CN109860406A - 有机电致发光二极管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机电致发光技术领域,公开了一种有机电致发光二极管及其制备方法。该有机电致发光二极管包括依次层叠的基板、第一电极、空穴传输层、复合发光单元、电子传输层和第二电极;所述复合发光单元包括由依次层叠的n个发光单元构成的发光单元组、以及层叠于所述发光单元组一侧的激子延迟层;所述发光单元包括发光层和层叠于所述发光层一侧的效率增强层。本发明通过在有机电致发光二极管中增设效率增强层和激子延迟层,有效改善有机发光器件的效率滚降,提高器件的发光效率,并延长器件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于有机电致发光技术领域,特别涉及一种有机电致发光二极管及其制备方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-emitting Diode,OLED)由两个相对的电极和置于其间的具有半导体特性的多层有机材料薄膜组成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光,即有机发光现象。
在OLED的有机发光材料中,磷光材料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%,从而能克服传统的荧光发光材料只利用单重态激子时效率不超过25%的限制,实现高效的显示。通常,对于磷光材料,还会使用主客掺杂的发光结构。常见的有机电致发光器件结构包括基板,以及依次制备于基板上的第一电极、空穴传输单元、有机发光层、电子传输单元以及第二电极。其中,有机发光层包括主体材料和掺杂客体,掺杂客体按照一定比例均匀分散于主体材料中。
虽然通过设计器件的结构和选择合适的主体材料,能保证电子和空穴在发光层相遇形成激子。但是,由于OLED器件中的载流子传输不平衡,部分空穴和电子并不在发光层的中间复合,而是在发光层偏空穴端或偏电子端、甚至在界面处复合。同时,由于磷光材料的三线态激子寿命相对较长(在微秒级别),在高电流密度下,一方面,会导致了激扩散范围较广,部分激子扩散到发光层之外相邻的非发光层中而浪费,导致能量损失;另一方面这些高能态激子还会对空穴传输材料或电子传输材料进行化学降解和激子湮灭,导致OLED寿命降低。以上情况都会造成OLED器件在高亮度下严重的效率滚降,导致发光器件寿命短。
因此,需要对现有的有机发光器件结构进行改进,以获得低滚降的磷光有机发光器件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机电致发光二极管及其制备方法,以改善有机发光器件的效率滚降,提高器件的发光效率、延长器件的使用寿命。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
本发明的实施方式提供了一种有机电致发光二极管,至少包括依次层叠的基板、第一电极、空穴传输层、复合发光单元、电子传输层和第二电极;其中,所述复合发光单元包括由依次层叠的n个发光单元构成的发光单元组、以及层叠于发光单元组一侧的激子延迟层;每一个发光单元包括发光层和层叠于发光层一侧的效率增强层;其中,发光层包括至少一种主体材料和掺杂于主体材料中的至少一种客体材料,效率增强层包括至少一种利用T1激子发光的发光材料;激子延迟层延迟高电流下发光层中T1激子的形成数量,并使得不同电流密度下的激子复合区不偏移。
相对于现有技术而言,本发明的实施方式所提供的有机电致发光二极管中,包括了复合发光单元,在该复合发光单元中,除了常规的发光层之外,还增设了效率增强层和激子延迟层。上述效率增强层和激子延迟层的增设可达到如下两方面的技术效果:
(1)有效提升OLED器件的发光效率:一方面,激子延迟层能调节不同电流密度下的激子浓度和分布,使得在一定偏压下形成的激子复合区不发生移动。另一方面,一旦有三线态激子从发光层扩散出来,与发光层相邻的效率增强层则能够快速、直接地利用这些三线态激子进行快速发光,从而明显提升器件发光效率、降低器件在高电流密度下的效率滚降问题。
(2)显著延长OLED器件的使用寿命:首先,效率增强层直接利用高电流密度下从发光层扩散出来的激子,降低了在高电流密度下三线态激子的相对密度,而减少过剩的三线态激子对空穴传输层或电子传输层的化学降解。其次,效率增强层的设计可降低空穴从空穴传输层到复合发光单元中客体传递的能垒,或降低电子从电子传输层到复合发光单元中的客体传递的能垒,从而利于降低载流子在空穴传输层/复合发光单元界面或者复合发光单元/电子传输层界面的堆积,从而降低激子湮灭的概率,进一步提升器件寿命。另外,由于激子延迟层还可调节不同电流密度下激子浓度和分布,使得器件在不同电流密度下的激子复合区不发生移动,从而也能避免激子复合区移动对器件寿命的影响。
