CN101359721A

CN101359721A - 光谱可调的顶发射有机电致发光器件

Info

Publication number: CN101359721A
Application number: CNA2008100512019A
Authority: CN
Inventors: 谢国华; 赵毅; 赵春梅; 陈平; 谢文法; 刘式墉
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2009-02-04

Abstract

本发明属于有机电致发光领域，具体涉及两种结构的可以调节发光光谱的顶发射有机电致发光器件。正置结构的顶发射器件依次包括衬底、金属阳极、有机功能层、金属阴极，在金属阴极和有机功能层间引入光谱调节层结构；对于倒置结构的顶发射器件，结构依次包括衬底、金属阴极、有机功能层、金属阳极，在金属阳极和有机功能层间引入光谱调节层结构。光谱调节层的引入可以调节顶发射有机电致发光器件发光光谱的谱宽和发射光谱峰值，从而改变器件的发光颜色，最终实现高亮度、高显色指数的顶发射白光有机电致发光器件。本发明制备的多发光峰、光谱可调顶发射有机电致发光器件具有高亮度、高效率、工序少、工艺简单的优点。

Description

光谱可调的顶发射有机电致发光器件

技术领域

本发明属于有机电致发光领域，具体涉及两种结构的可以调节发光光谱的顶发射有机电致发光器件。

背景技术

常见的有机电致发光器件是生长在玻璃衬底上以ITO作为阳极的器件，这种器件的光从ITO/玻璃衬底一侧出射，即为底发射器件。将这种器件应用到有源驱动OLED(AMOLED)显示时，存在显示器件像素驱动电路和显示发光面积相互竞争的问题，器件的开口率受到限制。而顶发射有机电致发光器件(TEOLED)的光从顶电极一侧出射，将像素驱动电路等制作在有机发光器件下方，从而解决了器件像素驱动电路和显示发光面积相互竞争的问题，提高了显示器件的开口率，理论上器件的开口率可达100％。此外，硅基OLED微显示器也必须采用顶发射结构。顶发射白光器件的设计和制备在有机电致发光器件中是一大难题，难点主要在于顶发射器件中的微腔效应对发射光谱有比较强烈的选择性，强干涉微腔效应的结果窄化了发射光谱，而要实现白光发射需要比较宽的发射光谱，因此需要对器件结构进行细致的设计，在不增加工艺难度的前提下，实现宽谱发射，从而制备高性能的顶发射白光有机电致发光器件(TEWOLED)。

