CN111384252A

CN111384252A - 一种oled器件结构

Info

Publication number: CN111384252A
Application number: CN201811610356.1A
Authority: CN
Inventors: 王坤; 戴雷; 蔡丽菲
Original assignee: Guangdong Aglaia Optoelectronic Materials Co Ltd
Current assignee: Guangdong Aglaia Optoelectronic Materials Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-07

Abstract

本发明涉及一种OLED器件结构，具体涉及磷光掺杂型有机电致发光材料器件的发光层掺杂比例的优化方案，其中，发光层的主客体材料不变，其发光层掺杂比由单层掺杂转换成多层梯次浓度掺杂，通过真空蒸镀法制备材料器件，可应用于新型平面显示技术，使用本发明结构的器件具有很好的电致发光性能。

Description

一种OLED器件结构

技术领域

本发明涉及用于平面显示的新型有机电致发光材料器件的制备方案，具体涉及磷光掺杂型有机电致发光材料器件的发光层掺杂比例的优化方案，通过真空蒸镀法制备材料器件，可应用于新型平面显示技术。

背景技术

近年来，有机发光二极管(OLED)作为一种有巨大应用前景的照明、显示技术，受到了学术界与产业界的广泛关注。OLED器件具有自发光、广视角、反应时间短及可制备柔性器件等优点，成为下一代显示、照明技术的有力竞争者。但目前OLED器件仍然存在效率低、寿命短等问题，有待人们进一步研究。

有机发光二极管为电致发光器件，在电压驱动下，电子和空穴分别经电子传输层和空穴传输层进入发光层复合形成激子。之后，激子将能量传递给有发光特性的有机分子，使其受激发，激发态分子回到基态时发生辐射跃迁而发光。自1998年Forrest等人报道电致磷光器件(PHOLED)以来，PHOLED因其可以高效利用三线态和单线态激子发光而备受关注。高效PHOLED器件通常为多层结构，其优点在于可以方便地调节载流子注入、传输及复合等过程。在发光层中，当客体掺杂浓度较高时，会出现浓度淬灭和T₁-T₁湮灭，导致发光效率降低。为了解决这些问题，通常将客体材料掺杂在主体材料中，从而“稀释”客体材料的浓度。主体中形成的激子通过

和Dexter能量转移的方式传递给客体，受激发的客体辐射发光回到基态。因此，为了获得高效PHOLED器件，设计优化器件发光层结构方面还有很大提升空间。为了从根本上解决以上问题，需要对配体结构进行深入、系统的研究，最终获得高效、稳定的PHOLED器件，从而实现OLEDs在全彩显示和白光照明领域的广泛应用。

发光层结构可以分为单发光层、双发光层两种类型。由于单发光层制备工艺简单，通常采用单发光层制备器件，但单发光层载流子复合区域较窄。窄的复合区域会导致局部激子密度升高而加速T₁-T₁湮灭，不利于器件性能的提升。载流子复合区域大小直接影响器件内部的激子浓度，双发光层的器件不仅扩大了复合区域，还抑制了浓度猝灭，对器件效率提升有一定的帮助。现有技术中的双发光层，两个发光层中的材料选用不同，因此要选择能辅配的两种发光材料才能提高器件的效果。

发明内容

本发明在于提供一种新型的磷光掺杂有机电致发光器件，该器件为磷光掺杂显示器件，为两层或多层发光层，发光层中的材料选材相同，通过不同掺杂比例，得到比单一发光层器件具有更好效率的器件。

磷光掺杂有机电致发光器件，包括阳极、有机层和阴极，所述有机层包括主客体磷光掺杂材料形成的发光层，所述发光层有EML1、EML2两层组成，EML1层靠近阳极，EML2层靠近阴极；所述EML1、EML2层主体都为Host1，客体都为Dopant1；所述EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1大于EML2的掺杂比Host1：Dopant1；

