一种双层结构的高效率黄绿光有机电致发光器件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双层结构的高效率黄绿光有机电致发光器件，包括顺序叠接的衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层和反射金属阴极，通过阳极由正向负连接反射金属阴极构成外电路，通以直流电出射发光线从衬底下方发出。其特征是：位于空穴传输层与电子注入层之间的黄绿光发光层兼具有电子传输层的功能，该层由发绿光的主发光体中掺杂发黄光的客发光体构成；空穴传输层由迁移率较低的空穴传输材料构成。该双层结构器件在简化器件结构的同时其发光效率与相应的三层结构器件基本相当，而且电致发光光谱和色坐标几乎没有变化。
【专利说明】一种双层结构的高效率黄绿光有机电致发光器件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种黄绿光发光器件，具体是一种双层结构的高效率黄绿光有机电致 发光器件（0LED)。
【背景技术】
[0002] 0LED由于发光效率高、色彩丰富、超薄便携等优异性能在大面积、主动驱动、高分 辨率全彩显示和固态照明等领域中具有独特的应用前景。0LED经过二十余年的发展，制备 高性能红光和绿光器件已经不再变得困难，然而蓝光和白光器件仍有待提高。黄绿光0LED 可以与蓝光合成双发光层结构的白光发光器件，因而成为当前0LED的研究热点之一。黄绿 光0LED通常由空穴传输层、发光层、电子传输层等构成，同时为了增加空穴注入和电子注 入、降低器件的驱动电压，在阳极与空穴传输层之间需要引入空穴注入层、同时在阴极和电 子传输层之间需要引入电子注入层，因此器件结构比较复杂。另一方面，在0LED中，空穴 传输层的空穴迁移率通常高于电子传输层的电子迁移率。例如常规的空穴传输材料NPB的 空穴迁移率比常规的电子传输材料Alq 3的电子迁移率要高两个数量级，NPB表示％ -bi s (naphthalen-l-yl) ~N, -bis (phenyl) benzidine，Alq3 表不 tris (8_hydroquinoline) aluminum，这种情况导致了发光层中空穴-电子平衡性不理想，制约了发光效率的提高。
[0003]
【发明内容】
： 为了解决上述现有技术中黄绿光0LED的器件结构复杂以及发光层中载流子平衡性不 理想带来的发光效率较低等关键问题，本发明提供了一种双层结构的高效率黄绿光有机电 致发光器件，该双层结构的黄绿光0LED器件与常规器件相比，不仅简化了器件结构，而且 进一步提高了器件的发光效率。
[0004] 实现本发明目的的技术方案是： 一种双层结构的高效率黄绿光有机电致发光器件，包括顺序叠接的衬底、阳极、空穴注 入层、空穴传输层、发光层、电子注入层和反射金属阴极，通过阳极由正向负连接反射金属 阴极构成外电路，通以直流电出射发光线从衬底下方发出。与现有技术不同的是：位于空穴 传输层与电子注入层之间的黄绿光发光层兼具有电子传输层的功能，该层由发绿光的主发 光体中掺杂发黄光的客发光体构成；空穴传输层由迁移率较低的空穴传输材料构成。所述 发光兼电子传输层的厚度为20nm-50nm。
[0005] 本发明的优点在于： (1)采用了双层结构的0LED器件，发光层兼具有电子传输的功能，因此在发光层和电 子注入层之间不需要采用单独的电子传输层，从而简化了器件结构。
[0006] (2)发光层采用发绿光的主发光体中掺杂发黄光的客发光体构成，通过主发光体 到客发光体之间的不完全能量转移实现高效率黄绿光发射，而且这种主-客掺杂的发光体 系仍然具有优良的电子传输性能。
[0007] (3)空穴传输层采用迁移率较低的空穴传输材料，降低发光层中空穴的数量，改善 空穴-电子的平衡性，获得高效率的黄绿光发射。
[0008] (4)本发明通过简单结构就可以获得高效率的黄绿光0LED器件，该黄绿光0LED器 件可以与蓝光器件组合制备白光发光器件，因而在大面积、高效率有机发光显示和照明等 领域中具有广阔应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为传统三层结构的0LED器件结构示意图；其中：1.衬底2.阳极3.空穴 注入层4.空穴传输层5.发光层6.电子传输层7.电子注入层8.反射金属阴极 9.外电路10.出射发光线； 图2是本发明中双层结构黄绿光0LED器件的结构示意图；其中：1.衬底 2.阳极 3.空穴注入层4.空穴传输层5.发光层6.电子注入层7.反射金属阴极8.外电 路9.出射发光线； 图3是器件1一3在驱动电压为6V时的电致发光光谱和色坐标图； 图4是器件1一3在不同电流密度驱动下发光效率的对比图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但本发明不限于这些实施例。
