一種有機發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機發(fā)光二極管，包括襯底、陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和陰極；所述發(fā)光層包括沿陽極至陰極方向疊置的第一磷光發(fā)光層、第一間隔層、藍光熒光發(fā)光層、第二間隔層和第二磷光發(fā)光層；其中，第一間隔層為導空穴阻電子型材料層，第二間隔層為導電子阻空穴型材料層。本發(fā)明通過將激子復合區(qū)域限定在藍光熒光發(fā)光層，提高了發(fā)光二級管的發(fā)光效率和光穩(wěn)定性。
【專利說明】一種有機發(fā)光二極管
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光電【技術領域】，尤其涉及一種有機發(fā)光二極管。
【背景技術】
[0002]有機發(fā)光二極管(OLED)技術利用有機薄膜在施加電壓時發(fā)光，其在平板顯示器、照明和背光中日益獲得廣泛應用。
[0003]目前白光有機發(fā)光二極管(WOLED)中，由于沒有很好的深藍磷光材料，僅具有磷光發(fā)光材料的白光有機發(fā)光二極管穩(wěn)定性較差。而且，磷光/熒光混合型結構的白光有機發(fā)光二極管中存在著單重態(tài)激子與三重態(tài)激子的利用問題，但是單重態(tài)激子(熒光激子)與三重態(tài)激子(磷光激子)本身具有的能量性質、遷移性質不同，及電荷復合區(qū)域隨電壓移動等問題；致使白光OLED結構復雜，能量利用不佳，發(fā)光效率低，特別是器件的光譜隨電壓變化嚴重，色穩(wěn)定性不佳。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種有機發(fā)光二級管，提高有機發(fā)光二極管的色穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明公開了 一種有機發(fā)光二極管，包括襯底、陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和陰極；
[0006]所述發(fā)光層包括沿陽極至陰極方向疊置的第一磷光發(fā)光層、第一間隔層、藍光熒光發(fā)光層、第二間隔層和第二磷光發(fā)光層；
[0007]其中，第一間隔層為導空穴阻電子型材料層，第二間隔層為導電子阻空穴型材料層。
[0008]優(yōu)選地，所述藍光熒光發(fā)光層為4，4’ -雙(2，2-二苯乙烯基)聯(lián)苯(DPVBi)有機發(fā)光材料層。
[0009]優(yōu)選地，所述藍色熒光發(fā)光層厚度為5納米至20納米。
[0010]優(yōu)選地，所述藍色熒光發(fā)光層厚度為10納米。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層為顏色相同的發(fā)光層或顏色不同的發(fā)光層。
[0012]優(yōu)選地，所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層均為黃色磷光發(fā)光層或紅色磷光發(fā)光層；或者
[0013]所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層分別為紅色磷光發(fā)光層和綠色磷光發(fā)光層；或者
[0014]所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層分別為綠色磷光發(fā)光層和紅色磷光發(fā)光層。
[0015]優(yōu)選地，所述綠色磷光發(fā)光層為以8%摩爾比在主體材料4，4’ -N, N’ - 二咔唑-聯(lián)苯(CBP)中摻雜客體材料三(2-苯基吡啶)銥(Ir(ppy)3)獲得的有機材料層；
[0016]所述紅色磷光發(fā)光層為以8%摩爾比在主體材料4，4’ -N, N’ - 二咔唑-聯(lián)苯(CBP)中摻雜客體材料三(2-苯基喹啉)銥(Ir (2-phq)3)獲得的有機材料層。
[0017]優(yōu)選地，所述綠色磷光發(fā)光層的厚度為5-20納米，所述紅色磷光發(fā)光層的厚度為5-20納米。
