WO2018129921A1 - 一种蓝色有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种蓝色有机电致发光器件，包括：衬底（1）；设置在衬底上的阳极层（2）；设置在阳极层上的发光层（5）；发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；设置在发光层上的阴极层（8）。采用激发态能量小于空穴型有机主体材料的蓝色有机荧光材料作为发光材料，兼具较高的发光效率与色纯度，热稳定性能好，同时也具有优越电子传输能力，在发光层中掺杂浓度较高，可以兼具主体材料和蓝光材料的功能，有利于平衡空穴和电子在发光区间的分布，也能够将空穴和电子的复合限制在发光层的狭窄区域，能够有效平衡载流子在发光层的分布。
Description
本申请要求2017年1月16日提交中国专利局、申请号为201710032259.8、发明名称为“一种蓝色有机电致发光器件及其制备方法”的中国专利申请的优先权，该专利申请的全部内容通过引用结合在此。
本发明属于有机电致发光技术领域，尤其涉及一种蓝色有机电致发光器件及其制备方法。
有机发光器件是一种自发光器件，当电荷被注入到电子注入电极(阳极)和空穴注入电极(阴极)之间的有机膜时，电子和空穴结合并随后湮灭，因而产生光。与其他平面显示技术如液晶显示器、等离子体显示器件、场发射显示器相比，有机电致发光显示具有发光颜色可调、主动发光、高亮度、高效率、宽视角、低能耗、制备工艺简单、可制备弯曲柔性显示屏等一系列优异特性，而且在大平面平板全色显示器领域中具有广阔的应用前景，被普遍认为是最具竞争力的新一代显示技术。因此，有机电致发光技术的研究吸引了科学界和工业界的广泛关注和积极参与，使得有机电致发光器件的性能在过去的十多年中得到了迅速的发展。其中，蓝色有机电致发光器件由于在单色显示、白光调制等方面的应用前景，已经成为目前的研究热点。
一直以来，高性能、高品质纯蓝色有机电致发光器件的研发设计始终是该领域的重点及难点。过渡金属配合物因为具有发光效率高和发光颜色可调等优点而被学术界和产业界视为理想的有机电致发光材料。国内外的许多研究团队从材料合成和器件优化方面着手，努力提高蓝色有机电致发光器件的综合性能，以期满足产业化的需要。然而，基于过渡金属配合物所得的蓝色有机电致发光器件通常伴随着较低的色纯度、较低的工作寿命或者较低的发光效率。因此，越来越多的研究团队倾向于采用蓝色荧光发光材料取代蓝色过渡金属配合物，获得纯蓝色的荧光有机电致发光器件。然而，纯蓝色荧光材料普遍具有较低的发光效率；另外，纯蓝色荧光材料相对较宽的能隙给主体材料的筛选带了很大不便，最终导致载流子注入、传输及分布的不均衡，因而使得所制得蓝光器件
具有较低的发光效率和较高的工作电压。
为了解决这些问题，国内外的研发团队纷纷致力于新型纯蓝色发光材料的设计和蓝光器件结构的优化。例如，2010年中国科学院长春应用化学研究所周亮等人在Journal of Luminescence杂志发表研究论文，通过将微量的电子传输材料8–羟基喹啉铝(简称AlQ)掺入发射纯蓝色光的空穴传输材料N，N′-双(1-萘基)-N，N′-二苯基-1，1′-二苯基-4，4′-二胺(简称NPB)中，获得了较为稳定的纯蓝色发光器件。然而，所得器件的发光效率较低，限制了其在照明及显示领域的广泛应用。2014年，华南理工大学马於光等人在Laser Photonics Reviews杂志报道了所研制的新型深蓝色荧光材料，并获得了优异的深蓝色发光器件器件。虽然所得深蓝色器件的色纯度和色稳定性非常优异，然而其较高的工作电压不仅直接导致了器件的低功率效率，还间接降低了器件的工作稳定性。由此可见，纯蓝色有机电致发光器件的色纯度、发光效率和工作稳定性等综合性能仍然没有得到实质性改善。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种蓝色有机电致发光器件及其制备方法，该蓝色有机电致发光器件结构简单且具有较高的效率、亮度与工作稳定性。
本发明提供了一种蓝色有机电致发光器件，包括：
衬底；
设置在所述衬底上的阳极层；
设置在所述阳极层上的发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；所述蓝色有机荧光材料的激发态能量小于空穴型有机主体材料的激发态能量；
与设置在所述发光层上的阴极层。
优选的，所述蓝色有机荧光材料为2,2'-(9,10-蒽二基二-4,1-亚苯基)二[6-甲基-苯并噻唑]。
优选的，所述空穴型有机主体材料为4，4'-二(9-咔唑基)联苯1,3-二咔唑-9-基苯、9,9'-(5-(三苯基硅烷基)-1,3-苯基)二-9H-咔唑、1,3,5-三(9-咔唑基)苯、4,4',4”–三(咔唑-9-基)三苯胺与4,4’-双(三苯基硅烷基)联苯中的一种或多种。
优选的，所述发光层的厚度为5～20nm。
优选的，所述阳极层与发光层之间还设置有阳极界面层；所述阳极界面层的厚度为2～10nm。
优选的，所述阳极层与发光层之间还设置有空穴传输层或电子阻挡层；所述空穴传输层或电子阻挡层的厚度为40～60nm。在存在阳极界面层的情况下，空穴传输层或电子阻挡层设置在阳极界面层与发光层之间。
