專利名稱：一種高顯色指數(shù)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)明涉及一種高顯色指數(shù)的白光有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件(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。在眾多評(píng)價(jià)參數(shù)中，顯色指數(shù)(Color Rendering Index, CRI)越來越受到研究人員的重視，在博物館、展覽館以及具有絢麗燈光效果的演播大廳中，對(duì)照明光源的顯色指數(shù)都有非常高的要求。在現(xiàn)有的白光有機(jī)電致發(fā)光器件中，為了追求更高的顯色指數(shù)，人們往往加入四種甚至五種發(fā)光材料，以獲得更寬的發(fā)光光譜。但所用發(fā)光材料越多，發(fā)光層也越多，導(dǎo)致器件結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，這樣就帶來了制備工藝復(fù)雜、成本增加、色度漂移等諸多問題。隨著激基締合物發(fā)光材料的研究不斷深入，利用激基締合物發(fā)光來制備白光有機(jī)電致發(fā)光器件成為一條新的思路。激基締合物材料除了單分子發(fā)光以外，還會(huì)形成雙分子締合物發(fā)光，且光譜較寬，在制備白光有機(jī)電致發(fā)光器件上具有較大優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高顯色指數(shù)的白光有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，該器件包含一個(gè)激基締合物磷光發(fā)光層和一個(gè)熒光發(fā)光層，兩個(gè)發(fā)光層之間用一個(gè)插層分隔開。這種結(jié)合激基締合物發(fā)光和熒光發(fā)光的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件具有色度穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種結(jié)合激基締合物發(fā)光和熒光發(fā)光的白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其結(jié)構(gòu)包括=ITO玻璃基板、空穴傳輸層、電子阻擋層、磷光發(fā)光層、插層、突光發(fā)光層、電子傳輸層以及復(fù)合陰極層。上述空穴傳輸層為A71 N / -diphenyl-A", N , -bis (1-naphthyl)-1, I' -biphenyl-4, A" -diamine ,即 NPB。上述電子阻擋層為4，4’，4"-t;ri (Ar-Carbazolyl) triphenylamine ,即 TCTA。上述磷光發(fā)光層中，1，3-bis (9-carbazolyl) benzene ,即mCP,作為主體材料，激基締合物 platinum [I, 3-dif luoro-4, 6-di (2-pyridinyl) benzene] chloride,即Pt-4，作為磷光客體發(fā)光材料，將Pt-4摻雜到mCP中，摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為可在89T12.5 %之間調(diào)節(jié)。上述插層為空穴傳輸型材料mCP,其三線態(tài)能級(jí)高于Pt-4,厚度是0.5nm、lnm或2nm，插層能夠阻隔磷光和熒光發(fā)光層之間的能量傳遞，提高器件色穩(wěn)定性。上述熒光發(fā)光層中，客體摻雜發(fā)光染料為N，N’-di (n-butyl)-l，3，8，10-tetramethylquinacridone,即 TMDBQA, N, N，_di (n-butyl) quinacridone,即 DBQA,或 5，6,11, 12-tetraphenylnaphthacene,即 rubrene,發(fā)光峰值均在 540 nm 到 560 nm 之間，主體材料為tris (8-hydroxyquinoline) aluminum,即Alq3,客體染料慘雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5% 2%,該發(fā)光層厚度為2nnT5nm。上述電子傳輸層為4，7-diphenyl-l, 10-phenanthroline ,即 Bphen。上述復(fù)合陰極采用LiF和Al或Li或Ca或Ba或Mg或Ag的復(fù)合結(jié)構(gòu)，LiF厚度為 0.5nm, Al、L1、Ca、Ba、Mg 或 Ag 厚度為 lOOnm?！N白光有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，在ITO玻璃基板上依次制備空穴傳輸層、電子阻擋層、磷光發(fā)光層、插層、熒光發(fā)光層、電子傳輸層以及復(fù)合陰極層，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，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.采用真空蒸鍍的方法，在上述ITO玻璃基板上制備NPB作為空穴傳輸層；
c.采用真空蒸鍍的方法，在上述空穴傳輸層上制備TCTA作為電子阻擋層；
d.采用雙源共蒸的方法，在上述電子阻擋層上制備磷光發(fā)光層，在制備過程中，用晶振片來控制主體客體兩種材料的蒸發(fā)速率和濃度摻雜比；
e.采用真空蒸鍍的方法，在上述磷光發(fā)光層上制備mCP作為插層；
