CN112490377A - 一种新型阳极界面缓冲层、空穴传输层搭配的oled器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型BHT、HT搭配的OLED器件,所述OLED器件的有机功能层包括空穴传输区域、发光层以及电子传输层,空穴传输区域包括阳极界面缓冲层、空穴传输层和电子阻挡层,阳极界面缓冲层由第一空穴传输主体材料、第二空穴传输主体材料以及P型掺杂材料组成,且第一空穴传输主体材料的HOMO能级大于第二空穴传输主体材料的HOMO能级。空穴传输层包括第一空穴传输层和第二空穴传输层,第一空穴传输层包括阳极界面缓冲层中空穴传输主体材料的一种或多种组合,第二空穴传输层至少包含一种空穴传输材料,且第二空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级不大于第一空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级。这种结构搭配所制备出来的OLED器件具有较长的器件寿命。

Description

一种新型阳极界面缓冲层、空穴传输层搭配的OLED器件
技术领域
本发明涉及电致发光器件技术领域,尤其涉及一种新型阳极界面缓冲层、空穴传输层搭配的有机电致发光器件。
背景技术
近年来,有机电致发光二极管(OLED)已经被研究开发并广泛的应用于显示设备中。有机电致发光器件作为电流器件,当对其两端电极施加电压,并通过电场作用于有机层功能材料膜层中的正负电荷上,正负电荷进一步在有机发光层中复合,即产生有机电致发光。
有机电致发光器件一般为多层结构,除了发光层之外的各种辅助功能层对器件性能同样起着至关重要的作用。合理的器件结构能够有效提高器件的性能,电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层和空穴注入层被广泛用来提高器件的性能。
目前对有机电致发光器件提高性能的研究包括:降低器件的驱动电压、提高器件的发光效率、提高器件的使用寿命等。为了实现有机电致发光器件的性能的不断提升,不但需要有机电致发光功能材料的不断研究和创新,制造出更高性能的有机电致发光功能材料,更需要有机电致发光器件结构和制备工艺的创新。
现有技术中,通常阳极界面缓冲层的HOMO能级小于或等于空穴传输层材料的HOMO能级。阳极界面缓冲层中的空穴传输主体材料与P型掺杂材料形成电荷转移态后,与空穴传输材料之间会形成较大HOMO能级势垒差,易在阳极界面缓冲层以及空穴传输层界面处形成聚集电荷,影响OLED器件的效率和使用寿命。另一方面,单一的空穴传输层对于材料的能级匹配以及空穴迁移率提出了更高的要求,往往难以满足器件结构搭配的需求。
因此,要改善OLED器件的效率和使用寿命,应努力提高单个有机电致发光器件的空穴注入效果,改善发光层内部载流子平衡度。一种新型的技术方案用以克服上述技术难题成为本领域技术人员致力于研究的方向。
发明内容
鉴于现有技术中的不足,本发明技术方案旨在提供一种具有改善的发光效率和使用寿命的有机电致发光器件。本发明通过层结构间的搭配优化以及有机材料间最佳比例混合,提升了载流子注入的稳定性,能够使发光层相对更持续稳定地发光,提升器件的使用寿命。
本发明的技术方案如下:
一种有机电致发光器件,其由下至上依次设置有基板、第一电极、有机功能层和第二电极,所述有机功能材料层包括:
空穴传输区域,设置于所述第一电极之上;
发光层,设置于所述空穴传输区域之上;
电子传输层,设置于所述发光层之上;
其中,所述空穴传输区域由下至上依次包括阳极界面缓冲层、空穴传输层和电子阻挡层,所述阳极界面缓冲层包括第一空穴传输主体材料、第二空穴传输主体材料以及P型掺杂材料,其中第一空穴传输主体材料的HOMO能级为5.45eV至5.60eV,第二空穴传输主体材料的HOMO能级为5.40eV至5.55eV,并且︱HOMO第一空穴传输主体材料︱>︱HOMO第二空穴传输主体材料︱;
所述空穴传输层包括第一空穴传输层以及第二空穴传输层,第一空穴传输层包括阳极界面缓冲层中空穴传输主体材料的一种或多种组合;第二空穴传输层至少包含一种空穴传输材料,并且第二空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级小于第一空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级。
所述阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料的HOMO能级和第二空穴传输主体材料的HOMO能级差值的绝对值≤0.15eV。
