本發(fā)明涉及OLED領(lǐng)域，特別是涉及一種提高有機(jī)發(fā)光器件發(fā)光效率的新型結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

OLED是一種直流電源下的雙載流子注入方式，整個(gè)電致發(fā)光過(guò)程可以看做載流子注入與傳輸，電子和空穴對(duì)復(fù)合形成激子，激子輻射發(fā)出光子。

單層有機(jī)電致發(fā)光器件就是單層的有機(jī)薄膜夾在陽(yáng)極和金屬陰極之間形成的。這里的有機(jī)薄膜層獨(dú)立完成了電子傳輸、空穴傳輸及發(fā)光的功能。但由于大部分有機(jī)材料只能適用于單種載流子的傳輸材料，使得單層器件的載流子注入嚴(yán)重不平衡，而兩種載流子遷移率之間的差距使復(fù)合發(fā)光區(qū)域偏近電極一側(cè)，金屬陰極對(duì)發(fā)光有很強(qiáng)的淬滅作用，從而嚴(yán)重地影響了器件的發(fā)光效率。所以為了使發(fā)光區(qū)遠(yuǎn)離電極，多層器件應(yīng)運(yùn)而生。常見(jiàn)的功能層有電子（空穴）注入層，電子（空穴）傳輸層，電子（空穴）阻擋層。

在影響發(fā)光效率的眾多因素中，最根本的就是器件中兩種載流子的平衡度。器件中兩種載流子參與發(fā)光的比例越高，相應(yīng)的發(fā)光效率就越高，不貢獻(xiàn)與發(fā)光而白白浪費(fèi)掉的電荷就越少。器件中發(fā)光效率的影響并非來(lái)自于陰極或陽(yáng)極/有機(jī)層界面上的載流子注入數(shù)量，而是取決于兩種載流子的平衡。

OLED的發(fā)光效率受限其中的一個(gè)主要原因就是載流子復(fù)合，空穴的速率往往要高出電子兩倍多，大部分空穴和電子不在發(fā)光層中復(fù)合，最終導(dǎo)致發(fā)光效率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種提高有機(jī)發(fā)光器件發(fā)光效率的新型結(jié)構(gòu)，提高空穴和電子的復(fù)合效率，使兩種載流子在發(fā)光層達(dá)到注入的平衡，從而提高OLED的發(fā)光效率。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種提高有機(jī)發(fā)光器件發(fā)光效率的新型結(jié)構(gòu)，包括上電極、下電極、第一電子注入層、第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層、電子傳輸層、空穴注入層、空穴傳輸層、有機(jī)發(fā)光層以及電源；所述上電極為陰極材料，下電極為陽(yáng)極材料；所述空穴注入層設(shè)置于所述下電極的上方，所述空穴傳輸層設(shè)置于所述空穴注入層的上方，所述有機(jī)發(fā)光層設(shè)置于所述空穴傳輸層的上方，所述電子傳輸層設(shè)置于所述有機(jī)發(fā)光層的上方，所述第一電子注入層設(shè)置于所述電子傳輸層的上方，所述上電極設(shè)置于所述第一電子注入層的上方；所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層均設(shè)置于所述有機(jī)發(fā)光層內(nèi)；所述上電極與所述電源的負(fù)極相連，所述下電極與所述電源的正極相連。

進(jìn)一步地，所述有機(jī)發(fā)光層中的的第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層的電極均與所述上電極陰極相連。

進(jìn)一步地，所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層依次由上至下按一定距離設(shè)置與所述有機(jī)發(fā)光層的一端，且所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層的面積依次減小。

進(jìn)一步地，電子由所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層進(jìn)入所述有機(jī)發(fā)光層，與所述有機(jī)發(fā)光層中的空穴復(fù)合，形成激子而后發(fā)光。