基于上述原因，顶发射有机发光器件的研制成为近年来的一个研究热点。目前已报道的顶发射有机发光器件大多是作在玻璃或硅衬底上，以Ag/AgO_x(C.W.Chen，P.Y.Hsieh，H.H.Chiang，C.L.Lin，H.M.Wu，C.C.Wu，Appl.Phys.Lett.2003，83，5127)，Ag/CF_x(Y.Q.Li，J.X.Tang，Z.Y.Xie，L.S.Hung，S.S.Lau，Chem.Phys.Lett.2004，386，128)，Au(W.F.Xie，H.Y.Sun，C.W.Law，C.S.Lee，S.T.Lee，S.Y.Liu，Appl.Phys.A.2006，85，95)，Ag/ITO(M.S.Kim，C.H.Jeong，J.T.Lim，G.Y.Yeom，Thin Solid Films 2008，516，3590)，Mo(M.-T.Lee，M.-R.Tseng，Curr.Appl.Phys.2008，8，616)等为阳极，而常用的(半)透明阴极包括：(1)ITO：ITO在可见光区具有高的透射率(＞80％)，但是得用溅射的方法制备，溅射时的高能粒子对有机层会有损害，而且能级和电子传输材料不太匹配，为了减小射频溅射ITO对于有机层的破坏并改善电子注入性能，在溅射ITO前通常需要制备缓冲保护层，如2002年，美国通用公司J.J.Brown研究小组(M.-H.Lu，M.S.Weaver，T.X.Zhou，M.Rothman，R.C.Kwong，M.Hack，J.J.Brown，Appl.Phys.Lett.2002，81，3921)研制出基于磷光材料Ir(ppy)₃发光的绿光顶发射器件，该顶发射器件的顶部阴极使用了透明的ITO，他们使用10nm的Mg∶Ag(25∶1)或20nm的Ca作为保护层兼电子注入层。保护层的引入降低了电极的透射率，在515nm处，从ITO的89.9％分别降低到54.9％和62.8％。ITO作为阴极虽然提高了器件的透射率，但却增加了器件制备的复杂性；(2)超薄的单层或多层金属半透明膜+增透膜或折射率匹配层的形式，其生长温度不高、工艺简单，正被许多研究人员所采用。如今，各种各样的组合阴极如Ca/Mg(H.Riel，S.Karg，T.Beierlein，B.Ruhstaller，W.Rieβ，Appl.Phys.Lett.2003，82，466)、Al/Ag(C.-W.Chen，P.-Y.Hsieh，H.-H.Chiang，C.-L.Lin，H.-M.Wu，C.-C.Wu，Appl.Phys.Lett.2003，83，5127)、Ca/Ag(R.B.Pode，C.J.Lee，D.G.Moon，J.I.Han，Appl.Phys.Lett.2004，84，4614)、Ba/Ag(C.J.Lee，R.B.Pode，J.I.Han，D.G.Moon，Appl.Phys.Lett.2006，89，123501)、Yb/Au(G.L.Ma，G.Z.Ran，A.G.Xu，Y.P.Qiao，W.Q.Zhao，B.R.Zhang，S.K.Wu，G.G.Qin，Appl.Surf.Sci.2006，252，3580)、Mg∶Ag(B.D.Lee，Y.-H.Cho，W.-J.Kim，M.H.Oh，J.H.Lee，D.S.Zang，Appl.Phys.Lett.2007，90，103518)等被用于顶发射器件半透明阴极的制作。尽管金属阴极的透明度相对较差，但是在金属的顶层引入光输出耦合层即增透膜可以改变光的耦合输出特性，大幅度地改善阴极的透光性，其透射率能达到60～80％，接近甚至超过含有缓冲层的ITO阴极的透射率。近来，ZnSe(H.Riel，S.Karg，T.Beierlein，B.Ruhstaller，W.Rieβ，Appl.Phys.Lett.2003，82，466)、TeO₂(C.-W.Chen，P.-Y.Hsieh，H.-H.Chiang，C.-L.Lin，H.-M.Wu，C.-C.Wu，Appl.Phys.Lett.2003，83，5127)、Alq₃(Y.Q.Li，J.X.Tang，Z.Y.Xie，L.S.Hung，S.S.Lau，Chem.Phys.Lett.2004，386，128)、ZnS(S.Chen，Z.jie，Z.Zhao，G.Cheng，Z.Wu，Y.Zhao，B.Quan，S.Liu，X.Li，W.Xie，Appl.Phys.Lett.2006 89，043505)等材料被用于顶发射器件中来改善光输出耦合性能。2008年，韩国成均馆大学的M.S.Kim等人(M.S.Kim，C.H.Jeong，J.T.Lim，G.Y.Yeom，ThinSolid Films 2008，516，3590)采用Li/AL/Ag/复合阴极，并在其上再生长一层折射率匹配层的方法制备了白光顶发射有机电致发光器件，其中的折射率匹配层分别采用Alq₃(51nm)、ITO(63nm)、ITO(63nm)/SiO₂(42nm)，用第三种方案制备的白光器件的色坐标达到了(0.32，0.34)，最大亮度达到了14500cd/m²，但是ITO(63nm)/SiO₂(42nm)的加大了制作工艺难度。

在顶发射器件的研究中，不可避免会存在微腔结构，光学微腔可以对自发发射进行调制，对发光波长有明显的选择性，器件的自发发射因子可以得到较大程度的提高。具有微腔结构的顶发射有机电致发光器件可以明显地观察到谱线宽度窄化的现象，发射光的单色性也较好，但是这不利于制备顶发射白光器件，后者要求要有比较宽的发射光谱以实现高的显色指数。常规的光谱调节的方法经常引入分布布拉格反射镜(DBR)，如采用高反射率的金属顶电极和TiO₂(高折射率)/SiO₂(底折射率)或Si_xN_y/SiO₂交替生长形成的无损耗的DBR介质镜。这些方法虽然可以通过计算来设计合理的器件结构以得到理想的发射光谱，但是工艺复杂，设备要求高，生产成本不菲，难以利用常规的有机镀膜设备来制备，因此我们有必要研究可以调节有机电致发光器件发射光谱的简易方法。