优选的，所述发光层与阴极层之间还设置有空穴阻挡层或电子传输层；所述空穴阻挡层或电子传输层的厚度为40～60nm。
优选的，所述空穴阻挡层或电子传输层与阴极层之间还设置有缓冲层；所述缓冲层的厚度为0.8～1.2nm。
本发明还提供了一种蓝色有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
在衬底上形成阳极层；
在所述阳极层上形成发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；所述蓝色有机荧光材料的激发态能量小于空穴型有机主体材料的激发态能量；
在所述发光层上形成阴极，得到蓝色有机电致发光器件。
本发明提供了一种蓝色有机电致发光器件，包括：衬底；设置在所述衬底上的阳极层；设置在所述阳极层上的发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；所述蓝色有机荧光材料的激发态能量小于空穴型有机主体材料的激发态能量；与设置在所述发光层上的阴极层。与现有技术相比，本发明采用激发态能量小于空穴型有机主体材料的蓝色有机荧光材料作为发光材料，兼具较高的发光效率与色纯度，热稳定性能好，从而可保证器件的色纯度和效率，同时蓝色有机荧光材料也具有优越电子传输能力，在发光层中掺杂浓度较高，可以兼具主体材料和蓝光材料的功能，有利于平衡空穴和电子在发光区间的分布，也能够将空穴和电子的复合限制在发光层的狭窄区域，能够有效平衡载流子在发光层的分布；另外，本发明提供的器件结构简单，成本较低，且材料均具有良好的热稳定性，有利于提高器件的寿命。
图1是本发明提供的蓝色有机电致发光器件的结构示意图；
图2是本发明实施例1中得到的蓝色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度特性曲线图；器件的亮度随着电流密度和驱动电压的升高而升高，器件的起亮电压为3.0伏，在电压为8.4伏、电流密度为657.78毫安每平方厘米(mA/cm2)时器件获得最大亮度10384坎德拉每平方米(cd/m2)；
图3是本发明实施例1中得到的蓝色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线图；器件的最大电流效率为6.41坎德拉每安培(cd/A)，最大功率效率为6.71流明每瓦特(lm/W)；
图4是本发明实施例1中得到的蓝色有机电致发光器件在亮度为1000cd/m2时的光谱图，器件色坐标为(0.135,0.138)；
图5是本发明实施例2中得到的蓝色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度特性曲线图；器件的亮度随着电流密度和驱动电压的升高而升高，器件的起亮电压为2.8伏，在电压为8.0伏、电流密度为910.09mA/cm2时器件获得最大亮度10937cd/m2；
图6是本发明实施例2中得到的蓝色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线图；器件的最大电流效率为6.19cd/A，最大功率效率为6.51lm/W。
下面将结合本发明实施例，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。
本发明提供了一种蓝色有机电致发光器件，包括：
衬底；
设置在所述衬底上的阳极层；
设置在所述阳极层上的发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；所述蓝色有机荧光材料的激发态能量小于空穴型有机主体材料的激发态能量；
与设置在所述发光层上的阴极层。
本发明对所述衬底没有特殊的要求，为本领域技术人员熟知的衬底即可，优选为塑料衬底、聚合物衬底、硅基衬底或玻璃衬底，更优选玻璃衬底。
所述衬底上设置有阳极层；所述阳极层由易于空穴注入的材料形成，优选为导电金属、导电金属氧化物或石墨烯，更优选为铟锡氧化物、金电极、铂电极或石墨烯电极，再优选为铟锡氧化物；所述铟锡氧化物的面阻优选为8～25欧姆。
按照本发明，所述阳极层上优选还设置有阳极界面层；所述阳极界面层的厚度优选为2～10nm，更优选为2～8nm，再优选为2～5nm，最优选为3nm；所述阳极界面层为本领域技术人员熟知的阳极界面层即可，并无特殊的限制，本发明中优选为三氧化钼、氟化锂或氯化钠。
为提高空穴的传输能力，同时阻隔电子的传输，进而减小器件的损耗，提高器件的效率，所述阳极界面层上优选设置有空穴传输层或电子阻挡层；所述空穴传输层或电子阻挡层的厚度优选为40～60nm，更优选为40～50nm，；所述空穴传输层或电子阻挡层为本领域技术人员熟知的空穴传输层或电子阻挡层即可，并无特殊的限制，本发明优选由4,4'–环己基二[N,N–二(4–甲基苯基)苯胺](简称TAPC)、4，4'–二[N-(对-甲苯基)-N-苯基-氨基]二苯基(简称TPD)与N，N'-双(1-萘基)-N，N'-二苯基-1，1'-二苯基-4，4'-二胺(简称NPB)中的一种或多种形成，其分子结构式如下所示：
