CN103378311A - 含有量子阱结构的有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有量子阱结构的有机电致发光器件及其制备方法。该有机电致发光器件包括依次层叠的透光衬底层、阳极层、有机功能层和阴极层。有机功能层包括量子阱结构层和在外加电源的驱动下发光的发光层，该量子阱结构层层叠在阳极层与发光层之间，且量子阱结构层包含由依次层叠的金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层为周期的单元结构。本发明有机电致发光器件通过对量子阱结构层中量子阱单元数的调节，可有效实现对空穴传输速率的调控，提高空穴和电子的复合几率，进而提高出光效率。同时，也降低了该OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。该有机电致发光器件制备方法工艺条件易控，有效提高了生产效率，适合产业化生产。
Description
技术领域
本发明属于电光源技术领域，具体的说是涉及含有量子阱结构的有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
电光源行业一直是世界各国竞相研究的热点，在世界经济中占据着非常重要的地位。目前广泛使用的光源为气体放电光源，这种光源的原理是将灯的内部经抽真空后充入含汞的混合气体，利用气体放电发光或气体放电产生的紫外光激发荧光粉发光。然而，气体放电光源的脉冲光闪容易导致人视觉疲劳，而且汞污染环境，随着社会和科技的进步，研究开发节能又环保的绿色光源来替代传统光源，成为各国竞相研究的重要课题。
有机电致发光器件是电光源中的一种。有机电致发光(Organic LightEmission Diode)，简称OLED，具有亮度高、材料选择范围宽、驱动电压低、全固化主动发光等特性，同时拥有高清晰、广视角，以及响应速度快等优势，并且OLED拥有极佳的柔韧性，可以折叠弯曲，是一种极具潜力的柔性显示技术和光源，符合信息时代移动通信和信息显示的发展趋势，以及绿色照明技术的要求，是目前国内外众多研究者的关注重点。
1987年，美国Eastman Kodak公司的C.W.Tang和VanSlyke报道了有机电致发光研究中的突破性进展。利用超薄薄膜技术制备出了高亮度，高效率的双层有机电致发光器件（OLED）。在该双层结构的器件中，10V下亮度达到1000cd/m2，其发光效率为1.51lm/W、寿命大于100小时。
OLED的发光原理是基于在外加电场的作用下，电子从阴极注入到有机物的最低未占有分子轨道（LUMO），而空穴从阳极注入到有机物的最高占有轨道（HOMO）。电子和空穴在发光层相遇、复合、形成激子，激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光材料，并激发电子从基态跃迁到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放光能。
但经研究发现，在传统的发光器件中，空穴传输速率一般比电子传输速率要高两个数量级以上，这就使得空穴在发光区域大量积累，而电子数目较少，最终导致空穴和电子的复合几率大大降低，导致发光效率低，同时由于复合区域发生变化，使色坐标发生改变，显色性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种发光效率高、显色性好的含有量子阱结构的有机电致发光器件。
本发明的另一目的在于提供一种条件易控，发光效率高的、显色性好的含有量子阱结构的有机电致发光器件制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种含有量子阱结构的有机电致发光器件，包括依次层叠的透光衬底层、阳极层、有机功能层和阴极层，所述有机功能层包括在外加电源的驱动下发光的发光层，所述有机功能层还包括量子阱结构层，所述量子阱结构层层叠在所述阳极层与发光层之间，所述量子阱结构层包含由依次层叠的金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层为周期的单元结构；所述金属氧化物的功函数为-5.0eV～-6.0eV，所述金属化合物的功函数为-2.0eV～-3.0eV。
以及，含有量子阱结构的有机电致发光器件制备方法，包括如下步骤：
提供透光衬底层；
在所述透光衬底层一表面镀阳极层；
在所述阳极层外表面镀有机功能层，所述有机功能层包含量子阱结构层、发光层；其中，所述量子阱结构层层叠在所述阳极层与发光层之间，且所述量子阱结构层包含由依次层叠的金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层为周期的单元结构；所述金属氧化物的功函数为-5.0eV～6.0eV，所述金属化合物的功函数为-2.0eV～-3.0eV；
在所述有机功能层外表面镀阴极层，得到含有量子阱结构的有机电致发光器件。
本发明含有量子阱结构的有机电致发光器件通过在有机功能层中设置量子阱结构层，并将量子阱结构层设置在发光层与阳极层之间，并通过对量子阱结构层中量子阱单元数的调节，可有效实现对空穴传输速率的调控，提高空穴和电子的复合几率，进而提高出光效率。同时，也降低了该含有量子阱结构的OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。另外，采用金属氧化物作为量子阱结构层中量子阱单元的势垒，有效提高了空穴注入速率，并对光具有更好的散射和折射效果，从而提高了本实施例含有量子阱结构的OLED的光取出率。
