Oled器件的製作方法
2023-05-28 09:14:41 1
專利名稱：Oled器件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種OLED器件。
背景技術：
美國Kodak公司在1987年的專利US4769292中首次提出「三明治」式的有機電致發光器件結構，引起了全球的關注；兩年後，依舊是美國Kodak公司在專利US4885211中首次引入空穴傳輸層，揭示了 OLED器件設計的關鍵所在，從此揭開了 OLED的研究熱潮。由於OLED具有自發光、全固態、寬視角、響應快等諸多優點而被認為在平板顯示中有著巨大的應用前景，甚至被認為是繼液晶(IXD)、等離子(TOP)之後的新一代平板顯示產品和技術。為了避免發光中心偏向電極使器件發光淬滅，在簡單的「三明治」式器件結構的基礎上又引入了載流子注入層和傳輸層，並逐漸形成了目前較為常見的多層OLED器件結構。如附圖1所示，基板1、置於基板上的ITO透明陽極2、置於ITO透明陽極上的空穴注入層(HIL)3、置於空穴注入層上的 穴傳輸層(HTL) 4、置於空穴傳輸層上的發光層(EML) 5、置於發光層上的電子傳輸層(ETL)6、置於電子傳輸層上的電子注入層(EIL)7以及置於電子注入層上的陰極8。為了提高器件的效率，發光層通常採用主/客體摻雜系統。但是OLED要在平板顯示市場上佔有優勢，OLED的驅動電壓、發光效率等仍需要進一步的改善。而提高OLED發光效率最有效的方法是直接研究和開發高效的磷光電致發光器件。根據自旋統計，空穴和電子結合形成單重態和三重態激子的機率比為1: 3，即25%的激發分子將形成單重態，而75%的激發分子會形成三重態。由於選擇定則的限制，螢光發光材料的三線態到基態的躍遷被禁止，只能依靠單線態躍遷發光，因而量子效率最高只可達25% ;而磷光發光材料由於存在較強的自旋軌道耦合作用，使得選擇定則在一定程度上解除，三重激發態Tl到基態SO的光輻射躍遷機率增大，可同時利用單重態、三重態輻射發光，理論上量子效率可以達到100%，是螢光發光材料的4倍。由此可知，若在OLED器件中引入高效的磷光發光材料，並對器件結構進行合理設計，可以極大地提高器件的效率。但是由於三線態磷光的輻射壽命比較長，使得三線態激子極易遷移至載流子傳輸層而引起傳輸層材料發光；另外，要獲得高效率、低電壓驅動的磷光OLED必須搭配性能優良的載流子注入和傳輸層，這些都對高效率的磷光OLED器件結構設計提出了更高的要求，目前的OLED器件還不具備支持高效率的磷光發光材料的結構。
實用新型內容本實用新型所解決的問題，就是提出了一種能夠支持磷光發光材料的高效率的OLED器件。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是0LED器件，包括基板、透明陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極，所述透明陽極設置在基板上，空穴注入層設置在透明陽極上，空穴傳輸層設置在空穴注入層上，發光層設置在空穴傳輸層上，電子傳輸層設置在發光層上，電子注入層設置在電子傳輸層上，陰極設置在電子注入層上，其特徵在於，所述空穴傳輸層為包括2 4層空穴傳輸層的多層結構。具體的，所述空穴傳輸層為3層，包括第一空穴傳輸層、第二空穴傳輸層和第三空穴傳輸層，所述第二空穴傳輸層設置在第一空穴傳輸層上，所述第三空穴傳輸層設置在第二空穴傳輸層上。具體的，所述第一空穴傳輸層的厚度大於第二空穴傳輸層，第二空穴傳輸層的厚度大於第三空穴傳輸層。具體的，所述空穴傳輸層厚度不大於60nm。本實用新型的有益效果為，有效避免了載流子在界面處的堆積，平衡了載流子複合，並將發光層限定在發光層，因而使磷光材料發揮了最佳的效果，器件效率得到了有效地提高，從而滿足採用磷光發光材料的OLED器件使用。
