專利名稱：一種頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頂發(fā)射白光有機(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)具有成本低、全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、亮度高、視角寬、厚度薄、低電壓直流驅(qū)動(dòng)、功耗低、工作溫度范圍寬、可實(shí)現(xiàn)軟屏照明等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于平板顯示器、背光模組以及照明等領(lǐng)域，被稱為新一代節(jié)能環(huán)保照明技術(shù)。頂發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光器件區(qū)別于傳統(tǒng)的底發(fā)射器件，其擁有高反射陽(yáng)極及半透明陰極，從而在兩個(gè)電極之間形成光學(xué)微腔，光從頂電極發(fā)出。微腔效應(yīng)主要是指不同能態(tài)的光子密度被重新分配，使得只有特定波長(zhǎng)的光在符合共振腔模式后，得以在特定的角度射出，因此光波的半高寬(FWHM)也會(huì)變窄，在不同角度的強(qiáng)度和光波波長(zhǎng)也會(huì)不同。由于微腔效應(yīng)，頂發(fā)射白光器件比較難以獲得?，F(xiàn)階段制備頂發(fā)射白光器件的主要方法還是利用雙發(fā)光層或者三基色發(fā)光層，但是這些制得的白光器件存在一定的問(wèn)題，比如:光譜窄，色度隨著電壓上升容易漂移以及視覺(jué)角度特性不好。為了解決這些問(wèn)題，利用單發(fā)光層，通過(guò)調(diào)節(jié)空穴傳輸層厚度來(lái)調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)奈⑶恍?yīng)來(lái)獲得光譜較寬的白光光譜是一種有效的方法。此外，用這種方法來(lái)制備頂發(fā)射白光器件工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有低成本的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，是一種通過(guò)調(diào)節(jié)空穴傳輸層厚度，利用微腔效應(yīng)獲得色穩(wěn)定、寬光譜、視角特性好的基于單發(fā)光層的頂發(fā)射白光有機(jī)致電發(fā)光器件及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件，包括基板、反射陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、單發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、半透明金屬陰極，所述單發(fā)光層由主體材料和藍(lán)色客體材料組成。上述單發(fā)光層的主體材料為:2-tert-butyl_9，10_bis_( β -naphthyl) -anthracene,即 TBADN、1，4_bis[N_(1-naphthyl)_N，-phenylamino]_4，4，diamine,即 NPB、4, 4’，4’ ’ -tris (N-carbazolyl) -triphenylamine,即 TCTA、4, 4, 4- {N- (2-naphthyl) -N-phenylamino} -triphenylamine,即 2T-NATA。上述單發(fā)光層的藍(lán)色客體材料為:p_di (p-N, N-diphenyl-amino-styryl)benzene,即 DSA-Ph>4, 4，-bis [2-(3-N-ethylcarbazoryI) vinyl]biphenyl,即 BCzVB1、bis[(4,6-d1-fluorophenyI)-pyridinate-N, C2]picolinate,即 FIrpic0一種頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，采用真空熱蒸發(fā)法，具體步驟為:a)選取符合要求尺寸的玻璃基板，用去污粉清洗后分別用酒精和去離子水超聲，超聲后烘干；
b)采用真空蒸鍍法，在上述玻璃基板上上蒸發(fā)制備金屬反射陽(yáng)極，厚度為60nm；
c)在金屬反射陽(yáng)極上蒸發(fā)制備空穴注入層，厚度為3nm；
d)采用真空蒸鍍的方法，在上述空穴注入層上制備空穴傳輸層，厚度為51nm;
e)在空穴傳輸層的上方，采用雙源共蒸的方法，制備單發(fā)光層，厚度為30nm，在制備過(guò)程中，用晶振片來(lái)控制兩種材料的蒸發(fā)速率和濃度摻雜比；
