专利名称：一种有机电致发光器件及其制备方法
技术领域：
本发明属于有机光电技术领域，具体涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术：
OLED(有机电致发光器件0rganic Light-Emitting Device,简称 0LED)是一种利用有机固态半导体作为发光材料的发光器件，由于其具有制备工艺简单、成本低、功耗低、发光亮度高、工作温度适应范围广等优点，因而有着广阔的应用前景。如图I所示，现有技术中，OLED的结构通常包括衬底I、阳极层2、阴极层10以及设置在阳极层2和阴极层10之间的有机功能层，有机功能层通常包括空穴注入层3、空穴传输层4、电子阻挡层5、发光层6、空穴与激子阻挡层7、电子传输层8、以及电子注入层9。
OLED的发光机理为当电压施加于阳极层2和阴极层10之间时，在外界电压的驱动下，由阳极层2 —侧注入的空穴通过空穴注入层3和空穴传输层4到达发光层6中，由阴极层10 —侧注入的电子通过电子注入层9和电子传输层8到达发光层6中，到达发光层6中的空穴和电子在发光层中复合形成激子，激子辐射跃迁发光而产生发光现象，即电致发光。在此过程中，若激发态电子自旋(Electron Spin)和基态电子成对，则为单重态激子(Singlet),其所释放的光为所谓的突光(Fluorescence);反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则为三重态激子(Triplet)，其所释放的光为所谓的磷光(Phosphorescence)。自从Tang设计了 OLED以后,研究人员纷纷致力于充分利用三重态激子和单重态激子得到高效率0LED。但是，由于空穴载流子和电子载流子的传输不是理想的，可能存在两种载流子的不平衡注入，且注入的载流子也不能保证能够百分之百复合发光，同时，载流子复合形成的激子甚至可能发生淬灭，使得OLED的实际发光效率较低；同时，由于空穴的迁移率要高于电子的迁移率，所以注入的空穴会多于电子，这样在交界面处堆积了大量未复合的空穴，这些空穴在电场的作用下向阴极层10移动，在电子传输层8内形成多余的空穴阳离子，这种空穴阳离子的存在最终导致OLED的使用寿命降低。有研究表明，影响OLED寿命的因素很多，如设置在阳极层2和阴极层10之间的多个有机功能层的层间组合、多个有机功能层互相之间的界面、以及构成功能层的材料等，这些因素均能影响OLED的寿命。为解决这个问题，目前一般是在OLED结构中使用双基质材料，或者使用高效率、长寿命的材料，或者通过改进OLED封装方法的方式来提高OLED的寿命，但是这些方式在提高OLED寿命的同时，也使OLED的结构和工艺变得复杂，同时还提高了对材料以及制备设备的要求，导致生产成本相应的增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种有机电致发光器件以及制备方法，该有机电致发光器件能在不改变原有制作工艺或变更制作材料的情况下，提高OLED的发光效率高，并延长其使用寿命。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该有机电致发光器件包括衬底、阳极层、阴极层、以及设置在所述阳极层和阴极层之间的有机功能层，所述有机功能层包括发光层，其中，所述发光层中设置有一个或以上插入层，所述一个或以上的插入层将发光层分隔为两个或多个子发光层，所述插入层对空穴的传输能力小于对电子的传输能力。优选的是，所述插入层的空穴迁移率低于所述子发光层的空穴迁移率。进一步优选的是，所述插入层的HOMO低于所述子发光层的H0M0，所述插入层的电子迁移率高于所述子发光层的电子迁移率，所述插入层的三重态能量等于或高于子发光层的三重态能量，所述插入层的单重态能量等于或高于子发光层的单重态能量。更优选的是，所述插入层的空穴迁移率比所述子发光层的空穴迁移率低5倍或以上，优选为10倍；所述插入层的电子迁移率高于所述子发光层的电子迁移率5倍或以上，优选为10倍。
