双层掺杂磷光发光器件及其制备方法
双层掺杂磷光发光器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Display，OLED)作为新一代的显示技术倍受瞩目。特别是最近几年有机电致发光(Electroluminescence，EL)器件制作工艺的不断改进和完善，全彩色有机EL显示器的量产，其巨大的商业化前景已逐渐显现。随着全彩有机EL显示器的出现，人们对显示的要求越来越高。特别是RGB三基色的发光效率和色纯度一直是研宄的重点和难点。
[0003]为了提高效率，目前有源矩阵有机发光二极管面板(Active Matrix OrganicLight Emitting D1de，AMOLED)显示中红色发光单元(R)和绿色发光单元(G)多采用磷光掺杂发光机制。磷光掺杂发光机制中的主体材料要求激子产率较高，电荷传输性能好，化学性质及热稳定性强，玻璃化温度高(>120°C )。还需考虑与客体(Guest)材料的Tl态能级是否匹配。一般倾向于采用蓝色宽带隙材料作为R、G、B的主体，同时需考虑能级的匹配以更好的能量转换。
[0004]掺杂机制的主体目前分为单主体掺杂、双主体掺杂。单主体掺杂的工艺要求低，制备较简单。载流子的平衡与否很大程度受主体(Host)材料载流子传输性质的制约，绝大多数材料空穴电子传输不平衡，从而导致发光中心偏离发光层(Emitting layer，EML)中央。激子扩散至界面，引发激子淬灭(polaron quenching)。双主体(co-host)掺杂包括独立双主体掺杂以及预混合(pre-mix)的双主体掺杂。独立双主体掺杂是将空穴型和电子型的两种主体材料加上磷光掺杂剂(dopant)三源共蒸镀的方式制备发光层。其优势是两种传输性能主体的加入相对于单主体可平衡部分的载流子传输，使发光中心趋近于发光层中心。但是独立双主体掺杂体系器件的性能很大程度受限于两种主体掺杂比例。掺杂比例的改变会对器件的效率有很大程度的影响。因此对蒸镀工艺的稳定性要求较高。另外，两种主体混合后还可能相互作用，形成激基复合物(exciplex)，对主体激子造成猝灭，使得器件性能下降。预混合(pre-mix)的双主体掺杂是将两种主体材料先混合好，然后放进坩祸中蒸镀，这要求两种主体材料的蒸镀温度要极度的相近才能保证两者的混合比例不变。开发和寻找蒸镀温度相同、性能优越的双主体材料存在很大的困难，故而很大程度限制了器件的结构设计和性能优化。无论是单主体掺杂还是双主体掺杂(包括独立双主体掺杂以及预混合的双主体掺杂)都很难控制激子的复合(Recombinat1n)和扩散中心在发光层中心，因此目前多加入电子阻挡层(Electron-Blocking Layer,EBL) ο而电子阻挡层的加入不但增加驱动电压，也使器件的设计和制备变的复杂化。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法。该双层掺杂磷光发光器件包括双层发光层，可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
[0006]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件，包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。
[0007]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层的厚度对应于所述空穴型主体材料的空穴迀移率，所述第二发光层的厚度对应于所述电子型主体材料的电子迀移率。
[0008]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层和所述第二发光层的厚度不同。
[0009]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层和第二发光层总厚度为20_40nm。
[0010]例如，该双层掺杂磷光发光器件还包括空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。
[0011]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层的主体材料包括含味挫基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’-N，N’-二咔唑联苯(CBP)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和9，9’-(1，3_苯基)二-9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’ -双(1-萘基)_N，N’ - 二苯基-1，I，- 二苯基_4，4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种。
[0012]例如，该双层掺杂磷光发光器件还包括电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。
[0013]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6_三(9H-咔唑_9_基)_1，3，5_三嗪(TRZ)和2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9-二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。
[0014]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。
[0015]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’_苯并噻吩基)吡啶-N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2Ir (acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III) [Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(In) (Ir(Piq)3)、二(1_苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (piq)2 (acac)]中的任意一种；
[0016]所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy)3)、乙酰丙酮酸二(2_苯基P比啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2-苯基吡啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
[0017]本发明的实施例还提供一种双层掺杂磷光发光器件的制备方法，包括形成双层发光层，其中，所述形成双层发光层包括形成第一发光层和形成第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。
[0018]例如，该方法中，所述第一发光层和第二发光层均通过两源共蒸形成。
[0019]例如，该方法中，通过所述空穴型主体材料的空穴迀移率和所述电子型主体材料的电子迀移率来确定所述第一发光层和所述第二发光层的厚度。
[0020]例如，该方法中，其中，通过控制所述第一发光层和第二发光层的厚度，使激子的复合区域在所述第一发光层和所述第二发光层的界面区域上。
[0021]例如，该方法还包括形成空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。
[0022]例如，该方法中，所述第一发光层的主体材料包括含咔唑基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’ -N, N，- 二咔唑联苯(CBP)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和9，9’-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’-双(1-萘基)-N，N’- 二苯基-1，I’- 二苯基-4,4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基 氨基]联苯(CPB)中的任意一种。
[0023]例如，该方法还包括形成电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。
