CN104934542A - 有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种有机电致发光器件,包括依次层叠的导电阳极基板、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极;电子阻挡层的材料为第一化合物与磷光材料的混合物,第一化合物为双极性金属氧化物、锂盐或有机硅小分子。上述有机电致发光器件,电子阻挡层既可以提高空穴的传输速率,又能将电子阻挡在电子阻挡层靠近发光层的一侧,空穴阻挡层能够将空穴阻挡在空穴阻挡层靠近发光层的一侧,从而使激子的复合区域控制在发光层,提高有机电致发光器件的发光效率。此外,还提供一种有机电致发光器件的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及电致发光技术领域,特别是涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode,OLED)是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典型结构是在ITO玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层,发光层上方有一层低功函数的金属电极。当电极上加有电压时,发光层就产生光辐射。
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。10V下亮度达到1000cd/m2,其发光效率为1.51Lm/W、寿命大于100小时。
传统的有机电致发光器件中,电子传输速率都要比空穴传输速率低两三个数量级,因此,极易造成激子复合的区域不在发光区域,从而使有机电致发光器件的发光效率较低。
发明内容
基于此,有必要提供一种发光效率较高的有机电致发光器件及其制备方法。
一种有机电致发光器件,包括依次层叠的导电阳极基板、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极;
所述电子阻挡层的材料为第一化合物与磷光材料的混合物,所述第一化合物为双极性金属氧化物、锂盐或有机硅小分子;
所述双极性金属氧化物为三氧化钼、三氧化钨或五氧化二钒;
所述锂盐为氟化锂、碳酸锂、溴化锂或氧化锂;
所述有机硅小分子为二苯基二(o-甲苯基)硅、p-二(三苯基硅)苯、1,3-双(三苯基硅)苯或p-双(三苯基硅)苯;
所述磷光材料为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱、三(1-苯基-异喹啉)合铱或三(2-苯基吡啶)合铱。
在其中一个实施例中,所述电子阻挡层的材料为质量比为4:0.1~10:0.1的所述双极性金属氧化物与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为1nm~5nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~5:1的二氧化钛与铜化合物的混合物,所述铜化合物为硫化铜、氧化铜或碘化铜;
所述空穴阻挡层的厚度为30nm~60nm。
在其中一个实施例中,所述电子阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的所述有机硅小分子与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~15nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~20:1的富勒烯衍生物与所述磷光材料的混合物,所述富勒烯衍生物为足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯或[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯;
所述空穴阻挡层的厚度为2nm~10nm。
在其中一个实施例中,所述电子阻挡层的材料为质量比为15:1~30:1的所述锂盐与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~20nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的铼化合物与双极性有机传输材料的混合物,所述铼化合物为七氧化二铼、二氧化铼、三氧化二铼或三氧化铼,所述双极性有机传输材料为2,4,6-三(N-苯基-1-萘氨基)-1,3,5-三嗪、2,6-二(3-(9H-咔唑-9-基)苯)吡啶、3',3″-(4-(萘-1-基)-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(N,N-二(联苯基)-4-氨)或2,5-双(4-(9-(2-乙基己基)-9H-咔唑-3-基)苯基)-1,3,4-噁二唑;
所述空穴阻挡层的厚度为15nm~30nm。
在其中一个实施例中,所述空穴注入层的材料为三氧化钼、三氧化钨或五氧化二钒;
所述空穴传输层的材料为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)三苯胺或N,N’-(1-萘基)-N,N’-二苯基-4,4’-联苯二胺;
所述发光层的材料为4-(二腈甲基)-2-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃、9,10-二-β-亚萘基蒽、4,4'-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1,1'-联苯或8-羟基喹啉铝;
所述电子传输层的材料为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,2,4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑;
所述电子注入层的材料为氟化锂、氟化铯、碳酸铯或叠氮铯。
一种有机电致发光器件的制备方法,包括如下步骤:
提供导电阳极基板;
采用真空蒸镀法在所述导电阳极基板上形成空穴注入层;
采用真空蒸镀法在所述空穴注入层上形成空穴传输层;
采用热阻蒸镀法在所述空穴传输层上形成电子阻挡层,电子阻挡层的材料为第一化合物与磷光材料的混合物,所述第一化合物为双极性金属氧化物、锂盐或有机硅小分子,所述双极性金属氧化物为三氧化钼、三氧化钨或五氧化二钒,所述锂盐为氟化锂、碳酸锂、溴化锂或氧化锂,所述有机硅小分子为二苯基二(o-甲苯基)硅、p-二(三苯基硅)苯、1,3-双(三苯基硅)苯或p-双(三苯基硅)苯,所述磷光材料为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱、三(1-苯基-异喹啉)合铱或三(2-苯基吡啶)合铱;
采用真空蒸镀法在所述电子阻挡层上形成发光层;
采用热阻蒸镀法在所述发光层上形成空穴阻挡层;
采用真空蒸镀法在所述空穴阻挡层上形成电子传输层;
采用真空蒸镀法在所述电子传输层上形成电子注入层;
采用真空蒸镀法在所述电子注入层上形成阴极。
在其中一个实施例中,所述电子阻挡层的材料为质量比为4:0.1~10:0.1的所述双极性金属氧化物与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为1nm~5nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~5:1的二氧化钛与铜化合物的混合物,所述铜化合物为硫化铜、氧化铜或碘化铜;
所述空穴阻挡层的厚度为30nm~60nm。
在其中一个实施例中,所述电子阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的所述有机硅小分子与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~15nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~20:1的富勒烯衍生物与所述磷光材料的混合物,所述富勒烯衍生物为足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯或[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯;
