CN105514292A - 一种oled器件及其制作方法、oled显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种OLED器件及其制作方法、OLED显示器，该OLED器件包括层叠设置的第一电极、第一功能层、发光层、第二功能层以及第二电极；其中，第一功能层包括第一空穴阻挡层，第二功能层包括第二空穴阻挡层。通过上述方式，本发明能够保证OLED器件中空穴和电子注入及传输的平衡，提高OLED器件的发光效率。

Description

一种OLED器件及其制作方法、OLED显示器
技术领域
本发明涉及领域，特别是涉及一种OLED器件及其制作方法、OLED显示器。
背景技术
有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，简称OLED)是一种新型的显示技术，这项技术使用有机聚合材料作为发光二极管中的半导体(semiconductor)材料。聚合材料可以是天然的，也可能是人工合成的，可能尺寸很大，也可能尺寸很小。蛋白质和DNA就是有机聚合物的例子。
OLED显示器具有亮度高、响应快、能耗低、可弯曲等一列优点，被广泛认可为下一代显示技术的焦点。OLED显示技术广泛的运用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、汽车音响和电视。
由于有机聚合材料空穴的迁移率通常比电子的迁移率高几个数量级，空穴注入也比电子注入要容易，因此造成了OLED器件中电子和空穴的不平衡状态。过量的空穴会迁移到阴极界面形成漏电流，影响器件的发光效率和寿命；另外，激子在靠近阴极界面的位置形成，金属阴极对激子具有显著的淬灭效应，进一步降低发光效率。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种OLED器件及其制作方法、OLED显示器，能够保证OLED器件中空穴和电子注入及传输的平衡，提高OLED器件的发光效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种OLED器件，该OLED器件包括：层叠设置的第一电极、第一功能层、发光层、第二功能层以及第二电极；其中，第一功能层包括第一空穴阻挡层，第二功能层包括第二空穴阻挡层。
其中，第一电极为阳极，第二电极为阴极。
其中，第一功能层具体包括叠置的空穴注入层、空穴传输层、第一空穴阻挡层以及电子阻挡层，空穴注入层设置在靠近阳极的一侧。
其中，第二功能层具体包括叠置的第二空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层，电子注入层设置在靠近阴极的一侧。
其中，第一空穴阻挡层与第二空穴阻挡层的材料不同。
其中，发光层为荧光发光层或磷光发光层。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种OLED器件的制作方法，该方法包括：形成第一电极；在第一电极上形成第一功能层；其中，第一功能层包括第一空穴阻挡层；在第一功能层上形成发光层；在发光层上形成第二功能层；其中，第二功能层包括第二空穴阻挡层；在第二功能层上形成第二电极。
其中，在第一电极上形成第一功能层的步骤，具体包括：在第一电极上沉积空穴注入层；在空穴注入层上沉积空穴传输层；在空穴传输层上沉积第一空穴阻挡层；在第一空穴阻挡层上沉积电子阻挡层。
其中，在发光层上形成第二功能层的步骤，具体包括：在发光层沉积第二空穴阻挡层；在第二空穴阻挡层上沉积电子传输层；在电子传输层上沉积电子注入层。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种OLED显示器，OLED显示器包括基板以及设置在基板上且阵列分布的如上述的OLED器件。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的一种OLED器件包括层叠设置的第一电极、第一功能层、发光层、第二功能层以及第二电极；其中，第一功能层包括第一空穴阻挡层，第二功能层包括第二空穴阻挡层。通过上述方式，一方面能够减缓空穴进入发光层，使发光层中的载流子平衡；另一方面防止空穴进入阴极界面，在阴极界面与电子结合形成激子，形成漏电流，从而防止阴极对激子造成的淬灭效应，有效提高了显示器的发光效率，并延长了显示器件的寿命。