[0018]優(yōu)選地，所述綠色磷光發(fā)光層的厚度為10納米，所述紅色磷光發(fā)光層的厚度為12納米。
[0019]優(yōu)選地，所述第一間隔層為4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)，第二間隔層材料為8-三-羥基喹啉鋁(AlQ)。
[0020]優(yōu)選地，所述第一間隔層和第二間隔層的厚度為1-10納米。
[0021]優(yōu)選地，所述第一間隔層厚度為8納米，所述第二間隔層厚度為5納米。
[0022]優(yōu)選地，所述有機發(fā)光二極管還包括設置于陽極與空穴傳輸層之間的空穴注入層，以及設置于陰極和電子傳輸層之間的電子注入層。
[0023]優(yōu)選地，所述有機發(fā)光二極管還包括:
[0024]設置于發(fā)光層和空穴傳輸層之間的第一激子限定層，所述第一激子限定層為導空穴阻電子型材料層；
[0025]設置于發(fā)光層和電子傳輸層之間的第二激子限定層，所述第二激子限定層為導電子阻空穴型材料層。
[0026]本發(fā)明通過設置間隔層，使載流子被限制在熒光材料為發(fā)射主體的藍光熒光發(fā)光層中，即激子復合區(qū)域限定在藍光熒光發(fā)光層，從而使得擴散距離較短的熒光激子均被藍光熒光發(fā)光層利用，而擴散距離較長的磷光激子可被磷光發(fā)光層使用，實現(xiàn)了激子在各發(fā)光層中的隔離分配，提高了發(fā)光二級管的發(fā)光效率和光穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明第一實施例的有機發(fā)光二級管的結構示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明第一實施例另一實施方式的有機發(fā)光二級管的結構示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明第二實施例的有機發(fā)光二級管的結構示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明第三實施例的有機發(fā)光二極管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0032]圖1是本發(fā)明第一實施例的有機發(fā)光二級管的結構示意圖。如圖1所示，有機發(fā)光二極管10包括層疊形成的襯底11、陽極12、空穴傳輸層13、發(fā)光層14、電子傳輸層15和陰極16。
[0033]發(fā)光層14包括沿陽極至陰極方向疊置的第一磷光發(fā)光層141、第一間隔層142、藍光突光發(fā)光層143、第二間隔層144和第二磷光發(fā)光層145。
[0034]其中，第一間隔層142為導空穴阻電子型材料層，第二間隔層144為導電子阻空穴型材料層。
[0035]當有機發(fā)光二極管被施加電流時，陽極12通過空穴傳輸層13向發(fā)光層14注入空穴，而陰極16通過電子傳輸層15向發(fā)光層14注入電子。注入的空穴和電子各自向著帶相反電荷的電極遷移。當電子和空穴定域在同一分子上時，形成“激子”，也即，具有激發(fā)能態(tài)的定域的電子-空穴對。激子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的過程會由輻射躍遷而產(chǎn)生發(fā)光。當電子和空穴相遇時，它們復合形成的激子中，25%為單重態(tài)，75%為三重態(tài)。激發(fā)單重態(tài)輻射躍遷至基態(tài)的發(fā)光為熒光，激發(fā)三重態(tài)輻射躍遷至基態(tài)的發(fā)光為磷光，磷光過程是自旋多重度改變的躍遷，收到了自旋因子的制約，因此，其躍遷速率比起熒光過程要小得多，相應地，三重態(tài)激子的壽命較長，能夠穿越較遠的距離。而有機發(fā)光材料中的熒光材料僅能依靠單重態(tài)的激子輻射衰減發(fā)射熒光，同時，有機發(fā)光材料中的磷光材料可以通過三重態(tài)激子的輻射衰減來發(fā)射磷光。