所述阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料与第二空穴传输主体材料的比例为99:1至1:99,基于质量计。
所述第一空穴传输层材料的HOMO能级与第二空穴传输层材料的HOMO能级的差值的绝对值≤0.15eV。
所述阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料的HOMO能级与P型掺杂材料的LUMO能级的差值的绝对值≤0.4eV。
所述阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料选自以下化合物:
Figure BDA0002199516340000021
Figure BDA0002199516340000031
Figure BDA0002199516340000041
Figure BDA0002199516340000051
Figure BDA0002199516340000061
Figure BDA0002199516340000062
中的任一种。所述阳极界面缓冲层中第二空穴传输主体材料选自以下化合物:
Figure BDA0002199516340000071
Figure BDA0002199516340000081
Figure BDA0002199516340000091
Figure BDA0002199516340000101
Figure BDA0002199516340000111
Figure BDA0002199516340000112
中的任一种。空穴传输层中第二空穴传输层材料选自以下化合物:
Figure BDA0002199516340000113
Figure BDA0002199516340000121
Figure BDA0002199516340000131
Figure BDA0002199516340000132
中的任一种。
所述P型掺杂材料占第一空穴传输主体材料和第二空穴传输主体材料整体的比例为0%至30%,基于质量计。
所述阳极界面缓冲膜层的膜厚为1nm至20nm,空穴传输层的厚度为50~200nm。
所述器件包括蓝色、绿色、红色或黄色有机发光材料层中的一种或多种组合;不同有机发光材料层横向或纵向叠加组合。
本发明有益的技术效果在于:
本发明通过在有机电致发光器件的制备过程中,于第一电极界面形成阳极界面缓冲层。其中阳极界面缓冲层包含第一空穴传输主体材料、第二空穴传输主体材料以及一个深LUMO能级的P型掺杂材料。其中第一空穴传输主体材料和第二空穴传输主体材料与P型掺杂材料相互作用,使阳极和阳极界面缓冲层之间形成较好的欧姆接触,同时可以更加充分的与P型掺杂材料形成CT络合物,有助于空穴的注入;另一方面,第一空穴传输主体材料的HOMO能级大于第二空穴传输主体材料的HOMO,它们与P型掺杂材料形成CT络合物后,会形成阶梯状的HOMO能级分布,有助于减小阳极界面缓冲层与空穴传输层之间的注入势垒,抑制载流子在界面处的积累,提升器件效率和器件稳定性。
另外,空穴传输层包含第一空穴传输层以及第二空穴传输层,第一空穴传输层材料为阳极界面缓冲层中主体材料的一种或多种组合,有利于阳极界面缓冲层与空穴传输层之间的界面接触;并且第二空穴传输层材料的HOMO能级小于第一空穴传输层材料的HOMO能级,阶梯式的空穴传输层搭配,有助于进一步提升空穴注入,提升器件的效率以及器件稳定性。
为了能更进一步的了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,其中附图仅供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明有机电致发光器件的剖视图。
图1中,1、基板,2、第一电极,A、空穴传输区域,3、阳极界面缓冲层,4、第一空穴传输层,5、第二空穴传输层,6、电子阻挡层,7、发光层,8、空穴阻挡层,9、电子传输层,10、电子注入层,11、第二电极。
图2-6示意性地示出了本发明中发光层组合结构图。
图2~4中,G代表光,6代表发光层,EM1、EM2和EM3代表不同的发光层材料。
图5、6中,6代表发光层,300代表有机发光功能层,610、620和630代表连接层。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域的技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
在本发明的上下文中,除非另有说明,HOMO意指分子的最高占据轨道,而LUMO意指分子的最低空轨道。此外,在本发明的上下文中,所涉及到的HOMO以及LUMO均以正值来表示。
