CN105826484B - 一种oled及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种OLED及其制备方法。所述OLED包括从下往上依次设置的基板、底电极、发光层和顶电极，所述发光层为掺杂发光层，由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，其中，所述第一掺杂host的表面能小于所述第二掺杂host的表面能，且所述第一掺杂host的材料为利于所述顶电极电荷传输的host材料，所述第二掺杂host的材料为利于所述底电极电荷传输的host材料。

Description

一种OLED及其制备方法
技术领域
本发明属于平板显示技术领域，尤其涉及一种OLED及其制备方法。
背景技术
有机电致发光二极管(OLED)由于具有自发光、反应快、视角广、亮度高、轻薄等优点，其潜在的市场前景被业界看好。OLED作为下一代显示技术的主流产品，其核心竞争力在于其低成本。但在大尺寸OLED领域，由于传统的真空蒸镀工艺无法克服效率、良品率低等一系列问题，因此难以实现低成本化。
目前，溶液法制备工艺、尤其是喷墨印刷，能够大幅提高材料利用率，同时可实现大面积生产，因此溶液法成为低成本、大尺寸OLED面板生产工艺的研究热点。但相对于真空蒸镀工艺，溶液法制备的OLED，其器件结构较为简单，尤其是发光层结构，一般采用发光的dopant(掺杂物)与传输载流子的host(主体)共混来制备，host可能是双极性的一种host或者分别传输电子和空穴的两种host共混得到。在这种发光层中，由于dopant以及host均匀混合，因此激子形成的区域往往均匀分布整个发光层，而界面附近的激子容易淬灭，不利于OLED器件的性能和寿命。因此，现有技术有待进一步改善和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种OLED，旨在解决现有OLED的发光层、特别是溶液法制备的OLED发光层，由于dopant以及host均匀混合、导致激子形成的区域均匀分布整个发光层，进而影响OLED器件的性能和寿命的问题。
本发明的另一目的在于提供一种OLED的制备方法。
本发明是这样实现的，一种OLED，包括从下往上依次设置的基板、底电极、发光层和顶电极，所述发光层为掺杂发光层，由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，其中，所述第一掺杂host的表面能小于所述第二掺杂host的表面能，且所述第一掺杂host的材料为利于所述顶电极电荷传输的host材料，所述第二掺杂host的材料为利于所述底电极电荷传输的host材料。
以及，一种OLED的制备方法，包括以下步骤：
提供一具有图案化底电极的基板；
提供掺杂发光层溶液，采用溶液法在所述基板上沉积掺杂发光层，其中，所述掺杂发光层溶液由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，且所述第一掺杂host的材料为利于所述顶电极电荷传输的host材料，所述第二掺杂host的材料为利于所述底电极电荷传输的host材料；
在所述掺杂发光层上沉积顶电极。
本发明提供的OLED，所述发光层中含有表面能不同的两种掺杂host。由于两种掺杂host的表面能不同，表面能较小的所述第一掺杂host倾向于在所述发光层的上表面聚集，而表面能较大的所述第二掺杂host材料倾向于在所述发光层的下表面聚集，因此，两种不同电荷传输性能的掺杂host在所述发光层中形成相反的浓度梯度变化(所述第一掺杂host在所述发光层中形成利于所述顶电极电荷传输的浓度梯度分布，所述第二掺杂host在所述发光层中形成利于所述底电极电荷传输的浓度梯度分布)，从而将所述发光层的激子形成区域集中在所述发光层的中间区域，避免所述发光层两个界面处形成激子分布，进而有效提高OLED器件的性能和寿命。
