[發(fā)明專利]具有波導模式光耦合增強的綠光OLED器件及其制備方法

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• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112467056A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 鄭燕瓊;陳俊聰;李維光;唐杰
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/56
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明公開了一種具有波導模式光耦合增強的綠光OLED器件及其制備方法，涉及有機發(fā)光二極管領域。本器件包括襯底、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、綠光發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。該器件的特征之處在于有機或無機空穴注入層，通過優(yōu)選有機溶劑或酸對空穴注入層薄膜進行氣相微刻蝕。精確調節(jié)刻蝕時間和空穴注入層膜厚以控制氣體分子的刻蝕深度，形成有效的表面光散射結構。從而使綠光OLED器件內部發(fā)出的光在通過該散射結構時發(fā)生折射和漫散射，使波導模式的光子能有效出射，增大光通量，提高光耦合效率并最終提升外量子效率。解決了目前OLED器件光耦合受限的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及有機發(fā)光二極管技術領域，尤其涉及一種具有波導模式光耦合增強的綠光OLED器件。

背景技術

有機電致發(fā)光二極管(organic light-emitting diode，OLED)憑借其自主發(fā)光、視角寬、色彩豐富、低壓直流驅動等優(yōu)點，在全彩平板顯示和固態(tài)照明等領域顯現(xiàn)出巨大應用潛力。另外，柔性OLED在可穿戴顯示和照明領域正突顯其重要性。目前OLED已經在小尺寸顯示屏實現(xiàn)了商業(yè)化。

然而，研究發(fā)現(xiàn)，限制OLED最終外量子效率(external quantum efficiency，EQE)的因素除了材料本身的絕對量子效率外，還有兩個重要因素為載流子傳輸平衡和光耦合效率。激子在發(fā)光層輻射復合產生光子，當光子穿過有機層、透明電極和襯底時，受限于波導模式和襯底模式，大部分光子被吸收、散射和反射而損失，導致最終光耦合效率只有約20％，很大程度上限制了OLED的最終EQE和實際應用。隨著發(fā)光材料和器件制備工藝的逐步發(fā)展和完善，提高光耦合效率和改善載流子傳輸平衡成為提高EQE的關鍵技術。

已有的光耦合技術包括在器件適當界面引入衍射光柵、光子晶體、光散射媒介、陽極表面圖案、微腔、微透鏡、褶皺、散射膜、增透膜、噴砂等，以上技術大多涉及復雜的制造工藝過程比如多次圖案轉移，或需要昂貴的設備、苛刻的反應條件、成本高或不利于大面積器件出光等。基于此，有必要提供一種成本相對低、工藝簡單的具有波導模式光耦合增強的OLED及其制備方法。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種具有波導模式光耦合增強的綠光OLED器件及其制備方法。從低成本、可重復性和安全性角度出發(fā)，不同于常規(guī)的液相溶劑處理工藝，而是采用氣相溶劑對綠光OLED中的空穴注入層進行微刻蝕，通過精確調節(jié)氣相溶劑的刻蝕時間和空穴注入層膜厚控制溶劑氣體分子的滲透深度，從而控制膜表面微觀形貌及相分離。克服了液相溶劑處理工藝導致嚴重漏電流的缺陷。形成的光散射結構使綠光OLED內部發(fā)出的光在通過該散射結構時發(fā)生折射和漫散射，降低器件波導模式的限制，增強光耦合，最終提升外量子效率，且不影響器件的色穩(wěn)定性。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種具有波導模式光耦合增強的綠光OLED器件，包括依次從下到上層疊設置的襯底、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、綠光發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和導電陰極；所述綠光發(fā)光層的發(fā)光客體材料采用發(fā)綠光的熒光、磷光和熱活化延遲熒光材料；所述空穴注入層采用溶劑處理，通過調節(jié)溶劑處理時間和空穴注入層的膜厚來控制溶劑氣體分子的刻蝕深度。

優(yōu)選地，空穴注入層采用聚合物材料，包括如下至少一種材料：

poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)、poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine]、poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine](PTAA)、poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylam ine)]；