CN109786570A - 一种磷光oled器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式涉及显示技术领域，公开了一种磷光OLED器件，包括：基板，以及依次设置在基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层；有机发光层为非掺杂型，且有机发光层包括：非掺杂主体层以及嵌设在非掺杂主体层内的非掺杂磷光发光层。本发明实施方式提供的一种磷光OLED器件及其制造方法，工艺简单、实用性强，且能够有效抑制效率滚降。

Description

一种磷光OLED器件及其制造方法

技术领域

本发明实施方式涉及显示技术领域，特别涉及一种磷光OLED器件及其制造方法。

背景技术

目前，OLED显示技术日趋成熟化，已经有商业化的产品走入人们的视野。OLED显示技术由非常薄的有机材料膜层和基板构成，当有电荷通过有机材料膜层时这些有机材料就会发光，OLED器件发光的颜色取决于有机发光层的材料，可以通过改变发光层的染料材料来得到所需的颜色。

OLED器件显示具有自发光、构造简单、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、低功耗、使用温度范围广等优点，如用柔性材料做衬底，可以制成可折叠的显示器。由于OLED器件是全固态、非真空器件，具有抗震荡、耐低温(-40℃)等特性，在军事方面也有十分重要的应用，如用作坦克、飞机等现代化武器的显示终端。

在OLED器件中，磷光OLED器件由于能够同时利用三重态和单重态的激子，内量子效率理论上可达到100％，能够克服传统荧光OLED器件只利用单重态激子时效率为25％的限制。

但是本发明的发明人发现：在制作磷光OLED器件时要实现三重态磷光，通常需要将重金属原子与主体材料进行掺杂，掺杂工艺比较复杂，难以精确控制，实用性不强；且重金属配合物磷光寿命相对较长，容易引起浓度淬灭和三重态-三重态湮灭(TTA)，从而造成严重的效率滚降。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种磷光OLED器件及其制造方法，工艺简单、实用性强，且能够有效抑制效率滚降。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种磷光OLED器件，包括：基板，以及依次设置在基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层；有机发光层为非掺杂型，且有机发光层包括：非掺杂主体层以及嵌设在非掺杂主体层内的非掺杂磷光发光层。

本发明的实施方式还提供了一种磷光OLED器件的制造方法，包括：提供一含有阳极层的基板；在基板的阳极层上沉积空穴注入层；在空穴注入层上沉积空穴传输层；在空穴传输层上，沉积一层有机发光层，其中，有机发光层包括：非掺杂主体层以及嵌设在非掺杂主体层内的非掺杂磷光发光层；在有机发光层上沉积电子传输层；在电子传输层上沉积电子注入层；在电子注入层上沉积阴极层。

本发明的实施方式相比于现有技术而言，通过在有机发光层的非掺杂主体层内嵌设非掺杂磷光发光层来实现磷光OLED器件的三重态磷光，使得此种磷光OLED器件相较于将重金属原子与主体材料进行掺杂的OLED器件来说，在有机发光层的非掺杂主体层内嵌设非掺杂磷光发光层的做法，制作工艺简单、易精准控制而实用性强；且避免了使用重金属配合物磷光，如此避免了由于重金属配合物磷光寿命相对较长，而引起浓度淬灭和三重态-三重态湮灭(TTA)，造成严重的效率滚降的问题，从而有效抑制了磷光OLED器件的效率滚降。

另外，非掺杂主体层为空穴型主体层，非掺杂磷光发光层为一层，且非掺杂磷光发光层与空穴传输层之间的距离小于非掺杂磷光发光层与电子传输层之间的距离。

另外，非掺杂主体层为电子型主体层，非掺杂磷光发光层为一层，且非掺杂磷光发光层与电子传输层之间的距离小于非掺杂磷光发光层与空穴传输层之间的距离。

另外，非掺杂主体层为双极型主体层，非掺杂磷光发光层为两层；其中一层非掺杂磷光发光层与空穴传输层的距离，与另一层磷光发光层与电子传输层的距离相等。

另外，非掺杂主体层的三线态能级高于非掺杂磷光发光层的三线态能级。该方案中非掺杂主体层的三线态能级高于非掺杂磷光发光层的三线态能级，将三重态激子限定在磷光发光层内，避免能量的逆向回传，从而提高了磷光OLED器件的发光效率。

