專利名稱：一種有機電致發(fā)光器件及其驅動方法
技術領域：
本發(fā)明屬于發(fā)光元器件領域，尤其涉及一種有機電致發(fā)光器件及其驅動方法。
背景技術：
有機電致發(fā)光器件(有機發(fā)光二極管，Organic Light-emitting Diodes，簡稱 OLEDs)作為一種新型的、下一代平板顯示技術及光源，兼具主動發(fā)光、寬視角、全彩色、可彎 曲、高效率、低功耗、低成本等許多優(yōu)點，符合信息時代移動通信和信息顯示的發(fā)展趨勢對 顯示技術的要求，其廣闊的應用前景及近年來在材料和器件的突破性進展使之成為當前以 及未來極具競爭力的新型平板顯示技術與照明技術之一。目前，國內外的科技工作者已經發(fā)展了許多方法獲得白光0LED，就器件結構的設 計上主要有以下兩種方式實現(xiàn)白光發(fā)射(1)顏色混合法，用藍光和橙光兩種補償光或紅、綠、藍三基色光通過摻雜或多層 的方式實現(xiàn)白光。在0LED中，典型的結構有a)多層發(fā)光結構一這是目前研究最多、性 能最好的白光0LED結構；b)單層發(fā)光結構一相對多層發(fā)光方法，這種方法驅動電壓更低， 器件功率效率有潛力做得更高；c)垂直堆積結構一通過載流子生成層將不同顏色的發(fā)光 單元串聯(lián)起來，特點是發(fā)光量子效率高；d)微腔結構一利用有機材料發(fā)光光譜較寬的特 點可調制發(fā)光峰的位置，從而實現(xiàn)白光。(2)波長轉換法，也稱為下轉換法，其原理是在基底的一側制備發(fā)藍光的0LED，另 一側涂布轉換效率很高的色轉換層吸收部分藍光并轉換成橙色或紅色，經混合形成白光。 這類器件只包括一個發(fā)射藍光的發(fā)光層，不存在發(fā)光基團不同退化問題，所以顏色的穩(wěn)定 性較強；同時器件與色轉換層分開制備，降低了工藝要求，可控性強。波長轉換法制備的器 件，其性能取決于藍光0LED與光轉換效率。但是，目前藍光0LED發(fā)光效率相對較低，而且 部分藍光需要用于光轉換，不利于制備高效率白光0LED;而且，藍光器件壽命的問題也較 突出，有待提高；最后，光轉換層存在能量損耗，也將限制器件效率的提高。顏色混合法普遍存在的問題是各白光基色因為壽命不同將造成光顏色不穩(wěn)定，而 波長轉換法的應用則因為藍光器件在發(fā)光效率與穩(wěn)定性的問題受到限制。另外，這兩種方 法存在一個共同問題，即器件運行一段時間后，因為材料老化等問題出現(xiàn)顏色變化后，無法 進行色彩較正；而且這兩類器件的發(fā)光顏色是固定不可改變的。
發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種有機電致發(fā)光器件及其驅動方法，旨在解決目 前的有機電致發(fā)光器件的發(fā)光顏色無法校正、不可調的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種有機電致發(fā)光器件，包括依次排列的第一陰/ 陽復合電極、第一雙極性載流子傳輸層、第一發(fā)光層、載流子阻擋層、第二發(fā)光層、第二雙極 性載流子傳輸層和第二陰/陽復合電極。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種驅動如上所述的有機電致發(fā)光器件的方法，包括通過交流電壓驅動有機電致發(fā)光器件的步驟。本發(fā)明實施例提供的有機電致發(fā)光器件可精確控制器件的發(fā)光顏色，可較正色彩 變化，還可延長器件的使用壽命；同時，還可實現(xiàn)光顏色的連續(xù)調節(jié)，可分別實現(xiàn)兩種單色 光以及它們之間的混合光；當器件運行一段時間因為各發(fā)光基團老化產生顏色變化后，可 以調節(jié)交流電壓的參數(shù)進行較正，提高發(fā)光的顏色的穩(wěn)定性；采用交流電壓驅動器件還可 以釋放器件的過剩載流子，有利于提高器件壽命；另外，若采用互補的兩種光混合構成白光 時，藍光無需傳遞能量給互補色，全部用于白光發(fā)射，有助于器件的高效發(fā)光。