圖1為現有的OLED器件的結構示意圖；圖2為本實用新型所述的OLED器件的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例，詳細描述本實用新型的技術方案如圖1所示，目前的OLED器件，包括基板1、透明陽極2、空穴注入層3、空穴傳輸層4、發光層5、電子傳輸層6、電子注入層7和陰極8，其中透明陽極2設置在基板I上，空穴注入層3設置在透明陽極2上，空穴傳輸層4設置在空穴注入層3上，發光層5設置在空穴傳輸層上4,電子傳輸層6設置在發光層5上，電子注入層7設置在電子傳輸層6上，陰極8設置在電子注入層7上。本實用新型克服現有技術所採用的主要技術方案，是通過對空穴傳輸層4的結構進行改進，將原來採用的單層空穴傳輸層改進為多層空穴傳輸層疊加的方式，通過實驗，空穴傳輸層改進為2 4層能夠有效避免載流子在界面處的堆積，平衡載流子複合，從而將發光層限定在發光層，從而使磷光發光材料發揮了最佳的效果。同時為了降低驅動電壓，提高OLED器件效率，採用P型摻雜的空穴注入結構，多層的空穴傳輸層中需要具備承載P型摻雜注入結構形成的大量「自由空穴」並阻止注入的空穴被P型摻雜客體淬滅的一層，還需要具備傳輸注入的空穴載流子的一層，以及與發光層的能級匹配，並將激子限制於發光層中的一層。本實用新型所述的發光層為磷光發光層，主要包含有非發射的主體材料和磷光發光材料，並且採用磷光發光材料摻雜非發射主體材料的方式，其中磷光發光材料的電子遷移率優於空穴遷移率，可以為但不限於紅色磷光發光材料、綠色磷光發光材料、藍色磷光發光材料、黃色磷光發光材料。為了達到比較理想的發光效果，磷光發光材料的摻雜濃度至少在0 12%。在實際生產過程中為了配合新的可以支持高效率的磷光發光材料的結構，OLED面板的其他組成部分可以採用以下的方法基板採用在可見光區透光性較好的透明玻璃或者柔性基底，如聚酯類高分子化合物、聚烯類高分子化合物，並且具有一定的防氧防水能力和較好的表面平整性。陽極採用具有良好的導電性、良好的化學及形態的穩定性、較高的功函數、並且在可見光區的透明度要高，通常採用透明導電氧化物(如ITO、ZnO, AZO(AliZnO)等)及金屬(N1、Au、Pt等);更進一步的，陽極可搭配一些表面處理(如O2等離子體或UV-臭氧處理)來提聞其功函數。採用的空穴注入層要求與陽極和相鄰的空穴傳輸層的能級匹配度良好，可以為但不限於CuPc、TNATA、PEDOT。一種優選的方案為空穴注入層採用P型摻雜結構，將空穴傳輸材料摻雜氧化劑如SbCl5、FeCl3、碘、F4-TCNQ或TBAHA。當然還可以採用量子阱結構等其他任何可以提聞空穴注入的結構。發光層採用主客體摻雜結構，摻雜客體為磷光材料，並且採用的主體材料需具有電子遷移率和空穴遷移率，最好電子遷移率是空穴遷移率的至少十倍，其目的是為了更好的提聞發光層的效率。具有多層空穴傳輸層疊加構成的新的空穴傳輸層要求空穴遷移率至少為10-4cm2/(V · S)量級，並且具有高的熱穩定性、能真空蒸鍍形成無針孔的薄膜；可選取的空穴傳輸材料為成對偶聯的二胺類化合物，如TPD、TAPC、NPB、β -NPB, a-NPD ;三苯胺化合物，如TDAB、TDAPB, PTDATA, spiro-mTTB ;或某些三芳胺聚合物、咔唑類化合物中的一種。優選的是，所述空穴傳輸層的總厚度不超過60nm，最佳的空穴傳輸層的總厚度是35nm。空穴傳輸層的總厚度為每一層空穴傳輸層的厚度和，其不同的厚度主要影響的是每一層空穴傳輸層的特性發揮，經過實驗證明，要實現較好的提高發光層效率，最好空穴傳輸層的總厚度不超過60nm。採用的電子傳輸層要求具有較高的電子遷移率、較高的玻璃轉變溫度和熱穩定性、並且可經由熱蒸鍍形成均勻、無微孔的薄膜，為噁唑衍生物、金屬螯合物喹啉衍生物、喔啉衍生物、二氮蒽衍生物、二氮菲衍生物、含矽的雜環化合物中的一種。