[0024]例如，该方法中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6-三(9H-咔唑 _9_ 基)_1，3，5_ 三嗪(TRZ)和 2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9-二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、I, 3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。
[0025]例如，该方法中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。
[0026]例如，该方法中，所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’ -苯并噻吩基)吡啶_N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2Ir(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(HI) [Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(III) (Ir (piq) 3)、二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (Piq)2 (acac)]中的任意一种；
[0027]所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2_苯基P比啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2-苯基吡啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
[0029]图1为本发明一实施例提供的双层掺杂磷光发光器件结构示意图(正常结构)；
[0030]图2为本发明另一实施例提供的双层掺杂磷光发光器件结构示意图(倒置结构)；
[0031]图3为本发明另一实施例提供的双层掺杂磷光发光器件结构示意图(透明结构)；
[0032]附图标记:
[0033]10-玻璃基板；11-空穴传输层(Hole Transport Layer，HTL) ; 12-电子传输层(Electron Transport Layer，ETL) ; 13-双层发光层；131-第一发光层；132-第二发光层；14-阴极；15-阳极；16-空穴注入层(Hole Inject1n Layer, HIL) ; 17-保护层。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件，如图1所示，包括双层发光层13，其中，双层发光层13包括第一发光层131和第二发光层132，第一发光层131和第二发光层132均包括主体材料和客体材料，第一发光层131的主体材料为空穴型主体材料，第二发光层132的主体材料为电子型主体材料。
[0036]设置双层发光层，可使激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。而且第一发光层和第二发光层可采用两源共蒸形成，从而可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中对材料选择的限制。
[0037]例如，第一发光层的厚度可对应于空穴型主体材料的空穴迀移率，第二发光层的厚度可对应于电子型主体材料的电子迀移率。例如，第一发光层131和第二发光层132的厚度可分别根据空穴型主体材料的空穴迀移率和电子型主体材料的电子迀移率来调节。例如，空穴型主体材料的空穴迀移率较高，则相应采用较大厚度的第一发光层，若空穴型主体材料的空穴迀移率较低，则相应采用较小厚度的第一发光层。第二发光层的厚度也可以采用类似方式调节。当电子型主体材料的电子迀移率较高时，相应采用较大厚度的第二发光层，若电子型主体材料的电子迀移率较低，则相应采用较小厚度的第二发光层。例如，第一发光层131和第二发光层132的厚度一般不同。可通过第一发光层131和第二发光层132的厚度控制来使得激子的复合中心在第一发光层131和第二发光层132的界面区域上，以保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，可省去电子阻挡层的使用。
[0038]例如，第一发光层131和第二发光层132总厚度约为20_40nm。
[0039]例如，该双层掺杂磷光发光器件可通过分别调节两层发光层的厚度控制载流子的传输从而保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。
[0040]例如，双层掺杂磷光发光器件还可包括空穴传输层11，且空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料。
[0041]若第一发光层131的空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料，则可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0042]例如，双层掺杂磷光发光器件还可包括电子传输层12，且电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料。
[0043]若第二发光层132的电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料，贝Ij可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0044]例如，第一发光层131的主体材料包括含咔唑基团的材料，含咔唑基团的材料包括4，4’-N，N’-二咔唑联苯(CBP)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和9，9’ -(1，3-苯基)二 -9H-咔唑(mCP)中的任意一种。
[0045]例如，空穴传输层11材料包括N，N’ -双(1-萘基)-N，N’ - 二苯基-1，I’ - 二苯基-4，4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种，厚度例如为20_70nm左右。
[0046]例如，第二发光层132的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6-三(9H-咔唑 _9_ 基)_1，3，5_ 三嗪(TRZ)和 2，7-双(二苯基-氧化膦)-9,9-二甲基芴(P06)中的任意一种。
[0047]例如，电子传输层12材料包括4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂(n-doping)电子传输材料中的任意一种，厚度例如为10-30nm左右。η型掺杂电子传输材料例如包括2，9-二甲基-4，7-联苯-1，10-邻二氮杂菲(BCP): Li2CO3,8-羟基喹啉铝(Alq3):Mg，TPBI = Li 等。
[0048]例如，第一发光层131和第二发光层132的客体材料为同一种磷光掺杂剂，从而可以发出单色光，可形成单色发光器件。
[0049]例如，第一发光层131和第二发光层132中磷光掺杂剂掺杂含量均小于10% (质量百分比)。
[0050]例如，磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。
[0051]例如，红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2_(2’_苯并噻吩基)吡啶-N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2lr(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III) [Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N] 铱(III) (Ir (piq)3)、二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (piq) 2 (acac)]中的任意一种。
[0052]例如，绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2_苯基P比啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2-苯基吡啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