本文中所列出的任何数值范围意指包括纳入所列范围内具有相同数值精度的全部子范围。例如,“1.0至10.0”意指包括在所列最小值1.0和所列最大值10.0之间的全部子范围(且包括1.0和10.0),也就是说,具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值的全部子范围。本文所列出的任何最大数值限制意指包括纳入本文的全部更小的数值限制,并且本文所列出的任何最小数值限制意指包括纳入本文的全部更大的数值限制。因此,申请人保留修改包括权利要求书的本说明书的权利,以明确描述落入本文明确描述的范围内的任何子范围。
在附图中,为了清楚起见,层和区域的尺寸可被夸大。还将理解,当层或元件称为在另一层或者基板“之上”时,该层或元件可直接位于该另一层或者基板之上,或者也可存在中间层。此外,还将理解,当层称为在两个层“之间”时,该层可以是这两个层之间的唯一的层,或者也可存在一个或者多个中间层。全文中相同的附图标记表示相同的元件。
作为本发明有机电致发光器件的基板,可选用任何常用于有机电致发光器件的基板。实例为透明基板,如玻璃或透明塑料基板;不透明基板,如硅基板;柔性PI膜基板。不同基板具有不同的机械强度、热稳定性、透明性、表面光滑度、防水性,根据性质不同,使用方向不同。在本发明中,优选使用透明基板。基板的厚度没有特别限制。
在基板上形成第一电极,第一电极与第二电极可彼此相对。第一电极可以是阳极。第一电极可以是透射电极、半透射电极或者反射电极。当第一电极是透射电极时,第一电极可使用透明金属氧化物来形成,例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)或铟锡锌氧化物(ITZO)等。当第一电极是半透射电极或反射电极时,第一电极可包括Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或金属混合物。第一电极层的厚度取决于所使用的材料,通常为50-500nm,优选为70-300nm且更优选为100-200nm。
设置于第一电极和第二电极之间的有机功能材料层由下至上依次包括空穴传输区域、发光层和电子传输区域。
空穴传输区域可设置在第一电极与发光层之间,空穴传输区域包括阳极界面缓冲层、空穴传输层和电子阻挡层,但不限于此。例如,参照图1,空穴传输区域可包括由下至上依次设置在第一电极之上的阳极界面缓冲层、第一空穴传输层、第二空穴传输和电子阻挡层。
作为本发明的阳极界面缓冲层,其包括第一空穴传输主体材料、第二空穴传输主体材料和P型掺杂材料,为了实现空穴从阳极到有机膜层的顺畅的注入,阳极界面缓冲层所使用的空穴传输主体材料的HOMO能级必须满足一定的条件才有望实现和掺杂材料之间形成电荷转移态,实现缓冲层和阳极之间的欧姆接触,在本发明中第一空穴传输主体材料的HOMO能级为5.45eV至5.60eV,第二空穴传输主体材料的HOMO能级为5.40eV至5.55eV,并且︱HOMO第一空穴传输主体材料︱>︱HOMO第二空穴传输主体材料︱;
P型掺杂材料主要用作空穴注入,P型掺杂材料掺入空穴传输主体中与空穴传输主体材料形成电荷转移态,使得空穴更为容易地注入有机材料层中。在本发明的一个优选的实施方案中,所使用的P型掺杂材料选自下述有机化合物之一:
Figure BDA0002199516340000151
本发明的阳极界面缓冲层的厚度可为1-20nm、优选为5-15nm、更优选为5-10nm。
本发明空穴传输层材料,不但要求具有恰当的HOMO能级,还应具有良好的空穴迁移率,基于本发明的技术创新点,要求邻接的第一空穴传输层由第一空穴传输材料和第二空穴传输材料构成,且第一空穴传输层包括阳极界面缓冲层中空穴传输主体材料的一种或多种组合;第二空穴传输层至少包含一种空穴传输材料,并且第二空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级小于第一空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级。
其中阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料的HOMO能级和第二空穴传输主体材料的HOMO能级差值的绝对值≤0.15eV。第一空穴传输层材料的HOMO能级与第二空穴传输层材料的HOMO能级的差值的绝对值≤0.15eV。
本发明的空穴传输层的总厚度可为50-200nm、优选为50-150nm;且第一空穴传输层厚度不小于10nm,第二空穴传输层厚度不小于10nm。