所述空穴阻挡层的厚度为2nm~10nm。
在其中一个实施例中,所述电子阻挡层的材料为质量比为15:1~30:1的所述锂盐与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~20nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的铼化合物与双极性有机传输材料的混合物,所述铼化合物为七氧化二铼、二氧化铼、三氧化二铼或三氧化铼,所述双极性有机传输材料为2,4,6-三(N-苯基-1-萘氨基)-1,3,5-三嗪、2,6-二(3-(9H-咔唑-9-基)苯)吡啶、3',3″-(4-(萘-1-基)-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(N,N-二(联苯基)-4-氨)或2,5-双(4-(9-(2-乙基己基)-9H-咔唑-3-基)苯基)-1,3,4-噁二唑;
所述空穴阻挡层的厚度为15nm~30nm。
在其中一个实施例中,采用热阻蒸镀法在所述空穴传输层上形成电子阻挡层的步骤中,真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s;
采用热阻蒸镀法在所述发光层上形成空穴阻挡层的步骤中,真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
上述有机电致发光器件的电子阻挡层中,双极性金属氧化物可降低空穴的注入势垒,有利于提高空穴的传输速率。锂盐功函数较高,能够将电子阻挡在电子阻挡层靠近发光层的一侧。有机硅小分子能级较宽,其LUMO能级较高,可以将电子阻挡在电子阻挡层靠近发光层的一侧。同时,有机硅小分子是一种空穴传输材料,可提高空穴的传输速率。磷光材料性质稳定,光效较高。空穴阻挡层可以有效地将空穴阻挡在空穴阻挡层靠近发光层的一侧。因此,上述有机电致发光器件,通过设置空穴阻挡层和电子阻挡层,既可以提高空穴的传输速率,又可以将激子的复合区域有效控制在发光层,从而提高发光效率。
附图说明
图1为一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图;
图2为一实施方式的有机电致发光器件的制备方法的流程图;
图3为实施例1和对比例1制备的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图;
图4为实施例5和对比例2制备的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图;
图5为实施例9和对比例3制备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
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1,一实施方式的有机电致发光器件100,包括依次层叠的导电阳极基板10、空穴注入层20、空穴传输层30、电子阻挡层40、发光层50、空穴阻挡层60、电子传输层70、电子注入层80和阴极90。
导电阳极基板10包括玻璃和形成于玻璃的一个表面的导电阳极薄膜。导电阳极薄膜为铟锡氧化物薄膜(ITO)、掺铝的氧化锌薄膜(AZO)或掺铟的氧化锌薄膜(IZO)。导电阳极薄膜的厚度为50nm~300nm。优选的,导电阳极薄膜为ITO,厚度为120nm。
空穴注入层20设置在导电阳极薄膜上。空穴注入层20的材料为三氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)或五氧化二钒(V2O5)。空穴注入层20的厚度为20nm~80nm。优选的,空穴注入层20的材料为MoO3,厚度为40nm。
空穴传输层30的材料为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)。空穴传输层30的厚度为20nm~60nm。优选的,空穴传输层30的材料为NPB,厚度为30nm。
电子阻挡层40的材料为第一化合物与磷光材料的混合物,第一化合物为双极性金属氧化物、锂盐或有机硅小分子。
双极性金属氧化物可以为三氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)或五氧化二钒(V2O5)。
锂盐可以为氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)、溴化锂(LiBr)或氧化锂(Li2O)。
有机硅小分子可以为二苯基二(o-甲苯基)硅(UGH1)、p-二(三苯基硅)苯(UGH2)、1,3-双(三苯基硅)苯(UGH3)或p-双(三苯基硅)苯(UGH4)。
磷光材料可以为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱(Ir(MDQ)2(acac))、三(1-苯基-异喹啉)合铱(Ir(piq)3)或三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)。磷光材料的选择与发光层的发光材料的选择一致。例如,当发光层为蓝色发光材料时对应选择蓝光磷光材料,当发光层为绿色发光材料时对应选择绿光磷光材料。
第一化合物为双极性金属氧化物时,双极性金属氧化物与磷光材料的质量比可以为4:0.1~10:0.1。
第一化合物为锂盐时,锂盐与磷光材料的质量比可以为15:1~30:1。
第一化合物为有机硅小分子时,有机硅小分子与磷光材料的质量比可以为5:1~10:1。
发光层50的材料为4-(二腈甲基)-2-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、9,10-二-β-亚萘基蒽(ADN)、4,4'-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1,1'-联苯(BCzVBi)或8-羟基喹啉铝(Alq3)。发光层50的厚度为5nm~40nm。优选的,发光层50的材料为Alq3,厚度为35nm。
空穴阻挡层60的材料为混合物D、混合物E或混合物F。
混合物D为二氧化钛与铜化合物的混合物。二氧化钛(TiO2)为市售二氧化钛,粒径在20nm~50nm。铜化合物为硫化铜(CuS)、氧化铜(CuO)或碘化铜(CuI)。
混合物E为铼化合物与双极性有机传输材料的混合物。铼化合物为七氧化二铼(Re2O7)、二氧化铼(ReO2)、三氧化二铼(Re2O3)或三氧化铼(ReO3)。双极性有机传输材料为2,4,6-三(N-苯基-1-萘氨基)-1,3,5-三嗪(TRZ4),2,6-二(3-(9H-咔唑-9-基)苯)吡啶(2,6Dczppy),3',3″-(4-(萘-1-基)-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(N,N-二(联苯基)-4-氨)(p-TPAm-NTAZ),2,5-双(4-(9-(2-乙基己基)-9H-咔唑-3-基)苯基)-1,3,4-噁二唑(CzOXD)。
混合物F为富勒烯衍生物与磷光材料的混合物。富勒烯衍生物可以为足球烯(C60)、碳70(C70)、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)或[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(P71BM)。磷光材料可以为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱(Ir(MDQ)2(acac))、三(1-苯基-异喹啉)合铱(Ir(piq)3)或三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)。磷光材料的选择与发光层的发光材料的选择一致。例如,当发光层为蓝色发光材料时对应选择蓝光磷光材料,当发光层为绿色发光材料时对应选择绿光磷光材料。