本发明采用改变载流子(空穴或电子)注入层厚度的方法调节顶发射器件发射光谱，注入层厚度的改变使器件的有效腔长变大，也改变了器件共振波长。同通常情况下有机电致发光器件中薄膜厚度的增加，开启电压随即升高，通过简单的增大器件的厚度来调节发射光谱并不可行，我们选择高载流子迁移率的材料或对注入层进行掺杂的方法，在不影响器件的开启电压的前提下，改变器件的发射光谱，从而制备出工艺简单的、谱宽可调的正置和倒置顶发射有机电致发光器件。

发明内容

本发明的目的是提供工艺简单、谱线带宽可调的正置和倒置结构的顶发射有机电致发光器件。

本专利所述的正置结构顶发射有机电致发光器件，从下至上，结构依次包括衬底、金属阳极、包含发光层的有机功能层、半透明金属阴极组成，其特征在于：在有机功能层和半透明金属阴极间，有掺杂电子注入层或/和阴极缓冲层，作为光谱调节层，其厚度为1～200nm；

作为上述正置结构器件的进一步实施方式，有机功能层中依次包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层；

作为上述正置结构器件的进一步实施方式，在金属阳极和有机功能层间还有阳极缓冲层或/和掺杂空穴注入层；

本专利所述的倒置结构顶发射有机电致发光器件，从下至上，结构依次包括衬底、金属阴极、包含发光层的有机功能层、半透明金属阳极组成，其特征在于：在有机功能层和半透明金属阳极间，有掺杂空穴注入层或/和阳极缓冲层，作为光谱调节层，其厚度为1～200nm；

作为上述倒置结构器件的进一步实施方式，有机功能层中依次包括电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层；

作为上述倒置结构器件的进一步实施方式，在金属阴极和有机功能层间还有阴极缓冲层或/和掺杂电子注入层。

本发明通过改变具有高载流子迁移率光谱调节层(掺杂空穴注入层或/和阳极缓冲层、掺杂电子注入层或/和阴极缓冲层)的厚度的方法来调整顶发射器件中的有效腔长和发射光谱，从而调节器件共振波长和调节谱线宽度，通过合理地设计器件结构和选择材料，在不影响器件工作电压的情况下，实现工艺简单、谱线带宽可调的顶发射器件。

下面对本发明的技术方案进行进一步的描述。

1、上述正置结构的顶发射器件中的金属阳极包括Ag、Au、Cr、Cu、Mo、Ni、ITO或IZO；空穴注入层包括1T-NATA、2T-NATA、CuPc、m-MTDATA、MeO-TPD、MeO-Spiro-TPD、NATA、TiOPC或ZnPc；空穴传输层包括α-6T、α-NPD、β-NPB、DMFL-NPB、DMFL-TPD、DPFL-NPB、DPFL-TPD、NPB、Spiro-NPB、Spiro-TPD或TPD；发光层可以是非掺杂的单发光层或非掺杂的多发光层，也可以是掺杂的单发光层或掺杂的多发光层(诸如Alq₃:C545T、CBP:Ir(ppy)₃此类母体:客体掺杂形式，其中客体的掺杂浓度为0.01％～20％)，包括ADN、Alq₃、BCzVB、BCzVBi、C545T、CBP、CDBP、DMQA、DPVBi、DPAVB、DPAVBi、DSA-Ph、FIrPic、Gaq₃、Ir(btp)₂(acac)、Ir(mppy)₃、Ir(piq)₂(acac)、Ir(piq)₃、Ir(ppy)₂(acac)、Ir(ppy)₃、MADN、mCP、PtOEP、QAD、Rubrene、TcTa或UGH2；电子传输层和电子注入层包括Alq₃、BAlq、BCP、BPhen、Gaq₃、Liq、OXD-7、TAZ和TPBi；金属阴极可以是单层金属材料，包括Ag、Sm、Yb或Au，也可以是金属/金属的双层结构，包括Al/Ag、Ba/Ag、Ca/Ag、Cs/Ag、Li/Ag、Mg/Ag、Sm/Ag、Yb/Ag、Al/Au、Ba/Au、Ca/Au、Cs/Au、Li/Au、Mg/Au、Sm/Au、Yb/Au、Al/ITO、Ba/ITO、Ca/ITO、Cs/ITO、Li/ITO、Mg/ITO、Sm/ITO、Yb/ITO、Al/IZO、Ba/IZO、Ca/IZO、Cs/IZO、Li/IZO、Mg/IZO、Sm/IZO或Yb/IZO，还可以是掺杂金属阴极，包括Al∶Ba、Al∶Cs、Al∶Li、Al∶Mg、Al∶Sm、Al∶Yb、Ag∶Ba、Ag∶Cs、Ag∶Li、Ag∶Mg、Ag∶Sm、Ag∶Yb；所述金属阴极厚度为15～30nm。

