一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，有機(jī)電致發(fā)光器件包括玻璃基板，以及依次設(shè)置在玻璃基板上的ITO陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層以及鋁陰極；所述ITO陽極與鋁陰極上分別引出一根導(dǎo)線，連接到外部的直流電源上。其中，所述的電子傳輸層為三種材料共摻形成。本發(fā)明采用改進(jìn)電子傳輸層來提高電子的傳輸效率，使得電子和空穴更加平衡，來改善器件光效和亮度，進(jìn)而提高器件的整體性能。
【專利說明】-種具有慘雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件及方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于OLm)顯示與照明技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種具有滲雜型電子傳輸層的有 機(jī)電致發(fā)光器件及方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 有機(jī)電致發(fā)光二極管(Organic Light-emitting Diode:0LED)由于其具有主動(dòng)發(fā) 光、響應(yīng)速度快、視角寬闊、功耗低W及可W實(shí)現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)點(diǎn)，受到學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的 高度重視。特別是近年來憐光材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，使得器件內(nèi)部量子效率理論上由巧光的 25%提升100%，器件性能得到了質(zhì)的飛躍，使其商業(yè)化應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。雖然目前化抓的性 能已經(jīng)得到很大程度的改善，但是其在效率方面仍然有待提高。由于在有機(jī)半導(dǎo)體材料中， 具有P-型傳導(dǎo)能力的材料比具有η-型的更為常見，多數(shù)的有機(jī)半導(dǎo)體材料屬于空穴傳導(dǎo)， 因此在OLm)器件中有機(jī)材料的空穴載流子的遷移率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子載流子的遷移率，空穴 傳輸材料遷移率一般在l(T4cm/V.s左右，比電子傳輸材料遷移率高兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右。所W 0L邸器件中電子和空穴注入不平衡是影響其效率的一個(gè)關(guān)鍵因素。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本發(fā)明目的在于解決上述問題，提供一種具有滲雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光 器件及方法，該有機(jī)電致發(fā)光器件采用改進(jìn)電子傳輸層來提高電子的傳輸效率，使得電子 和空穴更加平衡，來改善器件光效和亮度，進(jìn)而提高器件的整體性能，通過調(diào)節(jié)滲雜比例的 方法，調(diào)節(jié)電子傳輸層傳輸電子的能力，最終得到一種發(fā)光效率高、亮度高及顏色穩(wěn)定的 0L邸器件。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0005] -種具有滲雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，包括玻璃基板，W及依次設(shè)置 在玻璃基板上的IT0陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層W及侶陰極;所述 IT0陽極與侶陰極上分別引出一根導(dǎo)線，連接到外部的直流電源上;所述的電子傳輸層由主 體材料化hen、滲雜材料BCP和Cs2C〇3滲雜形成。
[0006] Ξ種材料B地en、BCP和Cs2C〇3分別有（I)、式（II)、式（III)所示的結(jié)構(gòu)：
[0007]
[000引 Ξ種材料中BCP的滲雜濃度為0.5%-5%，Cs20)3的滲雜濃度為2%-15%。
[0009] -種具有滲雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，包括W下步驟：
[0010] 將玻璃基板依次用丙酬、無水乙醇、去離子水超聲清洗后，放到真空烘箱中在140 ~150°C的條件下烘烤;隨后將玻璃基板放入0LED-V型有機(jī)多功能成膜設(shè)備的預(yù)處理室中， 進(jìn)行等離子轟擊10~15分鐘;轟擊完畢后用機(jī)械手傳遞到主真空腔體內(nèi)，待真空度抽到7 X 10-4化時(shí)進(jìn)行蒸鍛:依次在IT0陽極上蒸鍛空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層W 及侶陰極，蒸發(fā)速度控制在0.1-0.2nm/s;
[ΟΟ? ]其中，電子傳輸層是將主體材料B地en、滲雜材料BCP和CS2CO3分另ll放置于不同的石 英相蝸內(nèi)，通過調(diào)節(jié)各蒸發(fā)源的溫度來控制蒸發(fā)的速率和滲雜比例，使得BCP的滲雜濃度為 0.5%-5%，Cs2C〇3的滲雜濃度為2%-15%，然后采用Ξ源共蒸的方法進(jìn)行蒸鍛形成電子傳 輸層。
