CN107170898A - 一种倒置oled器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒置OLED器件，包括阴极基底，其上纳米注入层，在纳米注入层上沉积一层激子隔离层，在激子隔离层上沉积一层电子传输层，所述电子传输层上方次依次为发光层、空穴传输层、空穴注入层、阳极。本发明具有解决倒置OLED器件电子空穴注入不平衡的问题，显著提高电子注入效率、降低启亮电压，避免非辐射跃迁损失，最终大幅提高OLED器件的发光效率的优点。

Description

一种倒置OLED器件

技术领域

本发明涉及顶发射有机电致发光器件技术领域，特别涉及一种倒置OLED器件。

背景技术

有机发光二极管（OLED）同时具备全固态、自发光、响应速度块、视角广泛、工作温度范围广等一系列优点，受到越来越多的学界和产业界的关注。经过多年不断的积极探索，器件的结构和工艺的以及相关材料的进一步优化，有机电致发光已经取得了长足进步，目前已经实现了产业化。根据有关研究机构的预测，OLED面板2020年产值将超过600亿美元。但是要在平板显示市场上充分发挥其优势，有机电致发光器件的发光效率、驱动电压、寿命、器件稳定性等方面还需要进一步改善。

传统的OLED器件结构采用诸如Al、Ag等低功函数的金属材料作为阴极。由于此类的金属材料较活泼，在空气条件下容易被氧化，引起电极功函数的升高，造成电子注入性能的下降，并最终降低器件的寿命。采用倒置OLED器件结构可以很好的解决这一问题，提高器件的寿命。倒置结构OLED通常使用传统的玻璃或者柔性衬底上制备的ITO作为阴极。由于ITO的功函数较高(未处理的ITO 功函数4.5 eV左右)，通常其是作为一种阳极电极使用。当用作阴极时，较高的功函数造成器件电子注入势垒较大，降低了电子注入效率，提高了启亮电压，影响了器件的性能。有一些办法可以用来改善这一问题。例如可以在ITO上生长一层无机氧化物电子注入层，例如TiO2、ZnO等。但是这类金属氧化物的生长流程复杂，制备过程中需要经过高温、溶液、化学合成等过程。一方面与柔性基底并不兼容，另一方面增加了工艺的复杂性，提高了器件的制作成本。

发明内容

本发明旨在解决倒置OLED中阴极简单修饰的问题，使用简单方便的方法制备纳米注入层，增强阴极电子注入能力，实现电子空穴注入平衡，获得倒置OLED器件。

本发明提出了一种倒置OLED 器件，包括阴极基底、其上真空沉积纳米注入层，在纳米注入层之上沉积激子隔离层，沉积激子隔离层上方依次为电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极。

优选地，纳米注入层的制备采用真空热蒸发的方式，使用低功函数金属材料制备，名义厚度在0.25nm~2 nm，沉积速率为0.02 nm/s。注入层呈不连续的分散的纳米球颗粒形貌。纳米颗粒粒径尺寸在5 nm左右。作为优选，所述的纳米注入层的材质选择Al、Ag、Mg中的一种。

优选地，所述的激子隔离层为宽禁带有机电子传输材料，其厚度在5~10 nm。

优选地，所述的激子保护层选择BAlQ3、Bphen、BCP、AlQ3、TPBI的一种。

优选地，所述的电子传输层，发光层，空穴传输层，空穴注入层均采用真空热蒸镀的方式沉积成膜。

优选地，电子传输层可以使用与激子保护层相同材料，减小激子保护层同电子传输层之间的势垒，降低器件电阻，提高器件的效率。

优选地，所述阳极采用金属电极、透明金属氧化物或复合阳极，制备成半透明或全反射的电极薄膜。

与现有技术相比，本发明专利至少具备以下优点：本发明专利使用热蒸发的低功函数金属纳米颗粒作为纳米注入层，降低了倒置OLED器件阴极功函数，提高了电子注入效率和器件性能。本发明使用激子隔离层对纳米注入层进行包覆，避免了激子在金属上的猝灭作用，减少了非辐射跃迁损失，提高了器件发光效率。本发明所用的真空沉积工艺，无需新增设备和环境，工艺简单方便，与OLED集成性好，成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明公开一种倒置OLED 器件，包括阴极基底1、其上真空沉积纳米注入层2，在纳米注入层之上沉积激子隔离层3，沉积激子隔离层上方依次为电子传输层4、发光层5、空穴传输层6、空穴注入层7和阳极8。

优选地，纳米注入层的制备采用真空热蒸发的方式，使用低功函数金属材料制备，名义厚度在0.25nm~2 nm，沉积速率为0.02 nm/s。注入层呈不连续的分散的纳米球颗粒形貌。纳米颗粒粒径尺寸在5 nm左右。作为优选，所述的纳米注入层的材质选择Al、Ag、Mg中的一种。