本发明有机电致发光器件制备方法采用蒸镀的方式制备量子阱结构层，使得量子阱结构层各层结构均匀，紧凑，且与本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的其他层结构结合牢固，有效提高了该含有量子阱结构的有机电致发光器件的质量，延长了其使用寿命。另外，该蒸镀方法工艺，条件易控，有效提高了生产效率，适合产业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件第一种结构示意图；
图2是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件第二种结构示意图；
图3是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件第三种结构示意图；
图4是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件第四种结构示意图；
图5是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件第五种结构示意图；
图6是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件制备方法的流程示意图；
图7是本发明实施例1制备的含有量子阱结构的有机电致发光器件与对比实例中不含有量子阱结构的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
有机电致发光器件（OLED）的发光原理是基于在外加电场的作用下，电子从阴极注入到有机物的最低未占有分子轨道（LUMO），而空穴从阳极注入到有机物的最高占有轨道（HOMO）。电子和空穴在发光层相遇、复合而形成激子，激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光材料，并激发电子从基态跃迁到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放光能。但是空穴传输速率一般比电子传输速率要高两个数量级以上，这就使得空穴在发光区域大量积累，而电子数目较少，最终导致空穴和电子的复合几率大大降低，导致发光效率低，同时由于复合区域发生变化，使色坐标发生改变，显色性较差。因此，如果能有效的控制空穴的传输速率，使其与电子传输速率相匹配，这样就能有效的提高空穴和电子的复合几率，形成激子，以提高出光效率。与此同时，还能减小OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。
本发明实施例依据上述原理以及针对现有技术存在的缺陷提供了一种发光效率高、显色性好的含有量子阱结构的有机电致发光器件，如图1至5所示。该含有量子阱结构的有机电致发光器件包括依次层叠的透光衬底层1、阳极层2、有机功能层3和阴极层4。其中，有机功能层3包括量子阱结构层31和在外加电源的驱动下发光的发光层32，且量子阱结构层31层叠在阳极层2与发光层32之间。该量子阱结构层31包含由依次层叠的金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层为周期的单元结构；所述金属氧化物的功函数为-5.0eV～-6.0eV，所述金属化合物的功函数为-2.0eV～-3.0eV。
这样，该实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件通过在有机功能层3中设置量子阱结构层31，并将量子阱结构层31设置在发光层32与阳极层2之间，通过对量子阱结构层31中量子阱单元数的调节，可有效实现对空穴传输速率的调控，提高空穴和电子的复合几率，进而提高出光效率。同时，也降低了该含有量子阱结构的OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。另外，采用金属氧化物作为量子阱结构层31中量子阱单元的势垒，有效提高了空穴注入速率，并对光具有更好的散射和折射效果，从而提高了本实施例含有量子阱结构的OLED的光取出率。因此，该实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件通过量子阱结构层31的作用，克服了现有OLED中的空穴在发光区域大量积累而导致的空穴和电子的复合几率低，从而导致发光效率低和显色性较差的不足。
优选地，作为本发明实施例，如图1至5所示，上述量子阱结构层31中的量子阱结构的周期数为1～5，也即是量子阱结构层31为：（金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层）n，其中，周期数n=1～5，且为整数。由此可知，量子阱结构优选具有以下几种结构：
第一种，n=1，量子阱结构层31为：金属氧化物层311a/金属化合物层312/金属氧化物层311b，如图1所示；
第二种，n=2，量子阱结构层31为：金属氧化物层311a/金属化合物层312a/金属氧化物层311b/金属化合物层312b/金属氧化物层311c，如图2所示；
、、、
第五种，n=5，量子阱结构层31为：金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层（无附图显示）。上述实施例中的量子阱结构的周期数为1～5时，能使得量子阱结构层31具有适当的厚度，保证有机电致发光器件的发光效率。发明人经研究发现，当量子阱结构的周期数大于5后，会导致量子阱结构层31的总厚度过大，导致空穴和电子的复合区域扩大到其他非发光区域进行发光，导致有机电致发光器件发光效率下降。
