CN103855313A - 含有量子阱结构的有机电致发光装置及其制备方法 - Google Patents

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王平
冯小明
张振华
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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装置及其制备方法。该含有量子阱结构的有机电致发光装置包括依次层叠结合的透光衬底层、阳极层、有机功能层和阴极层，有机功能层包括空穴传输层和在外加电源的驱动下发光的发光层，空穴传输层层叠结合在阳极层与发光层之间，空穴传输层为量子阱结构，且以无机氧化物层为势阱，以有机空穴传输材料层为势垒，且有机空穴传输材料的HOMO能级高于无机氧化物的费米能级。该有机电致发光装置的空穴传输层设置成量子阱结构，有效提高了空穴载流子浓度和导电率，使阳极与空穴传输层之间形成欧姆接触，降低了该装置的驱动电压。该有机电致发光装置制备方法工艺易控，生产效率高，适合产业化生产。

Description

含有量子阱结构的有机电致发光装置及其制备方法
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装置及其制备方法。
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。
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。另外，目前OLED还存在所需的启动电压较高，电流大，导致OLED寿命短，为了实现有机电致发光器件的实用化，人们急于寻找一种驱动电流小，发光效率高的发光器件结构。
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、所需驱动电压的含有量子阱结构的有机电致发光装置。
本发明的另一目的在于提供一种条件易控，工艺简单的含有量子阱结构的有机电致发光装置的制备方法。
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装置，包括依次层叠结合的透光衬底层、阳极层、有机功能层和阴极层，所述有机功能层包括空穴传输层和在外加电源的驱动下发光的发光层，所述空穴传输层层叠结合在所述阳极层与发光层之间，所述空穴传输层为量子阱结构，且以无机氧化物层为势阱，以有机空穴传输材料层为势垒，且有机空穴传输材料的HOMO能级高于无机氧化物的费米能级。
以及，上述含有量子阱结构的有机电致发光装置的一种制备方法，包括如下制备所述空穴传输层的步骤：
在真空镀膜系统中，在所述阳极层的与衬底层相结合面相对的表面依次交替蒸镀无机氧化物层和有机空穴传输材料层，制备所述空穴传输层。
上述含有量子阱结构的有机电致发光装置将空穴传输层设置成量子阱结构，有效提高了空穴的注入效率和浓度，提高了空穴传输层的电导率，并实现对空穴传输速率的调控，使得在发光层中形成更多的激子，进而提高该有机电致发光装置的发光效率。同时还能使得空穴传输层与阳极之间形成优良的欧姆接触，降低了该有机电致发光装置的启动电压低，延长了其使用寿命。
本发明含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法采用依次交替蒸镀的方式制备量子阱结构，避免了现有的共蒸方式制备空穴传输层，使得该有机电致发光装置制备方法的工序简单，条件易控，成品合格率高，有效提高了生产效率，降低了生产成本，适合产业化生产。另外，采用依次交替蒸镀的方式制备得到的量子阱结构均匀，紧凑。
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装置结构示意图；
图2是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光装置另一优选结构示意图；
图3是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光装置再一优选结构示意图；
图4是本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法的流程示意图。
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。
有机电致发光装置（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。因此，如果能有效的控制空穴的传输速率并提高空穴的注入效率，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，以提高电致发光效率。
