CN104241540A - 一种有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置，包括衬底基板，依次设置在衬底基板上的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，其中，空穴传输层的材料为具有P型掺杂的材料，P型掺杂的LUMO能级与空穴传输层本体材料的HOMO能级较为接近，因此空穴传输层本体材料的HOMO能级中电子能够跃迁到P型掺杂的LUMO能级，从而增加空穴传输层中自由空穴载流子的数量，提高了空穴载流子的迁移率，这样便于提高电子和空穴在发光层复合形成电子-空穴对的几率，以改善电子-空穴对的平衡程度，从而提高OLED的发光性能。

Description

一种有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置。
背景技术
目前，有机电致发光显示器件(Organic Electroluminesecent Display，OLED)凭借其低功耗、高色饱和度、广视角、薄厚度、能实现柔性化等优异性能，已经逐渐成为显示领域的主流。
OLED的基本结构，如图1所示，包括：依次设置的阳极01，空穴注入层02，空穴传输层03，电子阻挡层04，发光层05，空穴阻挡层06，电子传输层07，电子注入层08，阴极09和阴极保护层10。当OLED没有施加电压时，各个材料的能级未发生倾斜，能级结构示意图如图2所示；当OLED的阳极01和阴极09之间施加了电压以形成电流时，阴极09中的电子经过电子注入层08、电子传输层07和空穴阻挡层06传输，而阳极01中的空穴经过空穴注入层02、空穴传输层03和电子阻挡层04传输，之后电子和空穴在发光层05复合形成电子-空穴对，激发发光层05中的材料进行发光，这个过程由于在阴极09和阳极01之间施加了电压使得各个材料的能级发生倾斜，能级结构示意图如图3所示。
由于采用现有技术形成的空穴传输层03与电子阻挡层04之间的最高已占有能级(Highest Occupied Molecular Oribital，HOMO)之差比较大，这使得空穴不容易越过空穴传输层03与电子阻挡层04之间的势垒；同时，空穴注入层02与空穴传输层03之间比较大的HOMO之差也妨碍了空穴的传输，使得空穴传输效率降低，导致OLED器件的发光效率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置，可以增加空穴传输层中自由空穴载流子的数量，提高空穴载流子的迁移率，从而提高OLED的发光性能。
因此，本发明实施例提供了一种有机电致发光显示器件，包括：衬底基板，依次设置在所述衬底基板上的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，所述空穴传输层的材料为具有P型掺杂的材料。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，所述P型掺杂的掺杂浓度呈梯度变化，使所述空穴传输层的能级呈梯度变化；其中，
所述P型掺杂靠近所述空穴注入层的掺杂浓度高于靠近所述电子阻挡层的掺杂浓度。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，所述空穴传输层与所述电子阻挡层之间的最高已占有能级之差小于未掺杂的所述空穴传输层与所述电子阻挡层之间的最高已占有能级之差。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，所述空穴注入层与所述空穴传输层之间的最高已占有能级之差小于所述空穴注入层与未掺杂的所述空穴传输层之间的最高已占有能级之差。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，所述P型掺杂的最小掺杂浓度为1％，所述P型掺杂的最大掺杂浓度为6％。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，所述空穴传输层采用的掺杂剂为P型氧化剂。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，所述P型氧化剂为五氯化锑，氯化铁，碘，F4-TCNQ或TBAHA中任意一种。
本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件的制作方法，包括在衬底基板上依次形成空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，其中在所述衬底基板上形成空穴传输层具体包括：
在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体和P型掺杂的方式，在形成有空穴注入层的衬底基板上形成空穴传输层。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件的制作方法，在所述衬底基板上形成空穴传输层还包括：