本发明提供的OLED的制备方法，采用具有双掺杂host的发光层溶液制备发光层，其中，所述第一掺杂host的表面能较小，所述第二掺杂host的表面能较大，因此，在溶液法制备发光层的过程中，所述第一掺杂host倾向于在所述发光层的上表面聚集，而所述第二掺杂host倾向于在所述发光层的下表面聚集，因此，两种不同电荷传输性能的掺杂host在所述发光层中形成相反的浓度梯度变化，进而将所述发光层中的激子形成区域集中在发光层中间，有效提高溶液法制备的OLED器件的性能和寿命。此外，本发明所述方法工艺简单易控，易于实现OLED、特别是大面积OLED器件的产业化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的OLED结构示意图；
图2是本发明实施例提供的底电极为阳极、顶电极为阴极的OLED结构示意图；
图3是本发明实施例提供的底电极为阴极、顶电极为阳极的OLED结构示意图。
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，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。
结合图1-3，本发明实施例提供了一种OLED，包括从下往上依次设置的基板1、底电极A、发光层5和顶电极B，所述发光层5为掺杂发光层，如图1所示。所述掺杂发光层由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，其中，所述第一掺杂host的表面能小于所述第二掺杂host的表面能，且所述第一掺杂host的材料为利于所述顶电极电荷传输的host材料，所述第二掺杂host的材料为利于所述底电极电荷传输的host材料。
本发明实施例中，由于两种掺杂host表面能的差异，表面能较小的所述第一掺杂host倾向于在所述发光层的上表面聚集，而表面能较大的所述第二掺杂host材料倾向于在所述发光层的下表面聚集，因此，两种不同电荷传输性能的掺杂host在所述发光层中形成相反的浓度梯度变化(所述第一掺杂host在所述发光层中形成利于所述顶电极电荷传输的浓度梯度分布，所述第二掺杂host在所述发光层中形成利于所述底电极电荷传输的浓度梯度分布)，进而将所述发光层中的激子形成区域集中在发光层中间，有效提高溶液法制备的OLED器件的性能和寿命。更优选的，所述第一掺杂host和所述第二掺杂host的表面能差异＞10mJ/m2(mN/m)。
作为一个优选实施例，所述底电极A为阳极2，所述顶电极B为阴极8，在所述底电极A和所述发光层5之间，从下往上层叠设置有空穴注入层3和空穴传输层4；在所述发光层5和所述顶电极B之间，从下往上层叠设置有电子传输层6和电子注入层7；且所述第一掺杂host的材料为电子传输性材料，所述第二掺杂host的材料为空穴传输性材料。
上述OLED结构中，优选的掺杂host材料，可以使得采用溶液法制备所述发光层5的过程中，具有良好电子传输特性的所述第一掺杂host材料由于表面能较低、倾向于在所述发光层5的上表面聚集；而具有良好空穴传输特性的所述第二掺杂host材料由于表面能较大、倾向于在所述发光层5的底部即下表面聚集。经干燥成膜后得到的整个所述发光层5中，所述第一掺杂host材料在所述发光层5中形成从上而下浓度依次减小的梯度分布，而所述第二掺杂host材料在所述发光层5中形成从而下而上浓度依次减小的梯度分布。于是，所述发光层5在靠近所述空穴传输层4处，其空穴传输性能优于电子传输性能；所述发光层5在靠近所述电子传输层6处，其电子传输性能优于空穴传输性能，从而使得所述发光层5中激子的形成区域偏离界面，集中于所述发光层5的中间区域，有效提高OLED器件的性能和寿命。
作为一个具体优选实施例，如图2所示，所述OLED包括从下往上依次设置的基板1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子传输层6、电子注入层7和阴极8，所述发光层5为掺杂发光层，由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，其中，所述第一掺杂host的表面能小于所述第二掺杂host的表面能，且所述第一掺杂host的材料为电子传输性材料，所述第二掺杂host的材料为空穴传输性材料。
