專利名稱：一種以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元器件中有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode，0LED)屬于載流子雙注入型發(fā)光器件，在外界電壓驅(qū)動(dòng)下，帶負(fù)電的電子與帶正電的空穴在有機(jī)層作相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們相遇時(shí)便可能發(fā)生復(fù)合而放出能量，并將能量傳遞給有機(jī)發(fā)光材料分子，使其受到激發(fā)， 從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)受激分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)輻射躍遷而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制作流程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異特性，因此有著“夢(mèng)幻顯示器”之稱的OLED被認(rèn)為是新一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)，并以其優(yōu)異的性能和低廉的生產(chǎn)成本吸引了全球有多家企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)。早在1987年，柯達(dá)公司的C. W. Tang等人發(fā)明了三明治結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件， 使人們看到了有機(jī)電致發(fā)光器件作為繼液晶顯示器之后的具有創(chuàng)新一代平板顯示器件的希望。1998年，Princeton大學(xué)的Baldo和FGrrest教授等人發(fā)現(xiàn)磷光電致發(fā)光的現(xiàn)象，突破了有機(jī)電致發(fā)光材料量子效率低于25%的限制，甚至可趨近至100%。使得有機(jī)電子發(fā)光顯示器件的研究進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期。OLED的工作原理如下當(dāng)電壓施加于陽(yáng)極和陰極之間時(shí)，空穴從陽(yáng)極通過空穴注入層和空穴傳輸層注入到發(fā)射層中，同時(shí)電子從陰極通過電子注入層和電子傳輸層注入到發(fā)射層中，注入到發(fā)射層中的空穴和電子在發(fā)光層復(fù)合，從而產(chǎn)生激子(exciton)，在從激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)的同時(shí)，這些激子發(fā)光。目前有機(jī)電致磷光發(fā)光器件中的發(fā)光層，幾乎都是使用主客體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，即在主體發(fā)光材料中摻雜客體發(fā)光材料，由能量較大的主體發(fā)光材料傳遞能量給客體發(fā)光材料來(lái)發(fā)光。量子阱結(jié)構(gòu)首先是在無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料中被提出，其基本理論已經(jīng)成熟。量子阱、量子線以及量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體光電器件性能的改進(jìn)起到了非常重要的作用。量子阱結(jié)構(gòu)是一個(gè)能帶工程，材料符合能帶理論是量子阱結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)。能帶理論的基礎(chǔ)是材料的長(zhǎng)程有序，但有機(jī)材料是短程有序的，目前的研究認(rèn)為在有機(jī)材料禁帶中存在很多深能級(jí)，作為近似，仍然利用能帶理論來(lái)分析有機(jī)薄膜材料和器件的發(fā)光特性。對(duì)于有機(jī)量子阱結(jié)構(gòu)器件的研究始于1989年，So和F6rrest等人首次報(bào)道了由聚合物PTCDA和NTCDA交替構(gòu)成的有機(jī)量子阱結(jié)構(gòu)器件。隨后國(guó)內(nèi)外開展了關(guān)于有機(jī)量子阱結(jié)構(gòu)器件的大量研究，在對(duì)有機(jī)量子阱結(jié)構(gòu)器件的研究中得到了類似無(wú)機(jī)材料的激子限制效應(yīng)，并得到了光譜的藍(lán)移和窄化現(xiàn)象，根據(jù)無(wú)機(jī)量子阱的研究，將這些現(xiàn)象歸因于量子尺寸效應(yīng)。