所述空穴传输层或电子阻挡层上设置有发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述发光层的厚度优选为5～20nm，更优选
为5～15nm，再优选为8～12nm，最优选为10nm；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％，优选为10.0％～25.0％，更优选为15.0％～20.0％，再优选为15.0％～16.0％；所述蓝色有机荧光材料为能级能量匹配的蓝色有机荧光材料，其为本领域技术人员熟知的能级能量匹配的蓝色有机荧光材料即可，并无特殊的限制，只要能量及能级匹配即可。能量匹配的一个基本原则是：从主体材料到发光材料，能量能够有效传递，这就要求主体材料的激发态能量>发光材料的激发态能量；能级匹配的一个基本原则是：主体材料的能隙较宽，能够有效地将发光材料的能隙包含在内，以便促进载流子的俘获。而本发明中蓝色有机荧光材料的能级应该有利于电子注入发光区间，同时起到电子型辅助主体材料的作用，因此，在本发明中所述蓝色有机荧光材料优选2,2'-(9,10-蒽二基二-4,1-亚苯基)二[6-甲基-苯并噻唑](简称DBzA，分子式如式I所示)。选择蓝色有机荧光材料DBzA作为发光材料，其兼具高的发光效率和色纯度，热稳定性能好，同时兼具优越的电子传输能力，能够有效平衡载流子在发光层的分布。所述空穴有机主体材料为本领域技术人员熟知的空穴有机主体材料即可，并无特殊的限制，本发明中优选为4，4'-二(9-咔唑基)联苯(简称CBP，分子式如式II所示)、1,3-二咔唑-9-基苯(简称mCP，分子式如式III所示)、9,9'-(5-(三苯基硅烷基)-1,3-苯基)二-9H-咔唑(简称SimCP，分子式如式IV所示)、1,3,5-三(9-咔唑基)苯(简称TCP，分子式如式V所示)、4,4',4”–三(咔唑-9-基)三苯胺(简称TcTa，分子式如式VI所示)与4,4’-双(三苯基硅烷基)联苯(简称BSB，分子式如式VII所示)。
为了提高电子的传输能力，同时阻隔空穴的传输，进而减少器件的损耗，提高器件的效率，所述发光层上优选还设置有空穴阻挡层或电子传输层；所述空穴阻挡层或电子传输层的厚度优选为40～60nm，更优选为40～55nm，再优选为40～50nm；所述空穴阻挡层或电子传输层为本领域技术人员熟知的空穴阻挡层或电子传输层即可，并无特殊的限制，本发明中优选由三[2,4,6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷(简称3TPYMB)、1，3，5-三[(3-吡啶)-3-苯基]苯(简称TmPyPB)、1,3-双[3,5-二(3-吡啶基)苯基]苯(简称BmPyPhB)、1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(简称TPBi)与1,3,5-三{6-[3-(吡啶-3-基)苯基]吡啶-2-基}苯(简称Tm3PyP26PyB)中的一种或多种，其分子式如式VIII、IX、X、XI与XII所示。
为了增进电子的注入效率，进而提高器件的效率，所述空穴阻挡层或电子传输层上优选还设置有缓冲层；所述缓冲层的厚度优选为0.8～1.2nm，更优选为0.9～1.1nm，再优选为1nm；所述缓冲层为本领域技术人员熟知的缓冲层即可，并无特殊的限制，本发明中优选由氟化锂、氯化钠或碳酸钠形成。
所述缓冲层上设置有阴极层；所述阴极层的厚度优选为90～150nm，更优选
为100～140nm，再优选为110～130nm，最优选为120nm；所述阴极层为本领域技术人员熟知的阴极层即可，并无特殊的限制，本发明中优选由金属铝、镁银合金或银形成。
本发明提供的蓝色有机电致发光器件的结构示意图如图1所示，其中1为衬底，2为阳极层，3为阳极界面层，4为空穴传输层/电子阻挡层，5为发光层，6为空穴阻挡层/电子传输层，7为缓冲层，8为阴极层。蓝色有机电致发光器件阳极与阴极相互交叉形成其发光区，当在两个电极之间施加正向电压时，该器件就会发出主发射峰位于462纳米左右的纯蓝色光。
本发明采用激发态能量小于空穴型有机主体材料的蓝色有机荧光材料作为发光材料，兼具较高的发光效率与色纯度，热稳定性能好，从而可保证器件的色纯度和效率，同时蓝色有机荧光材料也具有优越电子传输能力，在发光层中掺杂浓度较高，可以兼具主体材料和蓝光材料的功能，有利于平衡空穴和电子在发光区间的分布，也能够将空穴和电子的复合限制在发光层的狭窄区域，能够有效平衡载流子在发光层的分布；另外，本发明提供的器件结构简单，成本较低，且材料均具有良好的热稳定性，有利于提高器件的寿命。
本发明还提供了一种上述蓝色有机电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
在衬底上形成阳极层；
在所述阳极层上形成发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；所述蓝色有机荧光材料的激发态能量小于空穴型有机主体材料的激发态能量；