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、所需驱动电压的含有量子阱结构的有机电致发光装置，如图1至3所示。该含有量子阱结构的有机电致发光装置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包括依次层叠结合的空穴传输层31、电子阻挡层32、发光层33、电子传输层34、电子注入层35，且空穴传输层31与阳极层2的与衬底层1相结合面相对的表面层叠结合，电子注入层35与阴极层4的一表面层叠结合。
在有机功能层3中，空穴传输层31为量子阱结构，该量子阱结构是以无机氧化物层为势阱，以有机空穴传输材料层为势垒，且有机空穴传输材料的HOMO能级高于无机氧化物的费米能级。
作为本发明优选实施例，量子阱结构的周期为数为1～5。也即是量子阱结构为：有机空穴传输材料层/无机氧化物层/有机空穴传输材料层）n，其中，周期优选数n=1～5，且n为自然数，更优选的n=3。发明人研究发现，该量子阱结构的周期的会对载流子的平衡和上述实施例有机电致发光装置启动电压有一定的影响，如该量子阱结构的周期过大时，会使传输层厚度增加，从而导致启动电压增加，同时空穴被限制在多个阱中，不利于载流子的平衡，但是该量子阱结构周期过大，同样能实现本发明。该优选周期的量子阱的能提高空穴注入效率和空穴浓度，提高有机电致发光装置的发光效率，降低有机电致发光装置的启动电压。另外，沿正极至负极的方向，该量子阱结构的第一层势垒可以直接以阳极层作为势垒。因此，该量子阱结构也即是空穴传输层31优选具有以下几种结构：
第一种，n=1，量子阱结构为：阳极层/无机氧化物层311/有机空穴传输材料层312，如图1所示；
第二种，n=2，量子阱结构层为：阳极层/无机氧化物层311a/有机空穴传输材料层312a/无机氧化物层311b/有机空穴传输材料层312b，如图2所示；
第三种，n=3，量子阱结构层为：第一有机空穴传输材料层/第一无机氧化物层/第二有机空穴传输材料层/第二无机氧化物层/第三有机空穴传输材料层/第三无机氧化物层/第四有机空穴传输材料层（无图显示）；
、、、
依次类推，当n＞3，时，量子阱结构是在上述n=2（图2所示）或n=3的量子阱结构的基础上以无机氧化物层与有机空穴传输材料层依次交替层叠结合形成，交替层叠的次数根据量子阱的周期而定。
具体地，上述量子阱结构无论为哪种结构，量子阱的势垒层即有机空穴传输材料层的厚度优选为10～30nm，量子阱的势阱即无机氧化物层的厚度优选为0.5～2nm。其中，势垒层中的有机空穴传输材料的HOMO能级与无机氧化物层中的无机氧化物的费米能级的差值优选大于或等于0.2eV。两种材料的能级差大于或者等于0.2eV时，空穴传输材料中的电子能够转移到无机氧化物中，留下了空穴，使传输主体材料中的空穴数目增多，经过多次这种势阱和势垒之间的电子转移，实现了多个传输材料的空穴数目提高的效果，从而提高空穴传输效率。具体地，有机空穴传输材料层所选用的材料优选为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）、4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺（TCTA）、N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯（MeO-TPD）中的至少一种；无机氧化物层所选用的材料优选为三氧化铼(ReO3)、七氧化二铼(Re2O7)、氧化钨（WO3）、氧化钼（MoO3）中的至少一种。
在有机功能层3中，电子阻挡层32的设置是为了将阴极层4注入的电子尽可能的截留在发光层33中，以提高空穴与电子在发光层33中相遇机率，以提高两者复合而形成的激子量，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，以达到增强发光层33的发光强度的目的。其中，该电子阻挡层32所选用的材料可以是本领域公知常用的材料，如N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(TPD)、1,1-二[4-[N,N′-二(p-甲苯基)氨基]苯基]环己烷(TAPC)等材料。当然，如果不考虑本发明实施例有机电致发光装置的发光强度，也可以不在此位置设置电子阻挡层32。
发光层33中发光材料可以根据实际的需求（如发光颜色等要求）灵活选择。如可以选用TCTA:Ir(MDQ)2(acac)，其中，4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺为主体材料，二(2-甲基-二苯基[f，h]喹喔啉(乙酰丙酮)（Ir(MDQ)2(acac)）为客体材料，且主、客体掺杂质量比为10：1。当然，发光材料还可选用本领域的其他材料，如双(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。该发光层33的厚度可以设置为25nm，当然，其厚度还可是本领域常规的其他厚度范围。
