CN106654032B - 一种单层全磷光白光有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单层全磷光白光有机电致发光器件及其制备方法，该有机电致发光器件结构包括：衬底，位于衬底表面的阳极层，位于阳极层表面的功能层，位于该功能层表面形成的阴极层；该功能层包含空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层和电子注入层；该发光层是一层由蓝（或蓝绿）色磷光和红色磷光共同掺杂在一种由空穴传输材料与电子传输材料形成的激基复合物所成的有机薄膜层，电致发光为双色的白光光谱，发光光谱极其稳定。本发明所要解决的技术问题是提供一种单层全磷光白光有机电致发光器件的制备方法，该方法有效地提高了器件发光的稳定性，简化了器件结构的制备工艺。

Description

一种单层全磷光白光有机电致发光器件及其制备方法

技术领域

本发明属于有机电致发光显示技术领域，具体涉及一种白光有机电致发光器件及其制备方法。

技术背景

有机电致发光器件(Organic Light‐Emitting Device,OLED)具有主动发光，轻薄便携，功耗低，色域广，响应速度快，适应温度范围广，对比度高及可实现柔性显示等优点，因此被誉为下一代显示与照明技术的主流。与传统发光器件相比，OLED可以制作大面积的任意形状的平面光源与全彩色显示器件，其作为光源与显示器件，无论在光源品质还是产品特色等方面都有着其他传统发光器件无法比拟的特点；但器件的稳定性及工作寿命一直是制约着OLED产业发展的重要因素。通过数十年的发展，在众多科研机构及公司的努力下，在器件效率发面OLED取得很大的突破，尤其是磷光OLED期间的效率更是取得很大的进展。

自从1963年，来自美国New York大学的Pope就发现了单晶蒽的电致发光现象，但由于其性能较低，并没有引起广泛的研究兴趣。直到1987年，美国柯达公司Tang采用8‐羟基喹啉铝成功制成性能优良的有机电致器件，从此有机电致发光显示技术的研究开始进入一个崭新的时代。近几年，有机电致发光技术产业发展迅速，世界各国都推出重大的研究计划来发展有机电致发光显示产业，尤其韩国和日本的很多公司更是在此投入很大的人力物力财力，像韩国的三星、LG，日本的索尼等。在中国，国家和政府也投入很大资金用于发展有机电致发光显示技术产业，一大批研究公司也对此进行有计划地投资布局，尤为突出的像京东方、TCL、天马微电子等，在我国的台湾地区，有机电致发光显示技术产业也十分迅猛，像奇晶、TMD、友达等这些研发公司的发展势头都十分好。

过去为提高有机电致发光白光器件的效率，器件大部分采用全荧光白光或荧光磷光混合白光多层器件结构，但是全荧光白光器件效率极其低下，这一方法基本摒弃不用；而荧光磷光混合白光多层器件需要一种高三重态能级的蓝色荧光材料与一种掺杂主体的红色或橙色磷光材料搭配形成白光，该方法器件结构制作过程复杂且器件启亮较高，并不是一种理想的方法。

目前，虽然已经报道了一些激基复合物做主体的白光器件，但是，他们仅限在荧光磷光混合白光方面，随着研究的进一步发展，白光器件性能需要进一步提高。设计制作光谱稳定且结构简单的白光器件，进而优化器件性能，是有机电致发光研究的重要内容之一。

发明内容

本发明的目是：如何提供一种新的有机电致发光白光器件及其制备方法，该方法制作的白光器件利用激基复合物的主体特性进行蓝(或蓝绿)色磷光与红色磷光共同掺杂，提高了器件发光光谱的稳定性，制备出了具有光谱稳定且器件结构简单的高效白光有机电致发光器件。

本发明的技术方案为：包括依次层叠的阳极、功能层和阴极，所述功能层包括：空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层和电子注入层，其特征在于，所述发光层是一层由蓝色或蓝绿色磷光和红色磷光共同掺杂的有机薄膜层，所述有机薄膜层是由空穴传输材料与电子传输材料形成的激基复合物。

按照本发明所提供的白光有机电致发光器件，其特征在于，发光层为单层发光层。

按照本发明所提供的白光有机电致发光器件，其特征在于，电致发光为双色白光光谱。

按照本发明所提供的白光有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输层为1,1‐双[4‐[N，N'‐二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷；