[0053]例如，该双层掺杂磷光发光器件还可包括空穴注入层，阴极和阳极，还可包括电子注入层等结构，该双层掺杂磷光发光器件的结构可为正常结构、倒置结构或透明结构。
[0054]图1示出了正常结构的双层掺杂磷光发光器件。双层掺杂磷光发光器件包括第一发光层131、第二发光层132、空穴传输层11和电子传输层12，各层材质可如前所述，还包括阴极14、阳极15和空穴注入层16。该结构中，阴极14可采用Mg:Ag合金(Mg-Ag合金)，厚度例如约为10-150nm(可根据器件类型，来选择适合的厚度)。阳极15可采用氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)，ITO阳极厚度例如约为10_150nm。空穴注入层16可采用金属氧化物MeO，例如MoO3，也可以采用P型掺杂的MeO (金属氧化物)-TPD (N，N’ -双(3-甲基苯基)-N，N’ - 二苯基-1,1’ - 二苯基-4，4’ - 二胺):F4TCNQ(N，N，N’，N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯:2，3，5，6-四氟-7，7’，8，8’-四氰二甲基对苯醌)或者m-MTDATA:F4TCNQ(4，4'，4"-三(N_3_ 甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺:2，3，5，6-四氟-7，7’，8，8’ -四氰二甲基对苯醌)等，厚度例如约为l_30nm。
[0055]例如，一种正常结构的双层掺杂绿色磷光发光器件:阳极IT0150nm/m-MTDATA:F4TCNQ 30nm/m_MTDATA 60nm/CBP:1r (ppy)3 7 % 24nm/BAlq:1r(ppy)3 7 %16nm/BPhen lOnm/Mg:Ag 10nm(阴极)。
[0056]例如，一种正常结构的双层掺杂红色磷光发光器件:阳极IT0150nm/m-MTDATA:F4TCNQ 30nm/m_MTDATA 60nm/CBP:1r (piq)2(acac)7 % 24nm/BAlq:1r (piq) 2 (acac) 7% 16nm/BPhen lOnm/Mg: Ag 10nm(阴极)。
[0057]图2示出了一种倒置结构的双层掺杂磷光发光器件示意图。双层掺杂磷光发光器件包括第一发光层131、第二发光层132、空穴传输层11、电子传输层12，各层材质可如前所述，在该具体的实施例中，电子传输层12为η型掺杂的电子传输层，还包括阴极14、阳极15和空穴注入层16。该结构中，阴极14可采用ΙΤ0，阳极15可采用Mg:Ag合金，空穴注入层16材料和厚度等可参见正常结构的双层掺杂磷光发光器件中所述，在此不再赘述。
[0058]例如，一种倒置结构的双层掺杂绿色磷光发光器件:阴极ITO 150nm/BCPILi2CO310nm/BAlq:1r (ppy)3 7 % 16nm/CBP:1r (ppy)3 7 % 24nm/CPB40nm/Mo03 lnm/Mg:Ag10nm(阳极)。
[0059]例如，一种倒置结构的红色磷光发光器件:阴极ITO 150nm/BCPILi2CO3 1nm/BAlq:1r (piq) 2 (acac) 7 % 16nm/CBP:1r (piq) 2 (acac) 7 % 24nm/NPB40nm/Mo03 lnm/Mg: Ag10nm(阳极)。
[0060]图3示出了一种透明结构的双层掺杂磷光发光器件示意图。双层掺杂磷光发光器件包括第一发光层131、第二发光层132、空穴传输层11和电子传输层12，还包括阴极14、阳极15、空穴注入层16和保护层17。阴极14可采用Mg:Ag合金或者ΙΤ0，阳极15可采用ΙΤ0,空穴注入层16、空穴传输层、电子传输层、以及第一发光层和第二发光层的主体材料和客体材料的材质及厚度均可如前所述。保护层17例如可采用金属氧化物或者高分子材料，其中，金属氧化物例如包括MoO3，高分子材料例如包括PED0T:PSS。当采用Mg:Ag合金作阴极时，可不设置保护层17。
[0061]本发明的实施例还提供一种双层掺杂磷光发光器件的制备方法，包括形成双层发光层13，其中，双层发光层13包括第一发光层131和第二发光层132，第一发光层131和第二发光层132均包括主体材料和客体材料，第一发光层131的主体材料为空穴型主体材料，第二发光层132的主体材料为电子型主体材料。
[0062]设置双层发光层，不仅可保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。
[0063]例如，该方法中，第一发光层和第二发光层均通过两源共蒸形成。制备方法简单。可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
[0064]例如，可通过空穴型主体材料的空穴迀移率和电子型主体材料的电子迀移率来确定第一发光层131和第二发光层132的厚度。
[0065]例如，可通过控制所述第一发光层和第二发光层的厚度，使激子的复合区域在所述第一发光层和所述第二发光层的界面区域上。
[0066]例如，该方法中，可通过分别调节两层发光层的厚度控制载流子的传输从而保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。
[0067]例如，该方法还包括形成空穴传输层11，其中，空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料。
[0068]例如，空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料，则可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0069]例如，该方法还包括形成电子传输层12，其中，电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料。
[0070]例如，电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料，则可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0071]例如，该方法中，第一发光层131和第二发光层132主体材料和客体材料的选取、空穴传输层和电子传输层材料的选取、客体材料的掺杂量、第一发光层131和第二发光层132的厚度等均可如参照上述双层掺杂磷光发光器件中所给出的内容。
[0072]通过上述方法，可制备出上述给出的各种双层掺杂磷光发光器件。
[0073]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0074]需要说明的是，本发明的实施例和附图中仅给出了与本发明实施例相关的内容和部件，未作描述的其他内容和部件可参见通常设计。本发明的实施例中磷光掺杂剂掺杂含量均指的是质量百分比。在本发明的实施例中所用各物质均为本领域常用物质，在该物质之前或之后的括号里给出了其缩写或者各缩写代表的物质的全称以方便理解。
[0075]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法，该双层掺杂磷光发光器件包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。该双层掺杂磷光发光器件可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