电子传输层34所选用的材料可以是双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝(BAlq)，其厚度可以设置为10nm。当然，电子传输层34所选用的材料还可以是本领域公知的其他材料，如(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)、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲(BCP)、1,2,4-三唑衍生物(TAZ)中的至少一种。电子传输层34的厚度也可以设置本领常规的其他厚度范围。为了进一步提高电子传输层34的传输效率，该电子传输层34还可以是参杂有电子传输掺杂剂的参杂层结构，其中，该掺杂剂可以是碱金属掺杂剂，如碳酸锂(Li2CO3)，叠氮化锂(LiN3)，叠氮化铯(CsN3)，碳酸铯(Cs2CO3)，氟化铯(CsF)中的一种或两种以上的复配。
电子注入层35所选用的材料可以是碱金属的卤化物，优选为碱金属碘化物。具体地，该碱金属碘化物为碘化锂、碘化钾、碘化钠、碘化铯、碘化铷中的至少一种。当然其所选用的材料还可以是本领域公知的其他材料。电子注入层35的厚度可以是但不仅仅限于0.5nm。该电子注入层35的设置，能有效增强其与阴极层4之间的欧姆接触，加强了导电性能，进一步提高阴极层4端的电子注入能力，以实现进一步平衡载流子，控制复合区域，在发光层33中增加激子量，获得了理想的发光亮度和发光效率。
进一步地，作为本发明优选实施例，上述有机功能层3还包括空穴阻挡层33’，该空穴阻挡层33’层叠结合在发光层33与电子传输层34之间，如图3所示。该空穴阻挡层33’优选的与上文所述的电子阻挡层32同时设置，协同作用。其中，该空穴阻挡层33’所选用的材料可以是TPBi、Bphen或/和BAlq等，其厚度可以是10nm。当然，空穴阻挡层33’的厚度和所选用材料还可以是本领域其他常规的厚度和材料。该空穴阻挡层33’的设置是为了使得从阳极层4注入的空穴尽可能的截留在发光层33中，并使得该空穴与电子在发光层33中相遇机率，以提高两者复合而形成的激子量，以达到增强发光层33的发光强度的目的。
具体地，上文各实施例中衬底层1所选用的材料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料进行替代。衬底层1的厚度也可以采用本领域常用的厚度。
阳极层2所选用的材料优选为但不仅仅为铟锡氧化物（ITO）。其厚度可以是100nm。当然，该阳极层2的材质还可以是本领域公知的其他阳极材料，其厚度也可以采用本领域常规的厚度。
阴极层4所选用的材可以是本领域公知的阴极材料。如为银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)或至少两种的合金。阴极层4的厚度可以是但不仅仅为100nm。
由上述可知，上述含有量子阱结构的有机电致发光装置将空穴传输层设置成量子阱结构，有效提高了空穴的注入效率和空穴浓度，以提高空穴传输层的电导率，并实现对空穴传输速率的调控，使得在发光层中形成更多的激子，进而提高该有机电致发光装置的发光效率。同时还能使得空穴传输层与阳极之间形成优良的欧姆接触，降低了该有机电致发光装置的启动电压低，延长了其使用寿命。另外，还可以通过对该有机电致发光装置的其他部件的厚度、材质等相关性能的调整以及对有机功能层3中的相关层结构进行调整、设置或舍取，以实现对该有机电致发光装置的发光效率发挥至最佳。
本发明实施例依据上述原理还提供了上文所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置的一种制备方法，该方法工艺流程图如图4所以示，同时参见图1～3，该方法包括如下步骤：
S01：提供衬底层1；
S02：制备阳极层2：在步骤S01的衬底层1一表面镀阳极层2；
S03：制备有机功能层3：在步骤S02制备阳极层2的与衬底层1相结合面相对的表面依次镀空穴传输层31、电子阻挡层32、发光层33、电子传输层34、电子注入层35，形成有机功能层3；其中，空穴传输层31为上文所述的量子阱结构；
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装置。
具体地，上述S01步骤中，透光衬底层1的结构、材料及规格如上文所述，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。其中，清洗去污优选按如下步骤进行：
将衬底放在含有洗涤剂的去离子水中进行超声清洗，清洗干净后依次用异丙醇，丙酮在超声波中处理20分钟，然后再用氮气吹干备用。
上述步骤S02中，将衬底置于磁控溅射系统中在衬底表面溅射成膜，形成阳极层2。其溅射条件采用本领域常规的工艺条件即可。
优选地，在进行下述步骤S03之前，还包括对步骤S02中的阳极层2进行等离子处理：将该镀有阳极层2的衬底置于凳子离子处理室中，进行等离子处理。该等离子处理条件采用本领域常规的工艺条件即可。经等离子处理后阳极层2能有效的提高阳极功函数，降低空穴的注入势垒。
上述步骤S03中，制备有机功能层3时，先制备有机功能层3中的空穴传输层31。该空穴传输层31的制备方法包括如下步骤：
