CN106711343A - 一种电荷产生结构及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机电致发光领域，所述的一种电荷产生结构，包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，第一膜层和第二膜层的界面粗糙度为0.1nm～50nm。粗糙界面设计有效增大第一膜层和第二膜层的接触面积，并增大膜层之间的结合力，不但能够产生更多的载流子，还能实现高效的载流子注入，能够有效提高使用其的器件的效率和使用寿命。所述的一种电荷产生结构的制备方法，工艺简单、精度要求低，成本低廉。

Description

一种电荷产生结构及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于有机电致发光领域，具体涉及一种电荷产生结构及其制备方法和应用。
背景技术
有机发光二极管(英文全称Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)是主动发光器件，具有高对比度、广视角、低功耗、体积更薄、具有柔性等优点，应用其的平板显示装置有望成为下一代主流平板显示技术，是目前平板显示技术中受到关注最多的技术之一。
在OLED器件中，如果仅采用单层器件，要达到较高的亮度，会由于驱动电流过大而引起热量激增，影响器件的性能和寿命。日本山形大学的Kido教授首次提出了串联式OLED的概念，设想利用透明的连接层，将多个发光器件串联起来。叠层OLED器件就是将两个以上发光单元通过电荷产生结构(连接层)串联在一起，从而可以提高电流效率，延长器件寿命，满足照明使用的亮度要求。
电荷产生结构是叠层OLED器件的关键部件，它要同时向相邻的发光单元提供电子和空穴，因此电荷产生的多少和速率等性能将直接影响着叠层OLED器件的效率性能。
发明内容
为此，本发明提供一种性能优异的电荷产生结构及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种电荷产生结构，包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层的界面粗糙度(RMS)为0.1nm～50nm。
可选地，所述第一膜层的厚度为1nm～100nm，所述第二膜层的厚度为1nm～100nm。
可选地，所述第一膜层和所述第二膜层为电子给予层和电子接受层的组合。
可选地，所述第一膜层为金属或金属氧化物的零维和/或一维和/或二维纳米结构的堆叠层。
可选地，所述纳米结构在纳米范围内的维度上任意两点的直线距离不大于20nm。
可选地，所述第二膜层覆盖所述第一膜层并填充所述第一膜层中的孔隙。
本发明所述的电荷产生结构的制备方法，包括以下步骤：
形成第一膜层，所述第一膜层为纳米结构的堆叠层；
在所述第一膜层上形成第二膜层，所述第二膜层覆盖所述第一膜层并填充所述第一膜层的孔隙。
可选地，所述形成第一膜层步骤包括：
形成分散有纳米结构的可挥发溶液；
涂布成膜；
去除溶剂。
可选地，所述形成分散有纳米结构的可挥发溶液步骤包括：
形成纳米结构，将所述纳米结构分散在可挥发溶剂中；
或者，
通过乳液聚合法在溶剂中形成纳米结构。
本发明所述的一种有机电致发光器件，包括层叠设置的若干发光单元，以及夹设在相邻各所述发光单元之间的所述的电荷产生结构。
本发明所述的零维纳米结构主要包括纳米颗粒或纳米花或量子点等，所述的一维纳米结构主要包括纳米线或纳米条或纳米棒等，所述的二维纳米结构主要包括纳米片等。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明实施例所述的一种电荷产生结构，包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，第一膜层和第二膜层的界面粗糙度为0.1nm～50nm。粗糙界面设计以及第二膜层填充第一膜层孔隙的设计有效增大了第一膜层和第二膜层的接触面积，并增大膜层之间的结合力，不但能够产生更多的载流子，还能实现高效的载流子注入，能够有效提高使用其的器件的效率和使用寿命。
2、本发明实施例所述的一种电荷产生结构的制备方法，工艺简单、精度要求低，成本低廉。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例所述的电荷产生结构的结构示意图；
图2是本发明实施例所述的有机电致发光器件局部结构示意图；
图中附图标记表示为：1-第一膜层、11-纳米颗粒、2-第二膜层、3-第一发光单元、4-第二发光单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。同时，应当理解的是“纳米范围内的维度上任意两点的直线距离不大于20nm”是指：零维纳米结构的粒径不大于20nm，一维纳米结构的直径不大于20nm，二维纳米结构的厚度不大于20nm。
实施例1
本实施例提供一种电荷产生结构，如图1所示，包括层叠设置的第一膜层1和第二膜层2。
作为本发明的一个实施例，本实施例中，第一膜层1和第二膜层2的界面粗糙度(RMS)为20nm。第一膜层1为WO3纳米粒子层，其厚度为50nm，第二膜层2为NPB(N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺)层，其厚度为50nm。
作为本发明的可变换实施例，第一膜层1还可以为Ag、Al等金属或V2O5、MoO3、WO3、ReO3等金属氧化物形成的界面粗糙度(RMS)为0.1nm～50nm的纳米结构层(如纳米颗粒层、纳米线层、纳米花层、纳米片层等)，第二膜层2为有机载流子传输材料层，即第一膜层1和第二膜层2形成电子给予层和电子接受层的组合即可实现本发明，属于本发明的保护范围。
所述的电荷产生结构的制备方法，包括以下步骤：
S1、形成第一膜层1，第一膜层1为纳米颗粒11的堆叠层；
作为本发明的一个实施例，本实施例中，形成第一膜层1步骤包括：
将WO3纳米颗粒分散在甲苯中，然后旋涂成膜；
低温蒸发甲苯溶剂。
作为本发明的可变换实施例，还可以为其他易挥发有机溶剂，第一膜层还可以通过乳液聚合法在溶剂中形成纳米结构，然后旋涂成膜。纳米结构在纳米范围内的维度上任意两点的直线距离不大于20nm。
作为本发明的可变换实施例，第一膜层1还可以通过蒸镀工艺、溅射工艺、气相沉积、浸渍或涂布等工艺中的一种制备方法，均可实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
S2、通过蒸镀工艺在第一膜层1上形成第二膜层2，第二膜层2覆盖第一膜层1并填充第一膜层1的膜层孔隙。
