倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 0LED(英文全稱(chēng)為OrganicLightEmittingDiodes，意思為有機(jī)電致發(fā)光器件， 簡(jiǎn)稱(chēng)0LED)具有自主發(fā)光、視角廣、重量輕、溫度適應(yīng)范圍廣、面積大、全固化、柔性化，功耗 低、響應(yīng)速度快以及制造成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)，在顯示與照明領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，因而受到學(xué) 術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
[0003] 傳統(tǒng)的0LED器件一般采用正置結(jié)構(gòu)，一般以氧化銦錫（IndiumTinOxide,ΙΤ0)、 氧化銦鋅（IndiumZincOxide,IZ0)等為透明陽(yáng)極沉積在玻璃上，以反射率較高的金屬作 為陰極，如鋁（A1)、銀（Ag)和鎂/銀（Mg:Ag)等。因此，正置結(jié)構(gòu)的光基本上是從底部的 ΙΤ0陽(yáng)極經(jīng)過(guò)玻璃后透射出去。但是，由于η-溝道非晶硅（a-Si)或者金屬氧化物薄膜晶體 管（thinfilmtransistor,TFT)更適合大面積顯示器件，為更好的利用其優(yōu)點(diǎn)，有源矩陣 0LED(AM0LED)需要倒置型的0LED器件結(jié)構(gòu)。所謂倒置型0LED-般為以ΙΤ0作為陰極，而 以不透明的金屬作為陽(yáng)極，剛好與正置0LED器件結(jié)構(gòu)相反，但是光線仍然從ΙΤ0、ΙΖ0等經(jīng) 過(guò)玻璃一側(cè)透射出來(lái)。
[0004] 由于ΙΤ0的功函數(shù)較高（4. 7eV_5.OeV)，電子將很難從ΙΤ0、ΙΖ0等陰極注入到 發(fā)光層中。因此，如何解決倒置0LED器件的電子注入問(wèn)題一直是科研工作者的首要任 務(wù)。文獻(xiàn)里相繼報(bào)道一系列的措施來(lái)提高電子從ΙΤ0、ΙΖ0等陰極的注入，比如Chen等 人將Cs20:Bphen蒸鍍?cè)讦│?表面上做η型摻雜，該電子注入層能有效提高電子的注入能 力[AppliedPhysicsLetters89,053518(2006)]。Qin等人使用PED0T:PSS與Li2C03: BCP作為p-n異質(zhì)結(jié)提高電子注入[Phys.Scr. 89(2014)015802]。Lee等人綜述了提高 倒置 0LED器件的各種方法[JournaloflnformationDisplay, 14:1,39-48]。專(zhuān)利中也 有一部分有關(guān)倒置0LED器件的申請(qǐng)，比如清華大學(xué)將電子注入層的材料選自Li、Li3N、 CsC03、Cs、KBH4SKH中的至少一種來(lái)提高電子注入能力[專(zhuān)利號(hào)：200810223252. 5]。全 球0LED科技有限責(zé)任公司也對(duì)電子注入層進(jìn)行研究[200880116079. 7]。海洋王照明科 技股份有限公司將頂發(fā)射的介質(zhì)匹配層（即折射層）引入到倒置底發(fā)射中，增加器件效率 [201110224443. 5]。海洋王照明科技股份有限公司使用pn結(jié)層使電子注入能力提高，從而 提高器件效率[201210384719. 0]。海洋王照明科技股份有限公司使用電子輔助層來(lái)提高器 件效率[201210264137. 9]。海洋王照明科技股份有限公司使用醋酸化合物做電子注入層提 高倒置0LED效率[201210264217.4]。海洋王照明科技股份有限公司通過(guò)在倒置結(jié)構(gòu)的空 穴傳輸層與陽(yáng)極之間設(shè)置雙導(dǎo)電極層提高器件性[201210243455. 7]。海洋王照明科技股份 有限公司將電子傳輸層的材質(zhì)為聚3, 4-二氧乙烯噻吩/聚苯磺酸鹽水溶液摻雜炭氣凝膠 形成的混合材料來(lái)提高器件性能[201210147378. 5]。