在本实施方式的有机电致发光器件中,电子阻挡层40的材料为质量比为4:0.1~10:0.1的双极性金属氧化物与磷光材料的混合物。电子阻挡层40的厚度为1nm~5nm。空穴阻挡层60的材料为质量比为2:1~5:1的二氧化钛与铜化合物的混合物。空穴阻挡层60的厚度为30nm~60nm。本实施方式中,电子阻挡层40的双极性金属氧化物可降低空穴的注入势垒,有利于提高空穴的传输速率。磷光材料性质稳定,光效较高,可提高有机电致发光器件的发光效率。空穴阻挡层60的二氧化钛层比表面积大,孔隙率高,可使光发生散射,使向两侧发射的光可以回到中间,提高出光效率。铜化合物能隙较高,可有效提高空穴的注入势垒,使空穴被阻挡在空穴阻挡层60靠近发光层50的一侧,从而提高发光层50的激子复合几率,提高发光效率。
在其他实施方式的有机电致发光器件中,电子阻挡层40的材料还可以为质量比为5:1~10:1的有机硅小分子与磷光材料的混合物。电子阻挡层40的厚度可以为5nm~15nm。空穴阻挡层60的材料为质量比为2:1~20:1的富勒烯衍生物与磷光材料的混合物。空穴阻挡层60的厚度可以为2nm~10nm。该有机电致发光器件的电子阻挡层40的有机硅小分子能级较宽,其LUMO能级较高,可以将电子阻挡在电子阻挡层40靠近发光层50的一侧,可有效阻挡电子穿越到空穴一边而造成激子复合界面的改变。同时,有机硅小分子本身是一种空穴传输材料,可提高空穴传输速率。磷光材料性质稳定,光效较高,可提高有机电致发光器件的发光效率。空穴阻挡层60的富勒烯是富电子材料,可提高电子的传输速率。由于磷光材料和发光材料的能级差别不大,空穴阻挡层60掺杂了磷光材料后,能够使空穴阻挡层60与发光层50之间的能级降到了最低,这可使激子的复合区域控制在发光层与空穴阻挡层的边缘,使光色稳定,提高色纯度,提高发光效率。
在另一个实施方式的有机电致发光器件中,电子阻挡层40的材料还可以为15:1~30:1的锂盐与磷光材料的混合物。电子阻挡层40的厚度可以为5nm~20nm。空穴阻挡层60的材料为质量比为5:1~10:1的铼化合物与双极性有机传输材料的混合物。空穴阻挡层60的厚度可以为15nm~30nm。该有机电致发光器件的电子阻挡层40的锂盐功函数较高,可以将电子阻挡在电子阻挡层40靠近发光层50的一侧,可阻挡电子穿越到空穴一边而造成激子复合界面的改变。掺杂磷光材料后,磷光材料性质稳定,光效较高,可提高器件的发光效率。空穴阻挡层60的铼化合物的HOMO能级较低,可阻挡空穴穿越到阴极一端与电子发生复合而发生淬灭。双极性有机传输材料也可阻止空穴穿越到阴极而造成空穴淬灭,同时也具有传输电子的作用,因此,可进一步提高发光效率。
电子传输层70的材料为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、1,2,4-三唑衍生物(TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBi)。电子传输层70的厚度为40nm~250nm。优选的,电子传输层70的材料为TPBi,厚度为80nm。
电子注入层80的材料为氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、碳酸铯(Cs2CO3)或叠氮铯(CsN3)。电子注入层80的厚度为0.5nm~10nm。优选的,电子注入层80的材料为LiF,厚度为1.1nm。
阴极90的材料为银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)或金(Au)。阴极90的厚度为80nm~250nm,优选的,阴极90的材料为Ag,厚度为140nm。
上述有机电致发光器件100的电子阻挡层40中,双极性金属氧化物可降低空穴的注入势垒,有利于提高空穴的传输速率。锂盐功函数较高,能够将电子阻挡在电子阻挡层40靠近发光层50的一侧。有机硅小分子能级较宽,其LUMO能级较高,可以将电子阻挡在电子阻挡层40靠近发光层50的一侧。同时,有机硅小分子是一种空穴传输材料,可提高空穴的传输速率。磷光材料性质稳定,光效较高。空穴阻挡层60可以有效地将空穴阻挡在空穴阻挡层60靠近发光层50的一侧。因此,上述有机电致发光器件100,通过设置电子阻挡层40和空穴阻挡层60,既可以提高空穴的传输速率,又可以将激子的复合区域有效控制在发光层50,从而提高发光效率。
如图2所示,一实施方式的上述有机电致发光器件100的制备方法包括如下步骤:
S110、提供导电阳极基板。
导电阳极基板10包括玻璃和形成于玻璃的一个表面的导电阳极薄膜。导电阳极薄膜为铟锡氧化物薄膜(ITO)、掺铝的氧化锌薄膜(AZO)或掺铟的氧化锌薄膜(IZO)。导电阳极薄膜的厚度为50nm~300nm。优选的,导电阳极薄膜为ITO,厚度为120nm。
导电阳极薄膜采用磁控溅射制备。磁控溅射的加速电压为300V~800V,磁场约为50G~200G,功率密度为1W/cm2~40W/cm2。
在磁控溅射导电阳极薄膜前,先将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。以保证玻璃清洗干净。
S120、采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。
空穴注入层形成于导电阳极薄膜上。
空穴注入层20的材料为三氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)或五氧化二钒(V2O5)。空穴注入层20的厚度为20nm~80nm。优选的,空穴注入层20的材料为MoO3,厚度为40nm。
S120中,真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
S130、采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。
空穴传输层30的材料为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)或N,N’-(1-萘基)-N,N’-二苯基-4,4’-联苯二胺(NPB)。空穴传输层30的厚度为20nm~60nm。优选的,空穴传输层30的材料为NPB,厚度为30nm。
S130中,真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
S140、采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。
电子阻挡层的材料为第一化合物与磷光材料的混合物,第一化合物为双极性金属氧化物、锂盐或有机硅小分子。
双极性金属氧化物可以为MoO3、WO3或V2O5。
锂盐可以为LiF、Li2CO3、LiBr或Li2O。
有机硅小分子可以为UGH2、UGH3或UGH4。
磷光材料可以为FIrpic、Ir(MDQ)2(acac)、Ir(piq)3或Ir(ppy)3。磷光材料的选择与发光层的发光材料的选择一致。例如,当发光层为蓝色发光材料时对应选择蓝光磷光材料,当发光层为绿色发光材料时对应选择绿光磷光材料。
电子阻挡层采用热阻蒸镀法进行制备,热阻蒸镀法具有蒸镀速率较快,成膜性好的优点,且对材料的分子结构不容易造成破坏。
S140中,热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
S150、采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。
发光层50的材料为4-(二腈甲基)-2-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、9,10-二-β-亚萘基蒽(ADN)、4,4'-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1,1'-联苯(BCzVBi)或8-羟基喹啉铝(Alq3)。发光层50的厚度为5nm~40nm。优选的,发光层50的材料为Alq3,厚度为35nm。
S150中,真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
S160、采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。
空穴阻挡层的材料为混合物D、混合物E或混合物F。
混合物D为二氧化钛与铜化合物的混合物。二氧化钛(TiO2)为市售二氧化钛,粒径在20nm~50nm。铜化合物为硫化铜(CuS)、氧化铜(CuO)或碘化铜(CuI)。