f)采用真空蒸鍍的方法，在上述單發(fā)光層上依次制備電子傳輸層和電子注入層，厚度分別為40nm和0.5nm ；
g)采用真空蒸鍍的方法，在上述電子注入層上制備半透明金屬陰極；得到頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件。光學(xué)微腔的共振波長(zhǎng)λ由方程(4 31/λ) ΣηΑ+Ι {\) + φ2 (λ)=η.23 決定，其中nm和dm是兩個(gè)電極間第m層的折射率，Φ, ( λ )和0 2 (λ)分別是有機(jī)層/陽(yáng)極和有機(jī)層/陰極之間的反射相移，η是模數(shù)。由方程可以看出，調(diào)節(jié)有機(jī)層厚度能調(diào)節(jié)共振波長(zhǎng)。選擇通過(guò)調(diào)節(jié)空穴傳輸層厚度來(lái)調(diào)節(jié)微腔腔長(zhǎng)是由于在一定范圍內(nèi)改變空穴傳輸層厚度不會(huì)影響載流子的傳輸。設(shè)置共振波長(zhǎng)在600 nm處，通過(guò)理論計(jì)算，則計(jì)算得出總的有機(jī)層厚度為136 nm，在其他有機(jī)層厚度一定的情況下，設(shè)置空穴傳輸層的厚度以達(dá)到有機(jī)層厚度為136 nm，從而得到特定的共振波長(zhǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著地進(jìn)步:
本發(fā)明的頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件，提出了一種制得頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件的簡(jiǎn)單有效的方法，具 體 主要通過(guò)調(diào)節(jié)空穴傳輸層的厚度來(lái)控制微腔腔長(zhǎng)以獲得特定共振波長(zhǎng)。在此基礎(chǔ)上，控制激子復(fù)合區(qū)位置來(lái)調(diào)節(jié)微腔效應(yīng)，進(jìn)而得到寬光譜、色穩(wěn)定及角度特性好的頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件。這解決了一般頂發(fā)射白光器件的一系列問(wèn)題。


圖1為頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)圖。圖2為基于單發(fā)光層的白光頂發(fā)射光譜圖。圖3為基于單發(fā)光層的白光頂發(fā)射器件隨電壓變化的色度特性。圖4為基于單發(fā)光層的白光頂發(fā)射器件的角度特性。
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(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)例中采用藍(lán)色熒光材料DSA-Ph為單發(fā)光層頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其包括基板1、反射陽(yáng)極2、空穴注入層3、空穴傳輸層4、單發(fā)光層5、電子傳輸層
6、電子注入層7、半透明金屬陰極8，其中單發(fā)光層采用材料為藍(lán)光主體材料TBADN中摻雜
3.0wt% 藍(lán)光材料 DSA-Ph。具體本器件結(jié)構(gòu)的頂發(fā)射白光有機(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)選取符合要求尺寸的玻璃基板1，其有效面積為5_X5mm,選取合適的玻璃基板后，用去污粉進(jìn)行清洗，然后依次用無(wú)水乙醇及去離子水超聲10分鐘，將洗好的玻璃片放在高壓鈉燈下烘烤至干；
b)采用真空蒸鍍法，在上述玻璃基板上I上蒸發(fā)制備金屬反射陽(yáng)極2，厚度為60nm ；
c)在金屬反射陽(yáng)極上蒸發(fā)制備空穴注入層3，厚度為3nm；
d)采用真空蒸鍍的方法，在上述空穴注入層上3制備空穴傳輸層4，厚度為51nm；
e)在空穴傳輸層的上方，采用雙源共蒸的方法，制備單發(fā)光層5，厚度為30nm，在制備過(guò)程中，用晶振片來(lái)控制兩種材料的蒸發(fā)速率和濃度摻雜比；
f)采用真空蒸鍍的方法，在上述單發(fā)光層5上依次制備電子傳輸層6和電子注入層
7,厚度分別為40 nm和0.5 nm ；
