专利名称：一种叠层oled器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种OLED (Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管)器件，具体地说，是一种叠层OLED器件。
背景技术：
在OLED器件中，如果仅采用单层器件，要达到较高的亮度，会由于驱动电流过大而引起热量激增，影响器件的性能和寿命。日本山形大学的Kido教授首次提出了串联式OLED的概念，设想利用透明的连接层，将数个发光器件串联起来。叠层OLED器件就是将两个发光单元通过电荷生成层(连接层)串联在一起，从而可以提高电流效率，延长器件寿命，满足照明使用的亮度等。目 前，常用N掺杂层/P掺杂层作为发光单元之间的连接层，可以有效提闻器件的性能和稳定性。但是，叠层结构的驱动电压也会随着层数的增加而线性增加，如何降低叠层器件的工作电压，并优化光程，从而获得高发光效率是叠层器件设计的关键。在叠层器件中，每个发光层与阴极间的距离会对器件性能有较大影响。以蓝加黄叠加的叠层器件为例，当以阳极/空穴传输层/蓝色发光层/电子传输层/N掺杂电子传输层/N型层(金属氧化物或者N型有机材料)/空穴传输层/黄色发光层/电子传输层/电子注入层/阴极为例。蓝色发光层到阴极的距离要在160-200nm左右，而黄色发光层距离阴极的距离要在40-80nm左右。这样黄色与蓝色发光层间，就需要有较厚的传输层来调节该距离。如果上述结构为黄色在前面，蓝色在后面的结构。发光层间的间距更大，在120-200nm左右。通常采用加厚电子传输层、增厚空穴传输层(如图1中所示的P型层)、或者N型层(如图2所示)的方式来保持发光层间的距离。这就要求厚度增加的材料具有良好的电荷传输性能，以保证在厚度增加的情况下，器件仍然具有较低的工作电压。这对材料的性能要求较高。而现有电子传输材料的迁移率通常在I X 10_6到I X 10_3cm/V s,而空穴传输材料的电子迁移率在IX 10_5到IX 10_2cm/V s间。做P掺杂或者N掺杂结构，可以提高传输层的迁移率，但工艺相对复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、工作电压低、光程优化、发光效率高的叠层OLED器件。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种叠层OLED器件，包括两个以上的发光单元，相邻的所述发光单元之间设有连接层，所述连接层由包含电荷复合界面和电荷分离界面的多层结构构成，所述连接层的多层结构中每层结构的厚度均小于电荷的库伦捕获半径。进一步地，所述连接层由交替排列的N型层和P型层构成，所述N型层与P型层之间或P型层与N型层之间形成所述电荷复合界面或电荷分离界面。
进一步地，所述N型层采用本征的N型材料构成，所述P型层采用本征的P型材料构成。进一步地，所述N型材料与P型材料的能级差小于O. 5eV。进一步地，所述N型材料与P型材料的能级差小于O. 3eV。进一步地，构成所述N层的N型材料为过渡金属氧化物或过渡金属氯化物。进一步地，所述过渡金属氧化物包括氧化钥、氧化钒、氧化钨中的一种或任意组合；所述过渡金属氯化物选自氯化铁、氯化亚铁中的一种或两者的组合。进一步地，构成所述N型层的N型材料为电子亲和势高于4. OeV的有机材料。进一步地，构成所述N型层的所述有机材料选自HAT-cn、PTCBI和PTCDA中的一种或任意组合。进一步地，构成所述P型层的P型材料为最高已占轨道能级低于4. OeV的有机材料。进一步地，构成所述P型层的有机材料为最高已占轨道能级低于4. OeV的芳胺类空穴传输材料。进一步地，构成所述P型层的所述有机材料选自NPB、B-NPB, TPD、Spiro-TPD,ΝΑΤΑ、IT-NATA、2T-NATA、BPD, TAPC, m-MTDATA 和 MTDAB 中的一种或任意组合。进一步地，在靠近所述OLED器件的电子传输层的N型层与所述OLED器件的电子传输层之间还设有N掺杂层。。
本发明的叠层OLED器件的连接层采用多层结构，多层结构之间形成电荷复合界面和电荷分离界面，在电荷复合界面和电荷分离界面之间，由于电荷库伦力的作用，电荷的传输能力非常强，从而促进电荷传输。本发明的叠层OLED器件中，连接层具有非常高的电荷迁移率(I X 10_3到I X IO-1CmA s)，可以有效降低器件的工作电压。
