CN101118953A

CN101118953A - 一种有机电致发光器件及其制作方法

Info

Publication number: CN101118953A
Application number: CNA2007100296848A
Authority: CN
Inventors: 柯贤军
Original assignee: Truly Semiconductors Ltd
Current assignee: Truly Semiconductors Ltd
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2008-02-06
Also published as: WO2009021365A1

Abstract

本发明公开了一种有机电致发光器件，依次包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，所述的发光层中掺有电子传输型材料。本发明还包括该有机电致发光器件的制作方法，包括以下步骤：(1)将ITO基板清洗干净；(2)把清洗完成后的ITO基板用O₂等离子处理，然后镀有机薄膜；(3)顺序蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层；(4)蒸镀阴极；(5)在后盖上贴好干燥剂，然后点胶封装；在步骤(3)蒸镀发光层时，使用电子传输型材料和主体材料、客体发光材料共蒸。本发明可以提高器件的发光效率，降低器件驱动电压，从而延长器件的寿命。

Description

一种有机电致发光器件及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种显示器件，特别涉及一种有机电致发光器件，还涉及上述器件的制作方法。

背景技术

有机电致发光器件(OLED)技术正在逐步实用化，有机发光显示器被认为是新一代平面发光显示器。因OLED有主动发光、无视角限制、对比度高、能薄型化、响应速度快等诸多优点，被公认为是下一代显示器的主力军，由于近年来OLED的各种功能层材料发展非常迅速，使其即将成为高品质主流显示器迈出很大一步。

有机电致发光器件结构包括基板、阳极、阴极，在阳极和阴极之间是各种功能有机/无机层，包括但不限于空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)。为了提高效能，发光层的结构往往是主体/客体掺杂系统，即利用能量转移的原理把有机发光染料掺进有机发光主体里使得有机发光染料受激发光。

OLED可通过不同发光染料或多种多种染料混合的方式可实现CIE范围内各种颜色。各种材料的发光效率与组成器件的各功能材料和结构有很大关系，把相同的发光染料配合相应主体作为发光层，应用在两个不同结构的OLED器件当中，这两个器件的发光效率可能有很大不同，效率差别甚至会出现成倍关系，而且寿命差异也很大。而且由于受到材料本身的发光能力和主体与客体间的能量转移效率等因素限制，OLED器件的发光效率仍不是很高，寿命也不是很长。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效率、长寿命的有机电致发光器件，本发明的另一个目的是提供上述器件的制作方法。

本发明的目的通过以下方案实现：一种有机电致发光器件，依次包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，所述的发光层中掺有电子传输型材料。所述发光层里的电子传输型材料与发光层主体材料的混合比例为0.1％-100％。所述发光层中的电子传输型材料包括可用于作为电子传输层的所有材料。所述发光层中的电子传输型材料与电子传输层材料为同一种材料。

一种上述有机电致发光器件的制作方法，包括以下步骤：(1)将作为透明阳极的ITO基板清洗干净；(2)把清洗完成后的ITO基板用O₂等离子处理，然后镀有机薄膜；(3)顺序蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层；(4)蒸镀阴极；(5)在后盖上贴好干燥剂，然后点胶封装；步骤(3)蒸镀发光层时，掺入电子传输型材料与发光层主体材料、客体发光材料共蒸。

所述发光层里的电子传输型材料与发光层主体材料的混合比例为0.1％-100％。所述发光层中电子传输型材料与发光层主体材料的比例可根据所使用的材料和不同颜色器件来调配。所述空穴注入层的制作方法是用两种材料以主体和掺杂的方式混蒸，形成P型结构；掺杂的浓度控制在0.5％～10％，每个蒸发源的蒸发速率和温度都是独立控制，使用晶振监控；或者不用掺杂方式蒸镀成的普通HIL层结构。步骤(3)中各种材料都使用独立温度加热源加热和独立晶振监控速率，掺杂比例按照结构条件进行设置。步骤(5)整个流程都在纯N₂环境中进行。

本发明的有益效果是：把电子传输型材料作为掺加剂与发光层主材和客体材料一起按照一定比例共蒸形成发光层，与不在发光层中掺加电子传输型材料而其他结构相同的器件相比，光谱不会发生变化。它利用了电子传输材料良好的电子传输性能，尤其是传输性能较高的电子传输材料效果就更加明显，当发光层中含有电子传输材料，就可以有效地改善电子在发光层中的传输。

