CN105655493A - 一种高效率低色温叠层有机发光器件 - Google Patents

一种高效率低色温叠层有机发光器件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高效率低色温叠层有机发光器件，包括基板，以及堆叠设置的第一电极层、若干发光单元、若干电荷产生层和第二电极层，所述发光单元、电荷产生层交替设置，至少一个发光单元为蓝色发光单元，所述蓝色发光单元包括蓝色发光层，所述的蓝色发光层包括主体材料、掺杂在所述主体材料中的蓝色发光材料和长波长光色染料，所述蓝色发光材料的掺杂比例为1wt％～20wt％，所述长波长光色染料的掺杂浓度小于0.1wt％。本发明的技术方案不仅可以降低色温，还可以提升效率且方法简单。

Description

一种高效率低色温叠层有机发光器件
技术领域
本发明涉及有机发光器件技术领域，特别是一种高效率低色温的叠层有机发光器件。
背景技术
叠层有机发光器件结构包括多个发光单元，并通过电荷产生层将不同发光单元叠加设置。这种结构可以显著提高器件的性能，有效降低电流猝灭现象发生，提高器件的工作时间。Kido研究后发现，含有N个发光单元的OLED器件的亮度将可以达到单个OLED的N倍，因此叠层结构能够大大提高白光OLED的效率，并延长器件寿命。
叠层白光器件的结构一般采用R(红色)+B(蓝色)+G(绿色)或者YR(黄红)+B(蓝色)+GR(绿红)或者B(蓝)+GR(绿红)等方式实现白光显示，蓝色发光层一般采取单发光层结构，或者为了提高效率采用B/spacer/YR的结构，以获得低色温高效率的叠层白光器件，但其结构复杂。
201210552853.7公开了一种白色有机电致发光器件，其空穴主导发光层由红色有机发光材料和绿色有机发光材料双掺杂在空穴型有机主体材料中形成，电子主导发光层由橙色有机发光材料和蓝色有机发光材料双掺杂在电子型有机主体材料中形成，即采用在单层器件中把蓝光材料和橙光材料共掺杂在一起的方法来提高效率及光谱的丰富性。但是由于橙光染料掺杂浓度过高，考虑到单层器件各发光层之间的能量传递，蓝色发光材料只能选用磷光材料，由于蓝色磷光发光材料存在寿命短的问题，因此限制了材料的选择范围。
发明内容
为此，本发明提供了一种高效率低色温叠层有机发光器件，其蓝色发光单元采用蓝色染料掺杂长波长光色染料的方式，从而实现较高的发光效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高效率低色温叠层有机发光器件，包括基板，以及堆叠设置的第一电极层、若干发光单元、若干电荷产生层和第二电极层，所述发光单元、电荷产生层交替设置，至少一个发光单元为蓝色发光单元，所述蓝色发光单元包括蓝色发光层，所述的蓝色发光层包括主体材料、掺杂在所述主体材料中的蓝色发光材料和长波长光色染料，所述蓝色发光材料的掺杂比例为1wt％～20wt％，所述长波长光色染料的掺杂浓度小于0.1wt％。
所述蓝色发光材料为蓝色荧光发光材料或蓝色磷光发光材料。
所示长波长光色染料为绿色磷光染料、黄色磷光染料、红色磷光染料中的一种或多种。所述的长波长光色染料为绿色磷光染料；
所述的绿色磷光染料为Ir(ppy)3或(ppy)2Ir(acac)，所述的黄色磷光染料为(bt)2Ir(acac)或(MDPP)2Ir(acac)，所述的红色磷光染料为(btp)2Ir(acac)或(BPQ)2Ir(acac)。
高效率低色温叠层有机发光器件包括所述2-5层发光单元，所述发光单元和所述电荷产生层交替设置。
所述发光单元包括发光层，以及在所述发光层两侧分别设置的第一有机功能层和第二有机功能层。
