專利名稱：基于色轉(zhuǎn)換的白光有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有色轉(zhuǎn)化注入層(CC-HIL)的白色有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備 方法，其色轉(zhuǎn)換層采用旋涂制備的方法，其余各層采用真空蒸發(fā)方法制備。這種具有色轉(zhuǎn)換 層的白色有機(jī)電致發(fā)光器件色度穩(wěn)定、低成本及較高的發(fā)光效率。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光顯示器(Organic Light Emitting Device，0LED)由于具有超輕薄、 高亮度、響應(yīng)快、低功耗、效率高及制作簡(jiǎn)單等特性，廣泛應(yīng)用于平板顯示器、背光模組以及 照明等領(lǐng)域，其發(fā)光原理為在兩個(gè)電極之間沉積非常薄的有機(jī)材料，對(duì)該有機(jī)發(fā)光材料通 以直流電使其發(fā)光。在以前的白色有機(jī)電致發(fā)光器件中，或多或少的都存在色度隨著電流密度的增加 而發(fā)生偏移現(xiàn)象，這可能是因?yàn)樵诓煌妶?chǎng)作用下，載流子遷移率發(fā)生變化，不同發(fā)光層的 能量分布或者復(fù)合區(qū)域也會(huì)隨之發(fā)生變化，而且不同發(fā)光團(tuán)的老化速率不同，隨著器件的 老化，器件的色坐標(biāo)也將發(fā)生變化，從而影響器件的操作壽命。為了避免白光器件的色度不 穩(wěn)定問題，一個(gè)有效的方法就是在玻璃襯底的背面鍍上色轉(zhuǎn)換層，利用它吸收藍(lán)光后再轉(zhuǎn) 放出紅，綠，藍(lán)三原色光，綠光和紅光的相對(duì)強(qiáng)度直接與藍(lán)光的相對(duì)強(qiáng)度相聯(lián)系，藍(lán)光發(fā)射 發(fā)生老化，綠光和紅光發(fā)射也按比例減少。德國(guó)OSRAM公司[37]利用下轉(zhuǎn)換方法，把磷光染料 FIrpic摻雜到聚合物PVK中制作PH0LED，在玻璃基板的另一側(cè)涂布橙色轉(zhuǎn)化層，其中橙色 染料為氮化硅酸鹽([Sr，Ba, Ca]2Si5N8:Eu2+)，得到的白光效率分別達(dá)到251m/W和39 cd/ A0高達(dá)180%的轉(zhuǎn)化效率歸因于受激磷光微粒的非取向性光輻射。此外，濕法工藝?yán)缃z 網(wǎng)印刷和噴墨打印在OLED的制備上有很大的潛力，相對(duì)于一般的真空蒸發(fā)工藝，濕法工藝 具有易于沉積有機(jī)膜，便于大規(guī)模生產(chǎn)，成本低廉的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)存在的技術(shù)問題，提供一種能實(shí)現(xiàn)色度穩(wěn)定、低 成本、高效的白色有機(jī)電致發(fā)光照明顯示器及制作方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種具有色轉(zhuǎn)換注入層的白色有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于ITO玻璃基板(1 )、色轉(zhuǎn) 換注入層(2)、空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)、復(fù)合陰極層(6)。上述色轉(zhuǎn)換注入層(2)為一種紅色熒光高分子材料MEH-PPV。上述空傳輸層為(3)為NPB。上述發(fā)光層(4)中，TBADN作為藍(lán)光主體材料，DSA-Ph作為藍(lán)光材料，將3. 0wt% DSA-Ph摻雜到TBADN中去。上述電子傳輸層(5)所采用的材料為綠色熒光材料。上述復(fù)合陰極層(6)所采用材料為L(zhǎng)iF/Al。根據(jù)本發(fā)明的目的，上述白色有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，是在ITO玻璃基板(1)上依次制備色轉(zhuǎn)換注入層(2)、空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)以及復(fù)合陰 極(6)。上述制作方法的工藝步驟如下