作为另一个优选实施例，所述底电极A为阴极8，所述顶电极B为阳极2，在所述底电极A和所述发光层5之间，从下往上层叠设置有电子注入层7和电子传输层6，在所述发光层5和所述顶电极B之间，从下往上层叠设置有空穴传输层4和空穴注入层3；且所述第一掺杂host的材料为空穴传输性材料，所述第二掺杂host的材料为电子传输性材料。
上述OLED结构中，优选的掺杂host材料，可以使得采用溶液法制备所述发光层5的过程中，具有良好空穴传输特性的所述第一掺杂host材料由于表面能较低、倾向于在所述发光层5的上表面聚集；而具有良好电子传输特性的所述第二掺杂host材料由于表面能较大、倾向于在所述发光层5的底部即下表面聚集。经干燥成膜后得到的整个所述发光层5中，所述第一掺杂host材料在所述发光层5中形成从上而下浓度依次减小的梯度分布，而所述第二掺杂host材料在所述发光层5中形成从而下而上浓度依次减小的梯度分布。于是，所述发光层5在靠近所述空穴传输层4处，其空穴传输性能优于电子传输性能；所述发光层5在靠近所述电子传输层6处，其电子传输性能优于空穴传输性能，从而使得所述发光层5中激子的形成区域偏离界面，集中于所述发光层5的中间区域，有效提高OLED器件的性能和寿命。
作为另一个具体优选实施例，如图3所示，所述OLED包括从下往上依次设置的基板1、阴极8、电子注入层7、电子传输层6、发光层5、空穴传输层4、空穴注入层3和阳极2，所述发光层5为掺杂发光层，由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，其中，所述第一掺杂host的表面能小于所述第二掺杂host的表面能；且所述第一掺杂host的材料为空穴传输性材料，所述第二掺杂host的材料为电子传输性材料。
值得注意的是，本发明的实施例中，两种掺杂host材料均为单极性的host材料，即掺杂host要么具有较好的电子传输性能，要么具有较好的空穴传输性能，但其不同时具有较好的电子传输性能和空穴传输性能。具体的，当掺杂host的材料为电子传输性材料时，即指该掺杂host材料的电子迁移率远大于其空穴迁移率，两种载流子的迁移率相差2个数量级(100倍)以上；当掺杂host的材料为空穴传输性材料时，即指该掺杂host材料的空穴迁移率远大于其电子迁移率，两种载流子的迁移率相差2个数量级(100倍)以上。
上述各实施例中，所述基板1的选择没有限制，可采用本领域常用基板，如玻璃基板或柔性基板。所述阳极2的材料为本领域常用阳极材料，具体的，当所述阳极2为底电极时，所述阳极2的材料可采用导电金属氧化物ITO、FTO、CTO等；当所述阳极2为顶电极时，所述阳极2的材料可采用铝、银等金属材料。所述空穴注入层3、所述空穴传输层4、所述电子传输层6、所述电子注入层7的材料均可采用常规的空穴注入材料，具体的，所述空穴注入层3的材料可采用CuPc、MeO-TPD、HATCN、PEDOT:PSS、MoxOx、VxOx、WxOy等；所述空穴传输层4的材料可采用NPB、TPD、TAPC、TFB、OTPD、QTPD、Poly-TPD、PVK等；所述电子传输层6的材料可采用TPBI、PBD、BCP、Bphen、TAZ、TmPyPB等；所述电子注入层7的材料可采用LiF、LiQ、CsF、CsCO3、ZnO/PEI、ZnO/PEIE、PFN、PFN-Br等。所述阴极8的材料为本领域常用阴极材料，具体的，当所述阴极8为顶电极时，所述阴极8的材料可采用铝、银等金属材料；当所述阴极8为底电极时，所述阴极8的材料可采用导电金属氧化物ITO、FTO、CTO等。
本发明实施例中，所述发光层5由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host组成，其中，所述发光dopant为小分子发光材料，可以是荧光发光材料、磷光发光材料或延迟态荧光(TADF)发光材料。进一步的，所述发光dopant可以是红色发光材料、绿色发光材料、黄色发光材料或蓝色发光材料。
