CN103594634A - 有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

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周明杰
王平
冯小明
张振华
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Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
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Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明属于有机半导体材料领域，其公开了一种有机电致发光器件及其制备方法；该器件包括依次层叠的阳极层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极层；所述电子传输层的材质为碱金属化合和金属掺杂剂掺杂到电子传输基质材料中组成的三元混合掺杂材料。本发明提供的顶发射有机电子发光器件，其电子传输层的材料采用碱金属化合物、金属掺杂剂掺杂到电子传输基质材料中组成的三元掺杂混合材料；由于碱金属化合物可以提高载流子浓度，而金属掺杂剂能够电子传输基质材料的导电性，使得电子传输基质材料与阴极之间形成欧姆接触，进而降低载流子的注入势垒，从而降低了器件的启动电压，提高了器件的发光效率。

Description

有机电致发光器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机半导体材料领域，尤其涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
有机电致发光(Organic Light Emission Diode)，以下简称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，是一种极具潜力的显示技术和光源，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。
有机电致发光二极管具有一种类似三明治的结构，其上下分别是阴极和阳极，二个电极之间夹着单层或多层不同材料种类和不同结构的有机材料功能层，依次为空穴注入层，空穴传输层，发光层，电子传输层，电子注入层。有机电致发光器件是载流子注入型发光器件，在阳极和阴极加上工作电压后，空穴从阳极，电子从阴极分别注入到工作器件的有机材料层中，两种载流子在有机发光材料中形成空穴-电子对发光，然后光从电极一侧发出。
到目前为止，尽管全世界各国的科研人员通过选择合适的有机材料和合理的器件结构设计，已使器件性能的各项指标得到了很大的提升，但是目前由于驱动发光器件的电流较大，发光效率低，器件寿命低。
发明内容
本发明所要解决的问题之一在于提供一种启动电流小、光透过率高且寿命长的有机电致发光器件。
本发明的技术方案如下：
一种有机电致发光器件，包括依次层叠的衬底、阳极层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极层；所述电子传输层的材质为碱金属化合和金属掺杂剂掺杂到电子传输基质材料中组成的三元混合掺杂材料；碱金属化合物、金属掺杂剂和到电子传输基质材料的质量比为1~3:1~3:10。
上述器件的电子传输层中，所述金属掺杂剂为金属银、金、铝、钕、锡或镁；所述碱金属化合物包括碳酸锂、叠氮化锂、氟化锂、叠氮化铯、碳酸铯或氟化铯；所述电子传输基质材料为(8-羟基喹啉)-铝、4,7-二苯基-邻菲咯啉、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲或1,2,4-三唑衍生物。
所述的有机电致发光器件，其中，所述衬底为玻璃；所述阳极层采用铟掺杂氧化锡。
所述的有机电致发光器件，其中，所述阴空穴传输层的材质为空穴掺杂剂按照1-10%的质量比掺杂到空穴传输基质材料中组成的掺杂混合材料；所述空穴掺杂剂为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷或1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌；所述空穴传输基质材料为酞菁铜、(4,4',4＂-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4＂-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺)或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯。
所述的有机电致发光器件，其中，所述电子阻挡层的材质为N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或4,4',4＂-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺(2-TNATA)。
所述的有机电致发光器件，其中，所述发光层的材料为4,4'-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1'-联苯或者5,6,11,12-四苯基萘并萘。
所述的有机电致发光器件，其中，所述空穴阻挡层的材料选自4,7-二苯基-邻菲咯啉、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝。
所述阴极层采用金属银、铝或者银铝合金。
上述有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤：
S1、清洗衬底；
S2、在磁控溅射系统中，在衬底表面溅射制备阳极层；
S3、在真空热镀膜系统中，利用热蒸镀工艺，在阳极层表面依次层叠蒸镀制备空穴传输层、电子阻挡层、发光层和空穴阻挡层；
