CN102842680A - 有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种有机电致发光器件，包括依次层叠的导电基底、第一发光层、中间层、第二发光层及阴极，中间层由空穴传输材料和电子传输材料按照1∶2～1∶3的摩尔比混合而成。该有机电致发光器件的显色指数较为稳定。此外，还提供了一种有机电致发光器件的制备方法。

Description

有机电致发光器件及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种有机电致发光器件及其制备方法。

【背景技术】

有机电致发光器件是一种自发光器件，其具有低电压、高亮度、高视野角度等优点，从而在近年来得到了迅猛的发展。其中，白色有机电致发光器件可用于单色显示设备，照明光源和使用滤色器的全色显示设备等方面，为目前的研究热点。

传统的发白色光的有机电致发光器件采用多层结构，即采用红、绿和蓝三个发光层堆积的方法，通过混合三种基色光获得白光。然而，该有机电致发光器件外加电压发生变化时，光谱发射峰会发生变化，导致有机电致发光器件的显色指数不稳定。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种显色指数稳定的有机电致发光器件。

一种有机电致发光器件，包括依次层叠的导电基底、第一发光层、中间层、第二发光层及阴极，中间层由空穴传输材料和电子传输材料按照1∶2～1∶3的摩尔比混合而成。

在优选的实施例中，中间层的空穴传输材料选自4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺及苯基吗琳中的一种，中间层的电子传输材料选自1，2，4-三唑衍生物、N-芳基苯并咪唑及4，7-二苯基-1，10-菲罗啉中的一种。

在优选的实施例中，中间层的厚度为3nm～4nm。

在优选的实施例中，第一发光层由主体材料、红色客体材料和绿色客体材料掺杂而成，主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑、N，N′-二-(1-萘基)-N，N′-二苯基-(1，1′：4′，1″：4″，1″′-四联苯)-4，4″′-二胺基及苯基吗琳中的一种，红色客体材料选自二(苯并(f，h)-喹喔啉)乙酰丙酮合铱、双(2，4-二苯基喹啉-N，C2)乙酰丙酮合铱及二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱中的一种，绿色客体选自三(2-苯基吡啶)合铱及乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱中的一种。

在优选的实施例中，第一发光层中红色客体材料的质量百分含量为0.1％～2％，第一发光层中绿色客体材料的质量百分含量为7％～9％。

在优选的实施例中，第二发光层由主体材料及蓝色客体材料掺杂而成，主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑及N-芳基苯并咪唑中的一种，蓝色客体材料为双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱或双(4，6-二氟苯基吡啶)-四(1-吡唑基)硼酸合铱。

在优选的实施例中，第二发光层中蓝色客体材料的质量百分含量为7％～10％。

在优选的实施例中，空穴传输层的材料选自苯基吗琳、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺中的一种。

在优选的实施例中，电子传输层的材料选自8-羟基喹啉铝及4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝(III)中的一种。

此外，还有必要提供一种显色指数稳定的有机电致发光器件的制备方法。

一种有机电致发光器件的制备方法，其包括以下步骤：步骤一、提供一个导电基底；步骤二、在导电基底上形成空穴注入层；步骤三、在空穴注入层上形成空穴传输层；步骤四、在空穴传输层上形成第一发光层；步骤五、在第一发光层上形成中间层，中间层由空穴传输材料和电子传输材料按照1∶2～1∶3的摩尔比混合而成；及步骤六、在中间层上依次形成第二发光层、电子传输层、电子注入层及阴极。

上述有机电致发光器件及其制造方法，通过在第一发光层及第二发光层之间设置由空穴传输材料和电子传输材料混合而成的中间层，中间层能起到平衡载流子的作用，从而能消除因外加电压改变造成的单色光谱发射峰变化，保证显色指数的稳定。

