一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管制造技术

本发明专利技术涉及一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，属于基本电气元件技术领域，该二极管包括依次层叠设置的衬底、阳极层、阳极界面层、空穴传输兼发光层、电子传输层、阴极界面层和阴极层。其中，空穴传输兼发光层由掺杂有1‑4‑二‑[4‑(N,N‑二苯基)氨基]苯乙烯基苯的2‑甲基‑9,10‑二(2‑萘基)蒽制成。蓝色荧光有机发光二极管不但具有简单的结构，还具有较高的效率，克服了现有技术中多层结构有利于最终效率提高的技术偏见，可以被广泛应用于高效率有机发光显示和照明等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管
本专利技术属于基本电气元件
，具体涉及一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管。
技术介绍
1963年美国Pope等通过在单晶蒽上通直流电，首次发现了电致发光这一现象，而这种单层结构的器件(如图1)由于有机层蒽过于太厚(20微米)，导致驱动电压高达400V，且发光效率和亮度都极低，因此没有受到广泛关注。1987年Tang等人提出的带有空穴传输的双层结构器件(如图2)。与单层结构相比，双层结构因空穴传输层的引入大大提高了空穴注入，所以这种器件结构能有效地解决载流子的注入、传输和复合问题，从而降低了驱动电压，且提高了器件亮度。1988年日本的Adachi等人提出了三层器件结构，他们在双层结构的基础上延伸的三层结构(如图3)，它的特点在于空穴传输层、发光层、电子传输层分别采用不同的材料，可以使器件结构能级很好的匹配；且载流子复合和激子扩散被限定在发光层内，复合区域远离电极，进而减小了激子的猝灭，同时也能平衡载流子的注入效率，从而可提高器件的发光效率和亮度，缺点是增加了制备工艺的复杂性。近年来，人们为优化有机发光二极管(OLED)器件功能层之间的能级匹配度和平衡器件的载流子传输能力以便提高有机电致发光器件的发光效率，在实际OLED器件设计中会引入多种不同作用的功能层(如图4)，比如引入空穴阻挡层和电子阻挡层。对于空穴阻挡层和电子阻挡层的引入则是利用空穴阻挡层的较深的最高占有轨道(HOMO)能级和电子阻挡层较低的最低未占有轨道(LUMO)能级分别阻挡空穴和电子的迁移，减少漏电流，限定载流子区域，提高器件的发光效率。由于阳极层和阴极层与有机层(如空穴传输层、电子传输层)的能级不匹配。同时，阳极层和阴极层本身存在针孔、晶界等微缺陷，需要对阳极层和阴极层分别引入阳极界面层(空穴注入层)和阴极界面层(电子注入层)进行修饰处理，一方面可以有效降低空穴和电子的注入势垒，使空穴和电子更容易从阳极和阴极注入到有机层，从而降低器件的启动电压和工作电压，提高器件的功率效率。另外，阳极界面层和阴极界面层还有利于改善电极与有机层之间的界面特性，对于减少漏电流、提高器件稳定性也起到非常有效的作用，因此现有OLED结构中，阳极界面层和阴极界面层都作为必不可少的功能性修饰层。为提高OLED器件的发光效率、亮度，降低OLED器件的启动电压和工作电压，常规研究思路是通过增加相应的功能层来实现，比如空穴传输层的引入相比单层结构提高了发光效率和亮度，且降低了驱动电压；三层结构(空穴传输层、发光层和电子传输层)相比两层结构提高了发光效率和亮度。目前实际应用的OLED器件基本采用的是三层及三层以上结构，单层及两层结构虽然结构简单，但是由于发光效率、亮度等性能差基本不被采用。作为三原色之一的蓝光对于实现基于OLED的全色显示和固态照明是必不可少的。与高效率、长寿命的红光和绿光OLED相比，蓝色荧光OLED在效率和稳定性等方面仍存在性能低下的问题。其中，制约蓝色荧光OLED器件性能的瓶颈就是蓝光发光材料的带隙较宽(约3.0eV)，宽带隙有机材料难以同时满足高荧光效率和结构稳定的双重需求。一方面，宽带隙限制了发光材料不能有很大的共轭结构，即分子尺寸不能太大，而小分子结构会降低材料的热稳定性；另一方面，高效荧光蓝光强烈依赖于大的分子刚性结构，而分子结构刚性太大导致薄膜材料的稳定性变差。此外，宽带隙使得电子和空穴的平衡注入与传输变得困难，从而制约了发光效率的提高。另外，蓝光的激子形成与发光区域较宽，容易导致界面激基复合物发光，光谱发生红移，光谱特性不理想。由于空穴传输材料的空穴迁移率通常优越于电子传输材料的电子迁移率，所以大量的空穴会在发光层中累积损害载流子平衡，通常需要改进发光层结构。例如，增加发光层的层数或者引入空穴阻挡层以达到调节载流子平衡的作用，该方法增加了工艺成本并使器件结构复杂化。综上所述，目前本领域的技术解决思路主要是通过增加不同的功能层来提高蓝色荧光OLED器件的发光效率、功率效率和亮度等性能指标，因此如今高效率的蓝色荧光OLED器件基本是采用多层结构，即在蓝色荧光OLED的电极与发光层之间加入若干功能层，如多层发光层、空穴阻挡层等，虽然多层结构有利于最终高效率的实现，但采用这样的结构同时也带来了高成本、低可靠性、工艺复杂、生产效率低等系列问题，严重地制约了蓝色荧光OLED生产的低成本化和大规模化应用。因此，急需一种结构简单且高效率的蓝色荧光OLED器件结构。