a.選取符合要求尺寸和表面電阻的ITO玻璃基板(1)，用去離子水清洗后分別用去離 子水和酒精超聲，超聲后烘干并用紫外臭氧清洗機(jī)處理15分鐘；
b.采用旋涂的方法，在上述ITO玻璃基板上(1)上旋涂色轉(zhuǎn)換注入層(2);
c.在MEH-PPV色轉(zhuǎn)換層上蒸發(fā)制備空穴傳輸層(3)；
d.在空穴傳輸層的上方，采用雙源共蒸的方法，制備發(fā)光層(4)，在制備過程中，用晶振 片來控制兩種材料的蒸發(fā)速率和濃度摻雜比；
e.采用真空蒸鍍的方法，在上述發(fā)光層上(4)制備Alq3作為電子傳輸層(5)；
f.采用真空蒸鍍的方法，在上述電子傳輸層上(5)上制備復(fù)合陰極層(6)。發(fā)光層(4)發(fā)出的藍(lán)光(7)與激發(fā)色轉(zhuǎn)換層形成的紅光(8)合成為白光，(9)、 (10)、(11)、(12)、(13)、(14)分別為ITO玻璃基板(1 )、色轉(zhuǎn)換注入層(2)、空穴傳輸層(3)、 發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)、復(fù)合陰極層(6)的能級(jí)標(biāo)識(shí)。所述色轉(zhuǎn)換注入層，不僅可以起到色度轉(zhuǎn)換作用同時(shí)也可以增加空穴的注入。所 述色轉(zhuǎn)換注入層材料(2)為一種紅色熒光高分子材料，其光致發(fā)光量子效率達(dá)到，其空 穴遷移率為10-6cm7Vs，具有較好的空穴傳輸能力。上述步驟b中，色轉(zhuǎn)換注入層(2)的具體制備工藝采用如下方式實(shí)現(xiàn) i.將洗好的氧化鋅銦玻璃基片(1)放在旋涂設(shè)備上。ii.將色轉(zhuǎn)換注入材料溶于對(duì)二甲苯溶劑，濃度為0. 3wt%的溶液，然后把溶液用 套有0. 45微米孔徑過濾的針筒注射到氧化銦錫基片上，并且覆蓋整個(gè)基片。iii.用勻膠機(jī)以2500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋涂從而制備一層均勻的溶液薄膜。iv.然后將制備后的溶液薄膜放置烘箱中進(jìn)行烘干，烘箱溫度為100攝氏度，烘 烤時(shí)間為60分鐘，然后用棉簽將器件邊緣的MEH-PPV薄膜擦掉，從而制備了色轉(zhuǎn)換注入層
(2)。上述各層中，除色轉(zhuǎn)換層采用旋涂的制備方法外，其余各層均采用真空蒸鍍的制 備方法，在蒸發(fā)過程中，其真空度在10_5數(shù)量級(jí)，同時(shí)在色轉(zhuǎn)換層(CCL)的制備中，旋涂?jī)x的 轉(zhuǎn)速要嚴(yán)格控制。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)紅色熒光高分子材料MEH-PPV具 有空穴傳輸特性和較高的色轉(zhuǎn)換效率，被選作色轉(zhuǎn)換空穴注入材料。MEH-PPV可以采用簡(jiǎn)易 的旋涂工藝來制備這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的白光器件，由于基于MEH-PPV色轉(zhuǎn)換層的白色有機(jī)電致 發(fā)光器件具有較高的外耦合效率和更加平衡的載流子。因此其具有色度穩(wěn)定、高效、低成本 的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明采用一種紅色熒光高分子材料MEH-PPV作為色轉(zhuǎn)換層的白色有機(jī)電 致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1示例的有機(jī)電致發(fā)光器件的一種發(fā)明實(shí)例，S卩IT0/MEH-PPV/NPB/ TBADN:3. 