[0005] 歸納起來(lái)，提高倒置0LED器件電子注入能力的有效方式主要分為六種：⑴插入 一層較薄的低功函數(shù)的金屬（如Ca、Mg等），（2)使用η型摻雜的電子注入層，如將Li、Cs等摻入Bphen來(lái)得到歐姆接觸，（3)使用超薄的絕緣材料PMMA、MgO等提高電子的隧穿幾率， (4)使用單獨(dú)的高迀移率的有機(jī)電子型材料做電子注入層，（5)使用ZnO、Ti02等電子迀移 率高的無(wú)機(jī)材料做電子注入層，（6)利用p-n異質(zhì)結(jié)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，雖然倒置型0LED器件的電子注入能力得到了一定的提高，即器件的 電學(xué)性能得到了提高，但是對(duì)于器件的光學(xué)性能卻未加考慮。尤其是使用Zn0、Ti02等折射 率差別較大的無(wú)機(jī)材料作為電子注入層插入ΙΤ0陰極與電子傳輸層時(shí)未曾考慮。
[0007] 可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的處理方法普遍存在對(duì)倒置器件光學(xué)性能存在影響。故，針對(duì)現(xiàn) 有技術(shù)不足，提供一種兼顧提高光學(xué)性能和電學(xué)性能的倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備 方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 基于此，本發(fā)明的目的是提供一種兼顧提高光學(xué)性能和電學(xué)性能的倒置型有機(jī)電 致發(fā)光器件。
[0009] 具體的技術(shù)方案如下：
[0010] -種倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件，包括依次層疊的襯底、陰極層、電子注入層、有機(jī) 功能層以及陽(yáng)極層，所述有機(jī)功能層包括依次層疊的電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層以及 空穴注入層，所述電子注入層的光學(xué)折射率介于陰極層與電子傳輸層之間。
[0011] 在其中一些實(shí)施例中，所述電子注入層由光學(xué)折射率高的材料與光學(xué)折射率低的 材料混合制備而成，所述光學(xué)折射率高的材料選自Ti02、Zn0、Zr02SSnO2;所述光學(xué)折射率 低的材料選自Si02、LiF、MgF2SPMMA。
[0012] 在其中一些實(shí)施例中，所述電子注入層的光學(xué)折射率為1.7-1.9(電子注入層的 迀移率越高越好，或者所得迀移率應(yīng)與空穴迀移率平衡則為最佳）。
[0013] 在其中一些實(shí)施例中，所述電子注入層的厚度為0. 2-40nm。
[0014] 在其中一些實(shí)施例中，所述電子注入層的厚度為0. 5-20nm。
[0015] 在其中一些實(shí)施例中，所述陰極層選自ΙΤ0、ΑΖ0或ΙΖ0 ;所述陽(yáng)極層的陽(yáng)極金屬為 A1或Ag(反射率均在90 %以上）。
[0016] 本發(fā)明的另一目的是提供上述倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法
[0017] 具體的技術(shù)方案如下：
[0018] 上述倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，包括如下步驟：選取襯底，按常規(guī)方法 依次制備陰極、電子注入層、有機(jī)功能層以及陽(yáng)極層，即得所述倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件。
[0019] 在其中一些實(shí)施例中，所述電子注入層的制備方法為濕法制備或干法制備。
[0020] 在其中一些實(shí)施例中，所述濕法制備為旋涂法，刮涂法或絲網(wǎng)印刷法；所述干法制 備為真空蒸鍍法。
[0021] 本發(fā)明的原理及有益效果如下：
