CN111244306A - 一种顶发射有机发光二极管单元 - Google Patents

一种顶发射有机发光二极管单元 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种顶发射有机电致发光元件，所述的顶发射有机电致发光元件中的电子传输层包含氮杂螺二芴及其衍生物；该电子传输层中还包含有机锂试剂作为掺杂剂。本发明所述的电子传输层能显著提高顶发射蓝光有机电致发光元件的使用寿命，显著提升顶发射绿光或红光有机电致发光元件在高温下的使用寿命。本发明顶发射有机电致发光元件应用于显示装置或光源装置中，能够提高产品的显示均衡性及整体性能，具有很好的商业应用前景。

Description

一种顶发射有机发光二极管单元
技术领域
本发明属于有机发光二极管技术领域，尤其涉及一种顶发射有机发光二极管单元。
背景技术
有机发光二极管(OLED)已经被广泛应用于显示和照明领域，作为新一代的平板显示技术其广泛的应用前景和近年来技术上的突飞猛进使得OLED成为平板信息显示领域和科学研究产品开发最热门的研究之一。同时获得高效率和长寿命的问题一直是OLED研究的瓶颈和热点。
OLED发光的机理是在外加电场作用下，电子和空穴分别从正负两极注入后在有机材料中迁移、复合并衰减而产生发光。OLED的典型结构包括阴极层、阳极层和位于这两层之间的有机功能层，有机功能层可包括电子传输层、空穴传输层和发光层中的一种或几种功能层。通常根据光的出射方向不同，有机发光二极管可以分为底发射OLED和顶发射OLED。其中底发射OLED从基板方向出射发射光，而顶发射OLED则是从背向基板的方向发射出光。为了实现全彩显示面板的高开口率和色彩的饱和度，顶发射发光OLED具有较高的色纯度，是应用于显示技术OLED常用的技术。在全彩显示中，要求性能优良的红、绿、蓝三基色发光。在现有技术中，绿光有机发光二极管效率最高，红光次子，蓝光效率最低。由于蓝光的发光效率和稳定性均无法和红、绿发光相比，导致全彩显示应用时效率不均衡。综上所述，获得一种顶发射OLED元件，尤其能提升蓝光的寿命，将能提高基于OLED技术显示和照明产品的整体性能，推动OLED产业的发展。
发明内容
为了解决现有OLED技术中存在蓝光顶发射器件使用寿命短的问题，本发明的目的在于提供一种顶发射有机发光二极管元件，该顶发射有机发光二极管元件将具有高性能的含氮杂螺二芴及其衍生物作为电子传输层构筑了顶发射蓝光、绿光、红光OLED元件，此电子传输层的引入，蓝光OLED元件的寿命提升了170％，而相应的绿光和红光OLED元件的寿命略有提升。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种顶发射有机发光二极管单元，包括：
反射电极，用作阳极
空穴注入层，位于所述反射电极上方；
空穴传输层，位于所述空穴注入层上方；
发光层，位于所述空穴传输层上方；
电子传输层，位于所述发光层上方；
以及透明电极，位于所述电子传输层上方，用作阴极。
其中，所述电子传输层包含氮杂螺二芴及其衍生物。
优选的，所述电子传输层还含有其他金属或金属化合物作为掺杂剂。
优选的，所述金属化合物为LiF或8-羟基喹啉锂。
优选的，所述的氮杂螺二芴及其衍生物为选自以下化合物中的至少一种：
Figure BDA0001885571800000031
Figure BDA0001885571800000041
Figure BDA0001885571800000051
Figure BDA0001885571800000061
优选的，所述有机发光二极管单元可以发射蓝光或绿光或红光。
优选的，所述的电子传输层厚度为20nm至200nm。
优选的，所述的电子传输层由氮杂螺二芴及其衍生物与8-羟基喹啉锂按质量比99:1-1:99的比例混合得到。
本发明还要求保护一种显示器装置，该显示器装置所述的顶发射有机发光二极管单元。
本发明还保护一种光源装置，该光源装置包括照明装置、背板光源以及所述的顶发射有机发光二极管单元。
本发明还要求保护这种电子传输层在蓝光或绿光或红光顶发射有机发光二极管单元中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
本发明设计的方案是将具有高性能的含氮杂螺二芴及其衍生物，作为电子传输层构筑了顶发射蓝光、绿光、红光OLED元件，此电子传输层的引入，蓝光OLED元件的寿命提升了170％，而相应的绿光和红光OLED元件的寿命略有提升。由于红绿OLED元件的寿命本来就比蓝光OLED的长很多，此次电子传输层的引入，对蓝光寿命的提升最为明显，可以显著改善蓝光寿命不足的缺点。用此方案获得的红、绿、蓝OLED元件应用于显示装置中，可以显著改善蓝光寿命过短的缺点，而使显示装置有更好的应用获得市场的认可。与此同时，蓝光OLED元件寿命的改善，在照明和背光源中的应用也很重要，可以使照明和背光源具有更长的使用寿命。
附图说明
图1为本发明器件1，器件2，器件3的电致发光光谱曲线；
图2为本发明器件1，器件2，器件3的电流效率-电流密度曲线
图3为本发明器件1，器件2，器件3常温寿命曲线；
图4为本发明器件1，器件2，器件3高温寿命曲线；
图5为本发明有机电子元件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例1
在本发明的一种优选实施方式中，本发明的顶发射有机发光二极管单元(OLED)，其中含有空穴传输层，空穴传输材料可以优选自已知或未知的材料，特别优选地选自以下结构，但并不代表本发明限于以下结构：
Figure BDA0001885571800000081
