CN114551745A - 一种深蓝光oled器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机发光半导体技术领域，提供了一种深蓝光OLED器件，包括依次排列的基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极；所述发光层包括三层JBD‑1层和间隔设置于所述JBD‑1层之间的TCTA:TPBi层。本发明通过在发光层中设置TCTA:TPBi层作为深蓝光JBD‑1层的隔离层，隔离层可以提供良好的电子传输通道，平衡发射层中的载流子流，从而提高了深蓝光OLED器件的电子性能。实验结果表明，本发明提供的深蓝光OLED器件的最大电流效率可达15.8cdA‑1、最大功率效率可达10.8lmW‑1以及最大外部量子效率可达6.8％。

Description

一种深蓝光OLED器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机发光半导体技术领域，特别是涉及一种深蓝光OLED器件及其制备方法。
背景技术
OLED属于一种电流型的有机发光器件，其结构由依次排列的基板、阳极、空穴注入层(HIL)，空穴传输层(HTL)，发光层(EML)，电子传输层(ETL)和阴极组成。当发光层中含有JBD-1(4,9-Diisopropyl-N,N,N',N'-tetrakis-(4-methyl-biphenyl-3-yl)-pyrene-1,6-diami ne中文名4，9-二异丙基-N,N,N,N-四(4-甲基-联苯-3-基)-1.6-二胺基芘)层时，OLED器件发深蓝光。
现有技术中，通常采用的是在发光层中掺杂特定有机物来提高电子传输率，从而实现深蓝光OLED器件的最大电流效率、最大功率效率以及最大外部量子效率等电学性能的提升。如何在无需掺杂的情况下，同样可以实现深蓝光OLED器件上述电学性能的提高，成为本领域亟需解决的技术难点。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种包括依次排列的基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极；
所述发光层包括三层JBD-1层和间隔设置于所述JBD-1层之间的TCTA:TPBi层。
优选地，所述空穴注入层的材质为NPB:MoOx，所述空穴注入层的厚度为40nm。
优选地，所述空穴传输层的材质为TCTA，所述空穴传输层的厚度为10nm。
优选地，所述TCTA:TPBi层的厚度为5nm。
优选地，所述JBD-1层中掺杂或者不掺杂Ga(pyimd)3。
优选地，所述JBD-1层中不掺杂Ga(pyimd)3，所述JBD-1层厚度为0.2nm。
优选地，所述JBD-1层中掺杂Ga(pyimd)3，所述JBD-1层中JBD-1的质量为JBD-1和Ga(pyimd)3总质量的20％，所述JBD-1层的厚度为1nm；或者，所述JBD-1层中JBD-1的质量为JBD-1和Ga(pyimd)3总质量的40％，所述JBD-1层的厚度为0.5nm。
优选地，所述电子传输层的材质为TPBi，所述电子传输层的厚度为40nm。
优选地，所述电子注入层的材质为Liq，所述电子注入层的厚度为1nm。
本发明提供了上述方案所述深蓝光OLED器件的制备方法，包括：在基板上依次蒸镀阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。
本发明提供了一种深蓝光OLED器件，通过在发光层中设置TCTA:TPBi层作为深蓝光JBD-1层的隔离层，隔离层可以提供良好的电子传输通道，平衡发射层中的载流子流，从而提高了深蓝光OLED器件的电子性能。实验结果表明，本发明提供的深蓝光OLED器件的最大电流效率可达15.8cdA-1、最大功率效率可达10.8lmW-1以及最大外部量子效率可达6.8％。
附图说明
图1为本发明提供的深蓝光OLED器件的整体结构；
图2为本发明对比例1提供的器件A1的EML层；
图3为本发明实施例1提供的器件A2的EML层；
图4为本发明实施例2提供的器件B1的EML层；
图5为本发明实施例3提供的器件B2的EML层。
具体实施方式