为了调节上述正置结构器件的发光光谱，在有机功能层(电子注入层)和金属阴极之间增加掺杂电子注入层或/和阴极缓冲层，可以是掺杂电子注入层或阴极缓冲层两者之一的单层结构，也可以是掺杂电子注入层和阴极缓冲层的双层结构，当为双层结构时，从下至上其结构依次为电子注入层/掺杂电子注入层/阴级缓冲层/金属阴极，阴极缓冲层可采用CsF、CsCl、Cs₂O、Cs₂CO₃、Li₂O、LiF、NaF、NaCl、NaOH、RbCl、RbF或Rb₂CO₃等材料；掺杂电子注入层可以是有机-有机掺杂体系或有机-无机掺杂体系，有机掺杂母体可采用Alq₃、BPhen或TPBi，有机掺杂客体可以是C₆₀或Liq，无机掺杂客体可以是Ba、Ca、Cs、CsF、Li、LiF、Mg、Sm、Yb、Cs₂CO₃或Rb₂CO₃，在掺杂体系中，客体材料的掺杂质量比例为1％～50％。

进一步地，在倒置结构的器件中，在金属阴极和有机功能层(电子注入层)间也可以增加阴极缓冲层或/和掺杂电子注入层。

2、上述倒置结构的顶发射有机电致发光器件的金属阴极可以是单层金属材料，包括Ag、Al、Ba、Ca、Cs、Li、Mg、Sm或Yb，也可以是金属/金属的双层结构，包括Ag/Al、Ag/Sm、Ag/Ba、Ag/Ca、Ag/Cs、Ag/Mg、Ag/Yb、Ag/Li、Au/Al、Au/Ba、Au/Ca、Au/Cs、Au/Mg、Au/Li、Au/Mg、Au/Sm、Au/Yb、ITO/Al、ITO/Ag、ITO/Ba、ITO/Ca、ITO/Cs、ITO/Li、ITO/Mg、ITO/Yb、ITO/Sm、IZO/Al、IZO/Ag、IZO/Ba、IZO/Ca、IZO/Cs、IZO/Li、IZO/Mg、IZO/Sm或IZO/Yb，还可以是掺杂金属阴极，包括Al∶Ba、Al∶Cs、Al∶Li、Al∶Mg、Al∶Sm、Al∶Yb、Ag∶Ba、Ag∶Cs、Ag∶Li、Ag∶Mg、Ag∶Sm、Ag∶Yb；电子传输层和电子注入层包括Alq₃、BAlq、BCP、BPhen、Gaq₃、Liq、OXD-7、TAZ和TPBi；发光层可以是非掺杂的单发光层或非掺杂的多发光层，也可以是掺杂的单发光层或掺杂的多发光层(诸如Alq₃:C545T、CBP:Ir(ppy)₃此类母体:客体掺杂形式，其中客体的掺杂浓度为0.01％～20％)，包括ADN、Alq₃、BCzVB、BCzV Bi、C545T、CBP、CDBP、DMQA、DPVBi、DPAVB、DPAVBi、DSA-Ph、FIrPic、Gaq₃、Ir(btp)₂(acac)、Ir(mppy)₃、Ir(piq)₂(acac)、Ir(piq)₃、Ir(ppy)₂(acac)、Ir(ppy)₃、MADN、mCP、PtOEP、QAD、Rubrene、TcTa或UGH2；空穴传输层包括α-6T、α-NPD、β-NPB、DMFL-NPB、DMFL-TPD、DPFL-NPB、DPFL-TPD、NPB、Spiro-NPB、Spiro-TPD或TPD；空穴注入层包括1T-NATA、2T-NATA、CuPc、m-MTDATA、MeO-TPD、MeO-Spiro-TPD、NATA、TiOPC或ZnPc；金属阳极包括Ag、Au、Cr、Cu、Mo、Ni、ITO或IZO；所述金属阳极厚度为15～30nm。

