[发明专利]N型掺杂薄膜的有机发光二极管

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及有机发光二极管，具体地说是N型掺杂薄膜的有机发光二极管。

背景技术

高性能的N型掺杂的有机电子传输材料是实现制备高功能的有机发光二级管的材料基础之一，具有非常重要的研究意义和应用价值。

目前应用广泛的典型N型掺杂有机传输材料是活泼金属掺杂4，7-二苯基-1，10-菲啰啉(Bphen)或2，9-二甲基-4，7二苯基-1，10-菲啰啉(BCP)。以Bphen为例，这类N型复合材料的性能特点在于(1)能够和金属电极(包括金、银等高功函金属)在接触处形成很窄的空间电荷层，可显著增强电子隧穿注入，极大地提高电子注入效率；(2)电导率远远高于本征态的Bphen，能够显著降低传输过程中的电子损失。虽然活泼金属掺杂Bphen材料的电学性能优异，但是存在以下两个缺点：1、Bphen的玻璃化温度较低，为62℃，热稳定性差，这成为限制它实际应用的一个重要原因；2、在活泼金属掺杂Bphen薄膜的制备过程中，由于很难控制掺杂剂的蒸发速率，特别是厚度较大时更难，导致掺杂剂在母体材料中的分布不均匀，这会显著降低复合材料的电导率，升高器件的工作电压。因此，为进一步提高有机N型掺杂技术的实用性，一方面需要寻找热稳定好、能够和低功函材料形成良好N型掺杂体系的有机母体材料；另一方面需要设计新型掺杂结构来克服掺杂剂在母体材料中的分布不均匀这一问题。

近年来，由于有机电子受体材料具有热稳定性好、电子迁移率高和最低未占有分子轨道(LUMO)能级位置较低易于掺杂等特点，活泼金属掺杂的有机电子受体复合材料研究得到了一定的重视。J.Wuesten等人研究了Na:PTCDA中的电子传输过程，发现当Na的浓度为5％时掺杂薄膜的电导率可以达到1.33×10^-3S/cm，比Cs:Bphen的电导率高出3个数量级；Y.Q.Zhang等人发现C₆₀:LiF具有高导电性。可以看出，N型掺杂的有机电子受体复合材料已经表现出诱人的发展潜力。有机电子受体材料与Bphen材料的区别在于：①稳定性好，掺杂态的电导率高；②LUMO能级较低，电子需要通过掺杂剂才能注入到有机发光层中。因此，将N型掺杂的Bphen和N型掺杂的有机电子受体材料联合使用，可以克服上述缺陷问题。

CN101710610A公开了碱金属碳酸盐掺杂有机电子注入层的有机发光二极管，该专利只涉及单层N型掺杂薄膜，属于主动掺杂型，所提到的“电子传注入层”只包括那些具有较低LUMO轨道的有机材料(LUMO为最低未占有分子轨道的英文缩写)，如PTCDA、NTCDA等。这些材料经N型掺杂后，虽然具有非常好的电子传输能力，但是电子注入能力不够高。CN1874024披露了有机发光二极管，该专利只涉及单层N型掺杂薄膜，属于主动掺杂型，是目前国际上通用的N型掺杂技术。但是该专利所提到的“电子传输层”只包括那些具有较高LUMO轨道的有机材料，如BCP、Alq3等。这些材料经N型掺杂后，虽然仍旧具有很好的电子注入能力，但是电导率始终不够高。CN101194379报道了包含不超过两层不同有机材料的有机发光二极管，该专利只涉及单层N型掺杂薄膜，而且是在阴极的制备过程中形成的，属于被动掺杂，当第一有机材料(O1)层很厚时，掺杂效果不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料和N型掺杂的有机电子受体材料组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管，克服了现有的采用单一N型掺杂薄膜的有机发光二极管的电子注入性能和热稳定性较差，功率效率较低，以及生产成本较高的缺点。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：N型掺杂薄膜的有机发光二极管，是一种具有N型掺杂的有机传输材料和N型掺杂的有机电子受体材料组成的双层N型掺杂薄膜结构的有机发光二极管，由一层透明阳极、一层沉积在阳极上的有机空穴注入层、一层沉积在有机空穴注入层上的有机空穴传输层、一层沉积在有机空穴传输层上的有机发光层、一层沉积在有机发光层上的N型掺杂的有机电子注入层、一层沉积在N型掺杂的有机电子注入层上的N型掺杂的有机电子传输层和一层沉积在有机电子传输层上的阴极组成。

上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述透明阳极的材料是氧化铟锡导电薄膜、半透明的金或半透明的银。

上述N型掺杂薄膜的有机发光二极管，所述氧化铟锡导电薄膜的厚度为100nm，面电阻小于10欧姆/每4×4cm²方块。