[0022] 現(xiàn)有技術(shù)中，一般選擇ΙΤΟ、ΙΖ0等作為倒置0LED的陰極，其折射率一般為1. 9左 右，而電子傳輸層一般為有機(jī)材料，其折射率一般為1. 7左右。有機(jī)電致發(fā)光材料通電后 在發(fā)光層發(fā)出的光經(jīng)電子注入層到達(dá)ΙΤ0層，再進(jìn)行出射。當(dāng)使用折射率差別較大的無(wú)機(jī) 材料作為電子注入層時(shí)，光線在經(jīng)過(guò)電子注入層時(shí)會(huì)受到光學(xué)效應(yīng)影響。當(dāng)使用折射率較 大的Ti02(折射率一般為2. 4左右）做電子注入層，光線經(jīng)過(guò)電子傳輸層到達(dá)電子注入層， 再到達(dá)ITO,但是在電子注入層向ITO傳播時(shí)是光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)傳播，光線會(huì)發(fā)生全反 射。因此，此時(shí)導(dǎo)致大部分光線局限在電子注入層中而無(wú)法出射，嚴(yán)重影響器件的效率。另 一方面，當(dāng)使用折射率較小的Si02(折射率1. 4左右）作為電子注入層時(shí)，光線經(jīng)過(guò)電子傳 輸層到達(dá)電子注入層，再到達(dá)ITO,但是在電子傳輸層向電子注入層傳播時(shí)是光密介質(zhì)向光 疏介質(zhì)傳播，光線會(huì)發(fā)生全反射。因此，此時(shí)導(dǎo)致大部分光線局限在電子傳輸層中而無(wú)法出 射，嚴(yán)重影響器件的效率。所以，在改善電子注入層提高器件電學(xué)性能的同時(shí)，電子注入層 對(duì)器件的光學(xué)性能也必須加以優(yōu)化，這樣才能最大化的提高器件效率。
[0023] 本發(fā)明開(kāi)發(fā)出一種新穎的，能夠同時(shí)提高光學(xué)性能和電學(xué)性能的倒置型有機(jī)電致 發(fā)光器件，將電子注入層的光學(xué)折射率介于陰極層與電子傳輸層之間，通過(guò)這樣的改進(jìn)不 僅將器件的電學(xué)性能優(yōu)化，而且將光學(xué)性能的影響加以優(yōu)化，大大提高器件的效率。本發(fā)明 具有電子注入能力好，光學(xué)效果佳的特點(diǎn)，運(yùn)用該方法能制備出高效的發(fā)光器件。同時(shí)，由 于器件的電學(xué)性能、光學(xué)性能得到改善，在得到相同亮度時(shí)將只需要較小的電流，即器件的 工作電壓大大降低，因此器件的使用壽命將會(huì)大大延長(zhǎng)，節(jié)約成本，利于器件的商業(yè)化。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為實(shí)施例1制備得到的倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖2為實(shí)施例1制備得到的倒置型有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步闡述。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] ΙΤ0 :氧化銦錫；
[0029] Si02:二氧化硅；
[0030] 1102:二氧化鈦
[0031] NPB: (N，Ν' -二苯基-N，Ν' -(1-萘基）-1，Γ-聯(lián)苯-4, 4' -二胺）；
[0032] C545T:2,3,6,7_ 四氫-1，1，7,7-四甲基-1Η，5Η，11Η-10-(2-苯并噻唑基）-喹嗪 并[9, 9Α, 1GH]香豆素；
[0033] MADN:2-methyl-9,l〇-bis(naphthalen-2-yl)anthracene
[0034] Alq3:八羥基喹啉鋁；
[0035] A1 :鋁。
[0036] 所制備器件A1的結(jié)構(gòu)為：Glass(襯底）/ΙΤ0(陰極層）/Ti02:Si02(7〇A)(電 子注入層）/Alq3(電子傳輸層）（250人）/MADN:C545T(綠色熒光發(fā)光層）（250A) / NPB(200A)(空穴傳輸層）/M〇03 ( 80A，空穴注入層）/A