在有機(jī)量子阱結(jié)構(gòu)中，由于有機(jī)分子間是靠微弱的范德華力束縛，這就允許使用大多數(shù)不同晶格常數(shù)的有機(jī)分子構(gòu)成層狀結(jié)構(gòu)，以致在界面處不會(huì)存在較大的應(yīng)力而產(chǎn)生位錯(cuò)，而有機(jī)材料有助于構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)。其主要特性有發(fā)射效率高、發(fā)射譜帶窄、可調(diào)節(jié)發(fā)射區(qū)域、有效提高載流子平衡。在這種結(jié)構(gòu)中存在著勢(shì)阱層向勢(shì)壘層的能量傳遞，這種能量傳遞發(fā)生的幾率正比于勢(shì)壘層發(fā)射光譜與勢(shì)阱層吸收光譜的交疊程度，這種能量傳遞為FGrster能量傳遞。當(dāng)勢(shì)阱層的厚度變薄時(shí)，發(fā)光光譜的半波寬會(huì)隨著阱厚度變小而變窄，峰值波長(zhǎng)也會(huì)隨著阱厚度變小而藍(lán)移，這種能量移動(dòng)與阱寬的關(guān)系符合量子尺寸效應(yīng)的結(jié)果，能量移動(dòng)的多少與阱寬平方的倒數(shù)成正比。有機(jī)量子阱結(jié)構(gòu)在有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用研究也已經(jīng)開展多年，目前對(duì)于阱結(jié)構(gòu)的研究主要是利用這種結(jié)構(gòu)來(lái)提高器件發(fā)光的亮度和效率。在有機(jī)量子阱結(jié)構(gòu)器件的研究中還存在著許多問題有待解決，比如影響阱層與壘層之間能量傳遞的影響因素還不是十分清楚，只能通過吸收光譜和發(fā)光光譜的重疊來(lái)簡(jiǎn)單判斷。今后對(duì)這種器件結(jié)構(gòu)的研究可以圍繞以下幾方面展開深入研究器件和材料的發(fā)光機(jī)理；利用阱結(jié)構(gòu)器件光譜色坐標(biāo)可調(diào)的特性實(shí)現(xiàn)全色顯示；材料的性能是影響器件特性的最直接因素，因而需要合成更加高效的有機(jī)材料；利用阱結(jié)構(gòu)器件對(duì)載流子的限制效應(yīng)，提升器件的穩(wěn)定性，從而提高器件的壽命。制作有機(jī)電致磷光發(fā)光器件的方法普遍是采用共蒸摻雜的手段，不僅制備工藝復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)且摻雜濃度不易控制，這種缺點(diǎn)嚴(yán)重影響了器件的穩(wěn)定性和發(fā)光效率。因此，磷光OLED領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一是，采用性能優(yōu)良的有機(jī)半導(dǎo)體材料，利用主客體材料超薄層堆疊的方法代替摻雜，利用結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單的器件實(shí)現(xiàn)單色光或白光。利用主客體材料超薄層堆疊的方法代替摻雜制作發(fā)光層，不僅可以達(dá)到摻雜的效果，而且工藝簡(jiǎn)單，所以備受研究者們青睞。但超薄層堆疊作發(fā)光層，一般采用的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)有以下兩種1.陽(yáng)極/空穴傳輸層/主體超薄層/客體超薄層/電子傳輸層/陰極；2.陽(yáng)極/空穴傳輸層/客體超薄層/主體超薄層/電子傳輸層/陰極。這兩種結(jié)構(gòu)均易導(dǎo)致載流子傳輸和三重態(tài)能量傳遞不平衡，從而發(fā)光不穩(wěn)定，導(dǎo)致外部量子效率低?，F(xiàn)在人們遠(yuǎn)不能滿足摻雜磷光有機(jī)電致發(fā)光器件的研究，轉(zhuǎn)而尋求其他方式來(lái)得到高效器件。綜合有機(jī)量子阱和超薄層替代共蒸摻雜的優(yōu)缺點(diǎn)，將兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)于是提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是如何提供一種以量子阱結(jié)構(gòu)作為發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，該器件克服了使用常規(guī)摻雜發(fā)光層結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件穩(wěn)定性差且載流子傳輸不平衡的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)光層電子和空穴的注入平衡，有效地提高載流子復(fù)合率，同時(shí)降低了三重態(tài)激子淬滅幾率，有效地提高了器件的發(fā)光效率，并簡(jiǎn)化了制作工藝。