混合物E为铼化合物与双极性有机传输材料的混合物。铼化合物为七氧化二铼(Re2O7)、二氧化铼(ReO2)、三氧化二铼(Re2O3)或三氧化铼(ReO3)。双极性有机传输材料为2,4,6-三(N-苯基-1-萘氨基)-1,3,5-三嗪(TRZ4),2,6-二(3-(9H-咔唑-9-基)苯)吡啶(2,6Dczppy),3',3″-(4-(萘-1-基)-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(N,N-二(联苯基)-4-氨)(p-TPAm-NTAZ),2,5-双(4-(9-(2-乙基己基)-9H-咔唑-3-基)苯基)-1,3,4-噁二唑(CzOXD)。
混合物F为富勒烯衍生物与磷光材料的混合物。富勒烯衍生物可以为足球烯(C60)、碳70(C70)、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)或[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(P71BM)。磷光材料可以为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱(Ir(MDQ)2(acac))、三(1-苯基-异喹啉)合铱(Ir(piq)3)或三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)。磷光材料的选择与发光层的发光材料的选择一致。例如,当发光层为蓝色发光材料时对应选择蓝光磷光材料,当发光层为绿色发光材料时对应选择绿光磷光材料。
S160中,热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
空穴阻挡层采用热阻蒸镀法进行制备,热阻蒸镀法具有蒸镀速率较快,成膜性好的优点,且对材料的分子结构不容易造成破坏。
在本实施方式的有机电致发光器件中,电子阻挡层的材料为质量比为4:0.1~10:0.1的双极性金属氧化物与磷光材料的混合物。电子阻挡层的厚度为1nm~5nm。空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~5:1的二氧化钛与铜化合物的混合物。空穴阻挡层的厚度为30nm~60nm。本实施方式中,电子阻挡层的双极性金属氧化物可降低空穴的注入势垒,有利于提高空穴的传输速率。磷光材料性质稳定,光效较高,可提高有机电致发光器件的发光效率。空穴阻挡层的二氧化钛层比表面积大,孔隙率高,可使光发生散射,使向两侧发射的光可以回到中间,提高出光效率。铜化合物能隙较高,可有效提高空穴的注入势垒,使空穴被阻挡在空穴阻挡层靠近发光层的一侧,从而提高发光层的激子复合几率,提高发光效率。
在其他实施方式的有机电致发光器件中,电子阻挡层的材料还可以为质量比为5:1~10:1的有机硅小分子与磷光材料的混合物。电子阻挡层的厚度可以为5nm~15nm。空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~20:1的富勒烯衍生物与磷光材料的混合物。空穴阻挡层的厚度可以为2nm~10nm。该有机电致发光器件的电子阻挡层的有机硅小分子能级较宽,其LUMO能级较高,可以将电子阻挡在电子阻挡层靠近发光层的一侧,可有效阻挡电子穿越到空穴一边而造成激子复合界面的改变。同时,有机硅小分子本身是一种空穴传输材料,可提高空穴传输速率。磷光材料性质稳定,光效较高,可提高有机电致发光器件的发光效率。空穴阻挡层的富勒烯是富电子材料,可提高电子的传输速率。由于磷光材料和发光材料的能级差别不大,空穴阻挡层掺杂了磷光材料后,能够使空穴阻挡层与发光层之间的能级降到了最低,这可使激子的复合区域控制在发光层与空穴阻挡层的边缘,使光色稳定,提高色纯度,提高发光效率。
在另一个实施方式的有机电致发光器件中,电子阻挡层的材料还可以为15:1~30:1的锂盐与磷光材料的混合物。电子阻挡层的厚度可以为5nm~20nm。空穴阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的铼化合物与双极性有机传输材料的混合物。空穴阻挡层的厚度可以为15nm~30nm。该有机电致发光器件的电子阻挡层的锂盐功函数较高,可以将电子阻挡在电子阻挡层靠近发光层的一侧,可阻挡电子穿越到空穴一边而造成激子复合界面的改变。掺杂磷光材料后,磷光材料性质稳定,光效较高,可提高器件的发光效率。空穴阻挡层的铼化合物的HOMO能级较低,可阻挡空穴穿越到阴极一端与电子发生复合而发生淬灭。双极性有机传输材料也可阻止空穴穿越到阴极而造成空穴淬灭,同时也具有传输电子的作用,因此,可进一步提高发光效率。
S170、采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。
电子传输层70的材料为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、1,2,4-三唑衍生物(TAZ)或N-芳基苯并咪唑(TPBi)。电子传输层70的厚度为40nm~250nm。优选的,电子传输层70的材料为TPBi,厚度为80nm。
S170中,真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
S180、采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。
电子注入层80的材料为氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、碳酸铯(Cs2CO3)或叠氮铯(CsN3)。电子注入层80的厚度为0.5nm~10nm。优选的,电子注入层80的材料为LiF,厚度为1.1nm。
S180中,真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
S190、采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极。
阴极90的材料为银(Ag)、铝(Al)、铂(Pt)或金(Au)。阴极90的厚度为80nm~250nm,优选的,阴极90的材料为Ag,厚度为140nm。
S190中,真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度1nm/s~10nm/s。
上述有机电致发光器件的制备方法,通过在导电阳极基板上依次形成空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极得到有机电致发光器件。制备方法简单,容易操作。
下面为具体实施例部分。
实施例1
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为700V,磁场为120G,功率密度为25W/cm2。导电阳极薄膜的材料为ITO,厚度为120nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴注入层的材料为MoO3,厚度为35nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴传输层的材料为NPB,厚度为48nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子阻挡层的材料为MoO3和Ir(ppy)3的混合物。MoO3和Ir(ppy)3的质量比为6:0.1,厚度为2.5nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。发光层的材料为Alq3,厚度为12nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴阻挡层的材料为TiO2和CuS的混合物,TiO2粒径为30nm。TiO2和CuS的质量比为4:1,厚度为40nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子传输层的材料为TPBi,厚度为195nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子注入层的材料为LiF,厚度为1.2nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度2nm/s。阴极的材料为Ag,厚度为150nm。