通过控制蒸镀所述P型掺杂的温度，控制形成的空穴传输层中P型掺杂的浓度。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的一种有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置，包括衬底基板，依次设置在衬底基板上的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，其中，空穴传输层的材料为具有P型掺杂的材料，P型掺杂的LUMO能级与空穴传输层本体材料的HOMO能级较为接近，因此空穴传输层本体材料的HOMO能级中电子能够跃迁到P型掺杂的LUMO能级，从而增加空穴传输层中自由空穴载流子的数量，提高了空穴载流子的迁移率，这样便于提高电子和空穴在发光层复合形成电子-空穴对的几率，以改善电子-空穴对的平衡程度，从而提高OLED的发光性能。
附图说明
图1为现有技术中有机电致发光显示器件的结构示意图；
图2为现有技术中有机电致发光显示器件在未施加电压时的能级结构示意图；
图3为现有技术中有机电致发光显示器件在施加电压时的能级结构示意图；
图4a和图4b分别为本发明实施例提供的有机电致发光显示器件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的有机电致发光显示器件在未施加电压时的能级结构示意图；
图6为本发明实施例提供的有机电致发光显示器件在施加电压时的能级结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
其中，附图中各膜层的厚度和形状不反映有机电致发光显示器件的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种有机电致发光显示器件，如图4a所示，包括：衬底基板20，依次设置在衬底基板20上的空穴注入层02、空穴传输层03和电子阻挡层04；其中，空穴传输层03的材料为具有P型掺杂的材料。
由于本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中的空穴传输层03的材料中掺杂了P型材料，而P型掺杂的LUMO能级与空穴传输层03本体材料的HOMO能级较为接近，因此空穴传输层03本体材料的HOMO能级中电子能够跃迁到P型掺杂的LUMO能级，从而增加空穴传输层03中自由空穴载流子的数量，提高了空穴载流子的迁移率，这样便于提高电子和空穴在发光层复合形成电子-空穴对的几率，以改善电子-空穴对的平衡程度，从而提高OLED的发光性能。
具体地，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，由于随着P型掺杂浓度的改变，空穴传输层03能级也随之改变，因此，可以通过调整空穴传输层03中P型掺杂的浓度来调整空穴传输层03的能级。
在具体实施时，可以调整空穴传输层03中的P型掺杂的掺杂浓度呈梯度变化，以使空穴传输层03的能级也呈梯度变化；其中，具体可以控制P型掺杂靠近空穴注入层02的掺杂浓度高于靠近电子阻挡层04的掺杂浓度，如图4a所示，即在形成空穴传输层03的过程中逐渐降低P型掺杂的浓度，这样，可以使得空穴传输层03在靠近空穴注入层02处的最高已占有能级更接近空穴注入层02的最高已占有能级，在靠近电子阻挡层04处的最高已占有能级更接近电子阻挡层04的最高已占有能级。
在具体实施时，可以通过调整空穴传输层03中靠近电子阻挡层04处的P型掺杂的浓度，即调整P型掺杂的最小掺杂浓度，以达到空穴传输层03与电子阻挡层04之间的最高已占有能级之差小于未掺杂的空穴传输层03与电子阻挡层04之间的最高已占有能级之差，这样可以降低空穴传输层03和电子阻挡层04之间的HOMO能垒，提高空穴传输效率，增强OLED器件整体的发光效率。
在具体实施时，还可以通过调整空穴传输层03中靠近空穴注入层02处的P型掺杂的浓度，即调整P型掺杂的最大掺杂浓度，以达到空穴传输层03与空穴注入层02之间的最高已占有能级之差小于未掺杂的空穴传输层03与空穴注入层02之间的最高已占有能级之差，这样可以降低空穴传输层03和空穴注入层02之间的HOMO能垒，提高空穴传输效率，增强OLED器件整体的发光效率。
在具体实施时，可以控制空穴传输层03中的P型掺杂的掺杂浓度，以达到上述目的，具体地，P型掺杂的最小掺杂浓度一般控制在1％为佳，P型掺杂的最大掺杂浓度一般控制在6％为佳。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，空穴传输层03一般采用的掺杂剂为P型氧化剂。
一般地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，P型氧化剂为五氯化锑，氯化铁，碘，F4-TCNQ或TBAHA中任意一种。
在具体实施时，空穴传输层03的材料一般选取NPB或联苯二胺衍生物等，空穴注入层02的材料可以为铜酞菁、PEDT、PSS或TNANA等材料。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件中，如图4b所示，一般还包括依次设置在电子阻挡层04上的发光层05，空穴阻挡层06，电子传输层07，电子注入层08，阴极09和阴极保护层10等膜层；并且，在衬底基板20和空穴注入层02之间一般还会设置有缓冲层，多晶硅层，栅极层，栅极绝缘层，ILD层，SD层，PVX层，有机树脂PLN层，阳极01，像素限定层(PDL层)等膜层，图4b中仅示出了阳极01。