优选的是，所述插入层采用一层，该插入层将发光层分隔为第一子发光层和第二子发光层，所述第一子发光层和第二子发光层的厚度比为I :50 50 :1，所述第一子发光层和第二子发光层采用相同的材料制成。优选的是，所述插入层的厚度范围为I 20nm。其中，所述插入层可采用有机材料或无机材料制成。优选的是，所述制作插入层的有机材料采用具有空穴阻挡性能的有机材料。优选插入层采用有机材料制成，该有机材料可包括邻菲罗林衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、咪唑衍生物、金属喹啉络合物、或蒽的衍生物。优选所述插入层采用BCP、Bphen、或TPBI制成。优选的是，所述子发光层由具有空穴传输能力的发光材料组成无掺杂的荧光发光的有机材料制成，或采用由荧光掺杂剂与基质材料组成的掺杂荧光材料的有机材料制成，或采用由磷光掺杂剂与基质材料组成的掺杂磷光材料的有机材料制成。其中，所述具有空穴传输能力的发光材料包括NPB或DPVBI ;所述荧光掺杂剂包括香豆素染料(coumarin 6、C-545T)、喹吖啶酮(DMQA)、或DCM系列；所述磷光掺杂剂包括基于Ir、Pt、Ru、或Cu的金属配合物发光材料；所述基质材料包括金属配合物、蒽的衍生物、芳香族二胺类化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺类化合物、联苯二胺衍生物、或三芳胺聚合物。所述基于Ir、Pt、Ru、或Cu的金属配合物发光材料包括FIrpic、Fir6、FirN4、 FIrtaz、 Ir(ppy)3> Ir(ppy)2(acac)、 PtOEP、 (btp)2Iracac、 Ir(piq)2(acac)、 或(MDQ)2Iracac ;所述基质材料包括双(2-甲基_8_羟基喹啉)(对苯基苯酚)铝(Balq)、9，10- 二- (2-萘基)蒽(ADN)、TAZ、CBP、MCP、TCTA、或 NPB。一种有机电致发光器件的制备方法，包括制作发光层的步骤，其特征在于，所述发光层的制作过程包括I)制作子发光层；2)在所述子发光层上制作插入层；3)在所述插入层上制作子发光层；其中，所制作的插入层的空穴迁移率低于所述子发光层的空穴迁移率；如果插入层采用为一层，则形成发光层；如果插入层采用一层以上，则根据插入层的层数，重复进行步骤2 ) -3 )，最终形成发光层。本发明的有益效果是通过在有机电致发光器件的发光层中插入一个或多个具有空穴阻挡性能的插入层，调节了载流子的传输分布，在发光层中形成多个空穴载流子和电子载流子的复合区，提高了激子的复合比例，从而提高了有机电致发光器件的发光效率；同时，也减少了电子传输层内多余的空穴阳离子的出现，有利于提高有机电致发光器件的寿命。同时，由于本发明中的有机电致发光器件是采用现有的OLED的基本工艺来进行制备，无需增加额外的工艺或者采用更为昂贵的材料，因而不会增加生产成本。
图I为现有技术中有机电致发光器件的结构示意图；图2为本发明实施例I中有机电致发光器件的结构示意图；
图3为本发明实施例I中有机电致发光器件的电流密度一电压一亮度特性曲线；图4为本发明与现有技术中有机电致发光器件的电流密度-电流效率曲线；图5为图2中有机电致发光器件的光谱曲线；图6为本发明实施例2中有机电致发光器件的结构示意图；图7为本发明中有机电致发光器件中发光层制备方法流程图；图8为本发明实施例I中有机电致发光器件的能级结构示意图。图中1 一衬底，2 —阳极层，3 —空穴注入层，4 一空穴传输层，5 —电子阻挡层，6 一发光层,7 —空穴与激子阻挡层,8 —电子传输层,9 —电子注入层，10-阴极层，11 一外加电源，12 一插入层,61 —第一子发光层,62 —第二子发光层,63 —第三子发光层，121 一第一插入层，122 一第二插入层。
具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明有机电致发光器件及其制备方法作进一步详细描述。一种有机电致发光器件，包括衬底、阳极层、阴极层、以及设置在所述阳极层和阴极层之间的有机功能层，所述有机功能层包括发光层，其中，所述发光层中设置有一个或以上插入层，所述一个或以上的插入层将发光层分隔为两个或多个子发光层，所述插入层对空穴的传输能力小于对电子的传输能力。优选的是，所述插入层的空穴迁移率低于所述子发光层的空穴迁移率。进一步优选的是,所述插入层的HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital,最高已占轨道)低于所述子发光层的H0M0，所述插入层的电子迁移率高于所述子发光层的电子迁移率，所述插入层的三重态能量等于或高于子发光层的三重态能量，所述插入层中的单重态能量等于或高于子发光层中的单重态能量。一种有机电致发光器件的制备方法，包括制作发光层的步骤，其中，所述发光层的制作过程包括I)制作子发光层；2)在所述子发光层上制作插入层；3)在所述插入层上制作子发光层；
