專利名稱：具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件(Organic Light Emitting Device，0LED)具有超輕薄、可撓 性、響應(yīng)快、低功耗及制作簡(jiǎn)單等特性，在平板顯示器、液晶背光模組以及照明等領(lǐng)域具有 很大的應(yīng)用潛力。OLED研究的核心問(wèn)題主要集中于提高發(fā)光效率、降低驅(qū)動(dòng)電壓從而降低 功率消耗以及提高器件穩(wěn)定性等方面。為了提高器件的發(fā)光效率，應(yīng)盡量使發(fā)光層中的電子和空穴相匹配。而在OLED器 件中，空穴數(shù)目通常遠(yuǎn)大于電子，其主要原因是最常用的空穴傳輸材料(如NPB)的空穴遷 移率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電子傳輸材料(如Alq3)的電子遷移率。因此，提高電子遷移率或減小空 穴遷移率成為改善OLED發(fā)光效率的重要方法之一。在以往的研究中，通過(guò)制備新材料來(lái)使 得OLED器件中的空穴-電子平衡，比如制備新型的電子傳輸材料來(lái)提高電子遷移率，或者 制備與現(xiàn)有的較低電子遷移率相匹配的空穴傳輸材料，來(lái)促進(jìn)空穴-電子對(duì)平衡，從而提 高器件的發(fā)光效率。然而上述方法不具有普遍適用性，因?yàn)橹挥锌昭▊鬏敳牧系目昭ㄟw移 率和特定的電子傳輸材料的電子遷移率(電子傳輸材料的電子遷移率和空穴傳輸材料的特 定的空穴遷移率)相匹配時(shí)，才能獲得最高的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種具有高發(fā)光效率、低功耗 的、具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制作方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是
一種具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，通過(guò)兩種不同空穴遷移 率的材料摻雜，調(diào)節(jié)復(fù)合空穴傳輸層遷移率，從而制得具有極高的發(fā)光效率的器件。并且可 以根據(jù)不同的電子傳輸材料，通過(guò)調(diào)節(jié)兩種空穴傳輸材料的摻雜比，來(lái)調(diào)節(jié)復(fù)合空穴傳輸 的空穴遷移率，因此，采用該結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件可以根據(jù)不同電子傳輸層來(lái)配置復(fù) 合空穴傳輸層的摻雜比，從而使有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光效率達(dá)到最高。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，包括一個(gè)ITO玻璃基板，其上依次有 ITO修飾層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和復(fù)合陰極，該空穴傳輸層為復(fù)合空穴傳輸 層，復(fù)合空穴傳輸層由兩種材料分別為具有高空穴遷移率的材料NPB和具有低空穴遷移率 的材料 _MTDATA摻雜形成，其中^-MTDATA的摻雜比為1 7 moW。上述ITO修飾層所用材料為Mo03、WO3> Ag2O中任意一種。上述復(fù)合空穴傳輸層為NPB和^-MTDATA摻雜制備而成。上述發(fā)光層所采用的材料為Alq3。上述電子傳輸層所用材料為Alq3、Bphen、BCP、PDB中任意一種。
上述復(fù)合陰極為L(zhǎng)iF/Al、CsOx/Al、Mg-Ag中任意一種。根據(jù)本發(fā)明的目的，上述有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法，是在ITO玻璃基板上依 次ITO修飾層、復(fù)合空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層以及復(fù)合陰極。上述制作方法的工藝步驟如下
(1)選擇符合要求尺寸和表面電阻的ITO玻璃基板，清洗后烘干，并用UV-Ozone處
理；
(2)采用真空蒸發(fā)的方法，在上述ITO玻璃基板(1)上蒸鍍上ITO修飾層；
(3)采用真空雙源共蒸的方法，在上述ITO修飾層上，制備[NPB: -MTDATA]復(fù)合空 穴傳輸層，通過(guò)嚴(yán)格控制兩種材料的蒸發(fā)速率(蒸發(fā)速率為0.01 nm/s^l nm/s)來(lái)控制復(fù) 合空穴傳輸層的摻雜比；
(4)采用真空蒸發(fā)的方法，在上述復(fù)合空穴傳輸層上蒸鍍Alq3作為發(fā)光層；
(5)采用真空蒸發(fā)的方法，在上述發(fā)光層蒸鍍上電子傳輸層；