可选地,在本发明的实施方式所提供的有机电致发光二极管中,发光层中的主体材料为电子传输型主体材料,效率增强层位于发光层靠近空穴传输层一侧;激子延迟层位于发光单元组与电子传输层之间,且激子延迟层的载流子传输率/电子传输层的载流子传输率为0.005~0.02。当OLED器件的发光层使用的是电子传输型主体材料时,电子空穴复合中心靠近空穴传输单元一侧,三线态激子较易扩散到相邻的空穴传输单元中,因此将效率增强层位于发光层靠近空穴传输单元一侧,可以更多利用从发光层扩散出来的激子独立发光,提高器件发光效率,降低器件效率滚降。同时,激子延迟层为电子型激子延迟层,可降低发光层中的电子数,延迟高电流下在发光层中形成的激子数,从而减少三线态激子浓度猝灭。此外,效率增强层的设计还可以降低空穴从空穴传输层到复合发光单元中客体传递的能垒,降低载流子在空穴传输层/复合发光单元界面的堆积,从而也可达到降低激子湮灭概率的作用,进一步提升器件寿命。
可选地,在本发明的实施方式所提供的有机电致发光二极管中,发光层中的主体材料为空穴传输型主体材料,效率增强层位于发光层靠近电子传输层一侧;激子延迟层位于发光单元组与空穴传输层之间,且激子延迟层的载流子传输率/空穴传输层的载流子传输率为0.005~0.02。当OLED器件的发光层使用的是空穴传输型主体材料时,电子空穴复合中心靠近电子传输单元一侧,三线态激子较易扩散到相邻的电子传输单元中,因此将效率增强层位于发光层靠近电子传输单元一侧,可以更多利用从发光层扩散出来的激子独立发光,提高器件发光效率,降低器件效率滚降。同时,激子延迟层为空穴型激子延迟层,可降低发光层中的空穴数,延迟高电流下发光层中形成的激子数,减少三线态激子浓度猝灭。此外,效率增强层也可降低电子从电子传输层到复合发光单元中的客体传递的能垒,降低载流子在复合发光单元/电子传输层界面的堆积,从而降低激子湮灭的概率,进一步提升器件寿命。
可选地,当发光层中的主体材料为电子传输型主体材料时,激子延迟层的LUMO能级介于所述发光层与电子传输层之间,如2.3~3.0eV;当发光层中的主体材料为电子传输型主体材料时,激子延迟层的HOMO能级介于发光层与空穴传输层之间,如5.3~6.3eV。
可选地,效率增强层的厚度为0.2~0.5nm,激子延迟层的厚度为3~15nm,发光层的厚度为1~65nm。发光单元个数n的取值范围为1~65,复合发光单元的总厚度为4~80nm,因此,效率增强层和激子延迟层的增设不会明显改变OLED器件的整体外观和电学特性。
可选地,发光层中的主体材料为荧光发光材料,发光层中的客体材料为磷光发光材料,效率增强层中的发光材料为磷光发光材料。
可选地,效率增强层中的发光材料与发光层中的客体材料为相同材料。
本发明的实施方式也提供一种有机电致发光二极管的制备方法,其至少包括如下步骤:
S1:提供一基板,在所述基板上制作第一电极;S2:在所述第一电极上,沉积空穴传输层;S3:在所述空穴传输层上,沉积复合发光单元,所述复合发光单元包括由依次层叠的n个发光单元构成的发光单元组、以及层叠于所述发光单元组一侧的激子延迟层;所述发光单元包括发光层和层叠于所述发光层一侧的效率增强层;所述发光层包括至少一种主体材料和掺杂于所述主体材料中的至少一种客体材料,所述效率增强层包括至少一种利用T1激子发光的发光材料;所述激子延迟层延迟高电流下所述发光层中形成的T1激子浓度,并使得不同电流密度下的激子复合区不偏移;S4:在所述复合发光单元上依次沉积电子传输层;S5:在所述电子传输层上,制作第二电极。上述步骤中的沉积方法可以为真空热蒸镀或喷墨打印等本领域常规方法,无需新增或改进常规设备,即能完成本发明所提供的有机电致发光二极管的制备。
附图说明
一个或多个实施例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例的限定,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是根据本发明第一实施方式的有机电致发光二极管的结构示意图;
图2是根据本发明第一实施方式的有机电致发光二极管中复合发光单元的结构示意图;
图3是根据本发明第一实施方式中实施例1的有机电致发光二极管中各材料的能级图;