附图说明
图1是本发明OLED器件第一实施方式的结构示意图；
图2是本发明OLED器件第二实施方式的结构示意图；
图3是本发明OLED器件第二实施方式中载流子传输结构示意图；
图4是本发明OLED器件第二实施方式中载流子传输能级示意图；
图5是本发明OLED器件制作方法一实施方式的流程示意图；
图6是本发明OLED显示器第一实施方式的结构示意图；
图7是本发明OLED显示器第二实施方式的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1，本发明OLED器件第一实施方式的结构示意图，该OLED器件包括层叠设置的第一电极101、第一功能层102、发光层103、第二功能层104以及第二电极105；其中，第一功能层102包括第一空穴阻挡层1021，第二功能层104包括第二空穴阻挡层1041。
在一种实施方式中，第一电极101为阳极，第二电极105为阴极，其中，阳极靠近用户观看的一侧。在阳极材料的选择上，材料本身必需是具高功函数(Highworkfunction)与可透光性，所以选用具有高功函数、性质稳定且透光的透明金属氧化物导电膜，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、镉锡氧化物(CTO)、金属化的偶氮(metallizedAZO)、氧化锌(ZnO)、氮化铟(InN)或二氧化锡(SnO2)。在阴极部分，为了增加元件的发光效率，电子的注入通常需要低功函数(Lowworkfunction)的Ag、Al、Ca、In、Li与Mg等金属，或低功函数的复合金属来制作阴极(例如：镁银Mg-Ag)。
发光层103主要包括发光材料、掺杂材料以及激子阻挡材料，这里以磷光发光层为例，其主要包括磷光主体材料、磷光掺杂材料、以及具有磷光激子阻挡能力的材料。
具体的，发光材料可以是荧光发光材料或磷光发光材料等。当发光材料化学分子受到外来能量激发後，若电子自旋(ElectronSpin)和基态电子成对，则为单重态(Singlet)，其所释放的光为所谓的荧光(Fluorescence)；反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态(Triplet)，其所释放的光为所谓的磷光(Phosphorescence)。具体地，荧光发光材料可为红、绿、蓝、黄等荧光材料。磷光主体材料可为N型或P型，优选为咔唑系列的材料，例如4，4’-二(9-咔唑基(carbazoyl))-2，2′-联苯(CBP)及其衍生物等。磷光掺杂材料可以是锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、铕(Eu)、钌(Ru)等金属络合物，其中以铱的金属络合物的发光范围和效率最好，而其配位基则是含氮的杂环化合物，该磷光掺杂材料占发光层材料体积的5-20％。
第一空穴阻挡层1021和第二空穴阻挡层1041主要包括空穴阻挡材料，空穴阻挡材料应具有较低的HOMO(已占有电子的能级最高的轨道称为最高已占轨道)能级、及较高的氧化电位、较宽的带隙。目前在OLED研究中常用的空穴阻挡材料为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)、以及1，3，5-苯基为核的星形芳香化合物。-O-CN2-O-桥联的七元杂环桥联联苯及其衍生物也被广泛地合成应用。
以上对本实施方式中的第一电极101、第二电极105、发光层103、第一空穴阻挡层1021和第二空穴阻挡层1041的材料作了一些列举，其仅仅是作为举例，并没有对本实施方式的材料选用作出限制。
值得注意的是，第一空穴阻挡层1021和第二空穴阻挡层1041分别位于发光层103的两侧，在上述第一电极101为阳极、第二电极105为阴极的实施方式中，第一空穴阻挡层1021主要用于延缓空穴注入，并延缓并减少空穴进入发光层103；第二空穴阻挡层1041主要用于阻挡空穴向阴极迁移，将空穴限制在发光层103中。
因此，第一空穴阻挡层1021和第二空穴阻挡层1041可以相同，也可以不相同，其材料和厚度均可以根据所在功能层中的载流子注入层、载流子传输层的材料和厚度，或者阳极、阴极材料和厚度来设置。
