技术领域
[0001] 本
发明涉及有机
半导体技术领域,特别涉及一种非掺杂白光串联有机电致发光器件及其制作方法。
背景技术
[0002] OLED(英文全称为Organic Light Emitting Diodes,意思为有机电致发光器件,简称OLED)具有自主发光、视
角广、重量轻、
温度适应范围广、面积大、全
固化、柔性化,功耗低、响应速度快以及制造成本低等众多优点,在显示与照明领域有着重要应用,因而受到学术界和工业界的广泛关注。
[0003] 为了进一步提高器件的效率和寿命,研究者将多个独立的发光单元堆叠起来,使同样大小的
电流先后流经多个不同的发光单元进行共同发光从而提高发光
亮度与效率,形成了串联OLED.通常用电荷生成层(charge generation layer,CGL)作为连接层将多个发光单元器件串联起来.与具有单发光单元器件相比,串联器件的电流效率和发
光亮度都能成倍增加,并且在相同亮度下,串联器件的电流
密度较低,因而其寿命也大大增加.2005年,长春应化所的
马东阁等人首次报道了串联WOLED,器件的结构为:ITO/NPB/DNA/BCP/Alq3/BCP:Li/V2O5/NPB/Alq3:DCJTB/Alq3/LiF/Al(Appl.Phys.Lett.2005,87,173510.).其中以DNA/BCP/Alq3作为第一发光单元产生蓝光和绿光,Alq3:DCJTB作为第二发光单元产生红光,BCP:Li/V2O5作为电荷生成层有效的连接两个发光单元.空穴和
电子在电荷生成层中产生,在
电场作用下,分别传输到相邻的NPB和Alq3层中.并且他们通过对比第一发光单元的蓝绿光器件(2.2cd·A-1,0.5lm·W-1,890cd·m-2)和第二发光单元的红光器件(6cd·A-1,2.1lm·W-1,8300cd·m-2),发现串联WOLED的电流效率和亮度都大于两个单发光单元器件的总和(最大效率可达10.7cd·A-1,最大亮度10200cd·m-2),而功率效率则等于两个单发光单元器件的总和(2.6lm·W-1).同时,Chang等人采用光学吸收率较低的Mg:Alq3/WO3作为电荷生成层,将两个单白光发光单元连接起来,发现受微腔效应的影响,串联WOLED的效率(22cd·A-1)是单发光单元器件的三倍,并且在100cd·m-2亮度下,寿命超过80000h(Appl.Phys.Lett.2005,87,253501.).最近,Son等人首先合成出一种高效的蓝色
磷光主体(TATA),可以得到基于FIrpic发光高效蓝光OLED(46.2cd·A-1,45.4lm·W-1),并将高效的黄光单元层(86.8cd·A-1,90.5lm·W-1)通过电荷生成层TmPyPB:Rb2CO3/Al/HAT-CN进行连接.器件的启亮
电压(亮度为1cd·m-2)低至4.55V,最大功率效率为65.4lm·W-1,最大电流效率为129.5cd·A-1,最大外
量子效率为49.5%.即使在1000cd·m-2亮度下,器件的功率效-1 -1
率仍可高达为63.1lm·W ,电流效率高达128.8cd·A ,
外量子效率高达49.2%,这充分展示了串联OLED的良好前景(J.Mater.Chem.C 2013,1,5008.).
[0004] 目前文献上白光串联器件的结构复杂,并且都需要运用到掺杂技术进行制备发光层;此外一般一个发光单元里面只有一种光色,不利于器件高
显色指数。
[0005] 针对
现有技术不足,提供一种新颖的、结构简单、工艺简单的串联有机电致发光器件以克服现有技术不足甚为必要。
[0006] 本发明提供了一种非掺杂白光串联有机电致发光器件,包括
基板、
阳极、
阴极和介于所述阳极与所述阴极之间的有机功能层和电荷生成层;
[0007] 所述有机功能层包括非掺杂发光单元,所述发光层单元为至少包含一个双色发光单元;
[0008] 所述双色发光单元所形成的光色为非白光;
[0009] 所述双色发光单元由相邻
波长的两种光色形成,此目的是为了更方便的调节串联器件中的微腔效应。因为和单发光单元器件相比,串联器件的微腔效应更加明显,必须加以考虑,并且此时已不再是朗伯
光源。当相邻波长的光色位于同一个发光单元中时,更加有利于调节微腔效应,因为相邻波长的光色的共振腔相邻。
[0010] 对于每个发光单元而言,它们由不同光色构成,通过互补得到白光;
[0011] 所述白光发光单元中的发光层顺序可以根据需要进行
位置变换;
[0012] 所述发光单元里面的发光层都是由非掺杂层构成,这样可以大大降低器件工艺,节约时间和成本;
[0013] 所述发光单元里面的每层发光层厚度可以为0.1-200nm;
[0014] 进一步的,所述发光单元里面的每层发光层厚度优选为0.01-100nm;
[0015] 所述发光单元里面的发光层可以直接相邻,也可以不相邻;为了避免过多的
能量转移或者浓度淬灭时,则所述发光单元里面的发光层需要间隔层分隔开来;
[0016] 所述间隔层的厚度可以为0.1-30nm;
[0017] 进一步的,间隔层的厚度优选为0.1-10nm;
[0018] 所述间隔层也采用非掺杂技术进行制备,可以简化工艺;
[0019] 所述间隔层的能级与发光层直接的能级要进行匹配,尤其是三线态能级要不低于所
接触的发光层的三线态能级0.2eV,避免过多的
激子被淬灭,影响器件的效率;
[0020] 所述电荷生成层将N层非掺杂白光发光单元连接起来,其中N≥2,电荷生成层能有效产生空穴与电子,使得器件的效率大大增加,并且有利于器件的寿命
[0021] 所述电荷生成层将发光单元连接起来,各发光单元的位置可以根据需要进行调换,而不影响本发明,即第一发光单元可以与第N发光单元进行调换。
附图说明
