有机发光二极管及其空穴传输层的制备方法与流程

本发明涉及发光器件技术领域，特别是涉及一种有机发光二极管及其空穴传输层的制备方法。

背景技术

由于在显示、照明等方面有着广阔的应用前景，有机发光二极管(oled)受到了人们广泛的关注。在有机发光二极管器件中，电子或空穴的载子移动率是一个非常重要的参数。从空间电荷限制电流理论可以知道，电流与载子移动率成正比，因此一般载子移动率越大，驱动电压就越小。

通常，电子传输材料的移动率在10^-6～10^-4cm²/vs之间，空穴传输材料在10^-5～10^-3cm²/vs之间，只有少数电子传输材料的移动率可以达到10^-3cm²/vs。可见，目前空穴传输材料的载流子移动率要快于电子传输材料的移动率。

而促进载流子平衡是提高有机发光二极管效率的有效手段。目前，增进oled载流子平衡的方法主要可分为三大方向：①使用适当的电子、空穴注入材料来平衡注入的载流子(材料选择方向)；②通过改善器件的结构来达到平衡(器件结构方向)；③改良电子、空穴传输材料，譬如在分子结构中增加或者删减某些功能基团，进而改变载流子在有机传输材料中的移动能力，以达到平衡(材料的设计合成方向)。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种有机发光二极管的空穴传输层的制备方法。该制备方法能够一定程度降低空穴传输层材料的载流子移动率，从而促进器件中载流子的平衡，提高器件效率。

一种有机发光二极管的空穴传输层的制备方法，所述空穴传输层的材料包括有机极性材料；

所述制备方法包括获取预制件，以及采用蒸镀的方式在所述预制件的表面沉积所述有机极性材料，形成所述空穴传输层；

在所述蒸镀的过程中，同时施加垂直于所述预制件的表面的电场。

在其中一个实施例中，所述电场为脉冲信号控制的电场或交变信号控制的电场；

所述脉冲信号控制的电场的强度为10～50kv/cm，脉冲周期t1为0＜t1≤100μs；

所述交变信号控制的电场的强度为10～50kv/cm，交变周期t2为0＜t2≤100μs。

在其中一个实施例中，所述脉冲信号控制的电场的强度为20～30kv/cm，脉冲周期t1为4≤t1≤20μs；

所述交变信号控制的电场的强度为10～30kv/cm，交变周期t2为10≤t2≤50μs。

在其中一个实施例中，所述有机极性材料选自spiro-npb、tapc、tcta中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述有机极性材料选自spiro-npb、tapc中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述空穴传输层的厚度为1～150nm。

本发明还提供所述的制备方法制备得到的有机发光二极管的空穴传输层。

本发明还提供一种有机发光二极管，包括基板，以及依次层叠于基板之上的空穴注入层、所述的空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。在基板上层叠所述空穴注入层后所得器件的中间结构，即为所述预制件的其中一种结构形式。

在其中一个实施例中，所述电子传输层的材料选自tpbi、bpy-oxd中的至少一种，厚度为30～80nm。

在其中一个实施例中，所述空穴注入层的材料选自hat-cn、m-mtdata中的至少一种，厚度为1～100nm；

所述发光层的材料为主体材料和客体材料掺杂体系，所述主体材料为cdbp，所述客体材料选自ir(ppy)2(acac)、ir(dmppy-pro)2tmd中的至少一种，所述客体材料占所述发光层的材料的3～11wt％，所述发光层的厚度为20～50nm；

所述电子注入层的材料为lif，厚度为0.8～1.2nm。

在其中一个实施例中，所述空穴注入层的材料为hat-cn，厚度为5～15nm；

所述发光层的材料为主体材料和客体材料掺杂体系，所述主体材料为cdbp，所述客体材料为ir(ppy)2(acac)，所述客体材料占所述发光层的材料的8～10wt％，所述发光层的厚度为25～35nm；

所述电子传输层的材料为bpy-oxd，厚度为35～45nm；

所述电子注入层的材料为lif，厚度为1～1.2nm。

本发明还提供所述的有机发光二极管在显示或照明装置中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的有机发光二极管的空穴传输层的制备方法，首次尝试从有机发光二极管的制备工艺方面进行载流子平衡的研究。该制备方法以有机极性材料作为空穴传输层的材料结合蒸镀的方法进行空穴传输层材料的沉积。特别地，在蒸镀的同时，施加一个垂直于预制件的外电场，在外加电场的作用下，使空穴传输材料中的有机极性材料会以一定的取向层积在预制件上呈规则排列，且本发明发现，在电场的作用下，因为有机极性材料的二聚体或者凝集状态的生成，导致空穴传输材料中载流子或激发子的陷阱的产生，这种陷阱的产生带来空穴传输能力的降低，使空穴传输材料的移动率获得适当降低以匹配器件中电子传输层的电子传输能力，使器件整体的载流子得到平衡，从而使器件效率得到提升。

进一步地，采用脉冲信号控制的电场或交变信号控制的电场，与直流电场相比较，能够更有效的控制有机极性材料的二聚体和凝集态的形成，达到有效调控空穴传输能力的目的。因此通过将电场设置为交变电场或脉冲电场，使呈规则排列的空穴传输材料部分形成有规律的二聚体或凝集状态，使空穴传输材料能够更有效的匹配器件中电子传输层的电子传输能力，提升器件效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中的有机发光二极管的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的有机发光二极管及其空穴传输层的制备方法作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例一种有机发光二极管，如图1所示，包括含阳极的基板100，以及依次层叠于基板100之上的空穴注入层200、空穴传输层300、发光层400、电子传输层500、电子注入层600和阴极700。

