[发明专利]一种有机电致发光装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机电致发光技术领域，具体涉及一种有机电致发光装置及其制备方法。

背景技术

有机电致发光装置是一种以有机材料为发光材料，能把施加的电能转化为光能的能量转化装置。它具有超轻薄、自发光、响应快、低功耗等突出性能，是一种极具潜力的显示技术和光源，符合信息时代移动通信和信息显示的发展趋势，以及绿色照明技术的要求，是目前国内外众多研究者的关注重点。

有机电致发光装置可以与薄膜晶体管（TFT）配置制备成大面积、高效率的有源矩阵有机发光二极体面板（AMOLED），采用倒置型的有机电致发光装置可以扩展AMOLED的制备方案并降低成本。现有技术中，下出光的倒置型的有机电致发光装置通常使用薄层低功函数金属制备阴极，阴极光透过率只有60%~70%，发光效果不佳。并且，低功函数的材料过于活泼，影响封装稳定性。

若将透明导电氧化物薄膜作为阴极，由于其功函数较高，会降低电子向有机发光层的注入能力，电子注入能力是决定有机电致发光装置发光亮度和发光效率的主要因素之一，因此，较低的电子注入能力会导致有机电致发光装置性能差、发光效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种有机电致发光装置及其制备方法。本发明制备的有机电致发光装置采用了透明导电氧化物薄膜作为阴极，并且通过设置pn结层提高电子注入能力，从而获得稳定、均匀的发光效果。本发明的制备方法工艺简单、无污染、易于控制、利于工业化生产。

解决本发明的技术问题所采取的技术方案是：提供一种有机电致发光装置，包括依次层叠的衬底基板、阴极、pn结层、有机发光功能层、阳极，所述pn结层包括依次层叠的第一金属层、中间层、第二金属层，所述第一金属层的金属表面功函数大于等于5.1eV，所述中间层的材质为金属和金属氧化物形成的混合物，所述金属与所述第一金属层的材质一样，所述金属氧化物为AgO、TiO₂、NiO、Ta₂O₅或CeO₂，所述第二金属层的材质为Li、Na、Rb或Cs。

阴极的材质为透明导电氧化物薄膜。透明导电氧化物薄膜具有透过率高、导电性好等优点，使得有机电致发光装置具有较高的光透率，均匀的发光亮度。优选地，透明导电氧化物薄膜的材质为铟锡氧化物（ITO）、铟锌氧化物（IZO）、铝锌氧化物（AZO）或镓锌氧化物（GZO）。

优选地，阴极的厚度为70~200nm。

优选地，第一金属层的材质为Au、Cu、Ni、Pt或Ag。

优选地，第一金属层的厚度为10~25nm。

第一金属层与阴极的透明导电氧化物薄膜与的接触属于两种导体的接触，不存在注入势垒的问题，因此可以大大提高电子注入效率。第一金属层的金属表面功函数大于等于5.1eV，选用的金属的功函数接近透明导电氧化物薄膜的功函数，会获得较好的注入效果。

优选地，金属与金属氧化物的质量比为1:2~1:10。

中间层的材质中的金属与第一金属层的材质一样，选自Au、Cu、Ni、Pt或Ag。

中间层的材质中的金属氧化物为AgO、TiO₂、NiO、Ta₂O₅或CeO₂，具有半导体性质，夹在两个不同功函数的金属之间，使两个功函数不同的金属在外部电场下，形成一个内建电场，从而使金属氧化物内部的空穴和电子分离，分别注入到相邻的两种金属材料中。

使用与第一金属层的材质一样的金属与金属氧化物混合，作为中间层，可使空穴向第一金属层移动时需克服的势垒降低，从而在整体上降低了发光装置的驱动电压，并且提高中间层的导电性及电荷分离的效果。

优选地，中间层的厚度为3~8nm。

第二金属层的材质为Li、Na、Rb或Cs，属于低功函数的金属。

优选地，第二金属层的厚度为5~20nm。

在外部电场的作用下，位于pn结层中间层的金属氧化物内部形成电荷分离，空穴和电子分别向第一金属层和第二金属层移动，从而使电子从第二金属层直接注入到有机发光功能层中，而阴极的透明导电氧化物薄膜与第一金属层的接触属于两种导体的接触，不存在注入势垒的问题，因此大大提高了电子注入效率。电子注入与空穴注入的平衡，可以提高空穴和电子在发光层中的复合几率及发光量子效率，最终获得具有较高发光性能的有机电致发光装置。并且，该倒置型结构可使第二金属层受到衬底基板的保护。