本发明提供了一种深蓝光OLED器件，包括依次排列的基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极；所述发光层包括三层JBD-1层和间隔设置于所述JBD-1层之间的TCTA:TPBi层。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件包括基板。在本发明中，所述基板的材质优选为玻璃。本发明对所述基板的厚度没有特殊规定，根据实际需要进行选择即可。本发明对所述玻璃的来源没有特殊规定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述基板作为深蓝光OLED器件的支撑体。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件包括设置于所述基板上表面的阳极。在本发明中，所述阳极的材质优选为ITO。在本发明中，所述阳极的厚度优选为150nm。本发明对所述ITO的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件还包括设置于所述阳极上表面的空穴注入层。在本发明中，所述空穴注入层的材质优选为NPB和MoOx。在本发明中，所NPB代表N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺。在本发明中，所述MoOx代表钼的氧化物。在本发明实施例中，所述MoOx优选为MoO3。在本发明中，所述MoOx的物质的量优选为NPB和MoOx总物质量的15％。本发明对所述NPB和MoOx的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述空穴注入层的厚度优选为40nm。本发明将NPB和MoOx作为空穴注入层，并将空穴注入层的厚度限定在40nm，增加了空穴注入层的导电性，降低了空穴注入势垒，从而提高了深蓝光OLED器件的电子性能。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件还包括设置于所述空穴注入层上表面的空穴传输层。在本发明中，所述空穴传输层的材质优选为TCTA。在本发明中，所述TCTA代表4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺。在本发明中，所述空穴传输层的厚度优选为10nm。本发明通过选用TCTA作为空穴传输层，与NPB和MoOx作为的空穴注入层的配合使用，可以增强空穴注入，从而提高深蓝光OLED器件的电子性能。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件还包括设置于所述空穴传输层上表面的发光层。在本发明中，所述发光层包括三层JBD-1层和间隔设置于所述JBD-1层之间的TCTA:TPBi层。在本发明中，所述TPBi代表1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯基。在本发明中，所述JBD-1代表4，9-二异丙基-N,N,N,N-四(4-甲基-联苯-3-基)-1.6-二胺基芘，其英文名称为4,9-Diisopropyl-N,N,N',N'-tetrakis-(4-methyl-biphenyl-3-yl)-pyrene-1,6-diamine。本发明通过在发光层中设置TCTA:TPBi层作为深蓝光JBD-1层的隔离层，隔离层可以提供良好的电子传输通道，平衡发射层中的载流子流，从而提高了深蓝光OLED器件的电子性能。
在本发明中，每层TCTA:TPBi层的厚度优选为5nm。本发明通过将所述TCTA:TPBi层的厚度限定在5nm，实现了深蓝光OLED器件的电子性能的最优化。
在本发明中，所述JBD-1层中优选掺杂或者不掺杂Ga(pyimd)3。在本发明中，所述Ga(pyimd)3代表三[2-(2-吡啶基)咪唑]镓(Ⅲ)。
在本发明中，所述JBD-1层中不掺杂Ga(pyimd)3时，每层JBD-1层厚度优选为0.2nm。在本发明中，所述JBD-1层中掺杂Ga(pyimd)3时，所述JBD-1层中JBD-1的质量为JBD-1和Ga(pyimd)3总质量的20％，每层JBD-1层的厚度优选为1nm；或者，所述JBD-1层中JBD-1的质量为JBD-1和Ga(pyimd)3总质量的40％，每层JBD-1层的厚度优选为0.5nm。在本发明中，所述JBD-1层中无论是否掺杂Ga(pyimd)3，通过在发光层中设置TCTA:TPBi层作为深蓝光JBD-1层的隔离层，隔离层可以提供良好的电子传输通道，从而平衡发射层中的载流子流，从而实现了得到的深蓝光OLED器件相比未设置隔离层的深蓝光OLED器件的最大电流效率、最大功率效率以及最大外部量子效率均实现了提高。