f.采用雙源共蒸的方法，在上述插層上制備熒光發(fā)光層，在制備過程中，用晶振片來控制主體客體兩種材料的蒸發(fā)速率和濃度摻雜比；
g.采用真空蒸鍍的方法，在上述熒光發(fā)光層上制備Bphen作為電子傳輸層；
h.采用真空蒸鍍的方法，在上述電子傳輸層上制備復(fù)合陰極層。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn):
來自激基締合物材料Pt-4的藍(lán)色和紅色磷光與來自熒光材料的綠光或者黃光相結(jié)合，形成了光譜較寬的白光，顯色指數(shù)高達(dá)90以上；兩個(gè)發(fā)光層發(fā)出三個(gè)發(fā)光峰值的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了器件的制造，節(jié)約了成本；兩個(gè)發(fā)光層之間的插層使器件在3V到9V的驅(qū)動(dòng)電壓之間顯示出非常高的色穩(wěn)定性。因此這種器件及其制作方法具有顯色指數(shù)高、色度穩(wěn)定和成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明中結(jié)合激基締合物發(fā)光和熒光發(fā)光的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器的結(jié)構(gòu)不意圖。
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。實(shí)施例一:
如圖1所示，本實(shí)例中的一種結(jié)合激基締合物發(fā)光和熒光發(fā)光的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其結(jié)構(gòu)包括:ΙΤ0玻璃基板1、空穴傳輸層2、電子阻擋層3、磷光發(fā)光層4、插層5、突光發(fā)光層6、電子傳輸層7以及復(fù)合陰極層8。具有本器件結(jié)構(gòu)的白光有機(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5mmX 5mm，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.在4X10_4 Pa真空環(huán)境中，在上述ITO玻璃基板I上制備NPB作為空穴傳輸層2，其厚度為40nm;
c.在上述空穴傳輸層2上制備TCTA作為電子阻擋層3，其厚度為5nm；
d.在上述電子阻擋層3上采用雙源共蒸的方法制備磷光發(fā)光層4，其厚度為15nm。其中mCP作為主體材料，激基締合物Pt-4作為磷光發(fā)光材料，將Pt-4摻雜到mCP中，摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8% ；
e.在上述磷光發(fā)光層4上制備mCP作為插層5,其厚度為0.5nm ；
f.采用雙源共蒸的方法，在上述插層5上制備熒光發(fā)光層6，其厚度為2nm。其中客體發(fā)光材料為TMDBQA，其發(fā)光峰值為540nm。主體材料為Alq3，客體摻雜濃度為1% ；
g.在上述突光發(fā)光層6上制備Bphen作為電子傳輸層7,其厚度為30nm；
h.在上述電子傳輸層7上制備復(fù)合陰極層8,其厚度為lOOnm。實(shí)施例二:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，不同之處僅在于本實(shí)施例給出的磷光發(fā)光層4中Pt-4摻雜濃度為10%，制造本實(shí)施例的具體過程與實(shí)施例一的制造方法基本相同，不同之處僅在于磷光發(fā)光層4中Pt-4摻雜濃度為10%。實(shí)施例三:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，不同之處僅在于本實(shí)施例給出的磷光發(fā)光層4中Pt-4摻雜濃度為12.5%，制造本實(shí)施例的具體過程與實(shí)施例一的制造方法基本相同，不同之處僅在于磷光發(fā)光層4中Pt-4摻雜濃度為12.5%。實(shí)施例四:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，不同之處僅在于本實(shí)施例給出的熒光發(fā)光層6中客體發(fā)光材料為rubrene,其發(fā)光峰值為560nm,制造本實(shí)施例的具體過程與實(shí)施例一的制造方法基本相同，不同之處僅在于突光發(fā)光層6中客體發(fā)光材料為rubrene,摻雜濃度為1%。分析以上實(shí)施例，為了使器件效率值和顯色指數(shù)得到平衡，可以調(diào)節(jié)Pt-4的摻雜濃度，如8%、10%和12.5%;為了獲得更高顯色指數(shù)，可以使用波長(zhǎng)不同的熒光染料來補(bǔ)充Pt-4所發(fā)出的藍(lán)光和紅光峰。其中Pt-4摻雜濃度為12.5%，綠光熒光染料為TMDBQA的器件其白光顯色指數(shù)為94，效率為11.9cd/A。使用該方法制備的白光有機(jī)電致發(fā)光器件具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、顯色指數(shù)高和色度穩(wěn)定的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種高顯色指數(shù)的白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，該器件由ITO玻璃基板(I)、空穴傳輸層(2)、電子阻擋層(3)、磷光發(fā)光層(4)、插層(5)、突光發(fā)光層(6)、電子傳輸層(7)以及復(fù)合陰極層(8)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴傳輸層(2) % N，N , -diphenyl-A7, N , -bis (1-naphthyl)-1, I' -biphenyl-4, A" -diamine ,即 NPB。