一种有机电致发光器件制造技术

本发明专利技术公开了一种有机电致发光器件，由电极和设置在电极之间的有机电致发光功能层构成，所述有机电致发光功能层包括至少两个发光单元，以及设置在发光单元之间的电荷产生单元，其中发光单元按照外部阳极到阴极方向由空穴传输层/基质与发光掺杂剂构成的发光层/电子传输层构成，所述电荷产生单元按照外部阳极到阴极方向由N型掺杂缓冲层/电荷产生层/P型掺杂缓冲层构成，电荷产生层由电荷产生辅助层和吸光活性层构成，且吸光活性层的吸收光谱与发光掺杂剂的发光光谱存在交叠。本发明专利技术的有机电致发光器件可以有效利用OLED内部的光辐射，更有效地产生电荷，实现高效率的发光和缓慢的效率衰减。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机电致发光器件
，涉及一种可以通过有效利用器件内部光辐射，增加器件发光效率并改善发光效率电流衰减的有机电致发光器件结构。
技术介绍
有机电致发光技术是基于以有机材料为活性层的电注入发光技术，有机电致发光器件也被称为有机发光器件(organic light-emitting device, OLED)。1987年美国柯达公司邓青云博士(Dr. Chine Wan Tang)成功利用类似无机半导体异质PN结的双层夹心结构制备了首个低驱动电压、高效率的电致发光器件，由此开启了 OLED研究时代。相比目前的显示和照明技术，OLED拥有无可比拟的综合优势，例如真正的面发光，低能耗、高效率，超薄、超轻、超快的响应速度，接近180°的超大视角，更广泛的使用条件、优良的机械性能等 坐寸ο经过20多年的发展，OLED技术主要发展出两大分支——显示和照明。在OLED显示领域，目前主要集中在各类中小尺寸的便携式电子产品，比如全球各大手机厂商的智能旗舰产品多采用OLED显示屏。主动发光的OLED显示技术将逐步替代目前主流的背光+IXD显示技术。并且从目前看来，今后30年内不会出现能够代替OLED的新型显示技术。另外，随着可弯曲、不易碎、柔性显示屏的研发，OLED显示技术的应用领域将会大幅扩展。业内普遍认为，2015年OLED照明将开始进入普通照明市场，并将逐渐成为主流照明应用技术。尽管OLED已经逐步产业化，但仍然存在很大的提升空间。在OLED工作过程中，随着驱动电流的增大，发光效率会迅速衰减，尤其是在目前大规模使用的高效磷光材料器件中，这种衰减相对于低发光效率的荧光材料器件要严重的多。在实际使用中，OLED器件必然会在高亮度，也就是高电流下工作，而这种发光效率的衰减不仅造成器件功耗增大，而且过大的电流会造成OLED器件的使用寿命大幅度缩短。因此，串联型OLED的出现理论上在功耗不增加的情况下可以解决以上诸多问题。据称LG公司最新研发的大面积OLED电视采用的就是这种串联OLED结构。串联结构OLED器件的原理是将两个OLED发光单元垂直叠放在一起，上下外侧为外电极，这与常规器件相同，而中间以一个结构特殊的电荷产生单元连接。在器件工作过程中，这个电荷产生单元会产生等量的电子和空穴并在电场作用下分别注入到邻近的发光单元中，与外电极注入的异种电荷相遇复合形成激子。从器件外部看，注入的电荷流经两个发光单元，被利用了两次。因此，串联器件发光的量子效率和电流效率理论上是相同结构单发光单元器件的两倍，而驱动电压理论上也是两倍左右。这样，虽然功耗没有变化，但高驱动电流给器件造成的负面影响可以得到很好的缓解。从上面可以看出，串联器件中，中间的电荷产生单元是决定器件性能的关键因素。在实际情况中，由于电荷产生单元产生电荷需要高电场辅助，以及本身的电阻，还有对器件发光的吸收，特别是电荷产生效率的低下导致的发光单元复合区中正负电荷的不平衡，串联器件的驱动电压要高于单发光单元器件的两倍甚至三倍以上，而量子效率低于两倍，并最终导致功耗的增加。因此，中间电荷产生单元的设计是决定性的。另外还有一个很大的问题，就是增加OLED器件内部光辐射的耦合输出效率。由于有机电致发光器件的夹心式结构以及材料折射率的匹配问题，常规情况下就只有20%的光辐射能够耦合输出到器件外部，而其余高达80%的光辐射通过表面等离子共振模式、波导模式等方式损失掉，因此，如何利用这部分光辐射对OLED性能的提升很重要。很长时间以来，在这个问题上集中了大量的研究工作。目前所采用的办法多是从器件外部的光学设计入手，例如在透过的ITO阳极外侧增加微透镜组，采用特殊折射率的衬底等等；或者调控有机发光器件复合发光区的位置，实现光耦合输出的最大化。但是这些方式对波长的选择性较强，由于OLED发射多为宽光谱发射，不仅普适性较差，还增加了成本，另外很多时候还牺牲了器件的其他性能
