CN109962165A - 一种有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，所述载流子传输层包括电子传输层和/或空穴传输层，所述载流子传输层的至少一层结构中掺杂惰性材料，所述惰性材料的折射率<1.5。通过掺入低折射率的惰性材料，能够有效降低光取出传输层的折射率，进而降低发光层发出的光子由于ITO/有机物波导模式和/或表面等离子模式造成的光损失，使有机电致发光器件具有高的光输出耦合效率；同时惰性材料的掺入增强了电致发光器件中载流子的注入，有利于提升传输层的载流子传输性能。该有机电致发光器件具有高的外量子效率和光输出效率，有利于器件的高效使用。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种有机电致发光器件。
背景技术
在目前的平板显示技术中，有机电致发光二极管(OLEDs,Organic LightEmitting Diods)由于具有宽视角、超薄、响应快、发光效率高、可实现柔性显示等优点，是下一代显示和照明的发展趋势，成为了最有应用前景的显示技术之一。
近来，OLED器件在提高器件的发光效率上取得了积极的进展，磷光材料的应用使有机电致磷光器件的内量子效率由25％提高到近100％；热活化延迟荧光(TADF)材料能够同时结合荧光和磷光材料的优点，在荧光材料中实现100％的内量子效率。但是，由于OLED各层材料的折射率不一致造成的全反射，使得通过OLED器件发射层发出的光大部分被限制在器件中不能有效的输出到器件外。目前，光出射效率低已成为制约OLED发光的主要因素。
根据光学分析可将OLED发光层中产生的光子分为四种模式：1)外部模式，发光层中产生的光子最终通过玻璃表面出射到外部；2)基体波导模式，光子在玻璃基体/空气界面发生全反射被限制在玻璃基体内；3)ITO/有机物波导模式，光子在ITO/玻璃基体界面发生全反射被限制在ITO层和有机物层中；4)表面等离子模式，使光子被限制在金属电极附近，并被金属材料部分吸收。采用射线光学对传统结构的OLED进行计算可知，器件内部产生的光子只有不到五分之一能够出射到器件外部，而基体波导模式和ITO/有机物波导模式分别占34.2％和46.9％，也就是说有近80％的光在器件内部被吸收或是通过波导的形式损失，不能够有效地出射到器件外部。由此可见，要提高OLED的光出射效率就必须提高外部模式所占的比例，也就是说要将基体波导模式和ITO/有机物波导模式尽可能地转化成外部模式，从而使器件中产生的光子更多地出射到器件外部。
Salehi A等人在2017年《Advanced Optical Materials》发表的文章中，提供了一种折射率为1.65的有机传输材料。由于有机传输层的折射率一般在1.8左右，光在由有机传输层向阳极传播时，具有大于临界角的入射角的光线被全反射，产生ITO/有机物波导模式导致光线无法传播到器件外。上述折射率降低的有机传输材料能够将以波导模式传播的光的方向部分地转向前表面，一定程度上提高了光取出效率。但是这种直接制备的低折射率的传输材料，往往无法在降低材料折射率的同时，保证传输材料内电子或空穴的高效传输，不利于实现电致发光器件的高效使用。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的有机电致发光器件在提高光输出耦合效率的同时，无法保证传输层的载流子的传输能力，从而影响有机电致发光器件的发光效率的缺陷。
为此，本发明提供了一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，所述载流子传输层包括电子传输层和/或空穴传输层，所述载流子传输层的至少一层结构中掺杂惰性材料，所述惰性材料的折射率<1.5。
可选地，所述惰性材料具有如下所示的分子结构：
其中，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氟、三氟甲基、氢或苯，所述R1、R2、R3、R4中至少有一个为氟；n为5至50之间的整数。
可选地，所述惰性材料具有如下所示的分子结构：
可选地，所述n为10至30之间的整数。
可选地，所述惰性材料的掺杂比例为10wt％～90wt％。
可选地，所述惰性材料的掺杂比例为30wt％～60wt％。
可选地，所述电子传输层中的电子传输材料选自喹啉衍生物、酚基吡啶衍生物、邻菲咯啉衍生物、二苯基苯醌衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物、碳二亚胺衍生物、吡啶衍生物、二苯基磷酰衍生物、二苯并噻吩衍生物、恶二唑衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物中的至少一种具有电子传输能力的材料。