为了调节上述倒置结构器件的发光光谱，在有机功能层(空穴注入层)和金属阳极间增加掺杂空穴注入层或/和阳极缓冲层，可以是掺杂空穴注入层或阳极缓冲层两者之一的单层结构，也可以是掺杂空穴注入层和阳极缓冲层的双层结构，当为双层结构时，从下至上结构依次为空穴注入层/掺杂空穴注入层/阳极缓冲层/金属阳极，阳极缓冲层可采用MoO_x、ReO₃、V₂O₅或WO₃等材料。掺杂空穴注入层可采用有机-有机掺杂体系或有机-无机掺杂体系，其中有机掺杂母体为1T-NATA、2T-NATA、CuPc、m-MTDATA、MeO-Spiro-TPD、MeO-TPD、NATA、TiOPC或ZnPc等材料，有机掺杂客体为F₄-TCNQ，无机掺杂客体为FeCl₃、MoO_x、ReO₃、SbCl₃、V₂O₅或WO₃等材料。在掺杂体系中，客体材料的掺杂质量比例为1％～50％。

进一步地，在正置结构的器件中，在金属阳极和有机功能层(空穴注入层)也可以增加阳极缓冲层或/和掺杂空穴注入层。

3、为了增加上述正置和倒置器件的发光颜色，提高显色指数，可以增加不同发光颜色的发光层的数目，发光层的数目也可以是两层、三层或更多层。

综上，本发明所设计的正置和倒置器件结构中，可以单独使用阳极缓冲层、阴极缓冲层、掺杂空穴注入层或掺杂电子注入层，还可以是它们之间组合使用，尤其是同时采用掺杂空穴注入层和掺杂电子注入层作为光谱调节层的方案，不仅可以在不影响器件效率的前提下大幅降低器件的开启电压，而且可以在采用大的光谱调节层厚度，扩展光谱调节范围，可以满足与集成电路兼容和制备顶发射白光有机电致发光器件的需要。

本发明提出的光谱可调顶发射有机电致发光器件，克服了以往需要通过制备工艺复杂的分布布拉格发射镜的，克服了需要很多个发光层才能获得白光发射的弊端，克服了发光层的某些波长的光容易受到微腔效应抑制而无法出射或调制的困难，无须增加在透明顶电极再生长一层光学薄膜的工艺以实现光学调制、简化了白光顶发射有机电致发光器件的制作工艺。本发明制备的顶发射有机电致发光器件具有谱线带宽可调、发光颜色可调、工艺简单的优点。

附图说明

图1：光谱可调正置结构的顶发射有机电致发光器件的结构示意图；

图2：光谱可调倒置结构的顶发射有机电致发光器件的结构示意图；

图3：实施例1制备的含有不同厚度的MoO_x层倒置结构的顶发射有机电致发光器件的归一化电致发光光谱；

图4：实施例1制备的含有不同厚度的MoO_x层底发射器件的归一化电致发光光谱；

图5：实施例2制备的含有不同厚度的m-MTDATA:MoO_x共掺层的倒置结构的顶发射有机电致发光器件的归一化电致发光光谱；

如图1所示，为正置结构的顶发射有机电致发光器件结构，其中101为衬底，可以是玻璃或硅、PET(聚乙烯对苯二酸酯)柔性衬底等材料；102是金属阳极；103是阳极缓冲层或掺杂空穴注入层的单层结构，或是阳极缓冲层和掺杂空穴注入层的双层结构；104是空穴注入层；105是空穴传输层；106是发光层，可以是单发光层，也可以是多发光层，可以是非掺杂单发光层或掺杂单发光层，也可以是非掺杂多发光层或掺杂多发光层；107是电子传输层；108是电子注入层；10g为包括空穴注入层104、空穴传输层105、发光层106、电子传输层107、电子注入层108的有机功能层；110是掺杂电子注入层或阴极缓冲层的单层结构，或是掺杂电子注入层和阴极缓冲层的双层结构；111是半透明金属阴极；112是电源。