所述阻挡层为3,3'‐二(9H‐咔唑‐9‐基)联苯；

所述电子传输层为4,6‐双(3,5‐二(吡啶‐4‐基)苯基)‐2‐苯基嘧啶；

所述电子注入层为LiF；

所述阴极为Al。

按照本发明所提供的白光有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层为由3,3'‐二(9H‐咔唑‐9‐基)联苯(m‐CBP)、4,6‐双(3,5‐二(吡啶‐4‐基)苯基)‐2‐苯基嘧啶(B4PyPPM)、(3,5‐二氟‐2‐(2‐吡啶基)苯基‐(2‐羧基吡啶基)铱(III)(FIrpic)或双[(3,4,5‐三氟苯基)‐吡啶‐N，C20]吡啶甲酸甲酯(F₃Irpic、(2‐苯基吡啶)(乙酰丙酮根)合铱(III)(Ir(ppy)₂acac)或(2‐甲基二苯并[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱(III)(Ir(MDQ)₂acac)四者组成的混合物。

一种单层全磷光白光有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

①将清洗后的ITO玻璃衬底进行紫外处理；

②将处理好的ITO玻璃衬底转移到真空蒸镀设备中，将需要的蒸镀材料置于设备中，关闭阀门进行抽真空；

③在高真空蒸镀室中依次进行空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层的制备，其中，所述发光层是一层由蓝色或蓝绿色磷光和红色磷光共同掺杂的有机薄膜层，所述有机薄膜层是由空穴传输材料与电子传输材料形成的激基复合物。

按照本发明所提供的单层全磷光白光有机电致发光器件的制备方法，所有有机材料蒸镀速率为LiF和Al的速率分别为和

按照本发明所提供的单层全磷光白光有机电致发光器件的制备方法，所述发光层为由3,3'‐二(9H‐咔唑‐9‐基)联苯(m‐CBP)、4,6‐双(3,5‐二(吡啶‐4‐基)苯基)‐2‐苯基嘧啶(B4PyPPM)、(3,5‐二氟‐2‐(2‐吡啶基)苯基‐(2‐羧基吡啶基)铱(III)(FIrpic)或双[(3,4,5‐三氟苯基)‐吡啶‐N，C20]吡啶甲酸甲酯(F₃Irpic、(2‐苯基吡啶)(乙酰丙酮根)合铱(III)(Ir(ppy)₂acac)或(2‐甲基二苯并[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱(III)(Ir(MDQ)₂acac)四者组成的混合物。

本发明所提供的白光有机电致发光器件由于采用激基复合物做主体进不同颜色的磷光共掺杂，而与传统的双极性主体相比，激基复合物具有良好的载流子传输特性和很高的三重态能级；从而载流子传输势垒较小，载流子很容易到达发光层，利于激子在发光层复合，产生稳定的白光电致发光光谱。另外，形成激基复合物的空穴传输材料与电子传输材料同时可以分别用来作为空穴传输层月电子传输层，这样使用的有机材料减少，大大减少了器件的制作过程，使器件的结构更加简单，发光光谱极其稳定，节约了成本。本发明为高性能白光电致发光器件的设计和制作提供了更多的选择。

附图说明

图1是本发明的结构图

图2是实施例1的EL图

图3是实施例2的EL图

图4是本发明所用有机材料的分子结构式图

其中，100：ITO(阳极)；110：TAPC(空穴传输层)；120：m‐CBP(阻挡层)；130：EML(发光层)；140：B4PyPPM(电子传输层)；150：LiF/Al(电子注入层/阴极)

具体实施方式

实施例1

如图1所示，白光有机电致发光器件W1包括依次层叠的衬底(未示出)、阳极100、空穴传输层110、阻挡层120、发光层130、电子传输层140和电子注入层/阴极150，其中，阳极100为ITO玻璃，空穴传输层110为40nm厚的TAPC，阻挡层120为5nm厚的m‐CBP，发光层130为30nm厚的由m‐CBP、B4PyPPM、FIrpic、Ir(MDQ)₂acac组成的混合物，其中，FIrpic占8wt％，Ir(MDQ)₂acac占0.15wt％，电子传输层140为40nm厚的B4PyPPM，电子注入层为1nm厚的LiF，阴极为100nm厚的Al。其中，

TAPC全称为1,1‐双[4‐[N，N'‐二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷，

m‐CBP全称为3,3'‐二(9H‐咔唑‐9‐基)联苯，

B4PyPPM全称为4,6‐双(3,5‐二(吡啶‐4‐基)苯基)‐2‐苯基嘧啶，

FIrpic全称为(3,5‐二氟‐2‐(2‐吡啶基)苯基‐(2‐羧基吡啶基)铱(III)，

F₃Irpic全称为双[(3,4,5‐三氟苯基)‐吡啶‐N，C20]吡啶甲酸甲酯；

Ir(ppy)₂acac全称为(2‐苯基吡啶)(乙酰丙酮根)合铱(III)；

Ir(MDQ)₂acac全称为(2‐甲基二苯并[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱(III))；