作为本发明的可变换实施例，第二膜层2还可以通过溅射工艺、气相沉积工艺、涂布工艺或者浸渍工艺中的一种制备。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，如图2所示，包括层叠设置的第一发光单元3、电荷产生结构、第二发光单元4，具体器件结构为：
ITO(150nm)/NPB(40nm)/MADN:3％DSA-ph(30nm)/Bphen(30nm)/WO3(20nm)/NPB(40nm)/MADN:3％DSA-ph(30nm)/Bphen(30nm)/LiF(0.8nm)/Al(150nm)。
其中，第一电极为ITO(铟锡氧化物)层，
第一发光单元3为NPB(40nm)/MADN:3％DSA-ph(30nm)/Bphen(30nm)，和第二发光单元4为MADN:3％DSA-ph(30nm)/Bphen(30nm)/LiF(0.8nm)。
其中，
空穴传输层为：NPB(N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺)层；
发光层为：3％DSA-ph(4,4'-[1,4-亚苯基二-(1E)-2,1-乙烯二基]二[N,N-二苯基苯胺])掺杂的MADN(3-叔丁基-9,10-二(2-萘)蒽)层；
电子传输层为：Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)；
电子注入层为LiF(氟化锂)层。
作为本发明的可变换实施例，所述有机电致发光器件的结构不限于此，只要应用本发明所述的电荷产生结构，均可实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
所述有机电致发光器件的制备方法，除所述电荷产生结构外，均同现有技术。
实施例2
本实施例提供一种电荷产生结构，其结构与制备方法同实施例1，不同的是：第一膜层和第二膜层的界面粗糙度为50nm。
第一膜层为Ag纳米线层，其厚度为100nm，第二膜层为(CH3NH3)PbI3层，其厚度为50nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，其第一发光单元中各功能层结构与第二发光单元中各功能层的结构为实施例1的倒置结构，制备方法同实施例1，不同的是，所述电荷产生结构为本实施例中所述的结构。
实施例3
本实施例提供一种电荷产生结构，其结构与制备方法同实施例1，不同的是：第一膜层和第二膜层的界面粗糙度为0.1nm。
第一膜层为表面具有纳米褶皱的MoO3层，其厚度为1nm，第二膜层为TCTA(4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺)层，其厚度为1nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，其结构和制备方法同实施例1，不同的是，所述电荷产生结构为本实施例中所述的结构。
实施例4
本实施例提供一种电荷产生结构，其结构与制备方法同实施例1，不同的是：第一膜层和第二膜层的界面粗糙度为30nm。
第一膜层为表面具有纳米褶皱的V2O5纳米颗粒层，其厚度为20nm，第二膜层为NPD(N,N′-二(α-萘基)-N,N′-二苯基-4,4′-联萘胺)层，其厚度为100nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，其结构和制备方法同实施例1，不同的是，所述电荷产生结构为本实施例中所述的结构。
对比例1
本对比例提供一种电荷产生结构，其结构同实施例1，不同的是，第一膜层和第二膜层的接触面为光滑接触面，其界面粗糙度小于0.1nm。
本对比例还提供一种有机电致发光器件，其结构和制备方法同实施例1，不同的是，所述电荷产生结构为本实施例中所述的结构。
测试例
对上述实施例和对比例中所提供的有机电致发光器件进行性能测试，测试结果如下表所示：
亮度(cd/A) 发光效率(cd/A) 启动电压(V)
实施例1 1000 24 6
对比例1 1000 20 6.8
从上述数据可以看出，在同等亮度条件下，本发明实施例提供的有机电致发光器件的发光效率高于对比例中提供的器件效率，启动电压小于对比例中提供的器件的电压。因此，本发明所述的一种电荷产生结构，能够有效提高使用其的器件的效率，并降低启动电压从而提高器件的使用寿命。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电荷产生结构，其特征在于，包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层的界面粗糙度(RMS)为0.1nm～50nm。
2.根据权利要求1所述的电荷产生结构，其特征在于，所述第一膜层的厚度为1nm～100nm，所述第二膜层的厚度为1nm～100nm。
3.根据权利要求1或2所述的电荷产生结构，其特征在于，所述第一膜层和所述第二膜层为电子给予层和电子接受层的组合。
4.根据权利要求3所述的电荷产生结构，其特征在于，所述第一膜层为金属或金属氧化物的零维和/或一维和/或二维纳米结构的堆叠层。
5.根据权利要求4所述的电荷产生结构，其特征在于，所述纳米结构在纳米范围内的维度上任意两点的直线距离不大于20nm。
6.根据权利要求4或5所述的电荷产生结构，其特征在于，所述第二膜层覆盖所述第一膜层并填充所述第一膜层中的孔隙。
7.一种权利要求1-6任一项所述的电荷产生结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
形成第一膜层，所述第一膜层为纳米结构的堆叠层；
在所述第一膜层上形成第二膜层，所述第二膜层覆盖所述第一膜层并填充所述第一膜层的孔隙。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述形成第一膜层步骤包括：
形成分散有纳米结构的可挥发溶液；
涂布成膜；
去除溶剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述形成分散有纳米结构的可挥发溶液步骤包括：
形成纳米结构，将所述纳米结构分散在可挥发溶剂中；
或者，
通过乳液聚合法在溶剂中形成纳米结构。
10.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括层叠设置的若干发光单元，以及夹设在相邻各所述发光单元之间的权利要求1-7任一项所述的电荷产生结构。
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