[发明专利]一种叠层有机电致发光器件以及连接层

说明书

技术领域

本发明属于有机电致发光器件技术领域。

背景技术

有机电致发光器件(OLED，Organic Light-Emitting Device)因具有主动发光、能耗低、效率高、发光谱带宽、品种多样、制造成本低廉、轻薄、无角度依赖性等一系列独特优点而备受瞩目，具有广阔的应用前景。全球有超过160多家企业涉足OLED相关研发，其中囊括了几乎所有的电子和显示产业的巨头。众多国际知名企业，如通用电气、柯达、飞利浦、OSRAM、东芝等国际大公司均投入巨资，参与该领域研发竞争。

经过研发人员近三十年的不懈努力，有机电致发光器件性能已接近无机半导体发光器件的水平。但达到动态全色显示等高信息容量的最终应用目标，器件的发光效率和稳定性还需进一步提高。特别是由于有机材料不耐高温，温度过高，就会导致材料寿命下降，因此有机电致发光器件的发热必须控制在一定范围。减少热损耗，提高器件的发光效率，更成为提高器件稳定性和使用寿命的关键。其中影响OLED寿命重要原因之一是流过器件的大电流导致器件的热致老化。因而，研究一种在低电流下运行的高效率的器件已经刻不容缓。

叠层器件结构是实现低电流、高效率OLED的一种有效途径。

2004年，柯达(KODAK)公司的L.S.Liao等人利用Alq₃:Li/NPB:FeCl₃作为连接单元，把两个发射层集成在同一个器件成功制成了结构是ITO/NPB(75nm)/Alq₃(25nm)/Alq₃:Li(25nm)/NPB:FeCl₃(60nm)/NPB(25nm)/Alq₃:DCJTB(20nm)/Alq₃(40nm)/Mg:Ag的叠层有机电致发光器件。与普通标准器件相比，这种器件的优点是在相同的电流密度下，器件的效率是普通器件的两倍。

利用叠层器件结构，Chan-Ching CHANG等已经研制成功电流效率荧光49.2cd/A的叠层器件。后来，中国科学院长春物理所马东阁等人把叠层结构成功应用在白光OLED器件。他们利用BCP:Li/V₂O₅作为连接层，使这种器件的电流效率达到10.7cd/A。最近，香港城市大学COSDAF实验室的C.W.Law等人分别利用Mg：Alq₃和F₄-TCNQ：m-MTDATA作为连接单元也使叠层器件的效率提高了一倍。

2011年11月，在湖南召开了第七届全国暨华人有机分子和聚合物发光与激光学术会议。在本届会议上，维信诺显示技术有限公司和四川虹视显示技术有限公司等公司的领导和技术人员一致认为，叠层器件为实现高效有机电致发光照明和显示器件开辟了一种崭新的途径。希望全球OLED科研人员克服现有困难，研制成功适合于生产的叠层器件技术。最近在中国科学院苏州纳米所举办的国际发光会议上，世界OLED顶级科学家L.S.Liao教授也对叠层器件的美好未来做了一个很高的评价。

此前，本发明人研制成功一种在低电流密度下运行的高效率、长寿命叠层有机电致发光器件，参见专利文献CN101794864A。该器件主要特点是以特殊材料(双极性载流子传输材料)构成的薄膜层为器件的连接单元，其连接层包括两个薄膜层，一层采用双极载流子传输材料FPD掺杂Mg或Li，其厚度为9nm，Mg或Li:FPD的掺杂比例是1：10至3：10；另一层是WO₃薄膜，其厚度为1nm。该器件结构类似把两个普通的有机电致发光器件连接在一起。这种叠层器件的一个特色是器件电流效率是普通器件的四倍；另一个特色是器件在相对低电流密度下运行，可以降低流过器件的大电流导致器件热致老化的影响，从而提高器件的寿命。但是，正如国内外其他研究的叠层有机电致发光器件技术一样，目前所有的叠层器件采用的连接单元的材料都包含高熔点金属，在制备技术有一个很大的缺点：制备这种高熔点金属薄膜有很大的工艺和成本方面的障碍(制备高熔点金属薄膜需要使用脉冲激光沉积镀膜技术，这种设备价格昂贵，每台高达200万美金以上)。纵观最近几年OLED的发展，实验室研制成功的技术能否达到实用化的要求还是OLED走向市场的一个关键。叠层器件是一种很有发展前景的低电流、高效率器件；这种在低电流下运行的器件必然会减低由于热致老化而使器件寿命降低的不利影响。因而，研究一种不需要高温蒸发镀膜的新型连接层对于叠层有机电致发光器件意义重大。

发明内容