可选地，所述电子传输材料具有如下所示分子结构：
可选地，所述空穴传输层中的空穴传输材料选自三唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚咔唑衍生物、聚芳烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、胺基取代的查尔酮衍生物、恶唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、噻吩低聚物、卟啉化合物、芳香族三级胺化合物、苯乙烯胺化合物中的至少一种具有空穴传输能力的材料。
可选地，所述空穴传输材料具有如下所示分子结构：
可选地，所述电子传输层或空穴传输层的厚度为5nm～500nm。
可选地，所述电子传输层或空穴传输层的厚度为15nm～100nm。
本发明中所使用的惰性材料是一种低折射率(折射率<1.5)，易于蒸镀，能够与载流子传输材料(电子传输材料或空穴传输材料)在温度＜500℃的条件下、真空蒸镀形成传输层的材料；同时，惰性材料不与电子传输材料或空穴传输材料反应，具有化学惰性，能够保障电子传输材料或空穴传输材料在有机电致器件中的正常功能的发挥，并对载流子的注入有提高效果。
本发明提供的技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的有机电致发光器件，包括载流子传输层，载流子传输层包括空穴传输层和/或电子传输层，所述载流子传输层的至少一层结构中掺杂惰性材料，所述惰性材料的折射率<1.5。通过掺入低折射率的惰性材料，能够有效降低载流子传输层的折射率，当发光层发射的光在由载流子传输层向ITO层输出时，能够减少由于入射角大于临界角的光在传输层与ITO层之间的全反射，使以ITO/有机物波导模式传播的光改变传播方向，向器件外部发射，有效提高了光输出的耦合效率。
有机电致发光器件中，在发光层与金属材料的阴极之间距离较近时，发光层所发出的光容易被限制在金属电极附近，以表面等离子模式产生光损失。本发明提供的载流子传输层置于发光层与金属电极之间时，一方面增加了阴极和发光层之间的距离，减少由于被阴极中金属吸收所造成的光损失，和因表面等离子模式所造成的光损失。另一方面，由于掺入的惰性材料使得载流子传输层的折射率下降，光在由发光层传输至载流子传输层时，增加了光在发光层与ITO层之间的全反射，使光向远离金属电极的方向传播，有效减少了由于表面等离子模式造成的光损失。
同时，使用低折射率惰性材料掺杂到载流子传输层中时，不仅降低了载流子传输层的折射率，提高了光取出效率，同时传输层的载流子注入能力得到提升。此外，器件在提高光输出耦合效率的同时，传输层保持有高的载流子传输效率，有利于有机电致发光器件的载流子平衡和提高发光效率。
2、本发明有机电致发光器件的载流子传输层中的惰性材料，为一类惰性有机分子材料，其使用成本低，并且兼具化学惰性和绝缘稳定性等优点，能够实现在降低载流子传输层折射率的同时，保证有机电致发光器件的稳定使用。
当这类惰性材料分子式中的n为5至50之间的整数时，能够形成适宜的分子链长度与分子量大小，使材料具有易于蒸镀的特性，能够在5*10-4Pa的真空度下、以低于500℃的温度与载流子传输材料真空蒸镀制备载流子传输层，能够适用于蒸镀型器件的制备。当n取值为10至30之间的整数时，其蒸镀性能进一步提升，有利于在100～400℃的温度下进行真空蒸镀，同时材料的热稳定性提升，能够进一步降低器件制备的难度，有利于形成均一的载流子传输层，提升电致发光器件的性能和效率。
3、本发明提供的有机电致发光器件的载流子传输层中得惰性材料，其掺杂比例(即惰性材料质量与惰性材料和电子传输材料或空穴传输材料的总质量之比)为10wt％～90wt％，优选为30wt％～60wt％。惰性材料在上述掺杂范围内的载流子传输层，能够得到最优的光输出耦合效率和载流子迁移效率。
4、本发明提供的有机电致发光器件中载流子传输层，在载流子传输材料为空穴传输材料时，可以与低折射率的惰性材料共掺杂，形成空穴传输层，将其置于ITO层和发光层之间，可以有效降低由于ITO/有机物波导模式产生的光损失；载流子传输材料为电子传输材料时，可以与低折射率的惰性材料共掺杂，形成电子传输层，将其置于金属阴极和发光层之间，可以降低由于表面等离子模式造成的光损失，提高器件的发光效率。
5、本发明提供的载流子传输层的蒸镀制备方法，在所提供的温度条件下，能够高效率制备得到均一性好、效率高的载流子传输层。
6、本发明提供的有机电致发光器件，由于包括上述的载流子传输层，有机电致发光器件具有高的光提取效率和载流子的传输效率，实现了有机电致发光材料的高效发光。
