具有高顯色指數的有機電致發光器件的制作方法
【專利摘要】本發明開發出一種新穎的具有CRI> 90的高顯色指數的有機電致發光器件，設置有基板、陽極、陰極、以及介于所述陽極與所述陰極之間的有機功能層，以上所有層都采用非摻雜技術制備。所述有機功能層設有發光層，所述發光層數目至少兩層，至少一層藍色熒光層、至少一層紅色磷光層，所述兩個發光層通過電子型間隔層隔開。該器件采用多色有機發光材料來制備具有太陽光特性的OLED，通過非摻雜技術能夠非常有效的簡化器件的工藝，降低生產成本，利于器件的商業化。
【專利說明】
具有高顯色指數的有機電致發光器件
技術領域
[0001]本發明涉及有機半導體技術領域，特別涉及一種具有高顯色指數的有機電致發光器件。
【背景技術】
[0002]白光OLED(OrganicLight Emitting D1de)屬于平面發光器件，具備超薄、形狀選擇度大、適合作為大面積發光光源、無需散熱、加工簡單等優點，被認為是下一代理想的照明光源；同時，白光OLED還可以替代普通LED光源，作為現代主流液晶顯示器的背光源，實現超薄液晶顯示。白光OLED還可以結合彩色濾光膜實現彩色OLED顯示。并且白光OLED還可以制備成柔性器件，更好的服務于人類生活。因此白光OLED受到越來越多學術界和工業界的關注。
[0003]顯色指數(color rendering index, CRI)則是指光源對物體的顯色能力，也就是顏色逼真的程度。白熾燈和太陽光的CRI被定義為100，為理想的標準光源。2002年，美國普林斯頓大學的D’Andrade等人首次報道了WOLED的CRI這一性能參數，并且通過優化器件結構得到的CRI可以高達83.( Adv.Mater.2002,14, 147.)。為了滿足普通的照明需求，光源的CRI必須大于80。比如說南京郵電大學在專利(CN201410625270.1)上公布了一種暖白色OLED 器件，由主體材料DTCPFB 和0XD-7，客體材料FIrpic、Ir (bt) 2 (acac)、Ir (ppy) 2(acac)、Ir(MPCPPZ)3構成;其制備方法是通過合稱上述主客體材料而綜合運用的溶液加工法，采用四基色摻雜的方式制備了CRI達到80以上的0LED。
[0004]為了得到某些特殊用途，則需要光源的CRI大于90。臺灣清華大學的周卓輝等人將兩個白光發光單元進行組合，利用5種
發光材料獲得了超高CRI為98的OLED (Org.Electron., 2011，12，
865.)。2015年，華南理工大學的劉佰全等人將為了獲得超高CRI，
制備了雙摻雜發光層OLED，器件CRI為92 (Org.Electron.2015，27，
29)。
[0005]雖然陸續的有了CRI>90的OLED報道，但是其數量依然屈指可數。此外，這些器件幾乎都是采用摻雜技術制備，這無疑使器件的結構復雜化，制備工藝要求大大提高。并且，由于摻雜技術中對客體的濃度控制嚴格且精確化，所報道的具有CRI> 90的OLED的重復性將會受到大大的影響。
[0006]為了滿足普通的照明需求，光源的CRI必須大于80。為了得到某些特殊用途，則需要光源的CRI大于90。目前CRI> 90的OLED器件，則幾乎全部采用摻雜技術完成。
[0007]針對現有技術不足，提供一種效率高、CRI>90的非摻雜白光有機電致發光器件以克服現有技術不足甚為必要。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種具有CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件，該高顯色指數的有機電致發光器件采用非摻雜技術。
[0009]本發明的上述目的通過如下技術手段實現。
[0010]一種高顯色指數的有機電致發光器件，設置有基板、陽極、陰極、以及介于所述陽極與所述陰極之間的有機功能層，以上所有層都采用非摻雜技術制備。所述有機功能層設有發光層，所述發光層數目至少兩層，至少一層藍色熒光層、至少一層紅色磷光層，所述兩個發光層通過電子型間隔層隔開。
[0011 ]上述所有的有機功能層都采用非摻雜技術完成，能有效降低工藝復雜度，減少成本。
[0012]上述所述的藍色熒光層的波長是指小于500nm范圍內的藍色光，該藍光層使得器件可以獲得藍色光譜。
[0013]上述所述的紅色磷光層的波長是指大于585 nm范圍內的紅色光，該紅光層使得器件可以獲得紅色光譜。
[0014]上述所述的間隔層由電子型材料構成，電子型材料是指電子迀移率大于本身空穴迀移率的材料。同時，該間隔層的三線態能級需高于發光材料的三線態能級，以防激子會被淬滅。該間隔層的使用，能有效保證藍光的出射，從而得到白光。并且，間隔層具有阻止濃度淬滅的功能，保證器件的高效率。此外，該間隔層能有效對發光層之間能量轉移進行抑制，使得器件的單線態激子和三線態激子更好的分離。而且，間隔層也起到可以調節色溫的作用。
[0015]上述所述的藍色熒光層的位置相較于間隔層而言，其位于間隔層有利于電子傳輸的一側。
[0016]上述所述的紅色磷光層的位置相較于間隔層而言，其位于間隔層有不利于電子傳輸的一側。
[0017]進一步的，上述產生藍光的發光層中厚度優選為0.1-40nm。
[0018]進一步的，上述產生藍光的發光層中厚度優選為0.1-10nm。