图3为实施例1的有机电致发光器件和对比例1的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。其中,曲线1为实施例1的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。曲线2为对比例1的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。
从图3可以看到,在不同亮度下,实施例1的流明效率都比对比例1的要大。实施例1的最大的流明效率为4.21Lm/W。而对比例1的仅为3.24Lm/W,而且对比例1的流明效率随着亮度的增大而快速下降。这说明,实施例1的有机电致发光器件的电子阻挡层的MoO3能够降低空穴的注入势垒,提高空穴的传输速率;空穴阻挡层的CuS使空穴被阻挡在空穴阻挡层靠近发光层的一侧,从而使电子和空穴在发光层复合,提高器件的发光效率和出光效率。
实施例2
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为300V,磁场为50G,功率密度为40W/cm2。导电阳极薄膜的材料为IZO,厚度为300nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴注入层的材料为V2O5,厚度为20nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴传输层的材料为TAPC,厚度为50nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子阻挡层的材料为WO3和FIrpic的混合物,WO3和FIrpic的质量比为10:0.1。电子阻挡层的厚度为1nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。发光层的材料为BCzVBi,厚度为40nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴阻挡层的材料为TiO2和CuO的混合物,TiO2粒径在20nm。TiO2和CuO的质量比为2:1。空穴阻挡层的厚度为30nnm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子传输层的材料为Bphen,厚度为70nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子注入层的材料为CsN3,厚度为1nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度10nm/s。阴极的材料为Au,厚度为80nm。
实施例3
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为800V,磁场为200G,功率密度为10W/cm2。导电阳极薄膜的材料为AZO,厚度为150nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴注入层的材料为V2O5,厚度为55nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴传输层的材料为TAPC,厚度为60nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子阻挡层的材料为V2O5和Ir(MDQ)2(acac)的混合物。V2O5和Ir(MDQ)2(acac)的质量比为4:0.1。电子阻挡层的厚度为5nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。发光层的材料为DCJTB,厚度为5nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴阻挡层的材料为TiO2和CuI的混合物,TiO2粒径为50nm。TiO2和CuI的质量比为5:1。空穴阻挡层的厚度为60nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子传输层的材料为Bphen,厚度为40nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子注入层的材料为CsF,厚度为10nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度1nm/s。阴极的材料为Pt,厚度为250nm。
实施例4
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为600V,磁场为100G,功率密度为30W/cm2。导电阳极薄膜的材料为ITO,厚度为50nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴注入层的材料为WO3,厚度为80nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴传输层的材料为TCTA,厚度为60nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子阻挡层的材料为MoO3和Ir(piq)3的混合物。MoO3和Ir(piq)3的质量比为5:0.1。电子阻挡层的厚度为3nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。发光层的材料为ADN,厚度为8nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴阻挡层的材料为TiO2和CuI的混合物,TiO2粒径为40nm。TiO2和CuI的质量比为3.5:1。空穴阻挡层的厚度为60nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子传输层的材料为TAZ,厚度为250nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子注入层的材料为Cs2CO3,厚度为0.5nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度6nm/s。阴极的材料为Al,厚度为140nm。
实施例5
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为700V,磁场为120G,功率密度为25W/cm2。导电阳极薄膜的材料为ITO,厚度为110nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴注入层的材料为MoO3,厚度为30nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴传输层的材料为NPB,厚度为56nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子阻挡层的材料为UGH1和Ir(ppy)3的混合物。UGH1和Ir(ppy)3的质量比为7:1。电子阻挡层的厚度为10nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。发光层的材料为Alq3,厚度为27nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴阻挡层的材料为PC61BM和Ir(ppy)3的混合物。PC61BM和Ir(ppy)3的质量比为5:1。空穴阻挡层的厚度为4nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子传输层的材料为TPBi,厚度为150nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子注入层的材料为Cs2CO3,厚度为4nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度2nm/s。阴极的材料为Ag,厚度为150nm。
图4为实施例5的有机电致发光器件和对比例2的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。其中,曲线1为实施例5的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。曲线2为对比例2的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。