7、本发明提供的有机电致发光器件中，惰性材料均匀分散在载流子传输材料中，以形成具有均一、低折射率的载流子传输层，使载流子传输层的不同位置均能有效避免由ITO/有机物波导模式或者表面等离子模式所造成的光损失，提高光输出的耦合效率；同时在降低载流子传输层整体折射率的基础上均匀增加传输层的载流子注入能力，以提高有机电致发光器件的使用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例4～实施例6和对比例1中的有机电致发光器件的结构示意图；
图2是本发明测试例1中a、b、c和d四种结构单载流子器件的电压-电流密度图；
图3是本发明实施例4～实施例6和对比例1中有机电致发光器件的亮度-外量子效率测试结果图；
附图标记说明：
1-阳极；
2-阴极；
3-有机功能层，31-空穴注入层，32-空穴传输层，33-电子阻挡层，34-发光层，35-电子传输层，36-电子注入层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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。
实施例1
本发明提供了一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，所述载流子传输层为空穴传输层，包括空穴传输材料和掺杂在空穴传输材料中的惰性材料，惰性材料的掺杂比例为30wt％。
惰性材料选用结构如式I-1所示分子，n取26，折射率为1.35。
空穴传输材料选用N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯基-4,4’-二胺(简称：NPB)，其分子结构如式III-1所示：
载流子传输层的制备方法为：将上述的NPB和式I-1所示的惰性材料，以7:3的质量比，进行真空掺杂蒸镀，形成载流子传输层。其中，式I-1所示的惰性材料蒸镀条件为：5*10- 4Pa真空度下，蒸镀温度为240℃。
作为可替换的实施方式，在载流子传输层中，空穴传输材料还可以选择式III-2～III-8任一所示结构的材料或其他任一具有空穴传输能力的材料。
实施例2
本发明提供了一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，所述载流子传输层为电子传输层，包括电子传输材料和掺杂在电子传输材料中的惰性材料，惰性材料的掺杂比例为20wt％。
惰性材料选用结构如式I-2所示分子，n取10，折射率为1.3。
电子传输材料选用4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(简称：Bphen)，其分子结构如式II-1所示：
载流子传输层的制备方法为：将上述的Bphen和式I-2所示的惰性材料，以8:2的质量比，进行真空掺杂蒸镀，形成载流子传输层。其中，I-2所示的惰性材料蒸镀条件为：在5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为190℃。
作为可替换的实施方式，在载流子传输层中，电子传输材料还可以选择式II-2～II-11任一所示结构的材料或其他任一具有电子传输能力的材料。
实施例3
本发明提供了一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，所述载流子传输层为空穴传输层，包括空穴传输材料和掺杂在空穴传输材料中的惰性材料，惰性材料的掺杂比例为60wt％。
惰性材料选用结构如式I-3所示分子，n取30，折射率为1.36。
空穴传输材料选用4,4＇-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)]苯胺(简称：TAPC)，其分子结构如式III-3所示：
载流子传输层的制备方法为：将上述的TAPC和式I-3所示的惰性材料，以4:6的质量比，进行真空掺杂蒸镀，形成载流子传输层。其中，式I-3所示的惰性材料蒸镀条件为：在5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为210℃。
测试例1
1、折射率
以空穴传输材料NPB，TAPC和电子传输材料Bphen作为对照，使用Horiba JobinYvon椭偏仪测试掺杂薄膜的折射率(厚度为100nm)，测试实施例1～实施例3中载流子传输层的折射率，结果如表1所示：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | NPB | Bphen | TAPC | |