其中，所制作的插入层的空穴迁移率低于所述子发光层的空穴迁移率；如果插入层采用为一层，则形成发光层；如果插入层采用一层以上，则根据插入层的层数，重复进行步骤2) _3)，最终形成发光层。实施例I :
如图2所示，本实施例中，该有机电致发光器件包括衬底I、阳极层2、阴极层10、以及设置在阳极层2和阴极层10之间的有机功能层。其中，阳极层2设置在衬底I上。本实施例中，所述有机功能层包括空穴注入层3、空穴传输层4、发光层6、空穴与激子阻挡层7、电子传输层8和电子注入层9。在阳极层2和阴极层10之间连接有外加电源11，有机电致发光器件在外加电源的驱动下发光。本实施例中，所述发光层中设置有一个插入层12，所述插入层12将发光层分隔为两个子发光层，即第一子发光层61和第二子发光层62。其中，靠近阳极层2的为第一子发光层61，靠近阴极层10的为第二子发光层62。其中，插入层12具有空穴阻挡性能，即所述插入层12对空穴的传输能力小于对电子的传输能力。制作插入层12的材料可以是有机材料，也可以是无机材料。在本实施例中，插入层12由一层较薄的有机材料构成，其厚度范围为I 20nm。其中，插入层进一步的选用依据是插入层12的空穴迁移率低于发光层中子发光层(包括第一子发光层61和第二子发光层62)的空穴迁移率，且所述插入层的HOMO (最高已占轨道)低于发光层的HOMO;所述插入层的电子迁移率高于发光层的电子迁移率，插入层的三重态能量不低于(等于或大于)发光层的三重态能量，插入层的单重态能量不低于(等于或大于)发光层的单重态能量，以避免能量回传。具体的，制作插入层12的有机材料可以在以下类别的材料中进行选用邻菲罗林衍生物，噁唑衍生物，噻唑衍生物，咪唑衍生物，金属喹啉络合物，或蒽的衍生物。具体可采用BCP、Bphen、或TPBI等材料。第一子发光层61和第二子发光层62可以采用以下几种材料制成( I)米用无掺杂的突光发光的有机材料(由具有空穴传输能力的发光材料组成)制成，所述具有空穴传输能力的发光材料可以采用NPB或DPVBI等。(2)采用掺杂荧光材料的有机材料(由荧光掺杂剂与基质材料组成)制成，所述荧光掺杂剂可以采用香豆素染料(coumarin6、C-545T)、喹吖啶酮(DMQA)、或DCM系列等。(3)采用掺杂磷光材料的有机材料(由磷光掺杂剂与基质材料组成)制成，所述磷光掺杂剂可以采用基于Ir、Pt、Ru、Cu等金属配合物发光材料，比如FIrpic、Fir6、FirN4、FIrtaz、Ir (ppy) 3、Ir (ppy) 2 (acac)、PtOEP、(btp)2Iracac、Ir (piq) 2 (acac)、或(MDQ) 2Iracac
坐寸o其中，掺杂荧光材料的有机材料和掺杂磷光材料的有机材料中的基质材料可以采用金属配合物材料、蒽的衍生物、芳香族二胺类化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺类化合物、联苯二胺衍生物、或三芳胺聚合物等，具体可采用双(2-甲基-8-羟基喹啉)(对苯基苯酚)铝(Balq)、9，10- 二 - (2_ 萘基)蒽(ADN)、TAZ、CBP、MCP、TCTA、或 NPB 等。在本实施例中，第一子发光层61、第二子发光层62采用相同的材料制成，比如都采用CBP基质材料掺杂Ir (ppy) 3制成。
由于处于第一子发光层61和第二子发光层62之间的插入层12采用与上述两个子发光层性质不相同的材料制成，从而在第一发光层61和第二子发光层62与插入层12的交界处形成界面，该界面处具有很明显的载流子势垒，一部分载流子被聚集在这两个界面处，形成载流子复合区。因此，插入层12在发光层中的位置决定了电子载流子和空穴载流子在发光层中聚集的位置以及激子产生的位置，而插入层的厚度则决定了第一子发光层61与第二子发光层62中电子载流子与空穴载流子的数量以及激子的分布，即插入层12在发光层中的位置及其厚度能调节两个子发光层的载流子与激子的分布。