CN109244255A - 适用于脉冲驱动的有机平面异质结白光器件及其调光应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了适用于脉冲驱动的有机平面异质结白光器件及其调光应用。该器件的结构包括电极（±）、电荷传输层和两个发光层，其中一发光层主要提供波长为300‑500 nm的发光峰，另一层主要提供波长为500‑800 nm的发光峰，两发光层紧密相连。本发明提供的OLED器件在不同脉冲信号驱动下产生不同颜色和亮度的白光。

Description

适用于脉冲驱动的有机平面异质结白光器件及其调光应用
技术领域
本发明属于OLED显示与照明技术领域，具体涉及一种有机平面异质结发光器件的器件结构及该发光器件在脉冲驱动条件下的应用。
背景技术
作为第四代光源，有机发光二极管(OLED)是最具有发展潜力的新型光源。因其具备柔性轻薄、制备工艺简单、高效低耗等优异特性，受到显示与照明领域极大的关注。
OLED具有二极管特性，因此原则上其为单向直流驱动，且在直流驱动下不适应于很多出现闪频现象的领域，尤其不适合应用在照明领域；但是，由于有机发光薄膜具有很明显的电容特性，为了提高显示器件的刷新频率，对不发光的像素对应的电容进行快速放电，目前很多驱动电路采用非直流驱动模式。
OLED器件的结构分单层、双层和多层，而为获得高效率和长寿命，OLED通常采用传输平衡和激子限制更好的多层结构。在多层结构的基础上，设计出效率和稳定性更高的叠层器件结构。叠层OLED通常是由两个或更多个发光单元通过电荷产生层作为中间连接层串联在一起的，这样结构的优点在于，不但器件的亮度和电流效率成倍的增加，而且器件的稳定性也得到明显的改善。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种结构简单的有机平面异质结发光器件，能在脉冲电源驱动下发光，通过调节电源幅值和占空比，能够独立地实现光色和亮度的调节。本发明以较低生产成本、较低功耗实现光色可调的OLED器件。
为了实现上述技术问题，本发明设计一种适用于种适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件。
一种适用于种适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其包括正极薄膜电极、负极薄膜电极、以及由两层有机发光层组成的异质结发光模块；所述两层有机发光层中其中一有机发光层要提供波长为300-500nm的发光峰，另一有机发光层主要提供波长为500-800nm的发光峰；两层发光层紧密相连，形成有机平面异质结结构即异质结发光模块。其中，正极薄膜用于产生空穴，负极薄膜用于产生电子。
进一步的，所述有机平面异质结由荧光或磷光材料与有机主体组成。
进一步的，所述有机主体为聚芴与聚芴衍生物。
进一步的，第一层有机发光层采用真空镀膜方法或溶液法制备，溶液法包括旋涂、打印、喷涂、丝网印刷、浸涂或夹缝涂布工法。
进一步的，第二层有机发光层采用真空镀膜方法或溶液法制备，溶液法包括旋涂、打印、喷涂、丝网印刷、浸涂或夹缝涂布工法。
进一步的，在电极和由两层有机发光层组成的异质结发光模块之间，具有0～5层用于电荷注入和传输的功能层。
进一步的，所述有机平面异质结发光器件的基片为柔性或硬性的平面或曲面基底；如基片为柔性基底，则有机平面异质结发光器件为柔性器件。
进一步的，两个电极中至少一个为透明电极，另外一个为高反射率不透明电极；其中透明电极优选自金属氧化物、金属薄层、金属纳米线、石墨烯或碳纳米线。
进一步的，在脉冲电源的脉冲信号条件下驱动下的应用，通过改变脉冲幅值来调节光色。
进一步的，所述脉冲电源的频率为100赫兹到100万赫兹，脉冲电源的波形为正弦波、三角波、方波或它们波形的组合，优选方波。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明提供的有机平面异质结发光器件，采用周期性脉冲驱动产生白光，可以通过改变脉冲占空比来调节亮度，同时通过改变脉冲幅值来调节光色，能够以较低生产成本、较低功耗实现可调光的照明WOLED器件。
附图说明
图1为本发明实施案例制备的种适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件W1的结构示意图。
图2为W1的在不同电压的1000Hz占空比为0.5的方波驱动下的电压-亮度特性曲线。
图3为W1的在不同占空比的1000Hz电流密度为J＝25.42mA/cm的方波驱动下的占空比-亮度特性曲线。
图4为器件W1的在不同电压下的电致发光光谱特性。
图5为器件W1的电压-色坐标特性.