進(jìn)一步地，所述陰極材料包括Mg、Ag、Al、Ca等低功函數(shù)金屬，或氧化銦錫（ITO）、金等作為透明電極。

進(jìn)一步地，所述陽(yáng)極材料包括石墨烯及ITO、IZO、ZnO、Al:ZnO等導(dǎo)電性良好的金屬氧化物。常見(jiàn)的金屬如 Au、Ag、Al、Ni、Pt 等材料均可用于頂發(fā)射器件的陽(yáng)極。

進(jìn)一步地，所述電子注入層的材料采用包括鋰等堿性金屬、氧化鋰、鋰化合物、摻雜堿性金屬有機(jī)物；也包括LiF、Cs₂CO₃、K₂SiO₃等的堿金屬氧化物，硅酸鹽，碳酸鹽，氟化物等高功函數(shù)金屬。

進(jìn)一步地，所述電子傳輸層的材料包括TRZ、TAZ、BCP等電子遷移率較高的材料；也包括鋰化合物、Oxadiazole類、三氮唑Triazole類等化合物材料。

進(jìn)一步地，所述空穴注入層的材料包括CuPc、2-TNATA、polyaniline、PEDOT：PSS等。

進(jìn)一步地，所述空穴傳輸層的材料包括NPB、TPD等空穴遷移率較高的材料；也包括三芳香胺（triarylamine）類有機(jī)材料。

進(jìn)一步地，所述發(fā)光層的材料包括鋁化合物、銦錯(cuò)化合物、稀土類化合物、各種熒光色素，包括共軛系：（Poly-Phenylene-Vinylene 類、Poly-Fluorene 類、Poly-Thiophene類）、含色素高分子系、主鏈型高分子、側(cè)鏈型高分子等材料。如Alq₃、PFO、Ir(ppy)₃等材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：在有機(jī)發(fā)光層中摻雜電子注入層，使得在有機(jī)發(fā)光層中遷移率比空穴慢的電子得到了數(shù)量上的補(bǔ)償，提高了這兩種載流子的平衡度，從而提高了發(fā)光效率；當(dāng)某些有機(jī)發(fā)光層材料中電子的傳輸速率大于空穴的傳輸速率時(shí)，在有機(jī)發(fā)光層中摻雜空穴注入層，使得在發(fā)光層中遷移率慢的空穴在數(shù)量上得到了補(bǔ)償，提高電子和空穴的平衡度，進(jìn)而提高了發(fā)光效率。

附圖說(shuō)明

圖1為常用的單層OLED結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中新型發(fā)光層的單層OLED結(jié)構(gòu)及載流子復(fù)合示意圖。

圖3為常用的多層OLED結(jié)構(gòu)及載流子復(fù)合示意圖。

圖4為本發(fā)明中新型發(fā)光層的多層OLED結(jié)構(gòu)及載流子復(fù)合示意圖一。

圖5為本發(fā)明中新型發(fā)光層的多層OLED結(jié)構(gòu)及載流子復(fù)合示意圖二。

圖中，101上電極、102第一電子注入層、103電子傳輸層、104第二電子注入層、105第三電子注入層、106第四電子注入層、107電子、108空穴、109有機(jī)發(fā)光層、110空穴傳輸層、111空穴注入層、112下電極；201上電極、202電子注入層、203電子傳輸層、204電子、205空穴、206有機(jī)發(fā)光層、207第二空穴注入層、208第三空穴注入層、209第四空穴注入層、210空穴傳輸層、211第一空穴注入層、212下電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)施例提供一種提高有機(jī)發(fā)光器件發(fā)光效率的新型結(jié)構(gòu)，如圖3與圖4所示，包括上電極、下電極、第一電子注入層、第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層、電子傳輸層、空穴注入層、空穴傳輸層、有機(jī)發(fā)光層以及電源；所述上電極為陰極材料，下電極為陽(yáng)極材料；所述空穴注入層設(shè)置于所述下電極的上方，所述空穴傳輸層設(shè)置于所述空穴注入層的上方，所述有機(jī)發(fā)光層設(shè)置于所述空穴傳輸層的上方，所述電子傳輸層設(shè)置于所述有機(jī)發(fā)光層的上方，所述第一電子注入層設(shè)置于所述電子傳輸層的上方，所述上電極設(shè)置于所述第一電子注入層的上方；所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層均設(shè)置于所述有機(jī)發(fā)光層內(nèi)；所述上電極與所述電源的負(fù)極相連，所述下電極與所述電源的正極相連。