在有机电致发光器件的设计过程中，可以通过以下方式来调节插入层的厚度以及其在发光层中的位置首先，在发光层中预先固定插入层的位置，根据其位置来调节其厚 度，取其中使有机电致发光器件发光效率最高的厚度为厚度优化值；然后，根据厚度优化值先设定插入层的厚度，调节插入层在发光层中的位置，取其中使有机电致发光器件发光效率最高的位置为位置优化值；最后，可以根据实际需要，根据厚度优化值和位置优化值来设计插入层在发光层中的位置和厚度。比如，先将插入层的位置固定在发光层中的位置优化值处，然后调节插入层在发光层中的厚度(可以设置为连续厚度值)，并相应测试有机电致发光器件的发光效率，以得到实际需要的具有相应发光效率的插入层的厚度；或者，先将插入层的厚度固定设为厚度优化值，然后调节插入层在发光层中的位置(可以设置为连续位置)，并相应测试有机电致发光器件的发光效率，以得到实际需要的具有相应发光效率的插入层在发光层中的位置；当然，也可以同时调节插入层在发光层中的位置和厚度，以得到实际需要的具有相应发光效率的插入层在发光层中的位置及其厚度。本实施例中，第一发光层61与第二发光层62的厚度比范围为I :50 50 :1。在所述发光层中，当空穴到达插入层12的位置时，插入层12能对空穴载流子起一定阻挡作用，但是由于插入层12的厚度很薄，一部分空穴载流子仍旧能穿过插入层12而到达第二子发光层62，从而可使空穴载流子在发光层的分散面积变得更大，同时使得空穴载流子和电子载流子的注入趋于平衡，有利于电子和空穴的复合，从而提高激子的形成效率，并使载流子、激子聚集程度降低。由于插入层12具有的空穴阻挡性能，避免了过多的空穴进入电子传输层8，避免了空穴阳离子的产生，最终延长了有机电致发光器件的寿命。在本实施例中，空穴注入层3可以采用星形的三苯胺化合物、金属配合物、或者是有磷光掺杂剂(P)掺杂的有机材料或聚合物制成，比如可采用三-[4-(5-苯基-2-噻吩基)苯]胺、4，4’4”_三[2-萘基(苯基)氨基]三苯胺(2-TNATA)、或者4，4’，4”_三-(3-甲基苯基苯胺基)三苯胺(m-MTDATA)、酞箐铜(CuPc )、或Pedot: Pss。在本实施例中，空穴传输层4可以采用芳香族二胺类化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺类化合物、联苯二胺衍生物、三芳胺聚合物、金属配合物、或者咔唑类聚合物制成，t匕如可采用NPB、TPD、TCTA、BAlq、聚乙烯咔唑或者其单体。本实施例中的有机电致发光器件没有设置电子阻挡层，当然，在实际应用中也可以设置电子阻挡层，而且，电子阻挡层的材料选用与空穴传输层4选用材料的范围可以一致。在本实施例中，空穴与激子阻挡层7、电子传输层8和电子注入层9均可以采用金属配合物材料、噁二唑类电子传输材料、咪唑类材料、或邻菲罗林衍生物制成，比如可采用8-羟基喹啉铝(Alq3)、8_羟基喹啉锂(Liq)、8_羟基喹啉镓、双[2_(2_羟基苯基-I)-吡啶]铍、2- (4- 二苯基)-5- (4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)、I，3，5-三(N-苯基-2-笨并咪唑-2)苯(TPBI)、BCP 或 Bphen。此外，衬底I为电极层和有机功能薄膜层的依托，它在可见光区域有着良好的透光性能以及一定的防水汽和氧气渗透的能力，并具有较好的表面平整性，一般可以采用玻璃、或柔性基片、或TFT背板等制成。如果选用柔性基片，可采用聚酯类，聚酞亚胺化合物中的一种材料或者较薄的金属制成。阳极层2作为有机电致发光器件正向电压的连接层，具有较好的导电性能、可见光透明性以及较高的功函数。阳极层通常采用无机金属氧化物(比如氧化铟锡IT0，氧化锌ZnO等)、有机导电聚合物(比如PED0T PSS,PANI等)或高功函数金属材料(比如金、铜、银、怕等)制成。阴极层10作为有机电致发光器件负向电压的连接层，具有较好的导电性能和较低的功函数。阴极层通常采用低功函数金属材料，比如锂、镁、钙、锶、铝、铟等或上述金属、与铜、金、银的合金制成；或者采用一层很薄的缓冲绝缘层(如LiF、CsCO3等)和上述金属或合金制成。本实施例的一个具体的有机电致发光器件中各层的制备材料及厚度如下Glass/IT0/2-TNATA (IOnm)/NPB (30nm) / CBP: Ir (ppy) 3 (IOnm)/Bphen (4nm) / CBP: Ir (ppy) 3(20nm) /BPhen (40nm) /LiF (0. 