在一个优选的实施方案中,本发明的有机发光器件还包含电子阻挡层。该电子阻挡层可优选地置于空穴传输层与发光层之间,或空穴注入层与发光层之间,或者置于阳极与发光层之间。电子阻挡层由本领域技术人员已知的电子阻挡材料形成。
发光层可设置在空穴传输层之上。发光层的材料是一种通过分别接收来自空穴传输层和电子传输层的空穴和电子,并将所接收的空穴和电子结合而能发出可见光的材料。其具体材料包括羟基喹啉衍生物的金属络合物、各种金属络合物、蒽衍生物、双苯乙烯苯衍生物、芘衍生物、噁唑衍生物和聚对苯乙烯衍生物等,但不限于此。此外,发光层可以包含主体材料和客体材料。作为本发明有机电致发光器件发光层的主体材料和客体材料,均可以使用现有技术中公知的用于有机电致发光器件的发光层材料,所述主体材料可为噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、聚二烷基芴衍生物或4,4'-双(9-咔唑基)联苯(CBP)等;所述客体材料可为喹吖啶酮、香豆素、红荧烯、苝及其衍生物、苯并吡喃衍生物、罗丹明衍生物或氨基苯乙烯衍生物等。
在本发明的优选实施方案中,所使用的发光层主体材料选自下述EMH-1至EMH-22中的一种或多种的组合:
Figure BDA0002199516340000161
Figure BDA0002199516340000171
此外,为了改进荧光或磷光特性,发光层客体材料还可包括磷光或荧光材料。磷光材料包括铱、铂等的金属络合物等磷光材料。例如,可以使用Ir(ppy)3[fac-三(2-苯基吡啶)铱]等绿色磷光材料,FIrpic、FIr6等蓝色磷光材料和Btp2Ir(acac)等红色磷光材料。对于荧光材料,可使用本领域中通常使用的那些。在本发明的一个优选实施方案中,所使用的发光层客体材料选自下述EMD-1至EMD-23之一:
Figure BDA0002199516340000172
Figure BDA0002199516340000181
在本发明的发光层中,所使用的主体材料与客体材料的比例为99:1-70:30,优选为99:1-85:15且更优选为97:3-87:13,基于质量计。
此外,为了得到高效率的有机电致发光单元,除了上述所使用的荧光或磷光主客体材料之外,发光层还可采用另外的客体材料,或采用多种客体材料,客体材料可为单纯的荧光材料、延迟荧光(TADF)材料或磷光材料,或由不同的荧光材料、TADF材料、磷光搭配组合,发光层可为单一的发光层材料,也可以为横向或纵向叠加在一起的复合发光层材料。构成上述有机电致发光器件的发光层列举出如下多种构造:
(1)单一有机发光层材料;
(2)蓝色有机发光层材料和绿色、黄色或红色发光层材料的任一种组合,并不分前后顺序,如图2所示;
(3)蓝色有机发光层材料和绿色、黄色或红色发光层材料的任两种组合,并不分前后顺序,如图3所示;
(4)蓝色有机发光层材料、绿色有机发光层材料、红色有机发光层材料横向排布,如图4所示;
(5)蓝色有机发光层材料和绿色、黄色或红色发光层材料的的任一种组合,并通过连接层进行电荷传输,形成两叠层装置结构,如图5所示;
(6)蓝色有机发光层材料和绿色、黄色或红色发光层材料的任两种组合,并通过连接层进行电荷传输,形成三叠层装置结构,如图6所示。
优选地,所述有机发光功能层包括这样的发光层:其包括蓝色、绿色、红色、黄色有机发光层材料中的1种或至少2种的组合。
如上所述,在图2至图4中,G代表光,6代表发光层,EM1、EM2和EM3代表不同的发光层材料。
在图5和6中,6代表发光层,300代表有机发光功能层,610、620和630代表连接层,所述连接层可以为以下几种类型中的任意一种:(1)n型掺杂有机层/无机金属氧化物,如Bphen:Li/MoO3、Alq3:Mg/WO3、BCP:Li/V2O5和BCP:Cs/V2O5;(2)n型掺杂有机层/有机层,如Alq3:Li/HAT-CN;(3)n型掺杂有机层/p型掺杂有机层,如BPhen:Cs/NPB:F4-TCNQ、Alq3:Li/NPB:FeCl3、TPBi:Li/NPB:FeCl3和Alq3:Mg/m-MTDATA:F4-TCNQ;(4)非掺杂型,如F16CuPc/CuPc和Al/WO3/Au。
为了调节载流子电荷在发光层中的有效结合,上述构成OLED发光体的发光层5的膜厚可根据需要任意调节,或根据需要将不能色彩的发光层交替叠加组合,还可以在邻接发光层的有机层里添加不同功能用途的电荷阻挡层等。
本发明的发光层的厚度可以为5-60nm,优选为10-50nm,更优选为20-45nm。