[00 76]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种双层掺杂磷光发光器件，包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。2.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层的厚度对应于所述空穴型主体材料的空穴迀移率，所述第二发光层的厚度对应于所述电子型主体材料的电子迀移率。3.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层和所述第二发光层的厚度不同。4.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层和第二发光层总厚度为20-40nm。5.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，还包括空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。6.根据权利要求5所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层的主体材料包括含咔唑基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’ -N, N’ - 二咔唑联苯(CBP)、4，4，，4，，-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和 9，9’ -(I, 3-苯基)二 -9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’ -双(1-萘基)-N，N’ - 二苯基-1，I’ -二苯基-4，4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种。7.根据权利要求1、5或6任一项所述的双层掺杂磷光发光器件，还包括电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。8.根据权利要求7所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6_三(9H-咔唑-9-基)-1，3，5-三嗪(TRZ)和2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9- 二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7- 二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。9.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。10.根据权利要求9所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’_苯并噻吩基)吡啶_N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2Ir(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III) [Eu (dbm) 3 (Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(III) (Ir(Piq)3)、二(1_苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III)[Ir(piq)2(acac)]中的任意一种； 所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy)3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir(ppy)2(acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基P比啶)铱[Ir (FPP) 2 (acac)]、(三(2_苯基卩比啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。11.一种双层掺杂磷光发光器件的制备方法，包括形成双层发光层，其中，所述形成双层发光层包括形成第一发光层和形成第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。12.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第一发光层和第二发光层均通过两源共蒸形成。13.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，通过所述空穴型主体材料的空穴迀移率和所述电子型主体材料的电子迀移率来确定所述第一发光层和所述第二发光层的厚度。14.根据权利要求11-13任一项所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，通过控制所述第一发光层和第二发光层的厚度，使激子的复合区域在所述第一发光层和所述第二发光层的界面区域上。15.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，还包括形成空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。16.根据权利要求15所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第一发光层的主体材料包括含咔唑基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’ -N, N’ - 二咔唑联苯(CBP)、4，4，，4，，-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和 9，9’ -(I, 3-苯基)二 -9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，I’-二苯基-4，4’-二胺(NPB)、4，4' A"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种。17.根据权利要求11、15或16任一项所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，还包括形成电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。18.根据权利要求17所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6_三(9H-咔唑-9-基)-1，3，5-三嗪(TRZ)和2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9- 二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7- 二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。19.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。20.根据权利要求19所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中， 所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’_苯并噻吩基)吡啶-N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2lr(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III)[Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(III) (Ir(piq)3)、二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (piq)2 (acac)]中的任意一种； 所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy)3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基P比啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2_苯基卩比啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
【专利摘要】一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法。该双层掺杂磷光发光器件包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。该双层掺杂磷光发光器件可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
【IPC分类】H01L51/56, H01L51/52, H01L51/54
【公开号】CN104900815
【申请号】CN201510276057
【发明人】陈磊, 张晓晋, 赖韦霖