[0036]本實施例中，第一間隔層142被設置為導空穴阻電子型材料層，第二間隔層144被設置為導電子阻空穴型材料層，同時，第一間隔層142設置在藍光熒光發(fā)光層143遠離陰極的一側，而第二間隔層144設置在藍光熒光發(fā)光層133遠離陽極的一側，因此，從陽極注入的空穴到達藍光熒光發(fā)光層143后被第二間隔層144阻擋從而不能繼續(xù)向陰極移動，同時，從陰極注入的電子到達藍光熒光發(fā)光層143后被第二間隔層144阻擋從而不能繼續(xù)向陽極移動，由此，電子和空穴被限制在藍光熒光發(fā)光層143進行結合，也即，激子復合區(qū)域限定在藍光熒光發(fā)光層143中。從而大部分的激子均在藍光熒光發(fā)光層143中產(chǎn)生，熒光激子(單重態(tài)激子)由于壽命短不能穿越間隔層到達磷光發(fā)光層，而在藍光熒光發(fā)光層中被熒光材料利用。而磷光激子(三重態(tài)激子)由于壽命較長，擴散距離較遠，可越過第一或第二間隔層被磷光發(fā)光層的磷光材料所利用。由此，單重態(tài)激子和三重態(tài)激子均能獲得較好利用，提高了器件的發(fā)光效率。
[0037]其中，在設計所述有機發(fā)光二極管結構時，可以通過調節(jié)第一間隔層142和第二間隔層144的厚度控制發(fā)光層中激子(能量)的分布，從而調節(jié)不同的基色的亮度和其它色彩特性，實現(xiàn)白光平衡或其它需要的效果。
[0038]在本實施例的另一個實施方式中，如圖2所示，有機發(fā)光二極管20包括層疊形成的襯底21、陰極22、電子傳輸層23、發(fā)光層24、空穴傳輸層25和陽極26,也即，陽極26位于有機發(fā)光二極管20的頂部，因為最常見的有機發(fā)光二極管構造具有位于陽極上面的陰極，所以有機發(fā)光二極管20可稱為“倒置型”有機發(fā)光二極管。對應地，發(fā)光層24包括沿陽極26至陰極21方向疊置的第一磷光發(fā)光層241、第一間隔層242、藍光突光發(fā)光層243、第二間隔層244和第二磷光發(fā)光層245。
[0039]其中，第一間隔層242為導空穴阻電子型材料層，第二間隔層244為導電子阻空穴型材料層。“倒置型”有機發(fā)光二極管僅需要對構成陰極和陽極的材料進行相應的變化和選擇，例如，選用采用10-20nm厚度的Ag、Mg或其組合物的金屬層作為透明的陰極,選用厚度較大的Ag、Mg或其組合形成半透明的陽極。
[0040]本實施例通過設置間隔層，使載流子被限制在熒光材料為發(fā)射主體的藍光熒光發(fā)光層中，即激子復合區(qū)域限定在藍光熒光發(fā)光層，從而使得擴散距離較短的熒光激子均被藍光熒光發(fā)光層利用，而擴散距離較長的磷光激子可被磷光發(fā)光層使用，實現(xiàn)了激子在各發(fā)光層中的隔離分配，提高了發(fā)光二級管的發(fā)光效率和光穩(wěn)定性。
[0041]圖3是本發(fā)明第二實施例的有機發(fā)光二級管的結構示意圖。如圖3所示，本發(fā)明第二實施例的有機發(fā)光二極管30包括層疊形成的襯底31、陽極32、空穴注入層33、空穴傳輸層34、發(fā)光層35、電子傳輸層36、電子注入層37和陰極38。
[0042]其中，發(fā)光層35形成為復合結構，其包括沿陽極至陰極方向疊置的第一磷光發(fā)光層351、第一間隔層352、藍光突光發(fā)光層353、第二間隔層354和第二磷光發(fā)光層365。
[0043]其中，第一間隔層352為導空穴阻電子型材料層，第二間隔層355為導電子阻空穴型材料層。
[0044]其中，在本實施例的一個優(yōu)選實施方式中，陽極32利用氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(IZO)或其它類型的透明導電材料以薄膜形式實現(xiàn)。
[0045]空穴注入層33采用4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯氨基)三苯胺(m_MTDATA)為材料形成，其優(yōu)選厚度為10nm。
[0046]空穴傳輸層34采用4，4’ -環(huán)己基二 [N，N- 二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)為材料形成，其優(yōu)選厚度為30nm。
[0047]電子傳輸層36和電子注入層37共同使用2，9_ 二甲基_4，7_ 二苯基_1，10-菲咯啉(BCP)為材料形成，其優(yōu)選厚度為30nm。
