[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于梯度結(jié)構(gòu)空穴注入傳輸?shù)淖贤庥袡C(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510065767.7
• 申請(qǐng)日: 2015-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104681730A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小文;莫炳杰;陳國(guó)華;許積文;王華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L51/50
• 分類(lèi)號(hào): H01L51/50;H01L51/56
• 代理公司: 桂林市華杰專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)，具體是一種基于梯度結(jié)構(gòu)空穴注入傳輸?shù)淖贤庥袡C(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。

背景技術(shù)

自從1987年C.W.Tang等人開(kāi)創(chuàng)的雙層結(jié)構(gòu)有機(jī)電致發(fā)光器件即OLED以來(lái)，其超高的發(fā)光效率、豐富的色彩表現(xiàn)能力以及超薄便攜等優(yōu)異性能受到了廣大科研工作者的青睞。OLED經(jīng)歷了二十余年的發(fā)展，目前已基本趨于實(shí)用化。目前OLED的研究領(lǐng)域逐步從可見(jiàn)光波段拓展至近紅外光波段和長(zhǎng)波紫外光（近紫外）波段。與傳統(tǒng)SiC、ZnO等無(wú)機(jī)紫外發(fā)光器件相比，紫外有機(jī)發(fā)光器件的響應(yīng)速度快、機(jī)械柔性好、超薄便攜、易于構(gòu)建大面積發(fā)光器件，在生物傳感、熒光檢測(cè)、信息存儲(chǔ)、涂料固化、刻蝕等領(lǐng)域中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而成為最近幾年來(lái)有機(jī)發(fā)光的研究熱點(diǎn)。

紫外光子能量比可見(jiàn)光要大，這要求作為紫外發(fā)光的有機(jī)材料必須具有較寬的帶隙。對(duì)于高功率紫外OLED而言，有兩個(gè)問(wèn)題亟待解決：一是目前報(bào)道的有機(jī)發(fā)光材料帶隙普遍較窄，因此決定了作為紫外發(fā)光的有機(jī)材料的可選性小，而且紫外OLED一般為近紫外光發(fā)射；二是由于紫外有機(jī)發(fā)光材料的帶隙比可見(jiàn)光發(fā)光材料寬，其最高占據(jù)分子軌道（HOMO）能級(jí)較高，普遍使用的透明導(dǎo)電電極的功函數(shù)（如ITO的功函數(shù)約為4.7eV）與紫外有機(jī)發(fā)光材料的HOMO能級(jí)相差較大，可達(dá)1.5eV-2eV（如紫外有機(jī)發(fā)光材料CBP的HOMO能級(jí)為6.1eV，OXD-7的HOMO能級(jí)為6.5eV，二者與ITO的功函數(shù)分別相差1.4eV和1.8eV），這導(dǎo)致了空穴很難注入到發(fā)光層中。因此紫外OLED發(fā)光層中空穴數(shù)量往往少于電子數(shù)量，空穴-電子的平衡性較差，器件的輻照度和發(fā)光效率難以提高。另一方面，由于缺乏HOMO能級(jí)更高的激子阻擋層，紫外OLED的發(fā)光區(qū)域難以控制，容易產(chǎn)生激基復(fù)合物發(fā)光，導(dǎo)致器件的電致發(fā)光（EL）光譜特性不理想，通常伴隨著可見(jiàn)光波段的發(fā)光。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于梯度結(jié)構(gòu)空穴注入傳輸?shù)淖贤庥袡C(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。

這種器件能有效地促進(jìn)空穴的注入和傳輸、增加發(fā)光層中空穴的數(shù)量，從而促進(jìn)空穴-電子的平衡性，提高紫外OLED器件的輻照度和發(fā)光效率。

這種制備方法能克服常規(guī)空穴注入傳輸層在提高空穴注入與傳輸能力方面不足的局限性，以及采用梯度摻雜工藝制備復(fù)合空穴注入傳輸層所帶來(lái)的工藝復(fù)雜性，工藝簡(jiǎn)單。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種基于梯度結(jié)構(gòu)空穴注入傳輸?shù)淖贤庥袡C(jī)電致發(fā)光器件，包括襯底層、陽(yáng)極層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、反射金屬陰極層，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，還包括梯度結(jié)構(gòu)空穴注入傳輸體系層，所述襯底層、陽(yáng)極層、梯度結(jié)構(gòu)空穴注入傳輸體系層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、反射金屬陰極層順序疊接為一體，從陽(yáng)極層由正向負(fù)連接反射金屬陰極層構(gòu)成外電路。

所述的梯度結(jié)構(gòu)空穴注入傳輸體系層包括由順序疊接的第一空穴注入層、第一空穴傳輸層、第二空穴注入層、第二空穴傳輸層組成的具有梯度結(jié)構(gòu)的一個(gè)多層體系，第一空穴注入層與陽(yáng)極層疊接，第二空穴傳輸層與發(fā)光層疊接。

所述的第二空穴傳輸層的HOMO能級(jí)高于第一空穴傳輸層。

所述的第一空穴注入層為CuPc或MoO₃，CuPc表示Copper-phthalocyanine；

第一空穴傳輸層為NPB材料，NPB表示N,N’-bis(naphthalen-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)?benzidine；

第二空穴注入層為MoO₃；

第二空穴傳輸層為CBP材料，CBP表示4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl。

所述第一空穴注入層CuPc的厚度為2nm-5nm；MoO₃的厚度為2nm-15nm；

第一空穴傳輸層的厚度為10nm-40nm；

第二空穴注入層的厚度為2nm-15nm；

第二空穴傳輸層的厚度為15nm-50nm。

所述的電子傳輸層為OXD-7材料，OXD-7表示1,3-bis[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene；

電子注入層為L(zhǎng)iF或Cs₂CO₃材料；

反射金屬陰極層為Al。

所述的電子傳輸層厚度為10nm-60nm；