[0019]進一步的，上述產生紅光的發光層中厚度優選為0.1-50 nm。
[0020]進一步的，上述產生紅光的發光層中厚度優選為0.1-20 nm。
[0021]進一步的，上述間隔層的厚度為0.1至15 nm。
[0022]進一步的，上述間隔層的厚度為I至6 nm。
[0023]進一步的，上述藍光的發光層中可以為DSA-ph、DPVB1、DPAVB1、9，10-Bis[4-(l，2，
2-triphenylvinyl )phenyl !anthracene (BTPEAn)可以為DSA-ph、DPVB1、DPAVB1、9 ,10-Bis[4-(1,2,2_triphenylvinyI)phenyl]anthracene (BTPEAn)、NPB、4P_NPD、NPD、TPD等發光材料。
[0024]進一步的，上述紅光的發光層中可以為Ir(piq)3、(MDQ)2lr(acac)、等發光材料。
[0025]進一步的，上述間隔層可以為Bepp2、TPB1、TmPyPB、Bphen、BCP、TAZ、0XD-7、3TPYMB、SPP01、UGHl、UGH2、UGH3、UGH4、NBphen等具有高三線態能級的一種有機材料構成，間隔層材料的三線態能級不低于各發光層中發光材料的三線態能級。
[0026]進一步的，上述藍光的發光層中的發光材料優選為的三線態能級高于紅光發光層中的發光材料的三線態能級，這樣的話，即使未被藍光層利用的三線態激子也能通過擴散機理傳輸到紅光層中，可以進一步的俘獲激子，增加器件的效率。
[0027]進一步的，上述藍光的發光層中的發光材料優選為的三線態能級高于2.2eVo
[0028]進一步的，上述紅光的發光層中的發光材料優選為的三線態能級低于2.2eVo
[0029]進一步的，當所述磷光層除開包含紅色磷光層外，還可以包含綠色磷光發光層、黃色磷光發光層中的至少一種。
[°03°]進一步的，上述綠色磷光發光層是指波長位于500-545 nm的發光材料構成、黃色磷光發光層是指波長位于545-585 nm的發光材料構成。
[0031 ]進一步的，當所述磷光層包含紅色磷光層外，還包含綠色磷光發光層、黃色磷光發光層中的至少一種時，紅色發光層與綠色發光層或者黃色發光層中間可以由間隔層分開，也可以無需間隔層分開。
[0032]進一步的，上述所述位于紅光發光層與綠光、黃光發光層中的間隔層具有三線態能級高于紅光三線態能級的要求，否則三線態激子會被淬滅。
[0033]本發明開發出一種新穎的具有CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件，設置有基板、陽極、陰極、以及介于所述陽極與所述陰極之間的有機功能層，以上所有層都采用非摻雜技術制備。所述有機功能層設有發光層，所述發光層數目至少兩層，至少一層藍色熒光層、至少一層紅色磷光層，所述兩個發光層通過電子型間隔層隔開。該器件采用多色有機發光材料來制備具有太陽光特性的0LED，通過非摻雜技術能夠非常有效的簡化器件的工藝，降低生產成本，利于器件的商業化。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖；
圖2是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖3是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖4是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖5是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖6是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖7是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖8是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖9是本發明一種CRI>90的高顯色指數的有機電致發光器件的其中一種結構示意圖； 圖10為實施例1制備得到的一種CRI>90的有機電致發光器件的性能圖。
【具體實施方式】
[0035]以下通過實施例對本申請做進一步闡述。
[0036]實施例1。
[0037]圖1至圖9示例了本發明的高顯色指數的有機電致發光器件的幾種代表結構形式。本實施例具體提供一器件A。
[0038]ΙΤ0:氧化銦錫；
NPB:(N，N’_二苯基-N，N’-(1-萘基聯苯-4,4’-二胺)； TAPC:4，4’_環己基二[N，N-二(4-甲基苯基)苯胺]
Ir(dmppy )2(dpp):bis(2-phenyl_4,5-dimethyIpyridinato)[2-(biphenyl-3-yl)pyridinato] iridium(III)
DSA-ph:l-4-D1-[4-(N,N-diphenyl)amino]styryl-benzeneIr(piq)3:tris(1-phenylisoquinolinolato-C2,N) iridium(III)1^^^:3，3’-[5’-[3-(3-吡啶基)苯基][1，1’:3’，1’’-三聯苯]-3，3’’-二基]二吡啶;Bepp2:雙(2-(2-酚基)吡啶)鈹；