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述電子阻擋層(3)為 4，4’，4〃_tri (Ar-Carbazolyl) triphenylamine ,即 TCTA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述磷光發(fā)光層(4)中，1，3-bis (9-carbazolyl) benzene ,即mCP,作為主體材料,激基締合物磷光材料platinum [I, 3-dif luoro-4, 6-di (2-pyridinyl) benzene] chloride,即 Pt_4,作為客體材料；Pt_4的摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89T12.5%，該發(fā)光層厚度為15nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述插層(5 )為空穴傳輸型材料mCP，其三線態(tài)能級(jí)高于Pt-4，厚度是0.5nm、Inm或2nm，插層(5 )能夠阻隔磷光和熒光發(fā)光層之間的能量傳遞，提高器件色穩(wěn)定性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述熒光發(fā)光層(6)中，客體摻雜發(fā)光染料為N，N’-di (n-butyl)-l，3，8，10-tetramethylquinacridone,即 TMDBQA, N，N，_di (n-butyl) quinacridone,即 DBQA,或 5，6,11, 12-tetraphenylnaphthacene,即 rubrene,發(fā)光峰值均在 540 nm 到 560 nm 之間，主體材料為tris (8-hydroxyquinoline) aluminum,即Alq3,客體染料慘雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5% 2%,該發(fā)光層厚度為2nnT5nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述電子傳輸層(7)為 4, 7-diphenyl-l, 10-phenanthroline ，即 Bphen0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述復(fù)合陰極(8)采用LiF和Al或Li或Ca或Ba或Mg或Ag的復(fù)合結(jié)構(gòu)，LiF厚度為0.5nm, Al、L1、Ca、Ba、Mg 或 Ag 厚度為 lOOnm。
9.一種高顯色指數(shù)的白光有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，該方法是在ITO玻璃基板(I)上依次蒸鍍空穴傳輸層(2)、電子阻擋層(3)、磷光發(fā)光層(4)、插層(5)、突光發(fā)光層(6)、電子傳輸層(7)以及復(fù)合陰極層(8)，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.采用真空蒸鍍的方法，在上述ITO玻璃基板(I)上制備NPB作為空穴傳輸層(2)； c.采用真空蒸鍍的方法，在上述空穴傳輸層(2)上制備TCTA作為電子阻擋層(3); d.采用雙源共蒸的方法，在上述電子阻擋層(3)上制備磷光發(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，在上述磷光發(fā)光層(4)上制備mCP作為插層(5); f.采用雙源共蒸的方法，在上述插層(5)上制備熒光發(fā)光層(6)，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； g.采用真空蒸鍍的方法，在上述熒光發(fā)光層(6)上制備Bphen作為電子傳輸層(7);h.采用真空蒸鍍的方法 ，在上述電子傳輸層(7)上制備復(fù)合陰極層(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高顯色指數(shù)的白光有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，該器件由ITO玻璃基板、空穴傳輸層、電子阻擋層、磷光發(fā)光層、插層、熒光發(fā)光層、電子傳輸層以及復(fù)合陰極層組成。在ITO玻璃基板上依次制備空穴傳輸層、電子阻擋層、磷光發(fā)光層、插層、熒光發(fā)光層、電子傳輸層以及復(fù)合陰極層，其中，磷光發(fā)光層采用激基締合物磷光染料，可同時(shí)發(fā)出藍(lán)光和紅光；熒光發(fā)光層采用綠光或者黃光染料，可以較好地補(bǔ)充磷光發(fā)光層發(fā)出的藍(lán)光和紅光，形成光譜較寬的白光。兩個(gè)發(fā)光層之間用一個(gè)插層間隔開。這種結(jié)合激基締合物發(fā)光和熒光發(fā)光的高顯色指數(shù)白光有機(jī)電致發(fā)光器件具有顯色指數(shù)高、色度穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L51/56GK103151469SQ20131008886
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者朱文清, 魏娜, 李佳珩, 吳曉亮, 孫亮亮, 熊凌昊 申請(qǐng)人:上海大學(xué)