区别于现有技术，本实施方式提供的一种OLED器件包括层叠设置的第一电极、第一功能层、发光层、第二功能层以及第二电极；其中，第一功能层包括第一空穴阻挡层，第二功能层包括第二空穴阻挡层。通过上述方式，一方面能够减缓空穴进入发光层，使发光层中的载流子平衡；另一方面防止空穴进入阴极界面，在阴极界面与电子结合形成激子，形成漏电流，从而防止阴极对激子造成的淬灭效应，有效提高了显示器的发光效率，并延长了显示器件的寿命。
参阅图2，本发明OLED器件第二实施方式的结构示意图，该OLED器件包括层叠设置的第一电极201、第一功能层202、发光层203、第二功能层204以及第二电极205。
其中，第一电极201为阳极，第二电极205为阴极。
其中，第一功能层202具体包括叠置的空穴注入层2021、空穴传输层2022、第一空穴阻挡层2023以及电子阻挡层2024，空穴注入层2021设置在靠近阳极201的一侧。
具体地，空穴注入层2021可为氟碳氢聚合物、卟啉衍生物或掺杂p-型杂质的胺衍生物，而卟啉衍生物可为金属酞青衍生物，例如铜酞菁。
空穴传输层2022可为N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺(TPD)层或N，N′-双(1-奈基)-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺(NPD)层。
在其他实施方式中，空穴注入层2021和空穴传输层2022也可以是同一层。
其中，第二功能层204具体包括叠置的第二空穴阻挡层2041、电子传输层2042以及电子注入层2043，电子注入层2043设置在靠近阴极205的一侧。
电子注入层2043可为碱金属卤化物、碱土金属卤化物、碱金属氧化物或金属碳酸化合物，例如氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钠(NaF)、氟化钙(CaF2)、氧化锂(Li2O)、氧化铯(Cs2O)、氧化钠(Na2O)、碳酸锂(Li2CO3)、碳酸铯(Cs2CO3)或碳酸钠(Na2CO3)，且电子注入层的厚度大约为5～50埃。
电子传输层2042可为掺杂8-羟基喹啉铝(Alq3)层。
在其他实施方式中，电子注入层2043和电子传输层2042也可以是同一层。
下面参照图3和图4，图3是本发明OLED器件第二实施方式中载流子传输结构示意图，图4是本发明OLED器件第二实施方式中载流子传输能级示意图，对本实施方式进行详细阐述：
当阳极201和阴极205之间施加了电压以形成电流时，阳极201中的空穴经过空穴注入层2021、空穴传输层2023和电子阻挡层2024传输，而阴极205中的电子经过电子注入层2043、电子传输层2042和空穴阻挡层2041传输，之后电子和空穴在发光层203复合形成电子-空穴对，激发发光层203中的材料进行发光。
在上述过程中，由于有机材料中空穴的迁移率通常比电子的迁移率高几个数量级，空穴的注入也比电子的注入要容易，因此在空穴传输层2021和电子阻挡层2023之间增加第一空穴阻挡层2022，该第一空穴阻挡层2022的HOMO能级较低，即空穴的注入效率降低，则延缓了空穴进入发光层203，使空穴的注入和电子的注入达到平衡。
电子和空穴在发光层中部分复合，由于有第二空穴阻挡层2041和电子阻挡层2023的存在，进一步延缓了空穴进入阴极区域，以及延缓了电子进入阳极区域，保证了电子和空穴复合并形成激子的过程发生在发光层203中。
参阅图5，本发明OLED器件制作方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：
步骤501：形成第一电极。
步骤502：在第一电极上形成第一功能层；其中，第一功能层包括第一空穴阻挡层。
其中，步骤502具体包括：
步骤5021：在第一电极上沉积空穴注入层。
步骤5022：在空穴注入层上沉积空穴传输层。
其中，空穴注入层和空穴传输层可以是同一层，即步骤5021和步骤5022可以合并为一个步骤。
步骤5023：在空穴传输层上沉积第一空穴阻挡层。
步骤5024：在第一空穴阻挡层上沉积电子阻挡层。
步骤503：在第一功能层上形成发光层。
步骤504：在发光层上形成第二功能层；其中，第二功能层包括第二空穴阻挡层。
其中，步骤504具体包括：
步骤5041：在发光层沉积第二空穴阻挡层。
步骤5042：在第二空穴阻挡层上沉积电子传输层。
步骤5043：在电子传输层上沉积电子注入层。
其中，电子注入层和电子传输层可以是同一层，即步骤5042和步骤5043可以合并为一个步骤。
步骤505：在第二功能层上形成第二电极。