S4、把碱金属化合物、金属掺杂剂和电子传输基质材料分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中，同时进行蒸镀，在空穴阻挡层表面制得电子传输层，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层；其中；碱金属化合物、金属掺杂剂和到电子传输基质材料的质量比为1~3:1~3:10；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
本发明提供的顶发射有机电子发光器件，其电子传输层的材料采用碱金属化合物、金属掺杂剂掺杂到电子传输基质材料中组成的三元掺杂混合材料；由于碱金属化合物又可以提高载流子浓度，而金属掺杂剂能够电子传输基质材料的导电性，使得电子传输基质材料与阴极之间形成欧姆接触，进而降低载流子的注入势垒，从而降低了器件的启动电压，提高了器件的发光效率，且器件的驱动电流小，有利于器件寿命的提高。
附图说明
图1为本发明的有机电致发光器件结构示意图；
图2为实施例1制得的有机电致发光器件、对比例1和2制得的有机电致发光器件的电流密度与电压曲线图。
具体实施方式
本发明提供的有机电致发光器件，如图1所示，包括依次层叠的衬底101、阳极层102、空穴传输层103、电子阻挡层104、发光层105、空穴阻挡层106、电子传输层107以及阴极层108；即该有机电致发光器件的结构为：衬底101/阳极层102/空穴传输层103/电子阻挡层104/发光层105/空穴阻挡层106/电子传输层107/阴极层108。
在器件中，所述电子传输层107的材质为碱金属化合和金属掺杂剂掺杂到电子传输基质材料中组成的三元混合掺杂材料；碱金属化合物、金属掺杂剂和到电子传输基质材料的质量比为1~3:1~3:10（代理人根据实施例调整，请发明人确认）；其中，金属掺杂剂采用银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、钕(Nd)、锡(Sn)或镁(Mg)等材质；碱金属化合物包括碳酸锂(Li2CO3)、叠氮化锂(LiN3)、氟化锂(LiF)、叠氮化铯(CsN3)、碳酸铯(Cs2CO3)、氟化铯(CsF)等材料；电子传输基质材料采用(8-羟基喹啉)-铝(Alq3)、4,7-二苯基-邻菲咯啉(Bphen)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝(BAlq)、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲（BCP）或1,2,4-三唑衍生物（TAZ）等材料；电子传输层的厚度为40-100nm。
上述有机电致发光器件中，其它各功能层的材料以及厚度如下：
衬底101采用普通的玻璃；
阳极层102的材质采用铟掺杂氧化锡（ITO），厚度为100nm；当然，阳极层101的材质也可以采用铟锌氧化物（IZO）、铝锌氧化物（AZO）或镓锌氧化物（GZO）；
空穴传输层103的材质为空穴掺杂剂按照1-10%的质量比掺杂到空穴传输基质材料中组成的掺杂混合材料；所述空穴掺杂剂为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷（F4-TCNQ）或1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌（F6-TNAP）；所述空穴传输基质材料为酞菁铜（CuPc）、(4,4',4＂-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺（m-MTDATA）、4,4',4＂-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺(2-TNATA)、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯(MeO-TPD)等材料；空穴传输层103的厚度为20~60nm；
电子阻挡层104的材质为N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺（TPD）、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)或4,4',4＂-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺(2-TNATA)；电子阻挡层104的厚度为5-20nm；
发光层105的材料为4,4'-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1'-联苯（DPVBi）或者5,6,11,12-四苯基萘并萘（Rubrene）；发光层105的厚度为2~20nm；
空穴阻挡层106的材料选自4,7-二苯基-邻菲咯啉（Bphen）、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯（TPBi）或双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝（BAlq）；空穴阻挡层106的厚度为5~20nm；
阴极层108可采用金属银(Ag)、铝（Al）或者银铝（Ag-Al）合金；阴极层108的厚度为70~200nm。
上述有机电致发光器件的制作方法，包括以下步骤：
S1、清洗衬底，其流程为：依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
S2、在磁控溅射系统中，在衬底表面溅射制备阳极层；
优选地，阳极层制备后，还需要将阳极层置于等离子处理室中进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
S3、在真空热镀膜系统中，利用热蒸镀工艺，在阳极层表面依次层叠蒸镀制备空穴传输层、电子阻挡层、发光层和空穴阻挡层；