| 折射率 | 1.47 | 1.51 | 1.53 | 1.67 | 1.74 | 1.70 |
通过上述传输层折射率测试结果可知，实施例1～3中以载流子传输材料(空穴传输材料或电子传输材料)与折射率<1.5的惰性材料掺杂形成载流子传输层，传输层的折射率相比于掺杂前明显降低。
2、单载流子器件
使用空穴传输材料NPB，和实施例1中所使用的式I-1所示的惰性材料制备了a、b、c和d四种结构的单载流子器件，对单载流子器件的电压-电流密度作图，检测结果如图2所示。其中，各器件结构如下所示：
a.ITO|式I-1所示惰性材料:NPB(m:m)＝2:1(30nm)|Al
b.ITO|式I-1所示惰性材料:NPB(m:m)＝2:2(30nm)|Al
c.ITO|式I-1所示惰性材料:NPB(m:m)＝2:3(30nm)|Al
d.ITO|NPB(30nm)|Al
由图2可知，单载流子器件a,b,c在相同电压下的电流密度大于单载流子器件d的电流密度，说明当惰性材料I-1掺杂至NPB中时，掺杂层内的空穴注入能力增加，进而提升了单载流子器件中掺杂层内的空穴传输能力。
通过上述单载流子器件测试结果可知，掺入惰性材料的载流子传输层，其载流子的注入性能得到了提升，进而使载流子传输层的传输性能得到提升。因此，通过在载流子传输材料中混合这类低折射率的惰性材料，在降低传输层折射率的同时，还能够保持传输层高效的传输性能，有利于载流子的注入及载流子的平衡。
实施例4
本实施例提供一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，载流子传输层包括空穴传输层和电子传输层，其中空穴传输层由空穴传输材料和惰性材料掺杂构成。
如图1所示，有机电致发光器件具有阳极1、阴极2以及位于阳极1和阴极2之间的有机功能层3。有机功能层3包括：31-空穴注入层、32-空穴传输层、33-电子阻挡层、34-发光层、35-电子传输层和36-电子注入层。
有机电致发光器件中阳极1选用ITO材料；空穴注入层31选用2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(简称：HATCN)；空穴传输层32，由空穴传输材料N,N’-二-1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯基-4,4’-二胺(简称：NPB)和惰性材料I-1以质量比7:3掺杂构成；电子阻挡层33由空穴传输型材料4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)构成；发光层34由双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称：DMAC-DPS)构成；电子传输层35选用电子传输型材料4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(简称：Bphen)；电子注入层36选用电子注入材料LiF，阴极2选用Al，其中，电子注入层36与阴极2形成电子注入层/金属层结构：LiF/Al。
上述的有机电致发光器件中，惰性材料选用结构如式I-1所示分子，n取26，折射率1.35；Bphen具有如下述II-3所示的分子结构；NBP具有如下述III-1所示的分子结构；TCTA具有如下述III-5所示的分子结构；HATCN具有如下述式III-8所示的分子结构；DMAC-DPS具有如下述IIII所示的分子结构。
有机致电发光器件形成如下具体结构：ITO|HATCN(5nm)|NPB:30％I-1惰性材料(30nm)|TCTA(10nm)|DMAC-DPS(30nm)|Bphen(30nm)|LiF(0.5nm)|Al(150nm)。上述结构的有机致电发光器件，将空穴传输材料和低折射率的惰性材料混合形成的空穴传输层，置于ITO和发光层之间。由于空穴传输材料和低折射率的惰性材料掺杂形成的空穴传输层具有有效降低的折射率，当发光层发射的光在经空穴传输层向ITO输出时，能够减少由于入射角大于临界角的光在空穴传输层与ITO层之间的全反射，使光改变传播方向，向器件外部发射；有效降低由于ITO/有机物波导模式产生的光损失，提高了光输出的耦合效率。另一方面，空穴传输层在具有低折射率的同时，还具有高的空穴传输性能，使有机致电发光器件在提高光输出、具有高外量子效率的同时，保持有良好的使用性能。
作为可替换的实施方式，空穴传输层或电子传输层的厚度还可以选择5nm～500nm中的任一厚度，优选地为15nm～100nm，同样能够实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
实施例5