所述的第一有机功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层；所述第二有机功能层包括电子传输层和/或电子注入层。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的高效率低色温叠层有机发光器件包括基板，以及堆叠设置的第一电极层、若干发光单元、若干电荷产生层和第二电极层，所述发光单元、电荷产生层交替设置，至少一个发光单元为蓝色发光单元，所述蓝色发光单元包括蓝色发光层，所述蓝色发光层包括主体材料、掺杂在所述主体材料中的蓝色发光材料和长波长光色染料，所述蓝色发光材料的掺杂比例为1wt％～20wt％，所述长波长光色染料的掺杂浓度小于0.1wt％。本发明的高效率低色温叠层有机发光器件通过在蓝色发光单元中微量掺杂长波长光色染料，从而使得蓝色发光单元所发射光谱中具有其他长波长光色的光，从而达到提高整体器件效率的目的。本发明采用微量掺杂方式，其不仅可以降低色温，还可以提升效率且方法简单。采用此方法进行微量掺杂后单独蓝光单元在长波长出现了一肩峰，长波长光的出现会使本层发光效率得到了较大的提升。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，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为本发明的叠层有机发光器件的结构示意图；
其中：1-基板，2-第一电极层，3-第一有机功能层，4-蓝色发光层，5-第二有机功能层，6-电荷产生层，8-黄色发光层，10-第二电极层。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
如图1所示，本发明的高效率低色温叠层有机发光器件，包括基板1，以及堆叠设置的第一电极层2、若干发光单元、若干电荷产生层6和第二电极层10，所述发光单元、电荷产生层6交替设置，至少一个发光单元为蓝色发光单元，所述蓝色发光单元包括蓝色发光层4，所述的蓝色发光层4包括主体材料、掺杂在所述主体材料中的蓝色发光材料和长波长光色染料，所述蓝色发光材料的掺杂比例为1wt％～20wt％，所述长波长光色染料的掺杂浓度小于0.1wt％，所述蓝色发光材料为蓝色荧光发光材料或蓝色磷光发光材料。所示长波长光色染料为绿色磷光染料、黄色磷光染料、红色磷光染料中的一种或多种，优选绿色磷光染料。
所述发光单元包括发光层，以及在所述发光层两侧分别设置的第一有机功能层3和第二有机功能层5。所述的第一有机功能层3包括空穴注入层和/或空穴传输层；所述第二有机功能层5包括电子传输层和/或电子注入层。优选地，本发明的高效率低色温叠层有机发光器件所述发光单元包括发光层，以及在所述发光层两侧分别设置的第一有机功能层3和第二有机功能层5。
所述的第一有机功能层3包括空穴注入层和/或空穴传输层；所述第二有机功能层5包括电子传输层和/或电子注入层。
本发明高效率低色温叠层有机发光器件优选包括2-5层发光单元，所述发光单元和所述电荷产生层交替设置，如发光单元为5层时，其叠加方式为第一电极层、发光单元、电荷产生层、发光单元、电荷产生层、发光单元、电荷产生层、发光单元、电荷产生层、发光单元、第二电极层，其中至少一个发光单元为蓝色发光单元；每一个发光单元的两侧分别为第一有机功能层和第二有机功能层，其中距离第一电极层最近的发光单元的第一有机功能层与第一电极层接触设置，第二有机功能层与第一个电荷产生层接触设置。具体为空穴注入层和第一电极层接触设置，然后依次为空穴传输层、发光层之间，发光层、电子传输层和电子注入层，所述电子注入层和第一个电荷产生层接触设置；第二个发光单元的空穴注入层和第一个电荷产生层接触设置，然后依次为空穴传输层、发光层之间，发光层、电子传输层和电子注入层，所述电子注入层和第二个电荷产生层接触设置；以此类推，最后一层发光单元的电子注入层和第二电极层接触设置。当然，根据需要也可以省略空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的一层或多层。
具体地，图1所示结构的高效率低色温叠层有机发光器件，发光单元为两层，依次在基板1上堆叠设置的为第一电极层2、第一有机功能层3、蓝色发光层4、第二有机功能层5、电荷产生层6、第一有机功能层3、黄色发光层8、第二有机功能层5和第二电极层10。其中蓝色发光层4包括主体材料、掺杂在所述主体材料中的蓝色发光材料和长波长光色染料，所述蓝色发光材料的掺杂比例为1wt％～20wt％，所述长波长光色染料的掺杂浓度小于0.1wt％，所述蓝色发光材料为蓝色荧光发光材料或蓝色磷光发光材料。所示长波长光色染料为绿色磷光染料。
图1所示结构的器件1的结构：