如图2所示，为倒置的顶发射有机电致发光器件结构，其中201为衬底，可以是玻璃或硅、PET(聚乙烯对苯二酸酯)柔性衬底等材料，本发明优选硅衬底；202是金属阴极，本发明选用Al；203是阴极缓冲层或掺杂电子注入层的单层结构，或是阴极缓冲层和掺杂电子注入层的双层结构，本发明选用LiF作为缓冲层；204是电子注入层，本发明优选为Alq₃；205是电子传输层，本发明选用Alq₃；206是发光层，可以是单发光层，也可以是多发光层，可以是非掺杂单发光层或掺杂单发光层，也可以是非掺杂多发光层或掺杂多发光层，本发明选用Alq₃:C545T掺杂单发光层；207是空穴传输层，本发明优选为NPB；208是空穴注入层，本发明优选为m-MTDATA；209为包括电子注入层204、电子传输层205、发光层206、空穴传输层207、空穴注入层208的有机功能层；210是掺杂空穴注入层或阳极缓冲层的单层结构，或是掺杂空穴注入层和阳极缓冲层的双层结构，本发明优选为m-MTDATA:MoO_x掺杂空穴注入层；211是半透明金属阳极，本发明优选为Ag；212是电源。

具体实施方式

本说明书中涉及的有机材料缩写、全称及分子结构式如下所示：

实施例1：

将MoO_x作为光谱调节层，制备了结构为Al/LiF/Alq₃/Alq₃:C545T/NPB/m-MTDATA/MoO_x/Ag的光谱可调倒置结构的顶发射有机电致发光器件，器件的制备在多源有机分子气相沉积系统中进行，具体制备过程如下：

[1]硅衬底依次用甲苯、丙酮、乙醇、去离子水反复擦洗并超声，然后烘干；

[2]将处理好的衬底置于多源有机分子气相沉积系统中(参见中国专利：ZL03110977.2，“用于有机电致发光镀膜机的坩锅式蒸发源”)，系统所在的同一个真空腔体中包含有机蒸发区(8个蒸发源)和金属蒸发区(2个蒸发源)，两区之间及各个蒸发源之间相互隔绝，避免了相互污染，衬底可分别旋转至有机蒸发区或金属蒸发区上部，方便材料的生长，衬底距离蒸发源25cm，可以实现自转和公转以保证有机膜和金属膜的均匀性，将所用材料分别放在不同的蒸发区的不同蒸发源中，每个蒸发源的温度可以单独控制，然后抽真空至3×10^-4Pa；

[3]维持上述真空条件不变，在金属蒸发区生长金属阴极Al，厚度为70nm，蒸发速率为1～3nm/s；

[4]将衬底转移至有机蒸发区，维持上述真空条件不变，在上述Al阴极上依次蒸镀LiF、Alq₃、Alq₃:C545T、NPB、m-MTDATA、MoO_x分别作为阴极缓冲层、电子注入和传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层、作为光谱调节层的阳级缓冲层，厚度分别为1.0、40、20、5、35、10～70nm。LiF的蒸发速率为0.01nm/s，Alq₃、NPB、m-MTDATA的生长速率为0.1nm/s，C545T的蒸发速率为0.001nm/s，MoO_x的蒸发速率为0.3nm/s；

[5]将衬底转移至金属蒸发区，维持上述真空条件不变，蒸镀Ag作为金属阳极，Ag层的厚度为22nm，蒸发速率为0.1～0.2nm/s；

为了比较，制备了结构为ITO/MoO_x/m-MTDATA/NPB/Alq₃:C545T/Alq₃/LiF/Al的底发射绿光器件，器件的制备在多源有机分子气相沉积系统中进行，具体制备过程如下：