具体地，阳极01可以具体采用ITO/Ag/ITO结构，其厚度可以具体采用500A/100A/500A。
具体地，发光层05可以由绿光发光层，红光发光层和蓝光发光层组成。以上三类发光层可以分为荧光发光层和磷光发光层。红色发光层的磷光可以为类DCJTB衍生物，星状DCM衍生物，多环芳香族碳氢化合物或含D/A架构的非掺杂型红光荧光材料。绿色荧光材料包括喹吖叮酮衍生物，香豆素衍生物，多环芳香族碳氢化合物。蓝色荧光材料包括二芳香基蒽衍生物，二苯乙烯芳香族衍生物，芘衍生物，旋环双芴基衍生物，TBP,DSA-Ph,IDE-102等。磷光发光主体材料可以为含咔唑基团的主发光体材料,具有电子传输性质的主发光体材料等。而红色、绿色、蓝色的磷光掺杂材料可以为Pt错合物，Ir错合物，Eu错合物，Os错合物或FIrpic等。
具体地，空穴阻挡层06材料可以为BCP。
具体地，电子传输层07的材料可以为喹啉衍生物，二氮蒽衍生物，含硅的杂环化合物，喔啉衍生物，二氮菲衍生物或全氟化寡聚物。
具体地，电子注入层08的材料可以为碱金属氧化物例如Li2O，LiBO2，K2SiO3，Cs2CO3，也可以为碱金属醋酸盐，也可以为碱金属氟化物。
具体地，阴极09的材料可以为Li:Al合金或者Mg:Ag合金。
具体地，本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件如图4b所示的具体结构，当在阳极01和阴极09之间没有施加电压时，各个材料的能级未发生倾斜，能级结构示意图如图5所示，此时空穴传输层03的能级呈梯度变化，空穴传输层03中自由空穴载流子的数量比未掺杂时的多；当掺杂的OLED的阳极01和阴极09之间施加了电压以形成电流时，各个材料的能级发生倾斜，能级结构示意图如图6所示，此能级结构相对于现有的能级结构能提高空穴的传输能力，这样便于提高电子和空穴在发光层复合形成电子-空穴对的几率，有利于激发发光层中的材料进行发光。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件的制作方法，由于该方法解决问题的原理与前述一种有机电致发光显示器件相似，因此该方法的实施可以参见有机电致发光显示器件的实施，重复之处不再赘述。
在具体实施时，本发明实施例提供的有机电致发光显示器件的制作方法，包括在衬底基板上依次形成空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，其中在衬底基板上形成空穴传输层具体包括：
在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体和P型掺杂的方式，在形成有空穴注入层的衬底基板上形成空穴传输层。
进一步地，在具体实施时，本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件的制作方法，在衬底基板上形成空穴传输层还包括：
通过控制蒸镀P型掺杂的温度，控制形成的空穴传输层中P型掺杂的浓度，以便在形成的空穴传输层中的P型掺杂呈梯度变化。
在具体实施时，通过真空热蒸镀的方法，在蒸镀腔内共同蒸镀本体和P型掺杂在形成有空穴注入层的衬底基板上形成空穴传输层的过程中，蒸发源的温度可以进行控制，通过降低蒸镀P型掺杂的温度，可以降低P型掺杂的蒸发速率，进而降低P型掺杂的掺杂浓度，使P型掺杂的掺杂浓度呈梯度变化，也使空穴传输层的能级呈梯度变化，这样可以增加空穴传输层中自由空穴载流子的数量，提高空穴载流子的迁移率，从而提高OLED的发光性能，制备出高效率的OLED器件。
下面以一个具体的实例详细的说明本发明实施例提供的有机电致发光显示器件的制作方法，具体步骤如下：
1、在衬底基板上形成阳极层，所形成的阳极层为ITO/Ag/ITO结构，厚度为500A/100A/500A；
2、在高真空蒸镀腔体中，在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体的方式，在形成有阳极层的衬底基板上形成空穴注入层，其中利用高精度掩膜板沉积空穴注入层，空穴注入层的材料包括铜酞菁，PEDT，PSS和TNANA材料；
3、在高真空蒸镀腔体中，在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体和P型掺杂的方式，在形成有空穴注入层的衬底基板上形成空穴传输层，其中利用高精度掩膜板沉积空穴传输层，空穴传输层的材料包括NPB和联苯二胺衍生物，同时P型掺杂的材料可以为五氯化锑，氯化铁，碘，F4-TCNQ或TBAHA等材料，也可以是自制的氧化剂；
4、在高真空蒸镀腔体中，在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体的方式，在形成有空穴传输层的衬底基板上形成电子阻挡层，其中利用高精度掩膜板沉积沉积电子阻挡层，电子阻挡层可以阻挡电子的传送，而不阻碍空穴的传输；