[0048]陰極38采用復合陰極結構，優(yōu)選由Inm厚度的氟化鋰層(LiF)和位于其上的鋁層(Al)形成。
[0049]發(fā)光層35為復合結構，其中第一間隔層352優(yōu)選為4，4’，4” -三(咔唑_9_基)三苯胺(TCTA)材料形成，其可以形成為1-1Onm厚，優(yōu)選地厚度被形成為8nm。
[0050]而第二間隔層355優(yōu)選采用8-三-羥基喹啉鋁(AlQ)作為材料，其可以形成為
1-1Onm厚，優(yōu)選地，厚度被形成為5nm。
[0051]其中，在設計所述有機發(fā)光二極管結構時，可以通過調節(jié)第一間隔層和第二間隔層的厚度控制發(fā)光層中激子(能量)的分布，從而調節(jié)不同的基色的亮度和其它色彩特性，實現(xiàn)白光平衡或其它需要的效果。
[0052]第一和第二磷光發(fā)光層可以為相同顏色的磷光發(fā)光層或不同顏色的磷光發(fā)光層。在本實施方式中，第一磷光發(fā)光層為紅色磷光發(fā)光層，其利用按8%摩爾比摻雜濃度向主體材料4，4’ -N, N’ - 二咔唑-聯(lián)苯(CBP)中摻雜客體材料三(2-苯基喹啉)銥(Ir (2-phq)3)獲得的有機材料(也即，Ir-(2-phq)3:CBP8%)形成，其可以形成為5_20nm厚，其優(yōu)選厚度為IOnm0
[0053]第二磷光發(fā)光層為綠色磷光發(fā)光層，其利用以8%摩爾比在主體材料4，4’-N，N’- 二咔唑-聯(lián)苯(CBP)中摻雜客體材料三(2-苯基吡啶)銥(IHppy)3)獲得的有機材料層(也即，Ir(ppy)3:CBP8%)形成，其可以形成為5_20nm厚其優(yōu)選厚度為12nm。
[0054]在另一個實施方式中，第一和第二磷光發(fā)光層可以為與藍色相互補的顏色的磷光發(fā)光層，例如均形成為黃光或紅光磷光發(fā)光層。如果希望有機發(fā)光二極管發(fā)射其它顏色的光，還可以將第一和第二磷光發(fā)光層設置為和藍光混合可以實現(xiàn)相應效果的基色發(fā)光層。
[0055]本領域技術人員可以理解，以上有機發(fā)光二極管所采用的材料和厚度均為示例性說明本發(fā)明的【具體實施方式】而列舉，本領域技術人員可以在有限次試驗的基礎上選用公知的具有相同功能的其它材料替代形成相應的材料層，也可以通過調整復合發(fā)光層的不同層的厚度來獲得需要的光效果。
[0056]圖4是本發(fā)明第三實施例的有機發(fā)光二級管的結構示意圖。如圖4所示，本發(fā)明第三實施例的有機發(fā)光二極管40包括層疊形成的襯底41、陽極42、空穴注入層43、空穴傳輸層44、第一激子限定層45、發(fā)光層46、第二激子限定層47、電子傳輸層48、電子注入層49和陰極4a。也即，相對于第二實施例，第三實施例的有機發(fā)光二極管40增設了第一激子限定層45和第二激子限定層47。第一激子限定層45和第二激子限定層47分別為導空穴阻電子型材料層，和導電子阻空穴型材料層。由此，圖4中自陰極向陽極運動的電子在被發(fā)光層46的第一間隔層阻擋后，即使穿過間隔層，還會被第一激子限定層45阻擋使電子在發(fā)光層46中與空穴復合。同樣地，圖4中自陽極向陰極運動的空穴在被發(fā)光層46的第二間隔層阻擋后，即使穿過間隔層，還會被第二激子限定層47阻擋停留在發(fā)光層46中與空穴復合。由此，有機發(fā)光二極管的發(fā)光效率進一步提高。
[0057]本實施例通過設置第一、第二激子限定層，進一步將激子復合區(qū)域限定在發(fā)光層，進一步提高了有機發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域技術人員而言，本發(fā)明可以有各種改動和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種有機發(fā)光二極管，包括襯底、陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和陰極； 所述發(fā)光層包括沿陽極至陰極方向疊置的第一磷光發(fā)光層、第一間隔層、藍光突光發(fā)光層、第二間隔層和第二磷光發(fā)光層； 其中，第一間隔層為導空穴阻電子型材料層，第二間隔層為導電子阻空穴型材料層。
