[发明专利]具有波导模式光耦合增强的绿光OLED器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有波导模式光耦合增强的绿光OLED器件及其制备方法，涉及有机发光二极管领域。本器件包括衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、绿光发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。该器件的特征之处在于有机或无机空穴注入层，通过优选有机溶剂或酸对空穴注入层薄膜进行气相微刻蚀。精确调节刻蚀时间和空穴注入层膜厚以控制气体分子的刻蚀深度，形成有效的表面光散射结构。从而使绿光OLED器件内部发出的光在通过该散射结构时发生折射和漫散射，使波导模式的光子能有效出射，增大光通量，提高光耦合效率并最终提升外量子效率。解决了目前OLED器件光耦合受限的问题。

技术领域

本发明涉及有机发光二极管技术领域，尤其涉及一种具有波导模式光耦合增强的绿光OLED器件。

背景技术

有机电致发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)凭借其自主发光、视角宽、色彩丰富、低压直流驱动等优点，在全彩平板显示和固态照明等领域显现出巨大应用潜力。另外，柔性OLED在可穿戴显示和照明领域正突显其重要性。目前OLED已经在小尺寸显示屏实现了商业化。

然而，研究发现，限制OLED最终外量子效率(external quantum efficiency，EQE)的因素除了材料本身的绝对量子效率外，还有两个重要因素为载流子传输平衡和光耦合效率。激子在发光层辐射复合产生光子，当光子穿过有机层、透明电极和衬底时，受限于波导模式和衬底模式，大部分光子被吸收、散射和反射而损失，导致最终光耦合效率只有约20％，很大程度上限制了OLED的最终EQE和实际应用。随着发光材料和器件制备工艺的逐步发展和完善，提高光耦合效率和改善载流子传输平衡成为提高EQE的关键技术。

已有的光耦合技术包括在器件适当界面引入衍射光栅、光子晶体、光散射媒介、阳极表面图案、微腔、微透镜、褶皱、散射膜、增透膜、喷砂等，以上技术大多涉及复杂的制造工艺过程比如多次图案转移，或需要昂贵的设备、苛刻的反应条件、成本高或不利于大面积器件出光等。基于此，有必要提供一种成本相对低、工艺简单的具有波导模式光耦合增强的OLED及其制备方法。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有波导模式光耦合增强的绿光OLED器件及其制备方法。从低成本、可重复性和安全性角度出发，不同于常规的液相溶剂处理工艺，而是采用气相溶剂对绿光OLED中的空穴注入层进行微刻蚀，通过精确调节气相溶剂的刻蚀时间和空穴注入层膜厚控制溶剂气体分子的渗透深度，从而控制膜表面微观形貌及相分离。克服了液相溶剂处理工艺导致严重漏电流的缺陷。形成的光散射结构使绿光OLED内部发出的光在通过该散射结构时发生折射和漫散射，降低器件波导模式的限制，增强光耦合，最终提升外量子效率，且不影响器件的色稳定性。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有波导模式光耦合增强的绿光OLED器件，包括依次从下到上层叠设置的衬底、阳极、空穴注入层、空穴传输层、绿光发光层、电子传输层、电子注入层和导电阴极；所述绿光发光层的发光客体材料采用发绿光的荧光、磷光和热活化延迟荧光材料；所述空穴注入层采用溶剂处理，通过调节溶剂处理时间和空穴注入层的膜厚来控制溶剂气体分子的刻蚀深度。

优选地，空穴注入层采用聚合物材料，包括如下至少一种材料：

poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)、poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine]、poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine](PTAA)、poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl)diphenylam ine)]；