GLASS/ITO/MoO3(10nm)/NPB(30nm)/CBP(30nm):DPAVBi(5％)：Ir(PPy)3(0.05％)/Alq3(30nm)/CsCO3：BCP(20nm)/MoO3(10nm)/NPB(30nm)/TCTA(30nm):(MDQ)2Ir(acac)(5％)/Bphen(30nm)/LiF(1nm)/AL(150nm)
其中各层的名称为：玻璃基板1(GLASS)、第一电极层2(ITO)、空穴注入层(MoO3)、空穴传输层(NPB)、蓝色发光层4(CBP:DPAVBi：Ir(PPy)3)、电子传输层和电子注入层(Alq3)、电荷产生层6(CsCO3：BCP/MoO3/NPB)、黄色发光层8(TCTA：(MDQ)2Ir(acac))、电子传输层(Bphen)、电子注入层(/LiF)、第二电极层10(AL)。其中电荷产生层中的NPB兼做黄光发光单元的空穴注入层和空穴传输层。
对比例
对比器件1的结构为：
GLASS/ITO/MoO3(10nm)/NPB(30nm)/CBP(30nm):DPAVBi(5％)/Alq3(30nm)/CsCO3：BCP(20nm)/MoO3(10nm)/NPB(30nm)/TCTA(30nm):(MDQ)2Ir(acac)(5％)/Bphen(30nm)/LiF(1nm)/AL(150nm)
其中各层的名称为：玻璃基板1(GLASS)、第一电极层2(ITO)、空穴注入层(MoO3)、空穴传输层(NPB)、蓝色发光层4(CBP:DPAVB)、电子传输层和电子注入层(Alq3)、电荷产生层6(CsCO3：BCP/MoO3/NPB)、黄色发光层8(TCTA：(MDQ)2Ir(acac))、电子传输层(Bphen)、电子注入层(/LiF)、第二电极层10(AL)；其中电荷产生层中的NPB兼做黄光发光单元的空穴注入层和空穴传输层。
器件1和对比器件1的结构除了蓝光发光层之外，其余部分完全相同，其中器件1的蓝光发光层微掺杂有绿色发光染料：Ir(PPy)3，而对比器件1没有掺杂绿色发光染料。器件1和对比器件1的发光效率测试结果如下表1所示：
表1器件1和对比器件1发光效率对比结果
亮度(cd/m2) 效率(cd/A) 色坐标 色温(K)
器件1 1000 50 (0.40,0.38) 3800
对比器件1 1000 40 (0.34,0.35) 5000
通过实施例可以得出采用本发明所提到的方法，器件的效率得到了较大的提升。
本发明的蓝色染料可以选择DPAVBi、BCzVBi、DSA-Ph、Firpic等。绿光染料可以选择Ir(ppy)3、(ppy)2Ir(acac)；红色染料可以选择(btp)2Ir(acac)、(BPQ)2Ir(acac)；黄色染料可以选择(bt)2Ir(acac)、(MDPP)2Ir(acac)等；
器件2至器件10的结构同器件1，其中蓝色发光材料、掺杂的长波长光色染料及占比及性能测试结果如表2所示：
由表2可以看出随着长波长染料掺杂浓度在0.1％以内的情况下，随着长波长染料掺杂浓度的增加，器件的效率随着升高，色温降低，当长波长染料掺杂浓度超过1％及以上时，虽然器件的效率会很高，但是蓝光发射会很低，导致色温很低，超出白光范围。本发明的有机发光显示器件实施例中，如无特别说明，各层采用材料如下：
阳极可以采用无机材料或有机导电聚合物。无机材料一般为氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)等金属氧化物或金、铜、银等功函数较高的金属，优选ITO；有机导电聚合物优选为聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠(以下简称PEDOT/PSS)、聚苯胺(以下简称PANI)中的一种。
阴极一般采用锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属或它们与铜、金、银的合金，或金属与金属氟化物交替形成的电极层。本发明中阴极优选为Al层。
空穴传输层的材料可以选自N,N’-二-1-萘基)-N,N’-二苯基-1，1’-联苯基-4，4’-二胺、N,N’-二苯基-N,N’-双(间甲基苯基)-1，1’-联苯基-4，4’-二胺、4，4＇-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)]苯胺、4，4＇-N,N＇-二咔唑-联苯、4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺或1,3-二咔唑-9-基苯；
