CN100461491C - 带有复合加速层的单发光材料的白光器件 - Google Patents

带有复合加速层的单发光材料的白光器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有复合加速层的单发光材料的白光器件，它可作液晶平板显示的背光源，也可用于照明。它是在透明导电玻璃(1)的导电层ITO上，制备有机物为PEDOT:PSS的阳极修饰层(2)；在有机聚合物为MEH-PPV的发光层(3)上制备复合加速层SiO2(4)和ZnS(5)。利用电致发光的电子空穴注入发光和固态阴极射线的碰撞激发的两种方式实现430nm和580nm的发光，其混合光的色坐标在(x＝0.33，y＝0.33)，是较好的白光。这种器件的特点，是两种发光在一层发光层上激发产生，且通过复合加速层(4)、(5)提高固态阴极射线的电子注入，并在电压控制下，调节两种430nm和580nm的光强比，实现白光。

Description

带有复合加速层的单发光材料的白光器件
技术领域
本发明一种是带有复合加速层的单发光材料的白光器件，它可以作为液晶平板显示的背光源，也可以用于照明。
背景技术
有机电致白光器件是近年来国际上的一个研究热点.它不仅可以作为液晶显示的背光源，还可以用作固态发光器件，与成熟、廉价的器件如白炽灯相竞争，成为有机电致白光领域新的生长点。而高效率一直是有机电致发光器件所追求的重要目标之一。因为器件效率不仅体现了器件的能量转化能力也是影响稳定性和寿命的重要因素之一，而稳定性及寿命恰恰是有机电致发光器件能否市场化的最重要的因素。有机电致发光器件的效率除了取决于载流子的注入平衡、激子的辐射复合效率以及光输出效率外，最根本的还是取决于发光材料本身的发光效率。近几年在发光方式上的一个突破性的进展是ZL01 1 20505.9，发明名称是：“固态阴极射线发光器件”的发明，它的原理是在电场下，电子在加速层(通常为无机SiO2或ZnS层)中加速，成为过热电子。当过热电子能量足够高时，它能引起发光中心的激发和离化，发光中心激发态上的电子就可以回到基态而发光。将这种分层优化结构应用于有机电致发光中，就发现了固态阴极射线。这种发光从机理上讲，固态阴极射线的效率可以突破有机电致发光中单线态发光最大效率(25％)的极限，并小于它的光致发光效率。因为它是一种全新的激发方式。过热电子碰撞发光层时，使一个最高被占用分子轨道上(HOMO)的电子激发到最高被占用分子轨道(LUMO)上，同时在HOMO上留下一个自旋相反的空穴，二者自然形成一个单线态激子，而不会形成三线态激子。所以从理论上讲，这种激发方式的发光效率可以与光致发光相同。然而，过热电子有一个能量分布，不是所有的经过加速后的电子都具有足够的能量激发发光层，所以实际上，其发光效率要比光致发光小一些。另外，产生固态阴极射线的过热电子数量较少的问题还没有完全解决。
目前制备有机白光电致发光器件的方法主要有三种，即：
(1)染料掺杂聚合物或聚合物共混电致发光器件
将红绿蓝三种发光燃料同时掺杂到聚合物母体中(如聚乙烯咔唑)，不同发光颜色的聚合物共溶到一种溶剂中，通过旋涂的办法制备白光发光器件，实现白光发射。但是这些器件的白光都是靠不同材料的发光混合而成，其发光方式是一样的，因此对材料的要求很严格。
(2)微腔结构白光发光器件
利用有机电致发光光谱比较宽的特点，采用微腔的办法，使其分别产生不同颜色的光，组合成白光。其缺点是工艺比较复杂。
(3)多层白光器件
将各色荧光染料用蒸镀的方法逐层堆积到一起。利用激子的能量传递实现白光发射。这种结构要求发光材料的能带匹配十分严格，而且色度不易调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，