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案，对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此，需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。
实施例1：基于聚合物的面异质结型电致白光器件W1的制备
在预先做好的氧化铟锡(ITO)玻璃上，其方块电阻为10-20Ω/□，先依次用丙酮，洗涤剂，去离子水和异丙醇超声清洗，等离子处理10分钟。在ITO上旋涂掺杂有聚苯乙烯磺酸的聚乙氧基噻吩(PEDOT:PSS)膜，厚度约为40nm。PEDOT:PSS膜在真空烘箱里80℃下干燥8小时。随后在一部分覆盖有PEDOT:PSS的ITO玻璃上，将聚二辛基芴(PFO)、聚二辛基芴-苯并噻二唑(PFO-BT8)和聚二辛基芴-二己基噻吩苯并噻二唑(PFO-DHTBT5)的按照85：8：7的质量比共混配置成二甲苯溶液(0.5wt％)旋涂在PEDOT:PSS膜的表面作为面异质结的下半部分，厚度为20nm。接着在20nm PFO表面旋涂PPF-SO15的1,4-二氧六环溶液(0.6wt％)作为面异质结的上半部分，厚度为50nm；最后在PFO和P1上依次蒸镀一薄层金属钡(4nm)和120nm厚的金属铝层。W1器件结构为：ITO/PEDOT:PSS/PFO:PFO-BT8:PFO-DHTBT5＝85:8:7/PPF-SO15/Ba/Al，其中PFO:PFO-BT8:PFO-DHTBT5＝85:8:7主要提供500nm-780nm的发光峰，PPF-SO15主要提供400-500nm的发光峰。对其进行检测，结果见图1～图5。图1为器件的横截面结构示意图，图2为W1的在不同电压的1000Hz占空比为0.5的方波驱动下的电压-亮度特性曲线。图3为器件在不同占空比的1000Hz电流密度为J＝25.42mA/cm的方波驱动下的占空比-亮度特性曲线。图4为器件W1的在不同电压下的电致发光光谱特性，图5为器件W1的电压-色坐标特性。可以看到在不同电压下器件具有不同发光颜色、在不同占空比下器件具有不同发光亮度的发光特性。
PFO、PPF-SO15、PFO-BT8、PFO-DHTBT5的结构式如下。
实施例2：基于小分子的面异质结型电致白光器件W2的制备
在预先做好的氧化铟锡(ITO)玻璃上，其方块电阻为10-20Ω/□，先依次用丙酮，洗涤剂，去离子水和异丙醇超声清洗，等离子处理10分钟。在ITO上旋涂掺杂有聚苯乙烯磺酸的聚乙氧基噻吩(PEDOT:PSS)膜，厚度约为40nm。PEDOT:PSS膜在真空烘箱里80℃下干燥8小时。随后在覆盖有PEDOT:PSS的ITO玻璃上，在10-5Pa真空条件下以0.1nm/s的沉积速率，蒸镀一层30nm的TAPC；随后以0.96nm/s、0.03nm/s和0.01nm/s的沉积速率共蒸镀一层TCTA:Ir(PPy)3:Ir(MDQ)2acac＝96:3:1质量比的混合薄膜，厚度为30nm；然后以0.94nm/s和0.06nm/s的沉积速率共蒸镀一层mCP:FIrpic＝94:6质量比的混合薄膜，厚度为40nm；最后再依次蒸镀一层30nm的TmPyPb、1nm的氟化锂和120nm厚的金属铝层。W2器件结构为：ITO/PEDOT:PSS/TAPC/TCTA:Ir(PPy)3:Ir(MDQ)2acac＝96:3:1/mCP:FIrpic＝94:6/TmPyPb/LiF/Al，其中TCTA:Ir(PPy)3:Ir(MDQ)2acac＝96:3:1主要提供500-780的发光峰，mCP:FIrpic＝94:6主要提供450-550的发光峰。对该器件进行检测，结果参照实施例1。
实施例3：基于聚合物与量子点复合的面异质结型电致白光器件W3的制备