本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的提供一種以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，包括透明襯底、陽(yáng)極層、陰極層和設(shè)置在陽(yáng)極和陰極層之間的有機(jī)功能層， 所述陽(yáng)極層或陰極層位于透明襯底表面，所述有機(jī)功能層包括發(fā)光層，其特征在于，發(fā)光層采用單個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)為主體材料層/客體材料層/主體材料層，所述單個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)厚度不超過7nm，單層主體材料層厚度不超過3nm，單層客體材料層厚度不超過lnm，所述客體材料的最高占有軌道(HOMO)與最低占有軌道(LUMO)能級(jí)都被對(duì)應(yīng)包含在主體材料的H0M0/LUM0能級(jí)內(nèi)。按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述主體材料層材料是4，4’ - 二(咔唑-9-yl)聯(lián)苯、4，4’-二(咔唑_9_yl)-2，2’ - 二甲基聯(lián)苯、4，4，，4”-三(咔唑-9-yl)三苯胺、1，3-二 (咔唑 _9_yl)-苯、CBP、CDBP、 TCTA、mCP、DCB或具有電子輸運(yùn)性質(zhì)的主體材料(如BCP、0XD7、TAZ、niBr和BAlq)或1， 8-naphthalimide 系列、1, 3，5-triazine 系列、tetra (aryl) silicon 系列的主體發(fā)光材料。按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述客體材料層材料是發(fā)出紅光、綠光、藍(lán)光和黃光的磷光材料，其中發(fā)出紅光的磷光材料是 PtOEP 或(btp)2Ir (acac)或(DPQ) Pt (acac)或(nazo) 2lr (Fppz)或(nazo) 2lr (Bppz) 或(nazo) 2lr (Fptz)或 Phqlr 或 6CPt 或 Pt (thpy-SiMe3)或 Ir (dpq) 2 (acac)或 Ir (piq)3 或H-Etpbip (Eu) dbm或Os (fptz) 2 (PPh2Me) 2紅色磷光材料系列；發(fā)出綠光的磷光材料是 Ir(ppy)3 或 Ir (ppy)2(acac)或 Ir(Bu-ppy)3 或 Ir (FPP)2(acac)或 Ir(dmoppy)3 或 Bu'bpyRe (CO) 3CI 或 phenRe (CO) 3CI 或 dmphenRe (CO) 3CI 或(pbi) 2Ir (acac)或 Cu4 綠色磷光材料系列；所述發(fā)出藍(lán)光的磷光材料是Firpic或Ir(ppZ)3或FIr6或fac-lr(pmb)3 或mer-Ir(pmb)3系列材料；發(fā)出黃光的磷光客體材料層材料是(tbt) 2Ir (acac)或 (BT) 2Ir (acac)或 Ir (3-piq) 2 (acac)或 Ir (3_cf3piq) 2 (acac)或 Ir (3_mf2piq) 2 (acac) 或 lr(3-f2piq)2(acac)或 Ir (MDPP)2(acac)或 Ir(DPP)2(acac)或 Ir (BPP)2(acac) (CF3-bo)2Ir (acac)或 Ir (DPA-Flpy) 3 或 Ir (DPA-Flpy) 2 (acac) [Cu (phen) (POP) ] PF6 系列材料。按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述陽(yáng)極層是金屬氧化物薄膜或者金屬薄膜或有機(jī)導(dǎo)電聚合物薄膜，金屬氧化物薄膜是 ITO薄膜或者氧化鋅薄膜或氧化錫鋅薄膜，金屬薄膜是金、銅、銀的金屬薄膜，有機(jī)導(dǎo)電聚合物薄膜是PEDOTPSS或PANI類有機(jī)導(dǎo)電聚合物薄膜；所述透明襯底是玻璃或者柔性基片或者金屬片，其中柔性基片是聚酯類高分子聚合物、聚烯類高分子聚合物中的一種或金屬箔片；所述陰極層是鋰或鎂或鈣或鍶或鋁或銦等功函數(shù)較低的金屬薄膜或它們與銅或金或銀的合金薄膜。按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述有機(jī)功能層還包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、電子傳輸層、空穴阻擋層、電子注入層，所述空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、電子傳輸層、空穴阻擋層、電子注入層在器件中獨(dú)立形成功能層。