电子传输层可设置在发光层之上。电子传输层材料是一种容易接收阴极的电子并将接收的电子转移至发光层的材料。优选具有高的电子迁移率的材料。作为本发明有机电致发光器件的电子传输层,可以使用现有技术中公知的用于有机电致发光器件的电子传输层材料,例如,以Alq3、BAlq为代表的羟基喹啉衍生物的金属络合物、各种金属络合物、三唑衍生物、2,4-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-6-(萘-2-基)-1,3,5-三嗪(CAS号:1459162-51-6)等三嗪衍生物、2-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑(CAS号:561064-11-7,俗称LG201)等咪唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、碳化二亚胺衍生物、喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、硅基化合物衍生物等。本发明的电子传输层的厚度可以为10-80nm、优选为20-60nm且更优选为25-45nm。
电子注入层可设置在电子传输层之上。电子注入层材料通常是优选具有低功函数的材料,使得电子容易地注入有机功能材料层中。作为本发明有机电致发光器件的电子注入层材料,可以使用现有技术中公知的用于有机电致发光器件的电子注入层材料,例如,锂;锂盐,如8-羟基喹啉锂、氟化锂、碳酸锂或叠氮化锂;或铯盐,氟化铯、碳酸铯或叠氮化铯。本发明的电子注入层的厚度可以是0.1-5nm、优选为0.5-3nm且更优选为0.8-1.5nm。
在制备OLED发光单元的过程中,例如可通过在基板上相继层压第一电极、有机功能材料层和第二电极来制备本发明的有机电致发光单元。关于此点,可使用物理气相沉积方法,如溅射法或电子束蒸汽法,或者真空蒸镀法,但不限于此。并且,可通过例如真空沉积法、真空蒸镀法或溶液涂覆法将上述化合物用于形成有机功能材料层。关于此点,溶液涂覆法意指旋涂法、浸涂法、喷射印刷法、筛网印刷法、喷雾法和辊涂法,但不限于此。真空蒸镀意指在真空环境中,将材料加热并镀到基材上。在本发明中,优选使用真空蒸镀法来形成所述各个层。
另外,需要说明的是,本发明所述的用于形成各个层的材料均可以单独成膜而作为单层使用,也可以与其他材料混合后成膜而作为单层使用,还可以为单独成膜的层之间的层叠结构、混合后成膜的层之间的层叠结构或者单独成膜的层与混合后成膜的层的层叠结构。
需要说明的是,本文中已经公开了示例性的实施方案,虽然其中使用了特定的术语,但是这些术语仅用于且仅解释为一般和描述性含义,而并非出于限制的目的。在一些情况下,如随着本申请的递交而对本领域普通技术人员所显而易见的,除非具体地表示,否则结合特定实施方案描述的特征、特性和/或元件可单独地使用或者与结合其他实施方案描述的特征、特性和/或元件组合使用。相应地,本领域技术人员将理解,在不背离本发明的精神和范围的前提下,可在形式和细节方面作出多种变化。
以下实施例旨在更好地解释本发明,但本发明的范围不限于此。
本文中所使用的检测方法如下:
对于OLED材料的HOMO能级的直接测试手段,有多种手段,包括CV方法,UPS方法,IPS方法,AC方法等,也可以通过量化计算的方式,实现OLED材料的HOMO能级预测。上述各种测量手段中,CV方法受溶剂以及操作方法的影响比较大,测量数值往往差异性较大,AC方法测量的时候,样品需要放置在干燥空气的环境中,当高能量的紫外单色光作用在样品表面的时候,逸出电子需要和空气中的氧结合,探测器才能获得信号,因此,样品材料受环境中氧元素的影响较大,对于一些深HOMO能级(譬如P掺杂材料)的材料的HOMO能级的测试不准确。
无论是UPS方法还是IPS方法,均可以做到在高真空环境下OLED材料光电子能谱的测试,这样就可以最大限度的排除不良环境影响,接近OLED发光器件的制备环境氛围,最大限度的接近原位测量的理念,因此从测量方法上来说,相较于其他测量方法,具有较高的数值准确度。即便如此,还是需要强调,不同材料HOMO能级的测试,只有做到了设备的一致性,方法的一致性,规避测试环境的影响,材料之间的HOMO能级才具有绝对对比的意义。本发明所有涉及材料的HOMO能级均为IPS的测量手段。
具体测量方法如下:
利用真空蒸镀设备,在真空度1.0E-5Pa压力下,控制蒸镀速率为
Figure BDA0002199516340000202
将材料蒸镀到ITO基板上,其膜厚为60-80nm,然后利用用IPS3测量设备,对样品膜的HOMO能级水平进行测量,测量环境为10-2Pa以下的真空环境;
Eg能级:基于材料单膜的紫外分光光度(UV吸收)基线与第一吸收峰的上升侧画切线,用切线和基线交叉点数值算出。
LUMO能级:基于前述HOMO能级与Eg能级的差值计算得出。
空穴迁移率:将材料制作成单电荷器件,用SCLC方法测定。