图4是根据本发明第一实施方式中的器件1-1与器件1-2的电流密度-电压的曲线对比图;
图5是根据本发明第一实施方式中的器件1-1与器件1-2的亮度-电压的曲线对比图;
图6是根据本发明第一实施方式中的器件1-1与器件1-2的电流效率-电流密度的曲线对比图;
图7是根据本发明第一实施方式中的器件1-1与器件1-2的外量子效率-亮度的曲线对比图;
图8是根据本发明第一实施方式中的器件1-1与器件1-2的发光强度-波长的曲线对比图;
图9是根据本发明第一实施方式中的器件1-1与器件1-2的亮度-时间的曲线对比图;
图10是根据本发明第二实施方式中的有机电致发光二极管的结构示意图;
图11是根据本发明第三实施方式的有机电致发光二极管的结构示意图;
图12是根据本发明第三实施方式的有机电致发光二极管中复合发光单元的结构示意图;
图13是根据本发明第四实施方式的有机电致发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本发明的各具体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,也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的说明书中所涉及的有机发光二级管的各结构层,在本技术领域内也常以如下英文简称表示:空穴传输单元(HTL)、复合发光单元(CEML:Compound EML)、掺杂发光层(DEML)、效率增强层(EEL:Efficiency-enhanced Layer)、激子延迟层(ERL:exciton-retared layer)、电子传输单元(ETL)电子型主体(EHS:electron host)、空穴型主体(HHS:hole host)、蓝色磷光客体材料(PB:phosphor blue)。
本发明的第一实施方式涉及一种有机电致发光二极管,其结构如附图1所示。该有机电致发光二极管包括依次层叠的基板10A、第一电极20A、空穴传输层30A、复合发光单元40A、电子传输层50A和第二电极60A。本实施方式中的复合发光单元40A中的发光单元组仅包括1个发光单元、激子延迟层则层叠于该发光单元组的一侧。所述复合发光单元40A的结构如附图2所示,该复合发光单元40A包括发光层410A、层叠于发光层410A靠近空穴传输层一侧的效率增强层420A(发光层410A以及效率增强层420A构成一个发光单元)、以及位于发光单元与电子传输层之间的激子延迟层430A。
在本实施方式中,发光层410A为掺杂型的发光层,厚度为1~65nm,其包括主体材料和掺杂于主体材料中的客体材料;该主体材料为荧光发光材料,并且是一种电子传输型主体材料,客体材料为磷光发光材料。效率增强层420A为非掺杂的增效客体层,厚度为0.2~0.5nm,其中所使用的发光材料也为磷光发光材料,可以与发光层410A中的客体材料为相同的磷光发光材料,也可以与发光层410A中的客体材料为不同的磷光发光材料。激子延迟层430A的厚度为3~15nm,且激子延迟层430A的载流子传输率/电子传输层50A的载流子传输率的值为0.005~0.02,所述激子延迟层430A的LUMO能级介于发光层410A与电子传输层50A之间,例如2.3~3.0eV。复合发光单元40A的总厚度为4~80nm,因此,效率增强层420A和激子延迟层430A的增设不会明显改变OLED器件的整体外观和电学特性。
由于在本实施方式的发光层中使用了电子传输型主体材料,因此电子空穴复合中心靠近空穴传输层30A一侧,三线态激子较易扩散到相邻的空穴传输层30A中,造成激子浪费。因此,本实施方式的有机电致发光二极管在发光层410A靠近空穴传输层30A一侧增设了效率增强层420A后,效率增强层420A能够快速、直接地利用扩散出来的三线态激子进行独立发光,避免了激子浪费所造成的能量损失,显著提高OLED器件的发光效率,降低OLED器件的效率滚降。同时,激子延迟层430A为电子型激子延迟层,可降低发光层410A中的电子数,延迟高电流下在发光层410A中形成的激子数,从而减少三线态激子浓度猝灭。此外,效率增强层420A的设计还可以降低空穴从空穴传输层30A到复合发光单元40A中客体传递的能垒,降低载流子在空穴传输层30A/复合发光单元40A界面的堆积,从而也可达到降低激子湮灭概率的作用,进一步提升器件寿命。
本发明还提供了第一实施方式的有机电致发光二极管的具体例子,为如下的实施例1(电子传输型主体材料,单一发光层)。
本实施例1的器件(器件1-1)结构(含效率增效层+激子延迟层)如下:
