一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的制作方法

本發明涉及有機半導體技術領域，尤其涉及一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件。

背景技術：

oled(英文全稱為organiclightemittingdiodes，意思為有機電致發光器件，簡稱oled)具有自主發光、視角廣、重量輕、溫度適應范圍廣、面積大、全固化、柔性化，功耗低、響應速度快以及制造成本低等眾多優點，在顯示與照明領域有著重要應用，因而受到學術界和工業界的廣泛關注。

為了進一步提高器件的效率和壽命，研究者將多個獨立的發光單元堆疊起來，使同樣大小的電流先后流經多個不同的發光單元進行共同發光從而提高發光亮度與效率，形成了串聯oled.通常用電荷生成層(chargegenerationlayer,cgl)作為連接層將多個發光單元器件串聯起來.與具有單發光單元器件相比,串聯器件的電流效率和發光亮度都能成倍增加,并且在相同亮度下,串聯器件的電流密度較低,因而其壽命也大大增加.2005年,長春應化所的馬東閣等人首次報道了串聯woled,器件的結構為：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作為第一發光單元產生藍光和綠光,alq3:dcjtb作為第二發光單元產生紅光,bcp:li/v2o5作為電荷生成層有效的連接兩個發光單元.空穴和電子在電荷生成層中產生,在電場作用下,分別傳輸到相鄰的npb和alq3層中.并且他們通過對比第一發光單元的藍綠光器件(2.2cd·a^-1,0.5lm·w^-1,890cd·m^-2)和第二發光單元的紅光器件(6cd·a^-1,2.1lm·w^-1,8300cd·m^-2),發現串聯woled的電流效率和亮度都大于兩個單發光單元器件的總和(最大效率可達10.7cd·a^-1,最大亮度10200cd·m^-2),而功率效率則等于兩個單發光單元器件的總和(2.6lm·w^-1).同時,chang等人采用光學吸收率較低的mg:alq3/wo3作為電荷生成層,將兩個單白光發光單元連接起來,發現受微腔效應的影響,串聯woled的效率(22cd·a^-1)是單發光單元器件的三倍,并且在100cd·m^-2亮度下,壽命超過80000h(appl.phys.lett.2005,87,253501.).最近,son等人首先合成出一種高效的藍色磷光主體(tata),可以得到基于firpic發光高效藍光oled(46.2cd·a^-1,45.4lm·w^-1),并將高效的黃光單元層(86.8cd·a^-1,90.5lm·w^-1)通過電荷生成層tmpypb：rb2co3/al/hat-cn進行連接.器件的啟亮電壓(亮度為1cd·m^-2)低至4.55v,最大功率效率為65.4lm·w^-1,最大電流效率為129.5cd·a^-1,最大外量子效率為49.5％.即使在1000cd·m^-2亮度下,器件的功率效率仍可高達為63.1lm·w^-1,電流效率高達128.8cd·a^-1,外量子效率高達49.2％,這充分展示了串聯oled的良好前景(j.mater.chem.c2013,1,5008.)。

目前文獻上白光串聯器件的結構復雜，并且都需要運用到摻雜技術進行制備發光層；此外一般一個發光單元里面只有一種光色，不利于器件的光譜穩定和高顯色指數。

針對現有技術不足，提供一種新穎的、結構簡單、工藝簡單，光譜穩定，且具有高效率有機電致發光器件以克服現有技術不足甚為必要。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種新穎的、結構簡單、工藝簡單，光譜穩定，且具有高效率有機電致發光器件。

本發明所采用的技術方案：一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

優選的，所述發光層為非摻雜黃色磷光層、非摻雜藍色磷光層、非摻雜紅色磷光層和非摻雜綠色磷光層中的一層或多層。

優選的，所述非摻雜藍色磷光層與所述非摻雜黃色磷光層之間，所述非摻雜藍色磷光層與所述非摻雜紅色磷光層之間，所述非摻雜紅色磷光層與所述非摻雜綠色磷光層之間設有間隔層。

優選的，所述發光層厚度為0.01-200nm。

優選的，所述發光層厚度為0.01-100nm。

優選的，所述間隔層的厚度為0.1-30nm。

優選的，所述間隔層的厚度為0.1-10nm。

優選的，所述間隔層的三線態能級大于所述發光層的三線態能級0.2ev。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明所述非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，通過采用非摻雜技術和間隔層間隔開多色有機發光材料的層疊結構，在保證器件具有高顯色指數，高光譜穩定性的同時，簡化了器件結構，通過非摻雜技術即能夠完成器件制作，非常有效的簡化了器件的制作工藝，提高制作重復性和生產效率，并降低生產成本，利于器件的商業化。