g)采用真空蒸鍍的方法，在上述電子注入層7上制備半透明金屬陰極8;得到頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件。本實(shí)例采用 Al/Mo03/NPB/TBADN:3.0wt%DSA-Ph/Bphen/LiF/Al/Ag 結(jié)構(gòu)。圖 2 為器件光譜圖，從圖中可以看出，該器件具有較寬的光譜，并且有四個(gè)發(fā)光峰，其中前兩個(gè)為DSA-Ph的兩個(gè)本征峰，在約600 nm處的峰為共振峰，第三個(gè)為本征發(fā)射與共振發(fā)射的疊加峰。圖3為器件色度隨著電壓變化圖，從圖可以看出該器件具有色度穩(wěn)定性。圖4為器件的角度特性，該器件的角度特性非常接近Lambertian光源的角度特性，這主要是由于較弱的微腔作用。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
1.一種頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，包括基板(I)、反射陽(yáng)極(2)、空穴注入層(3)、空穴傳輸層(4)、單發(fā)光層(5)、電子傳輸層(6)、電子注入層(7)、半透明金屬陰極(8)，所述單發(fā)光層(5)由主體材料和藍(lán)色客體材料組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述單發(fā)光層(5)的主體材料為:2-tert-butyl-9, lO-bis-( β-naphthyl)-anthracene,即 TBADN、l，4_bis [N-(1-naphthyl)-N’ -phenylamino] -4, 4’ diamine,即 NPB>4, 4’，4’ ’ -tris (N-carbazolyI) -triphenylamine,即 TCTA、或 4, 4, 4- {N- (2-naphthyl) -N-phenylamino} -triphenylamine,即 2T-NATA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述單發(fā)光層(5)的藍(lán)色客體材料為:p-di (p-N, N-diphenyl-amino-styryl)benzene,即 DSA-Ph>4, 4，-bis [2- (3-N-ethylcarbazoryI) vinyl]biphenyl,即 BCzVB1、或 bis [ (4, 6-d1-fluorophenyl)-pyridinate-N, C2]picolinate,即 FIrpic0
4.一種頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法，其特征在于，采用真空熱蒸發(fā)法，具體步驟為: a)選取符合要求尺寸的玻璃基板(1)，用去污粉清洗后分別用酒精和去離子水超聲，超聲后烘干； b)采用真空蒸鍍法，在上述玻璃基板上(I)上蒸發(fā)制備金屬反射陽(yáng)極(2)，厚度為60nm ； c)在金屬反射陽(yáng)極上蒸發(fā)制備空穴注入層(3)，厚度為3nm; d)采用真空蒸鍍的方法，在上述空穴注入層上(3)制備空穴傳輸層(4)，厚度為51nm; e)在空穴傳輸層的上方，采用雙源共蒸的方法，制備單發(fā)光層(5)，厚度為30nm，在制備過(guò)程中，用晶振片來(lái)控制兩種材料的蒸發(fā)速率和濃度摻雜比； f)采用真空蒸鍍的方法，在上述單發(fā)光層(5)上依次制備電子傳輸層(6)和電子注入層⑴，厚度分別為40nm和0.5nm ； g)采用真空蒸鍍的方法，在上述電子注入層(7)上制備半透明金屬陰極(8);得到頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種頂發(fā)射白光有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法，包括基板、反射陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、單發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、半透明金屬陰極，所述單發(fā)光層由主體材料和藍(lán)色客體材料組成。本發(fā)明通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)空穴傳輸層的厚度來(lái)獲得特定的共振波長(zhǎng)以及適當(dāng)?shù)奈⑶恍?yīng)，得到寬光譜、色穩(wěn)定、角度特性好的頂發(fā)射白光器件。本發(fā)明的特點(diǎn)在于器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，同時(shí)解決了一般頂發(fā)射白光器件存在的窄光譜、色漂移、角度特性差等普遍問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01L51/50GK103165820SQ20131008886
公開(kāi)日2013年6月19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, 李佳珩, 孫文兵, 吳曉亮, 魏娜 申請(qǐng)人:上海大學(xué)