双发光层与单发光层相比，不仅能扩大激子复合区域，而且减小了由于浓度引起的激子猝灭。由于器件空穴传输比电子传输的要快，当空穴进入高浓度发光层EML1时，高浓度主客体掺杂能加快能量转移，提高空穴与电子复合效率，增大激子浓度。此时便降低了进入EML2层的空穴浓度，多余空穴在低浓度发光层EML2与电子复合，使得EML2层的电子与空穴达到相对平衡，而EML1便起了空穴缓冲的效果。同时，由于EML2所产生的激子浓度较低，高浓度激子便从EML1扩散进入EML2，由此便降低了EML1的浓度猝灭，提高了器件整体的发光效率。

或者，发光层总厚度不变，所述发光层有顺次相连的EML1、EML2、EML3……多层，各层的主体都为Host1，客体都为Dopant1，发光层主客体浓度掺杂比从阳极侧至阴极侧梯次递减，或梯次递增，或者先增后减或先减后增。若器件空穴传输速率大于电子传输，则发光层主客体浓度掺杂比从阳极至阴极梯次递减原理与上述双发光层相同。梯次递增可提高器件效率，原因在于空穴虽不能在低浓度层进入高浓度层时减小空穴密度，但高浓度掺杂层的空穴与电子所产生的激子依然可以通过浓度扩散进入低浓度掺杂层，提高器件的整体发光效率。先增后减或先减后增都通过激子从高浓度扩散进入低浓度区从而导致器件效率提高。

所述发光层为EML1、EML2、EML3共三层，所述EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1小于EML2的掺杂比Host1：Dopant1，EML3的主客体掺杂比小于EML2掺杂比。

所述发光层为EML1、EML2、EML3共三层，EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1大于EML2的浓度掺杂比Host1：Dopant1，EML3的主客体浓度掺杂比小于EML2掺杂比。

所述发光层为EML1、EML2、EML3共三层，EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1小于EML2的掺杂比Host1：Dopant1，EML3的主客体浓度掺杂比大于EML2掺杂比。

所述Host1主体为Pt-04，Dopant1客体为TCTA，

所述有机层还包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层中的一层或多层。

所述有机层还包括顺次相连的空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层。

所述有机层为3nm厚的HATCN空穴注入层30、50nm厚的TAPC空穴传输层、7nm厚的客体材料Pt-04与主体TCTA掺杂比为21wt％形成的EML1层和3nm厚的客体材料Pt-04与主体TCTA掺杂比为19wt％形成的EML2组成的发光层、50nm厚的TmPyPb电子传输层60、0.8nm的LiF电子注入层。

所述发光层膜厚度为1-200nm。

本发明的磷光掺杂有机电致发光器件通过对器件的发光层进行主客体掺杂比优化设计，对于同一种主客体掺杂材料器件发光层厚度相同的条件下，两层及两层以上的同种主客体材料不同掺杂比例的发光层器件结构，其性能表现要优于同厚度下单层主客体材料掺杂比例的器件。

本发明的实施例中采用了两层发光层，通过不同主客体浓度掺杂比的调节，得到了比单一发光层更好发光效率的器件。在此基础上的多发光层结构，能有效的将激子限制在发光区域器件中，空穴和电子的比例更为平衡，更有利于激子形成，更加拓宽载流子复合区域，并降低了剩余空穴的数量，减小了TPA。

实验结果表明，本发明的磷光掺杂材料器件制备方法应用于有机电致发光材料器件中，具有较高的器件效率，有潜力应用于平板显示器领域。

附图说明

图1现有技术中OLED一层发光层的有机电致发光器件，

图2本申请的OLED两层发光层的有机电致发光器件，

图3本申请的OLED两层发光层的有机电致发光器件(层名称标注)，

其中，HIL空穴注入层，HTL空穴传输层，EML1、EML2发光层，ETL电子传输层，EIL电子注入层。

图4该器件结构下的电压-电流密度曲线，

图5该器件结构下的亮度-电流效率曲线。

具体实施方式

为了更详细叙述本发明，特举以下例子，但是不限于此。

实施例1(对比实验)