在本實(shí)施例中，所述有機(jī)發(fā)光層中的的第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層的電極均與所述上電極陰極相連。

在本實(shí)施例中，所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層依次由上至下按一定距離設(shè)置與所述有機(jī)發(fā)光層的一端，且所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層的面積依次減小。

在本實(shí)施例中，電子由所述第二電子注入層、第三電子注入層、第四電子注入層進(jìn)入所述有機(jī)發(fā)光層，與所述有機(jī)發(fā)光層中的空穴復(fù)合，形成激子而后發(fā)光。

在本實(shí)施例中，所述有機(jī)發(fā)光層中的的第二空穴注入層、第三空穴注入層、第四空穴注入層的電極均與所述下電極陽(yáng)極相連。

在本實(shí)施例中，所述第二空穴注入層、第三空穴注入層、第四空穴注入層依次由下至上按一定距離設(shè)置與所述有機(jī)發(fā)光層的一端，且所述第二空穴注入層、第三空穴注入層、第四空穴注入層的面積依次減小。

在本實(shí)施例中，空穴由所述第二空穴注入層、第三空穴注入層、第四空穴注入層進(jìn)入所述有機(jī)發(fā)光層，與所述有機(jī)發(fā)光層中的電子復(fù)合，形成激子而后發(fā)光。

在本實(shí)施例中，圖4中，101為上電極、102為第一電子注入層、103為電子傳輸層、104為第二電子注入層、105為第三電子注入層、106為第四電子注入層、107為電子、108為空穴、109為有機(jī)發(fā)光層、110為空穴傳輸層、111為空穴注入層，112為下電極。另外，采用該結(jié)構(gòu)還可形成單層OLED新型發(fā)光層，如圖2所示。在某些發(fā)光層材料中電子的傳輸速率大于空穴的傳輸速率，所以將上述第二、三、四電子注入層替換為第二、三、四空穴注入層：201為上電極、202為電子注入層、203為電子傳輸層、204為電子、205為空穴、206為有機(jī)發(fā)光層、207為第二空穴注入層、208為第三空穴注入層、209為第四空穴注入層、210為空穴傳輸層、211為第一空穴注入層、212為下電極。另外，采用該結(jié)構(gòu)還可形成相對(duì)應(yīng)的單層OLED新型發(fā)光層。

在本實(shí)施例中，所述陰極材料包括Mg、Ag、Al、Ca等低功函數(shù)金屬，或氧化銦錫（ITO）、金等作為透明電極。

在本實(shí)施例中，所述陽(yáng)極材料包括石墨烯及ITO、IZO、ZnO、Al:ZnO等導(dǎo)電性良好的金屬氧化物。常見(jiàn)的金屬如 Au、Ag、Al、Ni、Pt 等材料均可用于頂發(fā)射器件的陽(yáng)極。

在本實(shí)施例中，所述電子注入層的材料采用包括鋰等堿性金屬、氧化鋰、鋰化合物、摻雜堿性金屬有機(jī)物；也包括LiF、Cs₂CO₃、K₂SiO₃等的堿金屬氧化物，硅酸鹽，碳酸鹽，氟化物等高功函數(shù)金屬。

在本實(shí)施例中，所述電子傳輸層的材料包括TRZ、TAZ、BCP等電子遷移率較高的材料；也包括鋰化合物、Oxadiazole類、三氮唑Triazole類等化合物材料。

在本實(shí)施例中，所述空穴注入層的材料包括CuPc、2-TNATA、polyaniline、PEDOT：PSS等。

在本實(shí)施例中，所述空穴傳輸層的材料包括NPB、TPD等空穴遷移率較高的材料；也包括三芳香胺（triarylamine）類有機(jī)材料。

在本實(shí)施例中，所述發(fā)光層的材料包括鋁化合物、銦錯(cuò)化合物、稀土類化合物、各種熒光色素，包括共軛系：（Poly-Phenylene-Vinylene 類、Poly-Fluorene 類、Poly-Thiophene類）、含色素高分子系、主鏈型高分子、側(cè)鏈型高分子等材料。如Alq₃、PFO、Ir(ppy)₃等材料。

