[发明专利]基于俄歇电子注入的超低电压OLED器件

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体器件领域，尤其涉及一种超低电压有机发光二极管（OLED）器件及其制备技术方法。

背景技术

有机发光二极管（OLED）正成为电视、智能手机、平板电脑等无处不在的电子产品显示屏幕的主流技术，因为OLED具有驱动电压低、效率高、发光视角宽、响应速度快；超薄、重量轻、全固化主动发光；可弯曲、可大规模、大面积生产等优点。此外，OLED在照明领域也受到了广泛的研究，被认为是可替代荧光灯和无机LED的下一代固态照明光源。

决定OLED大规模商业化应用的主要因素OLED器件的电致发光（EL）性能。早期的蒽晶体OLED器件（J. Chem. Phys.，第38卷，2042（1963））没有实际性应用，是因为其大于100 V的驱动电压。1987年美国柯达公司的邓青云等人报道了双层OLED器件结构（Appl. Phys. Lett.，第51卷，913（1987）），由于器件结构中同时含有空穴注入/传输层和电子注入/传输层，大大的降低了器件的驱动电压（小于10 V），而使得OLED技术进入了一个实用化阶段。

OLED器件是单层或多层有机活性层内嵌于两个电极之间，其中电子和空穴分别从阴极和阳极向电极之间的有机活性层注入，并在电场作用下由于相向运输而靠近，进而在有机层中产生激子，最终激子经过辐射跃迁产生光辐射。因此，从理论上来讲，驱动OLED器件工作的外加电压至少应不低于发光材料的带隙（或所发射光子的能量）。

在过去的几十年里，为了降低OLED器件的驱动电压，人们做出了很多努力，包括对改善有机材料的性能，改进器件结构的设计，引入PEDOT:PSS、HAT-CN、C₆₀、MoO₃、WO₃和V-₂O₅等缓冲层对阳极界面进行修饰，以及在有机层和阴极之间增加LiF、Liq、Libpp和Cs₂CO₃等电子注入层来增强电子的注入性能。基于这些努力，目前许多报道中的OLED器件的开启电压都已接近发光材料的带隙。

然而，这并不意味着对于OLED器件的EL性能的改善就止步于此，OLED仍然具有进一步发展的潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的技术方法，使得OLED器件的开启电压能够降到发光材料的带隙以下。

为达上述目的，本发明提出一种俄歇电子产生层，由电子受体层和电子给体层组成，其中电子给体材料和电子受体材料均为高载流子迁移率材料。

本发明提出的俄歇电子产生层中，电子受体层/电子给体层界面具有较大的能量势垒，使得电子和空穴在界面聚集，并发生电子-空穴非辐射俄歇复合，该复合过程产生的能量被传递给另一个电子，使得该电子跃迁到高能级成为俄歇电子。

为达上述目的，本发明提出了一种基于俄歇电子注入的超低电压OLED器件，由基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、俄歇电子产生层、电子传输层、电子注入层、阴极组成，其特征在于在发光层和电子传输层之间设置有俄歇电子产生层。

本发明提出的基于俄歇电子注入的超低电压OLED器件，由于俄歇复合过程为俄歇电子提供了内部能量，从而减小了该电子所需克服势垒的外部电势能，使得器件的开启电压得到了大幅度降低。

附图说明

图1表示本发明的俄歇电子产生层及俄歇电子产生机制示意图；

图2表示本发明的基于俄歇电子注入的超低电压OLED器件的结构示意图，其中的数字表示：1 、基板；2、阳极；3 、空穴注入层； 4、空穴传输层；5、发光层；6 、俄歇电子产生层；7、电子传输层；8、电子注入层；9、阴极；

图3表示本发明的基于俄歇电子注入的超低电压OLED器件的工作原理图；

图4表示实施例1中OLED器件的电流-电压、亮度-电压关系曲线；

图5表示实施例1中OLED器件在不同亮度下的电致发光光谱图；

图6表示实施例2中OLED器件的亮度-电压关系曲线；

图7表示实施例2中OLED器件的电致发光光谱图。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征、和优点能更为清晰易懂，下面结合附图所示，做详细说明如下。