【附图说明】

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一实施例的有机电致发光器件的结构示意图；

图2为一实施例的有机电致发光的制备方法的流程图；

图3为实施例一的有机电致发光器件的发光光谱图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1，一实施例的有机电致发光器件100，包括依次层叠的导电基底10、空穴注入层20、空穴传输层30、第一发光层40、中间层50、第二发光层60、电子传输层70、电子注入层80及阴极90。

导电基底10为铟锡氧化物(ITO)玻璃。导电基底10中ITO的厚度为100nm～150nm。

空穴注入层20形成于导电基底10一侧表面。空穴注入层20的材料选自MoO₃、WO₃及V₂O₅中的一种。空穴注入层20的厚度为10nm～15nm。

空穴传输层30形成于空穴注入层20远离导电基底10的一侧表面。空穴传输层30的材料选自苯基吗琳(NPB)及N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺(TPD)中的一种。空穴传输层30的厚度为40nm～60nm。

第一发光层40形成于空穴传输层30远离空穴注入层20的一侧表面。本实施方式中，第一发光层40为红绿色发光层。第一发光层40由主体材料、红色客体材料和绿色客体材料掺杂而成。主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)、N，N′-二-(1-萘基)-N，N′-二苯基-(1，1′：4′，1″：4″，1″′-四联苯)-4，4″′-二胺基(4P-NPD)及苯基吗琳(NPB)中的一种。红色客体材料选自二(苯并(f，h)-喹喔啉)乙酰丙酮合铱(Ir(DBQ)₂(acac))、双(2，4-二苯基喹啉-N，C2)乙酰丙酮合铱((PPQ)₂Ir(acac))及二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱(Ir(MDQ)₂(acac))中的一种，第一发光层40中红色客体材料的质量百分含量为0.1％～2％。绿色客体材料选自三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)₃)及乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)₂(acac))中的一种，第一发光层40中绿色客体材料的质量百分含量为7％～9％。第一发光层40的厚度为10nm～20nm。

中间层50形成于第一发光层40远离空穴传输层30的一侧表面。中间层50由空穴传输材料和电子传输材料按照1∶2～1∶3的摩尔比混合而成。空穴传输材料选自4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)及苯基吗琳(NPB)中的一种。电子传输材料选自1，2，4-三唑衍生物(如3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1，2，4-三唑(TAZ))、N-芳基苯并咪唑(TPBi)及4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(BPhen)中的一种。中间层50的厚度为3nm～4nm。

第二发光层60形成于中间层50远离第一发光层40的一侧表面。本实施例中，第二发光层60为蓝色发光层。第二发光层60由主体材料及蓝色客体材料掺杂而成。主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)及N-芳基苯并咪唑(TPBi)中的一种。蓝色客体材料为双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)或双(4，6-二氟苯基吡啶)-四(1-吡唑基)硼酸合铱(FIr6)。第二发光层60的厚度为5nm～10nm。

电子传输层70形成于第二发光层60远离中间层50的一侧表面。电子传输层70的材料选自8-羟基喹啉铝(Alq3)及4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝(III)(BAlq)中的一种。电子传输层70的厚度为20nm～80nm。

电子注入层80形成于电子传输层70远离第二发光层60的一侧表面。电子注入层80的材料选自CsF及LiF中的一种。电子注入层80的厚度为1nm～2nm。

阴极90形成于电子注入层80远离电子传输层70的一侧表面。阴极90的材料选自铝及银中的一种。可以理解，阴极90的材料不限于为铝或银，只要是低电阻材料即可。阴极90的厚度为80nm～200nm。

该有机电致发光器件100中的中间层50由空穴传输材料和电子传输材料混合而成，能起到平衡载流子的作用，从而能消除因外加电压改变造成的单色光谱发射峰变化，保证显色指数的稳定。

请同时参阅图2，一实施例的有机电致发光器件100的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S110，提供一个导电基底10，并去除导电基底10表面的有机污染物。该导电基底10为铟锡氧化物玻璃(ITO)。导电基底10洗洁精、乙醇、丙酮及纯水清洗以去除导电基底10表面的有机污染物。将导电基底10清洗干净后对导电基底10进行表面活化处理以增加导电表面层的含氧量，提高导电层表面的功函数。