ITO/HT001(60nm)/HT002(5nm)/EEL(0.2nm)/EHS001:PB001(50nm,8wt%)/ERL(5nm)/ET001(20nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)
其中,上述器件中各层结构以代号表示,这些代号为本领域内技术人员的惯用代号,对于本领域技术人员来说是唯一确定的。
另外,本实施例中所用到的EEL层使用的是商业化材料PtON1;ERL使用的是商业化材料mCBP(7x10-6cm2V-1s-1@场强为1x105V cm-1);ET001材料是BmPyPb材料(5x10-4cm2V-1s-1@场强为1x105V cm-1);故,ERL/ET001电子迁移率比值0.014。
PTON1为一种商业化的材料名称,其化学结构式如下:
实施例1中的各材料的能级分布情况如图3所示。
为了体现实施例1器件的技术效果,以不含效率增强层且不含激子延迟层的实施例1对比器件(器件1-2)为对照:
ITO/HT001(60nm)/HT002(5nm)/EHS001:PB001(50nm,8wt%)/ET001(25nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)。
性能数据如下表1所示:
表1实施例1器件性能对比数据
图4是器件1-1与器件1-2的电流密度-电压的曲线对比图;从图4可以看到,相同电压下,器件1-1电流密度低于器件1-2,原因在于激子延迟层的迁移率相对于电子传输层较低。
图5是器件1-1与器件1-2的亮度-电压的曲线对比图;从图5可以看到,器件1-1最大亮度明显大于器件1-2。原因在于于器件1-1中增加了效率增强层和激子延迟层,延缓了高电流时T1激子形成的数目,避免三线态-三线态湮灭对器件的破坏;另外,效率增强层还可以利用高电流时扩散出来的多余的激子发光,避免能量浪费,所以器件1-1的最大亮度很大。
图6是器件1-1与器件1-2的电流效率-电流密度的曲线对比图;从图6可以看到,器件1-1电流效率明显大于器件1-2。原因在于器件1-1中增加了效率增强层和激子延迟层,延缓了高电流时T1激子形成的数目,避免三线态-三线态湮灭对器件的破坏,降低效率滚降;同时,效率增强层还可以利用高电流时扩散出来的多余的激子发光,避免能量浪费,所以器件1-1的电流效率较大。
图7是器件1-1与器件1-2的外量子效率-亮度的曲线对比图;从图7可以看到,器件1-1外量子效率明大于器件1-2,而且器件1-1的效率滚降也较小。原因在于器件1-1中增加了效率增强层和激子延迟层,延缓了高电流时T1激子形成的数目,避免三线态-三线态湮灭对器件的破坏,降低效率滚降;同时,效率增强层还可以利用高电流时扩散出来的多余的激子发光,避免能量浪费,所以器件1-1的电流效率较大。
图8是器件1-1与器件1-2的发光强度-波长的曲线对比图;从图8可以看到,器件1-1的光谱与器件1-2的光谱几乎一致,无明显变化。说明增设效率增强层和激子延迟层,没有明显影响器件的光色。
图9是器件1-1与器件1-2的亮度-时间的曲线对比图;从图9可以看到,器件1-1寿命明显大于器件1-2。原因在于器件1-1中增加了效率增强层和激子延迟层,延缓了高电流时T1激子形成的数目,避免三线态-三线态湮灭对器件的破坏,降低效率滚降;同时,由于器件1-1中插入的效率增强层可以利用发光层中扩散出来的多余激子来辐射发光,减少了过多的三线态激子去形成三线态—三线态湮灭,减少了器件内部破坏,从而有助于器件寿命提升;另外,由于效率增强层与发光层中客体材料相同,这样就会消除载流子向发光层注入势垒,使发光层与相邻层的界面更加稳定,从而延长了器件寿命。
本发明的第二实施方式涉及一种有机电致发光二极管,该种有机电致发光二极管是对第一实施方式的有机电致发光二极管的改进,其结构如附图10所示。具体来说,本实施方式的有机电致发光二极管的复合发光单元中,其发光单元组包括不止一个发光单元,而是包括依次层叠的2~64个发光单元;其中,每个发光单元的组成结构与第一实施方式中的发光单元相同。多个依次层叠的发光单元可达到更佳的发光效果,提高OLED器件的发光性能。
本发明还提供了第二实施方式的有机电致发光二极管的具体例子,为如下的实施例2(电子传输型主体材料,多层发光层)。
本实施例2的器件(器件2-1)结构如下:
