一种叠层有机电致发光器件及其制备方法技术

技术编号:10416640 阅读:83 留言:0更新日期:2014-09-12 09:39
本发明专利技术公开了一种叠层有机电致发光器件,包括依次层叠的阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、电荷产生层、第二空穴传输层、第二发光层、第二电子传输层、电子注入层和阴极,所述电荷产生层包括依次层叠的n型掺杂层、金属单质掺杂层和金属氧化物层;所述n型掺杂层可以提高电子传输速率,且形成的纳米颗粒对光具有散射作用,加入金属单质作为掺杂,提高n型掺杂层的导电性。金属单质掺杂层采用低功函数金属与高功函数金属进行掺杂,可以提高器件的电荷再生能力和稳定性,而金属氧化物层可以提高空穴的再生与传输能力,也可以加强电子在电荷产生层的传输。本发明专利技术还提供一种上述叠层有机电致发光器件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机电致发光领域,特别涉及。
技术介绍
1987年,美国Eastman Kodak公司的C.ff.Tang和VanSlyke报道了有机电致发光研究中的突破性进展。利用超薄薄膜技术制备出了高亮度,高效率的双层有机电致发光器件(OLED)。1V下亮度达到1000cd/m2,其发光效率为1.511m/W,寿命大于100小时。OLED的发光原理是基于在外加电场的作用下,电子从阴极注入到有机物的最低未占有分子轨道(LUM0),而空穴从阳极注入到有机物的最高占有轨道(HOMO)。电子和空穴在发光层相遇、复合、形成激子,激子在电场作用下迁移,将能量传递给发光材料,并激发电子从基态跃迁到激发态,激发态能量通过辐射失活,产生光子,释放光能。目前,为了提高发光亮度和发光效率,越来越多的研究是以叠层器件为主,这种结构通常是用电荷产生层作为连接层把数个发光单元串联起来,与单元器件相比,叠层结构器件往往具有成倍的电流效率和发光亮度,目前研究的比较多的是利用两种或两种以上具有空穴注入或电子注入的材料作为电荷生成层(如Cs:BCP/V205),或者是η型和ρ型掺杂层作为电荷产生层(如η型(Alq3 = Li)和ρ型(NPB = FeCl3))、或者是Al-WO3-Au等顺序连接多个发光单元而构成,但是这种器件光透过率和发光效率都较低,不利于叠层有机电致发光器件的进一步应用。此外,这种电荷产生层至少需要进行两次以上的工序,给制备带来一定的复杂性。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种叠层有机电致发光器件,包括依次层叠的阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、电荷产生层、第二空穴传输层、第二发光层、第二电子传输层、电子注入层和阴极,所述电荷产生层包括依次层叠的η型掺杂层、金属单质掺杂层和金属氧化物层;所述η型掺杂层可以提高电子传输速率,且形成的纳米颗粒对光具有散射作用,加入功函数为4.0?6.0eV的金属作为掺杂,可以提高电荷产生层的导电性。金属单质掺杂层采用功函数为2.0?4.0eV的金属与功函数为4.0?6.0eV的金属进行掺杂,提高器件的电荷再生能力和稳定性,而金属氧化物层可以提高空穴的再生与传输能力,也可以加强电子在电荷产生层的传输;同时,本专利技术还提供一种上述叠层有机电致发光器件的制备方法,本专利技术制备电荷产生层仅使用蒸镀的方法制备,方法简单。第一方面,本专利技术提供了一种叠层有机电致发光器件,包括依次层叠的阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、电荷产生层、第二空穴传输层、第二发光层、第二电子传输层、电子注入层和阴极,所述电荷产生层包括依次层叠的η型掺杂层、金属单质掺杂层和金属氧化物层;所述η型掺杂层的材质为功函数为4.0?6.0eV的金属与η型金属氧化物按质量比为0.05:1?0.3:1的比例形成的混合材料,所述η型金属氧化物为氧化锌(ZnO)或二氧化钛(T12);所述金属单质掺杂层为功函数为2.0?4.0eV的金属和功函数为4.0?6.0eV的金属按质量比为1:1?20:1形成的混合材料;所述金属氧化物层材质为三氧化钥(MoO3)、三氧化鹤(WO3)或五氧化二fL (V2O5)。优选地,所述η型掺杂层厚度为10?40nm。优选地,所述金属单质掺杂层厚度为I?20nm。优选地,所述金属氧化物层厚度为10?30nm。优选地,所述功函数为2.0?4.0eV的金属为镁(Mg)、钙(Ca)或镱(Yb)。优选地,所述功函数为4.0?6.0eV的金属为银(Ag)、铝(Al )、钼(Pt)或金(Au)。优选地,所述阳极基底为铟锡氧化物玻璃(ΙΤ0)、铝锌氧化物玻璃(AZO)或铟锌氧化物玻璃(ΙΖ0),更优选为ΙΤ0。优选地,所述空穴注入层材质为三氧化钥(Mo03)、三氧化钨(WO3)或五氧化二钒(V2O5),厚度为 20 ?80nm;更优选地,所述空穴注入层材质为V2O5,厚度为40nm。优选地,所述第一空穴传输层和第二空穴传输层材质均为1,1-二 [4_[N,N' -二(P-甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4,4’,4’’_三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)或N,N,- (1-萘基)-N, N,- 二苯基-4,4,-联苯二胺(NPB),厚度均为20?60nm。更优选地,第一空穴传输层材质为NPB,厚度为30nm,第二空穴传输层材质为NPB,厚度为50nm。优选地,所述第一发光层和第二发光层材质均为4- (二腈甲基)-2-丁基-6- (I, I, 7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、9,10- 二 - β -亚萘基蒽(ADN)、4,4’-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)_1,I’-联苯(BCzVBi )或8_羟基喹啉铝(Alq3),厚度均为5?40nm。更优选地,所述第一发光层和第二发光层材质均为ADN,厚度均为10nm。优选地,所述第一电子传输层和第二电子传输层材质均为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4_苯基-4H-1,2,4-三唑(TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBI),厚度为40?200nm。更优选地,所述第一电子传输层材质为Bphen,厚度为180nm,所述第二电子传输层材质为Bphen,厚度为80nm。优选地,所述电子注入层材质为碳酸铯(Cs2C03)、氟化铯(CsF)、叠氮铯(CsN3)或氟化锂(LiF),厚度为0.5?1nm ;更优选地,所述电子注入层材质为LiF,厚度为lnm。优选地,所述阴极为银(Ag)、铝(Al)、钼(Pt)或金(Au ),厚度为60?300nm。更优选地,所述阴极为Ag,厚度为120nm。本专利技术公开了一种叠层有机电致发光器件,该器件中电荷产生层包括依次层叠的η型掺杂层、金属单质掺杂层和金属氧化物层,所述η型掺杂层比金属氧化物层更靠近于所述阳极;所述η型掺杂层材质为高功函数金属(功函数为4.0?6.0eV)与η型金属氧化物形成的混合材料,η型金属氧化物虽然是半导体材料,但是由于本身的一些缺陷(如空位氧及间隙原子),材料的导电性能并不是很好,特别是制成薄膜材料以后,由于材料颗粒间存在大量的晶界,载流子在晶界上的散射增多,使其导电性很难满足导电膜性能的要求,为了提高导电性,在η型金属氧化物中弓丨入高功函数金属,以提供可以移动的自由电子,提高载流子的浓度,增强薄膜的导电性能,且形成的薄膜材料中的颗粒对光具有散射作用,提高器件的发光效率。由于低功函数金属化学性质不稳定,在水氧气氛下容易变质,进而破坏器件的稳定性,金属单质掺杂层采用低功函数金属(功函数为2.0~4.0eV)与高功函数金属(功函数为4.0~6.0eV)进行掺杂,提高了电荷再生能力,同时也提高了电荷产生层的稳定性;而金属氧化物层材质为双极性金属氧化物,可以提高空穴的再生与传输能力,也可以加强电子在电荷产生层的传输,这种叠层器件可有效提高发光效率。第二方面,本专利技术提供了一种叠层有机电致发光器件的制备方法,包括以下操作步骤:提供所需尺寸阳极,清洗后干燥;在所述阳极表面依次蒸镀空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层和电荷产生层;所述电荷产生层包括依次层叠的η本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠层有机电致发光器件,其特征在于,包括依次层叠的阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、电荷产生层、第二空穴传输层、第二发光层、第二电子传输层、电子注入层和阴极,所述电荷产生层包括依次层叠的n型掺杂层、金属单质掺杂层和金属氧化物层;所述n型掺杂层的材质为功函数为4.0~6.0eV的金属与n型金属氧化物按质量比为0.05:1~0.3:1的比例形成的混合材料,所述n型金属氧化物为氧化锌或二氧化钛;所述金属单质掺杂层为功函数为2.0~4.0eV的金属和功函数为4.0~6.0eV的金属按质量比为1:1~20:1形成的混合材料;所述金属氧化物层材质为三氧化钼、三氧化钨或五氧化二钒。