表1示出了阳极界面缓冲层中空穴传输主体材料、P型掺杂材料、空穴传输材料与发光主体材料(EMH-1、EMH-7和EMH-13)以及客体材料(EMD-1、EMD-8和EMD-13)的各能级测试结果。
表1
Figure BDA0002199516340000201
Figure BDA0002199516340000211
由表1的结果可以看出,本发明中第一空穴传输主体材料的HOMO能级位于5.45eV至5.6eV,第二空穴传输主体材料的HOMO能级位于5.4eV至5.55eV,并且P型掺杂材料的HOMO能级与空穴传输主体材料的HOMO能级差的绝对值≤0.4eV。
阳极界面缓冲层制备实施例1
阳极界面缓冲层1:使用型号1504-10117-01-0的OLED Chuster DepositionSystem(厂商:CHOSHU INDUSTRY Co.LTD.)蒸镀设备,分别将第一空穴传输主体材料BHT137和第二空穴传输主体材料BHT305以及P型掺杂材料P1放在三个不同的蒸镀源中,在真空度1.0E-5Pa压力下,控制BHT137蒸镀速率为
Figure BDA0002199516340000213
控制BHT305的蒸镀速率为
Figure BDA0002199516340000214
控制P型掺杂材料的蒸镀速率为
Figure BDA0002199516340000215
共同混蒸得到本发明的阳极界面缓冲层1。
阳极界面缓冲层2:重复阳极界面缓冲层制备实施例1的制备过程,不同之处在于将P型掺杂材料P1换成P2,得到阳极界面缓冲层2。
阳极界面缓冲层3:重复阳极界面缓冲层制备实施例1的制备过程,不同之处在于将第二空穴传输主体材料BHT305换成BHT309,得到阳极界面缓冲层3。
阳极界面缓冲层4:重复HI制备实施例1的制备过程,不同之处在于将第一空穴传输主体材料BHT137换成BHT112,得到阳极界面缓冲层5。
阳极界面缓冲层5:重复阳极界面缓冲层制备实施例1的制备过程,不同之处在于将第二空穴传输主体材料BHT305换成BHT301,将P型掺杂材料换成P2,得到阳极界面缓冲层6。
器件制备实施例1
制备有机电致发光单元:
真空蒸镀在下述条件下进行:使用型号1504-10117-01-0的OLED ChusterDeposition System(厂商:CHOSHU INDUSTRY Co.LTD.)蒸镀设备,在真空度1.0E-5Pa压力下,控制蒸镀速率为
Figure BDA0002199516340000212
器件制备实施例1:按照以下过程进行:
a)使用透明玻璃作为基板,在其上涂覆厚度为150nm的ITO,作为阳极层,然后分别用去离子水、丙酮、乙醇超声清洗各15分钟,然后在等离子体清洗器中处理2分钟;
b)在经洗涤的第一电极层上,通过真空蒸镀方法蒸镀在实施例1中所获得的阳极界面缓冲层1,厚度为5nm;
c)在阳极界面缓冲层上,通过真空蒸镀的方式蒸镀空穴传输层,第一空穴传输层材料为BHT137和BHT305分别以
Figure BDA0002199516340000216
的速率混蒸的方式制备,其厚度为50nm;第二空穴传输层材料为HT1,其厚度为50nm,总厚度为100nm;
d)在空穴传输层上,通过真空蒸镀的方式蒸镀电子阻挡层EB1,其厚度为10nm;
e)在电子阻挡层上,通过真空蒸镀的方式蒸镀发光层材料,主体材料为EMH-7和EMH-9,客体材料为EMD-13,质量比为45:45:10,厚度为40nm;
f)在发光层上,通过真空蒸镀方式蒸镀LG201和Liq,LG201和Liq质量比为50:50,厚度为40nm,该层作为电子传输层;
g)在电子传输层上,通过真空蒸镀方式蒸镀LiF,厚度为1nm,该层为电子注入层;
h)在电子注入层之上,真空蒸镀Al,厚度为80nm,该层为第二电极层。
以下器件制备实施例中基板均为玻璃,第二电极层均为80nm的Al。
器件制备实施例2-18:按照器件制备实施例1的过程进行,不同之处在于在步骤b)中使用阳极界面缓冲层1换成阳极界面缓冲层制备实施例中的阳极界面缓冲层2-6;在步骤c)中将第一空穴传输层材料换成阳极界面缓冲层1-6中任意一层中任一或两种不同材料的组合,第二空穴传输层为HT1、HT2和HT5中的任一材料,具体器件结构如表2。
器件制备实施例19:按照器件制备实施例1的过程进行,不同之处在于在步骤c)中第一空穴传输层材料的厚度为60nm,第二空穴传输层厚度为50nm,空穴传输层的总膜厚为110nm;步骤e)中主体材料为EMH-13,客体材料为EMD-8,并且EMH-13和EMD-8质量比为96:4,厚度为40nm。