ITO/HT001(60nm)/HT002(5nm)/EEL(0.2nm)/EHS001:PB001(16nm,8wt%)/EEL(0.2nm)/EHS001:PB001(16nm,8wt%)/EEL(0.2nm)/EHS001:PB001(16nm,8wt%)/ERL(5nm)/ET001(20nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)
对于器件材料组成的说明同实施例1中。
为了体现实施例2器件的技术效果,以不含效率增强层和激子延迟层的实施例2对比器件(器件2-2)为对照:
ITO/HT001(60nm)/HT002(5nm)/EHS001:PB001(50nm,8wt%)/ET001(25nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)性能数据对比如下表2所示:
表2实施例2器件性能对比数据
本发明的第三实施方式涉及一种有机电致发光二极管,该种有机电致发光二极管是对第一实施方式的有机电致发光二极管的变形,其结构如附图11所示。该有机电致发光二极管包括依次层叠的基板10B、第一电极20B、空穴传输层30B、复合发光单元40B、电子传输层50B和第二电极60B。本实施方式中的复合发光单元40B的发光单元组中仅包括1个发光单元、激子延迟层则层叠于发光单元组一侧。所述复合发光单元40B的结构如附图12所示,该复合发光单元40B包括发光层410B、层叠于发光层410B靠近电子传输层一侧的效率增强层420B(发光层410B以及效率增强层420B构成一个发光单元)、以及位于发光单元与空穴传输层之间的激子延迟层430B。
在本实施方式中,发光层410B为掺杂型的发光层,厚度为1~65nm,其包括主体材料和掺杂于主体材料中的客体材料;该主体材料为荧光发光材料,并且是一种空穴传输型主体材料,客体材料为磷光发光材料。效率增强层420B为非掺杂的增效客体层,厚度为0.2~0.5nm,其中所使用的发光材料也为磷光发光材料,可以与发光层410B中的客体材料为相同的磷光发光材料,也可以与发光层410B中的客体材料为不同的磷光发光材料。激子延迟层430B的厚度为3~15nm,且激子延迟层430B的载流子传输率/空穴传输层30B的载流子传输率为0.005~0.02,所述激子延迟层430B的HOMO能级介于发光层410B与空穴传输层30B之间,例如5.3~6.3eV。复合发光单元40B的总厚度为4~80nm,因此,效率增强层420B和激子延迟层430B的增设不会明显改变OLED器件的整体外观和电学特性。
由于在本实施方式的发光层中使用了空穴传输型主体材料,因此电子空穴复合中心靠近电子传输层50B一侧,三线态激子较易扩散到相邻的电子传输层50B中,造成激子浪费。因此,本实施方式的有机电致发光二极管在发光层410B靠近电子传输层50B一侧增设了效率增强层420B后,效率增强层420B能够快速、直接地利用扩散出来的三线态激子进行独立发光,避免了激子浪费所造成的能量损失,显著提高OLED器件的发光效率,降低OLED器件的效率滚降。同时,激子延迟层430B为空穴型激子延迟层,可降低发光层410B中的电子数,延迟高电流下在发光层410B中形成的激子数,从而减少三线态激子浓度猝灭。此外,效率增强层420B的设计还可以降低电子从电子传输层50B到复合发光单元40B中客体传递的能垒,降低载流子在复合发光单元40B/电子传输层50B界面的堆积,从而也可达到降低激子湮灭概率的作用,进一步提升器件寿命。
本发明还提供了第三实施方式的有机电致发光二极管的具体例子,为如下的实施例3(空穴传输型主体材料,单一发光层)。
本实施例3的器件(器件3-1)结构如下:
ITO/HT001(60nm)/ERL(5nm)/HHS001:PB001(50nm,8wt%)/EEL(0.2nm)/ET001(25nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)
该结构中,EEL层使用的是商业化材料PtON1;ERL使用的是商业化材料TCTA(8x10- 5cm2V-1s-1@场强为1x105V cm-1);HT001材料是TAPC材料(1x10-2cm2V-1s-1@场强为1x105V cm-1);故,ERL/ET001电子迁移率比值0.008。
为了体现实施例3器件的技术效果,以不含效率增强层和激子延迟层的实施例3对比器件(器件3-2)为对照:
ITO/HT001(65nm)/HHS001:PB001(50nm,8wt%)/ET001(25nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)
性能数据对比如下表3所示:
表3实施例3器件性能对比数据
本发明的第四实施方式涉及一种有机电致发光二极管,该种有机电致发光二极管是对第三实施方式的有机电致发光二极管的改进,其结构如附图13所示。具体来说,本实施方式的有机电致发光二极管的复合发光单元中,其发光单元组包括不止一个发光单元,而是包括依次层叠的2~64个发光单元;其中,每个发光单元的组成与第三实施方式中的发光单元相同。
多个依次层叠的发光单元可达到更佳的发光效果,提高OLED器件的发光性能。
本发明还提供了第四实施方式的有机电致发光二极管的具体例子,为如下的实施例4(空穴传输型主体材料,多层发光层)。
本实施例4的器件(器件4-1)结构如下:
ITO/HT001(60nm)/ERL(5nm)/HHS001:PB001(16nm,8wt%)/EEL(0.2nm)/HHS001:PB001(16nm,8wt%)/EEL(0.2nm)/HHS001:PB001(16nm,8wt%)/EEL(0.2nm)/ET001(25nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)
该结构中,EEL层使用的是商业化材料PtON1;ERL使用的是商业化材料TCTA(8x10- 5cm2V-1s-1@场强为1x105V cm-1);HT001材料是TAPC材料(1x10-2cm2V-1s-1@场强为1x105V cm-1);故,ERL/ET001电子迁移率比值0.008。
为了体现实施例4器件的技术效果,以不含效率增强层和激子延迟层的实施例4对比器件(器件4-2)为对照:
ITO/HT001(65nm)/HHS001:PB001(50nm,8wt%)/ET001(25nm)/LIF(1nm)/Al(100nm)
性能数据对比如下表3所示:
表4实施例4器件性能对比数据
本发明的第五实施方式涉及一种有机电致发光二极管的制备工艺,其包括如下步骤:S1:提供一基板,在所述基板上制作第一电极;S2:在所述第一电极上,沉积空穴传输层;S3:在所述空穴传输层上,沉积复合发光单元,所述复合发光单元包括由依次层叠的n个发光单元构成的发光单元组、以及层叠于所述发光单元组一侧的激子延迟层;所述发光单元包括发光层和层叠于所述发光层一侧的效率增强层;所述发光层包括至少一种主体材料和掺杂于所述主体材料中的至少一种客体材料,所述效率增强层包括至少一种利用T1激子发光的发光材料;所述激子延迟层延迟高电流下所述发光层中形成的T1激子浓度,并使得不同电流密度下的激子复合区不偏移;S4:在所述复合发光单元上依次沉积电子传输层;S5:在所述电子传输层上,制作第二电极。最后,进行器件封装,得到封装后的OLED器件。
本实施方式中的电极制备方法和各功能层的沉积方法均为本领域常规方法,例如真空热蒸镀或喷墨打印等。在此不再赘述,仅对制备过程中的一些工艺细节补充说明如下:
ITO基板可以是30mm*30mm尺寸的低发射玻璃,有四个发光区域,发光面积AA区为2mm*2mm,ITO薄膜的透光率为90%@550nm,表面粗糙度Ra<1nm,ITO膜厚为1300A,方电阻为10欧姆每平方。
对ITO基板的清洗方式是,首先放置在盛有丙酮溶液的容器中,将该容器放置于在超声波清洗机进行超声清洗,清洗时间为30分钟,主要是将附着在ITO表面的有机物进行溶解和祛除;然后将清洗完毕的ITO基板取出放置在热板上进行高温120烘烤半个小时,主要是移除ITO基板表面的有机溶剂和水汽;然后将烘烤完毕的ITO基板迅速转移到UV-ZONE设备中进行O3Plasma处理,将ITO表面难以除尽的有机物或异物进一步使用等离子处理,处理时间为15分钟,处理完毕的ITO要迅速转移到OLED蒸镀设备成膜室中。
OLED蒸镀前准备:首先对OLED蒸镀设备进行洁净处理,使用IPA进行擦拭成膜室的腔体内壁,保证整个成膜腔体没有异物或粉尘。然后,将装有OLED有机材料的坩埚和装有金属铝粒的坩埚依次放置在有机蒸发源和无机蒸发源位置上。关闭腔体,进行初抽真空和抽高真空步骤,使得OLED蒸镀设备内部蒸镀度达到10E-7Torr。
OLED蒸镀成膜:打开OLED有机蒸发源,对OLED有机材料进行100℃预热,预热时间为15分钟,保证进一步移除OLED有机材料中的水汽。然后对需要蒸镀的有机材料进行快速升温加热处理,并打开蒸发源上方的挡板,直到该材料的蒸发源有有机材料跑出,同时晶振片检测器检测到蒸发速率时,然后进行缓慢升温,升温幅度为1-5℃,直到蒸发速率稳定在1A/秒时,打开掩膜板板正下方的挡板,进行OLED成膜,当电脑端观测到ITO基板上的有机膜达到预设膜厚时,关闭掩膜板挡板和蒸发源正上方挡板,关闭该有机材料的蒸发源加热器。其它有机材料和阴极金属材料的蒸镀工艺如上所述。