具体地，上述量子阱结构无论为哪种结构，金属化合物层、金属氧化物层每层厚度均优选为2～20nm。另外，金属化合物层的金属化合物、金属氧化物层中的金属氧化物功函数低。其中，金属化合物的功函数优选为氟化锂（LiF）、碳酸锂（Li2CO3）或氧化锂（Li2O）中的至少一种；金属氧化物优选为氧化钼（MoO3）、氧化钨（WO3）、五氧化二钒（V2O5）中的至少一种。
在上述优选的量子阱结构中，优选的低功函数的金属氧化物的HOMO值较低（约-5.3eV），可作为势垒，进一步提高了空穴注入速率，并对光具有更好的散射和折射效果，从而提高了本实施例含有量子阱结构的OLED的光取出率。与此同时，优选的低功函数的金属化合物层作为量子阱结构的势阱，通过对量子阱单元数的调节，更有效的对空穴传输速率进行了调控，使空穴传输速率与电子传输速率相匹配，有效提高了空穴和电子的复合几率，进一步提高了出光效率。另外，还有效的降低了该含有量子阱结构的OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。
优选地，作为本发明实施例，如图1至5所示，上述有机功能层3中的能在外加电源的驱动下发光的发光层32包括电致发光材料与空穴传输材料混合掺杂物，以该混合掺杂物总量为基准，该电致发光材料的质量百分含量为1％～20％，发光层32厚度优选为2～30nm。具体的，电致发光材料优选为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)、二(2-甲基-二苯基[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱(Ir(MDQ)2(acac))、三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)中至少一种；空穴传输材料优选为1,1-二[4-[N,N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)、4,4′,4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)、N,N’-(1-萘基)-N,N’-二苯基-4,4’-联苯二胺(NPB)中的至少一种。该优选技术方案的发光层32在外加电场的作用下更有利于电子和空穴在该发光层32中相遇几率，复合而形成激子，并将激子能量传递给发光材料，从而激发发光材料的电子从基态跃迁到激发态，激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放光能，已达到增强发光层32的发光强度。
更优选地，作为本发明实施例，如图1至5所示，上述发光层32厚度为15nm，包含Ir(ppy)3与TAPC的混合掺杂物，以混合掺杂物总量为基准，该Ir(ppy)3的质量百分含量为0.5～30％，更进一步优选为15％。本实施例中的发光层32能更进一步提高发光层32的发光强度。与现有技术OLED中的发光层在相同电源的作用下相比，其发光强度能提高70％左右。
进一步地，作为本发明一优选实施例，在图2所示含有量子阱结构的有机电致发光器件结构的基础上，有机功能层3还包括空穴注入层30，且该空穴注入层30层叠在阳极层2与金属氧化物层311a之间，如图3所示。该空穴注入层30的材料优选为三氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、五氧化二钒(V2O5)中的至少一种，其厚度优选为20～80nm。更优选地，空穴注入层310的材料为MoO3，厚度为40nm。该空穴注入层30的设置，在外加电源的作用下，更有利于阳极层中空穴的注入，并通过量子阱结构的作用，提高该含有量子阱结构的OLED的发光效率，降低该含有量子阱结构的OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。当然，也可以在图1所示含有量子阱结构的有机电致发光器件结构的基础上，有机功能层3还包括空穴注入层30，该空穴注入层30层叠在阳极层2与金属氧化物层311a之间（无附图显示）。由此，依次类推，还可以在当本发明实施例有机电致发光器件结构中量子阱结构层31的周期数为3、4、5时结构的基础上，该空穴注入层310层叠在阳极层2与金属氧化物层311a之间（无附图显示）。
或进一步地，作为本发明一优选实施例，在图2所示含有量子阱结构的有机电致发光器件结构的基础上，有机功能层3还包括电子传输层33、电子注入层34，且该电子传输层33、电子注入层34与发光层32、阴极层4的位置关系为：发光层32、电子传输层33、电子注入层34、阴极层4依次层叠，如图4所示。当然，本实施例中电子传输层33、电子注入层34可以选择性的存在，如只存在电子传输层33或电子注入层34。该电子传输层33、电子注入层34的存在更有利于电子的注入与传输，以进一步提高电子的注入量以及传输速率，以此进一步提高电子与空穴的复合几率，从而产生更多的激子，达到提高发光效率的目的。与此同时，降低了该含有量子阱结构的OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。同样，也可以在图1所示含有量子阱结构的有机电致发光器件结构的基础上，有机功能层3还包括电子传输层33、电子注入层34，且该电子传输层33、电子注入层34层叠与发光层32、阴极层4的位置关系为：发光层32、电子传输层33、电子注入层34、阴极层4依次层叠（无附图显示）。由此，依次类推，还可以在当本发明实施例有机电致发光器件结构中量子阱结构层31的周期数为3、4、5时结构的基础上，有机功能层3还包括电子传输层33、电子注入层34，且该电子传输层33、电子注入层34层叠与发光层32、阴极层4的位置关系为：发光层32、电子传输层33、电子注入层34、阴极层4依次层叠。