在本實(shí)施例中，與圖1和圖3所示的常用的OLED的結(jié)構(gòu)圖相比，本實(shí)施例中提供的新型結(jié)構(gòu)如圖2、圖4、圖5所示，在有機(jī)發(fā)光層中添加電子注入層或空穴注入層。由于在某些發(fā)光層材料中空穴的遷移率高于電子的兩倍或更多，許多的空穴和電子并沒(méi)有在發(fā)光層中復(fù)合，大大降低了發(fā)光效率。為了提高空穴和電子的有效復(fù)合，在發(fā)光層中增加了電子注入層，增大了電子的數(shù)量，使兩種載流子在發(fā)光層達(dá)到注入的平衡。而在某些發(fā)光層材料中電子的傳輸速率大于空穴的傳輸速率，在發(fā)光層中添加了空穴注入層。這兩種添加方法都能使更多的電子和空穴能在發(fā)光層中復(fù)合，因此提高了發(fā)光效率。

實(shí)施例1

本發(fā)明中有機(jī)電致發(fā)光器件所采用的結(jié)構(gòu)為：

基片/陽(yáng)極/空穴注入層（HIL）/空穴傳輸層（HTL）/有機(jī)發(fā)光層（EML）/電子傳輸層（ETL）/電子注入層（ETL）/陰極，其中在有機(jī)發(fā)光層（EML）中含有面積依次減少的電子注入層（ETL）。

實(shí)施例1中器件1的結(jié)構(gòu)例如：

ITO/HAT(CN)₆/NPB/DPVBi/Bphen/LiF/Al

本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法如下：

（1）處理基板

依次用純水、丙酮、乙醇、純水對(duì)ITO玻璃進(jìn)行超聲清洗，再將洗好的ITO玻璃放于烘箱中烘干，或用氮?dú)獯蹈桑?/p>

（2）蒸鍍各功能層

把上述帶有陽(yáng)極的ITO玻璃基片置于真空腔內(nèi)，依次蒸鍍空穴注入層（HIL）、空穴傳輸層（HTL），然后蒸鍍一層薄薄的發(fā)光層，放上掩膜版蒸鍍第四電子注入層，取下掩膜版蒸鍍一層薄薄的發(fā)光層，放上掩膜版蒸鍍第三電子注入層，取下掩膜版蒸鍍一層薄薄的發(fā)光層，放上掩膜版蒸鍍第二電子注入層，取下掩膜版蒸鍍發(fā)光層，在依次蒸鍍電子傳輸層（ETL）、電子注入層（ETL）、陰極。用導(dǎo)線將第二、三、四電子注入層的電極與陰極Al相連。

所有有機(jī)材料均在5.0*10-4帕的真空度下以<0.1埃/s的速率蒸鍍成膜。

實(shí)施例2

所使用的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。不同的是各功能層的成膜方式。

實(shí)施例2中器件2的結(jié)構(gòu)例如：

ITO/TPD/PEDOT：PSS/PFO/ZnO/LiF/Al

本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法如下：

（1）如實(shí)施例1所示處理基板

（2）制備各功能層

先在上述帶有ITO陽(yáng)極的玻璃基片上用旋凃的方法制備TPD層，用噴涂的方法制備PEDOT：PSS層。然后用實(shí)施例1所示的方法制備發(fā)光層及發(fā)光層內(nèi)的第二、三、四電子注入層。接著在發(fā)光層上旋圖ZnO，再接著蒸鍍LiF和Al，最后用導(dǎo)線將第二、三、四電子注入層的電極與陰極Al相連。

所有有機(jī)材料均在5.0*10-4帕的真空度下以<0.1埃/s的速率蒸鍍成膜。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。