S031.制备量子阱的第一势垒层：在阳极层2的与衬底1层相结合面相对的表面蒸镀有机空穴传输材料，形成第一势垒层即第一有机空穴传输材料层；
S032.制备量子阱的第一势阱层：在步骤S031制备的第一势垒层外表面蒸镀无机氧化物，形成第一势阱层即第一无机氧化物层，如图1中的无机氧化物层311；
S033.制备量子阱的第二势垒层：在第一势阱层外表面蒸镀有机空穴传输材料，形成第二势垒层即第二有机空穴传输材料层，如图1中的有机空穴传输材料层311；
S034.根据量子阱的周期，重复步骤S032、步骤S033：在第二势垒层外表面依次交替制备势阱层和势垒层，使得制备的若干势阱层和势垒层交替层叠结合，形成具有一定周期的量子阱结构即空穴传输层31，如图2所示的空穴传输层31。
在上述步骤S031和步骤S033以及步骤S034中，各势垒层的厚度和有机空穴传输材料均如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。其中，各势垒层的厚度和有机空穴传输材料可以是相同或不相同，其厚度可通过控制蒸镀的时间和速率来灵活控制调节。蒸镀所涉及到的其他工艺条件按照本领域常规的条件即可。其中，如果该量子阱与阳极层2直接层叠结合的势垒层是直接以阳极层2势垒层时，则可省去上述步骤S031，也即是直接在阳极层2外表面镀第一无机氧化物层形成势阱层。
在上述步骤S032以及步骤S034中，各势阱层的厚度和无机氧化物均如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。其中，各势阱层的厚度和无机氧化物可以是相同或不相同，其厚度可通过控制蒸镀的时间和速率来灵活控制调节。蒸镀所涉及到的其他工艺条件按照本领域常规的条件即可。
该步骤S03中，在镀完空穴传输层31之后，在空穴传输层31外表面依次蒸镀电子阻挡层32、发光层33、电子传输层34、电子注入层35，镀该各层所选用的材料以及厚度均匀如上文所述。蒸镀各层所涉及到工艺条件按照本领域常规的条件即可。
优选地，当有机功能层3还含有空穴阻挡层33’时，如图3所示，该步骤S03中在镀发光层33的步骤之后镀电子传输层34之前包括镀空穴阻挡层33’的步骤。镀空穴阻挡层33’所选的材料和厚度如上文所述。蒸镀该层所涉及到工艺条件按照本领域常规的条件即可。
上述步骤S04中，将镀有有机功能层3的衬底置于镀膜系统中，以上文所述的阴极材料为镀源在有机功能层3外表面进行镀膜，形成阴极层4。其蒸镀条件采用本领域常规的工艺条件即可。
由上述可知，上述有机电致发光装置制备方法镀膜的方法依次在衬底层1表面制备各膜层，如采用依次交替蒸镀的方式制备量子阱结构，避免了现有的共蒸方式制备空穴传输层，使得该有机电致发光装置制备方法的工序简单，条件易控，成品合格率高，有效提高了生产效率，降低了生产成本，适合产业化生产。另外，采用依次交替蒸镀的方式制备得到的量子阱结构均匀，紧凑。
现结合具体实例，对本发明实施例含有量子阱结构的有机电致发光装置及其制备方法进行进一步详细说明。
实施例1
一种含有量子阱结构的有机电致发光装置，其结构为玻璃基板/ITO(100nm)/ReO3(0.5nm)/NPB(10nm)/TAPC(10nm)/TCTA:Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/BAlq(10nm)/TPBi(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)。
其中，ITO/ReO3/NPB组成周期为1的量子阱结构即空穴传输层，TPAC层为电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)层为发光层，BAlq层为空穴阻挡层，TPBi层为电子传输层，LiF层为电子注入层，Al层为阴极。
该含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法包括以下步骤：
步骤S11.提供玻璃衬底：将玻璃衬底放在含有洗涤剂的去离子水中进行超声清洗，清洗干净后依次用异丙醇，丙酮在超声波中处理20分钟，然后再用氮气吹干备用；
步骤S12.在磁控溅射系统中，在步骤S11中的玻璃衬底上制备ITO阳极层，并对阳极层进行如上文所述的等离子处理；
步骤S13.在真空度为5×10-4Pa的镀膜系统中，在步骤S12中制备的ITO阳极层外表面依次蒸镀空穴传输层，TPAC电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)发光层，BAlq空穴阻挡层，TPBi电子传输层，LiF层为电子注入层；
其中，蒸镀空穴传输层的方法为：在真空镀膜系统中，先将ReO3置于蒸发源中并在ITO阳极层外表面以0.01nm/s的速率蒸镀ReO3势阱层，然后将NPB置于蒸发源中并在ReO3势阱层外表面以0.1nm/s的速率蒸镀NPB势垒层，从而ReO3层、NPB层与ITO阳极层一起构成层结构为ITO/ReO3/NPB的量子阱；
步骤S14：在真空镀膜系统中，在电子注入层外表面蒸镀阳极Al层，形成阴极，得到含有量子阱结构的有机电致发光装置。