圖1是本發(fā)明實施例提供的有機電致發(fā)光器件的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例中，采用交流電壓驅動有機電致發(fā)光器件實現(xiàn)光混合，可以通過改 變電壓參數(shù)使發(fā)光顏色可調，最終產生白光或其他顏色的光。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的有機電致發(fā)光器件的結構，為了便于描述，僅示 出了與本發(fā)明相關的部分。參照圖1，有機電致發(fā)光器件由第一陰/陽復合電極1、第一雙極性載流子傳輸層 2、第一激子限制層3、第一發(fā)光層4、載流子阻擋層5、第二發(fā)光層6、第二激子限制層7、第二 雙極性載流子傳輸層8、第二陰/陽復合電極9等功能層依次排列構成，其中，載流子阻擋 層5屬單極性(電子或空穴)傳輸層，根據驅動電壓的極性調控激子形成區(qū)域，實現(xiàn)雙向發(fā)光。第一陰/陽復合電極1和9可以是由兩種或多種材料構成的雙層或多層薄膜，也 可以是由兩種或多種無機材料和有機材料摻雜或互混構成的摻雜體系薄膜。在雙層或多層 的復合電極，其每個單層可以是由一種材料構成的單層，也可以是由兩種或多種材料摻雜 或互混構成的摻雜體系薄膜，即通過混合組成材料方法制備；復合電極可以是摻雜或互混 幾種材料制成單一電極，同時作為陰極和陽極，也可以利用掩膜技術分別制備陰極和陽極， 最后覆蓋共同金屬層，構成復合電極。第一陰/陽復合電極1和9的材料種類可以相同也可 以不同，可以是透明、半透明、不透光。第一陰/陽復合電極1和9使用的金屬包括金、銀、 鋁、鎂、銦、錫、鎵、鈣、銫、鋰，使用的無機材料包括商化物、堿金屬化合物、氧化物。第一雙極性載流子傳輸層2和8結構和材料可以相同也可以不同，可以是一種有 機材料構成的單一薄膜，也可以是由兩種或多種材料摻雜或互混構成的摻雜體系薄膜。第一激子限制層3和7可以是由一種有機材料構成的單層，也可以是由兩種或三 種有機材料構成的雙層或三層；每一層既可以是一種有機材料構成的單一薄膜，也可以是 由兩種或多種有機材料摻雜或互混構成的有機摻雜體系薄膜層。第一激子限制層3和7具 有與第一發(fā)光層4和第二發(fā)光層6相當或者更寬的禁帶寬度，可以使用也可以不使用。第一發(fā)光層4和第二發(fā)光層6可以是由一種有機材料構成的單層，也可以是由兩種或三種有機材料構成的雙層或三層發(fā)光層；第一發(fā)光層4和第二發(fā)光層6既可以是由單 純的有機材料構成的單質發(fā)光層薄膜，也可以是由兩種或三種有機材料摻雜或互混構成的 混合發(fā)光層；第一發(fā)光層4和第二發(fā)光層6可以為熒光或磷光發(fā)光層，發(fā)光顏色可以相同， 也可以不同。載流子阻擋層5的厚度為Inm-lOOnm，可以是電子阻擋層也可以是空穴阻擋層。電 子阻擋層屬低電子遷移率材料或者具有較大親和勢材料，包括有機空穴傳輸材料、有機寬 帶隙材料、低電子遷移率無機材料；空穴阻擋薄層屬低空穴遷移率材料或者具有較大離化 勢材料，包括有機電子傳輸材料、有機寬帶隙材料、低空穴遷移率無機材料。載流子阻擋層5 由與有機電致發(fā)光器件制備工藝兼容的真空鍍膜方法制備，包括真空熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、 激光閃蒸、濺射、分子束外延的制備方法，也可以通過旋涂甩膜方法制備。作為電子阻擋層 時，根據驅動電壓的極性將電子限制在第一發(fā)光層4或第二發(fā)光層6 ；作為空穴阻擋層時， 根據驅動電壓的極性將空穴限制在第一發(fā)光層4或第二發(fā)光層6。