專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低電壓工作的oled器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種OLED器件，具體地說(shuō)，是一種具有較低工作電壓的OLED器件。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件以其形體薄、面積大、全固化、柔性化等優(yōu)點(diǎn)引起了人們的廣泛關(guān)注，而有機(jī)電致白光器件也以其在固態(tài)照明光源、液晶背光源等方面的巨大潛力成為人們研究的熱點(diǎn)。早在五十年代,Bernanose. A等人就開(kāi)始了有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)的研究。最初研究的材料是蒽單晶片。由于存在單晶片厚度大的問(wèn)題，所需的驅(qū)動(dòng)電壓很高。直到1987年美國(guó)伊斯曼 柯達(dá)(Eastman Kodak)公司的鄧青云(C. W. Tang)和Vanslyke報(bào)道了結(jié)構(gòu)為ITO/Diamine/Alq3/Mg:Ag的有機(jī)小分子電致發(fā)光器件，器件在10伏的工作電壓下亮度達(dá)lOOOcd/m2，外量子效率達(dá)到1. 0%。電致發(fā)光的研究引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注，人們看到了有機(jī)電致發(fā)光器件應(yīng)用于顯示的可能性，從此揭開(kāi)了有機(jī)電致發(fā)光器件研究及產(chǎn)業(yè)化的序幕。通常OLED制備在陽(yáng)極，如ITO上，先制備空穴的傳輸層，再制備發(fā)光層等，再制備電子的傳輸層及陰極(如圖1)。然而也有人通過(guò)對(duì)電極的修飾，首先將基板電極作為陰極，然后依次制備電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層及陽(yáng)極。通常將該類(lèi)器件，稱(chēng)為倒置型OLED(如圖2)。在照明及顯示中，倒置型OLED有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。例如在有源驅(qū)動(dòng)的OLED顯示(AMOLED)技術(shù)中。通常N型TFT，對(duì)應(yīng)較高的遷移率，同時(shí)如屬于N型氧化物半導(dǎo)體等，對(duì)應(yīng)更加低廉的制備成本。但該類(lèi)TFT與OLED整合時(shí)，需要OLED為倒置型器件。另外在其他技術(shù)中，也經(jīng)常需要用到倒置型OLED器件。有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光效率與發(fā)光層距離陰極的距離有著密切關(guān)系，需要嚴(yán)格控制各層厚度來(lái)獲得高效率 的器件。在常規(guī)順序結(jié)構(gòu)的OLED器件中，通常通過(guò)調(diào)整空穴傳輸層(包括空穴注入或空穴傳輸層等具有傳輸空穴能力的有機(jī)功能層)及電子傳輸層厚度，對(duì)發(fā)光層距離陰極及陽(yáng)極的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖1所示，通過(guò)光學(xué)模擬的方式，獲得的綠光器件中空穴傳輸層與電子傳輸層的優(yōu)化厚度。暗紋區(qū)域，標(biāo)示優(yōu)化的光學(xué)厚度。通常OLED器件的傳輸層厚度，采用區(qū)域A位置的優(yōu)化區(qū)域。也就是空穴傳輸部分的厚度較厚，從60-200nm不等，而電子傳輸層的厚度較薄。目前空穴傳輸部分，可以采用P摻雜的方式，使得該層具有相對(duì)較高的遷移率(大約lxl0_5間lX10_2cm/Vs)，而電子傳輸層，受限于其遷移率，厚度增力口，往往會(huì)帶來(lái)器件驅(qū)動(dòng)電壓的升高。然而在位置B，當(dāng)電子傳輸層厚度位于第二優(yōu)化位置時(shí)，器件對(duì)應(yīng)更加優(yōu)異的性能(APPL PHYS LETTERS 88,1111062006)。在這種情況下，需要制備厚的電子傳輸層。從器件光程調(diào)節(jié)的角度出發(fā)，需要高遷移率的傳輸層，以降低OLED器件的驅(qū)動(dòng)電壓，改善效率。同時(shí)需要一個(gè)高強(qiáng)度的電荷注入界面，以增強(qiáng)電荷注入
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工作電壓低、發(fā)光效率高的OLED器件。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低電壓工作的OLED器件，包括電荷傳輸層，所述電荷傳輸層包括電子傳輸層和空穴傳輸層，所述電荷傳輸層由包含電荷復(fù)合界面和電荷分離界面的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述電荷傳輸層的多層結(jié)構(gòu)中每層結(jié)構(gòu)的厚度均小于電荷的庫(kù)倫捕獲半徑。進(jìn)一步地，所述電荷傳輸層由交替排列的N型層和P型層構(gòu)成，所述N型層與P型層之間或P型層與N型層之間形成所述電荷復(fù)合界面或電荷分離界面。 進(jìn)一步地，所述N型層采用本征的N型材料構(gòu)成，所述P型層采用本征的P型材料構(gòu)成。進(jìn)一步地，所述N型材料與P型材料的能級(jí)差小于O. 5eV。