本发明通过将复合加速层和导电高分子材料聚二氧乙基噻吩-聚对苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)阳极修饰层加入到经典单层固态阴极射器件中，并以交流电压作为控制，激发发光层[2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑](MEH-PPV)，实现固态阴极射射线和电致发光混合的白光输出。其中复合加速层将两种加速层材料SiO2和ZnS相结合，利用SiO2良好的加速特性和ZnS良好的电子注入特性，形成新型的复合加速层，有效的提高固态阴极射线的发光强度。其采用的PEDOT:PSS作为器件的阳极修饰层，改善电极与发光层的有效接触和界面特性，提高有机电致发光的空穴注入。通过电压控制固态阴极射线(碰撞发光层发光(430nm))和有机电致发光(电子空穴复合发光(580nm))两种光的光强，混合为白光。色坐标(x＝0.33，y＝0.33)。
本发明的技术方案是：
带有复合加速层的单发光材料的白光器件，该器件是在透明导电玻璃(1)的导电层ITO上，依次制备有机物为PEDOT:PSS的阳极修饰层(2)，膜厚度为40nm；有机聚合物为MEH-PPV的发光层(3)，膜厚度为100nm-150nm；无机加速层SiO2(4)，膜厚度为20nm和ZnS(5)，膜厚度为20nm，二者组成复合加速层和背电极(6)；依靠交流电场的激发，在一个发光层上，实现固态阴极射线的碰撞激发和有机电子空穴复合激发两种发光，混合出白光。
有机聚合物为MEH-PPV的发光层，是将有机聚合物溶于氯仿溶液，在阳极修饰层上旋涂成膜。
引入复合加速层和阳极修饰层，使得电子能量分布中更广域的电子都可以参与发光。(分为过热电子和非过热电子)在交流驱动下，过热电子碰撞发光层发光，而非过热电子与从阳极注入的空穴在发光层复合发光。实现电压控制两种发光的光强比例，从而混合得到白光。
本发明的有益效果是：充分利用电子能量分布中不同能量的电子，使更广域能量范围的电子其均能有参与发光过程，并且其发光产生于单发光材料MEH-PPV，并可以通过电压控制两种发光的光强比例。本发明由于复合加速层和阳极修饰层的引入，增强了电子(包括过热电子和非过热电子)和空穴的注入，器件的光强和效率都有了明显的提高。同时，本发明可以及时随背景光的变化，改变两种光(430nm和580nm)的配比，增强白光器件的适应性。
附图说明
图1带有复合加速层的单发光材料的白光器件结构图。
图2带有复合加速层的单发光材料的白光器件在不同电压时的光谱图。
图3带有复合加速层的单发光材料的白光器件在不同电压时的色座标图。
图中：透明导电玻璃1(具有透明导电层的ITO(氧化铟锡)的玻璃)，有机物PEDOT:PSS阳极修饰层2，有机聚合物MEH-PPV发光层3，SiO2加速层4和ZnS电子注入层5组成复合加速层，金属Al阴极6。
具体实施方式
如图1所示的带有复合加速层的单发光材料的白光器件，
该器件是在透明导电玻璃1的导电层ITO上，依次制备有机物为PEDOT:PSS的阳极修饰层2、有机聚合物为MEH-PPV的发光层3、无机加速层SiO2 4和ZnS 5，二者组成复合加速层和背电极6；依靠交流电场的激发，在一个发光层上，实现固态阴极射线的碰撞激发和有机电子空穴复合激发两种发光，混合出白光。
本发明所用材料和器件结构可表示为：ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/SiO2/ZnS/Al。
ITO导电玻璃的电阻为80Ω/□。
阳极修饰层2和发光层3是利用旋涂的方法制备的，旋涂时的转速为2000r/min。
MEH-PPV的发光层3，是将有机聚合物溶于浓度为4mg/mL的氯仿溶液中，在阳极修饰层2上旋涂成膜。
SiO2和ZnS纯度均为99.9％的薄膜是采用EVA450型电子束镀膜机制备的，系统的真空度保持在1.33×10-4Pa以内，沉底温度保持在160℃。沉淀速率为0.1nm/s，用石英震荡测厚仪检测薄膜的厚度。
器件的各层厚度如下：
 
