專利名稱：負電子親和勢光電材料參電致發(fā)光顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于平板顯示領(lǐng)域的有機電致發(fā)光顯示器件(OLED)，具 體涉及一種負電子親和勢光電材料參電致發(fā)光顯示器件。
背景技術(shù)：
1987年，自從美國柯達公司Tang首先報道了雙層結(jié)構(gòu)的高效率、高 亮度的有機電致發(fā)光薄膜器件以來，引起了人們極大的關(guān)注，因其驅(qū)動電 壓低、發(fā)光亮度高、色彩豐富以及工藝簡單可制成大面積平板顯示等優(yōu)點 而成為當前平板顯示領(lǐng)域的研究熱點。發(fā)光效率和發(fā)光壽命是有機電致發(fā) 光器件實用化的兩個關(guān)鍵性問題，但電致發(fā)光效率存在一個理論極限。為 了能夠在諸如照明或液晶顯示器的背光源等需要強光的情況下得到應用， 必須開發(fā)出高效率、高亮度的有機電致發(fā)光器件。
在OLED器件各層材料確定后，如何更好的提高器件的發(fā)光效率和亮 度是目前研究的熱點，有機電致發(fā)光器件的發(fā)光機理包括電子和空穴從電 極的注入、激子的形成及復合發(fā)光，其中，空穴和電子的注入平衡是非常 重要的。在有機電致發(fā)光器件中，由于有機層與電極之間存在能級差，從 而形成界面勢壘，電子和空穴要注入有機層就必須克服界面勢壘，因此有 機層與電極的接觸性質(zhì)直接影響載流子的注入效率。通過調(diào)節(jié)有機層和電 極之間勢壘的高低可以控制載流子的注入，繼而改變器件的光電特性?？?服載流子注入勢壘需要足夠高的電場強度，也就是說注入效率受控于電場 強度；在外電場作用下，要提高載流子的注入效率，接觸勢壘越低越好。 應選擇功函數(shù)低的材料作陰極，功函數(shù)高的材料作陽極，這樣才可以降低
載流子注入的能帶勢壘，從而降低所需的工作電壓。勢壘的高低取決于有 機材料能級和電極功函數(shù)之差，因此通過采用不同功函數(shù)的電極可以有效 控制載流子的注入。為了利于載流子注入，應盡量采用高功函數(shù)的空穴注 入電極和低功函數(shù)的電子注入電極。在外電場作用下，注入的空穴和電子 分別向陰極和陽極移動，這個動態(tài)過程稱為載流子的傳輸。載流子傳輸性 能的好壞主要取決于有機材料的載流子遷移率，大多數(shù)有機材料的載流子 遷移率較低，不利于載流子的有效傳輸。而且有機電致發(fā)光器件的厚度僅 僅為幾百個納米，所以在較低的電壓下便可以在發(fā)光層產(chǎn)生很高的電場， 使載流子的傳輸效率大大加強。 一般在電致發(fā)光中，兩種載流子需要從兩 個電極以高的注入比和相同的速率注入有機層才能保證正負載流子在發(fā) 光層有效的結(jié)合，但由于大部分有機或高分子材料的禁帶較寬，難以同時 使低功函數(shù)的陰極和高功函數(shù)的陽極與有機層的導帶、價帶相匹配。
近年來人們的研究工作有很大一部分都是集中在提高有機器件的亮 度和效率上。有機電致發(fā)光的亮度和效率都和材料中載流子注入平衡有很 大的關(guān)系。為了平衡載流子的注入以得到高效率和穩(wěn)定性好的器件，人們
不僅使用了電子注入更為有效的LiF/Al和CsF/Al等復合電極，同時也使 用了空穴緩沖層，如S.A.VanSlyke等在ITO和NPB之間使用CuPc，使得 器件的穩(wěn)定性得到了明顯的提高;A.Gyoutoku等用碳膜使器件的半壽命超 過3500小時；最近，Y.Kurosaka等和Z.B.Deng分別在ITO和空穴傳輸層 之間插入一薄層"203和Si02提高了器件的效率。在通常的有機電致發(fā)光 器件中，從陰極向常用的電子傳輸材料Alq3中注入電子較難，引起器件中 載流子注入不平衡。而在本專利中，我們從提高電子發(fā)射的角度出發(fā)，在 OLED器件陰極表面經(jīng)過特殊的處理工藝生成一層NEA光電材料層,該層 不僅具有較高的電子注入效率，而且當OLED器件發(fā)光時其出射光照射到
NEA光電材料層時，光子波長X和NEA光電材料所采用的材料禁帶寬度 Eg之間滿足如下關(guān)系"L2% (,)，其中Eg為光電材料禁帶寬度，從
/ 尺