所述空穴注入层的材料例如可采用2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲HAT-CN，4,4',4”-三(3-甲基苯基苯胺)三苯胺掺杂F4TCNQ，或者采用酞菁铜(CuPc)，或可为金属氧化物类，如氧化钼，氧化铼。
发光层的发光材料可以选自香豆素类如DMQA或C545T,或双吡喃类如DCJTB或DCM等荧光染料，或含Ir,Pt,Os,Ru,Rh,Pd,镧系,锕系等金属配合物。
荧光染料在发光层中的掺杂浓度不高于5wt％，磷光染料在发光层中的掺杂浓度不高于30wt％。所述的掺杂浓度＝染料质量/(染料质量+主体材料质量)×100％。
发光层的主体材料可选自常用于基质材料的材料，如4,4’-二(咔唑基-9-)联苯CBP等。
本发明的电子传输层的材料可采用常用于电子传输层的材料，如三(8-羟基喹啉)铝、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉、4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉、二(2－甲基－8－喹啉基)－4－苯基苯酚铝(III)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或1，3，5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯；
本发明的电子注入层的材料可采用常用于电子注入层的材料，如八羟基喹啉锂(Liq)、氟化锂(LiF)、氟化钇(YF3)等化合物。
基板可以是玻璃或是柔性基片，所述柔性基片可采用聚酯类、聚酰亚胺类化合物材料或者薄金属片。所述层叠及封装可采用本领域技术人员已知的任意合适方法。上述各层的厚度可采用本领域中这些层常规的厚度。
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 (8)

1.一种高效率低色温叠层有机发光器件，包括基板，以及堆叠设置的第一电极层、若干发光单元、若干电荷产生层和第二电极层，所述发光单元、电荷产生层交替设置，至少一个发光单元为蓝色发光单元，所述蓝色发光单元包括蓝色发光层，其特征在于，
所述的蓝色发光层包括主体材料、掺杂在所述主体材料中的蓝色发光材料和长波长光色染料，所述蓝色发光材料的掺杂比例为1wt％～20wt％，所述长波长光色染料的掺杂浓度小于0.1wt％。
2.根据权利要求1所述的高效率低色温叠层有机发光器件，其特征在于，所述蓝色发光材料为蓝色荧光发光材料或蓝色磷光发光材料。
3.根据权利要求2所述的高效率低色温叠层有机发光器件，其特征在于，长波长光色染料为绿色磷光染料、黄色磷光染料、红色磷光染料中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的高效率低色温叠层有机发光器件，其特征在于，所述的长波长光色染料为绿色磷光染料。
5.根据权利要求3所述的高效率低色温叠层有机发光器件，其特征在于，所述的绿色磷光染料为Ir(ppy)3或(ppy)2Ir(acac)，所述的黄色磷光染料为(bt)2Ir(acac)或(MDPP)2Ir(acac)，所述的红色磷光染料为(btp)2Ir(acac)或(BPQ)2Ir(acac)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高效率低色温叠层有机发光器件，其特征在于，包括2-5层所述发光单元。
7.根据权利要求6所述的高效率低色温叠层有机发光器件，其特征在于，所述发光单元包括发光层，以及在所述发光层两侧分别设置的第一有机功能层和第二有机功能层。
8.根据权利要求7所述的高效率低色温叠层有机发光器件，其特征在于，所述的第一有机功能层包括空穴注入层和/或空穴传输层；所述第二有机功能层包括电子传输层和/或电子注入层。
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