[0022] 图1是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0023] 图2是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0024] 图3是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0025] 图4是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0026] 图5是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0027] 图6是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0028] 图7是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0029] 图8是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0030] 图9是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0031] 图10是本发明一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的其中一种结构示意图;
[0032] 图11为
实施例1制备得到的一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件的性能图;
具体实施方式
[0033] 实施例1
[0034] 一种非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件A,该器件A的结构为:ITO/HAT-CN(100nm)/NPB(15nm)/TCTA(5nm)/DSA-ph(0.5nm)/Bepp2(15nm)/Bepp2:KBH4(10nm,15%)/HAT-CN(110nm)/NPB(15nm)/TCTA(5nm)/Ir(MDQ)2(acac)(0.3nm)/TCTA(1nm)Ir(dmppy)2(dpp)(0.9nm)/TmPyPB(50nm)/Cs2CO3(1nm)/Al(200nm)。
[0035] 该器件A的结构依次由以下功能层
叠加:
[0036] 基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层、蓝色
荧光层、电子传输层、电子注入层、电荷生成层、空穴传输层、红色磷光层、间隔层、黄色磷光层、电子传输层、电子注入层、阴极。
[0037] 上述基板为玻璃。
[0039] 上述空穴注入层为100nm厚的HAT-CN薄膜。
[0040] 上述空穴传输层包括依次层叠的空穴传输层1和空穴传输层2,所述空穴传输层1为15nm厚的NPB薄膜,所述空穴传输层2为5nm厚的TCTA薄膜。
[0041] 上述蓝色荧光层为0.5nm的DSA-ph薄膜。
[0042] 上述电子传输层为15nm厚的Bepp2薄膜。
[0043] 上述电子传输层为10nm厚的Bepp2:KBH4薄膜。
[0044] 上述电荷生成层为110nm厚的HAT-CN与15nm的NPB薄膜。
[0045] 上述空穴传输层为5nm厚的TCTA薄膜。
[0046] 上述红色磷光层为0.3nm的Ir(MDQ)2(acac)薄膜。
[0047] 上述间隔层为1nm的TCTA薄膜。
[0048] 上述黄色磷光层为0.9nm厚的Ir(dmppy)2(dpp)薄膜。
[0049] 上述电子传输层为50nm厚的TmPyPB薄膜。
[0050] 上述电子注入层为1nm厚的Cs2CO3薄膜。
[0051] 上述阴极为200nm厚的Al薄膜。
[0052] 该非掺杂白光发光层串联有机电致发光器件A通过以下方法制备:
[0053] 1、在基板上以溅射方法制备ITO薄膜作为阳极。
[0054] 2、再在阳极上以
真空蒸
镀方法制备100nm的HAT-CN作为空穴注入层。
[0055] 3、在上述空穴注入层上以真空蒸镀方法制备15nm厚度的NPB薄膜作为空穴传输层1。
[0056] 4、在上述空穴注入层1上以真空蒸镀方法制备5nm厚度的TCTA薄膜作为空穴传输层2。
[0057] 5、在上述空穴注入层2上以真空蒸镀方法制备0.5nm厚度的DSA-ph薄膜作为蓝色荧光层。
[0058] 7、在上述红色磷光层上以真空蒸镀方法制备15nm厚度的Bepp2薄膜作为电子传输层。
[0059] 8、在上述电子传输层层上以真空蒸镀方法制备10nm厚度的Bepp2:KBH4薄膜作为电子注入层。
[0060] 9、在上述电子注入层上以真空蒸镀方法制备110nm厚的HAT-CN与15nm的NPB薄膜厚作为电荷生成层。
[0061] 10、在上述电荷生成层上以真空蒸镀方法制备5nm厚度的TCTA薄膜作为空穴传输层。
[0062] 11、在上述空穴注入层上以真空蒸镀方法制备0.3nm的Ir(MDQ)2(acac)薄膜作为红色磷光层。
[0063] 12、在上述蓝色磷光层上以真空蒸镀方法制备1nm厚度的TCTA薄膜作为间隔层。
[0064] 13、在上述间隔层上以真空蒸镀方法制备0.9nm厚度的Ir(dmppy)2(dpp)薄膜作为黄色磷光层。
[0065] 14,在上述蓝色磷光层上以真空蒸镀方法制备50nm厚度的TmPyPB薄膜作为电子传输层。
[0066] 15、在上述电子传输层上以真空蒸镀方法制备1nm的Cs2CO3薄膜作为电子注入层。
[0067] 16、在上述电子注入层上以真空蒸镀方法制备200nm的Al薄膜作为阴极。
[0068] 对上述制备得到的器件A的性能进行检测,该器件A的
光谱图如图11所示。器件A在1000cd/m2下的色坐标为(0.35,0.41)。
[0069] 并且该器件A的制备工艺中,发光层不涉及任何掺杂技术的使用,具有工艺简便、成本低的优点。
[0070] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本
说明书记载的范围。
[0071] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明
专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干
变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。