步骤S120，在导电基底10上形成空穴注入层20。空穴注入层20的材料选自MoO₃、WO₃及V₂O₅中的一种。空穴注入层20由蒸镀形成，真空度为7×10^-5Pa～5×10^-5Pa，蒸发速度为

空穴注入层20的厚度为10nm～15nm。

步骤S130，在空穴注入层20上形成空穴传输层30。空穴传输层30的材料选自苯基吗琳(NPB)、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺(TPD)中的一种。空穴传输层30由蒸镀形成，真空度为5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度为

空穴传输层30的厚度为40nm～60nm。

步骤S140，在空穴传输层30上形成第一发光层40。第一发光层40为红绿色发光层。第一发光层40由主体材料、红色客体材料和绿色客体材料掺杂而成。主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)、N，N′-二-(1-萘基)-N，N′-二苯基-(1，1′：4′，1″：4″，1″′-四联苯)-4，4″′-二胺基(4P-NPD)及苯基吗琳(NPB)中的一种。红色客体材料选自二(苯并(f，h)-喹喔啉)乙酰丙酮合铱(Ir(DBQ)₂(acac))、双(2，4-二苯基喹啉-N，C2)乙酰丙酮合铱((PPQ)₂Ir(acac))及二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱(Ir(MDQ)₂(acac))中的一种，第一发光层40中红色客体材料的质量百分含量为0.1％～2％。绿色客体选自三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)₃)及乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)₂(acac))中的一种，第一发光层40中绿色客体材料的质量百分含量为7％～9％。第一发光层40由蒸镀形成，真空度为5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度为

第一发光层40的厚度为10nm～20nm。

步骤S150，在第一发光层40上形成中间层50。中间层50由空穴传输材料和电子传输材料按照1∶2～1∶3的摩尔比混合而成。空穴传输材料选自4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)及苯基吗琳(NPB)中的一种。电子传输材料选自1，2，4-三唑衍生物(如TAZ)、N-芳基苯并咪唑(TPBi)及4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(BPhen)中的一种。中间层50由蒸镀形成，真空度为5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度为

中间层50的厚度为3nm～4nm。

步骤S160，在中间层50上形成第二发光层60。第二发光层60为蓝色发光层，第二发光层60由主体材料及蓝色客体材料掺杂而成。主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)及N-芳基苯并咪唑(TPBi)中的一种。蓝色客体材料为双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)或双(4，6-二氟苯基吡啶)-四(1-吡唑基)硼酸合铱(FIr6)。第二发光层60由蒸镀形成，真空度为5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度为第二发光层60的厚度为5nm～10nm。

步骤S170，在第二发光层60上形成电子传输层70。电子传输层70的材料选自8-羟基喹啉铝(Alq3)及4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝(III)(BAlq)中的一种。电子传输层70由蒸镀形成，真空度为5×10^-5Pa～3×10^-5Pa，蒸发速度为

电子传输层70的厚度为20nm～80nm。

步骤S180，在在电子传输层70上形成电子注入层80。电子注入层80的材料选自CsF及LiF中的一种。电子注入层80由蒸镀形成，真空度为7×10^-5Pa～5×10^-5Pa，蒸发速度为电子注入层80的厚度为1nm～2nm。

步骤S190，在电子注入层80上形成阴极90。阴极90的材料选自铝及银中的一种。阴极90由蒸镀形成，真空度为7×10^-5Pa～5×10^-5Pa，蒸发速度为

阴极90的厚度为80nm～200nm。

该有机电致发光器件的制备方法，通过在第一发光层40及第二发光层60之间形成由空穴传输材料和电子传输材料混合而成的中间层，从而中间层能消除因外加电压改变造成的单色光谱发射峰变化，保证显色指数的稳定。