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件还包括设置于所述发光层上表面的电子传输层。在本发明中，所述电子传输层的材质优选为TPBi。在本发明中，所述TPBi代表1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯基。在本发明中，所述电子传输层的厚度为40nm。本发明对所述TPBi的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本发明通过选用TPBi作为电子传输层，并将其厚度限定在上述范围，配合其他层物料的选择以及厚度限定，得到的深蓝光OLED器件的电子性能较好。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件还包括设置于所述电子传输层上表面的电子注入层。在本发明中，所述电子注入层的材质为优选为Liq。在本发明中，所述Liq代表8-羟基喹啉-锂。在本发明中，所述电子注入层的厚度优选为1nm。本发明通过选用Liq作为注入层，并将其厚度限定在上述范围，配合其他层物料的选择以及厚度限定，得到的深蓝光OLED器件的电子性能较好。
在本发明中，所述深蓝光OLED器件还包括设置于所述电子注入层上表面的阴极。在本发明中，所述阴极优选为铝。在本发明中，所述阴极的厚度优选为120nm。本发明通过选用铝作为阴极，并将其厚度限定在上述范围，配合其他层物料的选择以及厚度限定，得到的深蓝光OLED器件的电子性能较好。
本发明提供了一种深蓝光OLED器件，通过在发光层中设置TCTA:TPBi层作为深蓝光JBD-1层的隔离层，隔离层可以提供良好的电子传输通道，平衡发射层中的载流子流，从而提高了深蓝光OLED器件的电子性能。实验结果表明，本发明提供的深蓝光OLED器件的最大电流效率可达15.8cdA-1、最大功率效率可达10.8lmW-1以及最大外部量子效率可达6.8％。
本发明还提供了上述方案所述深蓝光OLED器件的制备方法，包括：在基板上依次蒸镀阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。本发明对所述阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极的蒸镀方式均没有特殊规定，采用本领域技术人员熟知的OLED器件的蒸镀方式，在基板上依次蒸镀阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极即可。
本发明提供的制备方法工艺简单，可操作性强，具备广阔的应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明提供的深蓝光OLED器件的整体结构：Glass(0.7mm)/ITO(150nm)/NPB:15％MoOX(40nm)/NPB(10nm)/TCTA(10nm)/EML/TPBi(40nm)/Liq(1nm)/Al(120nm)，上述结构见附图1，对EML发光层进行结构设计。
实施例1
器件A2结构:
Glass(0.7mm)/ITO(150nm)/NPB:15％MoO3(40nm)/NPB(10nm)/TCTA(10nm)/JBD-1(0.2nm)/TCTA:TPBi(1:1)(5nm)/JBD-1(0.2nm)/TCTA:TPBi(1:1)(5nm)/JBD-1(0.2nm)/TPBi(40nm)/Liq(1nm)/Al(120nm)。器件A2的EML层结构见附图3。
制备方法：在玻璃基板上依次蒸镀ITO、NPB:15％MoO3、NPB、TCTA、JBD-1、TCTA:TPBi(1:1)、JBD-1、TCTA:TPBi(1:1)、JBD-1、TPBi、Liq和Al，得到深蓝光OLED器件A2。其中NPB:15％MoO3表示由NPB和MoO3混合得到的蒸镀物料，其中MoO3的物质的量为NPB和MoOx总物质量的15％；TCTA:TPBi(1:1)表示由TCTA:TPBi混合得到的蒸镀物料，其中TCTA和TPBi的物质量之比为1:1；控制含有NPB和15％MoO3蒸镀层的厚度为40nm；NPB蒸镀层厚度为10nm；TCTA蒸镀层厚度为10nm；JBD-1蒸镀层厚度为0.2nm；含有TCTA和TPBi蒸镀层厚度为5nm；TPBi蒸镀层厚度为40nm；Liq蒸镀层厚度为1nm；Al蒸镀层厚度为120nm。得到的器件A2的电致发光性能测试结果参见表1。