【技术特征摘要】
1.一种叠层有机电致发光器件,其特征在于,包括依次层叠的阳极、空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层、电荷产生层、第二空穴传输层、第二发光层、第二电子传输层、电子注入层和阴极,所述电荷产生层包括依次层叠的η型掺杂层、金属单质掺杂层和金属氧化物层;所述η型掺杂层的材质为功函数为4.0~6.0eV的金属与η型金属氧化物按质量比为0.05:1~0.3:1的比例形成的混合材料,所述η型金属氧化物为氧化锌或二氧化钛;所述金属单质掺杂层为功函数为2.0~4.0eV的金属和功函数为4.0~6.0eV的金属按质量比为1:1~20:1形成的混合材料;所述金属氧化物层材质为三氧化钥、三氧化钨或五氧化二钒。2.如权利要求1所述的叠层有机电致发光器件,其特征在于,所述η型掺杂层厚度为10~40nm ;所述金属单质掺杂层厚度为I~20nm ;所述金属氧化物层厚度为10~30nm。3.如权利要求1所述的叠层有机电致发光器件,其特征在于,所述功函数为2.0~4.0eV的金属为镁、?丐或镱。4.如权利要求1所述的叠层有机电致发光器件,其特征在于,所述功函数为4.0~6.0eV的金属为银、铝、钼或金。5.一种叠层有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括以下操作步骤: 提供所需尺寸阳极,清洗后干燥; 在所述阳极表面依次蒸镀空穴注入层、第一空穴传输层、第一发光层、第一电子传输层和电荷产生层;所述电荷产生层包括依次层叠的η型掺杂层、金属单质掺杂层和金属氧化物层;所述η型掺杂 层的材质为功函数为4.0~6.0eV的金属与η型金属氧化物按质量比为0.05:1...

【专利技术属性】
技术研发人员:周明杰王平黄辉
申请(专利权)人:海洋王照明科技股份有限公司深圳市海洋王照明技术有限公司深圳市海洋王照明工程有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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