图1是现有技术中通过增加P型层厚度调节光程的实施例示意图。图2是现有技术中通过增加N型层厚度调节光程的实施例示意图。图3是本发明的叠层OLED器件的结构简化图。图4是本发明的叠层OLED器件一实施例的结构简化图。图5是本发明的叠层OLED器件中连接层的工作原理图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。如图3所示，本发明的叠层OLED器件，包括两个以上的发光单元，每个发光单元包括空穴传输层、发光层、电子传输层等，其中发光层可以是单个发光层，也可是多个发光层。相邻的发光单元之间设有连接层，连接层由包含电荷复合界面和电荷分离界面的多层结构构成，连接层的多层结构中每层结构的厚度均小于20nm。其中，连接层可以由交替排列的N型层和P型层构成，N型层与P型层之间或P型层与N型层之间形成电荷复合界面或电荷分离界面。根据OLED器件类型的不同，连接层内的电荷传输方向也不同，因此电荷复合界面和电荷分离界面的位置也有所不同。如图4所示，以通常的正向传输的叠层OLED器件为例，其左侧为ITO阳极，右侧为Al阴极，连接层由N掺杂层、第一 N型层、第一 P型层、第二 N型层、第二 P型层构成，在连接层内，第一 N型与第一 P型层之间形成电荷分离层，第一 P型层与第二 N型层之间形成电荷复合层，第二 N型与第二 P型层之间形成电荷分离层。对于其它实施例中电荷复合界面和电荷分离界面中的分布位置，本领域的技术人员根据本发明的记载也可以容易地得知。N型层优选采用本征的N型材料构成，P型层优选采用本征的P型材料构成。为了让N型材料与P型材料很好地实现电荷分离及复合，两者能级差要小，一般应小于O. 5eV,优选小于O. 3eV。其中N型材料可以采用无机材料与有机材料两大类，无机材料可以是过渡金属氧化物或过渡金属氯化物。过渡金属氧化物例如是氧化钥、氧化钒、氧化钨等，过渡金属氯化物例如是氯化铁、氯化亚铁等，当然，也可以将上述材料混合使用。有机材料可以是HAT-cn、PTCB1、PTCDA等电子亲和势高于4. OeV的材料。HAT_cn、PTCB1、PTCDA均是现有的已知材料，其中，HAT-cn的结构式是
权利要求
1.一种叠层OLED器件，包括两个以上的发光单元，其特征在于，相邻的所述发光单元之间设有连接层，所述连接层由包含电荷复合界面和电荷分离界面的多层结构构成，所述连接层的多层结构中每层结构的厚度均小于电荷的库伦捕获半径。
2.根据权利要求1所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述连接层由交替排列的N型层和P型层构成，所述N型层与P型层之间或P型层与N型层之间形成所述电荷复合界面或电荷分离界面。
3.根据权利要求2所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述N型层采用本征的N型材料构成，所述P型层采用本征的P型材料构成。
4.根据权利要求3所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述N型材料与P型材料的能级差小于O. 5eV。
5.根据权利要求4所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述N型材料与P型材料的能级差小于O. 3eV。
6.根据权利要求3所述的叠层OLED器件，其特征在于，构成所述N型层的N型材料为过渡金属氧化物或过渡金属氯化物。
7.根据权利要求6所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述过渡金属氧化物包括氧化钥、氧化钒、氧化钨中的一种或任意组合；所述过渡金属氯化物选自氯化铁、氯化亚铁中的一种或两者的组合。
8.根据权利要求3所述的叠层OLED器件，其特征在于，构成所述N型层的N型材料为电子亲和势高于4. O eV的有机材料。
9.根据权利要求8所述的叠层OLED器件，其特征在于，构成所述N型层的所述有机材料选自HAT-cn、PTCBI和PTCDA中的一种或任意组合。
10.根据权利要求3所述的叠层OLED器件，其特征在于，构成所述P型层的P型材料为最高已占轨道能级低于4. OeV的有机材料。
11.根据权利要求10所述的叠层OLED器件，其特征在于，构成所述P型层的有机材料为最高已占轨道能级低于4. OeV的芳胺类空穴传输材料。
12.根据权利要求11所述的叠层OLED器件，其特征在于，构成所述P型层的所述芳胺类空穴传输材料选自 NPB、B-NPB, TPD、Spiro-TPD, ΝΑΤΑ、IT-NATA、2T_NATA、BPD, TAPC,m-MTDATA和MTDAB中的一种或任意组合。
13.根据权利要求2所述的叠层OLED器件，其特征在于，在靠近所述OLED器件的电子传输层的N型层与所述OLED器件的电子传输层之间还设有N掺杂层。
全文摘要
本发明公开了一种叠层OLED器件，包括两个以上的发光单元，相邻的所述发光单元之间设有连接层，所述连接层由包含电荷复合界面和电荷分离界面的多层结构构成，所述连接层的多层结构中每层结构的厚度均小于电荷的库伦捕获半径。本发明的叠层OLED器件的连接层采用多层结构，多层结构之间形成电荷复合界面和电荷分离界面，在电荷复合界面和电荷分离界面之间，由于电荷库伦力的作用，电荷的传输能力非常强，从而促进电荷传输。本发明的叠层OLED器件中，连接层具有非常高的电荷迁移率(1х10-3到1х10-1cm/Vs)，可以有效降低器件的工作电压。
文档编号H01L51/50GK103050632SQ20121049172
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者邱勇, 张国辉, 段炼, 王静 申请人:昆山维信诺显示技术有限公司, 清华大学, 北京维信诺科技有限公司