在所述发光层上形成阴极，得到蓝色有机电致发光器件。
按照本发明，首先在衬底上形成阳极层；所述衬底与阳极层均同上所述，在此不再赘述。在本发明中，优选将衬底上的导电金属、导电金属氧化物或石墨烯腐蚀得到电极，本发明对腐蚀的电极的形状和大小没有特殊的限制，如可以腐蚀成10mm宽、30mm长的条状电极。
然后优选在阳极层上形成阳极界面层；所述阳极界面层同上所述，在此不再赘述。本发明优选将形成阳极层的衬底清洗烘干后，再在阳极层上形成阳极界面层；所述形成阳极界面层的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选为将烘干后的形成阳极层的衬底先在真空条件下进
行低压氧等离子处理后，再蒸镀上阳极界面层；所述真空条件的真空度优选为8～15帕；所述低压氧等离子处理的电压为350～500伏；所述低压氧等离子处理的时间优选为5～15min；所述蒸镀的真空度优选为5～8×10-5帕。
然后优选在阳极界面层上形成空穴传输层或电子阻挡层；所述空穴传输层或电子阻挡层同上所述，在此不再赘述。所述形成的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并没有特殊的限制，本发明优选为真空蒸镀；所述蒸镀的真空度优选为1～3×10-5帕；所述真空蒸镀中有机物的蒸发速率优选为0.05～0.1nm/s。
然后在空穴传输层或电子阻挡层上形成发光层；所述发光层同上所述，在此不再赘述。所述形成的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明优选为真空蒸镀；所述蒸镀的真空度优选为1～3×10-5帕；所述真空蒸镀中蓝色有机荧光材料的蒸发速率优选为0.004～0.025nm/s；所述空穴型有机主体材料的蒸发速率优选为0.05～0.1nm/s。有机混合材料中的蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料在不同的蒸发源中同时蒸发，通过调控两种材料的蒸发速率使得蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％。
按照本发明，优选在发光层上形成空穴阻挡层或电子传输层；所述空穴阻挡层或电子传输层同上所述，在此不再赘述；所述形成的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明优选为真空蒸镀；所述蒸镀的真空度优选为1～3×10-5帕。所述真空蒸镀中有机物的蒸发速率优选为0.05～0.1nm/s。
再优选在空穴阻挡层或电子传输层上形成缓冲层；所述缓冲层同上所述，在此不再赘述；所述形成的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选为真空蒸镀；所述真空蒸镀的真空度优选为5～8×10-5帕；蒸发速率优选为0.5～1.5nm/s。
最后在所述缓冲层上形成阴极层，得到蓝色有机电致发光器件。所述阴极层同上所述，在此不再赘述；所述形成的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选为真空蒸镀；所述真空蒸镀的真空度优选为5～8×10-5帕。
本发明所提供的蓝色有机电致发光器件结构简单，有利于简化器件的制备过程，同时所选用的各种功能材料普遍具有相对低廉的价格，有利于降低器件的制作成本；另外所选用的材料都具有良好的热稳定性，有利于提高器件的寿
命。
本发明通过优化器件结构的设计，简化器件结构及制备流程，在保证器件色纯度不降低的前提下，提高器件的效率、亮度和工作稳定性，降低器件的制作成本。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种蓝色有机电致发光器件及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
先将ITO玻璃上的ITO阳极层激光刻蚀成图案化的电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。接着将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀3纳米MoO3阳极界面层3。然后，未完成的器件被转移到有机蒸镀室，在真空度为1～3×10-5帕的真空氛围下，在阳极界面层3上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层/电子阻挡层4、10纳米厚的DBzA掺杂TcTa发光层5、40纳米厚的TmPyPB空穴阻挡层/电子传输层6。接下来，未完成的器件被转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀120纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/MoO3/TAPC/DBzA(16wt％):TcTa/TmPyPB/LiF/Al的蓝色有机电致发光器件。发光层5中DBzA和TcTa的蒸发速率控制在0.008纳米/秒和0.05纳米/秒，TAPC和TmPyPB的蒸发速率控制在0.05纳米/秒，MoO3的蒸发速率控制在0.01纳米/秒，LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒，Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