另外，非掺杂磷光发光层的厚度范围为0.1nm～0.5nm。该方案中将非掺杂磷光发光层厚度限定在0.1nm～0.5nm之间，以减小增设非掺杂磷光发光层对磷光OLED器件的传输性质及激子的复合性质的影响，从而降低增设非掺杂磷光发光层对OLED器件的驱动电压的影响。

另外，有机发光层中包括激子复合区，所述非掺杂磷光发光层与所述激子复合区之间的距离范围为3nm～6nm。该方案中将非掺杂磷光发光层与激子复合区之间的距离限定在3nm～6nm之间，增大了激子的扩散区域，降低激子复合区域的激子浓度，避免了磷光OLED器件中有机发光层的激子三重态-三重态湮灭，因此能降低磷光OLED器件的效率滚降、显著提高磷光OLED器件的操作寿命和操作稳定性。

另外，有机发光层的厚度范围为15nm～25nm。

另外，沉积空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层的方法包括：真空热蒸镀和喷墨打印技术中的至少一者。该方案中给出了沉积空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层的具体实现方式。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式提供的磷光OLED器件的结构示意图；

图2是本发明第二实施方式提供的磷光OLED器件的结构示意图；

图3是本发明第三实施方式提供的磷光OLED器件的结构示意图；

图4是本发明第四实施方式提供的磷光OLED器件的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种磷光OLED器件，如图1所示，本实施方式的核心在于，包括：基板1，以及依次设置在基板上的阳极层2、空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光层5、电子传输层6、电子注入层7以及阴极层8；有机发光层5为非掺杂型，且有机发光层5包括：非掺杂主体层510以及嵌设在非掺杂主体层内的非掺杂磷光发光层520。通过在有机发光层5的非掺杂主体层510内嵌设非掺杂磷光发光层520来实现磷光OLED器件的三重态磷光，使得此种磷光OLED器件相较于将重金属原子与主体材料进行掺杂的OLED器件来说，在有机发光层的非掺杂主体层内嵌设非掺杂磷光发光层的做法，制作工艺简单、易精准控制而实用性强；且避免了使用重金属配合物磷光，如此避免了由于重金属配合物磷光寿命相对较长，而引起浓度淬灭和三重态-三重态湮灭(TTA)，造成严重的效率滚降的问题，从而有效抑制了磷光OLED器件的效率滚降。

下面对本实施方式的方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施方式中以有机发光层5的非掺杂主体层510为空穴型主体层进行说明。如图1所示，本实施方式中非掺杂磷光发光层520为一层，且非掺杂磷光发光层520与空穴传输层4之间的距离小于非掺杂磷光发光层520与电子传输层6之间的距离。

需要说明的是，整个有机发光层5的厚度范围为15nm～25nm，其中，非掺杂磷光发光层520的厚度范围为0.1nm～0.5nm，可以看出，本实施方式中的非掺杂磷光发光层520的厚度相较于整个有机发光层5的厚度来说非常地薄，设置超薄的非掺杂磷光发光层520用以减小增设非掺杂磷光发光层520对磷光OLED器件的传输性质及激子的复合性质的影响，从而降低增设非掺杂磷光发光层520对OLED器件的驱动电压的影响。

