[發明專利]基于鹵化鈣作為陰極緩沖層的OLED器件及其制備方法

無效

• 申請號: 201310092728.7
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103208589A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 曲波;楊洪生;肖立新;陳志堅;龔旗煌
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/52;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 陳美章

技術領域

本發明屬于有機電致發光器件（OLED）領域，具體涉及一種基于鹵化鈣作為陰極緩沖層的OLED器件及其制備方法。

背景技術

OLED器件是利用有機半導體作為發光材料，將電能轉化為光能的一種有機光電功能器件，其器件結構一般包括陽極、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、陰極。在器件兩端施加正向偏壓時，空穴和電子在電壓的驅動下，分別從陽極、陰極注入有機層，并在有機層中傳輸。空穴和電子在發光層中復合并形成激子，激子退激輻射發光。

在OLED器件中，空穴濃度一般比電子濃度大1-2個數量級，且電極與有機材料之間很難形成良好的歐姆接觸。為改善器件性能，平衡器件中的載流子濃度，在陰極和有機層之間增加一層緩沖層，是十分必要和有效的。

目前，常用的陰極緩沖層一般為LiF［L.S.Hung?et?al.,Appied?Physics?Letters,70(1997),152］,可以有效提高OLED器件的性能。但是，此類器件性能優劣對LiF膜層厚度要求十分苛刻，一般LiF的厚度控制在0.5nm，對制備工藝要求極為嚴格。因此，探索新型陰極緩沖層（電子注入層）就成為當前研究的熱點之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于鹵化鈣作為陰極緩沖層的OLED器件及其制備方法。通過使空穴和電子的載流子濃度在器件中趨于平衡，即提高電子的注入與傳輸效率，以提高器件的發光效率。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于鹵化鈣作為陰極緩沖層的OLED器件，包括陽極、空穴傳輸層、發光層和電子傳輸層、陰極緩沖層、陰極，其中以鹵化鈣為陰極緩沖層材料，其厚度為1-2nm，優選1.5nm。

上述發光層和電子傳輸層可為一體，由兼作電子傳輸層的發光層構成；或由發光層和置于發光層之上的電子傳輸層構成。

上述空穴傳輸層所用材料可以為N,N′-雙-（3-萘基）-N,N′-二苯基-[1,1′-二苯基]-4,4′-二胺（N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine，NPB），這是目前有機電致發光器件中最常用的有機空穴傳輸材料之一。

上述發光兼電子傳輸層、發光層和電子傳輸層均可以用8-羥基喹啉鋁（tris(8-hydroxy)-quinoline-aluminium，Alq₃）作為材料，它是目前有機電致發光器件中最常用的有機電子傳輸材料之一。

上述鹵化鈣包括但不限于CaCl₂，CaBr₂，CaF₂，CaI₂等。

上述陰極材料包括但不限于鋁、鎂銀合金、鋰鋁合金、鈣鋁合金，鈣銀合金，銀等。

一種基于鹵化鈣作為陰極緩沖層的OLED器件的制備方法，包括以下步驟：

1)在陽極上制作空穴傳輸層；

2)在空穴傳輸層上制作發光兼電子傳輸層，或者先制作發光層，再于發光層上制作電子傳輸層；

3)在發光兼電子傳輸層或電子傳輸層上以鹵化鈣為材料制作陰極緩沖層；

4)在陰極緩沖層上制作陰極。

OLED器件中通過真空蒸鍍或者溶液旋涂方法制作空穴傳輸層、發光兼電子傳輸層、發光層、電子傳輸層、陰極緩沖層及陰極，該方法已為本領域技術人員所熟知，于此不再贅述。

本發明在有機電子傳輸層和陰極金屬之間插入鹵化鈣，改善電子的注入能力與傳輸能力，還可以提高器件的電流效率，降低器件的啟亮電壓，達到改善器件發光性能及器件效率的目的。

附圖說明

圖1a是參比器件的結構示意圖；圖1b是本發明中實施器件1的結構示意圖。

圖2是參比器件、實施器件1的電流密度-電壓曲線。

圖3是參比器件、實施器件1的發光亮度-電壓曲線。

圖4是參比器件、實施器件1的電流效率-電流密度曲線。

圖5是參比器件、實施器件1的功率效率-電流密度曲線。

具體實施方式

以下結合附圖詳細描述本發明改善OLED器件性能的方法，但不構成對本發明的限制。

一、參比器件的制備：

（1）清洗ITO（氧化銦錫）：分別在去離子水、丙酮、乙醇中超聲清洗10分鐘，然后在等離子體清洗儀器中處理1分鐘；

（2）在陽極ITO上真空蒸鍍空穴傳輸層NPB，速率厚度

（3）在空穴傳輸層NPB上真空蒸鍍發光兼電子傳輸層Alq₃，速率厚度