在上述各个步骤中，沉积的方式可以物理气相沉积或化学气相沉积，这里不作限制。在各层的形成中，还可以包括对一些特殊材料进行粒子掺杂、对各层进行图形化等。
区别于现有技术，本实施方式提供的一种OLED器件的制作方法，包括形成第一电极；在第一电极上形成第一功能层；其中，第一功能层包括第一空穴阻挡层；在第一功能层上形成发光层；在发光层上形成第二功能层；其中，第二功能层包括第二空穴阻挡层；在第二功能层上形成第二电极。通过上述方式，一方面能够减缓空穴进入发光层，使发光层中的载流子平衡；另一方面防止空穴进入阴极界面，在阴极界面与电子结合形成激子，形成漏电流，从而防止阴极对激子造成的淬灭效应，有效提高了显示器的发光效率，并延长了显示器件的寿命。
参阅图6，本发明OLED显示器一实施方式的结构示意图，该OLED显示器包括基板601以及设置在基板上且阵列分布的OLED器件602。
其中，该OLED器件602包括依次设置于基板601上的阳极6021、第一功能层6022、发光层6023、第二功能层6024以及阴极6025；其中，第一功能层6022包括第一空穴阻挡层，第二功能层104包括第二空穴阻挡层。
具体地，阳极6021为透明导体，该第二空穴阻挡层位于靠近发光层6023的一侧。
参阅图7，本发明OLED显示器第二实施方式的结构示意图，该OLED显示器包括基板701以及设置在基板上且阵列分布的OLED器件702。
其中，该OLED器件702包括依次设置于基板701上的阴极7021、第一功能层7022、发光层7023、第二功能层7024以及阳极7025；其中，第一功能层7022包括第一空穴阻挡层，第二功能层104包括第二空穴阻挡层。
具体地，阴极7021为透明导体，该第一空穴阻挡层位于靠近发光层7023的一侧。
上述OLED显示器的第一实施方式和第二实施方式分别是基于显示器中OLED器件正置和倒置提出的，其中的OLED器件的结构与制作方法与上述其他实施方式类似，这里不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种OLED器件，其特征在于，包括：
层叠设置的第一电极、第一功能层、发光层、第二功能层以及第二电极；
其中，所述第一功能层包括第一空穴阻挡层，所述第二功能层包括第二空穴阻挡层。
2.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述第一电极为阳极，所述第二电极为阴极。
3.根据权利要求2所述的OLED器件，其特征在于，所述第一功能层具体包括叠置的空穴注入层、空穴传输层、所述第一空穴阻挡层以及电子阻挡层，所述空穴注入层设置在靠近所述阳极的一侧。
4.根据权利要求2所述的OLED器件，其特征在于，所述第二功能层具体包括叠置的第二空穴阻挡层、电子传输层以及电子注入层，所述电子注入层设置在靠近所述阴极的一侧。
5.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述第一空穴阻挡层与所述第二空穴阻挡层的材料不同。
6.根据权利要求1所述的OLED器件，其特征在于，所述发光层为荧光发光层或磷光发光层。
7.一种OLED器件的制作方法，其特征在于，包括：
形成第一电极；
在所述第一电极上形成第一功能层；其中，所述第一功能层包括第一空穴阻挡层；
在所述第一功能层上形成发光层；
在所述发光层上形成第二功能层；其中，所述第二功能层包括第二空穴阻挡层；
在所述第二功能层上形成第二电极。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述第一电极上形成第一功能层的步骤，具体包括：
在所述第一电极上沉积空穴注入层；
在所述空穴注入层上沉积空穴传输层；
在所述空穴传输层上沉积第一空穴阻挡层；
在所述第一空穴阻挡层上沉积电子阻挡层。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述发光层上形成第二功能层的步骤，具体包括：
在所述发光层沉积第二空穴阻挡层；
在所述第二空穴阻挡层上沉积电子传输层；
在所述电子传输层上沉积电子注入层。
10.一种OLED显示器，其特征在于，所述OLED显示器包括基板以及设置在所述基板上且阵列分布的如权利要求1-6任一项所述的OLED器件。
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