電子注入層可以為氧`化鋰、氧化鋰硼、矽氧化鉀、碳酸銫或鹼金屬氟化物，如氟化鋰、氟化鉀、氟化銫中的一種。陰極可以為低功函數的金屬或金屬合金，為鋰、鎂、鋁、鎂銀合金、鋰鋁合金中的一種。本實用新型所述的OLED器件的製備方法為利用真空蒸鍍的方法依次蒸鍍各層即可，可供選擇的方案為所述各層的蒸鍍速率應控制在O.1A~io. oA/s之間。實施例如圖2所示，本實施例中的OLED器件，包括基板1、透明陽極2、空穴注入層3、第一空穴傳輸層41、第二空穴傳輸層42、第三空穴傳輸層43、發光層5、電子傳輸層6、電子注入層I和陰極8，其中透明陽極2設置在基板I上，空穴注入層3設置在透明陽極2上，第一空穴傳輸層41設置在空穴注入層3上，第二空穴傳輸層42設置在第一空穴傳輸層41上，第三空穴傳輸層43設置在第二空穴傳輸層42上，發光層5設置在第三空穴傳輸層43上，電子傳輸層設置6在發光層5上，電子注入層7設置在電子傳輸層6上，陰極8設置在電子注入層7上。其中第一空穴傳輸層、第二空穴傳輸層、第三空穴傳輸層的空穴遷移率至少是10-4cm2/(V S)量級,並且第二空穴傳輸層的空穴遷移率優於或等於第一空穴傳輸層的空穴遷移率；第三空穴傳輸層的空穴遷移率低於或等於或高於第二空穴傳輸層的空穴遷移率。同時第一空穴傳輸層、第二空穴傳輸層、第三空穴傳輸層的最高已佔分子軌道分布在所述空穴注入層和發光層的最高已佔分子軌道之間。採用三層空穴傳輸層的具體原理為第一空穴傳輸層承載大量載流子，避免載流子在界面處累積；第二空穴傳輸層快速傳遞載流子；第三空穴傳輸層進行能級匹配，並且將發射層的激子限制在發光區，從而實現提高OLED器件的效率的目的，同時還具備的優點為可進一步延長OLED器件的壽命。經過實驗證明，三層空穴傳輸層之間的厚度關係為第一空穴傳輸層的厚度大於第二空穴傳輸層，第二空穴傳輸層的厚度大於第三空穴傳輸層時，能夠更好的提高OLED器件的效率。
權利要求1.OLED器件，包括基板、透明陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極，所述透明陽極設置在基板上，空穴注入層設置在透明陽極上，空穴傳輸層設置在空穴注入層上，發光層設置在空穴傳輸層上，電子傳輸層設置在發光層上，電子注入層設置在電子傳輸層上，陰極設置在電子注入層上，其特徵在於，所述空穴傳輸層為包括2 4層空穴傳輸層的多層結構。
2.根據權利要求1所述的OLED器件，其特徵在於，所述空穴傳輸層為3層，包括第一空穴傳輸層、第二空穴傳輸層和第三空穴傳輸層，所述第二空穴傳輸層設置在第一空穴傳輸層上，所述第三空穴傳輸層設置在第二空穴傳輸層上。
3.根據權利要求2所述的OLED器件，其特徵在於，所述第一空穴傳輸層的厚度大於第二空穴傳輸層，第二空穴傳輸層的厚度大於第三空穴傳輸層。
4.根據權利要求1所述的OLED器件，其特徵在於，所述空穴傳輸層厚度不大於60nm。
專利摘要本實用新型涉及一種OLED器件。本實用新型所述的OLED器件，包括基板、透明陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極，所述透明陽極設置在基板上，空穴注入層設置在透明陽極上，空穴傳輸層設置在空穴注入層上，發光層設置在空穴傳輸層上，電子傳輸層設置在發光層上，電子注入層設置在電子傳輸層上，陰極設置在電子注入層上，其特徵在於，所述空穴傳輸層為包括2～4層空穴傳輸層的多層結構。本實用新型的有益效果為，有效避免了載流子在界面處的堆積，平衡了載流子複合，將發光層限定在發光層，使磷光材料發揮了最佳的效果，從而滿足採用磷光發光材料的OLED器件使用。本實用新型尤其適用於OLED。
文檔編號H01L51/50GK202888248SQ20122059088
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者李園利, 高昕偉, 唐凡 申請人:四川虹視顯示技術有限公司