实施例1中得到的蓝色有机电致发光器件在直流电压驱动下，显示主峰位于462纳米的纯正蓝光发射；随着工作电压的变化，器件色坐标稳定在从(0.131,0.133)到(0.146,0.142)的范围内。当亮度为1000cd/m2时，器件色坐标为(0.135,0.138)。
图2为实施例1中得到的蓝色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度曲线图；由图2可知，器件的起亮电压为3.0伏，器件的最大亮度为10384cd/m2。
图3为实施例1中得到的蓝色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线图；由图3可知，器件的最大电流效率为6.41cd/A，最大功率效
率为6.71lm/W。
图4为实施例1中得到的蓝色有机电致发光器件的亮度为1000cd/m2时的光谱图，器件色坐标为(0.135,0.138)。
实施例2
先将ITO玻璃上的ITO阳极层激光刻蚀成图案化的电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。接着将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀3纳米MoO3阳极界面层3。然后，未完成的器件被转移到有机蒸镀室，在真空度为1～3×10-5帕的真空氛围下，在阳极界面层3上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层/电子阻挡层4、10纳米厚的DBzA掺杂TcTa发光层5、40纳米厚的Tm3PyP26PyB空穴阻挡层/电子传输层6。接下来，未完成的器件被转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀120纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/MoO3/TAPC/DBzA(15wt％)：TcTa/Tm3PyP26PyB/LiF/Al的蓝色有机电致发光器件。发光层5中DBzA和TcTa的蒸发速率控制在0.0075纳米/秒和0.05纳米/秒，TAPC和TmPyPB的蒸发速率控制在0.05纳米/秒，MoO3的蒸发速率控制在0.01纳米/秒，LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒，Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
实施例2中得到的蓝色有机电致发光器件在直流电压驱动下，显示主峰位于462纳米的纯正蓝光发射；随着工作电压的变化，器件色坐标稳定在从(0.133,0.132)到(0.144,0.143)的范围内。当亮度为1000cd/m2时，器件色坐标为(0.136,0.134)。
图5为实施例2中得到的蓝色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度曲线图；由图5可知，器件的亮度随着电流密度和驱动电压的升高而升高，器件的起亮电压为2.8伏，器件的最大亮度为10937cd/m2。
图6为实施例2中得到的蓝色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线图；由图6可知，器件的最大电流效率为6.19cd/A，最大功率效率为6.51lm/W。
实施例3
先将ITO玻璃上的ITO阳极层激光刻蚀成图案化的电极，然后依次用清洗
液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。接着将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀3纳米MoO3阳极界面层3。然后，未完成的器件被转移到有机蒸镀室，在真空度为1～3×10-5帕的真空氛围下，在阳极界面层3上依次蒸镀50纳米厚的TAPC空穴传输层/电子阻挡层4、10纳米厚的DBzA掺杂TcTa发光层5、50纳米厚的TmPyPB空穴阻挡层/电子传输层6。接下来，未完成的器件被转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀120纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/MoO3/TAPC/DBzA(16wt％):TcTa/TmPyPB/LiF/Al的蓝色有机电致发光器件。发光层5中DBzA和TcTa的蒸发速率控制在0.008纳米/秒和0.05纳米/秒，TAPC和TmPyPB的蒸发速率控制在0.05纳米/秒，MoO3的蒸发速率控制在0.01纳米/秒，LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒，Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