上述的功能層中的第一雙極性載流子傳輸層2、第一激子限制層3、第一發(fā)光層4、 載流子阻擋層5、第二發(fā)光層6、第二激子限制層7、第二雙極性載流子傳輸層8等可以是由 可真空蒸發(fā)鍍膜的有機小分子薄膜材料構成，也可以是由可旋涂、澆鑄、提拉、印刷的高分 子聚合物薄膜材料構成。上述所有的功能層(1到9)的構成可以單種材料，也可以是兩種或超過兩種材料 的混合或者摻雜，其特征是由與有機電致發(fā)光器件制備工藝兼容的真空鍍膜方法制備，包 括真空熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、激光閃蒸、濺射、分子束外延的制備方法，也可以是通過旋涂甩 膜方法制備。下面選取上述內容中列舉出的一些材料和工藝為例來說明制備此有機電致發(fā)光 器件的流程，應當理解實際應用中不限于下面列舉出的步驟步驟1 首先在經過清洗的IT0 (氧化銦錫)導電玻璃電極基底上用真空熱蒸發(fā)鍍 膜的方法蒸鍍上一層厚度為5nm的銀薄膜，再蒸鍍一層2nm的Mo03和Cs2C03的互混膜，混 合比例是1 1，構成透明的第一陰/陽復合電極1 ；步驟2 接著蒸鍍厚度為30nm的芳香二胺類衍生物TPD和8羥基喹啉鋁Alq的混 合膜(混合比例是1 1)，構成第一雙極性載流子傳輸層2;步驟3 然后蒸鍍厚度為lOnm的芳香二胺類衍生物TPD和唑類衍生物TPBI的混 合膜(混合比例是1 1)，構成第一激子限制層3 ；步驟4 再蒸鍍一層lOnm厚度的8羥基喹啉鋁Alq作為第一發(fā)光層4 ；步驟5 接著蒸鍍lOnm厚度的唑類衍生物TPBI作為載流子阻擋層5 (空穴阻擋 層)；步驟6 再蒸鍍一層lOnm厚度摻雜1 %紅光染料DCM的8羥基喹啉鋁Alq薄膜作 為第二發(fā)光層6;步驟7 然后蒸鍍厚度為lOnm的芳香二胺類衍生物TPD和唑類衍生物TPBI的混 合膜(混合比例是1 1)，構成第二激子限制層7 ；步驟8 接著蒸鍍厚度為30nm的芳香二胺類衍生物TPD和8羥基喹啉鋁Alq的混 合膜(混合比例是1 1)，構成第二雙極性載流子傳輸層8;步驟9 最后用真空熱蒸發(fā)鍍膜的方法蒸鍍上一層2nm的Mo03和Cs2C03的互混膜(混合比例是1 1)，再蒸鍍一層厚度為lOOnm的A1薄膜，構成反射第二陰/陽復合電極 9。對該器件用交流電源驅動，當?shù)谝魂?陽復合電極1和第二陰/陽復合電極9分 別作為正電極和負電極使用時，器件發(fā)Alq綠光，當?shù)谝魂?陽復合電極1和第二陰/陽復 合電極9分別作為負電極和正電極使用時，器件發(fā)DCM紅光。本發(fā)明實施例還提供了 一種有機電致發(fā)光器件的驅動方法，即通過交流電壓驅動 有機電致發(fā)光器件，使第一陰/陽復合電極1和9交替作為正、負電極使用，并且還可以調 節(jié)交流電壓的參數(shù)來達到調整發(fā)光顏色的目的，如正、反向電壓的數(shù)值比和持續(xù)的時間比， 當分別實現(xiàn)兩種單色光以及它們之間的混合光，即當?shù)谝魂?陽復合電極1和9為正、負電 極時，產生一種單色光，當?shù)谝魂?陽復合電極1和9為負、正電極時，產生另一種單色光， 若上述兩種光顏色互補(藍光和紅光，或者藍光和黃光)，則當調節(jié)交流電壓的參數(shù)至某一 確定值時，可由上述兩種單色光混合成白光。本發(fā)明實施例提供的有機電致發(fā)光器件可精確控制器件的發(fā)光顏色，可較正色彩 變化，還可延長器件的使用壽命；同時，還可實現(xiàn)光顏色的連續(xù)調節(jié)，可分別實現(xiàn)兩種單色 光以及它們之間的混合光；當器件運行一段時間因為各發(fā)光基團老化產生顏色變化后，可 以調節(jié)正、反向電壓比和時間比進行較正，提高發(fā)光的顏色的穩(wěn)定性；采用交流電壓驅動器 件還可以釋放器件的過剩載流子，有利于提高器件壽命；另外，采用互補的兩種光混合構成 白光時，藍光無需傳遞能量給互補色，全部用于白光發(fā)射，有助于器件的高效發(fā)光。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種有機電致發(fā)光器件，其特征在于，包括依次排列的第一陰/陽復合電極、第一雙極性載流子傳輸層、第一發(fā)光層、載流子阻擋層、第二發(fā)光層、第二雙極性載流子傳輸層和第二陰/陽復合電極。