从图4可以看到,在不同亮度下,实施例5的流明效率都比对比例2的要大。实施例5的最大的流明效率为4.04Lm/W。而对比例2的仅为2.81Lm/W,而且对比例2的流明效率随着亮度的增大而快速下降。这说明,实施例5的有机电致发光器件的电子阻挡层的UGH1的能级较宽,其LUMO能级较高,能够有效地将电子阻挡在电子阻挡层靠近发光层的一侧,且UGH1是一种空穴传输材料,能够提高空穴传输速率。空穴阻挡层的PC61BM是富电子材料,能够有效提高电子的传输速率,空穴阻挡层能够将空穴有效的阻挡在空穴阻挡层靠近发光层的一侧,使激子的复合区域控制在发光层,提高发光效率。
实施例6
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为300V,磁场为50G,功率密度为40W/cm2。导电阳极薄膜的材料为AZO,厚度为300nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴注入层的材料为WO3,厚度为20nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴传输层的材料为TAPC,厚度为50nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子阻挡层的材料为UGH2和FIrpic的混合物。UGH2和FIrpic的质量比为10:1。电子阻挡层的厚度为5nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。发光层的材料为BCzVBi,厚度为40nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴阻挡层的材料为C60和FIrpic的混合物。C60和FIrpic的质量比为2:1。空穴阻挡层的厚度为10nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子传输层的材料为Bphen,厚度为70nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子注入层的材料为LiF,厚度为1nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度10nm/s。阴极的材料为Pt,厚度为80nm。
实施例7
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为800V,磁场为200G,功率密度为1W/cm2。导电阳极薄膜的材料为IZO,厚度为150nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴注入层的材料为V2O5,厚度为55nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴传输层的材料为TCTA,厚度为60nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子阻挡层的材料为UGH3和Ir(MDQ)2(acac)的混合物。UGH3和Ir(MDQ)2(acac)的质量比为5:1。电子阻挡层的厚度为15nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。发光层的材料为DCJTB,厚度为5nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴阻挡层的材料为C70和Ir(piq)3的混合物。C70和Ir(piq)3的质量比为20:1。空穴阻挡层的厚度为2nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子传输层的材料为TAZ,厚度为40nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子注入层的材料为CsN3,厚度为10nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度1nm/s。阴极的材料为Au,厚度为250nm。
实施例8
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为600V,磁场为100G,功率密度为30W/cm2。导电阳极薄膜的材料为ITO,厚度为50nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴注入层的材料为V2O5,厚度为80nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴传输层的材料为NPB,厚度为60nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子阻挡层的材料为UGH4和Ir(piq)3的混合物。UGH4和Ir(piq)3的质量比为8:1。电子阻挡层的厚度为12nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。发光层的材料为ADN,厚度为8nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴阻挡层的材料为P71BM和Ir(piq)3的混合物。P71BM和Ir(piq)3的质量比为6:1。空穴阻挡层的厚度为5nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子传输层的材料为TPBi,厚度为250nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子注入层的材料为CsF,厚度为0.5nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度6nm/s。阴极的材料为Al,厚度为140nm。
实施例9
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为700V,磁场为120G,功率密度为25W/cm2。导电阳极薄膜的材料为ITO,厚度为110nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴注入层的材料为MoO3,厚度为33nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴传输层的材料为NPB,厚度为50nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子阻挡层的材料为LiF和Ir(ppy)3的混合物。LiF和Ir(ppy)3的质量比为20:1。电子阻挡层的厚度为15nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。发光层的材料为Alq3,厚度为21nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。空穴阻挡层的材料为Re2O3和TRZ4的混合物。Re2O3和TRZ4的质量比为7:1。空穴阻挡层的厚度为25nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子传输层的材料为TPBi,厚度为108nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度为0.2nm/s。电子注入层的材料为Cs2CO3,厚度为2nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为8×10-4Pa,蒸发速度2nm/s。阴极的材料为Ag,厚度为125nm。
图5为实施例9的有机电致发光器件和对比例3的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。其中,曲线1为实施例9的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。曲线2为对比例3的有机电致发光器件的亮度与流明效率的关系图。