(6)采用真空蒸發(fā)的方法，在上述電子傳輸層上復(fù)合陰極。上述有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)化合物和金屬均采用真空蒸鍍的方法。具有復(fù)合空穴傳輸 層的有機(jī)電致發(fā)光器件的各結(jié)構(gòu)層均采用真空蒸發(fā)方法制備，其中復(fù)合空穴傳輸層是采用 雙源共蒸的方法制備，復(fù)合空穴傳輸層采用真空雙源共蒸要嚴(yán)格控制每一種材料的蒸發(fā)速 度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本 發(fā)明的OLED器件結(jié)構(gòu)中，由于有效的調(diào)節(jié)了空穴-電子對(duì)平衡，極大的提高了器件的發(fā)光 效率，并且能夠有效抑制器件在較高驅(qū)動(dòng)電流下的猝滅效應(yīng)，使得器件更加穩(wěn)定；更重要的 是本發(fā)明可以根據(jù)不同的電子傳輸材料，可以通過(guò)調(diào)節(jié)復(fù)合空穴層中兩種材料的摻雜比 來(lái)得到合適的空穴遷移率。因此，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1示例的有機(jī)電致發(fā)光器件采用IT0/Mo03/ [NPB : _MTDATA Cr mol%) ] / Alq3/LiF/Al結(jié)構(gòu)的器件能級(jí)示意圖。圖3為具有圖2結(jié)構(gòu)的復(fù)合空穴傳輸層中 _MTDATA不同摻雜比對(duì)應(yīng)器件的發(fā)光 亮度-電壓-電流密度特性曲線圖。圖4為具有圖2結(jié)構(gòu)的復(fù)合空穴傳輸層中 _MTDATA不同摻雜比對(duì)應(yīng)器件的發(fā)光 效率變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明
如圖1所示，本實(shí)例中的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其包括ITO玻璃基 板1、ΙΤ0修飾層2、復(fù)合空穴傳輸層3、發(fā)光層4、電子傳輸層5和復(fù)合陰極層6，其中發(fā)光層 4和電子傳輸層5所用材料皆為Alq3。具有本器件結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法的詳細(xì)步驟和工藝如下
(1) 選擇符合要求尺寸(有效面積5 mmX5 mm)和表面電阻(10 Ω / □)的ITO玻璃基板1，ITO玻璃先用去污粉清洗，再依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水超聲清洗30 min, 在烘箱中烘干，進(jìn)行UV-Ozone處理后，放入真空蒸發(fā)設(shè)備；
(2)在4X10_4 1 真空環(huán)境中，在上述ITO玻璃基板1上蒸鍍上MoO3層作為ITO修 飾層2，其厚度為4 nm；
(3)使用有機(jī)物掩膜板，在上述ITO修飾層2上，采用雙源共蒸的方法蒸鍍復(fù)合空 穴傳輸層3，其中 -MTDATA的摻雜比為從0 mol9T7 mol%不等，復(fù)合空穴傳輸3的厚度為 50 nm ；
(4)在上述復(fù)合空穴傳輸層3上蒸鍍層作為發(fā)光層4兼做電子傳輸層5，其厚 度為60 nm ；
(5)改換電極掩膜板，在上述電子傳輸層5上蒸鍍復(fù)合陰極6，先蒸鍍LiF，其厚度 為1 nm，再在LiF層上蒸鍍Al電極層，其厚度為100 nm。本實(shí)例采用IT0/Mo03/[NPB: -MTDATA {χ mol%) ]/Alq3/LiF/ Al 結(jié)構(gòu)，根據(jù)復(fù)合 空穴傳輸層中 _MTDATA的摻雜比不同(分別為0 mol%、l mol%、3 mol%、5 mol%、7 mol%)，制 備了一系列的OLED器件(Da~e)。圖2為本發(fā)明有機(jī)電致發(fā)光器件采用IT0/Mo03/[NPB: -MTDATACr mol%)]/Alq3/ LiF/Al結(jié)構(gòu)的器件能級(jí)示意圖。圖3和圖4都是基于圖2結(jié)構(gòu)的復(fù)合空穴傳輸層中 -MTDATA不同摻雜比對(duì)應(yīng)器件的光電特性曲線圖。圖3為器件(Da~e)的發(fā)光亮度-電壓-電流密度特性曲線，由圖可知，在器件的其 他參數(shù)一定的情況下，器件電流強(qiáng)度隨著 _MTDATA的摻雜比的提高而降低，這充分說(shuō)明了 通過(guò)改變復(fù)合空穴傳輸層中的 _MTDATA的摻雜比可以有效的調(diào)節(jié)復(fù)合空穴傳輸層的遷移 率，從而制得與相應(yīng)電子傳輸材料相匹配的空穴傳輸層是完全可以實(shí)現(xiàn)的。如圖4所示，當(dāng)復(fù)合空穴傳輸層的 _MTDATA摻雜比為5 moW)時(shí)，器件(Dd)發(fā)光 效率最高，其最高發(fā)光效率達(dá)到了 5.2 cd/A，這時(shí)載流子達(dá)到最佳平衡。對(duì)于這一系列的 器件(DA~E)，當(dāng)其驅(qū)動(dòng)電流密度從20 mA/cm2變化到200 mA/cm2時(shí)，器件的發(fā)光效率并沒(méi) 有下降的趨勢(shì)，因此具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件能夠很好的抑制電流猝滅效 應(yīng)。采用此結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法比其他傳統(tǒng)方法的最大優(yōu)勢(shì)在于在現(xiàn) 有常用的空穴傳輸材料(如NPB* -MTDATA)的條件下，通過(guò)摻雜并改變復(fù)合空穴傳輸層 中^-MTDATA的摻雜比，調(diào)節(jié)復(fù)合空穴傳輸層的空穴遷移率來(lái)達(dá)到空穴-電子對(duì)平衡，使器 件達(dá)到最高發(fā)光效率；同時(shí)當(dāng)改用不同的電子傳輸材料時(shí)，只要改變復(fù)合空穴傳輸層的摻 雜比就能夠制備與該電子傳輸材料相匹配的空穴傳輸層。