以下结合具体实施例对本发明提供的有机电致发光制备方法进行详细说明。

实施例一

将ITO玻璃制成的导电基底依次洗洁精、乙醇、丙酮及纯水进行超声波清洗，每次清洗5分钟，停止5分钟，且重复3次，然后再用红外烘箱烘干；对洗净后的导电基底进行表面活化处理以增加ITO表面层的含氧量，提高ITO表面的功函数，ITO厚度为100nm；在导电基底表面蒸镀一层MoO₃形成空穴注入层，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为空穴注入层的厚度为10nm；在空穴注入层表面蒸镀一层NPB形成空穴传输层，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

空穴传输层的厚度为40nm；在空穴传输层上蒸镀形成第一发光层，第一发光层由主体材料mCP、红色客体材料(PPQ)₂Ir(acac)及绿色客体材料Ir(ppy)₃混合而成，其中红色客体材料的质量百分含量为1％，绿色客体材料的质量百分含量为8.5％，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

第一发光层的厚度为11nm；在第一发光层表面蒸镀形成中间层，中间层由TCTA和TPBi按照1∶2的摩尔比混合而成，真空度3×10^-5Pa，蒸发速度中间层的厚度为3nm；在中间层表面蒸镀形成第二发光层，第二发光层由主体材料9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)及蓝色客体材料Firpic混合而成，蓝色客体材料的质量百分含量为8％，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

第二发光层的厚度为5nm；在第二发光层上蒸镀一层8-羟基喹啉铝(Alq3)形成电子传输层，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

电子传输层的厚度为40nm；在电子传输层上蒸镀一层LiF形成电子注入层，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为

电子注入层的厚度为1nm；在电子注入层表面蒸镀一层铝形成阴极，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为

阴极的厚度为100nm。

请参阅图3，图3所示为实施例一中制备的有机电致发光器件的发光光谱图，由图3中可以看出电压从6V到14V，显色指数保持不变，一直为88。

实施例二

将ITO玻璃制成的导电基底依次洗洁精、乙醇、丙酮及纯水进行超声波清洗，每次清洗5分钟，停止5分钟，且重复3次，然后再用红外烘箱烘干；对洗净后的导电基底进行表面活化处理以增加ITO表面层的含氧量，提高ITO表面的功函数，ITO厚度为100nm；在导电基底表面蒸镀一层WO₃形成空穴注入层，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为

空穴注入层的厚度为60nm；在空穴注入层表面蒸镀一层NPB形成空穴传输层，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

空穴传输层的厚度为40nm；在空穴传输层上蒸镀形成第一发光层，第一发光层由主体材料4P-NPD、红色客体材料(Ir(DBQ)₂(acac))及绿色客体材料(Ir(ppy)₂(acac))混合而成，其中红色客体材料的质量百分含量为1％，绿色客体材料的质量百分含量为7％，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

第一发光层的厚度为10nm；在第一发光层表面蒸镀形成中间层，中间层由空穴传输材料(NPB)和电子传输材料(BPhen)按照1∶3的摩尔比混合而成，真空度3×10^-5Pa，蒸发速度

中间层的厚度为4nm；在中间层表面蒸镀形成第二发光层，第二发光层由主体材料TPBi及蓝色客体材料(FIr6)混合而成，蓝色客体材料的质量百分含量为7％，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为第二发光层的厚度为10nm；在第二发光层上蒸镀一层BAlq形成电子传输层，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

电子传输层的厚度为20nm；在电子传输层上蒸镀一层CsF形成电子注入层，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为

电子注入层的厚度为1.5nm；在电子注入层表面蒸镀一层铝形成阴极，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为阴极的厚度为80nm。

实施例三：

将ITO玻璃制成的导电基底依次洗洁精、乙醇、丙酮及纯水进行超声波清洗，每次清洗5分钟，停止5分钟，且重复3次，然后再用红外烘箱烘干；对洗净后的导电基底进行表面活化处理以增加ITO表面层的含氧量，提高ITO表面的功函数，ITO厚度为100nm；在导电基底表面蒸镀一层V₂O₅形成空穴注入层，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为