更进一步地，作为本发明一优选实施例，在图4所示含有量子阱结构的有机电致发光器件结构的基础上，有机功能层3还包括空穴注入层30，且该空穴注入层30层叠在阳极层2与金属氧化物层311a之间，如图5所示。该空穴注入层30优选的材料及其厚度如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。该空穴注入层30的设置，在外加电源的作用下，更有利于阳极层中空穴的注入。当然，图5所示的含有量子阱结构的有机电致发光器件结构中的量子阱结构层31的周期数为1、3、4、5（无附图显示）。
具体地，作为本发明优选实施例，上述图4、5所示的含有量子阱结构的有机电致发光器件结构中的电子传输层33为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、1,2,4-三唑衍生物(如TAZ)、N-芳基苯并咪唑(TPBI)中至少一种，其厚度优选为40～80nm。更优选地，电子传输层33优选为Bphen，厚度为60nm。
电子注入层34的材料优选为碳酸铯（Cs2CO3）、氟化铯（CsF）、叠氮铯（CsN3）、氟化锂（LiF）中的至少一种，其厚度优选为0.5～10nm。更优选地，电子注入层245的材料为LiF，厚度为1nm。
优选地，上述实施例中的透光衬底层1的材质为透光玻璃或者透明聚合物薄膜材料，当然还可采用本领域其他材质进行替代。透光基底1的厚度也可以采用本领域常用的厚度，但应该具有优良的透光性为准。
上述实施例中的阳极层2的材质优选为铟锡氧化物（ITO）、掺铝的氧化锌（AZO）或掺铟的氧化锡（IZO）。当然也可以采用掺氟的氧化锡（FTO）等本领域常用的其他材质替代。阳极层2的厚度优选为80～200nm。该阳极层2在通电过程中的能降低热量和提高透光性能。其中，阳极层2的材质更优选为ITO。
上述阴极层4的材质优选为银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)或至少两种的合金。阴极层4的厚度优选为80～300nm。该优选的阴极层4具有优良的导电性，从而降低其在通电过程中的热量。该阴极层4更优选为Al，其厚度优选为200nm。
本发明实施例依据上述原理还提供了上述含有量子阱结构的有机电致发光器件制备方法，该方法工艺流程图如图6所以示，同时参见图1～5，该方法包括如下步骤：
S01：提供透光衬底层1；
S02：制备阳极层2：在步骤S01的透光衬底层一表面镀阳极层2；
S03：制备有机功能层3：在步骤S02的阳极层2外表面镀有机功能层3，该有机功能层3包含量子阱结构层31、发光层32；其中，量子阱结构层31层叠在阳极层2与发光层32之间，且量子阱结构层31包含由依次层叠的金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层为周期的单元结构；所述金属氧化物的功函数为-5.0eV～6.0eV，所述金属化合物的功函数为-2.0eV～-3.0eV；
S04：制备阴极层4：在步骤S03的有机功能层3外表面镀阴极层4，得到含有量子阱结构的有机电致发光器件。
具体地，上述S01步骤中，透光衬底层1的结构、材质及规格如上文所述，为了篇幅，在此不再赘述。另外，在该S01步骤中，还包括对透光衬底层21的前期处理步骤，如清洗去污的步骤。如果该透光衬底层1直接选用镀有阳极层2的阳极导电基底，则除了清洗去污的步骤外，还可以包含氧等离子处理的步骤。
其中，清洗去污优选按如下步骤进行：先将透光基底剪裁成所需要的大小，得到透光衬底层1，再依次用洗洁精、去离子水、丙酮、乙醇、异丙醇各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物。当然，也可以直接将镀有阳极层2的阳极导电基底进行光刻处理，得到互相层叠的透光衬底层1、阳极层2的基底，再依次用洗洁精、去离子水、丙酮、乙醇、异丙醇各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物，此时，上述步骤S02就可以省略。
氧等离子处理优选按如下步骤进行：将上述清洗干净后的透光衬底层1或者得到互相层叠的透光衬底层1、阳极层2的基底采用功率为10～50W的氧等离子处理5～15min。该氧等离子处理能有效提高的阳极层2的提高功函，降低空穴注入势垒，平整表面。
上述S02步骤中，如果选用的透光基底制作透光衬底层1，则优选在透光衬底层1一表面采用蒸镀的方式镀上阳极层2；如果是直接采用镀有阳极层2的阳极导电基底作为透光衬底层1，则该S02步骤可以省略。其中，阳极层2的材质及规格如上文所述，为了篇幅，在此不再赘述。镀阳极层2的方式也可以是本领域其他方式镀层，如采用溅射的方式。
上述S03步骤中，量子阱结构层31中的量子阱结构的周期数优选为1～5。因此，当周期数为1时，即量子阱结构层31为：金属氧化物层311a/金属化合物层312/金属氧化物层311b，如图1所示时，则镀该有机功能层3的方法优选如下：采用蒸镀的方式在阳极层2外表面依次镀上金属氧化物层311a、金属化合物层312、金属氧化物层311b和发光层32；
