CN102738401B - 一种双主体型红光有机电致发光器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双主体结构的红光发光层，按质量百分数所述双主体结构的红光发光层由10%至90%的第一主体材料和90%至10%的第二主体材料组成。其中，所述第一主体材料的电子迁移率10^-5至10^-3cm²/(V·s)，LUMO能级在2.6至3.0eV，HOMO能级在5.5至5.8eV；所述第二主体材料的电子迁移率10^-8至10^-5cm²/(V·s)，LUMO能级在2.8至3.4eV，HOMO能级在5.8至6.7eV。将本发明双主体结构的红光发光层应用于红光有机电致发光器件，提高了所述红光有机电致发光器件的驱动电压，将所述红光有机电致发光器件应用于AMOLED显示屏，得到屏体的白场坐标接近（033，033）。

Description

一种双主体型红光有机电致发光器件

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光器件，具体地涉及一种红光发光层采用双主体结构的红光有机电致发光器件。

背景技术

一般来说，有机电致发光显示器（以下称OLED）分为主动矩阵（以下称AMOLED）和被动矩阵（以下称PMOLED），PMOLED具有省电的优点，但反应慢，这样的特性适合照明应用，因此逐渐向照明领域发展；AMOLED则因为反应快速，非常适合应用于显示装置，AMOLED与传统液晶面板相较之下，色域更宽，已可达100%的NTSC色域；对比较高，是目前TN面板的十倍；视角较广，甚至可达180度。并且因为免背光、容易驱动等因素，也让采用的产品更为轻盈。因此，AMOLED所具有的自主发光、高对比度、高色域、低功耗等优点，使其被誉为下一代显示器。

为了使AMOLED的功耗更低、优势更为突出，就必须使用效率更高的磷光材料。但是磷光材料的寿命比荧光材料要短，对于蓝光而言，更是如此。因此，在目前的材料搭配中，一般红光和绿光采用磷光材料，而蓝光采用荧光材料。如此材料的搭配将造成驱动电压的差异。特别是红光和蓝光器件之间，红光在工作亮度下的电压是3.8V，蓝光在工作亮度下的电压是4.5V。由于标准的白场对红绿蓝三种颜色的比例有严格的要求，任何一种颜色的比例发生变化，均会导致白场发生移动。在4.5V的工作电压下，红光有机电致发光器件的亮度变亮高于白场平衡要求下的红光亮度，使得在白场中的红光的比例提高，进而导致屏体的白场向红光方向偏移。

中国专利文献CN101859879A公开了一种白色有机电致发光器件及其制备方法，该器件依次由ITO玻璃基板、缓冲层、空穴传输层、单主体蓝光层，双主体红光层、电子传输层和复合阴极构成。其中发光层由单主体蓝光层和具有双主体结构的红光层构成，并且蓝光层的主体和红光层主体之一采用同种材料，红光层主体的另一种材料与电子传输层所采用材料相同。这种结构的器件发光效率较高，且可以有效分散激子，加强载流子注入和传输平衡，抑制较高驱动电流下的色偏以及效率下降。但上述白色有机电致发光器件仅适合照明应用，不适用于全彩色显示；且该专利中红光发光层采用的是空穴型主体和电子型主体互相掺杂的方式制备而成。

发明内容

本发明的目的在于提高红光有机电致发光器件的电压，减少高驱动电压下红光有机电致发光器件的亮度，进而抑制AMOLED显示屏屏体白场的偏移。

为此，本发明采取的方案为：

一种双主体结构的红光发光层，按质量百分比所述双主体结构的红光发光层由10%-90%的第一主体材料和90%-10%的第二主体材料。其中，所述第一主体材料的电子迁移率10^-5至10^-3cm²/(Vq·s)，所述第二主体材料的电子迁移率10^-8至10^-5cm²/(V·s)。

在上述双主体结构的红光发光层中，按质量百分数所述第一主体材料的含量为30%-50%，所述第二主体材料的含量为50%-70%。

在上述双主体结构的红光发光层中，所述第一主体材料的电子迁移率为10^-3cm²/(V·s)至10^-4cm²/(V·s)。

在上述双主体结构的红光发光层中，所述第一主体材料的LUMO能级为2.6至3.0eV，所述第一主体材料的HOMO能级为5.5至5.8eV。

在上述双主体结构的红光发光层中，所述第一主体材料为双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍Bebq₂。

在上述双主体结构的红光发光层中，所述第二主体材料的电子迁移率为10^-6cm²/(V·s)至10^-8cm²/(V·s)。

在上述双主体结构的红光发光层中，所述第二主体材料的LUMO能级为2.8至3.4eV，所述第二主体材料能级为5.8至6.7eV。

在上述双主体结构的红光发光层中，所述第二主体材料的HOMO能级为双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝BAlq。

一种红光有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层，其特征在于，所述发光层为权利要求1-8任一所述的双主体结构的红光发光层。