5、在下一个高真空蒸镀腔体中，在蒸镀腔内通过分别蒸镀本体的方式，在形成有电子阻挡层的衬底基板上形成发光层，其中利用高精度掩膜板沉积发光层，发光层可以是红光发光层，绿光发光层和蓝光发光层，以上三类发光层可以分为荧光发光层和磷光发光层，其中红色荧光发光层的材料包括类DCJTB衍生物，星状DCM衍生物，多环芳香族碳氢化合物和含D/A架构的非掺杂型红光荧光材料；绿色荧光发光层的材料包括喹吖叮酮衍生物，香豆素衍生物和多环芳香族碳氢化合物；蓝色荧光发光层的材料包括二芳香基蒽衍生物，二苯乙烯芳香族衍生物、芘衍生物，旋环双芴基衍生物，TBP，DSA-Ph和IDE-102；磷光发光主体材料可以为含咔唑基团的主发光体材料，具有电子传输性质的主发光体材料等，而红色、绿色、蓝色的磷光掺杂材料可以为Pt错合物，Ir错合物，Eu错合物，Os错合物或FIrpic等；
6、在高真空蒸镀腔体中，在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体的方式，在形成有发光层的衬底基板上依次形成空穴阻挡层，电子传输层，电子注入层和阴极层，其中利用高精度掩膜板依次沉积空穴阻挡层，电子传输层，电子注入层和阴极层，空穴阻挡层的材料可以为BCP，电子传输层的材料可以为喹啉衍生物，二氮蒽衍生物，含硅的杂环化合物，喔啉衍生物，二氮菲衍生物或全氟化寡聚物，电子注入层的材料可以为碱金属氧化物，也可以为碱金属醋酸盐，也可以为碱金属氟化物，阴极层的材料可以为Li:Al合金或者Mg:Ag合金；
7、在高真空蒸镀腔体中，在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体的方式，在形成有阴极层的衬底基板上依次形成阴极保护层，其中利用开放掩膜板沉积阴极保护层，阴极保护层是用来保护整个OLED器件避免受到腐蚀和氧化。
至此，经过实例提供的上述步骤1至7制作出了本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述有机电致发光显示器件，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述有机电致发光显示器件的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种有机电致发光显示器件、其制作方法及显示装置，包括衬底基板，依次设置在衬底基板上的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，其中，空穴传输层的材料为具有P型掺杂的材料，P型掺杂的LUMO能级与空穴传输层本体材料的HOMO能级较为接近，因此空穴传输层本体材料的HOMO能级中电子能够跃迁到P型掺杂的LUMO能级，从而增加空穴传输层中自由空穴载流子的数量，提高了空穴载流子的迁移率，这样便于提高电子和空穴在发光层复合形成电子-空穴对的几率，以改善电子-空穴对的平衡程度，从而提高OLED的发光性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种有机电致发光显示器件，包括：衬底基板，依次设置在所述衬底基板上的空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，其特征在于：
所述空穴传输层的材料为具有P型掺杂的材料。
2.如权利要求1所述的有机电致发光显示器件，所述P型掺杂的掺杂浓度呈梯度变化，使所述空穴传输层的能级呈梯度变化；其中，
所述P型掺杂靠近所述空穴注入层的掺杂浓度高于靠近所述电子阻挡层的掺杂浓度。
3.如权利要求2所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述空穴传输层与所述电子阻挡层之间的最高已占有能级之差小于未掺杂的所述空穴传输层与所述电子阻挡层之间的最高已占有能级之差。
4.如权利要求2所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述空穴注入层与所述空穴传输层之间的最高已占有能级之差小于所述空穴注入层与未掺杂的所述空穴传输层之间的最高已占有能级之差。
5.如权利要求2所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述P型掺杂的最小掺杂浓度为1％，所述P型掺杂的最大掺杂浓度为6％。
6.如权利要求5所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述空穴传输层采用的掺杂剂为P型氧化剂。
7.如权利要求6所述的有机电致发光显示器件，其特征在于，所述P型氧化剂为五氯化锑，氯化铁，碘，F4-TCNQ或TBAHA中任意一种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述有机电致发光显示器件的制作方法，包括在衬底基板上依次形成空穴注入层、空穴传输层和电子阻挡层，其特征在于，其中在所述衬底基板上形成空穴传输层具体包括：
在蒸镀腔内通过共同蒸镀本体和P型掺杂的方式，在形成有空穴注入层的衬底基板上形成空穴传输层。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，在所述衬底基板上形成空穴传输层还包括：
通过控制蒸镀所述P型掺杂的温度，控制形成的空穴传输层中P型掺杂的浓度。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的有机电致发光显示器件。
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