实施例2
一种含有量子阱结构的有机电致发光装置，其结构为玻璃基板/ITO(100nm)/Re2O7(1nm)/2-TNATA(15nm)/Re2O7(1nm)/2-TNATA(15nm)/TAPC(10nm)/TCTA:Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/BAlq(10nm)/TPBi(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)。
其中，ITO(100nm)/Re2O7(1nm)/2-TNATA(15nm)/Re2O7(1nm)/2-TNATA组成周期为2的量子阱结构即空穴传输层，TPAC层为电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)层为发光层，BAlq层为空穴阻挡层，TPBi层为电子传输层，LiF层为电子注入层，Al层为阴极。
该含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法包括以下步骤：
步骤S21.提供玻璃衬底：参照实施例1的步骤S11；
步骤S22.在磁控溅射系统中，在步骤S21中的玻璃衬底上制备ITO阳极层，并对阳极层进行如上文所述的等离子处理；
步骤S23.在真空度为5×10-4Pa的镀膜系统中，在步骤S22中制备的ITO阳极层外表面依次蒸镀空穴传输层，TPAC电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)发光层，BAlq空穴阻挡层，TPBi电子传输层，LiF层为电子注入层；
其中，蒸镀空穴传输层的方法为：在真空镀膜系统中，先将Re2O7置于蒸发源中并在ITO阳极层外表面以0.02nm/s的速率蒸镀Re2O7势阱层，然后将2-TNATA置于蒸发源中并在Re2O7势阱层外表面以0.2nm/s的速率蒸镀2-TNATA势垒层，然后在2-TNATA势垒层外表面依次蒸镀一层Re2O7层和层，从而两层Re2O7层、两层2-TNATA层与ITO阳极层一起构成层结构为ITO(100nm)/Re2O7(1nm)/2-TNATA(15nm)/Re2O7(1nm)/2-TNATA的双量子阱结构；
步骤S24：在真空镀膜系统中，在电子注入层外表面蒸镀阳极Al层，形成阴极，得到含有量子阱结构的有机电致发光装置。
实施例3
一种含有量子阱结构的有机电致发光装置，其结构为玻璃基板/ITO(100nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA(30nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA(34nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA(30nm)/TAPC(10nm)/TCTA:Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/BAlq(10nm)/TPBi(60nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)。
其中，ITO(100nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA(30nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA(34nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA组成周期为3的量子阱结构即空穴传输层，TPAC层为电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)层为发光层，BAlq层为空穴阻挡层，TPBi层为电子传输层，LiF层为电子注入层，Al层为阴极。
该含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法包括以下步骤：
步骤S31.提供玻璃衬底：参照实施例1的步骤S11；
步骤S32.在磁控溅射系统中，在步骤S31中的玻璃衬底上制备ITO阳极层，并对阳极层进行如上文所述的等离子处理；
步骤S33.在真空度为5×10-4Pa的镀膜系统中，在步骤S32中制备的ITO阳极层外表面依次蒸镀空穴传输层，TPAC电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)发光层，BAlq空穴阻挡层，TPBi电子传输层，LiF层为电子注入层；