進(jìn)一步地，所述N型材料與P型材料的能級(jí)差小于O. 3eV。進(jìn)一步地，構(gòu)成所述N型層的N型材料為過(guò)渡金屬氧化物或過(guò)渡金屬氯化物。進(jìn)一步地，所述過(guò)渡 金屬氧化物包括氧化鑰、氧化釩、氧化鎢中的一種或任意組合；所述過(guò)渡金屬氯化物選自氯化鐵、氯化亞鐵中的一種或兩者的組合。進(jìn)一步地，構(gòu)成所述N型層的N型材料為電子親和勢(shì)高于4. OeV的有機(jī)材料。進(jìn)一步地，構(gòu)成所述N型層的所述有機(jī)材料選自HAT_cn、PTCBI和PTCDA中的一種或任意組合。進(jìn)一步地，構(gòu)成所述P型層的P型材料為最高已占軌道能級(jí)低于4. OeV的有機(jī)材料。進(jìn)一步地，構(gòu)成所述P型層的有機(jī)材料為最高已占軌道能級(jí)低于4. OeV的芳胺類(lèi)空穴傳輸材料。進(jìn)一步地，構(gòu)成所述P型層的所述芳胺類(lèi)空穴傳輸材料選自NPB、B-NPB, TPD、Spiro-TPD, ΝΑΤΑ、IT-NATA、2T_NATA、BPD, TAPC, m-MTDATA 和 MTDAB 中的一種或任意組合。進(jìn)一步地，在靠近所述OLED器件的電子傳輸層的N型層與所述OLED器件的電子傳輸層之間還設(shè)有N摻雜層。本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件的電荷傳輸層采用多層結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)之間形成電荷復(fù)合界面和電荷分離界面，在電荷復(fù)合界面和電荷分離界面之間，由于電荷庫(kù)倫力的作用，電荷的傳輸能力非常強(qiáng)，從而促進(jìn)電荷傳輸。本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件中，電荷傳輸層具有非常高的電荷遷移率(lxlO—3到lxlO—km/Vs)，可以有效降低器件的工作電壓。通常庫(kù)倫場(chǎng)捕獲的半徑在20nm以?xún)?nèi)，因此要求電荷傳輸層單層結(jié)構(gòu)的厚度不超過(guò)20nm,以保證其傳輸性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)綠光器件中空穴傳輸層與電子傳輸層的優(yōu)化厚度。圖2是本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件中電荷傳輸層的工作原理圖。圖3是本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件實(shí)施例1的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是現(xiàn)有OLED器件的對(duì)比例I的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例2的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例3的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件實(shí)施例2的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例4的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例5的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例6的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件實(shí)施例3的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例7的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例8的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖14是現(xiàn)有OLED器件的OLED器件對(duì)比例9的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件，包括陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、有機(jī)發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極等，其中空穴傳輸層和電子傳輸層統(tǒng)稱(chēng)為電荷傳輸層，電荷傳輸層由包含電荷復(fù)合界面和電荷分離界面的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，電荷傳輸層的多層結(jié)構(gòu)中每層結(jié)構(gòu)的厚度均小于電荷的庫(kù)倫捕獲半徑。其中，電荷傳輸層可以由交替排列的N型層和P型層構(gòu)成，N型層與P型層之間或P型層與N型層之間形成電荷復(fù)合界面或電荷分離界面。根據(jù)OLED器件類(lèi)型的不同，連接層內(nèi)的電荷傳輸方向也不同，因此電荷復(fù)合界面和電荷分離界面的位置也有所不同。N型層優(yōu)選采用本征的`N型材料構(gòu)成，P型層優(yōu)選采用本征的P型材料構(gòu)成。為了讓N型材料與P型材料很好地實(shí)現(xiàn)電荷分離及復(fù)合，兩者能級(jí)差要小，一般應(yīng)小于O. 5eV,優(yōu)選小于O. 3eV。其中N型材料可以采用無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料兩大類(lèi)，無(wú)機(jī)材料可以是過(guò)渡金屬氧化物或過(guò)渡金屬氯化物。過(guò)渡金屬氧化物例如是氧化鑰、氧化釩、氧化鎢等，過(guò)渡金屬氯化物例如是氯化鐵、氯化亞鐵等，當(dāng)然，也可以將上述材料混合使用。有機(jī)材料可以是HAT-cn、PTCB1、PTCDA等電子親和勢(shì)高于4. OeV的材料。HAT_cn、PTCB1、PTCDA均是現(xiàn)有的已知材料，其中，HAT-cn的結(jié)構(gòu)式是
