有机电致发光器件、传输层材料、掺杂方法及制备方法技术

技术编号:15510832 阅读:82 留言:0更新日期:2017-06-04 04:07
本发明专利技术公开有机电致发光器件、传输层材料、掺杂方法及制备方法,掺杂方法包括步骤:将传输层的主体材料以及掺杂材料置于腔体中,并将带电极的基板置于所述腔体中;将传输层的主体材料以及掺杂材料制作于基板之上,并且设置掺杂材料的掺杂浓度从靠近基板处至远离基板处以非线性变化的方式逐渐减小,完成非线性掺杂。本发明专利技术的非线性掺杂技术,大大提高了材料利用率,提高了器件电流特性、功率效率和器件工作稳定性,具有较高的可行性和应用前景,从而使其在光电器件中的应用更广泛。

Organic electroluminescent device, transmission layer material, doping method and preparation method

The invention discloses an organic electroluminescent device, doping method transmission layer material, and preparation method and doping method includes the following steps: the transport layer of the main material and the doped material is placed in the cavity, and the substrate is placed into the cavity with electrodes; the transmission layer of the main material and the doping material on the substrate. The doping concentration and doping material set gradually decreases from near the substrate to be away from the substrate changed nonlinear, nonlinear doping. The nonlinear doping technique of the invention, greatly improving the utilization rate of materials, improving the device current characteristics, power efficiency and device stability, feasibility and has good application prospect, so its application in optoelectronic devices more widely.