2.根據(jù)權利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述藍光熒光發(fā)光層為4，4’ -雙(2，2-二苯乙烯基)聯(lián)苯(DPVBi)有機發(fā)光材料層。
3.根據(jù)權利要求2所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述藍色熒光發(fā)光層厚度為5納米至20納米。
4.根據(jù)權利要求3所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述藍色熒光發(fā)光層厚度為10納米。
5.根據(jù)權利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層為顏色相同的發(fā)光層或顏色不同的發(fā)光層。
6.根據(jù)權利要求5所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層均為黃色磷光發(fā)光層或紅色磷光發(fā)光層；或者 所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層分別為紅色磷光發(fā)光層和綠色磷光發(fā)光層；或者 所述第一磷光發(fā)光層和第二磷光發(fā)光層分別為綠色磷光發(fā)光層和紅色磷光發(fā)光層。
7.根據(jù)權利要求6所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述綠色磷光發(fā)光層為以8%摩爾比在主體材料4，4’ -N, N’ - 二咔唑-聯(lián)苯(CBP)中摻雜客體材料三(2-苯基吡啶)銥(Ir(ppy)3)獲得的有機材料層； 所述紅色磷光發(fā)光層為以8%摩爾比在主體材料4，4’ -N, N’ - 二咔唑-聯(lián)苯(CBP)中摻雜客體材料三(2-苯基喹啉)銥(Ir (2-phq)3)獲得的有機材料層。
8.根據(jù)權利要求7所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述綠色磷光發(fā)光層的厚度為5-20納米，所述紅色磷光發(fā)光層的厚度為5-20納米。
9.根據(jù)權利要求8所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述綠色磷光發(fā)光層的厚度為10納米，所述紅色磷光發(fā)光層的厚度為12納米。
10.根據(jù)權利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一間隔層為4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)，第二間隔層材料為8-三-羥基喹啉鋁(A1Q)。
11.根據(jù)權利要求10所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一間隔層和第二間隔層的厚度為1-10納米。
12.根據(jù)權利要求11所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一間隔層厚度為8納米，所述第二間隔層厚度為5納米。
13.根據(jù)權利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機發(fā)光二極管還包括設置于陽極與空穴傳輸層之間的空穴注入層，以及設置于陰極和電子傳輸層之間的電子注入層。
14.根據(jù)權利要求13所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機發(fā)光二極管還包括: 設置于發(fā)光層和空穴傳輸層之間的第一激子限定層，所述第一激子限定層為導空穴阻電子型材料層；設置于發(fā)光層和電子傳輸層之間的第二激子限定層，所述第二激子限定層為導電子阻空穴型材料 層。
【文檔編號】H01L51/50GK103887436SQ201210566239
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權日:2012年12月21日
【發(fā)明者】林文晶 申請人:廈門天馬微電子有限公司