S4、把碱金属化合物、金属掺杂剂和电子传输基质材料分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，在空穴阻挡层表面制得电子传输层，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层；其中；碱金属化合物、金属掺杂剂和到电子传输基质材料的质量比为1~3:1~3:10；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
本发明提供的顶发射有机电子发光器件，其电子传输层的材料采用碱金属化合物、金属掺杂剂掺杂到电子传输基质材料中组成的三元掺杂混合材料；由于碱金属化合物又可以提高载流子浓度，而金属掺杂剂能够电子传输基质材料的导电性，使得电子传输基质材料与阴极之间形成欧姆接触，进而降低载流子的注入势垒，从而降低了器件的启动电压，提高了器件的发光效率，且器件的驱动电流小，有利于器件寿命的提高。
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
实施例1
本实施例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/F4-TCNQ:CuPc/TPD/DPVBi/Bphen/Cs2CO3:Ag:Bphen/Ag
该有机电致发光器件的制作方法如下：
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为F4-TCNQ作为空穴掺杂剂掺杂到CuPc空穴基质材料中，表示为F4-TCNQ:CuPc，F4-TCNQ的掺杂质量比5%；厚度为50nm）、电子阻挡层（材料为TPD，厚度为10nm）、发光层（材料为DPVBi；厚度为20nm）和空穴阻挡层（材料为Bphen；厚度为10nm）；
4、把碱金属化合物（材料为Cs2CO3）、金属掺杂剂（材料为Sm）和电子传输基质材料（材料为Bphen）分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，使三者蒸镀速度比为1:1:10，从而形成混合物中三者的质量比为1:1:10，并在空穴阻挡层表面制得厚度为40nm的电子传输层，表示为Cs2CO3:Ag:Bphen，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Ag，厚度为100nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
实施例2
本实施例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/F4-TCNQ:mMTDATA/NPB/Rubrene/TPBi/CsN3:Al:TPBi/Al
该有机电致发光器件的制作方法如下：
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为F4-TCNQ作为空穴掺杂剂掺杂到mMTDATA空穴基质材料中，表示为F4-TCNQ:mMTDATA，F4-TCNQ的掺杂质量比1%；厚度为40nm）、电子阻挡层（材料为NPB，厚度为5nm）、发光层（材料为Rubrene；厚度为2nm）和空穴阻挡层（材料为TPBi；厚度为5nm）；
4、把碱金属化合物（材料为CsN3）、金属掺杂剂（材料为Al）和电子传输基质材料（材料为TPBi）分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，使三者的蒸镀速度之比为1:1:10，因而形成的混合物中，三者的质量比为1:1:10，并在空穴阻挡层表面制得厚度为60nm的电子传输层，表示为CsN3:Al:TPBi，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Al，厚度为70nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
实施例3
本实施例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/F4-TCNQ:mMTDATA/2-TNATA/DPVBi/BAlq/CsF:Mg:BCP/Ag
该有机电致发光器件的制作方法如下：
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为F4-TCNQ作为空穴掺杂剂掺杂到mMTDATA空穴基质材料中，表示为F4-TCNQ:mMTDATA，F4-TCNQ的掺杂质量比10%；厚度为20nm）、电子阻挡层（材料为2-TNATA，厚度为20nm）、发光层（材料为DPVBi；厚度为15nm）和空穴阻挡层（材料为BAlq；厚度为20nm）；
4、把碱金属化合物（材料为CsF）、金属掺杂剂（材料为Mg）和电子传输基质材料（材料为BCP）分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，使三者的蒸镀速度之比为2.5:2.5:10，因此在形成的混合物中三者的质量比为2.5:2.5:10，并在空穴阻挡层表面制得厚度为60nm的电子传输层，表示为CsF:Mg:BCP，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Ag-Al，厚度为200nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
实施例4
本实施例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/F6-TNAP:MeO-TPD/TPD/Rubrene/Bphen/LiF:Nd:TAZ/Ag
该有机电致发光器件的制作方法如下：