[0012] 最后，IT0陽極與侶陰極上分別引出一根導(dǎo)線，連接到外界直流電源上。
[0013] 所述的電子傳輸層的厚度為10-15nm。
[0014] 所述的空穴傳輸層采用WB材料制成，厚度為30-40nm。
[0015] 所述的發(fā)光層采用Alq3材料制成，厚度為30-45nm。
[0016] 所述的電子注入層采用CS2CO3材料制成，厚度為lnm-1.5nm。
[0017] 所述的玻璃基板為ΙΤΟ玻璃基板。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 本發(fā)明在玻璃基板上依次設(shè)置ΙΤ0陽極、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注 入層W及侶陰極，所述的電子傳輸層為Ξ種材料共滲形成。采用改進(jìn)電子傳輸層來提高電 子的傳輸效率，使得電子和空穴更加平衡，來改善器件光效和亮度，進(jìn)而提高器件的整體性 能。本發(fā)明的電子傳輸層Ξ種材料共滲結(jié)構(gòu)，使得電子載流子的注入和傳輸更加容易，同時(shí) 能夠減小空穴泄露電流，提高載流子的復(fù)合效率，從而較大程度的提高善器件的光效。
[0020] 本發(fā)明的制備方法依次在ΙΤ0陽極上蒸鍛空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子 注入層W及侶陰極，其中電子傳輸層由主體材料化hen、滲雜材料BCP和Cs2C〇3采用Ξ源共蒸 的方法進(jìn)行蒸鍛形成，制備方法簡單，可操作性高，不增加額外的制備成本。制得的有機(jī)電 致發(fā)光器件能夠減小空穴泄露電流，提高載流子的復(fù)合效率，從而較大程度的提高善器件 的光效。 【【附圖說明】】
[0021] 圖1為本發(fā)明一種具有滲雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 其中，1為玻璃基板、2為IT0陽極、3空穴傳輸層、4為發(fā)光層、5為電子傳輸層、6為電 子注入層、7為侶陰極；
[0023] 圖2(a)為本發(fā)明實(shí)施例制備的有機(jī)電致發(fā)光器件的電流密度-亮度圖；
[0024] 圖2(b)為本發(fā)明實(shí)施例制備的有機(jī)電致發(fā)光器件的亮度-電流效率圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，本發(fā)明不限于W下實(shí)施例。
[0026] 參見圖1，本發(fā)明包括玻璃基板1，W及依次設(shè)置在玻璃基板1上的IT0陽極2、厚度 為30-40nm的WB空穴傳輸層3、厚度為30-45nm的Alq3發(fā)光層4、厚度為30-45nm的電子傳輸 層5、厚度為1-1.5皿的Cs2〇)3電子注入層6W及侶陰極7;所述口ο陽極2與侶陰極7上分別引 出一根導(dǎo)線，連接到外部的直流電源上。電子傳輸層5由Ξ種材料共滲形成，Ξ種材料分別 為化hen、BC巧PCs2C〇3,其中BCP的滲雜濃度為2%-15%，Cs2C〇3的滲雜濃度為0.5%-5%。
[0027]本發(fā)明的滲雜方法，包括W下步驟：
[00%]將IT0玻璃基板依次用丙酬、無水乙醇、去離子水超聲清洗后，放到真空烘箱中在 150°C的條件下烘烤化，隨后將口 0玻璃基板放入OLED-V型有機(jī)多功能成膜設(shè)備的預(yù)處理室 中，進(jìn)行等離子轟擊10分鐘左右。轟擊完畢后用機(jī)械手傳遞到主真空腔體內(nèi)，待真空度抽到 7 Χ10-4化左右時(shí)進(jìn)行蒸鍛。依次在ITO陽極2上蒸鍛厚度為30-40皿的NPB空穴傳輸層3、厚度 為30-45皿的A1q3發(fā)光層4、厚度為30-45皿的電子傳輸層5、厚度為1-1.5皿的Cs2〇)3電子注 入層6W及侶陰極7,蒸發(fā)速度控制在0.1-0.2皿/s。所述口0陽極2與侶陰極7上分別引出一 根導(dǎo)線，連接到外界直流電源上。
[0029] 電子傳輸層5由Ξ種材料共滲形成，Ξ種材料分別為主體材料化hen、滲雜材料BCP 和Cs2〇)3。在蒸鍛電子傳輸層5時(shí)，采用Ξ源共蒸的方法，將主體材料化hen、滲雜材料BCP和 CS2〇)3分別放置于不同的石英相蝸內(nèi)，通過調(diào)節(jié)各蒸發(fā)源的溫度來控制蒸發(fā)的速率和滲雜 比例，使得BCP的滲雜濃度為2%-15%，Cs2C〇3的滲雜濃度為0.5%-5%。
[0030] 按照上述方法制備如圖1所示的0L邸器件結(jié)構(gòu)：
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 器件A結(jié)構(gòu)為：
[0033] IT0/NPB(40nm)/Alq3(45nm)/化hen: (0%)BCP: (5%)Cs2C〇3(15nm)/Cs2C〇3 (1.5nm)/Al(100nm)〇
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 器件B結(jié)構(gòu)為：
[0036] IT0/NPB(40nm)/Alq3(45nm)/化hen: (5%)BCP: (5%)Cs2C〇3(15nm)/Cs2C〇3 (1.5nm)/Al(100nm)〇
[0037] 實(shí)施例3 [003引器件c結(jié)構(gòu)為：
[0039] IT0/NPB(40nm)/Alq3(45nm)/Bphen: (10%)BCP: (5%)Cs2C〇3(15nm)/Cs2C〇3 (1.5nm)/Al(100nm)〇
[0040] 實(shí)施例4
[0041] 器件D結(jié)構(gòu)為：
[0042] IT0/NPB(40nm)/Alq3(45nm)/Bphen: (15%)BCP: (10%)Cs2C〇3(lnm)/Cs2C〇3 (1.5nm)/Al(100nm)〇