实施例2
器件B1结构:
Glass(0.7mm)/ITO(150nm)/NPB:15％MoO3(40nm)/NPB(10nm)/TCTA(10nm)/Ga(pyimd)3:20wt％JBD-1(1nm)/TCTA:TPBi(1:1)(5nm)/Ga(pyimd)3:20wt％JBD-1(1nm)/TCTA:TPBi(1:1)(5nm)/Ga(pyimd)3:20wt％JBD-1(1nm)/TPBi(40nm)/Liq(1nm)/Al(120nm)。
器件B1的EML层结构见附图4。
制备方法：在玻璃基板上依次蒸镀ITO、NPB:15％MoO3、NPB、TCTA、Ga(pyimd)3:20wt％JBD-1、TCTA:TPBi(1:1)、Ga(pyimd)3:20wt％JBD-1、TCTA:TPBi(1:1)、Ga(pyimd)3:20wt％JBD-1、TPBi、Liq和Al，得到深蓝光OLED器件B1。其中NPB:15％MoO3表示由NPB和MoO3混合得到的蒸镀物料，其中MoO3的物质的量为NPB和MoOx总物质量的15％；Ga(pyimd)3:20wt％JBD-1表示由Ga(pyimd)3和JBD-1混合得到的蒸镀物料，其中JBD-1的质量为Ga(pyimd)3和JBD-1总质量的20％；TCTA:TPBi(1:1)表示由TCTA:TPBi混合得到的蒸镀物料，其中TCTA和TPBi的物质量之比为1:1；控制含有NPB和15％MoO3蒸镀层的厚度为40nm；NPB蒸镀层厚度为10nm；TCTA蒸镀层厚度为10nm；含有Ga(pyimd)3和JBD-1蒸镀层厚度为1nm；含有TCTA和TPBi蒸镀层厚度为5nm；TPBi蒸镀层厚度为40nm；Liq蒸镀层厚度为1nm；Al蒸镀层厚度为120nm。得到的器件B1的电致发光性能测试结果参见表1。
实施例3
器件B2结构:
Glass(0.7mm)/ITO(150nm)/NPB:15％MoO3(40nm)/NPB(10nm)/TCTA(10nm)/Ga(pyimd)3:40wt％JBD-1(0.5nm)/TCTA:TPBi(1:1)(5nm)/Ga(pyimd)3:40wt％JBD-1(0.5nm)/TCTA:TPBi(1:1)(5nm)/Ga(pyimd)3:40wt％JBD-1(0.5nm)/TPBi(40nm)/Liq(1nm)/Al(120nm)。器件B2的EML层结构见附图5。
制备方法：在玻璃基板上依次蒸镀ITO、NPB:15％MoO3、NPB、TCTA、Ga(pyimd)3:40wt％JBD-1、TCTA:TPBi(1:1)、Ga(pyimd)3:40wt％JBD-1、TCTA:TPBi(1:1)、Ga(pyimd)3:40wt％JBD-1、TPBi、Liq和Al，得到深蓝光OLED器件B2。其中NPB:15％MoO3表示由NPB和MoO3混合得到的蒸镀物料，其中MoO3的物质的量为NPB和MoOx总物质量的15％；Ga(pyimd)3:40wt％JBD-1表示由Ga(pyimd)3和JBD-1混合得到的蒸镀物料，其中JBD-1的质量为Ga(pyimd)3和JBD-1总质量的40％；TCTA:TPBi(1:1)表示由TCTA:TPBi混合得到的蒸镀物料，其中TCTA和TPBi的物质量之比为1:1；控制含有NPB和15％MoO3蒸镀层的厚度为40nm；NPB蒸镀层厚度为10nm；TCTA蒸镀层厚度为10nm；含有Ga(pyimd)3和JBD-1蒸镀层厚度为0.5nm；含有TCTA和TPBi蒸镀层厚度为5nm；TPBi蒸镀层厚度为40nm；Liq蒸镀层厚度为1nm；Al蒸镀层厚度为120nm。得到的器件B2的电致发光性能测试结果参见表1。
对比例1
器件A1结构:
Glass(0.7mm)/ITO(150nm)/NPB:15％MoO3(40nm)/NPB(10nm)/TCTA(10nm)/JBD-1(0.2nm)/TPBi(40nm)/Liq(1nm)/Al(120nm)。器件A1的EML层结构见附图2。
制备方法：在玻璃基板上依次蒸镀ITO、NPB:15％MoO3、NPB、TCTA、JBD-1、TPBi、Liq和Al，得到深蓝光OLED器件。其中NPB:15％MoO3表示由NPB和MoO3混合得到的物料，其中MoO3的物质的量为NPB和MoOx总物质量的15％；控制含有NPB和15％MoO3蒸镀层的厚度为40nm；NPB蒸镀层厚度为10nm；TCTA蒸镀层厚度为10nm；JBD-1蒸镀层厚度为0.2nm；TPBi蒸镀层厚度为40nm；Liq蒸镀层厚度为1nm；Al蒸镀层厚度为120nm。得到的器件A1的电致发光性能测试结果参见表1。