2.如權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，還包括位于所述第一雙極性載流子傳輸層和所述第一發(fā)光層之間的第一激子限制層；以及位于所述第二雙極性載流子傳輸層和所述第二發(fā)光層之間的第二激子限制層。
3.如權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第一陰/陽復合電極與所 述第二陰/陽復合電極為透明、半透明或不透光的材料。
4.如權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第一陰/陽復合電極與所 述第二陰/陽復合電極為通過混合組成材料方法制備而成的由兩種或多種材料構成的雙 層或多層薄膜。
5.如權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第一陰/陽復合電極與所 述第二陰/陽復合電極為通過掩膜技術分別制備各種材料而最終形成的復合電極。
6.如權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述載流子阻擋層為電子阻 擋層或空穴阻擋層；當作為電子阻擋層時，根據驅動電壓的極性將電子限制在所述第一發(fā) 光層或所述第二發(fā)光層；當作為空穴阻擋層時，根據驅動電壓的極性將空穴限制在所述第 一發(fā)光層或所述第二發(fā)光層。
7.如權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件，其特征在于，所述第一發(fā)光層和所述第二 發(fā)光層為單質發(fā)光層或者混合發(fā)光層，所述混合發(fā)光層為熒光或者磷光發(fā)光層。
8.—種驅動如權利要求1至7任一項所述的有機電致發(fā)光器件的方法，其特征在于，包 括通過交流電壓驅動有機電致發(fā)光器件的步驟。
9.如權利要求8所述的驅動方法，其特征在于，還包括調節(jié)所述交流電壓參數(shù)的步驟。
10.如權利要求9所述的驅動方法，其特征在于，所述調節(jié)所述交流電壓參數(shù)的步驟具 體為調節(jié)正、反向電壓的數(shù)值比和/或持續(xù)的時間比。
全文摘要
本發(fā)明適用于發(fā)光元器件領域，提供了一種有機電致發(fā)光器件及其驅動方法，有機電致發(fā)光器件包括依次排列的第一陰/陽復合電極、第一雙極性載流子傳輸層、第一發(fā)光層、載流子阻擋層、第二發(fā)光層、第二雙極性載流子傳輸層和第二陰/陽復合電極。本發(fā)明提供的有機電致發(fā)光器件可精確控制器件的發(fā)光顏色，還可延長器件的使用壽命；同時，還可實現(xiàn)光顏色的連續(xù)調節(jié)，可分別實現(xiàn)兩種單色光以及它們之間的混合光；當器件運行一段時間因為各發(fā)光基團老化產生顏色變化后，可以調節(jié)交流電壓的參數(shù)進行較正，提高發(fā)光的顏色的穩(wěn)定性；采用交流電壓驅動器件還可以釋放器件的過剩載流子，有利于提高器件壽命。
文檔編號H01L51/56GK101800291SQ20091010834
公開日2010年8月11日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權日2009年6月19日
發(fā)明者連加榮 申請人:深圳大學