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Display，OLED)作为新一代的显示技术倍受瞩目。特别是最近几年有机电致发光(Electroluminescence，EL)器件制作工艺的不断改进和完善，全彩色有机EL显示器的量产，其巨大的商业化前景已逐渐显现。随着全彩有机EL显示器的出现，人们对显示的要求越来越高。特别是RGB三基色的发光效率和色纯度一直是研宄的重点和难点。
[0003]为了提高效率，目前有源矩阵有机发光二极管面板(Active Matrix OrganicLight Emitting D1de，AMOLED)显示中红色发光单元(R)和绿色发光单元(G)多采用磷光掺杂发光机制。磷光掺杂发光机制中的主体材料要求激子产率较高，电荷传输性能好，化学性质及热稳定性强，玻璃化温度高(>120°C )。还需考虑与客体(Guest)材料的Tl态能级是否匹配。一般倾向于采用蓝色宽带隙材料作为R、G、B的主体，同时需考虑能级的匹配以更好的能量转换。
[0004]掺杂机制的主体目前分为单主体掺杂、双主体掺杂。单主体掺杂的工艺要求低，制备较简单。载流子的平衡与否很大程度受主体(Host)材料载流子传输性质的制约，绝大多数材料空穴电子传输不平衡，从而导致发光中心偏离发光层(Emitting layer，EML)中央。激子扩散至界面，引发激子淬灭(polaron quenching)。双主体(co-host)掺杂包括独立双主体掺杂以及预混合(pre-mix)的双主体掺杂。独立双主体掺杂是将空穴型和电子型的两种主体材料加上磷光掺杂剂(dopant)三源共蒸镀的方式制备发光层。其优势是两种传输性能主体的加入相对于单主体可平衡部分的载流子传输，使发光中心趋近于发光层中心。但是独立双主体掺杂体系器件的性能很大程度受限于两种主体掺杂比例。掺杂比例的改变会对器件的效率有很大程度的影响。因此对蒸镀工艺的稳定性要求较高。另外，两种主体混合后还可能相互作用，形成激基复合物(exciplex)，对主体激子造成猝灭，使得器件性能下降。预混合(pre-mix)的双主体掺杂是将两种主体材料先混合好，然后放进坩祸中蒸镀，这要求两种主体材料的蒸镀温度要极度的相近才能保证两者的混合比例不变。开发和寻找蒸镀温度相同、性能优越的双主体材料存在很大的困难，故而很大程度限制了器件的结构设计和性能优化。无论是单主体掺杂还是双主体掺杂(包括独立双主体掺杂以及预混合的双主体掺杂)都很难控制激子的复合(Recombinat1n)和扩散中心在发光层中心，因此目前多加入电子阻挡层(Electron-Blocking Layer,EBL) ο而电子阻挡层的加入不但增加驱动电压，也使器件的设计和制备变的复杂化。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法。该双层掺杂磷光发光器件包括双层发光层，可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
[0006]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件，包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。
[0007]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层的厚度对应于所述空穴型主体材料的空穴迀移率，所述第二发光层的厚度对应于所述电子型主体材料的电子迀移率。
[0008]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层和所述第二发光层的厚度不同。
[0009]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层和第二发光层总厚度为20_40nm。
[0010]例如，该双层掺杂磷光发光器件还包括空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。
[0011]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层的主体材料包括含味挫基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’-N，N’-二咔唑联苯(CBP)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和9，9’-(1，3_苯基)二-9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’ -双(1-萘基)_N，N’ - 二苯基-1，I，- 二苯基_4，4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种。
[0012]例如，该双层掺杂磷光发光器件还包括电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。
[0013]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6_三(9H-咔唑_9_基)_1，3，5_三嗪(TRZ)和2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9-二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。
[0014]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。
[0015]例如，该双层掺杂磷光发光器件中，所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’_苯并噻吩基)吡啶-N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2Ir (acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III) [Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(In) (Ir(Piq)3)、二(1_苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (piq)2 (acac)]中的任意一种；
[0016]所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy)3)、乙酰丙酮酸二(2_苯基P比啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2-苯基吡啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
[0017]本发明的实施例还提供一种双层掺杂磷光发光器件的制备方法，包括形成双层发光层，其中，所述形成双层发光层包括形成第一发光层和形成第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。
[0018]例如，该方法中，所述第一发光层和第二发光层均通过两源共蒸形成。
[0019]例如，该方法中，通过所述空穴型主体材料的空穴迀移率和所述电子型主体材料的电子迀移率来确定所述第一发光层和所述第二发光层的厚度。
[0020]例如，该方法中，其中，通过控制所述第一发光层和第二发光层的厚度，使激子的复合区域在所述第一发光层和所述第二发光层的界面区域上。
[0021]例如，该方法还包括形成空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。
[0022]例如，该方法中，所述第一发光层的主体材料包括含咔唑基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’ -N, N，- 二咔唑联苯(CBP)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和9，9’-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’-双(1-萘基)-N，N’- 二苯基-1，I’- 二苯基-4,4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基 氨基]联苯(CPB)中的任意一种。
[0023]例如，该方法还包括形成电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。