[0011] 本发明的双层结构的高效率黄绿光有机电致发光器件由顺序叠接的衬底1、阳极 2、空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子注入层6、反射金属阴极7、外电路8和出射发 光线9构成，外电路8通过阳极2由正向负连接反射金属阴极7通以直流电(如图2所示)。
[0012] 0LED器件的制备与测试方法：洗净衬底1和阳极2后，在高真空(优于5X l(T4Pa) 条件下采用热蒸镀依次沉积空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、电子注入层6、反射金属 阴极7。薄膜的厚度使用膜厚监控仪器监测。发光层的掺杂采用双源共沉积技术实现。器 件制作完毕后施加外电路8时，就会从阳极2 -侧观察到出射发光线9。用电压电流源表测 量器件的驱动电压和电流，用光谱光度计测量器件的发光亮度、发光光谱和色坐标。
[0013] 实施例1 :MADN做空穴传输层的双层结构黄绿光0LED器件(器件1) 衬底1可以采用玻璃；阳极2选用ΙΤ0,方阻约为10Ω/ □;空穴注入层3采用M〇03 材料，厚度lnm-10nm ;空穴传输层4是具有双极性特性的MADN做空穴传输材料，MADN表 不 2-methyl_9, 10-bis (naphthalen-2-yl) anthracene，厚度为 30nm_70nm ;发光（兼电子 传输）层5是共沉积的主发光体Alq3和发黄光的掺杂剂Rubrene构成的主-客发光体系， Rubrene 表不 5, 6, 11，12-tetraphenylnaphthacene，Rubrene 在 Alq3 中的惨杂量控制在 0. 5Wt%-l. 5Wt%范围，且其厚度为20nm-50nm ;电子注入层6可以采用LiF(厚度0. 5nm-lnm) 或Cs2C03 (厚度lnm-3nm)材料；反射金属阴极7可采用A1，厚度大于100nm ;外电路8为驱 动电源，可选择直流3V-20V。本发明的器件以阳极2加电源正极，反射金属阴极8加电源负 极，施加电压会从阳极2 -侧观察到黄绿光出射发光线9。
[0014] 实施例2 :NPB做空穴传输层的双层结构黄绿光0LED器件(器件2) 衬底1可以采用玻璃；阳极2选用ΙΤ0,方阻约为ΙΟΩ/口 ；空穴注入层3采用此03材 料，厚度lnm-10nm ;空穴传输层4是传统应用的NPB做空穴传输材料，厚度为30nm-70nm ;其 余与实施例1相同。
[0015] 实施例3 :传统三层结构黄绿光0LED器件(器件3 ) 在实施例1的基础上，在发光层5与电子注入层6之间插入额外的电子传输层Alq3，厚 度为10nm-30nm，从而构成传统的三层结构黄绿光OLED器件。（如图1所示） 效果：图3表示了器件1一3在驱动电压为6V时的电致发光光谱和色坐标。由图可知， 器件1-3均为黄绿光发射，电致发光光谱峰值在560nm附近，相应的1931CIE色坐标分别为 (0· 46, 0· 52)，（0· 45, 0· 53)和（0· 47, 0· 51)。
[0016] 图4表示了器件1一3在不同电流密度驱动下的发光效率的对比。由图可知，以 MADN做空穴传输层，[Alq3:Rubren e]做发光(兼电子传输）层的双层结构黄绿光0LED器件 (器件1)的最大发光效率为7. 63cd/A，而器件2 (以NPB做空穴传输层，[Alq3:Rubrene]做 发光兼电子传输层的双层结构黄绿光0LED器件)的最大发光效率为5. 93cd/A，器件1的发 光效率比器件2提高了 29%，这是由于MADN的空穴迁移率略低于NPB，降低了发光层中空穴 的数量，改善了发光层中空穴-电子的平衡性，从而提高了器件的发光效率。同时，从图4 可以看出，器件1 (MADN做空穴传输层的双层结构黄绿光0LED器件）的发光效率和器件3 (MADN做空穴传输层、Alq3做电子传输层的传统三层结构黄绿光0LED器件）的发光效率基 本相当，器件的电致发光光谱和色坐标与相应的三层结构器件相比几乎没有变化，说明双 层结构黄绿光0LED器件在简化器件结构的同时并不降低器件的发光效率。
【权利要求】
1. 一种双层结构的高效率黄绿光有机电致发光器件，包括顺序叠接的衬底、阳极、空穴 注入层、空穴传输层、发光层、电子注入层和反射金属阴极，通过阳极由正向负连接反射金 属阴极构成外电路，通以直流电出射发光线从衬底下方发出；其特征是：在空穴传输层与 电子注入层之间设有兼具电子传输层功能的黄绿光发光层，该层由发绿光的主发光体中掺 杂发黄光的客发光体构成；空穴传输层由迁移率较低的空穴传输材料构成。
2. 根据权利要求1所述的高效率黄绿光有机电致发光器件，其特征是：所述兼具电子 传输层功能的黄绿光发光层的厚度为20nm-50nm。
【文档编号】H01L51/54GK104124349SQ201410394162
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】张小文, 莫炳杰, 陈二伟, 许积文, 王 华, 陈国华 申请人:桂林电子科技大学