更优选的，所述第一掺杂host、所述第二掺杂host分别和所述发光dopant的能级匹配，从而可以使得所述发光层5内可以形成良好载流子传输平衡、较好的掺杂host到发光dopant的能量转移、以及激子限域特性，从而实现较好的OLED器件性能。
作为优选实施例，所述发光层5的厚度为40-100nm。
本发明实施例提供的OLED，所述发光层中含有表面能不同的两种掺杂host。由于两种掺杂host的表面能不同，表面能较小的所述第一掺杂host倾向于在所述发光层的上表面聚集，而表面能较大的所述第二掺杂host材料倾向于在所述发光层的下表面聚集，因此，两种不同电荷传输性能的掺杂host在所述发光层中形成相反的浓度梯度变化(所述第一掺杂host在所述发光层中形成利于所述顶电极电荷传输的浓度梯度分布，所述第二掺杂host在所述发光层中形成利于所述底电极电荷传输的浓度梯度分布)，从而将所述发光层的激子形成区域集中在所述发光层的中间区域，避免所述发光层两个界面处形成激子分布，进而有效提高OLED器件的性能和寿命。
本发明实施例所述OLED可以通过下述方法制备获得。
相应的，本发明实施例提供了一种OLED的制备方法，包括以下步骤：
S01.提供一具有图案化底电极的基板；
S02.提供掺杂发光层溶液，采用溶液法在所述基板上沉积掺杂发光层，其中，所述掺杂发光层溶液由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，且所述第一掺杂host的材料为利于所述顶电极电荷传输的host材料，所述第二掺杂host的材料为利于所述底电极电荷传输的host材料；
S03.在所述掺杂发光层上沉积顶电极。
具体的，上述步骤S01中，提供具有图案化底电极的基板的方式可采用本领域常规方法实现。更具体的，当所述底电极为阳极时，所述图案化底电极的基板为图案化阳极基板；当所述底电极为阴极时，所述图案化底电极的基板为图案化阴极基板。
上述步骤S02中，所述掺杂发光层溶液由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，所述发光dopant和两种掺杂host的材料及其特性在上文中已作陈述，此处不再赘述。本发明实施例采用溶液法制备所述发光层，在溶液法制备所述发光层的过程中，由于表面能的差异，表面能较低的所述第一掺杂host倾向于在所述发光层的上表面聚集；而表面能较大的所述第二掺杂host倾向于在所述发光层的底部即下表面聚集，从而两种掺杂host在所述发光层中形成相反的浓度梯度变化，进而将所述发光层中的激子形成区域集中在发光层中间，有效提高溶液法制备的OLED器件的性能和寿命。
上述步骤S03中，在所述掺杂发光层上沉积顶电极可以采用本领域常规工艺如真空蒸镀工艺实现。
作为一个优选实施例，所述底电极为阳极，所述顶电极为阴极，且在沉积所述掺杂发光层之前，还包括在所述基板上依次沉积空穴注入层和空穴传输层；在沉积所述顶电极之前，还包括在所述掺杂发光层上依次沉积电子传输层和电子注入层；且所述第一掺杂host的材料为电子传输性材料，所述第二掺杂host的材料为空穴传输性材料。
作为另一个优选实施例，所述底电极为阴极，所述顶电极为阳极，且在沉积所述掺杂发光层之前，还包括在所述基板上依次沉积电子注入层和电子传输层；在沉积所述顶电极之前，还包括在所述掺杂发光层上依次沉积空穴传输层和空穴注入层；且所述第一掺杂host的材料为空穴传输性材料，所述第二掺杂host的材料为电子传输性材料。
上述优选实施例中，所述空穴注入层、所述空穴传输层、电子注入层、所述电子传输层可以采用常规方法制备实现。具体的，所述空穴注入层以采用真空蒸镀或溶液法制备；所述空穴传输层可以是真空蒸镀或溶液法制备；所述电子传输层可以采用真空蒸镀或溶液法制备；所述电子传输层可采用真空蒸镀或溶液法制备。更优选的，当所述顶电极为阴极时，所述电子注入层与所述阴极均采用真空蒸镀工艺制备，可以提高效率；当所述顶电极为阳极时，所述空穴注入层与所述阳极均采用真空蒸镀工艺制备，可以提高效率。
