倒置型有机电致发光器件及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机半导体技术领域，特别是涉及一种倒置型有机电致发光器件及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 0LED(英文全称为OrganicLightEmittingDiodes，意思为有机电致发光器件， 简称0LED)具有自主发光、视角广、重量轻、温度适应范围广、面积大、全固化、柔性化，功耗 低、响应速度快以及制造成本低等众多优点，在显示与照明领域有着重要应用，因而受到学 术界和工业界的广泛关注。
[0003] 传统的0LED器件一般采用正置结构，一般以氧化铟锡（IndiumTinOxide,ΙΤ0)、 氧化铟锌（IndiumZincOxide,IZ0)等为透明阳极沉积在玻璃上，以反射率较高的金属作 为阴极，如铝（A1)、银（Ag)和镁/银（Mg:Ag)等。因此，正置结构的光基本上是从底部的 ΙΤ0阳极经过玻璃后透射出去。但是，由于η-沟道非晶硅（a-Si)或者金属氧化物薄膜晶体 管（thinfilmtransistor,TFT)更适合大面积显示器件，为更好的利用其优点，有源矩阵 0LED(AM0LED)需要倒置型的0LED器件结构。所谓倒置型0LED-般为以ΙΤ0作为阴极，而 以不透明的金属作为阳极，刚好与正置0LED器件结构相反，但是光线仍然从ΙΤ0、ΙΖ0等经 过玻璃一侧透射出来。
[0004] 由于ΙΤ0的功函数较高（4. 7eV_5.OeV)，电子将很难从ΙΤ0、ΙΖ0等阴极注入到 发光层中。因此，如何解决倒置0LED器件的电子注入问题一直是科研工作者的首要任 务。文献里相继报道一系列的措施来提高电子从ΙΤ0、ΙΖ0等阴极的注入，比如Chen等 人将Cs20:Bphen蒸镀在ΙΤ0表面上做η型掺杂，该电子注入层能有效提高电子的注入能 力[AppliedPhysicsLetters89,053518(2006)]。Qin等人使用PED0T:PSS与Li2C03: BCP作为p-n异质结提高电子注入[Phys.Scr. 89(2014)015802]。Lee等人综述了提高 倒置 0LED器件的各种方法[JournaloflnformationDisplay, 14:1,39-48]。专利中也 有一部分有关倒置0LED器件的申请，比如清华大学将电子注入层的材料选自Li、Li3N、 CsC03、Cs、KBH4SKH中的至少一种来提高电子注入能力[专利号：200810223252. 5]。全 球0LED科技有限责任公司也对电子注入层进行研究[200880116079. 7]。海洋王照明科 技股份有限公司将顶发射的介质匹配层（即折射层）引入到倒置底发射中，增加器件效率 [201110224443. 5]。海洋王照明科技股份有限公司使用pn结层使电子注入能力提高，从而 提高器件效率[201210384719. 0]。海洋王照明科技股份有限公司使用电子辅助层来提高器 件效率[201210264137. 9]。海洋王照明科技股份有限公司使用醋酸化合物做电子注入层提 高倒置0LED效率[201210264217.4]。海洋王照明科技股份有限公司通过在倒置结构的空 穴传输层与阳极之间设置双导电极层提高器件性[201210243455. 7]。海洋王照明科技股份 有限公司将电子传输层的材质为聚3, 4-二氧乙烯噻吩/聚苯磺酸盐水溶液掺杂炭气凝胶 形成的混合材料来提高器件性能[201210147378. 5]。
[0005] 归纳起来，提高倒置0LED器件电子注入能力的有效方式主要分为六种：⑴插入 一层较薄的低功函数的金属（如Ca、Mg等），（2)使用η型掺杂的电子注入层，如将Li、Cs等掺入Bphen来得到欧姆接触，（3)使用超薄的绝缘材料PMMA、MgO等提高电子的隧穿几率， (4)使用单独的高迀移率的有机电子型材料做电子注入层，（5)使用ZnO、Ti02等电子迀移 率高的无机材料做电子注入层，（6)利用p-n异质结。
[0006] 现有技术中，虽然倒置型0LED器件的电子注入能力得到了一定的提高，即器件的 电学性能得到了提高，但是对于器件的光学性能却未加考虑。尤其是使用Zn0、Ti02等折射 率差别较大的无机材料作为电子注入层插入ΙΤ0阴极与电子传输层时未曾考虑。
[0007] 可见，现有技术中的处理方法普遍存在对倒置器件光学性能存在影响。故，针对现 有技术不足，提供一种兼顾提高光学性能和电学性能的倒置型有机电致发光器件及其制备 方法，以克服现有技术不足甚为必要。
【发明内容】
[0008] 基于此，本发明的目的是提供一种兼顾提高光学性能和电学性能的倒置型有机电 致发光器件。
[0009] 具体的技术方案如下：
