[发明专利]用高电导率空穴传输材料作为空穴传输层的有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用高电导率空穴传输材料作为空穴传输层的有机电致发光器件及其制备方法。

背景技术

有机电致发光显示被视为平板显示器产业中最为热门的新兴显示技术，目前已经得到了广泛的研究。同无机电致发光器件相比，有机电致发光器件具有材料选择范围宽、可实现由蓝光区到红光区的全彩色显示、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、视角宽、响应速度快、制作工艺简单、成本低，并易实现大面积和柔性显示等诸多优点，因而在过去的20多年中得到了迅速的发展。目前，有机电致发光显示器件领域的研究早已不限于学术界，几乎所有国际知名的电子大公司以及化学公司都投入巨大的人力和资金进入这一研究领域，呈现研究、开发与产业化齐头并进的局面，有机电致发光显示技术正在飞速迈向产业化。

1987年由柯达公司邓青云等人发明的有机电致发光器件即有机发光二极管是一种双层三明治结构(邓青云，万斯来科，应用物理快报，51期，913页，1987年，C.W.Tang，S.A.VanSlyke，Appl.Phys.Lett.51，pp913，(1987)，美国专利，专利号：4,769,292和4,885,211，U.S.Pat.Nos.4,769,292和4,885,211)，它是由空穴传输层和电子传输/发光层组成，并夹在铟锡氧化物ITO和金属电极之间。

大量的实验研究已经表明，电极/有机界面的性质直接决定了器件的电致发光性能，为了实现高性能的有机电致发光器件，要求电子和空穴必须能够有效的注入和传输。在阳极侧，通常用透明的导电铟锡氧化物ITO作为电极，因为ITO的电特性强烈地依赖于氧的含量，这样用等离子体、臭氧和化学等手段处理ITO就可以改变它的功函数(金志胜，理查德.福瑞德，卡舍利，应用物理快报，74期，3084页，1999年，J.S.Kim，R.H.Friend，and F.Cacialli，Appl.Phys.Lett.74，pp3084(1999))，使空穴的注入效率得到改善；也有在ITO和有机空穴传输层之间引入一层有机注入层如酞氰铜CuPc(万斯来科，陈金鑫，邓青云，应用物理快报，69期，2160页，1996年，S.A.VanSlyke，C.H.Chen，and C.W.Tang，Appl.Phys.Lett.69，pp2160(1996))、绝缘层如AlF₃(美国专利，专利号：2003/0107042A1，U.S.Pat.Nos.2003/0107042A1)、金属层如铂Pt(沈玉龙等，先进材料，13期，1234页，2001年，Y.L.Shen，D.B.Jacobs，G.G.Malliaras，G.Koley，M.G.Spencer，and A.Ioannidis，Adv.Mater.13，pp1234(2001))等方法来提高空穴注入。提高空穴注入和传输还有一种有效方法就是在阳极界面引入一层高电导率的掺杂层作为空穴传输层，通过掺杂层与阳极之间形成欧姆接触，提高空穴注入。氟代四氰基奎诺二甲烷(简称F₄-TCNQ)就是目前常用的一种空穴型型掺杂剂，然而，F₄-TCNQ非常昂贵，且掺杂浓度需要精确地控制，通常小于4％，在高的掺杂浓度下，F₄-TCNQ则阻碍了空穴注入，使器件效率无法提高。显然，严格控制掺杂浓度使得器件的制备工艺变得复杂化。

发明内容

为了解决已有技术的问题，本发明提供一种金属氧化物掺杂有机主体的高电导率空穴传输材料作为空穴传输层的有机电致发光器件，这个高电导率的空穴传输层被引入在阳极侧，该高电导率空穴传输层具有经济廉价且金属氧化物的掺杂浓度不需要精确控制的特点。

金属氧化物掺杂有机主体的高电导率空穴传输层的高电导率来源于两个方面：一是掺杂剂和有机主体之间发生电荷转移，使得有机主体材料中空穴载流子浓度增高，从而提高了电导率；二是电导率很高的金属氧化物本身，在载流子传输过程中起类似于“离子”电导的桥连作用，使掺杂的空穴传输层的电导率得到明显提高，综合效果，使得金属氧化物掺杂的空穴传输层显示了非常高的电导率。另外，当这种高电导率的空穴传输层与金属接触时，界面处能带发生弯曲，空穴遂穿宽度减小，使空穴注入大大增强。显然，用金属氧化物掺杂的空穴传输层作为有机电致发光器件的空穴注入和传输层时，可以同时提高空穴的注入和传输能力，这对降低器件的工作电压，提高器件的电流效率和功率效率非常重要