一種OLED器件及OLED器件的制作方法與流程

本發明涉及有機電致發光器件領域，尤其涉及一種電致發光和光電轉換的雙功能的oled器件及oled器件的制作方法。

背景技術：

有機光電子器件越來越受到人們的關注，尤其是有機電致發光器件(英文全稱為organiclight-emittingdiode，簡稱為oled)，因其具有固態發光、視角寬、色域廣、功耗低、響應速度快、耐高低溫、輕薄可卷曲等一系列優異特性，適用在當今世界低碳環保、綠色生活的要求，并已廣泛應用于平板顯示和固態照明等日常生產和生活的各個領域。

近年來，使用oled屏的可穿戴式電子設備越來越受到消費者的喜愛，如智能手表、智能手環、智能眼鏡等。這類設備都有一個共同的特點，即功能集成度高，除了顯示信息外，通常還要實現其他實用功能，而這些實用功能通常是在終端中集成其他組部件來實現，不利于縮減終端的體積。

另外，傳統的有機光電子器件也存在一些問題：傳統的有機光電子器件的功能單一，不利于形成全有機柔性集成電路，比如傳統的oled只具備電致發光功能，而不具備光電轉換功能。

故，有必要提供一種oled器件及oled器件的制作方法，以解決現有技術所存在的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種oled器件及oled器件的制作方法，可以同時在一個器件中實現電致發光和光電轉換的功能。

本發明提供一種oled器件，其包括：基板、及依次設置在所述基板上的第一電極層、電子注入層、電子傳輸層、光活性層、空穴傳輸層以及第二電極層；其中，

所述光活性層包括激子調控層以及活性材料層，所述活性材料層的材料包括：鈣鈦礦材料及小分子發光材料，且所述小分子發光材料的摻雜摩爾比為0.1％-15％。

在本發明的oled器件中，所述激子調控層的材料為電子傳輸型材料，所述電子傳輸型材料的能級介于所述電子傳輸層的材料的能級與所述活性材料層的材料的能級之間，且所述激子調控層位于所述電子傳輸層與所述活性材料層之間。

在本發明的oled器件中，所述激子調控層的材料為空穴傳輸型材料，所述空穴傳輸型材料的能級介于所述空穴傳輸層的材料的能級與所述活性材料層的材料的能級之間，且所述激子調控層位于所述空穴傳輸層與所述活性材料層之間。

在本發明的oled器件中，所述鈣鈦礦材料是化學式為abx3的材料，其中，a代表有機銨基團；b代表第四主族金屬或過渡金屬；x代表一元鹵族元素或多元鹵族元素的組合。

在本發明的oled器件中，所述小分子發光材料為熒光材料或磷光材料。

依據本發明的上述目的，還提供一種oled器件的制作方法，其包括：在基板上依次形成第一電極層、電子注入層、電子傳輸層、光活性層、空穴傳輸層以及第二電極層；其中，

所述光活性層包括激子調控層以及活性材料層，所述活性材料層的材料包括：鈣鈦礦材料及小分子發光材料，且所述小分子發光材料的摻雜摩爾比為0.1％-15％。

在本發明的oled器件的制作方法中，當所述激子調控層的材料為電子傳輸型材料時，所述電子傳輸型材料的能級介于所述電子傳輸層的材料的能級與所述活性材料層的材料的能級之間，形成所述光活性層的步驟，包括：

在所述電子傳輸層上形成所述激子調控層；

在所述激子調控層上形成所述活性材料層。

在本發明的oled器件的制作方法中，當所述激子調控層的材料為空穴傳輸型材料時，所述空穴傳輸型材料的能級介于所述空穴傳輸層的材料的能級與所述活性材料層的材料的能級之間，形成所述光活性層的步驟，包括：

在所述電子傳輸層上形成所述活性材料層；

在所述活性材料層上形成所述激子調控層。

在本發明的oled器件的制作方法中，所述鈣鈦礦材料是化學式為abx3的材料，其中，a代表有機銨基團；b代表第四主族金屬或過渡金屬；x代表一元鹵族元素或多元鹵族元素的組合。

在本發明的oled器件的制作方法中，所述小分子發光材料為熒光材料或磷光材料。

本發明的oled器件及oled器件的制作方法，通過在oled器件中使用激子調控層和活性材料層組成的光活性層，該活性材料層的材料包括：鈣鈦礦材料及小分子發光材料，從而實現在同一個器件中實現電致發光和光電轉換的功能，大大提高了器件的功能集成度，縮短了制程時間，大幅縮減制造成本，并且可以顯著提高器件的電致發光性能。

為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下：

附圖說明

下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式詳細描述，將使本發明的技術方案及其它有益效果顯而易見。

圖1為本發明優選實施例提供的oled器件的第一結構示意圖；

圖2為本發明優選實施例提供的oled器件的第二結構示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

參閱圖1、圖2，圖1為本發明優選實施例提供的oled器件的第一結構示意圖；圖2為本發明優選實施例提供的oled器件的第二結構示意圖。如圖1、圖2所示，本發明的oled器件10，其包括：基板101、及依次設置在基板101上的第一電極層102、電子注入層103、電子傳輸層104、光活性層105、空穴傳輸層106以及第二電極層107，其中，該光活性層105包括激子調控層1051以及活性材料層1052，該活性材料層1052的材料包括：鈣鈦礦材料及小分子發光材料，且該小分子發光材料的摻雜摩爾比為0.1％-15％。