表1实施例1～3和对比例1制备的深蓝光OLED器件的电致发光性能测试结果
Figure BDA0003522491000000081
Devicea)代表不同的器件结构；Thicknessb)代表发射层厚度；Dopant conc.c)代表发射器中客体材料JBD-1的掺杂率；Von d)代表亮度为1cdm-2时的工作电压；Le)代表最大亮度；CEf)代表最大电流效率；PEg)代表最大功率效率；EQEh)代表最大外部量子效率；ELi)代表最大强度下的EL发射波长。
通过表1可以看出，在器件A2中，混合的TCTA：TPBi(1：1)作为间隔层插入到多UEML结构中，TCTA/TPBi界面的高激子浓度导致严重的湮灭，表现为器件A1的效率和亮度显著降低。然而，在A2器件中，具有隔离层的多UEML结构位于激子浓度的发射极界面，导致低浓度激子的积累随着电流密度的增加而对辐射激子的猝灭可以忽略不计。当在JBD-1中掺杂Ga(Pyimd)3时，含有Ga(Pyimd)3和JBD-1的层越厚，发光亮度越高，注入电流密度越大；这表明发射层厚度和掺杂率对器件的电荷传输特性有显著影响；如果JBD-1的厚度减小，过量的发光位置将成为激子的陷阱状态，因此载流子猝灭也在发射机制中起主导作用。通过和器件A1进行比较可知，JBD-1层中无论是否掺杂Ga(pyimd)3，通过在发光层中设置TCTA:TPBi层作为深蓝光JBD-1层的隔离层，隔离层可以提供良好的电子传输通道，从而平衡发射层中的载流子流，从而实现了得到的深蓝光OLED器件相比未设置隔离层的深蓝光OLED器件的最大电流效率、最大功率效率以及最大外部量子效率均实现了提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种深蓝光OLED器件，包括依次排列的基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极；
所述发光层包括三层JBD-1层和间隔设置于所述JBD-1层之间的TCTA:TPBi层。
2.根据权利要求1所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述空穴注入层的材质为NPB:MoOx，所述空穴注入层的厚度为40nm。
3.根据权利要求1所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述空穴传输层的材质为TCTA，所述空穴传输层的厚度为10nm。
4.根据权利要求1所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述TCTA:TPBi层的厚度为5nm。
5.根据权利要求1所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述JBD-1层中掺杂或者不掺杂Ga(pyimd)3。
6.根据权利要求5所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述JBD-1层中不掺杂Ga(pyimd)3，所述JBD-1层厚度为0.2nm。
7.根据权利要求5所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述JBD-1层中掺杂Ga(pyimd)3，所述JBD-1层中JBD-1的质量为JBD-1和Ga(pyimd)3总质量的20％，所述JBD-1层的厚度为1nm；或者，所述JBD-1层中JBD-1的质量为JBD-1和Ga(pyimd)3总质量的40％，所述JBD-1层的厚度为0.5nm。
8.根据权利要求1所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述电子传输层的材质为TPBi，所述电子传输层的厚度为40nm。
9.根据权利要求1所述的深蓝光OLED器件，其特征在于，所述电子注入层的材质为Liq，所述电子注入层的厚度为1nm。
10.权利要求1～9任意一项所述深蓝光OLED器件的制备方法，包括：在基板上依次蒸镀阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。
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