【技术实现步骤摘要】
有机电致发光器件、传输层材料、掺杂方法及制备方法
本专利技术涉及发光材料领域,尤其涉及有机电致发光器件、传输层材料、掺杂方法及制备方法。
技术介绍
近些年有机电致发光器件(OrganicLightEmittingDevices,OLED)作为新一代显示器件,受到研究人员的广泛关注。有机电致发光器件与液晶显示器件(LCD)相比,具有亮度高、主动发光、视角宽、响应速度快等特点,是平板显示领域的后起之秀,呈现出良好的发展和应用前景。目前,大部分高效率OLED器件以及商业化量产的OLED器件都是采用了掺杂的技术。掺杂是将一定量的客体材料(也称掺杂材料)混入主体材料中,通过能量传递或者电荷转移来获得更高器件性能的技术。掺杂是在OLED中被广泛应用的一种技术,其将客体材料掺杂在适当的发光层主体材料中,可使电致发光的效率得到大幅提升。而掺杂技术不仅广泛应用于发光层中,传输层中的p-i-n掺杂在近十年来也得到了深入的研究。例如将p型或n型掺杂剂分别掺杂在对应的空穴或电子传输层的主体材料中,可以显著提高载流子的注入与传输特性,改善器件的功率效率。通常,在应用掺杂技术的传输层中,为了提高载流子注入与传输,所使用的材料都是均匀掺杂的,如图1所示,在随厚度变化过程中,掺杂率一直保持不变,例如在传输层中采用均匀p或n型掺杂,虽然这一方法已经被证明可以得到很好的器件性能,但仍然存在诸多问题。例如当均匀掺杂的传输层厚度超过2nm时电子注入效率反而会下降。这是因为均匀掺杂技术中,注入能垒较大,阻碍了载流子注入和传输,如图2所示,其中EF表示费米能级。总的来说,目前的掺杂方式其稳定性不高,器件性能如电流特性和效率等方面还有待提高。因此,现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供有机电致发光器件、传输层材料、掺杂方法及制备方法,旨在解决现有的掺杂方式稳定性不高、器件性能有待提高的问题。本专利技术的技术方案如下:一种有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其中,包括步骤:将传输层的主体材料以及掺杂材料置于腔体中,并将带电极的基板置于所述腔体中;将传输层的主体材料以及掺杂材料制作于基板之上,并且设置掺杂材料的掺杂浓度从靠近基板处至远离基板处以非线性变化的方式逐渐减小,完成非线性掺杂。所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其中,采用移动蒸镀方式来实现非线性掺杂。所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其中,在移动蒸镀过程中,控制所述基板在不同材料的蒸发源之间移动,完成非线性掺杂。所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其中,采用有机气相沉积的方式将不同材料沉积于基板上,完成非线性掺杂。所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其中,向腔体中通入惰性气体,并且流经盛装有不同材料的坩埚,通过所述惰性气体附带起相应坩埚中的材料,进而使各材料传送至基板处沉积,在沉积过程中,通过调节惰性气体流速控制各材料的掺杂浓度。一种有机电致发光器件传输层材料,其中,采用如上任一项所述的掺杂方法制得。一种有机电致发光器件的制备方法,其中,包括步骤:先对基板进行清洗;将器件各层材料和基板放置在腔体中;其中,器件的传输层包括主体材料以及掺杂材料;将传输层的主体材料以及掺杂材料制作于基板之上,并且设置掺杂材料的掺杂浓度从靠近基板处至远离基板处以非线性变化的方式逐渐减小,完成非线性掺杂;将器件其余各层材料制作于基板之上。所述的有机电致发光器件的制备方法,其中,采用移动蒸镀方式来实现非线性掺杂。所述的有机电致发光器件的制备方法,其中,采用有机气相沉积的方式将不同材料沉积于基板上,完成非线性掺杂。一种有机电致发光器件,其中,采用如上任一项所述的制备方法制成。有益效果:本专利技术的非线性掺杂技术,大大提高了材料利用率,提高了器件电流特性、功率效率和器件工作稳定性,具有较高的可行性和应用前景,从而使其在光电器件中的应用更广泛。附图说明图1为现有技术中均匀掺杂的掺杂浓度示意图。图2为现有技术中均匀掺杂的传输层的注入能垒示意图。图3为本专利技术中非线性掺杂的掺杂浓度示意图。图4为本专利技术中非线性掺杂的传输层的注入能垒示意图。图5为传统真空热蒸镀法的原理图。图6为本专利技术中移动蒸镀法的原理图。图7为本专利技术中有机气相沉积的原理图。图8为本专利技术中一个具体实施例的器件结构示意图。图9为图8实施例中掺杂材料的掺杂比例变化示意图。具体实施方式本专利技术提供有机电致发光器件、传输层材料、掺杂方法及制备方法,为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。本专利技术所提供的一种有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法较佳实施例,其包括步骤:将传输层的主体材料以及掺杂材料置于腔体中,并将带电极的基板置于所述腔体中;将传输层的主体材料以及掺杂材料制作于基板之上,并且设置掺杂材料的掺杂浓度从靠近基板处至远离基板处以非线性变化的方式逐渐减小,完成非线性掺杂。本专利技术根据传输层(可以是空穴传输层或电子传输层)掺杂的具体特点,采用非线性变化的掺杂方法,掺杂浓度从靠近基板处(即靠近电极处)至远离基板处(即靠近发光层)以非线性变化的方式逐渐减小,如图3所示,例如掺杂浓度从靠近基板处的100wt%以非线性的趋势降至靠近发光层处的0wt%,从而提高器件功率效率。以p型掺杂为例,靠近阳极处的高掺杂浓度可以有效提高器件的注入性能,而靠近发光层处的低掺杂浓度不仅可以保证载流子有较高的迁移率,同时还可以防止掺杂剂的扩散。同时,中间的渐变掺杂可以为载流子提供平滑的传输通道,其工作原理如图4所示。在空穴传输层或电子传输层采用非线性变化掺杂均可以显著提高器件的电流特性和功率效率。该方法不仅可以提高OLED器件的功率效率,同时由于非线性变化掺杂消除了传统载流子注入方式中存在的明显异质结结构,可以显著提高器件工作的稳定性。同时也可以实现大尺寸的量产。同时非线性变化掺杂也容易实现量产,具有推广价值。与无机半导体掺杂类似,有机半导体掺杂的浓度变化也会引起费米能级的移动。传输态Eμ与费米能级EF间的距离可以通过Seebeck效应测得。式中,κB为波尔兹曼常数,e是单元电荷,T是绝对温度,A是数字因子。Seebeck测量表明了费米能级和传输态间距随着掺杂浓度的增加而减小。在不同掺杂浓度下,费米能级、电导率以及空间电荷层厚度都会产生变化。一般来说,高浓度掺杂不仅可以减小注入能垒,还可以有效减小空间电荷层厚度。但是当掺杂浓度提高到一定程度后,虽然载流子注入能力得到改善,但载流子的传输可能受到限制。同时高浓度掺杂更容易出现掺杂剂的扩散现象,因此,在整个传输层中都均匀掺杂高浓度掺杂剂并不是一个理想的掺杂方式。目前常用的p型和n型掺杂浓度都很低,例如p型掺杂剂F4-TCNQ在空穴传输层主体材料Meo-TPD中的掺杂比一般为2-4mol%(按摩尔百分比计),但此时的注入能垒不是最小值,传输层厚度也高达8nm,并不利于载流子的注入。为了综合考虑载流子的注入和传输问题,本专利技术将非线性变化掺杂的概念引入到传输层中。与传统均匀掺杂技术不同的是,其掺杂浓度在整个需要掺杂的传输层中并不是均匀不变的,由于掺杂浓度连续变化,因此不存在明显的本文档来自技高网
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有机电致发光器件、传输层材料、掺杂方法及制备方法

【技术保护点】
一种有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其特征在于,包括步骤:将传输层的主体材料以及掺杂材料置于腔体中,并将带电极的基板置于所述腔体中;将传输层的主体材料以及掺杂材料制作于基板之上,并且设置掺杂材料的掺杂浓度从靠近基板处至远离基板处以非线性变化的方式逐渐减小,完成非线性掺杂。

【技术特征摘要】
1.一种有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其特征在于,包括步骤:将传输层的主体材料以及掺杂材料置于腔体中,并将带电极的基板置于所述腔体中;将传输层的主体材料以及掺杂材料制作于基板之上,并且设置掺杂材料的掺杂浓度从靠近基板处至远离基板处以非线性变化的方式逐渐减小,完成非线性掺杂。2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其特征在于,采用移动蒸镀方式来实现非线性掺杂。3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其特征在于,在移动蒸镀过程中,控制所述基板在不同材料的蒸发源之间移动,完成非线性掺杂。4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其特征在于,采用有机气相沉积的方式将不同材料沉积于基板上,完成非线性掺杂。5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件传输层材料的掺杂方法,其特征在于,向腔体中通入惰性气体,并且流经盛装有不同材料的坩埚,通过所述惰性气体附带起相应坩...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨帆
申请(专利权)人:TCL集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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