优选地，所述的激子隔离层为宽禁带有机电子传输材料，其厚度在5~10 nm。

优选地，所述的激子保护层选择BAlQ3、Bphen、BCP、AlQ3、TPBI的一种。

优选地，所述的电子传输层，发光层，空穴传输层，空穴注入层均采用真空热蒸镀的方式沉积成膜。

优选地，电子传输层可以使用与激子保护层相同材料，减小激子保护层同电子传输层之间的势垒，降低器件电阻，提高器件的效率。

优选地，所述阳极采用金属电极、透明金属氧化物或复合阳极，制备成半透明或全反射的电极薄膜.

实施例1

低电压高效倒置OLED器件结构，在ITO基板上真空热蒸发沉积一层Al纳米颗粒作为纳米注入层。其次是5 nm Bphen 作为激子隔离层，其后40 nm TPBI 作为电子传输层，20 nmmCP：FIrPic作为发光层，40 NPB作为空穴传输层，5 nm MoO3作为空穴注入层，阳极为100nm 的Al。

实施例2

低压硅基微显示OLED器件结构，单晶硅作为基底阴极，在单晶硅基板上真空热蒸发沉积一层Ag纳米颗粒作为纳米注入层。其次是45 nm TPBI 作为激子隔离层和电子注入层，20 nm CBP：DMQA作为发光层，40 TAPC作为空穴传输层，5 nm MoO3作为空穴注入层，阳极为半透明的WoO3/Ag/WoO3 复合电极。

本发明的纳米注入层，为采用低功函数的热蒸发制备的金属纳米颗粒。其作用一方面在于降低阴极的功函数，使电极的功函数与电子传输层的能级相匹配。另一方面，金属对有机层的掺杂作用可以大幅提高有机层的导电性，增强了其电荷传输能力。最终，纳米注入层可以解决倒置OLED器件电子空穴注入不平衡的问题，显著提高电子注入效率、降低启亮电压，避免非辐射跃迁损失，最终提高OLED器件的发光效率。采用真空热蒸发的方法制备纳米注入层，与小分子OLED的制备工艺兼容性能好，并且适用于各种不同材质的基底。

本发明的激子隔离层，为宽禁带有机电子传输材料。其作用在于对纳米注入层形成包覆结构。由于用于注入层的金属纳米颗粒对于激子存在较强烈的猝灭作用，造成非辐射跃迁，从而降低了OLED的发光效率，因此需要引入宽禁带的激子隔离层。宽禁带材料可以阻挡激子向金属纳米颗粒上的扩散，降低非辐射跃迁的损失，另一方面，薄的激子隔离层可以保证电子向发光层的有效注入。

综上所述，本发明解决倒置OLED中阴极简单修饰的问题，使用简单方便的方法制备纳米注入层，增强阴极电子注入能力，实现电子空穴注入平衡，获得倒置OLED器件。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种倒置OLED器件，其特征在于，包括阴极基底(1)，其上为纳米注入层(2)，在纳米注入层(2)上沉积一层激子隔离层(3)，在激子隔离层(3)上沉积一层电子传输层(4)，所述电子传输层(4)上方次依次为发光层(5)、空穴传输层(6)、空穴注入层(7)、阳极(8)。

2.如权利要求1所述的倒置OLED器件，其特征在于，所述的阴极基底(1)的材质包括ITO、FTO、Si、石墨烯、碳纳米管中的一种，其厚度在100~200 nm。

3.如权利要求1所述的倒置OLED器件，其特征在于，所述的纳米注入层(2)采用真空热蒸发的方式，使用低功函数金属材料制备；厚度在0.25 nm~2 nm，沉积速率为0.02 nm/s；所述的纳米注入层(2)呈不连续的分散的纳米球颗粒形貌。

4.如权利要求1或3所述的倒置OLED器件，其特征在于，所述的纳米注入层(2)层的材质选择Al、Ag、Mg纳米颗粒的一种。

5.如权利要求1所述的倒置OLED器件，其特征在于，所述的激子隔离层(3)为宽禁带有机电子传输材料，其厚度在5~10 nm。

6.如权利要求1或5所述的倒置OLED器件，其特征在于，所述的激子保护层(3)的材质包括BAlQ3、Bphen、BCP、AlQ3、TPBI的一种。

7.如权利要求1所述的倒置OLED器件，其特征在于，所述的电子传输层(4)、发光层(5)、空穴传输层(6)、空穴注入层(7)均采用真空蒸镀的方式制备。

8.如权利要求1所述的倒置OLED器件，其特征在于，所述的阳极(8)采用金属电极、透明金属氧化物或复合阳极，制备成的半透明或全反射的电极薄膜。