图4展示了本发明所用的有机材料的分子结构式图。

器件结构W1描述为：

ITO/TAPC/m‐CBP/m‐CBP:B4PyPPM:8wt％FIrpic:0.15％wt Ir(MDQ)₂acac/B4PyPPM/LiF/Al。

制备方法如下：

①先后用异丙醇与去离子水对衬底(氧化铟锡(ITO)玻璃)超声清洗，清洗后用高压氮气吹干；然后将清洗好的ITO玻璃转移到100‐150℃的干燥箱中干燥一定时间，最后将干燥好的衬底进行紫外处理。

②将处理好的衬底转移到真空蒸镀设备中，事先将需要的蒸镀材料置于设备中，关闭阀门进行抽真空。

③在高真空蒸镀室中依次进行空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层的制备，制备过程中均采用真空蒸镀。试验中的所有有机材料蒸镀速率为LiF和Al的速率分别为1和

材料蒸镀完后冷却一定时间进行器件的发光光谱(Electroluminescence,EL)及亮度的测量，根据电压、电阻及EL光谱计算出器件的外量子效率(external quantumefficiency,EQE)。

图2展示了本实施例的EL发光光谱，从图中可以看出，发光波长覆盖了从450nm的蓝光到750nm的红光全波段，并且在490nm附近(蓝绿光)和610nm附近(红光)有很强的发光峰值，其中，610nm附近的红光发光峰最强，实现了有效的双色白光发光。

实施例2

发光层130为30nm厚的由m‐CBP、B4PyPPM、F3Irpic、Ir(MDQ)2acac组成的混合物，其中，F3Irpic占16wt％，Ir(MDQ)2acac占0.15wt％，其余结构及组成、工艺与实施例1相同。

图3展示了本实施例的EL发光光谱，从图中可以看出，发光波长覆盖了从450nm的蓝光到750nm的红光全波段，并且在490nm附近(蓝绿光)和610nm附近(红光)有很强的发光峰值，实现了有效的双色白光发光。与实施例1不同的是，改变发光层的成分后，490nm附近的蓝绿光发光峰变强，两个发光峰之间波段的发光也增强了。

本发明所提供的白光有机电致发光器件由于采用激基复合物做主体进不同颜色的磷光共掺杂，而与传统的双极性主体相比，激基复合物具有良好的载流子传输特性和很高的三重态能级；从而载流子传输势垒较小，载流子很容易到达发光层，利于激子在发光层复合，产生稳定的白光电致发光光谱。另外，形成激基复合物的空穴传输材料与电子传输材料同时可以分别用来作为空穴传输层月电子传输层，这样使用的有机材料减少，大大减少了器件的制作过程，使器件的结构更加简单，发光光谱极其稳定，节约了成本。本发明为高性能白光电致发光器件的设计和制作提供了更多的选择。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种白光有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极、功能层和阴极，所述功能层包括：空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层和电子注入层，其特征在于，所述发光层是一层由蓝色或蓝绿色磷光和红色磷光共同掺杂的有机薄膜层，所述发光层具体是由3,3'-二(9H-咔唑-9-基)联苯、4,6-双(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-苯基嘧啶、(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)铱(III)或双[(3,4,5-三氟苯基)-吡啶-N，C20]吡啶甲酸甲酯、(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮根)合铱(III)或(2-甲基二苯并[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱(III)四者组成的混合物；所述有机薄膜层是由空穴传输材料与电子传输材料形成的激基复合物。

2.根据权利要求1所述的白光有机电致发光器件，其特征在于，发光层为单层发光层。

3.根据权利要求1所述的白光有机电致发光器件，其特征在于，电致发光为双色白光光谱。

4.根据权利要求1所述的白光有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输层为1,1-双[4-[N，N'-二(对甲苯基)氨基]苯基]环己烷；

所述阻挡层为3,3'-二(9H-咔唑-9-基)联苯；

所述电子传输层为4,6-双(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-苯基嘧啶；

所述电子注入层为LiF；

所述阴极为Al。

5.一种单层全磷光白光有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

①将清洗后的ITO玻璃衬底进行紫外处理；

②将处理好的ITO玻璃衬底转移到真空蒸镀设备中，将需要的蒸镀材料置于设备中，关闭阀门进行抽真空；

③在高真空蒸镀室中依次进行空穴传输层、阻挡层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极层的制备，其中，所述发光层是一层由蓝色或蓝绿色磷光和红色磷光共同掺杂的有机薄膜层，所述有机薄膜层是由空穴传输材料与电子传输材料形成的激基复合物；所述发光层具体是由3,3'-二(9H-咔唑-9-基)联苯、4,6-双(3,5-二(吡啶-4-基)苯基)-2-苯基嘧啶、(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)铱(III)或双[(3,4,5-三氟苯基)-吡啶-N，C20]吡啶甲酸甲酯、(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮根)合铱(III)或(2-甲基二苯并[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱(III)四者组成的混合物；

真空蒸镀时控制有机材料蒸镀速率为LiF和Al的速率分别为和