图1为现有技术中OLED一层发光层的有机电致发光器件

其中，透明导电ITO玻璃基板10；阳极20；3nm厚的HATCN空穴注入层30；50nm厚的TAPC空穴传输层40；10nm厚的客体Pt-04与主体TCTA掺杂比例为20wt％作为发光层50；50nm厚的TmPyPb电子传输层60；0.8nm的LiF电子注入层70；100nm的Al作为器件阴极80。制备方法与本发明制备方法相同。

图2为本申请的OLED两层发光层的有机电致发光器件

首先，将透明导电ITO玻璃基板10(上面带有阳极20)依次经：洗涤剂溶液和去离子水，乙醇，丙酮，去离子水洗净，再用氧等离子处理30秒。

然后，在ITO上蒸渡3nm厚的HATCN作为空穴注入层30。

然后，蒸渡化合物TAPC,形成50nm厚的空穴传输层40。

然后，在空穴传输层上蒸渡7nm厚的客体材料Pt-04与主体TCTA的掺杂比例为21wt％作为发光层50-1。

然后，在空穴传输层上蒸渡3nm厚的客体材料Pt-04与主体TCTA的掺杂比例19wt％为作为发光层50-2。

然后，在发光层上蒸渡50nm厚的TmPyPb作为电子传输层60。

最后，蒸渡0.8nm LiF为电子注入层70和100nm Al作为器件阴极80。具体层结构名称标注见图3。

器件中所述结构式

实验结果表明，本申请所制备的器件在20mA/cm²的工作电流密度下，电压为6.69V，亮度为7306cd/m²,电流效率为36.53cd/A，发光效率为17.17lm/W，发射绿光。与相同发光层厚度的一般单层均匀主客体掺杂浓度相比(现有单层均匀主客体掺杂浓度所制备器件在20mA/cm²的工作电流密度下，电压为7.14V，亮度为5788cd/m²,电流效率为28.94cd/A，发光效率为12.74lm/W，发射绿光)，使用本发明制备方法的器件电压更低，效率更高，具有很好的电致发光性能。如图4、图5所示。

Claims

1.磷光掺杂有机电致发光器件，包括阳极、有机层和阴极，所述有机层包括主客体磷光掺杂材料形成的发光层，所述发光层有EML1、EML2两层组成，EML1层靠近阳极，EML2层靠近阴极；所述EML1、EML2层主体都为Host1，客体都为Dopant1；所述EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1大于EML2的掺杂比Host1：Dopant1；

或者，发光层总厚度不变，所述发光层有顺次相连的EML1、EML2、EML3……多层，各层的主体都为Host1，客体都为Dopant1，发光层主客体浓度掺杂比从阳极侧至阴极侧梯次递增，或梯次递减，或者先增后减或先减后增。

2.根据权利要求1所述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述发光层为EML1、EML2、EML3共三层，所述EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1小于EML2的掺杂比Host1：Dopant1，EML3的主客体掺杂比小于EML2掺杂比。

3.根据权利要求1所述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述发光层为EML1、EML2、EML3共三层，EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1大于EML2的浓度掺杂比Host1：Dopant1，EML3的主客体浓度掺杂比小于EML2掺杂比。

4.根据权利要求1所述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述发光层为EML1、EML2、EML3共三层，EML1的浓度掺杂比Host1：Dopant1小于EML2的掺杂比Host1：Dopant1，EML3的主客体浓度掺杂比大于EML2掺杂比。

5.根据权利要求1所述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述Host1主体为Pt-04，Dopant1客体为TCTA，

6.根据权利要求1-5任一所述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述有机层还包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层中的一层或多层。

7.根据权利要求6所述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述有机层包括顺次相连的空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层和电子传输层。

8.权利要求7所述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述发光层膜厚度为1-200nm。

9.根据权利要求8述的磷光掺杂有机电致发光器件，所述有机层为3nm厚的HATCN空穴注入层30、50nm厚的TAPC空穴传输层、7nm厚的客体Pt-04与主体TCTA的掺杂比为21wt％形成的EML1层和3nm厚的客体Pt-04与主体TCTA的掺杂比为19wt％形成的EML2组成的发光层、50nm厚的TmPyPb电子传输层60和0.8nm的LiF电子注入层，