实施例3中得到的蓝色有机电致发光器件在直流电压驱动下，显示主峰位于462纳米的纯正蓝光发射；随着工作电压的变化，器件色坐标稳定在从(0.135,0.136)到(0.141,0.149)的范围内。当亮度为1000cd/m2时，器件色坐标为(0.137,0.140)。器件的起亮电压为3.1伏，器件的最大亮度为11056cd/m2。器件的最大电流效率为6.46cd/A，最大功率效率为6.54lm/W。
实施例4
先将ITO玻璃上的ITO阳极层激光刻蚀成图案化的电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。接着将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀3纳米MoO3阳极界面层3。然后，未完成的器件被转移到有机蒸镀室，在真空度为1～3×10-5帕的真空氛围下，在阳极界面层3上依次蒸镀50纳米厚的TAPC空穴传输层/电子阻挡层4、10纳米厚的DBzA掺杂TcTa发光层5、40纳米厚的TmPyPB空穴阻挡层/电子传输层6。接下来，未完成的器件被转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀120纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/MoO3/TAPC/DBzA(16wt％):TcTa/TmPyPB/LiF/Al的有机电致发光器件。发
光层5中DBzA和TcTa的蒸发速率控制在0.008纳米/秒和0.05纳米/秒，TAPC和TmPyPB的蒸发速率控制在0.05纳米/秒，MoO3的蒸发速率控制在0.01纳米/秒，LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒，Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
实施例4中得到的蓝色有机电致发光器件在直流电压驱动下，显示主峰位于462纳米的纯正蓝光发射；随着工作电压的变化，器件色坐标稳定在从(0.131,0.130)到(0.145,0.141)的范围内。当亮度为1000cd/m2时，器件色坐标为(0.132,0.137)。器件的起亮电压为3.0伏，器件的最大亮度为11296cd/m2。器件的最大电流效率为6.23cd/A，最大功率效率为6.52lm/W。
实施例5
先将ITO玻璃上的ITO阳极层激光刻蚀成图案化的电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。接着将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀3纳米MoO3阳极界面层3。然后，未完成的器件被转移到有机蒸镀室，在真空度为1～3×10-5帕的真空氛围下，在阳极界面层3上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层/电子阻挡层4、10纳米厚的DBzA掺杂TcTa发光层5、50纳米厚的TmPyPB空穴阻挡层/电子传输层6。接下来，未完成的器件被转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀120纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/MoO3/TAPC/DBzA(16wt％):TcTa/TmPyPB/LiF/Al的蓝色有机电致发光器件。发光层5中DBzA和TcTa的蒸发速率控制在0.008纳米/秒和0.05纳米/秒，TAPC和TmPyPB的蒸发速率控制在0.05纳米/秒，MoO3的蒸发速率控制在0.01纳米/秒，LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒，Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
实施例5中得到的蓝色有机电致发光器件在直流电压驱动下，显示主峰位于462纳米的纯正蓝光发射；随着工作电压的变化，器件色坐标稳定在从(0.135,0.133)到(0.148,0.146)的范围内。当亮度为1000cd/m2时，器件色坐标为(0.139,0.141)。器件的起亮电压为2.9伏，器件的最大亮度为9885cd/m2。器件的最大电流效率为6.32cd/A，最大功率效率为6.84lm/W。
实施例6
先将ITO玻璃上的ITO阳极层激光刻蚀成图案化的电极，然后依次用清洗