而符合光電發(fā)射條件，由于光電發(fā)射效應，會激發(fā)產(chǎn)生更多的電子；而在 OLED器件中，空穴的遷移率是電子的一百多倍，這樣的結(jié)構(gòu)在一定程度上 滿足了電子-空穴的平衡注入，大大提高了器件的發(fā)光效率。因此在發(fā)光層 中有更多的載流子復合,從而大大改善了 OLED器件的發(fā)光效率和發(fā)光亮 度，降低了工作電壓和功耗。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供了一種使用壽命長，工作電壓低、能耗小， 高亮度高發(fā)光效率的負電子親和勢光電材料參電致發(fā)光顯示器件。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是包括玻璃基板以及 自下而上依次設置在玻璃基板上表面的ITO導電層、空穴傳輸層、發(fā)光層、 電子傳輸層和金屬陰極，ITO導電層和金屬陰極分別與直流電源的正負電 極相連，其特征在于在電子傳輸層與金屬陰極之間還設置有一層NEA 光電材料層。
本實用新型的NEA光電材料層是具有負電子親和勢的III-V族化合 物單晶，其功函數(shù)在2.4 1.4eV內(nèi)，滿足電子注入的條件。
由于本實用新型將NEA光電材料引入有機電致發(fā)光器件的陰極表面 中，使得電子注入效率顯著提高，大大增加了電子和空穴復合發(fā)光的幾率， 在很大程度上改善了 OLED器件的發(fā)光效率、發(fā)光亮度和壽命。
圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
參見圖1，本實用新型包括玻璃基板7以及自下而上依次設置在玻璃 基板7上表面的ITO導電層6、空穴傳輸層5、發(fā)光層4、電子傳輸層3、 NEA光電材料層2和金屬陰極1，其中，ITO導電層6和金屬陰極1分別 與直流電源的正負電極相連，本實用新型的NEA光電材料層2是具有負 電子親和勢的III-V族化合物單晶，其功函數(shù)在2.4 1.4eV內(nèi)，滿足電子 注入的條件。
在有機電致發(fā)光顯示器件中，傳統(tǒng)OLED器件僅僅采用金屬以及離子 化合物來制備陰極，器件的發(fā)光效率和亮度有待提高；而本實用新型在金 屬陰極表面生成有NEA光電材料層，由于NEA光電材料屬于半導體材料， 其功函數(shù)滿足電子注入條件，大大降低了電子的注入勢壘，在外界電壓激 勵下，可提夠大量的注入電子；其次，NEA光電材料屬于光電發(fā)射材料， 在器件出射光的照射下可激發(fā)產(chǎn)生大量的電子，提高發(fā)光效率和亮度，從 而使得光電倍增效應進入循環(huán)狀態(tài)，這樣可大大增加電子的注入效率，由 于空穴遷移率是電子的一百多倍，電子注入的增加有利于協(xié)調(diào)電子空穴的 平衡注入，使得器件發(fā)光效率和亮度明顯改善。
權(quán)利要求1、負電子親和勢光電材料參電致發(fā)光顯示器件，包括玻璃基板[7]以及自下而上依次設置在玻璃基板[7]上表面的ITO導電層[6]、空穴傳輸層[5]、發(fā)光層[4]、電子傳輸層[3]和金屬陰極[1]，ITO導電層[6]和金屬陰極[1]分別與直流電源的正負電極相連，其特征在于在電子傳輸層[3]與金屬陰極[1]之間還設置有一層NEA光電材料層[2]。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負電子親和勢光電材料參電致發(fā)光顯示器 件，其特征在于:所說的NEA光電材料層[2]是具有負電子親和勢的III^V 族化合物單晶，其功函數(shù)在2.4 1.4eV內(nèi)，滿足電子注入的條件。
專利摘要負電子親和勢光電材料參電致發(fā)光顯示器件，包括玻璃基板以及自下而上依次設置在玻璃基板上表面的ITO導電層、空穴傳輸層、下發(fā)光層、上發(fā)光層和金屬陰極，ITO導電層和金屬陰極分別與直流電壓的正負電極相連。本實用新型將NEA光電材料引入有機電致發(fā)光器件的陰極表面，使電子注入效率顯著提高，大大增加了電子和空穴復合發(fā)光的幾率，改善了OLED器件的發(fā)光效率、發(fā)光亮度和壽命。
文檔編號H01L51/52GK201004470SQ200720031189
公開日2008年1月9日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者李新貝, 強 牟, 王秀峰, 袁桃麗 申請人:陜西科技大學