[0024]例如，该方法中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6-三(9H-咔唑 _9_ 基)_1，3，5_ 三嗪(TRZ)和 2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9-二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、I, 3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。
[0025]例如，该方法中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。
[0026]例如，该方法中，所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’ -苯并噻吩基)吡啶_N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2Ir(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(HI) [Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(III) (Ir (piq) 3)、二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (Piq)2 (acac)]中的任意一种；
[0027]所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2_苯基P比啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2-苯基吡啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
[0029]图1为本发明一实施例提供的双层掺杂磷光发光器件结构示意图(正常结构)；
[0030]图2为本发明另一实施例提供的双层掺杂磷光发光器件结构示意图(倒置结构)；
[0031]图3为本发明另一实施例提供的双层掺杂磷光发光器件结构示意图(透明结构)；
[0032]附图标记:
[0033]10-玻璃基板；11-空穴传输层(Hole Transport Layer，HTL) ; 12-电子传输层(Electron Transport Layer，ETL) ; 13-双层发光层；131-第一发光层；132-第二发光层；14-阴极；15-阳极；16-空穴注入层(Hole Inject1n Layer, HIL) ; 17-保护层。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件，如图1所示，包括双层发光层13，其中，双层发光层13包括第一发光层131和第二发光层132，第一发光层131和第二发光层132均包括主体材料和客体材料，第一发光层131的主体材料为空穴型主体材料，第二发光层132的主体材料为电子型主体材料。
[0036]设置双层发光层，可使激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。而且第一发光层和第二发光层可采用两源共蒸形成，从而可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中对材料选择的限制。
[0037]例如，第一发光层的厚度可对应于空穴型主体材料的空穴迀移率，第二发光层的厚度可对应于电子型主体材料的电子迀移率。例如，第一发光层131和第二发光层132的厚度可分别根据空穴型主体材料的空穴迀移率和电子型主体材料的电子迀移率来调节。例如，空穴型主体材料的空穴迀移率较高，则相应采用较大厚度的第一发光层，若空穴型主体材料的空穴迀移率较低，则相应采用较小厚度的第一发光层。第二发光层的厚度也可以采用类似方式调节。当电子型主体材料的电子迀移率较高时，相应采用较大厚度的第二发光层，若电子型主体材料的电子迀移率较低，则相应采用较小厚度的第二发光层。例如，第一发光层131和第二发光层132的厚度一般不同。可通过第一发光层131和第二发光层132的厚度控制来使得激子的复合中心在第一发光层131和第二发光层132的界面区域上，以保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，可省去电子阻挡层的使用。
[0038]例如，第一发光层131和第二发光层132总厚度约为20_40nm。
[0039]例如，该双层掺杂磷光发光器件可通过分别调节两层发光层的厚度控制载流子的传输从而保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。
[0040]例如，双层掺杂磷光发光器件还可包括空穴传输层11，且空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料。
[0041]若第一发光层131的空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料，则可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0042]例如，双层掺杂磷光发光器件还可包括电子传输层12，且电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料。
[0043]若第二发光层132的电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料，贝Ij可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0044]例如，第一发光层131的主体材料包括含咔唑基团的材料，含咔唑基团的材料包括4，4’-N，N’-二咔唑联苯(CBP)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和9，9’ -(1，3-苯基)二 -9H-咔唑(mCP)中的任意一种。
[0045]例如，空穴传输层11材料包括N，N’ -双(1-萘基)-N，N’ - 二苯基-1，I’ - 二苯基-4，4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种，厚度例如为20_70nm左右。
[0046]例如，第二发光层132的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6-三(9H-咔唑 _9_ 基)_1，3，5_ 三嗪(TRZ)和 2，7-双(二苯基-氧化膦)-9,9-二甲基芴(P06)中的任意一种。
[0047]例如，电子传输层12材料包括4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂(n-doping)电子传输材料中的任意一种，厚度例如为10-30nm左右。η型掺杂电子传输材料例如包括2，9-二甲基-4，7-联苯-1，10-邻二氮杂菲(BCP): Li2CO3,8-羟基喹啉铝(Alq3):Mg，TPBI = Li 等。
[0048]例如，第一发光层131和第二发光层132的客体材料为同一种磷光掺杂剂，从而可以发出单色光，可形成单色发光器件。
[0049]例如，第一发光层131和第二发光层132中磷光掺杂剂掺杂含量均小于10% (质量百分比)。
[0050]例如，磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。
[0051]例如，红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2_(2’_苯并噻吩基)吡啶-N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2lr(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III) [Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N] 铱(III) (Ir (piq)3)、二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (piq) 2 (acac)]中的任意一种。
[0052]例如，绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2_苯基P比啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2-苯基吡啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