在本发明的一种优选实施方式中，本发明的顶发射OLED器件中含有的空穴传输层，其包含一种或多种p型掺杂剂。本发明优选的p型掺杂剂为以下结构：
Figure BDA0001885571800000082
本发明中提及的氮杂螺二芴化合物可以通过发明专利(CN106831581A)提及的方法进行合成制备。
本发明的一种优选实施方式中，当上述电子传输材料被用作空穴阻挡层、电子传输层或电子注入层材料，可以单独使用，也可以含一种或多种n型掺杂剂。本发明优选的掺杂剂为Liq等。
在本发明的应用实施方案中，所述的化合物可以优选地作为荧光或磷光化合物的主体材料，所述掺杂剂优选是一种或多种荧光或磷光掺杂剂，可以优选自有机化合物，或铱(Ir)、铜(Cu)、或铂(Pt)的络合物的任意已知和未知的结构。
为了形成本发明有机电致发光元件的各层，可采用真空蒸镀、溅射、离子电镀等方法，或湿法成膜如旋涂、打印、印刷等方法。
本发明还提供一种包括所述化合物和溶剂的制剂，所用的溶剂没有特别限制，可以使用本领域技术人员熟知的例如甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢化萘、十氢萘、双环己烷、正丁基苯、仲丁基苯、叔丁基苯等不饱和烃溶剂、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊烷、溴戊烷、氯己烷、溴己烷、氯环己烷、溴环己烷等卤化饱和烃溶剂，氯苯、二氯苯、三氯苯等卤化不饱和烃溶剂，四氢呋喃、四氢吡喃等醚溶剂。
顶发射有机发光二极管单元的制造通用方法：
在发光面积为2mm×2mm大小的玻璃的表面用真空蒸镀Ag、Al中的一种厚度为20-100nm的反射电极，真空蒸镀将p掺杂材料P-1～P-6或者将此p掺杂材料以1％～50％浓度与空穴传输材料共同形成5-50nm的空穴注入层(HIL)，再形成5-200nm的空穴传输层(HTL)，随后在空穴传输层上形成5-100nm的发光层(EML)，最后依次形成电子传输层(ETL)10-200nm和阴极50-200nm，如有必要在HTL和EML层中间加入电子阻挡层(EBL),在ETL和阴极间加入电子注入层(EIL)从而制造了有机发光元件。通过标准方法表征所述OLED。
Figure BDA0001885571800000091
Figure BDA0001885571800000101
以上结果表明，用本发明采用氮杂螺二芴作为电子传输层材料，所得到的蓝光器件(器件1)与参比的蓝光器件(器件BR)相比，电流效率没有明显的降低，在常温下LT97的寿命提升至1.7倍，高温下寿命基本持平。在绿光器件(器件2)和参比绿光器件(器件GR)相比，电流效率基本持平，常温下LT99寿命提升至1.3倍，高温下LT96寿命提升至1.6倍。在红光器件(器件3)和参比红光器件(器件RR)相比，电流效率提升至1.1倍，常温下LT96寿命提升至1.1倍，高温下(LT96)寿命提升至1.3倍。以上结果表明，本发明的顶发射器件，器件寿命上有明显的提升。尤其是常温下蓝光的寿命提升最为明显至1.7倍，可以显著改善蓝光寿命不足的缺点。
以上对本发明的实施方式进行了详细的说明，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种顶发射有机发光二极管单元，其特征在于，包括：
反射电极，用作阳极
空穴注入层，位于所述反射电极上方；
空穴传输层，位于所述空穴注入层上方；
发光层，位于所述空穴传输层上方；
电子传输层，位于所述发光层上方；
以及透明电极，位于所述电子传输层上方，用作阴极。
其中，所述电子传输层包含氮杂螺二芴及其衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种顶发射有机发光二极管单元，其特征在于，所述电子传输层还含有其他金属或金属化合物作为掺杂剂。
3.根据权利要求2所述的一种顶发射有机发光二极管单元，其特征在于，所述金属化合物为LiF或8-羟基喹啉锂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种顶发射有机发光二极管单元，其特征在于，所述的氮杂螺二芴及其衍生物为选自以下化合物中的至少一种：
Figure FDA0001885571790000021
Figure FDA0001885571790000031
Figure FDA0001885571790000041
Figure FDA0001885571790000051
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种顶发射有机发光二极管单元，其特征在于，所述有机发光二极管单元可以发射蓝光或绿光或红光。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种顶发射有机发光二极管单元，其特征在于，所述的电子传输层厚度为20nm至200nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种顶发射有机发光二极管单元，其特征在于，所述的电子传输层由氮杂螺二芴及其衍生物与8-羟基喹啉锂按质量比99:1-1:99的比例混合得到。
8.一种显示器装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的顶发射有机发光二极管单元。
9.一种光源装置，其特征在于，包括照明装置、背板光源以及权利要求1-7任一项所述的顶发射有机发光二极管单元。
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