上述有机发光二极管的制备方法，包括如下步骤：

1)将含有ito(120nm)透明阳极的玻璃基板用去离子水和异丙醇清洗且连续超声处理25分钟，然后用氮气枪吹干液体，放入烘箱烘干后，在uv-o下处理20分钟，以清洁ito的表面，并且提升ito的功函数；得基板100。

2)在所述基板上蒸镀空穴注入层200，空穴注入层200的材料是hat-cn，厚度为10nm；得预制件。

3)在所述预制件的空穴注入层上蒸镀空穴传输层300，空穴传输层300的材料是spiro-npb，厚度为40nm，在蒸镀空穴传输层300的时候，在蒸镀腔中施加一个垂直于所述预制件的空穴注入层表面并且由交变信号控制的电场，电场强度为16kv/cm，交变信号的周期是20μs。

4)在空穴传输层300上蒸镀一层30nm厚的发光层材料形成发光层400；发光层400为主客体掺杂体系，其中主体材料为cdbp，客体材料为ir(ppy)2(acac)，所述客体材料占发光层材料的9wt％。

5)在发光层400上蒸镀电子传输层500，电子传输层500的材料是bpy-oxd，厚度为40nm。

6)在电子传输层500上蒸镀电子注入层600，电子注入层600的材料是lif，厚度为1.2nm。

7)在电子注入层600上蒸镀阴极700，阴极700的材料是al，厚度为120nm。

实施例2

本实施例一种有机发光二极管，其结构类似于实施例1，制备方法如下：

1)将含有ito(120nm)透明阳极的玻璃基板用去离子水和异丙醇清洗且连续超声处理25分钟，然后用氮气枪吹干液体，放入烘箱烘干后，在uv-o下处理20分钟，以清洁ito的表面，并且提升ito的功函数；得基板。

2)在所述基板上蒸镀空穴注入层，所述空穴注入层的材料是hat-cn，厚度为10nm；得预制件。

3)在所述预制件的空穴注入层上蒸镀空穴传输层，所述空穴传输层的材料是spiro-npb，厚度为40nm，在蒸镀空穴传输层的时候，在蒸镀腔中施加一个垂直于所述预制件的空穴注入层表面并且由脉冲信号控制的电场，电场强度为20kv/cm，脉冲信号的周期是10μs。

4)在所述空穴传输层上蒸镀一层30nm厚的发光层材料形成发光层；发光层为主客体掺杂体系，其中主体材料为cdbp，客体材料为ir(ppy)2(acac)，所述客体材料占所述发光层材料的9wt％。

5)在所述发光层上蒸镀电子传输层，所述电子传输层的材料是bpy-oxd，厚度为40nm。

6)在所述电子传输层上蒸镀电子注入层，所述电子注入层的材料是lif，厚度为1.2nm。

7)在所述电子注入层上蒸镀阴极，所述阴极材料是al，厚度为120nm。

实施例3

本实施例一种有机发光二极管，其结构类似于实施例1，制备方法如下：

1)将含有ito(120nm)透明阳极的玻璃基板用去离子水和异丙醇清洗且连续超声处理25分钟，然后用氮气枪吹干液体，放入烘箱烘干后，在uv-o下处理20分钟，以清洁ito的表面，并且提升ito的功函数；得基板。

2)在所述基板上蒸镀空穴注入层，所述空穴注入层的材料是hat-cn，厚度为10nm；得预制件。

3)在所述预制件的空穴注入层上蒸镀空穴传输层，所述空穴传输层的材料是tapc，厚度为60nm，在蒸镀空穴传输层的时候，在蒸镀腔中施加一个垂直于所述预制件的空穴注入层表面并且由交变信号控制的电场，电场强度为23kv/cm，交变信号的周期是40μs。

4)在所述空穴传输层上蒸镀一层30nm厚的发光层材料形成发光层；发光层为主客体掺杂体系，其中主体材料为cdbp，客体材料为ir(ppy)2(acac)，所述客体材料占所述发光层材料的9wt％。

5)在所述发光层上蒸镀电子传输层，所述电子传输层的材料是bpy-oxd，厚度为40nm。

6)在所述电子传输层上蒸镀电子注入层，所述电子注入层的材料是lif，厚度为1.2nm。

7)在所述电子注入层上蒸镀阴极，所述阴极材料是al，厚度为120nm。

实施例4

本实施例一种有机发光二极管，其结构类似于实施例1，制备方法如下：

1)将含有ito(120nm)透明阳极的玻璃基板用去离子水和异丙醇清洗且连续超声处理25分钟，然后用氮气枪吹干液体，放入烘箱烘干后，在uv-o下处理20分钟，以清洁ito的表面，并且提升ito的功函数；得基板。

2)在所述基板上蒸镀空穴注入层，所述空穴注入层的材料是hat-cn，厚度为10nm；得预制件。

3)在所述预制件的空穴注入层上蒸镀空穴传输层，所述空穴传输层的材料是tapc，厚度为60nm，在蒸镀空穴传输层的时候，在蒸镀腔中施加一个垂直于所述预制件的空穴注入层表面并且由脉冲信号控制的电场，电场强度为25kv/cm，脉冲信号的周期是8μs。

4)在所述空穴传输层上蒸镀一层30nm厚的发光层材料形成发光层；发光层为主客体掺杂体系，其中主体材料为cdbp，客体材料为ir(ppy)2(acac)，所述客体材料占所述发光层材料的9wt％。

5)在所述发光层上蒸镀电子传输层，所述电子传输层的材料是bpy-oxd，厚度为40nm。

6)在所述电子传输层上蒸镀电子注入层，所述电子注入层的材料是lif，厚度为1.2nm。

7)在所述电子注入层上蒸镀阴极，所述阴极材料是al，厚度为120nm。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。