[發(fā)明專利]基于俄歇電子注入的超低電壓OLED器件

在審

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• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104795510A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何守杰;王登科;江楠;張晉;呂正紅
• 申請（專利權(quán)）人: 云南大學
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機半導體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種超低電壓有機發(fā)光二極管（OLED）器件及其制備技術(shù)方法。

背景技術(shù)

有機發(fā)光二極管（OLED）正成為電視、智能手機、平板電腦等無處不在的電子產(chǎn)品顯示屏幕的主流技術(shù)，因為OLED具有驅(qū)動電壓低、效率高、發(fā)光視角寬、響應(yīng)速度快；超薄、重量輕、全固化主動發(fā)光；可彎曲、可大規(guī)模、大面積生產(chǎn)等優(yōu)點。此外，OLED在照明領(lǐng)域也受到了廣泛的研究，被認為是可替代熒光燈和無機LED的下一代固態(tài)照明光源。

決定OLED大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的主要因素OLED器件的電致發(fā)光（EL）性能。早期的蒽晶體OLED器件（J.?Chem.?Phys.，第38卷，2042（1963））沒有實際性應(yīng)用，是因為其大于100?V的驅(qū)動電壓。1987年美國柯達公司的鄧青云等人報道了雙層OLED器件結(jié)構(gòu)（Appl.?Phys.?Lett.，第51卷，913（1987）），由于器件結(jié)構(gòu)中同時含有空穴注入/傳輸層和電子注入/傳輸層，大大的降低了器件的驅(qū)動電壓（小于10?V），而使得OLED技術(shù)進入了一個實用化階段。

OLED器件是單層或多層有機活性層內(nèi)嵌于兩個電極之間，其中電子和空穴分別從陰極和陽極向電極之間的有機活性層注入，并在電場作用下由于相向運輸而靠近，進而在有機層中產(chǎn)生激子，最終激子經(jīng)過輻射躍遷產(chǎn)生光輻射。因此，從理論上來講，驅(qū)動OLED器件工作的外加電壓至少應(yīng)不低于發(fā)光材料的帶隙（或所發(fā)射光子的能量）。

在過去的幾十年里，為了降低OLED器件的驅(qū)動電壓，人們做出了很多努力，包括對改善有機材料的性能，改進器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計，引入PEDOT:PSS、HAT-CN、C₆₀、MoO₃、WO₃和V-₂O₅等緩沖層對陽極界面進行修飾，以及在有機層和陰極之間增加LiF、Liq、Libpp和Cs₂CO₃等電子注入層來增強電子的注入性能。基于這些努力，目前許多報道中的OLED器件的開啟電壓都已接近發(fā)光材料的帶隙。

然而，這并不意味著對于OLED器件的EL性能的改善就止步于此，OLED仍然具有進一步發(fā)展的潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新的技術(shù)方法，使得OLED器件的開啟電壓能夠降到發(fā)光材料的帶隙以下。

為達上述目的，本發(fā)明提出一種俄歇電子產(chǎn)生層，由電子受體層和電子給體層組成，其中電子給體材料和電子受體材料均為高載流子遷移率材料。

本發(fā)明提出的俄歇電子產(chǎn)生層中，電子受體層/電子給體層界面具有較大的能量勢壘，使得電子和空穴在界面聚集，并發(fā)生電子-空穴非輻射俄歇復合，該復合過程產(chǎn)生的能量被傳遞給另一個電子，使得該電子躍遷到高能級成為俄歇電子。

為達上述目的，本發(fā)明提出了一種基于俄歇電子注入的超低電壓OLED器件，由基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、俄歇電子產(chǎn)生層、電子傳輸層、電子注入層、陰極組成，其特征在于在發(fā)光層和電子傳輸層之間設(shè)置有俄歇電子產(chǎn)生層。

本發(fā)明提出的基于俄歇電子注入的超低電壓OLED器件，由于俄歇復合過程為俄歇電子提供了內(nèi)部能量，從而減小了該電子所需克服勢壘的外部電勢能，使得器件的開啟電壓得到了大幅度降低。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明的俄歇電子產(chǎn)生層及俄歇電子產(chǎn)生機制示意圖；

圖2表示本發(fā)明的基于俄歇電子注入的超低電壓OLED器件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中的數(shù)字表示：1?、基板；2、陽極；3?、空穴注入層；?4、空穴傳輸層；5、發(fā)光層；6?、俄歇電子產(chǎn)生層；7、電子傳輸層；8、電子注入層；9、陰極；

圖3表示本發(fā)明的基于俄歇電子注入的超低電壓OLED器件的工作原理圖；

圖4表示實施例1中OLED器件的電流-電壓、亮度-電壓關(guān)系曲線；

圖5表示實施例1中OLED器件在不同亮度下的電致發(fā)光光譜圖；

圖6表示實施例2中OLED器件的亮度-電壓關(guān)系曲線；

圖7表示實施例2中OLED器件的電致發(fā)光光譜圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點能更為清晰易懂，下面結(jié)合附圖所示，做詳細說明如下。