一种有机电致发光显示屏，其特征在于，所述有机电致发光显示屏包括权利要求9所述的红光有机电致发光器件。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明的双主体结构的红光发光层中，第一主体材料具有较高的电子传输性能，第二主体材料具有较低的电子传输性能，两种不同电子传输性能的电子传输材料相互掺杂形成的红光发光层，可以通过调节两种主体材料的质量百分含量，来调节红光器件的驱动电压，以调节屏体的白场。

（2）本发明的红光有机电致发光器件中，双主体结构的红光发光层与空穴传输层（HTL）的HOMO能级存在较大的势垒，从而可以提高红光有机电致发光器件的驱动电压。

（3）本发明的红光有机电致发光器件的驱动电压为4.5V，屏体的白场在（0.33，0.33）左右。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的红光有机电致发光器件的结构示意图。

其中，附图标记为：

10-基板，20-阳极层，30-空穴注入层，40-空穴传输层，50-发光层，60-电子传输层，70-电子注入层，80-阴极层。

具体实施方式

图1为本发明的红光有机电致发光器件的结构示意图，所述有机电致发光器件包括基板10，阳极层20，空穴注入层30，空穴传输层40，发光层50，电子传输层60，电子注入层70和阴极层80。

所述基板10为玻璃板，其上面带有阳极。

所述阳极层20可以采用ITO或IZO，本发明优选ITO做阳极。

所述空穴注入层（HIL）30的基质材料为m-MTDATA。

所述空穴传输层（HTL）40的基质材料可以采用NPB。

所述发光层50为双主体结构的红光发光层。由质量百分比为10%-90%的第一主体材料和90%-10%第二主体材料组成。其中，所述第一主体材料的电子迁移率10^-5至10^-3cm²/(V·s)，所述第二主体材料的电子迁移率10^-8至10^-5cm²/(V·s)。

所述电子传输层60的基质材料为Bebq₂。

所述电子注入层70的基质材料为LiF。

所述阴极层80一般采用金属铝、银或Mg:Ag合金，本发明中选择铝。

本实施例中所述第一主体材料和所述第二主体材料均可以从化工市场上直接购得，其中BAlq的CAS登记号为146162-54-1，Bebq₂的CAS登记号为148896-39-3。

在本发明的实施例中提到的化学物质的结构式如下：

下面将给出若干实施例，并结合附图具体解释本发明的技术方案，应当注意的是，下面的实施例仅用于帮助理解本发明，而不是对本发明的限制。

实施例1

红光有机电致发光器件结构：

ITO/m-MTDATA(170nm)/NPB(15nm)/Bebq₂(x):Balq(y)(30nm):Ir(btp)2(acac)(6%)/Bebq₂(20nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)

所述红色有机电致发光器件的制备方法如下：

（1）处理基板

将涂布有ITO透明导电层的玻璃板在清洗剂中超声处理，并利用去离子水进行冲洗，从而完成对所述玻璃基板的清洗；然后在丙酮：乙醇混合溶剂中进行超声处理以除油；在洁净环境下烘干，然后用紫外光和臭氧清洗，并以低能阳离子束轰击表面，从而使所述玻璃板带有阳极。

（2）蒸镀发光单元层

①将带有阳极的玻璃基片置于真空腔内，抽真空至1×10^－5Pa，在上述阳极层膜上真空蒸镀4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺（m-MTDATA）作为空穴注入层（HIL），蒸镀速率为0.15nm/s，膜厚为170nm；

②在所述空穴注入层（HIL）上蒸镀15nm左右的NPB作为空穴传输层（HTL），蒸镀速率为0.15nm/s，膜厚为15nm;

③在所述空穴传输层（HTL）上以共蒸的形式真空蒸镀一层双主体结构的红光发光层，第一主体材料Bebq2和第二主体材料BAlq的添加比例如表1所示，蒸镀速率为0.1nm/s，总膜厚为30nm；

④在所述发光层（EML）上真空蒸镀一层Bebq₂作为电子传输层（ETL），其蒸镀速率为0.1nm/s，总膜厚为20nm；

⑤在所述电子传输层（ETL）上真空蒸镀电子注入层（LiF），蒸镀速率为膜厚为0.5nm；

⑥在所述电子注入层（LiF）上继续蒸镀Al层作为器件的阴极，其厚度为150nm。

表1本实施例中所述红光有机电器发光器件的性能数据

编号

Bebq2含量

BAlq含

电压

效率

CIEx

CIEy

		量
							对比例1	100%	0%	3.81	14.8	0.6567	0.3391
对比例2	0%	100%	5.27	12.07	0.6597	0.3358
							1	90%	10%	4.15	13.4	0.6536	0.3391
2	50%	50%	4.32	10.62	0.6582	0.3373
							3	30%	70%	4.41	11.53	0.6593	0.3367
4	10%	90%	5.1	12	0.6542	0.3404