權(quán)利要求
1.一種低電壓工作的OLED器件,包括電荷傳輸層,所述電荷傳輸層包括電子傳輸層和空穴傳輸層，其特征在于，所述電荷傳輸層由包含電荷復(fù)合界面和電荷分離界面的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述電荷傳輸層的多層結(jié)構(gòu)中每層結(jié)構(gòu)的厚度均小于電荷的庫(kù)倫捕獲半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，所述電荷傳輸層由交替排列的N型層和P型層構(gòu)成，所述N型層與P型層之間或P型層與N型層之間形成所述電荷復(fù)合界面或電荷分離界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，所述N型層采用本征的N型材料構(gòu)成，所述P型層采用本征的P型材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，所述N型材料與P型材料的能級(jí)差小于O. 5eV。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，所述N型材料與P型材料的能級(jí)差小于O. 3eV。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，構(gòu)成所述N型層的N型材料為過(guò)渡金屬氧化物或過(guò)渡金屬氯化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，所述過(guò)渡金屬氧化物包括氧化鑰、氧化釩、氧化鎢中的一種或任意組合；所述過(guò)渡金屬氯化物選自氯化鐵、氯化亞鐵中的一種或兩者的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，構(gòu)成所述N型層的N型材料為電子親和勢(shì)高于4. O eV的有機(jī)材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，構(gòu)成所述N型層的所述有機(jī)材料選自HAT-cn、PTCBI和PTCDA中的一種或任意組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，構(gòu)成所述P型層的P型材料為最高已占軌道能級(jí)低于4. OeV的有機(jī)材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，構(gòu)成所述P型層的有機(jī)材料為最高已占軌道能級(jí)低于4. OeV的芳胺類(lèi)空穴傳輸材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，構(gòu)成所述P型層的所述芳胺類(lèi)空穴傳輸材料選自 NPB、B-NPB, TPD、Spiro-TPD, ΝΑΤΑ、IT-NATA、2T_NATA、BPD,TAPC, m-MTDATA和MTDAB中的一種或任意組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，在靠近所述OLED器件的電子傳輸層的N型層與所述OLED器件的電子傳輸層之間還設(shè)有N摻雜層。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電壓工作的OLED器件，其特征在于，所述N型層一側(cè)還設(shè)有銀層、鋁層或銀鋁合金層，形成電荷注入界面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低電壓工作的OLED器件，包括電荷傳輸層，所述電荷傳輸層包括電子傳輸層和空穴傳輸層，所述電荷傳輸層由包含電荷復(fù)合界面和電荷分離界面的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述電荷傳輸層的多層結(jié)構(gòu)中每層結(jié)構(gòu)的厚度均小于電荷的庫(kù)倫捕獲半徑。本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件的電荷傳輸層采用多層結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)之間形成電荷復(fù)合界面和電荷分離界面，在電荷復(fù)合界面和電荷分離界面之間，由于電荷庫(kù)倫力的作用，電荷的傳輸能力非常強(qiáng)，從而促進(jìn)電荷傳輸。本發(fā)明的低電壓工作的OLED器件中，電荷傳輸層具有非常高的電荷遷移率(1х10-3到1х10-1cm/Vs)，可以有效降低器件的工作電壓。
文檔編號(hào)H01L51/50GK103050631SQ20121049158
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者邱勇, 張國(guó)輝, 段煉, 董艷波 申請(qǐng)人:昆山維信諾顯示技術(shù)有限公司, 清華大學(xué), 北京維信諾科技有限公司