在预先做好的氧化铟锡(ITO)玻璃上，其方块电阻为10-20Ω/□，先依次用丙酮，洗涤剂，去离子水和异丙醇超声清洗，等离子处理10分钟。在ITO上旋涂掺杂有聚苯乙烯磺酸的聚乙氧基噻吩(PEDOT:PSS)膜，厚度约为40nm。PEDOT:PSS膜在真空烘箱里80℃下干燥8小时。随后在一部分覆盖有PEDOT:PSS的ITO玻璃上，将聚二辛基芴(PFO)、聚二辛基芴-苯并噻二唑(PFO-BT8)和聚二辛基芴-二己基噻吩苯并噻二唑(PFO-DHTBT5)的按照65：20：15的质量比共混配置成二甲苯溶液(0.6wt％)旋涂在PEDOT:PSS膜的表面作为面异质结的一部分，厚度为30nm。接着在其上方旋涂一层蓝光CdZnS-ZnS核-壳型量子点材料的正辛烷溶液(2wt％)，厚度为30nm；然后在量子点层上方旋涂一层30nm厚的ZnO纳米颗粒的乙醇溶液，最后蒸镀一层120nm厚的金属铝层。W3器件结构为：ITO/PEDOT:PSS/PFO:PFO-BT8:PFO-DHTBT5＝65:20:15/CdZnS-ZnS QD/ZnO NP/Al，其中PFO:PFO-BT8:PFO-DHTBT5＝65:20:15主要提供500-780nm的发光峰，CdZnS-ZnS QD主要提供450±20nm的发光峰。
对该器件进行检测，结果参照实施例1。

Claims (10)

1.一种适用于种适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于包括正极薄膜电极、负极薄膜电极、以及由两层有机发光层组成的异质结发光模块；所述两层有机发光层中其中一有机发光层要提供波长为300-500 nm的发光峰，另一有机发光层主要提供波长为500-800 nm的发光峰；两层发光层紧密相连，形成有机平面异质结结构即异质结发光模块。
2.根据权利要求1所述的适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于，所述有机平面异质结由荧光或磷光材料与有机主体组成。
3.根据权利要求2所述的适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于，所述有机主体为聚芴与聚芴衍生物。
4.根据权利要求1所述的种适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于，第一层有机发光层采用真空镀膜方法或溶液法制备，溶液法包括旋涂、打印、喷涂、丝网印刷、浸涂或夹缝涂布工法。
5.根据权利要求1所述的适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于，第二层有机发光层采用真空镀膜方法或溶液法制备，溶液法包括旋涂、打印、喷涂、丝网印刷、浸涂或夹缝涂布工法。
6.根据权利要求1所述的适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于，在电极和由两层有机发光层组成的异质结发光模块之间，具有0~5层用于电荷注入和传输的功能层。
7.根据权利要求1所述的适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于，所述有机平面异质结发光器件的基片为柔性或硬性的平面或曲面基底。
8.根据权利要求1所述的适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件，其特征在于，两个电极中至少一个为透明电极，另外一个为高反射率不透明电极；其中透明电极优选自金属氧化物、金属薄层、金属纳米线、石墨烯或碳纳米线。
9.权利要求1所述的适用于脉冲驱动的有机平面异质结发光器件的应用，其特征是，在脉冲电源的脉冲信号条件下驱动下的应用，通过改变脉冲幅值来调节光色。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述脉冲电源的频率为100赫兹到100万赫兹，脉冲电源的波形为正弦波、三角波、方波或它们波形的组合。
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