如圖1所示，當該激子調控層1051采用的材料為電子傳輸型材料時，應使該電子傳輸型材料的能級介于電子傳輸層104的材料的能級與活性材料層1052的材料的能級之間，且激子調控層1051位于電子傳輸層104與活性材料層1052之間。

如圖2所示，當該激子調控層1051的材料為空穴傳輸型材料時，應使該空穴傳輸型材料的能級介于空穴傳輸層106的材料的能級與活性材料層1052的材料的能級之間，且激子調控層1051位于空穴傳輸層106與活性材料層1052之間。

本優選實施例的oled器件10可以根據激子調控層采用的材料設置光活性層105中激子調控層1051和活性材料層1052在該oled器件10中的位置，從而進一步提高oled器件10的電致發光和光電轉換功能的效果。

本優選實施例的oled器件10通過使用鈣鈦礦材料、小分子發光材料以及激子調控層材料組成的活性層105，可以同時在一個器件中實現電致發光和光電轉換的功能。

具體地，該oled器件10工作原理如下：當施加在第二電極層107上的電位比施加在第一電極層102上的電位高時，空穴從第二電極層107上經空穴傳輸層106后到達光活性層105且電子從第一電極層102經電子注入層103和電子傳輸層104后到達光活性層105進行復合形成激子，激子失活輻射發光，該器件此時處于電致發光模式；當施加在第二電極層107上的電位比施加在第一電極層102上的電位低時，此時在外界特定波段的光的照射下，光活性層105中產生激子，激子在第一電極層102與第二電極層107形成的電場的作用下，分離形成空穴和電子，空穴經空穴傳輸層106傳至第二電極層107，電子經電子傳輸層104和電子注入層103傳至第一電極層102，從而形成電流，該器件此時處于光電轉換模式。

下面對苯優選實施例中每一層結構中采用的材料進行詳細的說明，本領域技術人員可根據需要合理選擇每一層結構中使用的材料。

該鈣鈦礦材料是化學式為abx3的材料，其中，a代表有機銨基團；b代表第四主族金屬或過度金屬；x代表一元鹵族元素或多元鹵族元素的組合。進一步的，a可以為烷基胺、芳香胺和二胺中的任意一種；b可以是第四主族金屬pb、ge、sn中的任意一種，也可以是過渡金屬cu、ni、co、fe2、mn、eu中的任意一種；x是一元鹵族元素cl、br和i中的任意一種，x也可以是多元鹵族元素的組合，具有如下結構通式：clxbryiz，其中，x+y+z＝3，本優選實施例的oled器件的發光光色以及光電轉換的對應波段可以通過選擇活性材料來調節，本領域技術人員可根據需要合理選擇鈣鈦礦材料。優選的，該鈣鈦礦材料為ch3nh3pbbr3。

該小分子發光材料可以為熒光材料或磷光材料，并且該小分子發光材料在光活性層中的摩爾比介于0.1％-15％之間。

該基板可以是透明基板、玻璃基板或柔性基板，柔性基板采用聚酯類、聚酰亞胺類化合物中的一種材料。

該第一電極層采用鋰、鎂、鈣、鍶、鋁、銦等功函數較低的金屬或它們與銅、金、銀的合金，或金屬與金屬氟化物交替形成的電極層，如，依次的mg:ag合金層與ag層、依次的氟化鋰或氮化鋰層與ag層、依次的氟化鋰或氮化鋰層與al層。也可以采用無機材料ito、fto，或透明導電聚合物pedot：pss、pani中的一種。

該電子注入層為石墨烯、碳納米管、zno、tio2、cs2co3中的一種。

該電子傳輸層可以是4,7-二苯基-1,10-菲羅啉(bphen)、1,3,5-三(n-苯基苯并咪唑-2-基)苯(tpbi)、浴銅靈(bcp)、三(8-羥基喹啉)鋁(alq3)中的一種。

該空穴傳輸層為芳香族二胺類化合物、芳香族三胺類化合物、咔唑類化合物、三苯胺類化合物、呋喃類化合物、螺形結構化合物、聚合物材料中的任意一種。

該第二電極層采用銅、金、銀等功函數較高的金屬或它們的合金，或金屬與金屬氧化物交替形成的電極層，如ito/ag/ito。也可以采用無機材料ito，或透明導電聚合物pedot：pss、pani中的一種。

本發明的oled器件，通過在oled器件中使用激子調控層和活性材料層組成的光活性層，該活性材料層的材料包括：鈣鈦礦材料及小分子發光材料，從而實現在同一個器件中實現電致發光和光電轉換的功能，大大提高了器件的功能集成度，縮短了制程時間，大幅縮減制造成本，并且可以顯著提高器件的電致發光性能。