在表1中第一主体材料Bebq₂的电子迁移率为1.5×10^-4cm²/(V·s)，LUMO能级为2.8eV，HOMO能级为5.5eV；第二主体材料BAlq的电子迁移率为3.08×10^-7cm²/(V·s)，LUMO能级为3.2eV，HOMO能级为6.1eV。将上述两种不同电子传输性能的材料按不同比例相互掺杂以共蒸的形式形成双主体结构的红光发光层，从结果来看，随着BAlq含量的增加，驱动电压逐步上升，这主要是因为BAlq的电子迁移率很低，需要很高的电压才能实现电子在发光层内部的传输，同时，由于BAlq的HOMO能级相对较深，增加了空穴从HTL向EML注入的势垒，提升了器件的驱动电压。但红光单色器件的CIE来看，BAlq含量的增加并没有对红光CIE的变化产生影响，说明BAlq的掺杂只会改变红光器件的驱动电压，而不会影响红光器件的色度。

全彩色AMOLED屏体的制备：

（1）基板处理

将已经制备好TFT阵列的玻璃基板用旋转清洗机清洗，并放置在烤箱中120°烘烤半小时，装入真空腔室，准备蒸镀OLED单元。

（2）蒸镀HIL和HTL层

待TFT基板准备好以后，用openmask蒸镀HIL和HTL层，其中HIL和HTL的材料分别为4,4',4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺（m-MTDATA）和NPB，厚度分别为170nm和15nm，蒸镀速率为0.15nm/s；

（3）蒸镀发光单元层

由于全彩显示屏体中的RGB像素是并列排布的，为了防止污染，在蒸镀RGB器件的时候一般采用shadowmask蒸镀，其中G和B采用标准器件结构，R分别为本实施例中红光有机电致发光器件中的红光发光层结构；

（4）蒸镀ETL层

待R/G/B的发光层全部蒸镀完毕后，在所述发光层（EML）上真空蒸镀一层Bebq₂作为电子传输层（ETL），其蒸镀速率为0.1nm/s，总膜厚为20nm；

（5）电子注入层(EIL)蒸镀

在所述电子传输层（ETL）上真空蒸镀电子注入层（LiF），蒸镀速率为膜厚为0.5nm；

(6)蒸镀阴极

在所述电子注入层（LiF）上继续蒸镀Al层作为器件的阴极，其厚度为150nm。

表2本实施例中全彩色AMOLED屏体的白场色坐标

编号	Bebq2含量	BAlq含量	CIEx	CIEy
					对比例1	100%	0%	0.40	0.46
对比例2	0%	100%	0.29	0.35
					1	90%	10%	0.35	0.37
2	50%	50%	0.34	0.33
					3	30%	70%	0.30	0.32

4

10%

90%

0.26

0.36

从表2中可以看出，当红光发光单元的BAlq的含量不断增加时，屏体白场的色坐标向理想的白场方向偏移，其中当BAlq的含量为50%时，屏体的白场为（0.34,0.33），接近理想白场（0.33，033），但当BAlq的含量进一步提高时，屏体白场偏向蓝绿光方向，主要是因为随着BAlq含量的增加，红光单元的电压升高，最终使得在相同的电压下，红光器件的发光亮度低于白场所要求的亮度，导致白场向蓝绿方向偏移。

通过以上实验，表明由采用本发明的具有双主体结构的红光发光层的红光有机致电发光器件制备形成的AMOLED显示屏屏体白场坐标接近（0.33，0.33）。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种双主体结构的红光发光层，其特征在于，按质量百分数所述双主体结构由以下两种材料组成：

第一主体材料10%至90%，所述第一主体材料为双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍Bebq₂；

第二主体材料90%至10%，所述第二主体材料为双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝BAlq；

所述第一主体材料的电子迁移率10^-5至10^-3cm²/(V·s)，所述第一主体材料的LUMO能级为2.6至3.0eV，所述第一主体材料的HOMO能级为5.5至5.8eV；

所述第二主体材料的电子迁移率10^-8至10^-5cm²/(V·s)；所述第二主体材料的LUMO能级为2.8至3.4eV,所述第二主体材料的HOMO能级为5.8至6.7eV；

所述双主体结构的红光发光层蒸镀在发光器件的空穴传输层上，蒸镀速率为0.1nm/s，总膜厚20nm。

2.根据权利要求1所述双主体结构的红光发光层，其特征在于，按质量百分数所述第一主体材料的含量为30%-50%，所述第二主体材料的含量为50%-70%。

3.根据权利要求2所述双主体结构的红光发光层，其特征在于，所述第一主体材料的电子迁移率为10^-3cm²/(V·s)至10^-4cm²/(V·s)。

4.根据权利要求1-3任一所述双主体结构的红光发光层，其特征在于，所述第二主体材料的电子迁移率为10^-6cm²/(V·s)至10^-8cm²/(V·s)。

5.一种红光有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层，其特征在于，所述发光层为权利要求1-4任一所述的双主体结构的红光发光层。

6.一种有机电致发光显示屏，其特征在于，所述有机电致发光显示屏包括权利要求5所述的红光有机电致发光器件。