[1]ITO透明玻璃衬底依次用甲苯、丙酮、乙醇、去离子水擦洗并超声，然后进行烘干并进行紫外臭氧处理；

[2]将处理好的衬底置于多源有机分子气相沉积系统中，系统所在的同一个真空腔体中包含有机蒸发区(8个蒸发源)和金属蒸发区(2个蒸发源)，两区之间及各个蒸发源之间相互隔绝，避免了相互污染，不用破坏系统真空，衬底可分别旋转至有机蒸发区或金属蒸发区上部，方便材料的生长，衬底距离蒸发源25cm，可以自转和公转以保证有机膜和金属膜的均匀性，将所用材料分别放在不同的蒸发区的不同蒸发源中，每个蒸发源的温度可以单独控制，然后抽真空至3×10^-4Pa；

[3]维持上述真空条件不变，在有机蒸发区，在ITO透明玻璃衬底上依次蒸镀MoO_x、m-MTDATA、NPB、Alq₃:C545T、Alq₃、LiF分别作为光谱调节层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输和注入层、缓冲层，厚度分别为10～70、35、5、20、40、1.0nm。MoO_x的蒸发速率为0.3nm/s，m-MTDATA、NPB、Alq₃的生长速率为0.1nm/s，C545T的蒸发速率为0.001nm/s，LiF的蒸发速率为0.1nm/s；

[4]将衬底转移至金属蒸发区，维持上述真空条件不变，在LiF之上继续依次蒸镀Al作为金属阴极，Al层的厚度为100nm，蒸发速率为2～4nm/s；

以上所述材料生长的厚度和生长速率由美国产L-400膜厚控制仪控制，制备所得的器件性能用PR650光谱仪和Keithley 2400电流电压源在空气中常温条件下测试。器件的电致发光光谱参见附图3和图4。

由图3可以看出，含有光谱调节层的倒置顶发射器件的光谱谱线宽度得到了有效的调节(最大半峰宽度接近100nm)，器件的发光颜色也有了明显的变化(覆盖了蓝光和黄光区)。对于底发射器件，如图4所示，发光光谱基本没有变化。由图3和4的比较可以看出，我们制备的光谱可调倒置顶发射器件具有谱线宽度和发光颜色的调节能力，而底发射器件并不具备该调节能力。器件的性能参数参见表1。

表1：实施例1制备的不同光谱调节层厚度的器件参数

由表1可以看出，采用不同厚度的MoO_x层作为光谱调节层制备得到的倒置顶发射器件，发光光谱得到了有效的调节，器件的开启电压没有太大的波动，而对应的底发射器件则不具备光谱调节能力，另外只需采用n-掺杂技术即可大幅降低倒置结构器件的工作电压，性能可望达到与正置结构器件相当的水平。

实施例2：

将m-MTDATA:MoO_x共掺杂层作为光谱调节层，制备了结构为Al/LiF/Alq₃/Alq₃:C545T/NPB/m-MTDATA/m-MTDATA:MoO_x/Ag的光谱可调倒置顶发射有机电致发光器件，器件的制备在多源有机分子气相沉积系统中进行，具体制备过程如下：

[1]硅衬底依次用甲苯、丙酮、乙醇、去离子水反复擦洗并超声；

[2]将处理好的衬底置于多源有机分子气相沉积系统中，系统所在的同一个真空腔体中包含有机蒸发区(8蒸发源)和金属蒸发区(2蒸发源)，两区之间及各个蒸发源之间相互隔绝，避免了相互污染，不用破坏系统真空，衬底可分别旋转至有机蒸发区或金属蒸发区上部，方便材料的生长，衬底距离蒸发源25cm，可以自转和公转以保证有机膜和金属膜的均匀性，将所用材料分别放在不同的蒸发区的不同蒸发源中，每个蒸发源的温度可以单独控制，然后抽真空至3×10-4Pa；