值得一提的是，有机发光层5中还包括激子复合区530，非掺杂磷光发光层520与激子复合区530之间的距离范围为3nm～6nm。

具体地说，所谓的激子复合区530即为空穴和电子相遇复合的区域，可通过在OLED器件中插入一层sensing layer激子探测层来获知该激子复合区530在有机发光层5中的位置。从图1中可以看出，当有机发光层5的非掺杂主体层510为空穴型主体层时，激子复合区530靠近电子传输层6。非掺杂磷光发光层520位于激子复合区530下方，且非掺杂磷光发光层520与激子复合区530之间的距离范围为3nm～6nm。本实施方式中将非掺杂磷光发光层520与激子复合区530之间的距离限定在3nm～6nm之间，增大了激子的扩散区域，降低激子复合区530的激子浓度，避免了激子的三重态-三重态湮灭，因此能降低磷光OLED器件的效率滚降、显著提高磷光OLED器件的操作寿命和操作稳定性。

值得一提的是，本实施方式中，非掺杂主体层510的三线态能级高于非掺杂磷光发光层520的三线态能级。

由于大部分有机材料只能适用于单种载流子的传输，空穴的迁移率通常又比电子快，所以单一主体的掺杂器件往往会导致载流子不平衡，使复合发光区偏向电极一侧，而金属阴极对发光有很强的淬灭作用，从而严重影响了器件的发光效率，而且滚降也比较严重。为了实现高效率的发光，避免能量的逆向回传，同时将三重态激子限定在磷光发光层内，非掺主体层510的三线态能级应大于磷光发光层520的三线态能级，使得激子向磷光发光层520一侧扩散，将三重态激子限定在磷光发光层520内，然后被磷光发光层520捕获发光，降低了激子向阴极扩散的浓度，从而减少了能量的逆向回传，提高了磷光OLED器件的发光效率。

与现有技术相比，本实施方式中提供了一种磷光OLED器件，通过在有机发光层5的非掺杂主体层510内嵌设非掺杂磷光发光层520来实现磷光OLED器件的三重态磷光，使得此种磷光OLED器件相较于将重金属原子与主体材料进行掺杂的OLED器件来说，在有机发光层的非掺杂主体层内嵌设非掺杂磷光发光层的做法，制作工艺简单、易精准控制而实用性强；且避免了使用重金属配合物磷光，如此避免了由于重金属配合物磷光寿命相对较长，而引起浓度淬灭和三重态-三重态湮灭(TTA)，从而有效抑制了磷光OLED器件的效率滚降。

本发明的第二实施方式还提供了一种磷光OLED器件，该实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于，本实施方式中非掺杂主体层为电子型主体层，非掺杂磷光发光层为一层，且非掺杂磷光发光层与电子传输层之间的距离小于非掺杂磷光发光层与空穴传输层之间的距离。

本实施方式的一种磷光OLED器件的结构示意图如图2所示，本实施方式中的磷光OLED器件的结构包括：基板1，以及依次设置在基板上的阳极层2、空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光层5、电子传输层6、电子注入层7以及阴极层8。本实施方式中的有机发光层5中的非掺杂主体层511为电子型主体层，非掺杂磷光发光层521为一层，且非掺杂磷光发光层521与电子传输层6之间的距离小于非掺杂磷光发光层521与空穴传输层3之间的距离。

值得一提的是，有机发光层5中还包括激子复合区531，非掺杂磷光发光层521与激子复合区531之间的距离范围为3nm～6nm。

从图2可以看出，当有机发光层5中的非掺杂主体层511为电子型主体层时，激子复合区531靠近空穴传输层4。非掺杂磷光发光层521位于激子复合区531上方，且非掺杂磷光发光层521与激子复合区531之间的距离范围为3nm～6nm。本实施方式中将非掺杂磷光发光层521与激子复合区531之间的距离限定在3nm～6nm之间，增大了激子的扩散区域，降低激子复合区531的激子浓度，避免了激子的三重态-三重态湮灭，因此能降低磷光OLED器件的效率滚降、显著提高磷光OLED器件的操作寿命和操作稳定性。