液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。接着将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀3纳米MoO3阳极界面层3。然后，未完成的器件被转移到有机蒸镀室，在真空度为1～3×10-5帕的真空氛围下，在阳极界面层3上依次蒸镀50纳米厚的TAPC空穴传输层/电子阻挡层4、10纳米厚的DBzA掺杂TcTa发光层5、50纳米厚的TmPyPB空穴阻挡层/电子传输层6。接下来，未完成的器件被转移到金属蒸镀室，在3～5×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀120纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/MoO3/TAPC/DBzA(15wt％):TcTa/TmPyPB/LiF/Al的有机电致发光器件。发光层5中DBzA和TcTa的蒸发速率控制在0.0075纳米/秒和0.05纳米/秒，TAPC和TmPyPB的蒸发速率控制在0.05纳米/秒，MoO3的蒸发速率控制在0.01纳米/秒，LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒，Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
实施例6中得到的蓝色有机电致发光器件在直流电压驱动下，显示主峰位于462纳米的纯正蓝光发射；随着工作电压的变化，器件色坐标稳定在从(0.130,0.135)到(0.142,0.148)的范围内。当亮度为1000cd/m2时，器件色坐标为(0.137,0.143)。器件的起亮电压为3.0伏，器件的最大亮度为10656cd/m2。器件的最大电流效率为6.28cd/A，最大功率效率为6.57lm/W。
Claims (11)
- 一种蓝色有机电致发光器件，其特征在于，包括：衬底；设置在所述衬底上的阳极层；设置在所述阳极层上的发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；所述蓝色有机荧光材料的激发态能量小于空穴型有机主体材料的激发态能量；与设置在所述发光层上的阴极层。
- 根据权利要求1所述的蓝色有机电致发光器件，其特征在于，所述蓝色有机荧光材料为2,2'-(9,10-蒽二基二-4,1-亚苯基)二[6-甲基-苯并噻唑]。
- 根据权利要求1所述的蓝色有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴型有机主体材料为4，4'-二(9-咔唑基)联苯、1,3-二咔唑-9-基苯、9,9'-(5-(三苯基硅烷基)-1,3-苯基)二-9H-咔唑、1,3,5-三(9-咔唑基)苯、4,4′,4″–三(咔唑-9-基)三苯胺与4,4’-双(三苯基硅烷基)联苯中的一种或多种。
- 根据权利要求1所述的蓝色有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层的厚度为5～20nm。
- 根据权利要求1所述的蓝色有机电致发光器件，其特征在于，所述阳极层与发光层之间还设置有阳极界面层；所述阳极界面层的厚度为2～10nm。
- 根据权利要求1所述的蓝色有机电致发光器件，其特征在于，所述阳极层与发光层之间还设置有空穴传输层或电子阻挡层；所述空穴传输层或电子阻挡层的厚度为40～60nm。
- 根据权利要求1所述的蓝色有机电致发光器件，其特征在于，所述发光层与阴极层之间还设置有空穴阻挡层或电子传输层；所述空穴阻挡层或电子传输层的厚度为40～60nm。
- 根据权利要求7所述的蓝色有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层或电子传输层与阴极层之间还设置有缓冲层；所述缓冲层的厚度为0.8～1.2nm。
- 一种蓝色有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上形成阳极层；在所述阳极层上形成发光层；所述发光层由蓝色有机荧光材料与空穴型有机主体材料形成；所述蓝色有机荧光材料的质量为空穴型有机主体材料质量的8.0％～25.0％；所述蓝色有机荧光材料的激发态能量小于空穴型有机主体材料的激发态能量；在所述发光层上形成阴极，得到蓝色有机电致发光器件。
- 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述蓝色有机荧光材料为2,2'-(9,10-蒽二基二-4,1-亚苯基)二[6-甲基-苯并噻唑]。
- 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述空穴型有机主体材料为4，4'-二(9-咔唑基)联苯、1,3-二咔唑-9-基苯、9,9'-(5-(三苯基硅烷基)-1,3-苯基)二-9H-咔唑、1,3,5-三(9-咔唑基)苯、4,4',4″–三(咔唑-9-基)三苯胺与4,4’-双(三苯基硅烷基)联苯中的一种或多种。
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