按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述空穴傳輸層材料和電子阻擋層材料主要是芳香族二胺類化合物或者芳香族三胺類化合物，其中芳香族二胺類化合物是N，N’-二(萘亞甲基-l-yl)-N，N’_ 二(苯基)_聯(lián)苯胺或者N，N，_ 二(3-甲基苯基)-N，N，_ 二(萘亞甲基-l-yl)-N，N，_ 二(苯基)_聯(lián)苯胺或者 N，N，- 二(3-甲基苯基)-N，N，- 二(苯基)-聯(lián)苯胺或者N，N，- 二(萘亞甲基_l_yl) -N， N，- 二(苯基)_ 二甲基聯(lián)苯胺，芳香族三胺類化合物是二 44_(N，N-聯(lián)甲苯-氨基)-苯基]環(huán)己烷。
按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述空穴阻擋層和電子傳輸層材料材料是金屬有機(jī)配合物，吡啶類、鄰菲咯啉類、噁二唑類或咪唑類化合物材料中的一種材料，其中金屬有機(jī)配合物包括8-羥基喹啉鋁或二甲 基-8-喹啉并)-4-(苯基苯酚)鋁，吡啶類化合物包括三[2，4，6_三甲基-3-(吡啶-3-yl) 苯基]-硼烷，鄰菲咯啉類化合物包括2，9- 二甲基-4，7-聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲或者4， 7-聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲，噁二唑類電子傳輸材料是2- (4- 二苯基)-5- (4-叔丁苯基)-1， 3，4-噁二唑或1，3_ 二 [(4-三元胺-丁基苯基)-1，3，4-重氮基酸-511]苯，咪唑類電子傳輸材料是1，3，5_三(N-苯基-苯并咪唑-2)苯等。按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述空穴注入層材料是聚(3，4_亞乙二氧噻吩)聚苯乙烯基苯磺酸或酞菁銅或酞菁鋅或 4，4’，4”_三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺化合物中的一種。按照本發(fā)明所提供的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述電子注入層材料是堿金屬醋酸類(如CH3COOLi、CH3C00Na、CH3C00K、CH3COCMkCH3COOCs 等)或堿金屬氟化物類(如LiF, NaF、KF、RbF, CsF等)中的一種。一種以量子阱層結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟①分別用金屬洗滌劑、丙酮溶液、乙醇溶液和去離子水對(duì)透明襯底進(jìn)行超聲清洗， 待清洗工藝完成后用干燥氮?dú)獯蹈伤?，然后置于干燥柜掛干；②將透明襯底材料傳送至真空蒸發(fā)室中進(jìn)行電極的制備，所述電極是陽(yáng)極層或陰極層；③將制備好電極的透明襯底移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下對(duì)進(jìn)行低能氧等離子預(yù)處理；④將處理后的透明基底在高真空度的蒸發(fā)室中，開始進(jìn)行有機(jī)薄膜的蒸鍍，按照器件結(jié)構(gòu)依次蒸鍍有機(jī)功能層，所述有機(jī)功能層包括發(fā)光層、空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中一種或多種，所述發(fā)光層采用單個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)為主體材料層/客體材料層/主體材料層，所述單個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)厚度不超過7nm，單層主體材料層厚度不超過3nm，單層客體材料層厚度不超過lnm， 所述客體材料的最高占有軌道(HOMO)與最低占有軌道(LUMO)能級(jí)都被對(duì)應(yīng)包含在主體材料的H0M0/LUM0能級(jí)內(nèi)；⑤在有機(jī)層蒸鍍結(jié)束后在真空蒸發(fā)室中進(jìn)行另一個(gè)電極的制備，所述電極是陰極層或陽(yáng)極層；⑥將做好的器件傳送到手套箱，在高純氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行器件封裝，避免水汽、氧氣對(duì)有機(jī)材料乃至整個(gè)器件的影響；⑦搭建測(cè)試平臺(tái)，測(cè)試器件的電流-電壓-亮度特性，同時(shí)測(cè)試器件的發(fā)光光譜參數(shù)。本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件具有以下優(yōu)點(diǎn)i.