本实施例提供一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，载流子传输层包括空穴传输层和电子传输层，其中电子传输层由电子传输材料和惰性材料构成。
如图1所示，有机电致发光器件具有阳极1、阴极2以及位于阳极1和阴极2之间的有机功能层3。有机功能层3包括：31-空穴注入层；32-空穴传输层；33-电子阻挡层；34-发光层；35-电子传输层；36-电子注入层。
有机电致发光器件中阳极1选用ITO材料；空穴注入层31选用2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(简称：HATCN)；空穴传输层32选用空穴传输材料N,N’-二-1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯基-4,4’-二胺(简称：NPB)；电子阻挡层33选用空穴传输型材料4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)；发光层34由双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称：DMAC-DPS)构成；电子传输层35，由电子传输型材料4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(简称：Bphen)和惰性材料I-2以质量比8:2掺杂构成；电子注入层36选用电子注入材料LiF，阴极2选用Al，其中，电子注入层36与阴极2形成电子注入层/金属层结构：LiF/Al。
上述的有机电致发光器件中，惰性材料选用结构如式I-2所示分子，n取10，折射率为1.3；Bphen具有如上述II-3所示的分子结构；NBP具有如上述III-1所示的分子结构；TCTA具有如上述III-5所示的分子结构；HATCN具有如上述式III-8所示的分子结构；DMAC-DPS具有如上述IIII所示的分子结构。
有机致电发光器件形成如下具体结构：ITO|HATCN(5nm)|NPB(30nm)|TCTA10nm)|DMAC-DPS(30nm)|Bphen:20％I-2惰性材料(30nm)|Li(0.5nm)|Al(150nm)。上述结构的有机致电发光器件，将电子传输材料和低折射率的惰性材料混合形成的电子传输层，置于阴极和发光层之间。一方面了增加了阴极和发光层之间的距离，减少由于阴极中金属吸收光子所造成的光损失，以及由于阴极的表面等离子模式使光限制于阴极附近造成的光损失；另一方面，由于电子传输层具有低折射率，光在由发光层传输至电子传输层时，增加了光在发光层与ITO层之间的全反射，使光向远离金属电极的方向传播，有效减少了由于表面等离子模式造成的光损失。同时，电子传输层中的惰性材料与电子传输材料共掺杂后，传输层内电子注入能力得到提升，进而提升了传输层的电子传输性能，使有机致电发光器件在提高光输出、具有高外量子效率的同时，保持有良好的使用性能。
作为可替换的实施方式，空穴传输层或电子传输层的厚度还可以选择5nm～500nm中的任一厚度，优选地为15nm～100nm，同样能够实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
实施例6
本实施例提供一种有机电致发光器件，包括载流子传输层，载流子传输层包括空穴传输层和电子传输层，其中，空穴传输层由空穴传输材料和惰性材料掺杂构成，电子传输层由电子传输材料和惰性材料掺杂构成。
如图1所示，有机电致发光器件具有阳极1、阴极2以及位于阳极1和阴极2之间的有机功能层3。有机功能层3包括：31-空穴注入层；32-空穴传输层；33-电子阻挡层；34-发光层；35-电子传输层；36-电子注入层。
有机电致发光器件中阳极选用ITO材料；空穴注入层31选用2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(简称：HATCN)；空穴传输层32，由空穴传输材料N,N’-二-1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯基-4,4’-二胺(简称：NPB)和惰性材料I-1以质量比7:3掺杂构成；电子阻挡层33由空穴传输型材料4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)构成；发光层34由双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称：DMAC-DPS)构成；电子传输层35，由电子传输型材料4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(简称：Bphen)和惰性材料I-2以质量比8:2掺杂构成；电子注入层36选用电子注入材料LiF，阴极2选用Al，其中，电子注入层36与阴极2形成电子注入层/金属层结构：LiF/Al。