从图5可以看到,在不同亮度下,实施例9的流明效率都比对比例3的要大。实施例9的最大的流明效率为3.87Lm/W。而对比例3的仅为2.75Lm/W,而且对比例3的流明效率随着亮度的增大而快速下降。这说明,实施例9的有机电致发光器件的电子阻挡层的LiF可将电子阻挡在电子阻挡层靠近发光层的一侧,提高器件的发光效率。空穴阻挡层的Re2O3可以阻挡空穴穿越到阴极一端与电子发生复合而发生淬灭,TRZ4还能提高电子传输速率,因此,可进一步提高发光效率。
实施例10
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为300V,磁场为50G,功率密度为40W/cm2。导电阳极薄膜的材料为AZO,厚度为300nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴注入层的材料为V2O5,厚度为20nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴传输层的材料为TCTA,厚度为50nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子阻挡层的材料为Li2CO3和FIrpic的混合物。Li2CO3和FIrpic的质量比为15:1。电子阻挡层的厚度为20nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。发光层的材料为BCzVBi,厚度为40nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。空穴阻挡层的材料为Re2O7和2,6Dczppy的混合物。Re2O7和2,6Dczppy的质量比为10:1。空穴阻挡层的厚度为15nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子传输层的材料为TAZ,厚度为250nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度为1nm/s。电子注入层的材料为LiF,厚度为1nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为2×10-3Pa,蒸发速度10nm/s。阴极的材料为Pt,厚度为80nm。
实施例11
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为800V,磁场为200G,功率密度为1W/cm2。导电阳极薄膜的材料为IZO,厚度为150nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴注入层的材料为V2O5,厚度为55nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴传输层的材料为TAPC,厚度为60nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子阻挡层的材料为LiBr和Ir(MDQ)2(acac)的混合物。LiBr和Ir(MDQ)2(acac)的质量比为30:1。电子阻挡层的厚度为5nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。发光层的材料为ADN,厚度为5nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。空穴阻挡层的材料为ReO2和p-TPAm-NTAZ的混合物。ReO2和p-TPAm-NTAZ的质量比为5:1。空穴阻挡层的厚度为30nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子传输层的材料为Bphen,厚度为70nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s。电子注入层的材料为CsF,厚度为10nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为5×10-5Pa,蒸发速度1nm/s。阴极的材料为Au,厚度为250nm。
实施例12
(1)将玻璃用蒸馏水、乙醇冲洗干净后,放在异丙醇中浸泡一个晚上。在玻璃的一个表面采用磁控溅射法制备导电阳极薄膜。磁控溅射的加速电压为600V,磁场为100G,功率密度为30W/cm2。导电阳极薄膜的材料为ITO,厚度为50nm。
(2)采用真空蒸镀法在导电阳极基板上形成空穴注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴注入层的材料为WO3,厚度为80nm。
(3)采用真空蒸镀法在空穴注入层上形成空穴传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴传输层的材料为NPB,厚度为60nm。
(4)采用热阻蒸镀法在空穴传输层上形成电子阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子阻挡层的材料为Li2O和Ir(piq)3的混合物。Li2O和Ir(piq)3的质量比为22:1。电子阻挡层的厚度为16nm。
(5)采用真空蒸镀法在电子阻挡层上形成发光层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。发光层的材料为DCJTB,厚度为8nm。
(6)采用热阻蒸镀法在发光层上形成空穴阻挡层。热阻蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。空穴阻挡层的材料为ReO3和CzOXD的混合物。ReO3和CzOXD的质量比为9:1。空穴阻挡层的厚度为18nm。
(7)采用真空蒸镀法在空穴阻挡层上形成电子传输层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子传输层的材料为TPBi,厚度为40nm。
(8)采用真空蒸镀法在电子传输层上形成电子注入层。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度为0.5nm/s。电子注入层的材料为CsN3,厚度为0.5nm。
(9)采用真空蒸镀法在电子注入层上形成阴极,得到有机电致发光器件。真空蒸镀的真空度为2×10-4Pa,蒸发速度6nm/s。阴极的材料为Al,厚度为140nm。
对比例1
对比例1的有机电致发光器件的制备方法和实施例1的制备方法基本相同,其不同之处在于,对比例1的有机电致发光器件的制备方法没有步骤(4)和步骤(6)。步骤(5)中发光层直接形成于空穴传输层上,步骤(7)中电子传输层直接形成于发光层上。
对比例1的有机电致发光器件的结构除了没有电子阻挡层和空穴阻挡层以外,其余同实施例1。
对比例2
对比例2的有机电致发光器件的制备方法和实施例5的制备方法基本相同,其不同之处在于,对比例2的有机电致发光器件的制备方法没有步骤(4)和步骤(6)。步骤(5)中发光层直接形成于空穴传输层上,步骤(7)中电子传输层直接形成于发光层上。
对比例2的有机电致发光器件的结构除了没有电子阻挡层和空穴阻挡层以外,其余同实施例5。
对比例3
对比例3的有机电致发光器件的制备方法和实施例9的制备方法基本相同,其不同之处在于,对比例3的有机电致发光器件的制备方法没有步骤(4)和步骤(6)。步骤(5)中发光层直接形成于空穴传输层上,步骤(7)中电子传输层直接形成于发光层上。
对比例3的有机电致发光器件的结构除了没有电子阻挡层和空穴阻挡层以外,其余同实施例9。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的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,包括依次层叠的导电阳极基板、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层和阴极;
所述电子阻挡层的材料为第一化合物与磷光材料的混合物,所述第一化合物为双极性金属氧化物、锂盐或有机硅小分子;
所述双极性金属氧化物为三氧化钼、三氧化钨或五氧化二钒;
所述锂盐为氟化锂、碳酸锂、溴化锂或氧化锂;