0wt%DSA-Ph/Alq3/ LiF/Al 結(jié)構(gòu)的器件能級(jí)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)例進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實(shí)例中的具有采用紅色熒光材料MEH-PPV為色轉(zhuǎn)換層的白色有機(jī) 電致發(fā)光器件，其包括ITO玻璃基板(1)、色轉(zhuǎn)換注入層(2)、空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、 電子傳輸層(5)、復(fù)合陰極層(6)，其中色轉(zhuǎn)換層為MEH-PPV，發(fā)光層采用材料為藍(lán)光主題材 料TBADN中摻雜3. 0wt%藍(lán)光材料DSA-Ph，電子傳輸層材料為Alq3。具體本器件結(jié)構(gòu)的白色有機(jī)電致發(fā)光發(fā)光器件制備方法的詳細(xì)步驟和工藝如 下
a.選擇符合要求的ITO玻璃基板(1)，其有效面積為5mmX5mm，表面電阻為10Ω/ □， 選取合適的ITO玻璃基板后，用去污粉進(jìn)行清洗，然后依次用丙酮、無水乙醇及去離子水超 聲10分鐘，將洗好的ITO玻璃片放在高壓鈉燈下烘烤至干，在用紫外-臭氧進(jìn)行表面處理。b.將洗好的ITO玻璃基片(1)放在旋涂設(shè)備上，將MEH-PPV是溶于對(duì)二甲苯溶劑， 濃度為0. 3wt%,將MEH-PPV溶液用套有0. 45微米孔徑過濾的針筒注射到ITO基片上，并且 覆蓋整個(gè)基片，將勻膠機(jī)分別以2000、2500、3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速，在ITO基片上旋涂一層 均勻的MEH-PPV溶液薄膜，之后分別將各器件放置烘箱中，在100攝氏度的條件下烘60分 鐘，用棉簽把器件邊緣的MEH-PPV薄膜擦掉，從而制備了三種不同厚度的MEH-PPV色轉(zhuǎn)換注 入層(2)。c.在4X 10_4 Pa真空環(huán)境中，在上述MEH-PPV色轉(zhuǎn)換注入層(2)上蒸鍍NPB作為 空穴傳輸層(3)，其厚度為30nm。d.在上述空穴傳輸層上(3)，采用雙源共蒸的方法蒸鍍發(fā)光層(4)，其中TBADN作 為藍(lán)光主體材料，DSA-Ph作為藍(lán)光染料，其摻雜濃度為3. 0wt%，厚度為30nm。e.在上述發(fā)光層(4)的上方蒸鍍Alq3作為電子傳輸層(5)，其厚度為30nm。f.換金屬條形掩模板，在上述電子傳輸層(5)的上方蒸鍍復(fù)合陰極層(6)，其分別 為L(zhǎng)iF和Al，厚度分別為0. 5nm和130nm。本實(shí)例采用IT0/MEH-PPV/NPB/TBADN:3. 0wt%DSA-Ph/Alq3/LiF/Al 結(jié)構(gòu)，為了得到 較純的白光，根據(jù)旋涂的轉(zhuǎn)速不同制備了一系列的器件，旋涂轉(zhuǎn)速在2500rpm上下進(jìn)行微 調(diào)，分別為2000rpm，2500rpm，3000rpm。圖2為器件能級(jí)示意圖，從圖中可以看出，MEH-PPV 的最高被占據(jù)分子軌道(HOMO)能級(jí)與NPB同為5. ^V，不會(huì)阻礙空穴的注入與傳輸。NPB 的最低未被占據(jù)分子軌道(LUMO)能級(jí)為2. ;3eV，而TBADN則為2. 8eV，兩者之間的勢(shì)壘能夠 極大地將激子產(chǎn)生限制在發(fā)光層中。因此，CC-HIL器件擁有極好的色度穩(wěn)定性，這歸因于 色轉(zhuǎn)換空穴注入層的優(yōu)良性能，同時(shí)該白色有機(jī)電致發(fā)光器件也具有低成本、高效等諸多 優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種基于色轉(zhuǎn)換的白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于該器件由氧化銦錫玻璃基板 (1)、色轉(zhuǎn)換注入層(2)、空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)和復(fù)合陰極層(6)組 成，色轉(zhuǎn)換注入層(2)為一種紅色熒光高分子材料MEH-PPV，空傳輸層為(3)為NPB，發(fā)光層(4)中，TBADN作為藍(lán)光主體材料，DSA-Ph作為藍(lán)光材料，將3.0wt% DSA-Ph摻雜到TBADN中 去，電子傳輸層(5)所采用的材料為綠色熒光材料，復(fù)合陰極層(6)所采用材料為L(zhǎng)iF/Al。