[0010] -种倒置型有机电致发光器件，包括依次层叠的衬底、阴极层、电子注入层、有机 功能层以及阳极层，所述有机功能层包括依次层叠的电子传输层、发光层、空穴传输层以及 空穴注入层，所述电子注入层的光学折射率介于阴极层与电子传输层之间。
[0011] 在其中一些实施例中，所述电子注入层由光学折射率高的材料与光学折射率低的 材料混合制备而成，所述光学折射率高的材料选自Ti02、Zn0、Zr02SSnO2;所述光学折射率 低的材料选自Si02、LiF、MgF2SPMMA。
[0012] 在其中一些实施例中，所述电子注入层的光学折射率为1.7-1.9(电子注入层的 迀移率越高越好，或者所得迀移率应与空穴迀移率平衡则为最佳）。
[0013] 在其中一些实施例中，所述电子注入层的厚度为0. 2-40nm。
[0014] 在其中一些实施例中，所述电子注入层的厚度为0. 5-20nm。
[0015] 在其中一些实施例中，所述阴极层选自ΙΤ0、ΑΖ0或ΙΖ0 ;所述阳极层的阳极金属为 A1或Ag(反射率均在90 %以上）。
[0016] 本发明的另一目的是提供上述倒置型有机电致发光器件的制备方法
[0017] 具体的技术方案如下：
[0018] 上述倒置型有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤：选取衬底，按常规方法 依次制备阴极、电子注入层、有机功能层以及阳极层，即得所述倒置型有机电致发光器件。
[0019] 在其中一些实施例中，所述电子注入层的制备方法为湿法制备或干法制备。
[0020] 在其中一些实施例中，所述湿法制备为旋涂法，刮涂法或丝网印刷法；所述干法制 备为真空蒸镀法。
[0021] 本发明的原理及有益效果如下：
[0022] 现有技术中，一般选择ΙΤΟ、ΙΖ0等作为倒置0LED的阴极，其折射率一般为1. 9左 右，而电子传输层一般为有机材料，其折射率一般为1. 7左右。有机电致发光材料通电后 在发光层发出的光经电子注入层到达ΙΤ0层，再进行出射。当使用折射率差别较大的无机 材料作为电子注入层时，光线在经过电子注入层时会受到光学效应影响。当使用折射率较 大的Ti02(折射率一般为2. 4左右）做电子注入层，光线经过电子传输层到达电子注入层， 再到达ITO,但是在电子注入层向ITO传播时是光密介质向光疏介质传播，光线会发生全反 射。因此，此时导致大部分光线局限在电子注入层中而无法出射，严重影响器件的效率。另 一方面，当使用折射率较小的Si02(折射率1. 4左右）作为电子注入层时，光线经过电子传 输层到达电子注入层，再到达ITO,但是在电子传输层向电子注入层传播时是光密介质向光 疏介质传播，光线会发生全反射。因此，此时导致大部分光线局限在电子传输层中而无法出 射，严重影响器件的效率。所以，在改善电子注入层提高器件电学性能的同时，电子注入层 对器件的光学性能也必须加以优化，这样才能最大化的提高器件效率。
[0023] 本发明开发出一种新颖的，能够同时提高光学性能和电学性能的倒置型有机电致 发光器件，将电子注入层的光学折射率介于阴极层与电子传输层之间，通过这样的改进不 仅将器件的电学性能优化，而且将光学性能的影响加以优化，大大提高器件的效率。本发明 具有电子注入能力好，光学效果佳的特点，运用该方法能制备出高效的发光器件。同时，由 于器件的电学性能、光学性能得到改善，在得到相同亮度时将只需要较小的电流，即器件的 工作电压大大降低，因此器件的使用寿命将会大大延长，节约成本，利于器件的商业化。
【附图说明】
[0024] 图1为实施例1制备得到的倒置型有机电致发光器件的结构图；
[0025] 图2为实施例1制备得到的倒置型有机电致发光器件的结构图。
【具体实施方式】
[0026] 以下通过实施例对本申请做进一步阐述。
[0027] 实施例1
[0028] ΙΤ0 :氧化铟锡；
[0029] Si02:二氧化硅；
[0030] 1102:二氧化钛
[0031] NPB: (N，Ν' -二苯基-N，Ν' -(1-萘基）-1，Γ-联苯-4, 4' -二胺）；
[0032] C545T:2,3,6,7_ 四氢-1，1，7,7-四甲基-1Η，5Η，11Η-10-(2-苯并噻唑基）-喹嗪 并[9, 9Α, 1GH]香豆素；
[0033] MADN:2-methyl-9,l〇-bis(naphthalen-2-yl)anthracene
[0034] Alq3:八羟基喹啉铝；
[0035] A1 :铝。
[0036] 所制备器件A1的结构为：Glass(衬底）/ΙΤ0(阴极层）/Ti02:Si02(7〇A)(电 子注入层）/Alq3(电子传输层）（250人）/MADN:C545T(绿色荧光发光层）（250A) / NPB(200A)(空穴传输层）/M〇03 ( 80A，空穴注入层）/A