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为F6-TNAP作为空穴掺杂剂掺杂到MeO-TPD空穴基质材料中，表示为F6-TNAP:MeO-TPD，F6-TNAP的掺杂质量比5%；厚度为60nm）、电子阻挡层（材料为TPD，厚度为10nm）、发光层（材料为DPVBi；厚度为20nm）和空穴阻挡层（材料为Bphen；厚度为10nm）；
4、把碱金属化合物（材料为LiF）、金属掺杂剂（材料为Nd）和电子传输基质材料（材料为TAZ）分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，使三者的蒸镀速度之比为3:1.5:10，因此在形成的混合物中三者的质量比为3:1.5:10，并在空穴阻挡层表面制得厚度为60nm的电子传输层，表示为LiF:Nd:TAZ，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Ag，厚度为100nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
实施例5
本实施例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/F6-TNAP:2-TNATA/NPB/DPVBi/BAlq/LiN3:Sn:Alq3/Al
该有机电致发光器件的制作方法如下:
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为F6-TNAP作为空穴掺杂剂掺杂到2-TNATA空穴基质材料中，表示为F6-TNAP:2-TNATA，F6-TNAP的掺杂质量比2%；厚度为60nm）、电子阻挡层（材料为NPB，厚度为20nm）、发光层（材料为DPVBi；厚度为20nm）和空穴阻挡层（材料为BAlq；厚度为5nm）；
4、把碱金属化合物（材料为LiN3）、金属掺杂剂（材料为Sn）和电子传输基质材料（材料为Alq3）分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，使三者的蒸镀速度之比为2:3:10，因而在形成的混合物中，三者的质量比为2:3:10，并在空穴阻挡层表面制得厚度为100nm的电子传输层，表示为LiN3:Sn:Alq3，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Al，厚度为120nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
实施例6
本实施例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/F6-TNAP:NPB/TPD/DPVBi/Bphen/Li2CO3:Au:BAlq/Ag
该有机电致发光器件的制作方法如下：
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为F6-TNAP作为空穴掺杂剂掺杂到NPB空穴基质材料中，表示为F6-TNAP:NPB，F6-TNAP的掺杂质量比5%；厚度为50nm）、电子阻挡层（材料为TPD，厚度为10nm）、发光层（材料为DPVBi；厚度为20nm）和空穴阻挡层（材料为Bphen；厚度为10nm）；
4、把碱金属化合物（材料为Li2CO3）、金属掺杂剂（材料为Au）和电子传输基质材料（材料为BAlq）分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，使三者的蒸镀速度之比为2:2.5:10，因而形成的混合物中，质量比为2:2.5:10；并在空穴阻挡层表面制得厚度为40nm的电子传输层，表示为Li2CO3:Au:BAlq，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Ag，厚度为100nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
对比例1
本对比例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/CuPc/TPD(10nm)/DPVBi/Bphen/Ag
该有机电致发光器件的制作方法如下：
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为CuPc，厚度为50nm）、电子阻挡层（材料为TPD，厚度为10nm）、发光层（材料为DPVBi；厚度为20nm）和电子传输阻挡层（材料为Bphen；厚度为50nm）；
4、继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Ag，厚度为100nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
对比例2
本对比例的有机电致发光器件，其结构为：玻璃/ITO/F4-TCNQ:CuPc/TPD/DPVBi/Bphen/Cs2CO3:Bphen/Ag
该有机电致发光器件的制作方法如下：
1、依次用洗涤剂、去离子水、异丙醇、丙酮分别超声清洗玻璃衬底20分钟，然后再用氮气吹干；
2、玻璃衬底清洗干净后，置入真空磁控溅射系统中，在玻璃表面制备一层厚度为100nm、材质为ITO的阳极层，此时ITO与玻璃结合在一起，简称ITO玻璃；随后，将ITO玻璃置于等离子处理室中，对ITO层进行等离子处理，以提高阳极层的功函，降低空穴的注入势垒；
3、将氧等离子体处理后的ITO玻璃置于真空热镀膜系统中，在ITO层表面依次层叠蒸镀空穴传输层（材料为F4-TCNQ作为空穴掺杂剂掺杂到CuPc空穴基质材料中，表示为F4-TCNQ:CuPc，F4-TCNQ的掺杂质量比5%；厚度为50nm）、电子阻挡层（材料为TPD，厚度为10nm）、发光层（材料为DPVBi；厚度为20nm）和空穴阻挡层（材料为Bphen；厚度为10nm）；