器件制备实施例20-36:按照器件制备实施例29的过程进行,不同之处在于在步骤b)中使用阳极界面缓冲层1换成实施例中的阳极界面缓冲层2-6,在步骤c)中将第一空穴传输层材料换成阳极界面缓冲层1-6中任意一层中任一或两种不同材料的组合,第二空穴传输层为HT1、HT2和HT5中的任一材料,具体器件结构如表4。
器件制备实施例37:按照器件制备实施例1的过程进行,不同之处在于在步骤c)中第一空穴传输层材料的厚度为30nm,第二空穴传输层厚度为30nm,空穴传输层的总膜厚为60nm;步骤e)中主体材料为EMH-1,客体材料为EMD-1,EMH-1和EMD-1质量比为95:5,厚度为25nm。
器件制备实施例38-54:按照器件制备实施例57的过程进行,不同之处在于在步骤b)中使用阳极界面缓冲层1换成实施例中的阳极界面缓冲层2-6,在步骤c)中将第一空穴传输层材料换成阳极界面缓冲层1-6中任意一层中任一或两种不同材料的组合,第二空穴传输层为HT1、HT2和HT5中的任一材料,具体器件结构如表6。
对比例1-6:按照器件制备实施例1的过程进行,不同之处在于在步骤b)中使用空穴传输主体材料替换成BHT137、BHT112、BHT106;c)中空穴传输层材料与阳极界面缓冲层中所用的空穴传输主体材料是同一种材料,具体的器件结构如表2。
对比例7-12:按照器件制备实施例1的过程进行,不同之处在于在步骤b)中使用空穴传输主体材料替换成BHT137、BHT112、BHT106;c)中空穴传输层的膜厚为110nm,且空穴传输材料与阳极界面缓冲层中所用的空穴传输主体材料是同一种材料;e)中主体材料为EMH-13,客体材料为EMD-8,并且EMH-13和EMD-8质量比为96:4,厚度为40nm。具体的器件结构如表4。
对比例13-18:按照器件制备实施例1的过程进行,不同之处在于在步骤b)中使用空穴传输主体材料替换成BHT137、BHT112、BHT106;c)中空穴传输层的膜厚为60nm,且空穴传输材料与阳极界面缓冲层中所用的空穴传输主体材料是同一种材料;e)中主体材料为EMH-1,客体材料为EMD-1,EMH-1和EMD-1质量比为95:5,厚度为25nm。具体的器件结构如表6。
表2器件制备实施例1-18和对比例1-6所制备的有机电致发光器件
Figure BDA0002199516340000231
Figure BDA0002199516340000241
表2以及下述表4和表6中涉及到的其余材料的结构式如下所示:
Figure BDA0002199516340000242
表3器件制备实施例1-18与对比例1-6所制备的有机电致发光器件性能结果
Figure BDA0002199516340000243
Figure BDA0002199516340000251
注:驱动电压和电流效率都是在10mA/cm2下测试的数据;驱动电压和电流效率均是通过弗士达IVL测试系统测试;LT95指的是器件亮度衰减到初始亮度的95%所用的时间;寿命测试系统为日本系统技研公司EAS-62C型OLED器件寿命测试仪。所述注释也适用于以下表5和7。
表4:器件制备实施例19-36和对比例7-12所制备的有机电致发光器件
Figure BDA0002199516340000252
Figure BDA0002199516340000261
表5器件制备实施例19-36与对比例7-12所制备的有机电致发光器件性能结果
Figure BDA0002199516340000262
Figure BDA0002199516340000271
表6器件制备实施例37-54和对比例13-18所制备的有机电致发光器件
Figure BDA0002199516340000272
Figure BDA0002199516340000281
表7器件制备实施例37-54和对比例13-18所制备的有机电致发光器件的性能结果
Figure BDA0002199516340000282
Figure BDA0002199516340000291
由表3的结果可以看出,与使用相同HOMO能级的空穴传输主体材料以及空穴传输材料搭配相比较,本发明的器件制备实施例1-18所制得的器件的驱动电压明显降低,并且发光效率和寿命均显著提高。
由表5的结果可以看出,与使用相同HOMO能级的空穴传输主体材料以及空穴传输材料搭配相比较,本发明的器件制备实施例19-36所制得的器件的驱动电压明显降低,并且发光效率和寿命均显著提高。
由表7的结果可以看出,与使用相同HOMO能级的空穴传输主体材料以及空穴传输材料搭配相比较,本发明的器件制备实施例37-54所制得的器件的驱动电压明显降低,并且发光效率和寿命均显著提高。上述结果表明这种结构搭配在红、绿、蓝三色像素单元中都可以显著的提高发光像素点的效率和寿命。