其中，蒸镀空穴传输层的方法为：在真空镀膜系统中，先将MoO3置于蒸发源中并在ITO阳极层外表面以0.05nm/s的速率蒸镀第一MoO3势阱层，然后将m-MTDATA置于蒸发源中并在MoO3势阱层外表面以1nm/s的速率蒸镀第一m-MTDATA势垒层，然后在m-MTDATA势垒层外表面依次重复镀第一MoO3势阱层、第一m-MTDATA势垒层的步骤，且重复两次制得依次层叠结合的第二MoO3、第二m-MTDATA层、第三MoO3、第三m-MTDATA层，从而形成层结构为ITO(100nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA(30nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA(34nm)/MoO3(2nm)/m-MTDATA的三量子阱结构；
步骤S34：在真空镀膜系统中，在电子注入层外表面蒸镀阳极Al层，形成阴极，得到含有量子阱结构的有机电致发光装置。
实施例4
一种含有量子阱结构的有机电致发光装置，其结构为玻璃基板/ITO(100nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/TAPC(10nm)/TCTA:Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/BAlq(10nm)/TPBi(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)。
其中，ITO(100nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)组成周期为4的量子阱结构即空穴传输层，TPAC层为电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)层为发光层，BAlq层为空穴阻挡层，TPBi层为电子传输层，LiF层为电子注入层，Al层为阴极。
该含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法包括以下步骤：
步骤S41.提供玻璃衬底：参照实施例1的步骤S11；
步骤S42.在磁控溅射系统中，在步骤S41中的玻璃衬底上制备ITO阳极层，并对阳极层进行如上文所述的等离子处理；
步骤S43.在真空度为5×10-4Pa的镀膜系统中，在步骤S42中制备的ITO阳极层外表面依次蒸镀空穴传输层，TPAC电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)发光层，BAlq空穴阻挡层，TPBi电子传输层，LiF层为电子注入层；
其中，蒸镀空穴传输层的方法为：在真空镀膜系统中，先将WO3置于蒸发源中并在ITO阳极层外表面以0.01nm/s的速率蒸镀第一WO3势阱层，然后将TCTA置于蒸发源中并在WO3势阱层外表面以0.1nm/s的速率蒸镀第一TCTA势垒层，然后在TCTA势垒层外表面依次重复镀第一WO3势阱层、第一TCTA势垒层的步骤，且重复三次制得依次层叠结合的第二WO3、第二TCTA层、第三WO3、第三TCTA层、第四WO3、第四TCTA层，从而形成层结构为ITO(100nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)/WO3(0.5nm)/TCTA(10nm)的四量子阱结构；
步骤S44：在真空镀膜系统中，在电子注入层外表面蒸镀阳极Al层，形成阴极，得到含有量子阱结构的有机电致发光装置。
实施例5
一种含有量子阱结构的有机电致发光装置，其结构为玻璃基板/ITO(100nm)/MoO3(1nm)/MeO-TPD(20nm)/MoO3(1nm)/MeO-TPD(20nm)/TAPC(10nm)/TCTA:Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/BAlq(10nm)/TPBi(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)。
其中，ITO(100nm)/MoO3(1nm)/MeO-TPD(20nm)/MoO3(1nm)/MeO-TPD(20nm)组成周期为2的量子阱结构即空穴传输层，TPAC层为电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)层为发光层，BAlq层为空穴阻挡层，TPBi层为电子传输层，LiF层为电子注入层，Al层为阴极。
该含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法包括以下步骤：
步骤S51.提供玻璃衬底：参照实施例1的步骤S11；
步骤S52.在磁控溅射系统中，在步骤S51中的玻璃衬底上制备ITO阳极层，并对阳极层进行如上文所述的等离子处理；
步骤S53.在真空度为5×10-4Pa的镀膜系统中，在步骤S52中制备的ITO阳极层外表面依次蒸镀空穴传输层，TPAC电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)发光层，BAlq空穴阻挡层，TPBi电子传输层，LiF层为电子注入层；