附圖說明

圖1是本發明實施例一一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的結構示意圖。

圖2為實施例一制備得到的一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的性能圖。

圖3是本發明實施例二一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的結構示意圖。

圖4是本發明實施例三一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的結構示意圖。

圖5是本發明實施例四一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的結構示意圖。

圖6是本發明實施例五一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的結構示意圖。

圖7是本發明實施例六一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的結構示意圖。

圖8是本發明實施例七一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。

本發明公開了一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

在本發明的具體實施方案中，所述發光層為非摻雜黃色磷光層、非摻雜藍色磷光層、非摻雜紅色磷光層和非摻雜綠色磷光層中的一層或多層，發光層可以是同色或不同色發光層，所述發光層之間設有間隔層，所述發光層厚度為0.01-200nm，所述發光層厚度為0.01-100nm，所述間隔層的厚度為0.1-30nm，所述間隔層的厚度為0.1-10nm，所述間隔層的三線態能級大于所述發光層的三線態能級0.2ev。

實施例一

如圖1-2所示，一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件的結構為：ito/hat-cn(100nm)/npb(15nm)/tcta(5nm)/firpic(0.2nm)/tcta(1nm)ir(dmppy)2(dpp)(0.9nm)/bepp2(15nm)/bepp2:kbh4(10nm,15％)/hat-cn(120nm)/npb(15nm)/tcta(5nm)/firpic(0.2nm)/tcta(1nm)ir(dmppy)2(dpp)(0.9nm)/tmpypb(50nm)/cs2co3(1nm)/al(200nm)。

該器件的結構依次由以下功能層疊加：

基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜藍色磷光層、間隔層、非摻雜黃色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜藍色磷光層、間隔層、非摻雜黃色磷光層、非摻雜黃色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層包括依次層疊的第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層，所述第一空穴傳輸層為15nm厚的npb薄膜，所述第二空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述間隔層為1nm的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.9nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述電子傳輸層為15nm厚的bepp2薄膜。

上述電子傳輸層為10nm厚的bepp2:kbh4薄膜。

上述電荷生成層為120nm厚的hat-cn與15nm的npb薄膜。

上述空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述間隔層為1nm的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.9nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述電子傳輸層為50nm厚的tmpypb薄膜。

上述電子注入層為1nm厚的cs2co3薄膜。

上述陰極為200nm厚的al薄膜。

該模擬太陽光的有機電致發光器件通過以下方法制備：

s1、在基板上以濺射方法制備ito薄膜作為陽極。

s2、再在陽極上以真空蒸鍍方法制備100nm的hat-cn作為空穴注入層。

s3、在上述空穴注入層上以真空蒸鍍方法制備15nm厚度的npb薄膜作為空穴傳輸層1。

s4、在上述空穴注入層1上以真空蒸鍍方法制備5nm厚度的tcta薄膜作為空穴傳輸層2。

s5、在上述空穴注入層2上以真空蒸鍍方法制備0.2nm厚度的firpic薄膜作為藍色磷光層。

s6、在上述藍色磷光層上以真空蒸鍍方法制備1nm厚度的tcta薄膜作為間隔層。

s7、在上述間隔層上以真空蒸鍍方法制備0.9nm厚度的ir(dmppy)2(dpp)薄膜作為黃色磷光層。

s8、在上述紅色磷光層上以真空蒸鍍方法制備15nm厚度的bepp2薄膜作為電子傳輸層。

s9、在上述電子傳輸層層上以真空蒸鍍方法制備10nm厚度的bepp2：kbh4薄膜作為電子注入層。

s10在上述電子注入層上以真空蒸鍍方法制備120nm厚的hat-cn與15nm的npb薄膜厚作為電荷生成層。

s11、在上述電荷生成層上以真空蒸鍍方法制備5nm厚度的tcta薄膜作為空穴傳輸層。

s12、在上述空穴注入層上以真空蒸鍍方法制備0.2nm厚度的firpic薄膜作為藍色磷光層。

s13、在上述藍色磷光層上以真空蒸鍍方法制備1nm厚度的tcta薄膜作為間隔層。

s14、在上述間隔層上以真空蒸鍍方法制備0.9nm厚度的ir(dmppy)2(dpp)薄膜作為黃色磷光層。

s15，在上述藍色磷光層上以真空蒸鍍方法制備50nm厚度的tmpypb薄膜作為電子傳輸層。

s16、在上述電子傳輸層上以真空蒸鍍方法制備1nm的cs2co3薄膜作為電子注入層。

s17、在上述電子注入層上以真空蒸鍍方法制備200nm的al薄膜作為陰極。

對上述制備得到的器件的性能進行檢測，該器件的光譜圖如圖2所示。器件在1000cd/m2下的色坐標為(0.31,0.47)；此外器件的最大效率為52cd/a。

并且該器件的制備工藝中，發光層不涉及任何摻雜技術的使用，具有工藝簡便、成本低的優點。

實施例二

如圖3所示，一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層包括依次層疊的第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層，所述第一空穴傳輸層為10nm厚的npb薄膜，所述第二空穴傳輸層為10nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.6nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.4nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為10nm厚的bepp2薄膜。