需要说明的是，本实施方式中的整个有机发光层5的厚度范围、以及非掺杂磷光发光层521的厚度范围与第一实施方式中大致相同；且本实施方式中的非掺杂主体层511的三线态能级高于非掺杂磷光发光层521的三线态能级，与第一实施方式中相同，在此不再进行赘述。

与现有技术相比，本实施方式中提供了一种磷光OLED器件，非掺杂主体层511为电子型主体层，非掺杂磷光发光层521为一层，且非掺杂磷光发光层521与电子传输层6之间的距离小于非掺杂磷光发光层521与空穴传输层4之间的距离。给出了另一种具体的磷光OLED器件的实现方式。

本发明的第三实施方式还提供了一种磷光OLED器件，该实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于，非掺杂主体层为双极型主体层，非掺杂磷光发光层为两层；其中一层非掺杂磷光发光层与空穴传输层的距离，与另一层磷光发光层与电子传输层的距离相等。

本实施方式的一种磷光OLED器件的结构示意图如图3所示，本实施方式中的磷光OLED器件的结构包括：基板1，以及依次设置在基板上的阳极层2、空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光层5、电子传输层6、电子注入层7以及阴极层8。本实施方式中的非掺杂主体层512为双极型主体层，非掺杂磷光发光层522为两层；其中一层非掺杂磷光发光层522与空穴传输层4的距离，与另一层非掺杂磷光发光层522与电子传输层6的距离相等。

值得一提的是，有机发光层5中还包括激子复合区532，非掺杂磷光发光层522与激子复合区532之间的距离范围为3nm～6nm。

从图3可以看出，当有机发光层5中的非掺杂主体层512为双极型主体层时，激子复合区532位于有机发光层5的中间位置处。两个非掺杂磷光发光层522分别位于激子复合区532的上方和下方，且两个非掺杂磷光发光层522与激子复合区532之间的距离范围均为3nm～6nm。本实施方式中将两个非掺杂磷光发光层522与激子复合区532之间的距离均限定在3nm～6nm之间，增大了激子的扩散区域，降低激子复合区域的激子浓度，避免了激子的三重态-三重态湮灭，因此能降低磷光OLED器件的效率滚降、显著提高磷光OLED器件的操作寿命和操作稳定性。

需要说明的是，本实施方式中的整个有机发光层5的厚度范围、以及非掺杂磷光发光层522的厚度范围与第一实施方式中大致相同；且本实施方式中的非掺杂主体层512的三线态能级高于非掺杂磷光发光层522的三线态能级，与第一实施方式中相同，在此不再进行赘述。

与现有技术相比，本实施方式中提供了一种磷光OLED器件，非掺杂主体层512为双极型主体层，非掺杂磷光发光层522为两层；其中一层非掺杂磷光发光层522与空穴传输层4的距离，与另一层非掺杂磷光发光层522与电子传输层6的距离相等。给出了另外一种具体的磷光OLED器件的实现方式。

本发明的第四实施方式还提供了一种磷光OLED器件的制造方法。本实施方式中的磷光OLED器件的制造方法具体用于制造上述任一实施方式中的磷光OLED器件。

本实施方式中的磷光OLED器件的制造方法的具体流程示意图如图4所示，具体包括：

步骤101：提供一含有阳极层的基板。

具体地说，基板可以为玻璃基板，也可以为有机材料基板。在处理之前，先对提供的含有阳极层的基板进行清洗，避免灰尘等杂质影响到最终OLED器件的质量，并在蒸镀有机层前对基板进行plasma前处理，降低阳极层的功函数。