有机致电发光器件形成如下具体结构：ITO|HAT(5nm)|NPB:30％I-1惰性材料(30nm)|TCTA(10nm)|DMAC-DPS(30nm)|Bphen:20％I-2惰性材料(30nm|Li(0.5nm)|Al(150nm)。上述结构的有机致电发光器件，将空穴传输材料与低折射率的惰性材料混合形成的空穴传输层，置于ITO层和发光层之间；将电子传输材料与低折射率的惰性材料混合形成的电子传输层，置于阴极和发光层之间；同时降低了发光层发出的光子由于ITO/有机物波导模式产生的光损失，以及光子由于表面等离子模式造成的光损失。器件的光输出效率显著提高，同时器件内的传输层保持有高的电子和空穴的传输性能，使器件具有高的发光效率和良好的使用性能。
作为可替换的实施方式，空穴传输层或电子传输层的厚度还可以选择5nm～500nm中的任一厚度，优选地为15nm～100nm，同样能够实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
对比例1
本对比例提供一种有机电致发光器件，其结构如图1所示，具有阳极1、阴极2以及位于阳极1和阴极2之间的有机功能层3。有机功能层3包括：31-空穴注入层；32-空穴传输层；33-电子阻挡层；34-发光层；35-电子传输层；36-电子注入层。
有机电致发光器件中阳极选用ITO材料；空穴注入层31选用2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(简称：HATCN)；空穴传输层32选用空穴传输材料N,N’-二-1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯基-4,4’-二胺(简称：NPB)；电子阻挡层33由空穴传输型材料4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)构成；发光层34由双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称：DMAC-DPS)构成；电子传输层35选用电子传输型材料4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(简称：Bphen)；电子注入层36选用电子注入材料LiF，阴极2选用Al，其中，电子注入层36与阴极2形成电子注入层/金属层结构：LiF/Al。
有机致电发光器件形成如下具体结构：ITO|HAT(5nm)|NPB(30nm)|TCTA(10nm)|DMAC-DPS(30nm)|Bphen(30nm|Li(0.5nm)|Al(150nm)。
测试例2
器件的电流、电压、亮度、发光光谱等特性采用PR 650光谱扫描亮度计和KeithleyK 2400数字源表系统同步测试。对实施例4-6和对比例1中的所提供的有机电致发光器件进行测试，比较相同亮度下实施例4～实施例6和对比例1中的有机电致发光器件的外量子效率，结果如表2和图3所示。
表2
由表2和图3可知，在相同亮度下，实施例4、实施例5和实施例6中的有机电致发光器件的外量子效率均高于对比例1中的有机电致发光器件，说明空穴传输层和/或电子传输层中掺杂了惰性材料，均能降低器件内的光损耗，提高有机电致发光器件的光输出效率，使外量子效率得到提升。另一方面，实施例6中的有机电致发光器件的外量子效率高于实施例4以及实施例5中所示的器件，说明在空穴传输层和电子传输层中同时掺杂惰性材料，其光输出效果优于仅在空穴传输层或电子传输层中掺杂的情况，有机电致发光器件的外量子效率显著提升，有利于实现器件的高效发光。
实施例7
本发明提供一种有机电致发光器件，与实施例4的区别在于：载流子传输层包括空穴传输层，空穴传输层由空穴传输材料和掺杂在空穴传输材料中的惰性材料构成，惰性材料的掺杂比例为10wt％；惰性材料具有如式I-4所示分子结构，n取5，折射率为1.3；空穴传输材料具有如式III-5所示分子结构，电子传输材料具有如式II-3所示分子结构；惰性材料I-4的蒸镀条件为：5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为180℃。空穴传输层厚度为150nm。实施例7最大外量子效率为10.9％。
实施例8