[0053]例如，该双层掺杂磷光发光器件还可包括空穴注入层，阴极和阳极，还可包括电子注入层等结构，该双层掺杂磷光发光器件的结构可为正常结构、倒置结构或透明结构。
[0054]图1示出了正常结构的双层掺杂磷光发光器件。双层掺杂磷光发光器件包括第一发光层131、第二发光层132、空穴传输层11和电子传输层12，各层材质可如前所述，还包括阴极14、阳极15和空穴注入层16。该结构中，阴极14可采用Mg:Ag合金(Mg-Ag合金)，厚度例如约为10-150nm(可根据器件类型，来选择适合的厚度)。阳极15可采用氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)，ITO阳极厚度例如约为10_150nm。空穴注入层16可采用金属氧化物MeO，例如MoO3，也可以采用P型掺杂的MeO (金属氧化物)-TPD (N，N’ -双(3-甲基苯基)-N，N’ - 二苯基-1,1’ - 二苯基-4，4’ - 二胺):F4TCNQ(N，N，N’，N’-四甲氧基苯基)-对二氨基联苯:2，3，5，6-四氟-7，7’，8，8’-四氰二甲基对苯醌)或者m-MTDATA:F4TCNQ(4，4'，4"-三(N_3_ 甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺:2，3，5，6-四氟-7，7’，8，8’ -四氰二甲基对苯醌)等，厚度例如约为l_30nm。
[0055]例如，一种正常结构的双层掺杂绿色磷光发光器件:阳极IT0150nm/m-MTDATA:F4TCNQ 30nm/m_MTDATA 60nm/CBP:1r (ppy)3 7 % 24nm/BAlq:1r(ppy)3 7 %16nm/BPhen lOnm/Mg:Ag 10nm(阴极)。
[0056]例如，一种正常结构的双层掺杂红色磷光发光器件:阳极IT0150nm/m-MTDATA:F4TCNQ 30nm/m_MTDATA 60nm/CBP:1r (piq)2(acac)7 % 24nm/BAlq:1r (piq) 2 (acac) 7% 16nm/BPhen lOnm/Mg: Ag 10nm(阴极)。
[0057]图2示出了一种倒置结构的双层掺杂磷光发光器件示意图。双层掺杂磷光发光器件包括第一发光层131、第二发光层132、空穴传输层11、电子传输层12，各层材质可如前所述，在该具体的实施例中，电子传输层12为η型掺杂的电子传输层，还包括阴极14、阳极15和空穴注入层16。该结构中，阴极14可采用ΙΤ0，阳极15可采用Mg:Ag合金，空穴注入层16材料和厚度等可参见正常结构的双层掺杂磷光发光器件中所述，在此不再赘述。
[0058]例如，一种倒置结构的双层掺杂绿色磷光发光器件:阴极ITO 150nm/BCPILi2CO310nm/BAlq:1r (ppy)3 7 % 16nm/CBP:1r (ppy)3 7 % 24nm/CPB40nm/Mo03 lnm/Mg:Ag10nm(阳极)。
[0059]例如，一种倒置结构的红色磷光发光器件:阴极ITO 150nm/BCPILi2CO3 1nm/BAlq:1r (piq) 2 (acac) 7 % 16nm/CBP:1r (piq) 2 (acac) 7 % 24nm/NPB40nm/Mo03 lnm/Mg: Ag10nm(阳极)。
[0060]图3示出了一种透明结构的双层掺杂磷光发光器件示意图。双层掺杂磷光发光器件包括第一发光层131、第二发光层132、空穴传输层11和电子传输层12，还包括阴极14、阳极15、空穴注入层16和保护层17。阴极14可采用Mg:Ag合金或者ΙΤ0，阳极15可采用ΙΤ0,空穴注入层16、空穴传输层、电子传输层、以及第一发光层和第二发光层的主体材料和客体材料的材质及厚度均可如前所述。保护层17例如可采用金属氧化物或者高分子材料，其中，金属氧化物例如包括MoO3，高分子材料例如包括PED0T:PSS。当采用Mg:Ag合金作阴极时，可不设置保护层17。
[0061]本发明的实施例还提供一种双层掺杂磷光发光器件的制备方法，包括形成双层发光层13，其中，双层发光层13包括第一发光层131和第二发光层132，第一发光层131和第二发光层132均包括主体材料和客体材料，第一发光层131的主体材料为空穴型主体材料，第二发光层132的主体材料为电子型主体材料。
[0062]设置双层发光层，不仅可保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。
[0063]例如，该方法中，第一发光层和第二发光层均通过两源共蒸形成。制备方法简单。可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
[0064]例如，可通过空穴型主体材料的空穴迀移率和电子型主体材料的电子迀移率来确定第一发光层131和第二发光层132的厚度。
[0065]例如，可通过控制所述第一发光层和第二发光层的厚度，使激子的复合区域在所述第一发光层和所述第二发光层的界面区域上。
[0066]例如，该方法中，可通过分别调节两层发光层的厚度控制载流子的传输从而保证激子的扩散范围在两层发光层区域内，避免激子扩散到其他层引起的淬灭，省去电子阻挡层的使用。
[0067]例如，该方法还包括形成空穴传输层11，其中，空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料。
[0068]例如，空穴型主体材料不同于空穴传输层11的空穴传输材料，则可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0069]例如，该方法还包括形成电子传输层12，其中，电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料。
[0070]例如，电子型主体材料不同于电子传输层12的电子传输材料，则可使得双层掺杂磷光发光器件利于寿命的优化，可以具有较长的使用寿命。
[0071]例如，该方法中，第一发光层131和第二发光层132主体材料和客体材料的选取、空穴传输层和电子传输层材料的选取、客体材料的掺杂量、第一发光层131和第二发光层132的厚度等均可如参照上述双层掺杂磷光发光器件中所给出的内容。
[0072]通过上述方法，可制备出上述给出的各种双层掺杂磷光发光器件。
[0073]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0074]需要说明的是，本发明的实施例和附图中仅给出了与本发明实施例相关的内容和部件，未作描述的其他内容和部件可参见通常设计。本发明的实施例中磷光掺杂剂掺杂含量均指的是质量百分比。在本发明的实施例中所用各物质均为本领域常用物质，在该物质之前或之后的括号里给出了其缩写或者各缩写代表的物质的全称以方便理解。
[0075]本发明的实施例提供一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法，该双层掺杂磷光发光器件包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。该双层掺杂磷光发光器件可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
[00 76]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种双层掺杂磷光发光器件，包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。2.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层的厚度对应于所述空穴型主体材料的空穴迀移率，所述第二发光层的厚度对应于所述电子型主体材料的电子迀移率。3.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层和所述第二发光层的厚度不同。4.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层和第二发光层总厚度为20-40nm。5.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，还包括空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。6.