5nm) /Al (200nm)。即，衬底 I 采用玻璃(Glass)制成；阳极层2采用氧化铟锡(ITO)制成；空穴注入层3采用2-TNATA制成，厚度为IOnm ;空穴传输层4采用NPB制成，厚度为30nm ;第一子发光层61采用CBP: Ir (ppy) 3制成，厚度为IOnm ；插入层12采用Bphen制成，厚度为4nm ;第二子发光层62采用CBP: Ir (ppy) 3制成，厚度为20nm ;空穴与激子阻挡层7兼做电子传输层8采用Bphen制成，厚度为40nm ；电子注入层9采用LiF制成，厚度为0. 5nm ;阴极层10采用Al制成，厚度为200nm。如图8所示是本实施例中有机电致发光器件的能级示意图。在本实施例中，第一子发光层61与插入层12以及插入层12与第二子发光层62的界面有很明显的载流子势垒，一部分载流子被阻挡在这两个界面处，形成载流子复合区。一般情况下，空穴载流子的迁移率大于电子的迁移率，但是本实施例中由于插入层12对空穴载流子的传输能力小于对电子载流子的传输能力，因此，相对而言，插入层12具有一定的空穴载流子阻挡性能，使得空穴载流子和电子载流子的注入更平衡，减少了载流子、激子聚集的程度，能减少由于聚集产生的载流子-激子淬灭，增加了载流子的复合机率；随着空穴载流子和电子载流子在发光层中的迁移，空穴载流子和电子载流子可在第一子发光层或第二子发光层发生复合，增加了载流子复合产生激子的几率，从而相应的增加了由激子产生光子从而发光，提高了有机电致发光器件的发光效率；同时，由于激子分散在两个子发光层中，因此降低了三重态激子-三重态激子淬灭，这也进一步提高了有机电致发光器件的发光效率。在本实施例中，如图7所示，针对上述有机电致发光器件，其制备方法包括如下步骤SI)将衬底依次在清洗剂、乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水中进行清洗，然后对其进行干燥。在本实施例中，先利用清洗剂、丙酮溶液和去离子水对衬底I进行超声清洗，清洗后用干燥氮气将之吹干。S2)将衬底置于真空蒸发室中，进行阳极层或阴极层的制备或其他处理。
在本实施例中，即将衬底I传送到设定压力值为2X 10_4Pa的真空蒸发室中，在衬底I上形成氧化铟锡(ITO)薄膜，即在衬底I上形成有机电致发光器件中的阳极层2。其中，ITO薄膜的方块电阻为25 Q / 口。当然，在实际生产过程中，为了提高生产效率，可以将步骤SI)和步骤S2)提前完成，形成相应的带有阳极层或阴极层的衬底，以方便后续加工过程中直接利用。S3)将具有阳极层或阴极层的衬底置于真空室中，进行相关的预处理。在本实施例中，即将形成阳极层2后的衬底I置于紫外线处理装置中进行紫外光处理25分钟，以提高阳极层2表面的洁净度，改善表面特性；或者进行等离子处理，以提高阳极层的功函数、改善阳极层表面的平整度。S4)在处理后的阳极层或阴极层上制备有机功能层按照有机电致发光器件的结 构，分别制备空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴与激子阻挡层、电子传输层、电子注入层。在该步骤中，根据衬底I上先制作的是阳极层或者阴极层(顶射型或底射型)，依次制备空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴与激子阻挡层、电子传输层、电子注入层，或者依次制备电子注入层、电子传输层、空穴与激子阻挡层、发光层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴注入层。其中，所述发光层的制作过程包括I)制作第一子发光层61 ；2)在所述第一子发光层61上制作插入层12 ；3)在所述插入层12上制作第二子发光层62 ；最终形成发光层。在本实施例中，将处理后的衬底置于真空室中，真空室抽真空至2 X 10_4Pa后，进行有机功能层的蒸镀。按照本实施例中有机电致发光器件的结构，蒸镀顺序依次如下空穴注入层3，其采用2-TNATA材料制成，厚度为10nm，蒸镀速率为0. 08nm/s ;空穴传输层4，其采用NPB材料制成，厚度为30nm，蒸镀速率为0. 08nm/s ;第一子发光层61，其采用基质材料CBP，掺杂剂为Ir(ppy)3制成，厚度为10nm，蒸镀速率为0. 08nm/s，掺杂比例为6% ;插入层12,其采用Bphen材料制成,厚度为4nm,蒸镀速率为0. 