当周期数为2时，即量子阱结构层31为：金属氧化物层311a/金属化合物层312a/金属氧化物层311b/金属化合物层312b/金属氧化物层311c，如图2所示时，则镀该有机功能层3的方法优选如下：采用蒸镀的方式在阳极层2外表面依次镀上金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c和发光层32；
、、、
依次类推，当周期数为5时，量子阱结构层31为：金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层；则镀该有机功能层3的方法优选如下：采用蒸镀的方式在阳极层2外表面依次镀上金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层和发光层32。其中，该量子阱结构层31中的金属氧化物层、金属化合物层和发光层32的材质及规格如上文所述，为了篇幅，在此不再赘述。
在该S03步骤中优选采用蒸镀的方法准备量子阱结构层31以及发光层32，能使得量子阱结构层31以及发光层32各层均匀，结构紧凑。另外，阱结构层31以及发光层32优选的材料性能稳定，易于蒸镀。如量子阱结构层31中的金属氧化物层稳定性高，易于蒸镀。
进一步地，当有机功能层3还包括空穴注入层30，如图3所示时，则制备有机功能层3优选为：在步骤S02的阳极层2外表面采用蒸镀的方式依次镀上空穴注入层30、量子阱结构层31和发光层32。当然除了如图3所示之外，量子阱结构层31中的量子阱结构地周期还可以是1、3、4、5，因此，制备量子阱结构层31的方法如上述步骤S02中所述。其中，该空穴注入层30的材质及规格优选如上文所述，为了篇幅，在此不再赘述。
或进一步地，当有机功能层3还包括电子传输层33、电子注入层34，如图4所示时，则制备有机功能层3优选为：在步骤S02的阳极层2外表面采用蒸镀的方式依次镀上量子阱结构层31、发光层32、电子传输层33和电子注入层34。当然除了如图4所示之外，量子阱结构层31中的量子阱结构地周期还可以是1、3、4、5，因此，制备量子阱结构层31的方法如上述步骤S02中所述。其中，该电子传输层33、电子注入层34的材质及规格优选如上文所述，为了篇幅，在此不再赘述。
更进一步地，当有机功能层3同时包括空穴注入层30、电子传输层33和电子注入层34，如图5所示时，则制备有机功能层3优选为：在步骤S02的阳极层2外表面采用蒸镀的方式依次镀上空穴注入层30、量子阱结构层31、发光层32、电子传输层33和电子注入层34。当然除了如图5所示之外，量子阱结构层31中的量子阱结构地周期还可以是1、3、4、5，因此，制备量子阱结构层31的方法如上述步骤S02中所述。
上述S04步骤中，制备阴极层4的方式优选采用蒸镀的方式，当然也可以是本领域其他方式镀层，如采用溅射的方式。当有机功能层3不含有电子传输层33、电子注入层34时，该阴极层4是直接在发光层32表面镀阴极材料制备而成；当有机功能层3含有电子传输层33、电子注入层34时，该阴极层4是直接在电子注入层34表面镀阴极材料制备而成。其中，该阴极层4的材质及规格优选如上文所述，为了篇幅，在此不再赘述。
上述有机电致发光器件制备方法采用蒸镀的方式制备量子阱结构层31，使得量子阱结构层31各层结构均匀，紧凑，且与本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的其他层结构结合牢固，有效提高了该含有量子阱结构的有机电致发光器件的质量，延长了其使用寿命。另外，该蒸镀方法工艺，条件易控，有效提高了生产效率，适合产业化生产。
现结合具体实例，对本发明含有量子阱结构的有机电致发光器件的结构及其制备方法进行进一步详细说明。
下述各实施例中所用到的设备如下：
高真空镀膜设备：沈阳科学仪器研制中心有限公司，压强<1×10-3Pa；
电流-电压测试仪：美国Keithly公司，型号：2602；
电致发光光谱测试仪：美国photo research公司，型号：PR650；
屏幕亮度计：北京师范大学，型号：ST-86LA。
实施例1
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件包括依次层叠的一透光衬底层、阳极层、(金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层)3、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层。其中，依次层叠的(金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层)3、发光层、电子传输层和电子注入层构成有机功能层；依次层叠的(金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层)3构成量子阱结构层，且该量子阱结构层中的量子阱结构周期为3。
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的透光衬底层为120nm厚的镀有ITO阳极层的阳极导电透光基底；金属化合物层为0.7nm厚的LiF层，金属氧化物层为10nm厚的MoO3层；发光层为15nm厚的Ir(ppy)3与TAPC的混合掺杂物层，其中，混合掺杂物总量为基准，该Ir(ppy)3的质量百分含量为15％；电子传输层为60nm厚的TPBi层；电子注入层为1nm厚的LiF层；阴极层为200nm厚的Al层。也即是本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的层结构为：
