一種雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電致發(fā)光器件，包括順序疊接的襯底、陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子注入層和反射金屬陰極，通過(guò)陽(yáng)極由正向負(fù)連接反射金屬陰極構(gòu)成外電路，通以直流電出射發(fā)光線從襯底下方發(fā)出。其特征是：位于空穴傳輸層與電子注入層之間的黃綠光發(fā)光層兼具有電子傳輸層的功能，該層由發(fā)綠光的主發(fā)光體中摻雜發(fā)黃光的客發(fā)光體構(gòu)成；空穴傳輸層由遷移率較低的空穴傳輸材料構(gòu)成。該雙層結(jié)構(gòu)器件在簡(jiǎn)化器件結(jié)構(gòu)的同時(shí)其發(fā)光效率與相應(yīng)的三層結(jié)構(gòu)器件基本相當(dāng)，而且電致發(fā)光光譜和色坐標(biāo)幾乎沒(méi)有變化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電致發(fā)光器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種黃綠光發(fā)光器件，具體是一種雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電致 發(fā)光器件（0LED)。

【背景技術(shù)】
[0002] 0LED由于發(fā)光效率高、色彩豐富、超薄便攜等優(yōu)異性能在大面積、主動(dòng)驅(qū)動(dòng)、高分 辨率全彩顯示和固態(tài)照明等領(lǐng)域中具有獨(dú)特的應(yīng)用前景。0LED經(jīng)過(guò)二十余年的發(fā)展，制備 高性能紅光和綠光器件已經(jīng)不再變得困難，然而藍(lán)光和白光器件仍有待提高。黃綠光0LED 可以與藍(lán)光合成雙發(fā)光層結(jié)構(gòu)的白光發(fā)光器件，因而成為當(dāng)前0LED的研究熱點(diǎn)之一。黃綠 光0LED通常由空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層等構(gòu)成，同時(shí)為了增加空穴注入和電子注 入、降低器件的驅(qū)動(dòng)電壓，在陽(yáng)極與空穴傳輸層之間需要引入空穴注入層、同時(shí)在陰極和電 子傳輸層之間需要引入電子注入層，因此器件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。另一方面，在0LED中，空穴 傳輸層的空穴遷移率通常高于電子傳輸層的電子遷移率。例如常規(guī)的空穴傳輸材料NPB的 空穴遷移率比常規(guī)的電子傳輸材料Alq 3的電子遷移率要高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，NPB表示％ -bi s (naphthalen-l-yl) ~N, -bis (phenyl) benzidine，Alq3 表不 tris (8_hydroquinoline) aluminum，這種情況導(dǎo)致了發(fā)光層中空穴-電子平衡性不理想，制約了發(fā)光效率的提高。
[0003]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中黃綠光0LED的器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及發(fā)光層中載流子平衡性不 理想帶來(lái)的發(fā)光效率較低等關(guān)鍵問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電 致發(fā)光器件，該雙層結(jié)構(gòu)的黃綠光0LED器件與常規(guī)器件相比，不僅簡(jiǎn)化了器件結(jié)構(gòu)，而且 進(jìn)一步提高了器件的發(fā)光效率。
[0004] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是： 一種雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電致發(fā)光器件，包括順序疊接的襯底、陽(yáng)極、空穴注 入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子注入層和反射金屬陰極，通過(guò)陽(yáng)極由正向負(fù)連接反射金屬 陰極構(gòu)成外電路，通以直流電出射發(fā)光線從襯底下方發(fā)出。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是：位于空穴 傳輸層與電子注入層之間的黃綠光發(fā)光層兼具有電子傳輸層的功能，該層由發(fā)綠光的主發(fā) 光體中摻雜發(fā)黃光的客發(fā)光體構(gòu)成；空穴傳輸層由遷移率較低的空穴傳輸材料構(gòu)成。所述 發(fā)光兼電子傳輸層的厚度為20nm-50nm。