Claims (10)

1.一种有机电致发光器件,其由下至上依次设置有基板、第一电极、有机功能层和第二电极,所述有机功能层包括:
空穴传输区域,位于所述第一电极之上;
发光层,位于所述空穴传输区域之上;
电子传输区域,位于所述发光层之上,
其中,所述空穴传输区域由下至上依次包括阳极界面缓冲层、空穴传输层和电子阻挡层,
所述阳极界面缓冲层包括第一空穴传输主体材料、第二空穴传输主体材料以及P型掺杂材料,其中第一空穴传输主体材料的HOMO能级为5.45eV至5.60eV,第二空穴传输主体材料的HOMO能级为5.40eV至5.55eV,并且︱HOMO第一空穴传输主体材料︱>︱HOMO第二空穴传输主体材料︱;
所述空穴传输层包括第一空穴传输层以及第二空穴传输层,第一空穴传输层包括阳极界面缓冲层中空穴传输主体材料的一种或多种组合;第二空穴传输层至少包含一种空穴传输材料,并且第二空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级小于第一空穴传输层中空穴传输材料的HOMO能级。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料的HOMO能级和第二空穴传输主体材料的HOMO能级差值的绝对值≤0.15eV。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料与第二空穴传输主体材料的比例为99:1至1:99,基于质量计。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述第一空穴传输层材料的HOMO能级与第二空穴传输层材料的HOMO能级的差值的绝对值≤0.15eV。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料的HOMO能级与P型掺杂材料的LUMO能级的差值的绝对值≤0.4eV。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,阳极界面缓冲层中第一空穴传输主体材料选自下述有机化合物之一:
Figure FDA0002199516330000011
Figure FDA0002199516330000021
Figure FDA0002199516330000031
Figure FDA0002199516330000041
Figure FDA0002199516330000051
Figure FDA0002199516330000061
Figure FDA0002199516330000071
Figure FDA0002199516330000073
中的任一种。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,阳极界面缓冲层中第二空穴传输主体材料选自下述有机化合物之一:
Figure FDA0002199516330000072
Figure FDA0002199516330000081
Figure FDA0002199516330000091
Figure FDA0002199516330000101
Figure FDA0002199516330000111
Figure FDA0002199516330000121
Figure FDA0002199516330000123
中的任一种。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,空穴传输层中第二空穴传输层材料选自下述有机化合物之一:
Figure FDA0002199516330000122
Figure FDA0002199516330000131
Figure FDA0002199516330000141
Figure FDA0002199516330000142
中的任一种。
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P型掺杂材料占第一空穴传输主体材料和第二空穴传输主体材料整体的比例为0%至30%,基于质量计;
所述阳极界面缓冲膜层的膜厚为1nm至20nm,空穴传输层的厚度为50~200nm。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的有机电致发光器件,其特征在于所述器件包括蓝色、绿色、红色或黄色有机发光材料层中的一种或多种组合;不同有机发光材料层横向或纵向叠加组合。
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