器件 PEDOT:PSS MEH-PPV SiO<sub>2</sub> ZnS
ITO/MEH-PPV/SiO<sub>2</sub>/ZnS/Al 40nm 100nm 20nm 20nm
如图2所示的带有复合加速层的单发光材料的白光器件的在不同电压下的光谱，器件的光谱主要有两个峰位，短波峰和长波峰。(光谱中不同电压下的峰位移动，是因为两个峰位的叠加导致的。)。电子在加速层中的行为分为两种情况：1.低电压14V以下，电子没有倍增时，电子和空穴分别从阳极和阴极注入，并在有机层中传输，相遇后形成激子，激子复合发光，即长波峰。2.高电压14V以上，电子由于高场下发生倍增时，其过程是电子在电场中加速，成为过热电子。当过热电子能量足够高时，它能引起发光中心的激发和离化，发光中心激发态上的电子就可以回到基态而发光出现固态阴极射线，属于碰撞激发发光，即短波峰。影响加速层的加速效果的两个因素是电子加速和初电子源。有文献已经证明ZnS的电子注入作用强于SiO2。另外，初电子主要来自SiO2、ZnS、ZnS与SiO2的的界面。常用的加速层是SiO2和ZnS，并且考虑到SiO2的加速能力强于ZnS，本发明提出将ZnS和SiO2二者结合为复合加速层，以SiO2为主要加速层，ZnS为电子注入层。通过将其应用于直流单侧结构和交流夹层结构中，兼顾电子加速与电子注入的优点。如图2所示。其中短波峰的产生主要因素是过热电子，因此随着电压增强，过热电子数量增加，发光变强，并逐渐强于复合发光的长波峰。
如图3所示的带有复合加速层的单发光材料的白光器件在不同直流电压时的色坐标图，随着电压增加，色坐标从16V时的(0.38，0.31)到20V时的(0.33，0.33)到25V时的(0.32，0.34)，器件的色坐标随电压强度变化，其色坐标连线，20V时通过白光的色坐标(0.33，0.33)，可以得到良好的白光。
其中PEDOT:PSS阳极修饰层2主要作用在于促进长波峰的强度，复合加速层4、5主要在于提高短波峰的强度。
在通常的有机白光发光器件中，白光通常是不同发光物质，或者不同的掺杂发出几种基本颜色光混合为白光，其激发方式一样。而本发明的器件，采用的是同一个发光材料的不同激发方式(碰撞激发和电子空穴复合)。从而使得制作容易，制作成本下降。另外，常用的白光器件的各原色的光强比是一次性制备的，即制备后无法改变。而由于本发明的白光器件，可以通过电压控制两种发光的光强比例。能够及时随需要的变化，改变两种光(430nm和580nm)的配比，增强白光器件的可调性和适应性。其易于实施液晶显示器(LCD)，包括白光背光、滤色器、发光板。

Claims (2)

1.带有复合加速层的单发光材料的白光器件，该器件包括：透明导电玻璃(1)、有机聚合物为2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑的发光层(3)和背电极(6)，其特征在于，在透明导电玻璃(1)的导电层ITO上，制备有机物为聚二氧乙基噻吩-聚对苯乙烯磺酸的阳极修饰层(2)；在有机聚合物为2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑的发光层(3)上制备复合加速层为SiO2(4)和ZnS(5)；依靠交流电场的激发，在一个发光层上，实现固态阴极射线的碰撞激发和有机电子空穴复合激发两种发光，混合出白光。
2.根据权利要求1所述的带有复合加速层的单发光材料的白光器件，其特征在于：有机物为聚二氧乙基噻吩-聚对苯乙烯磺酸的阳极修饰层(2)的膜厚度为40nm；有机聚合物为2-甲氧基-5-(2′-乙烯基-己氧基)聚对苯乙烯撑的发光层(3)的膜厚度为100nm-150nm；复合加速层中SiO2(4)的膜厚度为20nm、ZnS(5)的膜厚度为20nm。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329128A (zh) * 2000-06-20 2002-01-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 稀土有机电致发光的新型白光发射材料
CN1558702A (zh) * 2004-01-14 2004-12-29 北京交通大学 一种无机/有机复合结构白色发光显示器
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329128A (zh) * 2000-06-20 2002-01-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 稀土有机电致发光的新型白光发射材料
CN1558702A (zh) * 2004-01-14 2004-12-29 北京交通大学 一种无机/有机复合结构白色发光显示器
US20060040132A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Eastman Kodak Company White OLED having multiple white electroluminescence units

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