04nm/s ;第二子发光层62,其采用基质材料CBP，掺杂剂Ir(ppy)3制成，厚度为20nm，蒸镀速率为0. 08nm/s，掺杂比例为6% ；空穴与激子阻挡层7兼做电子传输层8，其采用BPhen材料制成，厚度为40nm，蒸镀速率为0. 08nm/s ;电子注入层9，其采用LiF材料制成，厚度为0. 5nm，蒸镀速率为0. 02nm/s。S5)有机功能层制备结束后，将衬底置于高真空度条件下制备阴极层或阳极层。在本实施例中，最后在5X 10_4Pa的高真空度条件下进行阴极层10的蒸镀。阴极层10采用金属Al材料制成，厚度为200nm，蒸镀速率为I. 5nm/s。上述步骤S2)-步骤S5)中涉及到的构成有机电致发光器件中各功能层的蒸镀速率及厚度由设置在衬底I附近的膜厚仪进行监测。S6)将制备好的有机电致发光器件传送到手操箱进行封装，手操箱为惰性气体氛围。接着，将制备好的有机电致发光器件传送到手操箱进行封装，手操箱为惰性气体氛围，在本实施例中为氮气氛围。
S7)测试OLED的光电性能。图3所示为本实施例中有机电致发光器件的电流密度-电压-亮度特性曲线，从图3中可知，本实施例中有机电致发光器件的最高亮度达到了 60000cd/m2，相比现有技术中有机电致发光器件的亮度有大幅提高；图4为有机电致发光器件的电流密度-电流效率曲线，从图4中可知，本实施例中有机电致发光器件的效率达到了 52cd/A，比现有技术中有机电致发光器件的效率提高了 2. 3倍；图5为有机电致发光器件的发光光谱图，从图5中可知，本实施例中有机电致发光器件仍保持了较好的色纯度，在发光层中设置的插入层并没有影响有机电致发光器件的发光光谱(即与原有机电致发光器件的颜色相同)。综合上述三个图可知，在发光层中设置插入层，在保证有机电致发光器件的发光光谱的基础上，可以使有机电致发光器件的亮度得到极大的提升，而且使有机电致发光器件的发光效率大大提高。实施例2 本实施例与实施例I的区别在于本实施例中，发光层中设置有两个插入层，即第一插入层121和第二插入层122，所述两个插入层将发光层划分为三个子发光层，即第一子发光层61、第二子发光层62和第三子发光层63。其中，靠近阳极层2的为第一发光层61,靠近阴极层10的为第三发光层区63，处于第一子发光层61和第三发光层区63之间的是第二子发光层，如图6所示。在本实施例中，由于发光层中的插入层的数量增加后，可能会使有机电致发光器件的驱动电压增加，在设计时可以相应地减少各个插入层的厚度来达到调节载流子与激子分布的效果，提高有机电致发光器件的效率与使用寿命。本实施例中的其他结构以及使用都与实施例I相同，这里不再赘述。应该理解的是，在发光层中设置插入层的结构，不仅适用于实施例1、2中的底发射型有机电致发光器件，同样也适用于顶发射型有机电致发光器件。同时应该理解的是，本发明有机电致发光器件的发光层中可以设置N个插入层(设定N的取值范围为I < N < 100)，以便将发光层分隔为多个子发光层，多个插入层在发光层中的位置可根据实施例I中的方法通过实验得到优化位置和优化厚度，同时结合该有机电致发光器件中其他功能层采用的具体材料和结构来设定，随着插入层的增多，电子载流子和空穴载流子在发光层中会得到更均衡地分布，以提高有机电致发光器件的效率与使用寿命。从实施例1、2可知，通过在有机电致发光器件的发光层中插入具有空穴阻挡性能的插入层，调节了载流子在有机电致发光器件中的传输和分布，也平衡了电子和空穴的注入，使得发光层中形成多个空穴载流子和电子载流子的复合区，提高了激子的复合比例，从而提高了发光效率；同时，减少了电子传输层内多余的空穴阳离子的出现，有利于提高有机电致发光器件的寿命。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种有机电致发光器件，包括衬底、阳极层、阴极层、以及设置在所述阳极层和阴极层之间的有机功能层，所述有机功能层包括发光层，其特征在于，所述发光层中设置有插入层，所述插入层将发光层分隔为多个子发光层，所述插入层对空穴的传输能力小于对电子的传输能力。