因此，上述器件結(jié)構(gòu)和制備方法， 具有工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，易于產(chǎn)業(yè)化等諸多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，包括一個(gè)ITO玻璃基板(1)，其上 依次設(shè)有ITO修飾層O)、空穴傳輸層(3)、發(fā)光層G)、電子傳輸層( 和復(fù)合陰極(6)，其 特征在于，所述空穴傳輸層(3)為復(fù)合空穴傳輸層，所述復(fù)合空穴傳輸層由具有高空穴遷 移率的材料NPB和具有低空穴遷移率的材料 -MTDATA摻雜形成，所述空穴傳輸層(3)中 ffl-MTDATA的摻雜比為1 7 mol%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所 述ITO修飾層⑵采用的材料為Mo03、W03或是A&0的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所 述發(fā)光層(4)采用的材料為Alq3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所 述電子傳輸層(5)采用的材料為々1(13、8 1^11、80 、？08中任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所 述復(fù)合陰極(6)采用的材料為L(zhǎng)iF/Al、CsOx/Al、Mg-Ag中任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，采 用 IT0/Mo03/[NPB :ffl-MTDATACr mol%)]/ Alq3/(LiF/Al)結(jié)構(gòu)。
7.—種權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法，其 特征在于，包括下述步驟a.選擇ITO玻璃基板(1)，清洗后烘干，并用UV-Ozone處理；b.采用真空蒸發(fā)的方法，在所述ITO玻璃基板(1)上蒸鍍ITO修飾層O)；c.采用真空雙源共蒸的方法，在所述ITO修飾層( 上制備空穴傳輸層(3)；d.采用真空蒸發(fā)的方法，在所述空穴傳輸層( 上蒸鍍發(fā)光層；e.采用真空蒸發(fā)的方法，在所述發(fā)光層上蒸鍍電子傳輸層(5)；f.采用真空蒸發(fā)的方法，在所述電子傳輸層( 上蒸鍍復(fù)合陰極(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法，其 特征在于，所述步驟c中采用真空雙源共蒸的方法時(shí)，所述NPB和歷-MTDATA兩種材料的蒸 發(fā)速率為0.01 nm/s 1 nm/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法，其 特征在于，所述步驟a中選擇所述ITO玻璃基板(1)的有效面積為5 mmX5 mm、表面電阻為 10 Ω / □，所述ITO玻璃先用去污粉清洗，再依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水超聲清洗30 min，在烘箱中烘干，進(jìn)行UV-Ozone處理后，放入真空蒸發(fā)設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法，其 特征在于，所述步驟b處于4X10_4 1 真空環(huán)境中，在所述的ITO玻璃基板(1)上蒸鍍MoO3 層為ITO修飾層O)，其厚度為4 nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法， 其特征在于，所述步驟c中使用有機(jī)物掩膜板，在所述ITO修飾層( 上，采用雙源共蒸的 方法蒸鍍復(fù)合空穴傳輸層(3)，其中m-MTDATA的摻雜比為從0 moW1 7 moW1，復(fù)合空穴傳 輸⑶的厚度為50 nm。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法， 其特征在于，所述步驟d和步驟e中，在所述復(fù)合空穴傳輸層( 上蒸鍍Alq3層作為發(fā)光層⑷兼做電子傳輸層(5)，其厚度為60 nm。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制造方法， 其特征在于，所述步驟f中改換電極掩膜板，在所述電子傳輸層(5)上蒸鍍復(fù)合陰極(6)，先 蒸鍍LiF，其厚度為1 nm，再在LiF層上蒸鍍Al電極層，其厚度為100 nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。本發(fā)光器件依次由ITO玻璃基板、ITO修飾層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、復(fù)合陰極構(gòu)成。各結(jié)構(gòu)層均采用真空蒸發(fā)方法制備，其中復(fù)合空穴傳輸層是采用雙源共蒸的方法制備。本發(fā)明結(jié)構(gòu)中，空穴傳輸層是有兩種不同空穴遷移率的材料NPB和m-MTDATA構(gòu)成。這種具有復(fù)合空穴傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件是通過(guò)調(diào)節(jié)空穴傳輸層中兩種材料的摻雜比來(lái)調(diào)節(jié)其空穴遷移率，使得有機(jī)電致發(fā)光器件中載流子平衡，這樣極大的提高了器件的發(fā)光效率，并且能夠有效的抑制器件在較高驅(qū)動(dòng)電流下載流子的電流淬滅效應(yīng)。采用這種結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件，可以廣泛應(yīng)用到有機(jī)電致發(fā)光顯示器件上。
文檔編號(hào)H01L51/54GK102088062SQ20101059781
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者俞東斌, 周帆, 張志林, 王蕊, 蔣雪茵, 陳雪 申請(qǐng)人:上海大學(xué)