有效延長(zhǎng)有機(jī)電致發(fā)光器件的壽命。本發(fā)明中的發(fā)光層采用單個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)，較之傳統(tǒng)的摻雜結(jié)構(gòu)，可以有效的降低三重態(tài)激子淬滅幾率，延長(zhǎng)了磷光材料的壽命，進(jìn)而有效延長(zhǎng)整個(gè)器件的壽命；ii.實(shí)現(xiàn)了發(fā)光層電子和空穴的注入平衡。本發(fā)明中的發(fā)光層采用單個(gè)或多個(gè)“主體材料層/客體材料層/主體材料層”的結(jié)構(gòu)較之常見的發(fā)光層結(jié)構(gòu)如“主體材料層/客體材料層”、“客體材料層/主體材料層”具有載流子注入平衡的優(yōu)點(diǎn)，從以往研究中發(fā)現(xiàn)，載流子輸入平衡可以提高有機(jī)電致發(fā)光器件的性能；iii.有效地提高了器件的發(fā)光效率。因?yàn)楸景l(fā)明中的發(fā)光層采用“主體材料層/ 客體材料層/主體材料層”的量子阱結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)摻雜結(jié)構(gòu)，利用量子阱結(jié)構(gòu)的量子限制效應(yīng)將電子和空穴限制在發(fā)光層(阱層)中，從而提高發(fā)光層(阱層)中電子和空穴的濃度，增強(qiáng)了發(fā)光層(阱層)中激子形成的幾率，從而提高了器件中發(fā)光層的發(fā)光效率；iv.簡(jiǎn)化了磷光有機(jī)電致發(fā)光器件的制作工藝。眾所周知，摻雜磷光的有機(jī)電致發(fā)光器件制備是比較復(fù)雜的，摻雜濃度很難控制及調(diào)配，本發(fā)明采用超薄層結(jié)構(gòu)代替摻雜工藝，使得制作工藝非常容易控制，并且仍然可以達(dá)到摻雜的效果，從而得到高效器件。


圖1是本發(fā)明所提供的單個(gè)超薄量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光層示意圖；圖2是本發(fā)明所提供的實(shí)施例1-3結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所提供的實(shí)施例1的能級(jí)匹配圖；圖4是本發(fā)明所提供的實(shí)施例4-7結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明所提供的實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是兩種有機(jī)電致發(fā)光器件的性能對(duì)比圖，其中器件A為實(shí)施例3中的有機(jī)電致發(fā)光器件，器件B為對(duì)比實(shí)施例1中的有機(jī)電致發(fā)光器件；其中，1、透明襯底，2、陽(yáng)極導(dǎo)電層，3、空穴傳輸層，4、電子阻擋層，51、主體材料層， 52、客體材料層，51、主體材料層，6、空穴阻擋層，7、電子傳輸層，8、陰極層，9、外加電源， 521、發(fā)出紅光的磷光材料層，522、發(fā)出綠光的磷光材料層，523、發(fā)出藍(lán)光的磷光材料層， 524、發(fā)出黃光的磷光材料層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種以單個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，如圖1所示，器件結(jié)構(gòu)包括透明襯底1，陽(yáng)極導(dǎo)電層2，空穴傳輸層3，電子阻擋層4， 發(fā)光層5，主體材料層51，客體材料層52，主體材料層51，空穴阻擋層6，電子傳輸層7，陰極層8，發(fā)出紅光的磷光材料層521，發(fā)出綠光的磷光材料層522，發(fā)出藍(lán)光的磷光材料層523， 發(fā)出黃光的磷光材料層524，器件在外加電源9的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光。本發(fā)明中的透明襯底1為電極和有機(jī)功能層的支撐，它在可見光區(qū)域有著良好的透光性能，有一定的防水汽和氧氣滲透的能力，有較好的表面平整性，它可以是透明玻璃或柔性襯底，柔性襯底采用聚酯類高分子聚合物、聚烯類高分子聚合物中的一種或金屬箔片。本發(fā)明中陽(yáng)極導(dǎo)電層2作為有機(jī)電致發(fā)光器件正向電壓的連接層，它要求有較好的導(dǎo)電性能、可見光透明性以及較高的功函數(shù)。通常采用無(wú)機(jī)金屬氧化物(如氧化銦錫 ΙΤ0，氧化鋅ZnO等)、有機(jī)導(dǎo)電聚合物(如PEDOTPSS，PANI等)或高功函數(shù)金屬材料(如金、銅、銀、鉬等)。本發(fā)明中空穴傳輸層3材料和電子阻擋層4材料主要是芳香族二胺類化合物或者芳香族三胺類化合物，如TPD、Q-NPD (NPB)、TAPC ；本發(fā)明中主體材料層51，是采用同一種磷光主體材料，它要求是具有較高的三重態(tài)能量高，且能隙需比客體材料大，磷光主體材料是CBP或CDBP或TCTA或mCP或DCB或具有電子輸運(yùn)性質(zhì)的主體材料(如BCP、0XD7、TAZ、niBr和BAlq)或1，8-naphthalimide系列或1，3，5-triazine系列或tetra(aryl) silicon系列的主體發(fā)光材料。部分材料分子式