由于空穴的移动速度比电子高得多这一物理本质因素决定，如果想得到较好的空穴和电子平衡结构，往往需要空穴注入和空穴传输这两层的厚度比电子注入和电子传输两层厚得多；这样一来，器件的驱动电压随着总厚度增大而升高。而本发明所公开的制作方法可以很好地控制整个器件的空穴与电子对复合平衡，提高了器件的发光效率，降低了器件驱动电压。由于空穴和电子复合平衡很好，发光区可以牢牢地控制在发光层范围内，有效遏制了空穴跑到电子传输层中或电子跑到空穴传输层中的现象，从而改善了器件的寿命。

在发光层中掺杂了电子传输型材料后，由于发光层中和电子传输层中都含有同一种或同类型的材料，这种效果类似于在相邻层间互相蒸镀各自材料，而形成的模糊界面，因而电子由电子传输层到发光层间的阻挡降低，大大提高电子注入到发光层的机率，减少了在非发光区的次发光现象，使得更多的电子能够顺利地传输到发光层中与空穴复合发光，提高了发光效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明有机电致发光器件的结构示意图；

图2是两种红色结构器件EL光谱比较图；

图3是两种绿色结构器件EL光谱比较图；

图4是两种红色结构器件电流密度-电压比较图；

图5是两种绿色结构器件电流密度-电压比较图；

图6是两种红色结构器件亮度-电压比较图；

图7是两种绿色结构器件亮度-电压比较图；

图8是两种红色结构器件衰减比较图；

图9是两种绿色结构器件衰减比较图。

具体实施方式

如图1所示，在玻璃基板10上以透明电极ITO为阳极11和Al为阴极17之间顺序蒸镀空穴注入层12、空穴传输层13、发光层14、电子传输层15、电子注入层16，可用简式表示为glass substrate(玻璃衬底)/ITO/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/Al(传统结构)。根据电子和空穴的传输特性不同，各层材料需选用符合适应电子和空穴传输特性、各相邻层间搭配好，有利于电子的注入和传输，基于以上原因，各层的材料都不一样。本发明在传统结构的基础上把电子传输层ETL材料作为掺杂剂与发光层EML主体和客体材料一起按照一定比例共蒸形成发光层14，而在发光层14后面仍然需要单独的电子传输层15。此结构可用简式表达成：glass substrate(玻璃衬底)/ITO/HIL/HTL/EML(发光层主体材料+发光染料+ETL材料)/ETL/EIL/Al。如果器件中使用的电子传输材料ETL的迁移率越高，那么性能提升越明显。目前我们所常用的大多数电子传输材料本身具有发光特性，如Alq3。当Alq3作为单层发光层时，可以发出黄绿色光，但是效率很低。此发明中把电子传输材料作为掺杂剂掺杂到发光层14中并不是利用其本身具有发光的性质。在此发明中，电子传输材料在发光层14中不发光。

发光层14中的电子传输型材料与发光层主体材料比例为0.1％-100％。具体的比例值可根据所使用的材料和不同颜色器件来调配，例如用于红色器件时电子传输型比例很高，甚至可完全取代原来发光层主体材料而作为单独的发光层主体，用于绿色器件时二者比例大约可控制在5％～20％之间，用于蓝色器件时比例要比绿色的小，可控制在10％以下。

小分子有机电致发光二极管的制作方法是在高真空腔里，用热蒸镀的方式在预先覆盖好ITO的玻璃基板上沉积多层功能层和发光层有机薄膜。在这里ITO用作透明阳极。此发光器件的具体制作步骤如下：

1、将作透明阳极的ITO基板11清洗干净；

2、把清洗完成后的ITO基板用O₂等离子处理，然后镀有机薄膜；

3、空穴注入层12的制作方法是用两种材料以主体和掺杂的方式混蒸，形成P型结构，以降低器件电压。掺杂的浓度控制在0.5％～10％，每个蒸发源的蒸发速率和温度都是独立控制，使用晶振监控；或者不用掺杂方式蒸镀成的普通HIL层结构；