本發明還提供一種oled器件的制作方法，其包括在基板上依次形成第一電極層、電子注入層、電子傳輸層、光活性層、空穴傳輸層以及第二電極層；其中，光活性層包括激子調控層以及活性材料層，活性材料層的材料包括：鈣鈦礦材料及小分子發光材料，且小分子發光材料的摻雜摩爾比為0.1％-15％。

當激子調控層的材料的能級介于電子傳輸層的材料的能級與活性材料層的材料的能級之間時，形成光活性層的步驟，包括：在電子傳輸層上形成激子調控層；在激子調控層上形成活性材料層。

當激子調控層的材料的能級介于空穴傳輸層的材料的能級與活性材料層的材料的能級之間時，形成光活性層的步驟，包括：在電子傳輸層上形成活性材料層；在活性材料層上形成激子調控層。

在制造oled器件時，基板可采用玻璃基板，第一電極層可采用ito，電子注入層可采用zno，電子傳輸層可采用1,3,5-三(n-苯基苯并咪唑-2-基)苯(tpbi)，活性材料層可采用摻雜小分子發光材料的ch3nh3pbbr3，激子調控層可采用4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(tcta)，空穴傳輸層可采用n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-聯苯-4,4'-二胺，第二電極層可采用au。

具體地，首先，將涂布了ito透明導電層的玻璃基板在商用清洗劑中超聲處理，在去離子水中沖洗，在異丙醇溶劑中超聲，在潔凈環境下烘烤至完全除去水分，然后用紫外光和臭氧清洗，并用低能氧等離子體轟擊表面；

隨后將zno前驅體溶液通過旋涂的方式制備在上述基板上，然后在空氣中200℃退火1h，形成電子注入層。

接著，把上述帶有電子注入層的玻璃基板置于真空腔內，抽真空至2×10-4pa以下，在上述電子注入層上真空蒸鍍tpbi作為電子傳輸層，蒸鍍速率為0.1nm/s，蒸鍍厚度為20nm；

然后將上述基板移至手套箱，預先將一定比例的小分子發光材料溶解于ch3nh3pbbr3溶液中，旋涂摻雜小分子發光材料的ch3nh3pbbr3溶液，然后90℃退火10min，形成活性材料層，然后將基板移至真空腔內蒸鍍制備激子調控層tcta，蒸鍍速率為0.05nm/s，厚度為5nm，從而形成光活性層；

最后，在光活性層之上蒸鍍npb作為空穴傳輸層，蒸鍍速率為0.1nm/s，蒸鍍膜厚為30nm；在空穴傳輸層之上蒸鍍au作為第二電極層，蒸鍍厚度為100nm。

另外，在制作oled器件時，基板可采用玻璃基板，第一電極層可采用ito，電子注入層可采用zno，電子傳輸層可采用1,3,5-三(n-苯基苯并咪唑-2-基)苯(tpbi)，活性材料層可采用摻雜小分子發光材料的ch3nh3pbbr3，激子調控層可采用浴銅靈(bcp)，空穴傳輸層可采用n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-聯苯-4,4'-二胺(npb)，第二電極層可采用au。

具體地，首先，將涂布了ito透明導電層的玻璃基板在商用清洗劑中超聲處理，在去離子水中沖洗，在異丙醇溶劑中超聲，在潔凈環境下烘烤至完全除去水分，然后用紫外光和臭氧清洗，并用低能氧等離子體轟擊表面；

隨后將zno前驅體溶液通過旋涂的方式制備在上述基板上，然后在空氣中200℃退火1h，形成電子注入層。

接著，把上述帶有電子注入層的玻璃基板置于真空腔內，抽真空至2×10-4pa以下，在上述電子注入層上真空蒸鍍tpbi作為電子傳輸層，蒸鍍速率為0.1nm/s，蒸鍍厚度為20nm；

然后，蒸鍍制備激子調控層bcp，蒸鍍速率為0.05nm/s，厚度為5nm；隨后將上述基板移至手套箱，預先將一定比例的小分子發光材料溶解于ch3nh3pbbr3溶液中，旋旋涂摻雜小分子發光材料的ch3nh3pbbr3溶液，然后90℃退火10min，形成活性材料層，最終形成光活性層5；

最后，在光活性層5之上蒸鍍npb作為空穴傳輸層6，蒸鍍速率為0.1nm/s，蒸鍍膜厚為30nm；在空穴傳輸層6之上蒸鍍au作為第二電極層7，蒸鍍厚度為100nm。

本發明的oled器件的制作方法中形成的oled器件與上述實施例描述的oled器件一致，具體可參照上述oled器件的優選實施例的描述，在此不再贅述。

本發明的oled器件及oled器件的制作方法，通過在oled器件中使用激子調控層和活性材料層組成的光活性層，該活性材料層的材料包括：鈣鈦礦材料及小分子發光材料，從而實現在同一個器件中實現電致發光和光電轉換的功能，大大提高了器件的功能集成度，縮短了制程時間，大幅縮減制造成本，并且可以顯著提高器件的電致發光性能。

綜上，雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例并非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護范圍以權利要求界定的范圍為準。