根据权利要求5所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层的主体材料包括含咔唑基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’ -N, N’ - 二咔唑联苯(CBP)、4，4，，4，，-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和 9，9’ -(I, 3-苯基)二 -9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’ -双(1-萘基)-N，N’ - 二苯基-1，I’ -二苯基-4，4’ - 二胺(NPB)、4，4'，4"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种。7.根据权利要求1、5或6任一项所述的双层掺杂磷光发光器件，还包括电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。8.根据权利要求7所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6_三(9H-咔唑-9-基)-1，3，5-三嗪(TRZ)和2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9- 二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7- 二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。9.根据权利要求1所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。10.根据权利要求9所述的双层掺杂磷光发光器件，其中，所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’_苯并噻吩基)吡啶_N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2Ir(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III) [Eu (dbm) 3 (Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(III) (Ir(Piq)3)、二(1_苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III)[Ir(piq)2(acac)]中的任意一种； 所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy)3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir(ppy)2(acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基P比啶)铱[Ir (FPP) 2 (acac)]、(三(2_苯基卩比啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。11.一种双层掺杂磷光发光器件的制备方法，包括形成双层发光层，其中，所述形成双层发光层包括形成第一发光层和形成第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。12.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第一发光层和第二发光层均通过两源共蒸形成。13.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，通过所述空穴型主体材料的空穴迀移率和所述电子型主体材料的电子迀移率来确定所述第一发光层和所述第二发光层的厚度。14.根据权利要求11-13任一项所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，通过控制所述第一发光层和第二发光层的厚度，使激子的复合区域在所述第一发光层和所述第二发光层的界面区域上。15.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，还包括形成空穴传输层，其中，所述空穴型主体材料不同于空穴传输层的空穴传输材料。16.根据权利要求15所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第一发光层的主体材料包括含咔唑基团的材料，所述含咔唑基团的材料包括4，4’ -N, N’ - 二咔唑联苯(CBP)、4，4，，4，，-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)和 9，9’ -(I, 3-苯基)二 -9H-咔唑(mCP)中的任意一种，所述空穴传输层材料包括N，N’-双(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，I’-二苯基-4，4’-二胺(NPB)、4，4' A"-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)和4，4-2-[N-(4-咔唑苯基)-N-苯基氨基]联苯(CPB)中的任意一种。17.根据权利要求11、15或16任一项所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，还包括形成电子传输层，其中，所述电子型主体材料不同于电子传输层的电子传输材料。18.根据权利要求17所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第二发光层的主体材料包括双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-1联苯氧基)铝(BAlq)、2，4，6_三(9H-咔唑-9-基)-1，3，5-三嗪(TRZ)和2，7-双(二苯基-氧化膦)_9，9- 二甲基芴(P06)中的任意一种，所述电子传输层材料包括4，7- 二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)、1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBI)和η型掺杂电子传输材料中的任意一种。19.根据权利要求11所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中，所述第一发光层和第二发光层的客体材料为同一种磷光掺杂剂，所述磷光掺杂剂包括红色磷光材料和绿色磷光材料中的任意一种。20.根据权利要求19所述的双层掺杂磷光发光器件的制备方法，其中， 所述红色磷光材料包括八乙基卟啉铂(PtOEP)、双(2-(2’_苯并噻吩基)吡啶-N，C3’)(乙酰丙酮)合铱[(btp)2lr(acac)]、三(二苯甲酰基甲烷)单(菲罗啉)铕(III)[Eu(dbm)3(Phen)]、三[1-苯基异喹啉-C2，N]铱(III) (Ir(piq)3)、二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) [Ir (piq)2 (acac)]中的任意一种； 所述绿色磷光材料包括三(2-苯基吡啶)合铱(Ir (ppy)3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱[Ir (ppy)2 (acac)]、三(2_苯基卩比啶)合铱(III) (Ir (mppy) 3)、乙酰丙酮酸二(2-苯基P比啶)铱[Ir (FPP)2 (acac)]、(三(2_苯基卩比啶)合铱)(Ir (Bu-ppy) 3)中的任意一种。
【专利摘要】一种双层掺杂磷光发光器件及其制备方法。该双层掺杂磷光发光器件包括双层发光层，其中，所述双层发光层包括第一发光层和第二发光层，所述第一发光层和第二发光层均包括主体材料和客体材料，所述第一发光层的主体材料为空穴型主体材料，所述第二发光层的主体材料为电子型主体材料。该双层掺杂磷光发光器件可以避免独立双主体掺杂中三源共蒸带来的工艺掺杂比例的波动带来器件重复性能差以及预混合的双主体掺杂中材料选择的限制。
【IPC分类】H01L51/56, H01L51/52, H01L51/54
【公开号】CN104900815
【申请号】CN201510276057
【发明人】陈磊, 张晓晋, 赖韦霖
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
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