4、顺序蒸镀空穴传输层13、发光层14、电子传输层15和电子注入层16。发光层14使用主体、客体发光染料和电子传输型材料共蒸。各种材料都使用独立温度加热源加热和独立晶振监控速率，掺杂比例按照结构条件进行设置；

5、蒸镀阴极17；

6、在后盖上贴好干燥剂，然后点胶封装，整个流程都在纯N₂环境中进行。

在具体的制作过程中，对于掺杂在发光层中的电子传输型材料种类，目前在OLED行业内，电子传输型材料有很多，应用最广泛的如三-(8-羟基喹啉)铝(即Alq3)，选用此电子传输型材料作为发光层的掺杂剂，可以使有机电致发光器件提高效率、延长寿命，但此材料的电子迁移率不是太理想。随着材料合成技术发展，电子传输型材料的电子迁移率大大提高，目前市场上由台湾、日本等地区的供应商都有自己的电子传输型材料供应。

如图2～图9所示，本发明选用台湾晶宜化学材料公司生产的型号为TC1107和TC1106的高迁移率电子传输型材料，测得的实验结果如曲线图。其中图2、4、6、8所涉红色器件中掺杂TC1107的结果显示，图3、5、7、9所涉绿色器件中掺杂TC1106的结果显示。

从图2和图3看出，把TC1107掺杂到红色器件的发光层主体材料中或者是完全代替原来主体材料，器件的发光光谱没有变化。同样，把TC1106按照5％～20％的比例掺杂到绿色器件发光层中，器件光谱也没有发生变化。从图4和图5可以看出，用TC1107代替红色器件原来的发光层主体材料，或把TC1106按照比例掺杂到绿色器件发光层中后，器件的开启电压降低，且在相同电流密度下，器件的驱动电压较低。从图6和图7可以看出，用TC1107代替原来红色器件的发光层主体材料，或把TC1106按照一定比例掺杂到绿色器件的发光层中，两种器件的亮度(即发光效率)得到明显改善。从图8和图9可以看出，用TC1107代替原来红色器件的发光层主体材料、或把TC1106按照比例掺杂到绿色器件的发光层中后，两种器件的寿命得到明显改善。

本发明在发光层中掺杂的电子传输型材料不仅限于上述实施中所提及的几种，在市场上供应的其他高迁移率电子传输型材料，如日本CHISSO公司的生产的ET4材料等等，也都能达到使有机电致发光器件提高效率、延长寿命的效果。

Claims

1.一种有机电致发光器件，依次包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极，其特征在于：所述的发光层中掺有电子传输型材料。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：所述发光层里的电子传输型材料与发光层主体材料的混合比例为0.1％-100％。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：所述发光层中的电子传输型材料包括可用于作为电子传输层的所有材料。

4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于：所述发光层中的电子传输型材料与电子传输层材料为同一种材料。

5.一种上述有机电致发光器件的制作方法，包括以下步骤：(1)将作为透明阳极的ITO基板清洗干净；(2)把清洗完成后的ITO基板用O₂等离子处理，然后镀有机薄膜；(3)顺序蒸镀空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层；(4)蒸镀阴极；(5)在后盖上贴好干燥剂，然后点胶封装；其特征在于：步骤(3)蒸镀发光层时，掺入电子传输型材料与发光层主体材料、客体发光材料共蒸。

6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于：所述发光层里的电子传输型材料与发光层主体材料的混合比例为0.1％-100％。

7.根据权利要求5所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于：所述发光层中电子传输型材料与发光层主体材料的比例可根据所使用的材料和不同颜色器件来调配。

8.根据权利要求5所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于：步骤(3)中所述空穴注入层的制作方法是用两种材料以主体和掺杂的方式混蒸，形成P型结构；掺杂的浓度控制在0.5％～10％，每个蒸发源的蒸发速率和温度都是独立控制，使用晶振监控；或者不用掺杂方式蒸镀成的普通HIL层结构。

9.根据权利要求5所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于：步骤(3)中各种材料都使用独立温度加热源加热和独立晶振监控速率，掺杂比例按照结构条件进行设置。

10.根据权利要求5所述的有机电致发光器件的制作方法，其特征在于：步骤(5)整个流程都在纯N₂环境中进行。