[發明專利]一種高電子注入效率有機電致發光器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201310005001.0
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103050634A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 袁桃利;牟強;張方輝;馬穎
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/52;H01L51/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于平板顯示領域，涉及一種發光器件及其制備方法，尤其是一種高電子注入效率有機電致發光器件及其制備方法。

背景技術

有機電致發光顯示器件是一種載流子雙注入型器件，在電場作用下，由陽極發出空穴，陰極發出電子，電子和空穴注入到有機材料中，在有機材料中傳輸，進一步遷移到發光層中，在發光層中，電子和空穴由于庫倫作用而形成激子，激子具有較高的能量處于不穩定狀態，激子退激時就釋放出光能。因此要提高器件的發光效率就必須增加激子的形成幾率，而激子的產生又依賴于載流子的注入水平及注入平衡。當電子和空穴由兩側電極向發光層傳輸時，其注入能力可由電流密度來表示，在有機OLED中，電流密度其中μ為載流子的遷移率，V為施加于薄膜兩端的電壓，d為電流流過的厚度。由公式可知，載流子的注入能力與有機材料的遷移率及其施加于其上的電壓平方成正比，與薄膜厚度成反比。一般情況下，電子傳輸材料的遷移率約在10^-4~10^-6cm²/V·s左右，空穴傳輸材料的遷移率約為10^-2~10^-3cm²/V·s，兩者最大相差約四個數量級。對于薄膜厚度，電子傳輸層與空穴傳輸層都約為幾十個nm，量級相同。在有機電致發光器件中，當電壓施加于兩端電極時，可近似認為電場強度均勻的落在有機材料膜層上，這樣，在電子傳輸層上與空穴傳輸層上所承擔的電壓幾乎相同。導致兩種載流子的傳輸能力由于遷移率而產生很大差異。這種注入的不平衡會嚴重影響激子的產生。如果能夠改變施加在電子傳輸層和空穴傳輸層上的電壓，使電子傳輸層上的電壓增加，則可以很容易提高其注入能力以與空穴傳輸能力匹配。另外，當兩種載流子注入到發光層中時，由公式（L為發光強度，N,P分別為電子和空穴的濃度，η_q為效率）可知，發光強度與電子和空穴的濃度乘積成正比，當電子和空穴濃度相差越大時，發光強度越小；當電子和空穴濃度相同時，發光強度最大。而且能夠避免多余的載流子繼續流向對面而造成焦耳熱。縮短器件的壽命。由以上分析可以看出，提高器件的發光效率，不僅要增加電子和空穴的注入能力，還要使得兩種載流子在相遇時其濃度保持平衡，這樣才能夠得到最大亮度與效率。綜合以上分析，要獲得較高的器件效率，須大力提高電子注入能力以期與空穴達到平衡是一個非常重要的途徑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠有效地提高有機電致發光器件的電子注入效率和發光效率的高電子注入效率有機電致發光器件及其制備方法。

為達到上述目的，本發明高電子注入效率有機電致發光器件包括玻璃基板，以及自下而上依次層疊在玻璃基板上的陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層以及陰極；所述的電子傳輸層分為上電子傳輸層和下電子傳輸層，且在上電子傳輸層和下電子傳輸層之間設置有柵格結構的Al膜電極層，所述的陰極與柵格結構的Al膜電極層之間并聯電壓U1，陽極與柵格結構的Al膜電極層之間并聯電壓U2。

所述的柵格結構的Al膜電極層為由覆膜部分和鏤空部分組成的鏤空網格結構。

所述的柵格結構的Al膜電極層的厚度為3~5nm，且覆膜部分的寬度為鏤空部分的1/3~1/4。

所述的上電子傳輸層、下電子傳輸層采用同種有機材料，且上電子傳輸層的厚度為下電子傳輸層的4~5倍。

本發明的制備方法包括以下步驟：

1）首先，將干凈的玻璃基板烘干后放入真空室中，依次在玻璃基板上蒸鍍陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、下電子傳輸層；

2）然后，使用覆膜部分的寬度為鏤空部分的1/3~1/4的鏤空網格結構的柵格掩膜板向下電子傳輸層上蒸鍍厚度為3~5nm的柵格結構的Al膜電極層；

3）最后向柵格結構的Al膜電極層上依次蒸鍍下電子傳輸層、電子注入層以及陰極；在陰極與柵格結構的Al膜電極層之間施加電壓U1，在柵格結構的Al膜電極層與陽極之間施加電壓U2。

所述蒸鍍時的真空度為10^-4Pa。

本發明通過增加柵格結構的Al膜電極層，能夠有效地提高有機電致發光器件的電子注入效率和發光效率。由于柵格結構的Al膜電極層為鏤空結構，電子傳輸層仍為一整體，不會增加界面勢壘，而且可以改變施加于電子傳輸層上的電壓。增強電子傳輸能力以達到載流子注入平衡。并且很好的避免了由于一種載流子過多而造成的發光猝滅和形成器件的焦耳熱。