(fā)光器件，實(shí)施例I的發(fā)光效率約為對(duì)比例的I. 5倍。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括依次層疊的陽極導(dǎo)電基板、發(fā)光層及陰極，其特征在于，還包括設(shè)在所述陽極導(dǎo)電基板與所述發(fā)光層之間的用于降低空穴傳輸速率的混合層，所述混合層包括由空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合而成的多層子混合層，所述多層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比隨靠近所述發(fā)光層的方向逐漸降低。
2.如權(quán)利要求I所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴傳輸材料為苯基嗎啉、N，N’ -ニ苯基-N，N’ -雙(3-甲基苯基)-(1，I’ -聯(lián)苯基)-4，4’ - ニ胺或4，4'，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺；所述電子傳輸材料為8-羥基喹啉鋁、4-聯(lián)苯酚基-ニ(2-甲基-8-羥基喹啉)合鋁、N-芳基苯并咪唑或4，7- ニ苯基-1，10-菲羅啉。
3.如權(quán)利要求I或2所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述多層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比范圍為6 : I I : 6。
4.如權(quán)利要求I或2所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述混合層包括3 6層子混合層。
5.如權(quán)利要求I所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述陽極導(dǎo)電基板厚度為100 150nm,所述混合層厚度為3 5nm,所述發(fā)光層厚度為5 20nm及所述陰極的厚度為80 200nm。
6.如權(quán)利要求I或5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述混合層包括5層子混合層，所述5層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比依次為6 1、5 2、4 3、3 4、2 5 ;姆層所述子混合層的厚度為lnm。
7.如權(quán)利要求I所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，還包括依次形成在所述陽極導(dǎo)電基板與所述混合層之間的空穴注入層和空穴傳輸層，以及依次形成在所述發(fā)光層與所述陰極之間的電子傳輸層和電子注入層。
8.一種有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于，包括如下步驟 在導(dǎo)電基板上制備有機(jī)電致發(fā)光器件的陽極圖形，形成陽極導(dǎo)電基板； 在所述陽極導(dǎo)電基板上依次沉積由空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合而成的子混合層，其中，多層所述子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比依次降低，多層所述子混合層構(gòu)成混合層； 在所述混合層上依次沉積發(fā)光層和陰極，形成所述有機(jī)電致發(fā)光器件。
9.如權(quán)利要求8所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于，所述混合層包括5層子混合層，所述5層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比依次為6 I、5: 2、4 : 3、3 : 4、2 : 5 ;每層所述子混合層的厚度為lnm。
10.如權(quán)利要求8或9所述的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法，其特征在于，還包括在所述陽極導(dǎo)電基板與所述混合層之間依次沉積空穴注入層、空穴傳輸層，以及在所述發(fā)光層與所述陰極之間依次沉積電子傳輸層和電子注入層的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括依次層疊的陽極導(dǎo)電基板、發(fā)光層及陰極，此外，該器件還包括設(shè)在陽極導(dǎo)電基板與發(fā)光層之間的用于降低空穴傳輸速率的混合層，混合層包括由空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合而成的多層子混合層，多層子混合層中空穴傳輸材料與電子傳輸材料的摩爾比隨靠近發(fā)光層的方向逐漸降低。該有機(jī)電致發(fā)光器件通過采用空穴傳輸材料與電子傳輸材料按漸進(jìn)式比例混合形成混合層，能有效緩解空穴的傳輸能力，降低空穴傳輸速率，達(dá)到與載流子的傳輸速率平衡，使空穴電子盡量多的在發(fā)光層復(fù)合，從而提高整個(gè)有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光效率。此外，本發(fā)明還涉及一種有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法。
文檔編號(hào)H01L51/54GK102842678SQ20111016793
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者周明杰, 王平, 鐘鐵濤, 黃輝 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司