步骤102：在基板的阳极层上沉积空穴注入层。

具体地说，在阳极层上沉积空穴注入层，可以降低界面间的能垒，有利于空穴在外部电场的驱动下从阳极层注入到有机层中。

步骤103：在空穴注入层上沉积空穴传输层。

具体地说，空穴传输层需要具备较高的空穴迁移率，以保证空穴的有效传输。

步骤104：在空穴传输层上，沉积一层有机发光层，其中，有机发光层包括：非掺杂主体层以及嵌设在非掺杂主体层内的非掺杂磷光发光层。

具体地说，在空穴传输层上沉积一层有机发光层。有机发光层有三种具体形式；第一种：非掺杂主体层为空穴型主体层，非掺杂磷光发光层为一层，且非掺杂磷光发光层与空穴传输层之间的距离小于非掺杂磷光发光层与电子传输层之间的距离。第二种：非掺杂主体层为电子型主体层，非掺杂磷光发光层为一层，且非掺杂磷光发光层与电子传输层之间的距离小于非掺杂磷光发光层与空穴传输层之间的距离。第三种：非掺杂主体层为双极型主体层，非掺杂磷光发光层为两层；其中一层非掺杂磷光发光层与空穴传输层的距离，与另一层磷光发光层与电子传输层的距离相等。

步骤105：在有机发光层上沉积电子传输层。

具体地说，电子传输层需要具备较高的电子迁移率，以保证电子的有效传输。

步骤106：在电子传输层上沉积电子注入层。

具体地说，电子注入层有利于电子在外部电场驱动下由阴极层向有机层注入。

步骤107：在电子注入层上沉积阴极层。

需要说明的是，本实施方式中沉积空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层的方法包括：真空热蒸镀和喷墨打印技术中的至少一者。给出了沉积空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层的具体实现方式。

值得一提的是，在沉积完阴极层后，还需对OLED器件进行封装以保护OLED器件不受外界环境的影响，从而提高OLED器件的使用寿命，具体的器件封装方法在本实施方式中不进行过多说明。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种磷光OLED器件，包括：基板，以及依次设置在所述基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层以及阴极层；其特征在于，所述有机发光层为非掺杂型，且所述有机发光层包括：非掺杂主体层以及嵌设在所述非掺杂主体层内的非掺杂磷光发光层。

2.根据权利要求1所述的磷光OLED器件，其特征在于，所述非掺杂主体层为空穴型主体层，所述非掺杂磷光发光层为一层，且所述非掺杂磷光发光层与所述空穴传输层之间的距离小于所述非掺杂磷光发光层与所述电子传输层之间的距离。

3.根据权利要求1所述的磷光OLED器件，其特征在于，所述非掺杂主体层为电子型主体层，所述非掺杂磷光发光层为一层，且所述非掺杂磷光发光层与所述电子传输层之间的距离小于所述非掺杂磷光发光层与所述空穴传输层之间的距离。

4.根据权利要求1所述的磷光OLED器件，其特征在于，所述非掺杂主体层为双极型主体层，所述非掺杂磷光发光层为两层；

其中一层所述非掺杂磷光发光层与所述空穴传输层的距离，与另一层所述磷光发光层与所述电子传输层的距离相等。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的磷光OLED器件，其特征在于，所述非掺杂主体层的三线态能级高于所述非掺杂磷光发光层的三线态能级。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的磷光OLED器件，其特征在于，所述非掺杂磷光发光层的厚度范围为0.1nm～0.5nm。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的磷光OLED器件，其特征在于，所述有机发光层中包括激子复合区，所述非掺杂磷光发光层与所述激子复合区之间的距离范围为3nm～6nm。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的磷光OLED器件，其特征在于，所述有机发光层的厚度范围为15nm～25nm。

9.一种磷光OLED器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供一含有阳极层的基板；

在所述基板的阳极层上沉积空穴注入层；

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，沉积一层有机发光层，其中，所述有机发光层包括：非掺杂主体层以及嵌设在所述非掺杂主体层内的非掺杂磷光发光层；

在所述有机发光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；

在所述电子注入层上沉积阴极层。

10.根据权利要求9中所述的磷光OLED器件的制造方法，其特征在于，沉积所述空穴注入层、所述空穴传输层、所述有机发光层、所述电子传输层、所述电子注入层以及所述阴极层的方法包括：真空热蒸镀和喷墨打印技术中的至少一者。