4、把碱金属化合物（Cs2CO3）、和电子传输基质材料（BPhen）分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中；然后通过调节加热速度与热量供给，同时进行蒸镀，使两者蒸镀速度比为为2:10，从而形成混合物中两者的质量比为2:10的，在空穴阻挡层表面制得厚度为40nm的电子传输层，表示为Cs2CO3:Bphen，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层（材质为Ag，厚度为100nm）；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
图2为实施例1制得的有机电致发光器件和对比例1分别制得的有机电致发光器件的电流密度与电压曲线图。
从图2中可以看出，本发明采用了三元掺杂的电子传输层结构，因其具有载流子浓度大，导电性强的特点，使电子非常容易从阴极向有机层注入，因而电子注入效率高，使得器件在相同的驱动电压下，获得更高的注入电流。实施1同实施例2相比可知，在电子传输层内掺杂有金属材料后，其导电性进一步提高，因此载流子注入效率更高。
本发明还对实施例1至6以及对比例1和2制得的有机电致发光器件的发光性能进行了测试，分别计算每个上、下出光面在8V的驱动电压下的发光亮度，测试数据结果如表1所示。
表1 有机电致发光器件的发光性能
 启动电压(V)   光效(lm/W)
 实施例1  2.5   21.5
 实施例2  2.5   20.4
 实施例3  2.5   19.8
 实施例4  2.4   21.1
 实施例5  2.5   19.5
 实施例6  2.5   22.9
 对比例1  4.0   9.9
 对比例2  2.7   16.4
从表1中可以看出，本发明采用了三元掺杂的电子传输层结构，因其具有载流子浓度大，导电性强的特点，使电子非常容易从阴极向有机层注入，因而电子注入效率高，因此可以获得较低的启动电压，以及较高的光效。
应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括依次层叠的衬底、阳极层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层以及阴极层；所述电子传输层的材质为碱金属化合和金属掺杂剂掺杂到电子传输基质材料中组成的三元混合掺杂材料；所述碱金属化合物、金属掺杂剂和电子传输基质材料的质量比为1~3:1~3:10。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述金属掺杂剂为金属银、金、铝、钕、锡或镁；所述碱金属化合物包括碳酸锂、叠氮化锂、氟化锂、叠氮化铯、碳酸铯或氟化铯。
3.根据权利要求1、2或3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子传输基质材料为(8-羟基喹啉)-铝、4,7-二苯基-邻菲咯啉、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲或1,2,4-三唑衍生物。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述衬底为玻璃；所述阳极层采用铟掺杂氧化锡。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输层的材质为空穴掺杂剂按照1-10%的质量比掺杂到空穴传输基质材料中组成的掺杂混合材料；所述空穴掺杂剂为2,3,5,6-四氟-7,7’,8,8’-四氰醌-二甲烷或1,3,4,5,7,8-六氟-四氰-二甲对萘醌；所述空穴传输基质材料为酞菁铜、(4,4',4＂-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺、4,4',4＂-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺)或N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子阻挡层的材质为N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺或4,4',4＂-三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层的材料为4,4'-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1'-联苯或者5,6,11,12-四苯基萘并萘。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层的材料选自4,7-二苯基-邻菲咯啉、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述阴极层采用金属银、铝或者银铝合金。
10.如权利要求1所述的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、清洗衬底；
S2、在磁控溅射系统中，在衬底表面溅射制备阳极层；
S3、在真空热镀膜系统中，利用热蒸镀工艺，在阳极层表面依次层叠蒸镀制备空穴传输层、电子阻挡层、发光层和空穴阻挡层；
S4、把碱金属化合物、金属掺杂剂和电子传输基质材料分别至于真空热镀膜系统中的三个蒸发源中，同时进行蒸镀，在空穴阻挡层表面制得电子传输层，完毕后；继续在电子传输层表面蒸镀阴极层；其中；碱金属化合物、金属掺杂剂和电子传输基质材料的质量比为1~3:1~3:10；
上述工艺步骤完成后，制得所述有机电致发光器件。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105280828A (zh) * 2014-07-21 2016-01-27 吉林师范大学 一种基于重原子效应的高效磷光材料铜（i）配合物的有机电致发光器件

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