如下
權(quán)利要求
1.一種以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，包括透明襯底、陽(yáng)極層、陰極層和設(shè)置在陽(yáng)極和陰極層之間的有機(jī)功能層，所述陽(yáng)極層或陰極層位于透明襯底表面，所述有機(jī)功能層包括發(fā)光層，其特征在于，發(fā)光層采用單個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)為主體材料層/客體材料層/主體材料層，所述單個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)厚度不超過7nm，單層主體材料層厚度不超過3nm，單層客體材料層厚度不超過lnm，所述客體材料的最高占有軌道與最低占有軌道能級(jí)都被對(duì)應(yīng)包含在主體材料的能級(jí)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述主體材料層材料是4，4’-二(咔唑-9-yl)聯(lián)苯、4，4’-二(咔唑_9_yl)-2，2’ - 二甲基聯(lián)苯、4，4，，4”-三(咔唑-9-yl)三苯胺、1，3-二 (咔唑-9_yl)-苯、CBP、CDBP、TCTA, mCP、DCB或具有電子輸運(yùn)性質(zhì)的主體材料或l，8-naphthalimide系列、1，3，5-triazine系列、tetra(aryl) silicon系列的主體發(fā)光材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述客體材料層材料是發(fā)出紅光、綠光、藍(lán)光和黃光的磷光材料，其中發(fā)出紅光的磷光材料是 PtOEP 或(btp)2Ir (acac)或(DPQ) Pt (acac)或(nazo) 2lr (Fppz)或(nazo) 2lr (Bppz) 或(nazo) 2lr (Fptz)或 Phqlr 或 6CPt 或 Pt (thpy-SiMe3)或 Ir (dpq) 2 (acac)或 Ir (piq)3 或H-Etpbip (Eu) dbm或Os (fptz) 2 (PPh2Me) 2紅色磷光材料系列；發(fā)出綠光的磷光材料是 Ir(ppy)3 或 Ir (ppy)2(acac)或 Ir(Bu-ppy)3 或 Ir (FPP)2(acac)或 Ir(dmoppy)3 或 ButbpyRe(CO)3CI 或 phenRe (CO) 3CI 或 dmphenRe (CO) 3CI 或(pbi) 2Ir (acac)或 Cu4 綠色磷光材料系列；所述發(fā)出藍(lán)光的磷光材料是Firpic或Ir(ppZ)3或FIr6或fac-lr(pmb)3 或mer-Ir(pmb)3系列材料；發(fā)出黃光的磷光客體材料層材料是(tbt) 2Ir (acac)或 (BT) 2Ir (acac)或 Ir (3-piq) 2 (acac)或 Ir (3_cf3piq) 2 (acac)或 Ir (3_mf2piq) 2 (acac) 或 lr(3-f2piq)2(acac)或 Ir (MDPP)2(acac)或 Ir(DPP)2(acac)或 Ir (BPP)2(acac) (CF3-bo)2Ir (acac)或 Ir (DPA-Flpy) 3 或 Ir (DPA-Flpy) 2 (acac) [Cu (phen) (POP) ] PF6 系列材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述有機(jī)功能層還包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、電子傳輸層、空穴阻擋層、電子注入層，所述空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、電子傳輸層、空穴阻擋層、電子注入層在器件中獨(dú)立形成功能層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述空穴傳輸層材料和電子阻擋層材料主要是芳香族二胺類化合物或者芳香族三胺類化合物，其中芳香族二胺類化合物是N，N’-二(萘亞甲基-l-yl)-N，N’_ 二(苯基)_聯(lián)苯胺或者N，N，_ 