空穴注入层的厚度为12nm；在空穴注入层表面蒸镀一层TPD形成空穴传输层，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

空穴传输层的厚度为50nm；在空穴传输层上蒸镀形成第一发光层，第一发光层由主体材料mCP、红色客体材料(Ir(MDQ)₂(acac))及绿色客体材料Ir(ppy)₃混合而成，其中红色客体材料的质量百分含量为2％，绿色客体材料的质量百分含量为9％，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

第一发光层的厚度为20nm；在第一发光层表面蒸镀形成中间层，中间层由空穴传输材料TAZ和电子传输材料Alq₃按照1∶2.5的摩尔比混合而成，真空度3×10^-5Pa，蒸发速度

中间层的厚度为3.5nm；在中间层表面蒸镀形成第二发光层，第二发光层由主体材料9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑(mCP)及蓝色客体材料Firpic混合而成，蓝色客体材料的质量百分含量为10％，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

第二发光层的厚度为7.5nm；在第二发光层上蒸镀一层BAlq形成电子传输层，真空度为3×10^-5Pa，蒸发速度为

电子传输层的厚度为80nm；在电子传输层上蒸镀一层CsF形成电子注入层，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为

电子注入层的厚度为2nm；在电子注入层表面蒸镀一层银形成阴极，真空度为5×10^-5Pa，蒸发速度为

阴极的厚度为200nm。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种有机电致发光器件，包括依次层叠的导电基底、第一发光层、第二发光层、阴极，其特征在于：该有机电致发光器件还包括设置于该第一发光层和第二发光层之间的中间层，该中间层由空穴传输材料和电子传输材料按照1∶2～1∶3的摩尔比混合而成。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：该中间层的空穴传输材料选自4，4′，4″-三(咔唑-9-基)三苯胺及苯基吗琳中的一种，该中间层的电子传输材料选自1，2，4-三唑衍生物、N-芳基苯并咪唑及4，7-二苯基-1，10-菲罗啉中的一种。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：该中间层的厚度为3nm～4nm。

4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：该第一发光层由主体材料、红色客体材料和绿色客体材料掺杂而成，该主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑、N，N′-二-(1-萘基)-N，N′-二苯基-(1，1′：4′，1″：4″，1″′-四联苯)-4，4″′-二胺基及苯基吗琳中的一种，该红色客体材料选自二(苯并(f，h)-喹喔啉)乙酰丙酮合铱、双(2，4-二苯基喹啉-N，C2)乙酰丙酮合铱及二(2-甲基-二苯基喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱中的一种，该绿色客体选自三(2-苯基吡啶)合铱及乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱中的一种。

5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于：该第一发光层中该红色客体材料的质量百分含量为0.1％～2％，该第一发光层中该绿色客体材料的质量百分含量为7％～9％。

6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：该第二发光层由主体材料及蓝色客体材料掺杂而成，该主体材料选自9，9′-(1，3-苯基)二-9H-咔唑及N-芳基苯并咪唑中的一种，蓝色客体材料为双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱或双(4，6-二氟苯基吡啶)-四(1-吡唑基)硼酸合铱。

7.根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其特征在于：该第二发光层中该蓝色客体材料的质量百分含量为7％～10％。

8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：该空穴传输层的材料选自苯基吗琳及N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯基)-4，4’-二胺中的一种。

9.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于：该电子传输层的材料选自8-羟基喹啉铝及4-联苯酚基-二(2-甲基-8-羟基喹啉)合铝(III)中的一种。

10.一种有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、提供一个导电基底；

步骤二、在该导电基底上形成空穴注入层；

步骤三、在该空穴注入层上形成空穴传输层；

步骤四、在该空穴传输层上形成第一发光层；

步骤五、在该第一发光层上形成中间层，该中间层由空穴传输材料和电子传输材料按照1∶2～1∶3的摩尔比混合而成；及

步骤六、在该中间层上依次形成第二发光层、电子传输层、电子注入层及阴极。

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