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有机电致发光器件，以有效利用OLED内部的光辐射，更有效地产生电荷，实现高效率的发光和缓慢的效率衰减。本专利技术的有机电致发光器件是由一对电极，以及设置在该对电极之间的有机电致发光功能层构成的，所述有机电致发光功能层包括至少两个发光单元，以及设置在发光单元之间的电荷产生单元，其中发光单元按照外部阳极到阴极方向由空穴传输层/基质与发光掺杂剂构成的发光层/电子传输层构成。本专利技术区别于现有技术的技术特征是所述电荷产生单元按照外部阳极到阴极方向由N型掺杂缓冲层/电荷产生层/ P型掺杂缓冲层构成，进而，其中的电荷产生层又是由电荷产生辅助层和高激子形成效率的吸光活性层构成，且吸光活性层的吸收光谱与发光掺杂剂的发光光谱存在交叠。进一步地，本专利技术的有机电致发光器件还可以包括位于阳极与发光单元之间的空穴注入层，以及位于阴极与发光单元之间的电子注入层，以进一步提高电子和空穴的注入。在本专利技术的有机电致发光器件中，由于发光掺杂剂的发光光谱与吸光活性层的吸收光谱存在交叠，这样，电荷产生层中的吸光活性层就可以吸收器件发光单元发出的一部分光并形成激子。在外加电场的辅助下，这些激子在电荷产生辅助层/吸光活性层界面发生解离，产生大量的电荷，并在电场驱动下分别注入到两侧的发光单元中，从而更好的实现两侧发光单元中的电荷平衡，提升器件的性能。从理论上讲，如果不考虑其他影响因素，光谱交叠越大，吸光活性层的激子形成效率越高，器件的性能也就越好。一般地，吸光活性层的吸收光谱与发光掺杂剂的发射光谱交叠度应不低于60%。虽然电荷产生层中的吸光活性层吸收了发光单元发出的一部分光子，但是综合考虑吸光度、透过率以及激子形成效率，只要根据不同的材料，选择搭配合适的吸光活性层厚度，就可以在保证电荷产生效率的同时，又保持比较低的吸光度，将其造成的负面影响降到最低，以发挥最大效能。一般未经过耦合输出增强处理的OLED器件，最终只有约20%的光辐射能够耦合输出，其余的约80%会以多种方式损失掉。虽然本专利技术器件内部约75%的光辐射都会通过吸光活性层，但是考虑到其低吸光度和器件20%的光辐射耦合输出效率，吸光活性层吸收所造成的最终损失被降到了近似忽略的水平。实际上，本专利技术结构更多的利用了那本该损失掉的80%的内部光辐射，而由此带来的电学性能的提升非常明显，因此最后的整体效果是有效增加了有机电致发光器件内部光辐射的利用率，提升了器件的发光效率，而且还能减少器件的发热，显著延缓器件效率的电流衰减，并增加器件的对比度。一般地，吸光活性层的厚度在15 40nm之间进行调整。本专利技术列举了部分可以作为电荷产生层的化学物质，例如富勒烯(C60)或并五苯(pentacene)可以用作电荷产生辅助层材料，酞菁铜(CuPc)、并五苯或N, N' -二辛基-3，4，9，10-二酰亚胺基芘(PT⑶1-C8)可以用作吸光活性层材料。但是需要说明的是，本专利技术作为电荷产生单元层的材料并不局限于此，只要能够满足电荷产生单元层要求的化学物质，都可以作为本专利技术的电荷产生层材料使用。影响有机电致发光器件性能的因素很多，其中光学和电学因素的影响比较大。常规情况下，OLED中约80%的光辐射会损失掉，这主要与器件的光学性能有关。因此，如同
技术介绍
中指出的，通过光学设计以增加光耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光器件，由一对电极，以及设置在该对电极之间的有机电致发光功能层构成，所述有机电致发光功能层包括至少两个发光单元，以及设置在发光单元之间的电荷产生单元，其中发光单元按照外部阳极到阴极方向由空穴传输层/基质与发光掺杂剂构成的发光层/电子传输层构成，其特征是：所述电荷产生单元按照外部阳极到阴极方向由N型掺杂缓冲层/电荷产生层/P型掺杂缓冲层构成，其中电荷产生层由电荷产生辅助层和活性层构成，且吸光活性层的吸收光谱与发光掺杂剂的发光光谱存在交叠。

【技术特征摘要】
1.一种有机电致发光器件，由一对电极，以及设置在该对电极之间的有机电致发光功能层构成，所述有机电致发光功能层包括至少两个发光单元，以及设置在发光单元之间的电荷产生单兀，其中发光单兀按照外部阳极到阴极方向由空穴传输层/基质与发光掺杂剂构成的发光层/电子传输层构成，其特征是所述电荷产生单元按照外部阳极到阴极方向由N型掺杂缓冲层/电荷产生层/P型掺杂缓冲层构成，其中电荷产生层由电荷产生辅助层和活性层构成，且吸光活性层的吸收光谱与发光掺杂剂的发光光谱存在交叠。2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征是还包括位于阳极与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧慧，颜飞，苗艳勤，杜晓刚，景姝，高志翔，王华，许并社，黄维，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：