CN106992256A - 一种白色有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种白色有机电致发光器件，包括依次设置于基板上部的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极之间依次设置有空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和电子注入层，所述有机发光层包括掺杂蓝色磷光层和设置在所述掺杂蓝色磷光层至少一侧的非掺杂互补色磷光层，其中，所述掺杂蓝色磷光层至少包括相邻设置的第一掺杂蓝色磷光层和第二掺杂蓝色磷光层，所述第一掺杂蓝色磷光层的主体和所述第二掺杂蓝色磷光层的主体具有不同的HOMO能级和/或LUMO能级，或者为P型材料主体、N型材料主体以及双极性材料主体中的任意两种。上述白色有机电致发光器件同时具有结构简单、高效率和低效率衰减的优势。

Description

一种白色有机电致发光器件
技术领域
本发明属于有机半导体技术领域，特别是涉及一种白色有机电致发光器件。
背景技术
白光OLED(Organic Light Emitting Diode)属于平面发光器件，具备超薄、形状选择度大、适合作为大面积发光光源、无需散热以及加工简单等优点，被认为是下一代理想的照明光源；同时，白光OLED可以替代普通LED光源，作为现代主流液晶显示器的背光源，实现超薄液晶显示。白光OLED还可以结合彩色滤光膜实现彩色OLED显示。并且白光OLED还可以制备成柔性器件，更好的服务于人类生活，因此白光OLED受到越来越多的关注。
白光OLED根据器件结构可以分为单发光层器件和多发光层器件，对于单发光层器件而言，其要求除蓝光材料外的互补色如绿光、黄光、橙光和红光材料的浓度非常低，否则难以得到白光。因为互补色材料既可以获得主体的能量转移，也可以获得蓝光材料的能量转移，所以其浓度一般小于1％，这无疑增加了器件的制备难度，器件的重复性也不能得到很好的解决，不能很好的满足工业化条件。对于多发光层器件而言，则可以避免以上问题。一般而言，可以利用磷光材料获得高效率器件，因为磷光材料既能俘获单线态激子也可以俘获三线态激子，使得器件的外量子效率可以接近100％。但是，如何更好的对电荷与激子的分布进行调节来获得高性能，依然是一个比较困难的问题。
为了满足照明与显示技术的相关需求，白光OLED必须具结构简单、高效率和低效率衰减(low efficiency roll-off)。目前高效率白光OLED器件，其一般很难同时满足以上三个条件，导致器件在高亮度下效率往往较低，不能满足实际需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种白色有机电致发光器件，同时具有结构简单、高效率和低效率衰减的优势。
本发明提供的一种白色有机电致发光器件，包括依次设置于基板上部的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极之间依次设置有空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和电子注入层，所述有机发光层包括掺杂蓝色磷光层和设置在所述掺杂蓝色磷光层至少一侧的非掺杂互补色磷光层，其中，所述掺杂蓝色磷光层至少包括相邻设置的第一掺杂蓝色磷光层和第二掺杂蓝色磷光层，所述第一掺杂蓝色磷光层的主体和所述第二掺杂蓝色磷光层的主体具有不同的HOMO能级和/或LUMO能级，或者为P型材料主体、N型材料主体以及双极性材料主体中的任意两种。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述掺杂蓝色磷光层中的客体为一种或多种。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述掺杂蓝色磷光层的主体的三线态能级比其中的客体的三线态激子能级高至少0.2eV。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述非掺杂互补色磷光层包括同一种材料或者包括多种材料。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述第一掺杂蓝色磷光层和所述第二掺杂蓝色磷光层中的主体材料为26DCzPPy、TCTA、TAPC、TPBi、Bphen、TAZ、TmPyPB、Bepp2、TPBi、TmPyPB、Bphen、BCP、TAZ、OXD-7、3TPYMB、SPPO1、UGH1、UGH2、UGH3、UGH4和NBphen中的任意两种。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述第一掺杂蓝色磷光层和所述第二掺杂蓝色磷光层中的客体材料为FIrpic或Fir6。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述非掺杂互补色磷光层为Ir(ppy)3层、Ir(dmppy)2(dpp)层、IrG2层、Ir(piq)3层或(MDQ)2Ir(acac)层。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述掺杂蓝色磷光层的厚度为0.01nm至200nm。
优选的，在上述白色有机电致发光器件中，所述非掺杂互补色磷光层的厚度为0.01nm至200nm。
通过上述描述可知，本发明提供的上述白色有机电致发光器件，由于所述有机发光层包括掺杂蓝色磷光层和设置在所述掺杂蓝色磷光层至少一侧的非掺杂互补色磷光层，其中，所述掺杂蓝色磷光层至少包括相邻设置的第一掺杂蓝色磷光层和第二掺杂蓝色磷光层，所述第一掺杂蓝色磷光层的主体和所述第二掺杂蓝色磷光层的主体具有不同的HOMO能级和/或LUMO能级，或者为P型材料主体、N型材料主体以及双极性材料主体中的任意两种，因此同时具有结构简单、高效率和低效率衰减的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种白色有机电致发光器件的示意图；