OLED封装流程:20mm*20mm的封装盖的清洁处理方式如ITO基板前处理方式。在清洁完毕的封装盖外延四周进行UV胶材涂覆或点胶,然后,将点完UV胶材的封装盖转移到真空贴合设备中,与成膜OLED有机膜的ITO基板进行真空贴合,然后,转移到UV固化腔体中,使用365nm波段的紫外光进行光固化。光固化的ITO器件,还需要进行80℃半小时的后热处理,使得UV胶材完全固化。
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例,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)
1.一种有机电致发光二极管,至少包括依次层叠的基板、第一电极、空穴传输层、复合发光单元、电子传输层和第二电极,其特征在于,
所述复合发光单元包括由依次层叠的n个发光单元构成的发光单元组、以及层叠于所述发光单元组一侧的激子延迟层;
所述发光单元包括发光层和层叠于所述发光层一侧的效率增强层;所述发光层包括至少一种主体材料和掺杂于所述主体材料中的至少一种客体材料,所述效率增强层包括至少一种利用T1激子发光的发光材料;
所述激子延迟层延迟高电流下所述发光层中T1激子的形成数量,并使得不同电流密度下的激子复合区不偏移。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述发光层中的主体材料为电子传输型主体材料,所述效率增强层位于所述发光层靠近所述空穴传输层一侧;所述激子延迟层位于所述发光单元组与所述电子传输层之间,且所述激子延迟层的载流子传输率/所述电子传输层的载流子传输率为0.005~0.02。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述发光层中的主体材料为空穴传输型主体材料,所述效率增强层位于所述发光层靠近所述电子传输层一侧;所述激子延迟层位于所述发光单元组与所述空穴传输层之间,且所述激子延迟层的载流子传输率/所述空穴传输层的载流子传输率为0.005~0.02。
4.根据权利要求2所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述激子延迟层的LUMO能级介于所述发光层与所述电子传输层之间。
5.根据权利要求3所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述激子延迟层的HOMO能级介于所述发光层与所述空穴传输层之间。
6.根据权利要求4或5所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述效率增强层的厚度为0.2~0.5nm,所述激子延迟层的厚度为3~15nm,所述发光层的厚度为1~65nm。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光二极管,其特征在于,n为1~65,所述复合发光单元的总厚度为4~80nm。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述发光层中的主体材料为荧光发光材料,所述发光层中的客体材料为磷光发光材料,所述效率增强层中的发光材料为磷光发光材料。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光二极管,其特征在于,所述效率增强层中的发光材料与所述发光层中的客体材料为相同材料。
10.一种有机电致发光二极管的制备方法,其特征在于,至少包括如下步骤:
S1:提供一基板,在所述基板上制作第一电极;
S2:在所述第一电极上,沉积空穴传输层;
S3:在所述空穴传输层上,沉积复合发光单元,所述复合发光单元包括由依次层叠的n个发光单元构成的发光单元组、以及层叠于所述发光单元组一侧的激子延迟层;所述发光单元包括发光层和层叠于所述发光层一侧的效率增强层;所述发光层包括至少一种主体材料和掺杂于所述主体材料中的至少一种客体材料,所述效率增强层包括至少一种利用T1激子发光的发光材料;所述激子延迟层延迟高电流下所述发光层中形成的T1激子浓度,并使得不同电流密度下的激子复合区不偏移;
S4:在所述复合发光单元上依次沉积电子传输层;
S5:在所述电子传输层上,制作第二电极。
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