[0005] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)采用了雙層結(jié)構(gòu)的0LED器件，發(fā)光層兼具有電子傳輸?shù)墓δ?，因此在發(fā)光層和電 子注入層之間不需要采用單獨(dú)的電子傳輸層，從而簡(jiǎn)化了器件結(jié)構(gòu)。
[0006] (2)發(fā)光層采用發(fā)綠光的主發(fā)光體中摻雜發(fā)黃光的客發(fā)光體構(gòu)成，通過(guò)主發(fā)光體 到客發(fā)光體之間的不完全能量轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)高效率黃綠光發(fā)射，而且這種主-客摻雜的發(fā)光體 系仍然具有優(yōu)良的電子傳輸性能。
[0007] (3)空穴傳輸層采用遷移率較低的空穴傳輸材料，降低發(fā)光層中空穴的數(shù)量，改善 空穴-電子的平衡性，獲得高效率的黃綠光發(fā)射。
[0008] (4)本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)就可以獲得高效率的黃綠光0LED器件，該黃綠光0LED器 件可以與藍(lán)光器件組合制備白光發(fā)光器件，因而在大面積、高效率有機(jī)發(fā)光顯示和照明等 領(lǐng)域中具有廣闊應(yīng)用前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的0LED器件結(jié)構(gòu)示意圖；其中：1.襯底2.陽(yáng)極3.空穴 注入層4.空穴傳輸層5.發(fā)光層6.電子傳輸層7.電子注入層8.反射金屬陰極 9.外電路10.出射發(fā)光線； 圖2是本發(fā)明中雙層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件的結(jié)構(gòu)示意圖；其中：1.襯底 2.陽(yáng)極 3.空穴注入層4.空穴傳輸層5.發(fā)光層6.電子注入層7.反射金屬陰極8.外電 路9.出射發(fā)光線； 圖3是器件1一3在驅(qū)動(dòng)電壓為6V時(shí)的電致發(fā)光光譜和色坐標(biāo)圖； 圖4是器件1一3在不同電流密度驅(qū)動(dòng)下發(fā)光效率的對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0011] 本發(fā)明的雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電致發(fā)光器件由順序疊接的襯底1、陽(yáng)極 2、空穴注入層3、空穴傳輸層4、發(fā)光層5、電子注入層6、反射金屬陰極7、外電路8和出射發(fā) 光線9構(gòu)成，外電路8通過(guò)陽(yáng)極2由正向負(fù)連接反射金屬陰極7通以直流電(如圖2所示)。
[0012] 0LED器件的制備與測(cè)試方法：洗凈襯底1和陽(yáng)極2后，在高真空(優(yōu)于5X l(T4Pa) 條件下采用熱蒸鍍依次沉積空穴注入層3、空穴傳輸層4、發(fā)光層5、電子注入層6、反射金屬 陰極7。薄膜的厚度使用膜厚監(jiān)控儀器監(jiān)測(cè)。發(fā)光層的摻雜采用雙源共沉積技術(shù)實(shí)現(xiàn)。器 件制作完畢后施加外電路8時(shí)，就會(huì)從陽(yáng)極2 -側(cè)觀察到出射發(fā)光線9。用電壓電流源表測(cè) 量器件的驅(qū)動(dòng)電壓和電流，用光譜光度計(jì)測(cè)量器件的發(fā)光亮度、發(fā)光光譜和色坐標(biāo)。
[0013] 實(shí)施例1 :MADN做空穴傳輸層的雙層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件(器件1) 襯底1可以采用玻璃；陽(yáng)極2選用ΙΤ0,方阻約為10Ω/ □;空穴注入層3采用M〇03 材料，厚度lnm-10nm ;空穴傳輸層4是具有雙極性特性的MADN做空穴傳輸材料，MADN表 不 2-methyl_9, 10-bis (naphthalen-2-yl) anthracene，厚度為 30nm_70nm ;發(fā)光（兼電子 傳輸）層5是共沉積的主發(fā)光體Alq3和發(fā)黃光的摻雜劑Rubrene構(gòu)成的主-客發(fā)光體系， Rubrene 表不 5, 6, 11，12-tetraphenylnaphthacene，Rubrene 在 Alq3 中的慘雜量控制在 0. 5Wt%-l. 5Wt%范圍，且其厚度為20nm-50nm ;電子注入層6可以采用LiF(厚度0. 5nm-lnm) 或Cs2C03 (厚度lnm-3nm)材料；反射金屬陰極7可采用A1，厚度大于100nm ;外電路8為驅(qū) 動(dòng)電源，可選擇直流3V-20V。本發(fā)明的器件以陽(yáng)極2加電源正極，反射金屬陰極8加電源負(fù) 極，施加電壓會(huì)從陽(yáng)極2 -側(cè)觀察到黃綠光出射發(fā)光線9。