图2为器件在4.5V时的光谱示意图；
图3为器件的亮度-正视效率的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种白色有机电致发光器件，同时具有结构简单、高效率和低效率衰减的优势。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种白色有机电致发光器件如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种白色有机电致发光器件的示意图，该器件包括依次设置于基板1上部的阳极2和阴极8，所述阳极2和所述阴极8之间依次设置有空穴注入层3、空穴传输层4、有机发光层5、电子传输层6和电子注入层7，所述有机发光层5包括掺杂蓝色磷光层501和设置在所述掺杂蓝色磷光层501至少一侧的非掺杂互补色磷光层502，需要说明的是，这里仅仅示出了在掺杂蓝色磷光层501的上面设置非掺杂互补色磷光层502，实际上并不仅限于这种例子，还可以在掺杂蓝色磷光层501的下面设置非掺杂互补色磷光层502，或者同时在掺杂蓝色磷光层501的上面和下面同时设置非掺杂互补色磷光层502，而且该掺杂蓝色磷光层发光波长在380nm和500nm之间，使器件获得蓝色光谱，采用掺杂技术完成，能拓宽激子的产生区域，有利于高效率与低效率衰减，所述非掺杂互补色磷光层产生的光波长在500nm和780nm之间，根据色度学原理得到白光，其采用非掺杂技术制作，能有效降低工艺复杂度，减少成本，其中，所述掺杂蓝色磷光层501至少包括相邻设置的第一掺杂蓝色磷光层和第二掺杂蓝色磷光层，所述第一掺杂蓝色磷光层的主体和所述第二掺杂蓝色磷光层的主体具有不同的HOMO能级和/或LUMO能级，这样能保证电荷在掺杂蓝光磷光层进行积累，或者为P型材料主体、N型材料主体以及双极性材料主体中的任意两种，所述p型材料主体是指是指电子迁移率小于本身空穴迁移率的材料主体，n型材料主体是指是指电子迁移率大于本身空穴迁移率的材料主体，双极性型材料主体是指是指电子迁移率等于本身空穴迁移率的材料主体，这样的结构也能够保证激子产生区位于掺杂蓝色磷光层中。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的第一种白色有机电致发光器件，由于所述有机发光层包括掺杂蓝色磷光层和设置在所述掺杂蓝色磷光层至少一侧的非掺杂互补色磷光层，其中，所述掺杂蓝色磷光层至少包括相邻设置的第一掺杂蓝色磷光层和第二掺杂蓝色磷光层，所述第一掺杂蓝色磷光层的主体和所述第二掺杂蓝色磷光层的主体具有不同的HOMO能级和/或LUMO能级，或者为P型材料主体、N型材料主体以及双极性材料主体中的任意两种，，这样能保证激子产生区位于掺杂蓝色磷光层中，因此同时具有结构简单、高效率和低效率衰减的优势。
本申请实施例提供的第二种白色有机电致发光器件，是在上述第一种白色有机电致发光器件的基础上，还包括如下技术特征：
所述掺杂蓝色磷光层中的客体为一种或多种，这样就有利于提高器件的色温范围和CRI。
本申请实施例提供的第三种白色有机电致发光器件，是在上述第一种白色有机电致发光器件的基础上，还包括如下技术特征：
所述掺杂蓝色磷光层的主体的三线态能级比其中的客体的三线态激子能级高至少0.2eV，其目的是防止激子被淬灭，保证器件具有高效率。
本申请实施例提供的第四种白色有机电致发光器件，是在上述第一种白色有机电致发光器件的基础上，还包括如下技术特征：
所述非掺杂互补色磷光层包括同一种材料或者包括多种材料。
本申请实施例提供的第五种白色有机电致发光器件，是在上述第一种至第四种白色有机电致发光器件中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述第一掺杂蓝色磷光层和所述第二掺杂蓝色磷光层中的主体材料为26DCzPPy、TCTA、TAPC、TPBi、Bphen、TAZ、TmPyPB、Bepp2、TPBi、TmPyPB、Bphen、BCP、TAZ、OXD-7、3TPYMB、SPPO1、UGH1、UGH2、UGH3、UGH4和NBphen中的任意两种，这些都是高三线态材料，实际上这些只是优选方案，还可以采用其他类型的高三线态材料，此处并不限制。
本申请实施例提供的第六种白色有机电致发光器件，是在上述第五种白色有机电致发光器件的基础上，还包括如下技术特征：
所述第一掺杂蓝色磷光层和所述第二掺杂蓝色磷光层中的客体材料为FIrpic或Fir6，实际上这两种是优选方案，并不仅限于这两种。
本申请实施例提供的第七种白色有机电致发光器件，是在上述第一种至第四种白色有机电致发光器件中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述非掺杂互补色磷光层为Ir(ppy)3层、Ir(dmppy)2(dpp)层、IrG2层、Ir(piq)3层或(MDQ)2Ir(acac)层。
本申请实施例提供的第八种白色有机电致发光器件，是在上述第一种至第四种白色有机电致发光器件中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述掺杂蓝色磷光层的厚度为0.01nm至200nm。进一步的，其厚度优选为2nm至30nm。
本申请实施例提供的第九种白色有机电致发光器件，是在上述第一种至第四种白色有机电致发光器件中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述非掺杂互补色磷光层的厚度为0.01nm至200nm。
下面以一个具体例子进行说明：