上述電子傳輸層為5nm厚的bepp2:kbh4薄膜。

上述電荷生成層為100nm厚的hat-cn與20nm的npb薄膜。

上述空穴傳輸層為10nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.6nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.4nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為40nm厚的tmpypb薄膜。

上述電子注入層為3nm厚的cs2co3薄膜。

上述陰極為150nm厚的al薄膜。

實施例三

如圖4所示，一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、間隔層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、間隔層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層包括依次層疊的第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層，所述第一空穴傳輸層為10nm厚的npb薄膜，所述第二空穴傳輸層為15nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為1.1nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.3nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為10nm厚的bepp2薄膜。

上述電子傳輸層為15nm厚的bepp2:kbh4薄膜。

上述電荷生成層為150nm厚的hat-cn與5nm的npb薄膜。

上述空穴傳輸層為9nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為1.1nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述間隔層為3nm的tcta薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.5nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為35nm厚的tmpypb薄膜。

上述電子注入層為2nm厚的cs2co3薄膜。

上述陰極為300nm厚的al薄膜。

實施例四

如圖5所示，一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜紅色磷光層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層包括依次層疊的第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層，所述第一空穴傳輸層為15nm厚的npb薄膜，所述第二空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.9nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為15nm厚的bepp2薄膜。

上述電子傳輸層為10nm厚的bepp2:kbh4薄膜。

上述電荷生成層為120nm厚的hat-cn與15nm的npb薄膜。

上述空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜紅色磷光層為0.9nm的alq3:dcjtb薄膜。

上述非摻雜綠色磷光層為0.2nm的alq3薄膜。(供參考)上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為50nm厚的tmpypb薄膜。

上述電子注入層為1nm厚的cs2co3薄膜。

上述陰極為200nm厚的al薄膜。

實施例五

如圖6所示，一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、間隔層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜紅色磷光層、間隔層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層包括依次層疊的第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層，所述第一空穴傳輸層為15nm厚的npb薄膜，所述第二空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.9nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述間隔層為1nm的tcta薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為15nm厚的bepp2薄膜。

上述電子傳輸層為10nm厚的bepp2:kbh4薄膜。

上述電荷生成層為120nm厚的hat-cn與15nm的npb薄膜。

上述空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜紅色磷光層為0.9nm的alq3:dcjtb薄膜。

上述非摻雜綠色磷光層為0.2nm的bcp薄膜。(供參考)

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為50nm厚的tmpypb薄膜。

上述電子注入層為1nm厚的cs2co3薄膜。

上述陰極為200nm厚的al薄膜。

實施例六

如圖7所示，一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、非摻雜黃色磷光層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜綠色磷光層、非摻雜紅色磷光層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層包括依次層疊的第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層，所述第一空穴傳輸層為15nm厚的npb薄膜，所述第二空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.9nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為15nm厚的bepp2薄膜。

上述電子傳輸層為10nm厚的bepp2:kbh4薄膜。

上述電荷生成層為120nm厚的hat-cn與15nm的npb薄膜。

上述空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜紅色磷光層為0.9nm的alq3:dcjtb薄膜。

上述非摻雜綠色磷光層為0.2nm的bcp薄膜。(供參考)

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為50nm厚的tmpypb薄膜。

上述電子注入層為1nm厚的cs2co3薄膜。

上述陰極為200nm厚的al薄膜。

實施例七

如圖8所示，一種非摻雜白光發光層串聯有機電致發光器件，該器件自下而上包括基板、陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜黃色磷光層、間隔層、非摻雜黃色磷光層、間隔層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、電荷生成層、空穴注入層、空穴傳輸層、非摻雜綠色磷光層、間隔層、非摻雜紅色磷光層、間隔層、非摻雜藍色磷光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

上述基板為玻璃。

上述陽極為ito薄膜。

上述空穴注入層為100nm厚的hat-cn薄膜。

上述空穴傳輸層包括依次層疊的第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層，所述第一空穴傳輸層為15nm厚的npb薄膜，所述第二空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜黃色磷光層為0.9nm厚的ir(dmppy)2(dpp)薄膜。

上述間隔層為1nm的tcta薄膜。

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為15nm厚的bepp2薄膜。

上述電子傳輸層為10nm厚的bepp2:kbh4薄膜。

上述電荷生成層為120nm厚的hat-cn與15nm的npb薄膜。

上述空穴傳輸層為5nm厚的tcta薄膜。

上述非摻雜紅色磷光層為0.9nm的alq3:dcjtb薄膜。

上述非摻雜綠色磷光層為0.2nm的alq3薄膜。(供參考)

上述非摻雜藍色磷光層為0.2nm的firpic薄膜。

上述電子傳輸層為50nm厚的tmpypb薄膜。

上述電子注入層為1nm厚的cs2co3薄膜。

上述陰極為200nm厚的al薄膜。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。