[4]将衬底转移至有机蒸发区，维持上述真空条件不变，在上述Al阴极上依次蒸镀LiF、Alq₃、Alq₃:C545T、NPB、m-MTDATA、m-MTDATA:MoO_x分别作为阴极缓冲层、电子注入和传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层、作为光谱调节层的掺杂空穴注入层，厚度分别为1.0、40、20、5、35、10～70nm。LiF的蒸发速率为0.01nm/s，Alq₃、NPB、m-MTDATA的生长速率为0.1nm/s，C545T的蒸发速率为0.001nm/s，MoO_x的蒸发速率为0.3nm/s；

表2：实施例2制备的光谱调节层厚度的器件参数

由表2可以看出，采用引入不同厚度的m-MTDATA:MoO_x共掺层作为光谱调节层制备得到的倒置顶发射器件，器件的开启电压比只采用MoO_x的器件(如表1所示)的开启电压稍低；器件的光谱调节范围得到了进一步扩展(调节幅度达100nm以上)，当采用60nm厚的光谱调节层时，器件出现三个发光峰，峰值波长分别为524nm、564nm和604nm，谱线半峰宽度达133.2nm，在470～700nm范围内有明显的光发射；并且从实际制备的器件来看，共掺层厚度的变化也能改变器件的对比度，从而也起到了对比度调节的作用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，不能以其限定本发明实施的范围，大凡依本发明专利申请范围所进行的均等变化和改进，均应仍属本发明专利涵盖的范围。

Claims

1、正置结构的顶发射有机电致发光器件，从下至上结构依次包括衬底(101)、金属阳极(102)、包含发光层(106)的有机功能层(109)、半透明金属阴极(111)组成；其特征在于：在有机功能层(109)和半透明金属阴极(111)间，有掺杂电子注入层或/和阴极缓冲层(110)，作为光谱调节层，其厚度为1～200nm。

2、如权利要求1所述的正置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：在金属阳极(102)和有机功能层间(109)间有阳极缓冲层或/和掺杂空穴注入层(103)。

3、如权利要求1所述的正置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：有机功能层(109)依次包括空穴注入层(104)、空穴传输层(105)、发光层(106)、电子传输层(107)和电子注入层(108)。

4、倒置结构的顶发射有机电致发光器件，从下至上结构依次包括衬底(201)、金属阴极(202)、包含发光层(206)的有机功能层(209)、半透明金属阳极(211)组成，其特征在于：在有机功能层(209)和半透明金属阳极(211)间，有掺杂空穴注入层或/和阳极缓冲层(210)，作为光谱调节层，其厚度为1～200nm。

5、如权利要求4所述的倒置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：在金属阳极(202)和有机功能层间(209)有阳极缓冲层或/和掺杂空穴注入层(203)。

6、如权利要求4所述的倒置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：有机功能层(209)中依次包括电子注入层(204)、电子传输层(205)、发光层(206)、空穴传输层(207)和空穴注入层(208)。

7、如权利要求1～6任一项所述的正置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：阴极缓冲层为CsF、CsCl、Cs₂O、Cs₂CO₃、Li₂O、LiF、NaF、NaCl、NaOH、RbCl、RbF或Rb₂CO₃。

8、如权利要求1～6任一项所述的正置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：掺杂电子注入层是有机-有机掺杂体系或有机-无机掺杂体系，其中有机掺杂母体是Alq₃、BPhen或TPBi，有机掺杂客体是C₆₀或Liq，无机掺杂客体是Ba、Ca、Cs、CsF、Li、LiF、Mg、Sm、Yb、Cs₂CO₃或Rb₂CO₃，在掺杂体系中，客体材料的掺杂质量比例为1％～50％。

9、如权利要求1～6任一项所述的倒置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：阳极缓冲层是MoO_x、ReO₃、V₂O₅或WO₃。

10、如权利要求1～6任一项所述的倒置结构的顶发射有机电致发光器件，其特征在于：掺杂空穴注入层是有机-有机掺杂体系或有机-无机掺杂体系，有机掺杂母体为1T-NATA、2T-NATA、CuPc、m-MTDATA、MeO-Spiro-TPD、MeO-TPD、NATA、TiOPC或ZnPc，有机掺杂客体为F₄-TCNQ，无机掺杂客体为FeCl₃、MoO_x、ReO₃、SbCl₃、V₂O₅或WO₃，在掺杂体系中，客体材料的掺杂质量比例为1％～50％。