本发明提供一种有机电致发光器件，与实施例5的区别在于：载流子传输层包括电子传输层，电子传输层由电子传输材料和掺杂在电子传输材料中的惰性材料构成，惰性材料的掺杂比例为90wt％；惰性材料具有如式I-5所示分子结构，n取40，折射率为1.35；空穴传输材料具有如式III-6所示分子结构，电子传输材料具有如式II-4所示分子结构；惰性材料I-5的蒸镀条件为：5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为228℃。电子传输层厚度为15nm。实施例8最大外量子效率为11.1％。。
实施例9
本发明提供一种有机电致发光器件，与实施例6的区别在于：载流子传输层包括空穴传输层和电子传输层，其中电子传输层由电子传输材料和掺杂在电子传输材料中的惰性材料构成，惰性材料的掺杂比例为50wt％；惰性材料具有如式I-6所示分子结构，n取20，折射率为1.33；空穴传输材料具有如式III-7所示分子结构，电子传输材料具有如式II-5所示分子结构；惰性材料I-6的蒸镀条件为：5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为200℃。空穴传输层厚度为15nm，电子传输层厚度为100nm。实施例9最大外量子效率为11.9％。
实施例10
本发明提供一种有机电致发光器件，与实施例6的区别在于：载流子传输层包括空穴传输层和电子传输层，其中空穴传输层由空穴传输材料和掺杂在空穴传输材料中的惰性材料构成，惰性材料的掺杂比例为40wt％；惰性材料具有如式I-7所示分子结构，n取40，折射率为1.3；空穴传输材料具有如式III-8所示分子结构，电子传输材料具有如式II-6所示分子结构；惰性材料I-7的蒸镀条件为：5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为240℃。空穴传输层厚度为80nm，电子传输层厚度为50nm。实施例10最大外量子效率为11.8％。
实施例11
本发明提供一种有机电致发光器件，与实施例6的区别在于：载流子传输层包括空穴传输层和电子传输层，其中电子传输层由电子传输材料和掺杂在电子传输材料中的惰性材料构成，电子传输材料具有如式II-7所示分子结构；空穴传输层由空穴传输材料和掺杂在空穴传输材料中的惰性材料构成，空穴传输材料具有如式III-2所示分子结构，掺杂在电子传输层、空穴传输层中惰性材料的掺杂比例分别为25wt％、35wt％，惰性材料具有如式I-7所示分子结构，n取25，折射率为1.35；载流子传输层的蒸镀条件为：5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为220℃。空穴传输层厚度为200nm，电子传输层厚度为300nm。实施例11最大外量子效率为10.9％。
实施例12
本发明提供一种有机电致发光器件，与实施例6的区别在于：载流子传输层包括空穴传输层和电子传输层，其中电子传输层由电子传输材料和掺杂在电子传输材料中的惰性材料构成，电子传输材料具有如式II-8所示分子结构；掺杂在电子传输层中惰性材料具有如式I-8所示分子结构，n取15，折射率为1.3，掺杂比例为55wt％；空穴传输层由空穴传输材料和掺杂在空穴传输材料中的惰性材料构成，空穴传输材料具有如式III-3所示分子结构，掺杂在空穴传输层中惰性材料为具有如式I-1所示分子结构，n取26，折射率1.35，掺杂比例为55wt％；惰性材料I-8的蒸镀条件为：5*10-4Pa真空度下，蒸镀温度为230℃。空穴传输层厚度为40nm，电子传输层厚度为90nm。实施例12最大外量子效率为11.2％。
以上实施例中，作为可替换的实施方式，空穴传输材料可以选自三唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚咔唑衍生物、聚芳烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、胺基取代的查尔酮衍生物、恶唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、噻吩低聚物、卟啉化合物、芳香族三级胺化合物、苯乙烯胺化合物中的至少一种具有空穴传输能力的材料。
作为可替换的实施方式，空穴传输材料还可以选择式III-1～III-8任一所示结构的材料或其他任一具有空穴传输能力的材料。
作为可替换的实施方式，电子传输材料可以选自喹啉衍生物、酚基吡啶衍生物、邻菲咯啉衍生物、二苯基苯醌衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物、碳二亚胺衍生物、吡啶衍生物、二苯基磷酰衍生物、二苯并噻吩衍生物、恶二唑衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物中的至少一种具有电子传输能力的材料。