所制备器件A的结构为在基板上制作阳极、空穴注入层、空穴传输层、第一掺杂蓝色磷光层、第二掺杂蓝色磷光层、黄色磷光层、电子传输层、电子注入层、阴极，对应的各层及其厚度为：ITO/HAT-CN(100nm)/TAPC(15nm)/TAPC:Firpic(4nm，8％)/26DCzPPy:Firpic(4nm，22％)/Ir(dmppy)2(dpp)(0.8nm)/TPBi(400)LiF(1nm)/Al(200nm)，其中ITO为氧化铟锡；HAT-CN为2，3，6，7，10，11-六氰基-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯；TAPC为4，4'-环己基二[N，N-二(4-甲基苯基)苯胺]；Firpic为双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱；Ir(dmppy)2(dpp)为bis(2-phenyl-4，5-dimethylpyridinato)[2-(biphenyl-3-yl)pyridinato]iridium(III)；26DCzPPy为9，9'-(2，6-吡啶二基二-3，1-亚苯)；TPBi为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。
上述结构的制备工艺步骤如下：
1、在基板上以溅射方法制备ITO薄膜作为阳极。
2、在阳极上以真空蒸镀方法制备100nm的HAT-CN作为空穴注入层。
3、在上述空穴注入层上以真空蒸镀方法制备15nm厚度的TAPC薄膜作为空穴传输层。
4、在上述空穴型传输层上以真空蒸镀方法制备4nm厚度的TAPC:Firpic薄膜作为第一掺杂蓝色磷光层。
5、在上述第一掺杂蓝色磷光层上以真空蒸镀方法制备4nm厚度的26DCzPPy:Firpic薄膜作为第二掺杂蓝色磷光层。
6、在上述第二掺杂蓝色磷光层上以真空蒸镀方法制备0.8nm厚的Ir(dmppy)2(dpp)薄膜作为黄光层。
7、在上述黄光层上以真空蒸镀方法制备40nm厚度的TPBi薄膜作为电子传输层。
8、在上述电子传输层上以真空蒸镀方法制备1nm的LiF薄膜作为电子注入层。
9、在上述电子注入层上以真空蒸镀方法制备200nm的Al薄膜作为阴极。
对上述制备得到的器件的性能进行检测，该器件在4.5V时的光谱如图2所示，图2为器件在4.5V时的光谱示意图，可见色坐标为(0.41，0.49)，属于白光。器件的亮度-正视效率图如图3所示，图3为器件的亮度-正视效率的示意图，可见器件的最大效率40.2cd/A，在照明相关亮度1000cd/m2下，器件的正视效率仍然高达37.5cd/A，几乎无衰减。并且如果按照总效率来计算的话，器件的最大总效率则为68.3cd/A，1000cd/m2下为63.8cd/A，可见器件的效率非常高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种白色有机电致发光器件，包括依次设置于基板上部的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极之间依次设置有空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和电子注入层，其特征在于，所述有机发光层包括掺杂蓝色磷光层和设置在所述掺杂蓝色磷光层至少一侧的非掺杂互补色磷光层，其中，所述掺杂蓝色磷光层至少包括相邻设置的第一掺杂蓝色磷光层和第二掺杂蓝色磷光层，所述第一掺杂蓝色磷光层的主体和所述第二掺杂蓝色磷光层的主体具有不同的HOMO能级和/或LUMO能级，或者为P型材料主体、N型材料主体以及双极性材料主体中的任意两种。
2.根据权利要求1所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述掺杂蓝色磷光层中的客体为一种或多种。
3.根据权利要求1所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述掺杂蓝色磷光层的主体的三线态能级比其中的客体的三线态激子能级高至少0.2eV。
4.根据权利要求1所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述非掺杂互补色磷光层包括同一种材料或者包括多种材料。
5.根据权利要求1-4任一项所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述第一掺杂蓝色磷光层和所述第二掺杂蓝色磷光层中的主体材料为26DCzPPy、TCTA、TAPC、TPBi、Bphen、TAZ、TmPyPB、Bepp2、TPBi、TmPyPB、Bphen、BCP、TAZ、OXD-7、3TPYMB、SPPO1、UGH1、UGH2、UGH3、UGH4和NBphen中的任意两种。
6.根据权利要求5所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述第一掺杂蓝色磷光层和所述第二掺杂蓝色磷光层中的客体材料为FIrpic或Fir6。
7.根据权利要求1-4任一项所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述非掺杂互补色磷光层为Ir(ppy)3层、Ir(dmppy)2(dpp)层、IrG2层、Ir(piq)3层或(MDQ)2Ir(acac)层。
8.根据权利要求1-4任一项所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述掺杂蓝色磷光层的厚度为0.01nm至200nm。
9.根据权利要求1-4任一项所述的白色有机电致发光器件，其特征在于，所述非掺杂互补色磷光层的厚度为0.01nm至200nm。
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