[发明专利]一种单层结构的倒置顶发射有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明属于有机光电子器件技术领域，具体涉及一种单层结构的倒置顶发射有机电致发光器件。

背景技术

有机电致发光器件(OLED)具有很多优点，比如固态发光、能耗小、主动发光、视角广、响应速度快、易于实现柔性显示、成本低等，在彩色显示、固态照明等领域具有巨大的应用价值，国际上很多研究机构都投入了大量的人力物力，推动了OLED技术的迅猛发展。

OLED按光的取出方式可分为底发射OLED和顶发射OLED。底发射OLED存在显示发光面积与像素的驱动电路相互竞争的矛盾，但若采用顶发射OLED，由于光的取出端是顶端，就可以获得更高的开口率，有利于实现高显示亮度、高分辨率的有机发光显示。此外，对于使用n沟道TFT的有源有机发光显示,OLED需采取底电极为阴极的倒置结构。因此若想利用OLED的低成本、高开口率及易于实现大面积显示的优势，对倒置顶发射OLED开展研究是十分必要的。

基于倒置顶发射OLED潜在的应用前景，国际上很多科研机构相继开展了这方面的工作。1997年，美国普林斯顿大学的S.R.Forrest研究组[Appl.Phys.Lett.70,(1997)2954.]报道了采用镁、银合金为阴极的倒置顶发射OLED，但该器件的性能较差，外量子效率不到1%。2003年，德国的W.Kowalsky等人[Appl.Phys.Lett.82,(2003)284.]采用Au(100nm)/Mg(100nm)为底阴极，制备了基于Alq₃发光的倒置顶发射绿光OLED，器件的效率达到3.9cd/A。2002年，德国德累斯顿大学的K.Leo研究组[Appl.Phys.Lett.81,(2002)922.]制备了基于p-i-n结构的倒置顶发射OLED，绿光器件在4V下的亮度可达100cd/m²。2011年，他们又报道了[Appl.Phys.Lett.98,(2011)083304.]采用高效率黄光磷光材料的倒置顶发射OLED，通过对整个器件退火处理，发光区内的载流子达到平衡，器件的外量子效率达到15%，2.9V下的亮度达到1000cd/m²。

但由于制备顺序与传统的正置结构OLED不一样，导致在倒置OLED中电子的注入、传输相对于空穴更困难，电子、空穴不平衡的现象更严重，这也是为什么倒置OLED的性能相对于正置OLED较差的原因。目前来看，国际上报道的关于倒置顶发射OLED的研究大多集中在如何提高电子的注入与传输，比如设计新的阴极及阴极修饰层、采用p-i-n结构等方面。考虑到单层结构OLED的有机功能层一般只能传输某一种载流子，因此若在倒置顶发射OLED中引入电子迁移率较高的单层有机材料作为母体材料，不但可以简化器件的制备过程，而且通过器件结构设计，引入一种俘获空穴的有机掺杂剂，就可以解决倒置顶发射OLED中电子与空穴不平衡的问题，但这种结构的倒置顶发射OLED器件在国际上还未见报道。

发明内容

本发明针对影响倒置顶发射OLED性能的关键因素，提供了一种单层结构的倒置顶发射OLED器件。

不同于传统的由空穴传输层、发光层、电子传输层组成的多层有机功能层，本发明所述结构的倒置顶发射OLED位于阴极、阳极之间的有机功能层为单层结构。该器件依次由衬底、阴极、单层有机功能层、透明阳极组成：

衬底；衬底材料可以是玻璃、硅等刚性衬底，或者是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲脂等柔性衬底。

阴极；阴极为钼/低功函数金属层所构成的复合阴极。钼层的厚度为10～200nm，低功函数的金属可为Al、Ca、Ba、Sm等金属，或者为其它阴极材料，厚度为1～100nm。也可在有机功能层与复合阴极中间插入Al₂O₃、CsF、CaF₂、MgF₂、NaF、LiF、Cs₂CO₃等阴极修饰层来提高电子的注入，阴极修饰层的厚度为0.5～5nm，可通过热蒸发、溅射等工艺制备。