所述有机硅小分子为二苯基二(o-甲苯基)硅、p-二(三苯基硅)苯、1,3-双(三苯基硅)苯或p-双(三苯基硅)苯;
所述磷光材料为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱、三(1-苯基-异喹啉)合铱或三(2-苯基吡啶)合铱。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电子阻挡层的材料为质量比为4:0.1~10:0.1的所述双极性金属氧化物与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为1nm~5nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~5:1的二氧化钛与铜化合物的混合物,所述铜化合物为硫化铜、氧化铜或碘化铜;
所述空穴阻挡层的厚度为30nm~60nm。
3.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料为质量比为5:1~10:1的所述有机硅小分子与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~15nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~20:1的富勒烯衍生物与所述磷光材料的混合物,所述富勒烯衍生物为足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯或[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯;
所述空穴阻挡层的厚度为2nm~10nm。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电子阻挡层的材料为质量比为15:1~30:1的所述锂盐与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~20nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的铼化合物与双极性有机传输材料的混合物,所述铼化合物为七氧化二铼、二氧化铼、三氧化二铼或三氧化铼,所述双极性有机传输材料为2,4,6-三(N-苯基-1-萘氨基)-1,3,5-三嗪、2,6-二(3-(9H-咔唑-9-基)苯)吡啶、3',3″-(4-(萘-1-基)-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(N,N-二(联苯基)-4-氨)或2,5-双(4-(9-(2-乙基己基)-9H-咔唑-3-基)苯基)-1,3,4-噁二唑;
所述空穴阻挡层的厚度为15nm~30nm。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴注入层的材料为三氧化钼、三氧化钨或五氧化二钒;
所述空穴传输层的材料为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)三苯胺或N,N’-(1-萘基)-N,N’-二苯基-4,4’-联苯二胺;
所述发光层的材料为4-(二腈甲基)-2-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃、9,10-二-β-亚萘基蒽、4,4'-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1,1'-联苯或8-羟基喹啉铝;
所述电子传输层的材料为4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,2,4-三唑衍生物或N-芳基苯并咪唑;
所述电子注入层的材料为氟化锂、氟化铯、碳酸铯或叠氮铯。
6.一种有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供导电阳极基板;
采用真空蒸镀法在所述导电阳极基板上形成空穴注入层;
采用真空蒸镀法在所述空穴注入层上形成空穴传输层;
采用热阻蒸镀法在所述空穴传输层上形成电子阻挡层,电子阻挡层的材料为第一化合物与磷光材料的混合物,所述第一化合物为双极性金属氧化物、锂盐或有机硅小分子,所述双极性金属氧化物为三氧化钼、三氧化钨或五氧化二钒,所述锂盐为氟化锂、碳酸锂、溴化锂或氧化锂,所述有机硅小分子为二苯基二(o-甲苯基)硅、p-二(三苯基硅)苯、1,3-双(三苯基硅)苯或p-双(三苯基硅)苯,所述磷光材料为双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱、二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱、三(1-苯基-异喹啉)合铱或三(2-苯基吡啶)合铱;
采用真空蒸镀法在所述电子阻挡层上形成发光层;
采用热阻蒸镀法在所述发光层上形成空穴阻挡层;
采用真空蒸镀法在所述空穴阻挡层上形成电子传输层;
采用真空蒸镀法在所述电子传输层上形成电子注入层;
采用真空蒸镀法在所述电子注入层上形成阴极。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述电子阻挡层的材料为质量比为4:0.1~10:0.1的所述双极性金属氧化物与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为1nm~5nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~5:1的二氧化钛与铜化合物的混合物,所述铜化合物为硫化铜、氧化铜或碘化铜;
所述空穴阻挡层的厚度为30nm~60nm。
8.根据权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述电子阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的所述有机硅小分子与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~15nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为2:1~20:1的富勒烯衍生物与所述磷光材料的混合物,所述富勒烯衍生物为足球烯、碳70、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯或[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯;
所述空穴阻挡层的厚度为2nm~10nm。
9.根据权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述电子阻挡层的材料为质量比为15:1~30:1的所述锂盐与所述磷光材料的混合物;
所述电子阻挡层的厚度为5nm~20nm;
所述空穴阻挡层的材料为质量比为5:1~10:1的铼化合物与双极性有机传输材料的混合物,所述铼化合物为七氧化二铼、二氧化铼、三氧化二铼或三氧化铼,所述双极性有机传输材料为2,4,6-三(N-苯基-1-萘氨基)-1,3,5-三嗪、2,6-二(3-(9H-咔唑-9-基)苯)吡啶、3',3″-(4-(萘-1-基)-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(N,N-二(联苯基)-4-氨)或2,5-双(4-(9-(2-乙基己基)-9H-咔唑-3-基)苯基)-1,3,4-噁二唑;
所述空穴阻挡层的厚度为15nm~30nm。
10.根据权利要求6所述的有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,
采用热阻蒸镀法在所述空穴传输层上形成电子阻挡层的步骤中,真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s;
采用热阻蒸镀法在所述发光层上形成空穴阻挡层的步骤中,真空度为2×10-3Pa~5×10-5Pa,蒸发速度为0.1nm/s~1nm/s。
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