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，所述二极管包括空穴传输兼发光层和电子传输层，所述空穴传输兼发光层由掺杂有1-4-二-[4-(N,N-二苯基)氨基]苯乙烯基苯的2-甲基-9,10-二(2-萘基)蒽制成。优选地，所述二极管还包括衬底、阳极层、阳极界面层、阴极界面层和阴极层；所述衬底、阳极层、阳极界面层、空穴传输兼发光层、电子传输层、阴极界面层和阴极层依次层叠设置。优选地，所述衬底由玻璃、石英或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。优选地，所述阳极层由氧化铟锡、Al2O3掺杂的ZnO或氟掺杂的SnO2制成；所述阴极层由Al、Sm或Ca制成。优选地，所述阳极界面层由聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、MoO3、WO3或V2O5制成。优选地，所述电子传输层由4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲罗啉、2,2'-(1,3-苯基)二[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑]或3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑制成。优选地，所述阴极界面层由LiF、Cs2CO3或8-羟基喹啉-锂制成。优选地，所述2-甲基-9,10-二(2-萘基)蒽中1-4-二-[4-(N,N-二苯基)氨基]苯乙烯基苯的掺杂量为1-5wt％。优选地，所述空穴传输兼发光层的厚度为60-90nm。优选地，所述阳极界面层为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸时厚度为20-40nm，阳极界面层为MoO3时厚度为0.5-15nm，阳极界面层为WO3时厚度为0.5-5nm，阳极界面层为V2O5时厚度为0.5-5nm；电子传输层的厚度为20-50nm；阴极界面层为LiF时厚度为0.5-1nm，阴极界面层为Cs2CO3时厚度为1-20nm，阴极界面层为8-羟基喹啉-锂时厚度为1-5nm。本专利技术的工作原理及有益效果在于：本专利技术提供了一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，该二极管中将空穴传输层与发光层集成于一体，构建出空穴传输兼发光层，一方面减少了传统结构中的空穴传输层与发光层之间的界面，简化了器件的结构；另一方面空穴传输兼发光层的厚度比传统结构中单纯的发光层厚度大，因而扩大了激子的复合区域，有利于主体和客体之间的能量转移，提高了激子的复合率以及利用率，从而提升了二极管的发光效率；另外，本专利技术中限定了用于制备空穴传输兼发光层的材料及该材料中的掺杂量，用该材料制备的空穴传输兼发光层不但作为主体和客体之间能量转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，其特征在于，所述二极管包括空穴传输兼发光层和电子传输层，所述空穴传输兼发光层由掺杂有1‑4‑二‑[4‑(N,N‑二苯基)氨基]苯乙烯基苯的2‑甲基‑9,10‑二(2‑萘基)蒽制成。

【技术特征摘要】
1.一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，其特征在于，所述二极管包括空穴传输兼发光层和电子传输层，所述空穴传输兼发光层由掺杂有1-4-二-[4-(N,N-二苯基)氨基]苯乙烯基苯的2-甲基-9,10-二(2-萘基)蒽制成。2.如权利要求1所述的一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，其特征在于，所述二极管还包括衬底、阳极层、阳极界面层、阴极界面层和阴极层；所述衬底、阳极层、阳极界面层、空穴传输兼发光层、电子传输层、阴极界面层和阴极层依次层叠设置。3.如权利要求1所述的一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，其特征在于，所述衬底由玻璃、石英或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。4.如权利要求1所述的一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，其特征在于，所述阳极层由氧化铟锡、Al2O3掺杂的ZnO或氟掺杂的SnO2制成；所述阴极层由Al、Sm或Ca制成。5.如权利要求1所述的一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，其特征在于，所述阳极界面层由聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、MoO3、WO3或V2O5制成。6.如权利要求1所述的一种结构简单且高效率的蓝色荧光有机发光二极管，其特征在于，所述电子传输层由4,7-二苯基-1,10-菲罗啉、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、2,9-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小文，李皖蜀，张岩，许积文，王华，陈国华，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45