2.根据权利要求I所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述插入层的空穴迁移率低于所述子发光层的空穴迁移率。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述插入层的HOMO低于所述子发光层的Η0Μ0，所述插入层的电子迁移率高于所述子发光层的电子迁移率，所述插入层的三重态能量等于或高于子发光层的三重态能量，所述插入层的单重态能量等于或高于子发光层的单重态能量。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述插入层的空穴迁移率比所述子发光层的空穴迁移率低5倍或以上，所述插入层的电子迁移率高于所述子发光层的电子迁移率5倍或以上。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述插入层采用一层，该插入层将发光层分隔为第一子发光层和第二子发光层，所述第一子发光层和第二子发光层的厚度比为I :50 50 :1，所述第一子发光层和第二子发光层采用相同的材料制成。
6.根据权利要求I一 5之一所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述插入层采用有机材料或无机材料制成，所述插入层的厚度范围为I 20nm。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述制作插入层的有机材料包括邻菲罗林衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、咪唑衍生物、金属喹啉络合物、或蒽的衍生物。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述插入层采用BCP、Bphen、或 TPBI 制成。
9.根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述子发光层由具有空穴传输能力的发光材料组成无掺杂的荧光发光的有机材料制成，或采用由荧光掺杂剂与基质材料组成的掺杂荧光材料的有机材料制成，或采用由磷光掺杂剂与基质材料组成的掺杂磷光材料的有机材料制成。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述具有空穴传输能力的发光材料包括NPB或DPVBI ;所述荧光掺杂剂包括香豆素染料、喹吖啶酮、或DCM系列；所述磷光掺杂剂包括基于Ir、Pt、Ru、或Cu的金属配合物发光材料；所述基质材料包括金属配合物、蒽的衍生物、芳香族二胺类化合物、三苯胺化合物、芳香族三胺类化合物、联苯二胺衍生物、或三芳胺聚合物。
11.根据权利要求10所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述基于Ir、Pt、Ru、或Cu 的金属配合物发光材料包括 FIrpic、Fir6、FirN4、FIrtaz、Ir (ppy) 3> Ir (ppy) 2 (acac)、PtOEP、(btp)2Iracac、Ir (piq)2 (acac)、或(MDQ)2Iracac ;所述基质材料包括双(2_ 甲基-8-羟基喹啉)(对苯基苯酚)铝(Balq)、9，10_ 二- (2_萘基)蒽(ADN)、TAZ、CBP、MCP、TCTA、或 NPB。
12.—种有机电致发光器件的制备方法，包括制作发光层的步骤，其特征在于，所述发光层的制作过程包括1)制作子发光层； 2)在所述子发光层上制作插入层； 3)在所述插入层上制作子发光层； 其中，所制作的插入层的空穴迁移率低于所述子发光层的空穴迁移率； 如果插入层采用为一层，则形成发光层；如果插入层采用一层以上，则根据插入层的层数，重复进行步骤2) _3)，最终形成发光层。
全文摘要
本发明提供一种有机电致发光器件，其包括衬底、阳极层、阴极层、以及设置在所述阳极层和阴极层之间的有机功能层，所述有机功能层包括发光层，所述发光层中设置有插入层，所述插入层将发光层分隔为多个子发光层，所述插入层对空穴的传输能力小于对电子的传输能力。所述插入层的空穴迁移率低于所述子发光层的空穴迁移率。相应地，提供一种有机电致发光器件的制备方法。该有机电致发光器件发光效率高，使用寿命长。
文档编号H01L51/52GK102709481SQ20121016703
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者杨栋芳, 肖田 申请人:京东方科技集团股份有限公司