2.一種基于色轉(zhuǎn)換的白光有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，該方法是在氧化銦錫玻璃 基板上旋涂制備色轉(zhuǎn)換注入層(2)，然后依次蒸鍍空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)和復(fù)合陰極層(6)，其特征在于其制作工藝步驟如下a.選取符合要求尺寸和表面電阻的氧化銦錫玻璃基板(1)，用去離子水清洗后分別用 去離子水和酒精超聲，超聲后烘干并用紫外臭氧清洗機(jī)處理15分鐘；b.采用旋涂的方法，在上述ITO玻璃基板上(1)上旋涂色轉(zhuǎn)換注入層(2)；c.在色轉(zhuǎn)換注入層上蒸發(fā)制備空穴傳輸層(3);d.在空穴傳輸層的上方，采用雙源共蒸的方法，制備發(fā)光層(4)，在制備過程中，用晶 振片來控制兩種材料的蒸發(fā)速率和濃度摻雜比；e.采用真空蒸鍍的方法，在上述發(fā)光層上(4)制備電子傳輸層(5);f.采用真空蒸鍍的方法，在上述電子傳輸層上(5)上制備復(fù)合陰極層(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于色轉(zhuǎn)換的白光有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在 于在所述步驟b中，色轉(zhuǎn)換注入層(2)的具體制備工藝采用如下方式實(shí)現(xiàn)①將洗好的氧化鋅銦玻璃基片(1)放在旋涂設(shè)備上；②將色轉(zhuǎn)換注入材料溶于對(duì)二甲苯溶劑，濃度為0.3wt%的溶液，然后把溶液用套有 0. 45微米孔徑過濾的針筒注射到氧化銦錫基片上，并且覆蓋整個(gè)基片；③用勻膠機(jī)以2500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋涂從而制備一層均勻的溶液薄膜；④然后將制備后的溶液薄膜放置烘箱中進(jìn)行烘干，烘箱溫度為100攝氏度，烘烤時(shí)間 為60分鐘，然后用棉簽將器件邊緣的MEH-PPV薄膜擦掉，從而制備了色轉(zhuǎn)換注入層(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用色轉(zhuǎn)換注入層實(shí)現(xiàn)白色有機(jī)電致發(fā)光器件及其制作方法，該器件由氧化銦錫玻璃基板(1)、色轉(zhuǎn)換注入層(2)、空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)和復(fù)合陰極層(6)組成。該器件的制作方法是在氧化銦錫玻璃基板上旋涂制備色轉(zhuǎn)換注入層(2)，然后依次蒸鍍空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、電子傳輸層(5)和復(fù)合陰極層(6)。該器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需要單一的藍(lán)光發(fā)光材料，激發(fā)色轉(zhuǎn)換層發(fā)射紅光，從而實(shí)現(xiàn)白光。該白色有機(jī)電致發(fā)光器件具有色度穩(wěn)定、高效、低成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L51/50GK102130301SQ20111000042
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者徐峰, 徐紅, 朱文清, 王強(qiáng), 王賽, 陳雪 申請(qǐng)人:上海大學(xué)