[0043] 實(shí)施例5
[0044] 器件的結(jié)構(gòu)為：ITO/NPB (30nm) /A1Q3 (45nm) /化hen: (2 % ) BCP: (5 % ) Cs2C〇3 (2nm) / Cs2C〇3(l .0nm)/Al(100nm)。
[0045] 實(shí)施例6
[0046] 器件的結(jié)構(gòu)為：IT0/NPB(35nm)/Alq3(45nm)/Bphen: (15% )BCP: (0.5% )Cs2C〇3 (4nm)/Cs2C〇3(l .3nm)/Al(100nm)。
[0047] 實(shí)施例7
[004引器件的結(jié)構(gòu)為：IT0/NPB(40nm)/Alq3(35nm)/化 hen: (15%)BCP: (3%)Cs2C03 (3nm)/CS2CO3 (1.2nm)/Al (lOOnm)。
[0049] 如圖2(a)和圖2(b)所示，為上述實(shí)施例1至4四個(gè)實(shí)施例的電流密度-亮度圖W及 亮度-電流效率圖。通過對四種不同器件的對比，可W看出，采用化hen:BCP: (5% )Cs2C〇3作 為電子傳輸層的器件B、C、D的亮度和電流效率比W化]len:巧％ )Cs2C〇3作為電子傳輸層的器 件A要高很多，原因?yàn)锽CP具有較深的HOMO能級(jí)，有很好的空穴阻擋作用，阻擋發(fā)光層中的空 穴傳輸至陰極，減小空穴泄露電流，同時(shí)BCP的引入可W使得電子載流子的注入和傳輸更加 容易，且電子對發(fā)光層的注入和傳輸會(huì)隨著BCP濃度的增加而增強(qiáng)，有機(jī)材料對空穴的注入 和傳輸優(yōu)于電子，因而隨著電子在發(fā)光層內(nèi)分布的增多，載流子更趨于平衡，從而提高亮度 和發(fā)光效率。
[0050] W上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明 的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于:包括玻璃基板（1)， 以及依次設(shè)置在玻璃基板（1)上的ITO陽極（2)、空穴傳輸層（3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層 (5)、電子注入層(6)以及鋁陰極(7);所述ITO陽極(2)與鋁陰極(7)上分別引出一根導(dǎo)線，連 接到外部的直流電源上;所述的電子傳輸層(5)由主體材料Bphen、摻雜材料BCP和Cs 2C03摻 雜形成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在 于:三種材料Bphen、BCP和Cs2C0 3分別有式(I)、式(II)、式(III)所示的結(jié)構(gòu)：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在 于：電子傳輸層(5)中BCP的摻雜濃度為0.5%-5%，Cs 2C03的摻雜濃度為2%-15%。4. 一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于:包括以 下步驟： 將玻璃基板（1)依次用丙酮、無水乙醇、去離子水超聲清洗后，放到真空烘箱中在140~ 150°C的條件下烘烤;隨后將玻璃基板（1)放入有機(jī)多功能成膜設(shè)備的預(yù)處理室中，進(jìn)行等 離子轟擊10~15分鐘;轟擊完畢后用機(jī)械手傳遞到主真空腔體內(nèi)，待真空度抽到7 Xl(T4Pa 時(shí)進(jìn)行蒸鍍:依次在ITO陽極(2)上蒸鍍空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)、電子注 入層(6)以及鋁陰極(7)，蒸發(fā)速度控制在0 · 1 -0 · 2nm/s; 其中，電子傳輸層（5)是將主體材料Bphen、摻雜材料BCP和CS2CO3分別放置于不同的石 英坩堝內(nèi)，通過調(diào)節(jié)各蒸發(fā)源的溫度來控制蒸發(fā)的速率和摻雜比例，使得BCP的摻雜濃度為 0.5%-5%，CsAOs的摻雜濃度為2%-15%，然后采用三源共蒸的方法進(jìn)行蒸鍍形成電子傳 輸層(5); 最后，IT0陽極(2)與鋁陰極(7)上分別引出一根導(dǎo)線，連接到外界直流電源上。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方 法，其特征在于:所述的電子傳輸層(5)的厚度為10-15nm。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方 法，其特征在于，所述的空穴傳輸層(3)采用NPB材料制成，厚度為30-40nm。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方 法，其特征在于，所述的發(fā)光層(4)采用Alq 3材料制成，厚度為30_45nm。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方 法，其特征在于，所述的電子注入層(6)采用CS2CO3材料制成，厚度為lnm-1.5nm。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有摻雜型電子傳輸層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方 法，其特征在于，所述的玻璃基板(1)為IT0玻璃基板。
【文檔編號(hào)】H01L51/50GK105870348SQ201610363425
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】寧舒雅, 杜帥, 張方輝, 宋得瑞, 王璐薇
【申請人】陜西科技大學(xué)