作为可替换的实施方式，电子传输材料还可以选择式II-1～II-11任一所示结构的材料或其他任一具有电子传输能力的材料。
作为可替换的实施方式，惰性材料还可以选择下述任一结构所示(式I-1～I-18)的化合物或其他任一折射率<1.5的化学惰性材料；其中，n为小于50的整数；优选地，为10～30的整数。同样能够实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
作为可替换的实施方式，电子传输层或空穴传输层的厚度还可以选择5nm～500nm中的任一厚度，优选地为15nm～100nm，同样能够实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
作为可替换的实施方式，本发明提供的有机电致发光器件，包括阴极、阳极以及位于所述阴极和所述阳极之间的发光层，还包括载流子传输层；所述载流子传输层设置于所述发光层与所述阳极之间，和/或所述发光层与所述阴极之间。
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创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括载流子传输层，所述载流子传输层包括电子传输层和/或空穴传输层，所述载流子传输层的至少一层结构中掺杂惰性材料，所述惰性材料的折射率<1.5。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述惰性材料具有如下所示的分子结构：
其中，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氟、三氟甲基、氢或苯，所述R1、R2、R3、R4中至少有一个为氟；n为5至50之间的整数。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述惰性材料具有如下所示的分子结构：
4.根据权利要求2或3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述n为10至30之间的整数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述惰性材料的掺杂比例为10wt％～90wt％。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述惰性材料的掺杂比例为30wt％～60wt％。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子传输层中的电子传输材料选自喹啉衍生物、酚基吡啶衍生物、邻菲咯啉衍生物、二苯基苯醌衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物、碳二亚胺衍生物、吡啶衍生物、二苯基磷酰衍生物、二苯并噻吩衍生物、恶二唑衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物中的至少一种具有电子传输能力的材料。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子传输材料具有如下所示分子结构：
9.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输层中的空穴传输材料选自三唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚咔唑衍生物、聚芳烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、胺基取代的查尔酮衍生物、恶唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、噻吩低聚物、卟啉化合物、芳香族三级胺化合物、苯乙烯胺化合物中的至少一种具有空穴传输能力的材料。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输材料具有如下所示分子结构：
11.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子传输层或空穴传输层的厚度为5nm～500nm。
12.根据权利要求11所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子传输层或空穴传输层的厚度为15nm～100nm。
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