普通玻璃/ITO/(MoO3/LiF/MoO3)3/TAPC:Ir(ppy)3/TPBi/LiF/Al。
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件制备方法如下：
S11：获取ITO玻璃，先将ITO进行光刻处理，剪裁成所需要的大小，制备成含ITO阳极层的透光衬底层，再依次用洗洁精，去离子水，丙酮，乙醇，异丙醇各超声15min，去除玻璃表面的有机污染物，待清洗干净后对导电基底进行合适的处理：氧等离子处理，处理时间为5min，功率为30W；
S12：采用蒸镀的方法在ITO阳极层外表面依次蒸镀(金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层)3、发光层、电子传输层、电子注入层，形成有机功能层；
S13：在有机功能层外表面采用蒸镀的方法镀上阴极层，得到本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件。
实施例2
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件包括依次层叠的一透光衬底层、阳极层、(金属氧化物层1/金属化合物层/金属氧化物层2)1、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层。其中，依次层叠的(金属氧化物层1/金属化合物层/金属氧化物层2)1、发光层、电子传输层和电子注入层构成有机功能层；依次层叠的(金属氧化物层1/金属化合物层/金属氧化物层2)1构成量子阱结构层，且该量子阱结构层中的量子阱结构周期为1。
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的透光衬底层为80nm厚的镀有ITO阳极层的阳极导电透光基底；金属化合物层为2nm厚的Li2CO3层，金属氧化物层1为20nm厚的WO3层，金属氧化物层2为15nm厚的V2O5层；发光层为15nm厚的NPB与Firpic的混合掺杂物，其中，混合掺杂物总量为基准，该Firpic的质量百分含量为20％；电子传输层为80nm厚的TAZ；电子注入层为0.5nm厚的CsF；阴极层为80nm厚的Ag。也即是本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的层结构为：
普通玻璃/ITO/(WO3/Li2CO3/V2O5)1/NPB:Firpic/TAZ/CsF/Ag。
本实施例有机电致发光器件制备方法参照实施例1。
实施例3
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件包括依次层叠的一透光衬底层、阳极层、(金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层)5、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层。其中，依次层叠的(金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层)5、发光层、电子传输层和电子注入层构成有机功能层；依次层叠的(金属氧化物层/金属化合物层/金属氧化物层)5构成量子阱结构层，且该量子阱结构层中的量子阱结构周期为5。
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的透光衬底层为100nm厚的镀有ITO阳极层的阳极导电透光基底；金属化合物层为5nm厚的Li2O层，金属氧化物层为2nm厚的WO3层；发光层为2nm厚的TCTA与Ir(MDQ)2(acac)的混合掺杂物，其中，混合掺杂物总量为基准，该Ir(MDQ)2(acac)的质量百分含量为1％；电子传输层为40nm厚的Bphen；电子注入层为10nm厚的Cs2CO3；阴极层为300nm厚的Au。也即是本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的层结构为：
普通玻璃/ITO/(WO3/Li2O/WO3)3/TCTA:Ir(MDQ)2(acac)/Bphen/Cs2CO3/Au。
本实施例有机电致发光器件制备方法参照实施例1。
实施例4
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件包括依次层叠的一透光衬底层、阳极层、(金属氧化物层1/金属化合物层/金属氧化物层2)2、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层。其中，依次层叠的(金属氧化物层1/金属化合物层/金属氧化物层2)2、发光层、电子传输层和电子注入层构成有机功能层；依次层叠的(金属氧化物层1/金属化合物层/金属氧化物层2)2构成量子阱结构层，且该量子阱结构层中的量子阱结构周期为5。
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的透光衬底层为150nm厚的镀有ITO阳极层的阳极导电透光基底；金属化合物层为2nm厚的LiF层，金属氧化物层1为5nm厚的MoO3层，金属氧化物层2为5nm厚的WO3层；发光层为12nm厚的NPB与Ir(ppy)3的混合掺杂物，其中，混合掺杂物总量为基准，该Ir(ppy)3的质量百分含量为8％；电子传输层为70nm厚的TAZ；电子注入层为2nm厚的Cs2CO3；阴极层为150nm厚的Pt。也即是本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的层结构为：