二(3-甲基苯基)-N，N，-二(萘亞甲基-l-yl)-N，N，_ 二(苯基)_聯(lián)苯胺或者 N，N，- 二(3-甲基苯基)-N，N，- 二(苯基)-聯(lián)苯胺或者N，N，- 二(萘亞甲基_l_yl) -N， N，- 二(苯基)_ 二甲基聯(lián)苯胺，芳香族三胺類化合物是二 44_(N，N-聯(lián)甲苯-氨基)-苯基]環(huán)己烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述空穴阻擋層和電子傳輸層材料材料是金屬有機(jī)配合物，吡啶類、鄰菲咯啉類、噁二唑類或咪唑類化合物材料中的一種材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴注入層材料是聚(3，4_亞乙二氧噻吩)聚苯乙烯基苯磺酸或酞菁銅或酞菁鋅或 4，4’，4”_三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺化合物中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于， 所述電子注入層材料是堿金屬醋酸類或堿金屬氟化物類中的一種。
9.一種以量子阱層結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟①分別用金屬洗滌劑、丙酮溶液、乙醇溶液和去離子水對(duì)透明襯底進(jìn)行超聲清洗，待清洗工藝完成后用干燥氮?dú)獯蹈伤椋缓笾糜诟稍锕駫旄?；②將透明襯底材料傳送至真空蒸發(fā)室中進(jìn)行電極的制備，所述電極是陽(yáng)極層或陰極層；③將制備好電極的透明襯底移入真空室，在氧氣壓環(huán)境下對(duì)進(jìn)行低能氧等離子預(yù)處理；④將處理后的透明基底在高真空度的蒸發(fā)室中，開始進(jìn)行有機(jī)薄膜的蒸鍍，按照器件結(jié)構(gòu)依次蒸鍍有機(jī)功能層，所述有機(jī)功能層包括發(fā)光層、空穴注入層、空穴傳輸層、電子阻擋層、空穴阻擋層、電子傳輸層、電子注入層中一種或多種，所述發(fā)光層采用單個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)為主體材料層/客體材料層/主體材料層，所述單個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)厚度不超過7nm，單層主體材料層厚度不超過3nm，單層客體材料層厚度不超過lnm，所述客體材料的最高占有軌道與最低占有軌道能級(jí)都被對(duì)應(yīng)包含在主體材料的能級(jí)內(nèi)；⑤在有機(jī)層蒸鍍結(jié)束后在真空蒸發(fā)室中進(jìn)行另一個(gè)電極的制備，所述電極是陰極層或陽(yáng)極層；⑥將做好的器件傳送到手套箱，在高純氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行器件封裝，避免水汽、氧氣對(duì)有機(jī)材料乃至整個(gè)器件的影響；⑦搭建測(cè)試平臺(tái)，測(cè)試器件的電流-電壓-亮度特性，同時(shí)測(cè)試器件的發(fā)光光譜參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以量子阱結(jié)構(gòu)作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光器件，發(fā)光層采用單個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)為主體材料層/客體材料層/主體材料層，所述單個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)厚度不超過7nm，單層主體材料層厚度不超過3nm，單層客體材料層厚度不超過1nm，所述客體材料的最高占有軌道與最低占有軌道能級(jí)都被對(duì)應(yīng)包含在主體材料的能級(jí)內(nèi)。該器件克服了使用常規(guī)摻雜發(fā)光層結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件穩(wěn)定性差且載流子傳輸不平衡的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)光層電子和空穴的注入平衡，有效地提高載流子復(fù)合率，同時(shí)降低了三重態(tài)激子淬滅幾率，有效地提高了器件的發(fā)光效率，并簡(jiǎn)化了制作工藝。
文檔編號(hào)H01L51/54GK102163696SQ20111002948
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者于軍勝, 蔣亞東, 鐘建, 高娟 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)