本发明实施例提供的OLED的制备方法，采用具有双掺杂host的发光层溶液制备发光层，其中，所述第一掺杂host的表面能较小，所述第二掺杂host的表面能较大，因此，在溶液法制备发光层的过程中，所述第一掺杂host倾向于在所述发光层的上表面聚集，而所述第二掺杂host倾向于在所述发光层的下表面聚集，因此，两种不同电荷传输性能的掺杂host在所述发光层中形成相反的浓度梯度变化，进而将所述发光层中的激子形成区域集中在发光层中间，有效提高溶液法制备的OLED器件的性能和寿命。此外，本发明所述方法工艺简单易控，易于实现OLED、特别是大面积OLED器件的产业化。
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OLED，包括从下往上依次设置的基板、底电极、发光层和顶电极，其特征在于，所述发光层为掺杂发光层，由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，其中，所述第一掺杂host、所述第二掺杂host均为单极性的host材料，所述第一掺杂host的表面能小于所述第二掺杂host的表面能，且所述第一掺杂host的材料为利于所述顶电极电荷传输的host材料，所述第二掺杂host的材料为利于所述底电极电荷传输的host材料。
2.如权利要求1所述的OLED，其特征在于，所述第一掺杂host和所述第二掺杂host的表面能差异＞10mJ/m2。
3.如权利要求2所述的OLED，其特征在于，所述底电极为阳极，所述顶电极为阴极，在所述底电极和所述发光层之间，从下往上层叠设置有空穴注入层和空穴传输层；在所述发光层和所述顶电极之间，从下往上层叠设置有电子传输层和电子注入层；
且所述第一掺杂host的材料为电子传输性材料，所述第二掺杂host的材料为空穴传输性材料。
4.如权利要求2所述的OLED，其特征在于，所述底电极为阴极，所述顶电极为阳极，在所述底电极和所述发光层之间，从下往上层叠设置有电子注入层和电子传输层，在所述发光层和所述顶电极之间，从下往上层叠设置有空穴传输层和空穴注入层；
且所述第一掺杂host的材料为空穴传输性材料，所述第二掺杂host的材料为电子传输性材料。
5.如权利要求1-4任一所述的OLED，其特征在于，所述发光dopant为荧光发光材料、磷光发光材料或延迟态荧光发光材料。
6.如权利要求1-4任一所述的OLED，其特征在于，所述第一掺杂host、所述第二掺杂host分别和所述发光dopant的能级匹配。
7.如权利要求1-4任一所述的OLED，其特征在于，所述发光层的厚度为40-100nm。
8.一种OLED的制备方法，包括以下步骤：
提供一具有图案化底电极的基板；
提供掺杂发光层溶液，采用溶液法在所述基板上沉积掺杂发光层，其中，所述掺杂发光层溶液由发光dopant、第一掺杂host和第二掺杂host制成，且所述第一掺杂host的材料为利于顶电极电荷传输的host材料，所述第二掺杂host的材料为利于所述底电极电荷传输的host材料，所述第一掺杂host、所述第二掺杂host均为单极性的host材料；
在所述掺杂发光层上沉积顶电极。
9.如权利要求8所述的OLED的制备方法，其特征在于，所述底电极为阳极，所述顶电极为阴极，且在沉积所述掺杂发光层之前，还包括在所述基板上依次沉积空穴注入层和空穴传输层；在沉积所述顶电极之前，还包括在所述掺杂发光层上依次沉积电子传输层和电子注入层；且所述第一掺杂host的材料为电子传输性材料，所述第二掺杂host的材料为空穴传输性材料。
10.如权利要求8所述的OLED的制备方法，其特征在于，所述底电极为阴极，所述顶电极为阳极，且在沉积所述掺杂发光层之前，还包括在所述基板上依次沉积电子注入层和电子传输层；在沉积所述顶电极之前，还包括在所述掺杂发光层上依次沉积空穴传输层和空穴注入层；且所述第一掺杂host的材料为空穴传输性材料，所述第二掺杂host的材料为电子传输性材料。
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