[0014] 實(shí)施例2 :NPB做空穴傳輸層的雙層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件(器件2) 襯底1可以采用玻璃；陽(yáng)極2選用ΙΤ0,方阻約為ΙΟΩ/口 ；空穴注入層3采用此03材 料，厚度lnm-10nm ;空穴傳輸層4是傳統(tǒng)應(yīng)用的NPB做空穴傳輸材料，厚度為30nm-70nm ;其 余與實(shí)施例1相同。
[0015] 實(shí)施例3 :傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件(器件3 ) 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，在發(fā)光層5與電子注入層6之間插入額外的電子傳輸層Alq3，厚 度為10nm-30nm，從而構(gòu)成傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)黃綠光OLED器件。（如圖1所示） 效果：圖3表示了器件1一3在驅(qū)動(dòng)電壓為6V時(shí)的電致發(fā)光光譜和色坐標(biāo)。由圖可知， 器件1-3均為黃綠光發(fā)射，電致發(fā)光光譜峰值在560nm附近，相應(yīng)的1931CIE色坐標(biāo)分別為 (0· 46, 0· 52)，（0· 45, 0· 53)和（0· 47, 0· 51)。
[0016] 圖4表示了器件1一3在不同電流密度驅(qū)動(dòng)下的發(fā)光效率的對(duì)比。由圖可知，以 MADN做空穴傳輸層，[Alq3:Rubren e]做發(fā)光(兼電子傳輸）層的雙層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件 (器件1)的最大發(fā)光效率為7. 63cd/A，而器件2 (以NPB做空穴傳輸層，[Alq3:Rubrene]做 發(fā)光兼電子傳輸層的雙層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件)的最大發(fā)光效率為5. 93cd/A，器件1的發(fā) 光效率比器件2提高了 29%，這是由于MADN的空穴遷移率略低于NPB，降低了發(fā)光層中空穴 的數(shù)量，改善了發(fā)光層中空穴-電子的平衡性，從而提高了器件的發(fā)光效率。同時(shí)，從圖4 可以看出，器件1 (MADN做空穴傳輸層的雙層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件）的發(fā)光效率和器件3 (MADN做空穴傳輸層、Alq3做電子傳輸層的傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件）的發(fā)光效率基 本相當(dāng)，器件的電致發(fā)光光譜和色坐標(biāo)與相應(yīng)的三層結(jié)構(gòu)器件相比幾乎沒(méi)有變化，說(shuō)明雙 層結(jié)構(gòu)黃綠光0LED器件在簡(jiǎn)化器件結(jié)構(gòu)的同時(shí)并不降低器件的發(fā)光效率。
【權(quán)利要求】
1. 一種雙層結(jié)構(gòu)的高效率黃綠光有機(jī)電致發(fā)光器件，包括順序疊接的襯底、陽(yáng)極、空穴 注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子注入層和反射金屬陰極，通過(guò)陽(yáng)極由正向負(fù)連接反射金 屬陰極構(gòu)成外電路，通以直流電出射發(fā)光線從襯底下方發(fā)出；其特征是：在空穴傳輸層與 電子注入層之間設(shè)有兼具電子傳輸層功能的黃綠光發(fā)光層，該層由發(fā)綠光的主發(fā)光體中摻 雜發(fā)黃光的客發(fā)光體構(gòu)成；空穴傳輸層由遷移率較低的空穴傳輸材料構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率黃綠光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征是：所述兼具電子 傳輸層功能的黃綠光發(fā)光層的厚度為20nm-50nm。
【文檔編號(hào)】H01L51/54GK104124349SQ201410394162
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】張小文, 莫炳杰, 陳二偉, 許積文, 王 華, 陳國(guó)華 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)