普通玻璃/ITO/(MoO3/LiF/WO3)5/NPB:Ir(ppy)3/TAZ/Cs2CO3/Pt。
本实施例有机电致发光器件制备方法参照实施例1。
实施例5
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的结构如图3所示，其包括依次层叠的一透光衬底层1、阳极层2、空穴注入层30、金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c、发光层32和阴极层4。其中，依次层叠的空穴注入层30、金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c、发光层32构成有机功能层3；依次层叠的金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c构成量子阱结构层31，且该量子阱结构层中的量子阱结构周期为2。
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的透光衬底层为200nm厚的镀有ITO阳极层2的阳极导电透光基底1，空穴注入层30为40nm厚的WO3，金属化合物层312a为0.7nm厚的LiF层，金属化合物层312b为1nm厚的Li2CO3层，金属氧化物层311a为10nm厚的MoO3层，金属氧化物层311b为10nm厚的WO3层，金属氧化物层311c为10nm厚的V2O5层；发光层为15nm厚的Ir(ppy)3与TAPC的混合掺杂物层，其中，混合掺杂物总量为基准，该Ir(ppy)3的质量百分含量为15％；阴极层为200nm厚的Al层。也即是本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的层结构为：
普通玻璃/ITO/WO3MoO3/LiF/WO3/Li2CO3/V2O5/TAPC :Ir(ppy)3/Al。
本实施例有机电致发光器件制备方法参照实施例1。与实施例1不同之处在于步骤S12采用蒸镀的方法在ITO阳极层外表面依次蒸镀空穴注入层30、金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c、发光层32，形成有机功能层3。
实施例6
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的结构如图5所示，其包括依次层叠的一透光衬底层1、阳极层2、空穴注入层30、金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c、发光层32、电子传输层33、电子注入层34和阴极层4。其中，依次层叠的空穴注入层30、金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c、发光层32、电子传输层33和电子注入层34构成有机功能层3；依次层叠的金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c构成量子阱结构层31，且该量子阱结构层中的量子阱结构周期为2。
本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件中的透光衬底层为100nm厚的镀有ITO阳极层2的阳极导电透光基底1，空穴注入层30为40nm厚的WO3，金属化合物层312a为0.7nm厚的LiF层，金属化合物层312b为1nm厚的Li2CO3层，金属氧化物层311a为10nm厚的MoO3层，金属氧化物层311b为10nm厚的WO3层，金属氧化物层311c为10nm厚的V2O5层；发光层为15nm厚的Ir(ppy)3与TAPC的混合掺杂物层，其中，混合掺杂物总量为基准，该Ir(ppy)3的质量百分含量为15％；电子传输层为60nm厚的TPBi层；电子注入层为1nm厚的LiF层；阴极层为200nm厚的Al层。也即是本实施例含有量子阱结构的有机电致发光器件的层结构为：
普通玻璃/ITO/WO3MoO3/LiF/WO3/Li2CO3/V2O5/TAPC:Ir(ppy)3/TPBi/LiF/Al。
本实施例有机电致发光器件制备方法参照实施例1。与实施例1不同之处在于步骤S12采用蒸镀的方法在ITO阳极层外表面依次蒸镀空穴注入层30、金属氧化物层311a、金属化合物层312a、金属氧化物层311b、金属化合物层312b、金属氧化物层311c、发光层32、电子传输层33和电子注入层34，形成有机功能层3。
对比实例
本对比实例有机电致发光器件结构包括依次层叠的一透光衬底层、阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。其中，空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层构成有机功能层。
本对比实例有机电致发光器件中的透光衬底层为120nm厚的镀有ITO阳极层的阳极导电透光基底；空穴传输层为40nm厚的NPB；发光层为15nm厚的Ir(ppy)3与TAPC的混合掺杂物层，其中，混合掺杂物总量为基准，该Ir(ppy)3的质量百分含量为15％；电子传输层为60nm厚的TPBi层；电子注入层为1nm厚的LiF层；阴极层为200nm厚的Al层。也即是本对比实例有机电致发光器件的层结构为：