其中，蒸镀空穴传输层的方法为：在真空镀膜系统中，先将MoO3置于蒸发源中并在ITO阳极层外表面以0.02nm/s的速率蒸镀MoO3势阱层，然后将MeO-TPD置于蒸发源中并在MoO3势阱层外表面以0.1nm/s的速率蒸镀MeO-TPD势垒层，然后在MeO-TPD势垒层外表面依次蒸镀一层MoO3层和MeO-TPD层，从而两层MoO3层、两层MeO-TPD层与ITO阳极层一起构成层结构为ITO(100nm)/MoO3(1nm)/MeO-TPD(20nm)/MoO3(1nm)/MeO-TPD(20nm)的双量子阱结构；
步骤S54：在真空镀膜系统中，在电子注入层外表面蒸镀阳极Al层，形成阴极，得到含有量子阱结构的有机电致发光装置。
对比实例
一种有机电致发光装置，其结构为玻璃基板/ITO(100nm)/NPB(10nm)/TAPC(10nm)/TCTA:Ir(MDQ)2(acac)(25nm)/BAlq(10nm)/TPBi(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)。其中，NPB层为空穴传输层，TPAC层为电子阻挡层，TCTA:Ir(MDQ)2(acac)层为发光层，BAlq层为空穴阻挡层，TPBi层为电子传输层，LiF层为电子注入层，Al层为阴极。
相比实施例1，本对比例中的有机电致发光装置没有采用量子阱结构。
有机电致发光装置进行发光性能测试
将上述实施例1至实施例6和对比例制备的有机电致发光装置进行发光性能测试，测试结果如下述表1：
表1
Figure BDA00002504844200161
表1可以看出，本发明实施例制备的含有量子阱结构的有机电致发光装置与普通的发光装置相比，具备有较低的启动电压和较高的发光效率。由此说明，通过量子阱传输层，可以实现有机传输材料与无机氧化物之间的电荷转移，提高传输层内的空穴载流子浓度，进而提高了导电率，使阳极与空穴传输层之间形成了欧姆接触，因而可降低发光装置的驱动电压，有利于装置效率和寿命的提高，
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装置，包括依次层叠结合的透光衬底层、阳极层、有机功能层和阴极层，所述有机功能层包括空穴传输层和在外加电源的驱动下发光的发光层，所述空穴传输层层叠结合在所述阳极层与发光层之间，其特征在于：所述空穴传输层为量子阱结构，且以无机氧化物层为势阱，以有机空穴传输材料层为势垒，且有机空穴传输材料的HOMO能级高于无机氧化物的费米能级。
2.如权利要求1所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置，其特征在于：所述有机空穴传输材料的HOMO能级与无机氧化物的费米能级的差值大于或等于0.2eV。
3.如权利要求1所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置，其特征在于：所述有机空穴传输材料层的厚度为10～30nm，无机氧化物层的厚度为0.5～2nm。
4.如权利要求1所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置，其特征在于：所述量子阱结构的周期为数为1～5。
5.如权利要求1～4任一项所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置，其特征在于：所述无机氧化物为三氧化铼、七氧化二铼、氧化钨、氧化钼中的至少一种。
6.如权利要求1～4任一项所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置，其特征在于：所述有机空穴传输材料为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、4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺、(N,N,N',N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯中的至少一种。
7.如权利要求1～4任一项所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置，其特征在于：所述空穴传输层的厚度为10.5～120nm。
8.如权利要求1～7任一项所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法，包括制备所述空穴传输层的步骤：
在真空镀膜系统中，在所述阳极层的与衬底层相结合面相对的表面依次交替蒸镀无机氧化物层和有机空穴传输材料层，制备所述空穴传输层。
9.如权利要求8所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法，其特征在于，所述无机氧化物层的蒸镀速率为0.01～0.05nm/s。
10.如权利要求8或9所述的含有量子阱结构的有机电致发光装置制备方法，其特征在于，所述有机空穴传输材料层的蒸镀速率为0.1～1.0nm/s。
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