普通玻璃/ITO/NPB/TAPC:Ir(ppy)3/TPBi/LiF/Al。
将上述实施例1制备的含有量子阱结构的有机电致发光器件与对比实例中的有机电致发光器件进行发光强度的对比测定，测定结果如图7所示。在图7中，曲线1为实施例1含有量子阱结构的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图；曲线2为对比实例有机电致发光器件的电亮度与流明效率的关系图。由图7可知，在不同亮度下，实施例1的流明效率都比对比实例的要大，最大的流明效率为21.71 lm/W，而对比实例的仅为3.6lm/W，而且对比实例的电流效率随着电流密度的增大而快速下降，这说明，由低功函数的金属化合物和金属氧化物空穴注入材料组成，可提高空穴注入速率，同时，对光有一定的散射和折射效果，可提高光取出率，且易于蒸镀，在制备多量子阱的工艺中效果明显，两者通过量子阱单元数的调节，就可以有效实现对空穴传输速率的调控，使其与电子传输速率相匹配，有效提高了空穴和电子的复合几率，提高出光效率。由此可知，另外，实施例1的量子阱结构还能有效的降低该含有量子阱结构的OLED色坐标发生的改变，使其具有较好的显色性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含有量子阱结构的有机电致发光器件，包括依次层叠的透光衬底层、阳极层、有机功能层和阴极层，所述有机功能层包括在外加电源的驱动下发光的发光层，其特征在于：所述有机功能层还包括量子阱结构层，所述量子阱结构层层叠在所述阳极层与发光层之间，所述量子阱结构层包含由依次层叠的金属氧化物层、金属化合物层和金属氧化物层为周期的单元结构；所述金属氧化物的功函数为-5.0eV～-6.0eV，所述金属化合物的功函数为-2.0eV～-3.0eV。
2.根据权利要求1所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述量子阱结构的周期数为1～5，所述金属化合物层、金属氧化物层每层厚度均为2～20nm。
3.根据权利要求1所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述金属氧化物为氧化钼、氧化钨、五氧化二钒中的至少一种；所述金属化合物为氟化锂、碳酸锂、氧化锂中的至少一种。
4.根据权利要求1～3任一所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述发光层包括电致发光材料与空穴传输材料混合掺杂物，以所述混合掺杂物总量为基准，所述电致发光材料的质量百分含量为1％～20％。
5.根据权利要求4所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述电致发光材料为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、二(2-甲基-二苯基[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱、三(2-苯基吡啶)合铱中至少一种；
所述空穴传输材料为1,1-二[4-[N,N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷、4,4′,4″-三(咔唑-9-基)三苯胺、N,N’-(1-萘基)-N,N’-二苯基-4,4’-联苯二胺中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述电致发光材料为三(2-苯基吡啶)合铱，所述空穴传输材料为1,1-二[4-[N,N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷；以所述混合掺杂物总量为基准，所述三(2-苯基吡啶)合铱质量百分含量为0.5～30％。
7.根据权利要求1～3任一所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述有机功能层还包含空穴注入层，所述空穴注入层层叠在所述阳极层与量子阱结构层之间。
8.根据权利要求1～3任一所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述有机功能层还包含彼此层叠的电子传输层和电子注入层，其中，所述电子传输层与所述量子阱结构层的与阳极层相对的表面层叠，所述电子注入层与所述阴极层层叠。
9.根据权利要求8所述的含有量子阱结构的有机电致发光器件，其特征在于：所述有机功能层还包含空穴注入层；其中，所述空穴注入层层叠在所述阳极层与量子阱结构层之间。
10.一种含有量子阱结构的有机电致发光器件制备方法，包括如下步骤：
提供透光衬底层；
在所述透光衬底层一表面镀阳极层；
在所述阳极层外表面镀有机功能层，所述有机功能层包含量子阱结构层、发光层；其中，所述量子阱结构层层叠在所述阳极层与发光层之间，且所述量子阱结构层包含由依次层叠的金属氧化物层、金属化合物层、金属氧化物层为周期的单元结构；所述金属氧化物的功函数为-5.0eV～6.0eV，所述金属化合物的功函数为-2.0eV～-3.0eV；
在所述有机功能层外表面镀阴极层，得到含有量子阱结构的有机电致发光器件。
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