LiF:氟化鋰；
Al:招。
[0039]所制備器件A的結構為:IT0/HAT-CN(100 nm)/ NPB (15 nm)/TAPC (5 nm)/DSA-ph (0.5 nm)/ Bepp2 (3.5 nm)/ Ir(dmppy)2(dpp) (0.9 nm)/ Bepp2 (3.5 nm)/ Ir(piq)3 (0.5 nm)/ TmPyPB (35 nm)/ LiF (I nm)/Al (200 nm)
采用如下方法制備本發明的有機電致發光器件A:
該器件A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1、空穴傳輸層2、藍色熒光層、電子型間隔層、黃色磷光層、位于紅、黃發光層之間的間隔層、紅色磷光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極。
[0040]上述基板為玻璃，陽極為ITO薄膜，空穴注入層為10nm厚的HAT-CN薄膜，空穴傳輸層I為15nm厚的NI3B薄膜，空穴傳輸層2為5 nm厚的TAPC薄膜，藍色發光層為0.5 nm厚的DSA-ph薄膜，電子型間隔層為3.5 nm厚的Bepp2薄膜，黃色發光層為0.9 nm厚的Ir (dmppy )2(dpp)薄膜，位于紅、黃發光層之間的間隔層為3.5 nm厚的Bepp2薄膜，紅色發光層為0.5 nm厚的Ir(piq)3薄膜，電子傳輸層為35 nm厚的TmPyPB薄膜，電子注入層為I nm厚的LiF薄膜，陰極為200 nm厚的Al薄膜。
[0041 ]該有機電致發光器件A通過以下方法制備:
1、在基板上以濺射方法制備ITO薄膜作為陽極。
[0042]2、再在陽極上以真空蒸鍍方法制備100 nm的HAT-CN作為空穴注入層。
[0043]3、在上述空穴注入層上以真空蒸鍍方法制備15 nm厚度的NPB薄膜作為空穴傳輸層1
[0044]4、在上述空穴注入層I上以真空蒸鍍方法制備5 nm厚度的TAPC薄膜作為空穴傳輸層2。
[0045]5、在上述空穴注入層2上以真空蒸鍍方法制備0.5 nm厚度的DSA-ph薄膜作為藍光層。
[0046]6、在上述紅光層上以真空蒸鍍方法制備3.5 nm厚度的Bepp2薄膜作為電子型間隔層。
[0047]7、在上述間隔層上以真空蒸鍍方法制備0.9 nm厚度的Ir(dmppy)2(dpp)薄膜作為黃光層。
[0048]8、在上述黃光層上以真空蒸鍍方法制備3.5 nm厚度的Bepp2薄膜作為紅、黃發光層之間的間隔層。
[0049]9、在上述間隔層上以真空蒸鍍方法制備0.5 nm厚度的Ir(piq)3薄膜作為紅光層。
[0050]10、在上述藍光層上以真空蒸鍍方法制備35 nm厚度的TmPyPB薄膜作為電子傳輸層。
[0051]11、在上述電子傳輸層上以真空蒸鍍方法制備Inm的LiF薄膜作為電子注入層。
[0052]12、在上述電子注入層上以真空蒸鍍方法制備200 nm的Al薄膜作為陰極。
[0053]對上述制備得到的器件A的性能進行檢測，該器件A的光譜特性圖如圖10所示。在100 cd/m2亮度下，該器件的CRI高達91.1，說明該新穎的器件結構能夠非常有效的產生CRI>90的白光。
[0054]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。
[0055]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。
【主權項】
1.一種具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:設置有基板、陽極、陰極、以及介于所述陽極與所述陰極之間的有機功能層，以上所有層都采用非摻雜技術制備，所述有機功能層設有發光層，所述發光層數目至少兩層，至少一層藍色熒光層、至少一層紅色磷光層，所述兩個發光層通過電子型間隔層隔開。2.根據權利要求1所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:藍色熒光層的波長是指小于500 nm范圍內的藍色光，該藍光層使得器件可以獲得藍色光譜；紅色磷光層的波長是指大于585 nm范圍內的紅色光，該紅光層使得器件可以獲得紅色光譜。3.根據權利要求2所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:間隔層由電子型材料構成，電子型材料是指電子迀移率大于本身空穴迀移率的材料，同時，該間隔層的三線態能級需高于發光材料的三線態能級，以防激子會被淬滅。4.根據權利要求3所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:藍色熒光層的位置相較于間隔層而言，其位于間隔層有利于電子傳輸的一側;紅色磷光層的位置相較于間隔層而言，其位于間隔層有不利于電子傳輸的一側。5.根據權利要求4所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:產生藍光的發光層的厚度為0.1-40 nm;產生藍光的發光層的厚度為0.1-10 nm;產生紅光的發光層的厚度為0.1-50 nm06.根據權利要求5所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:產生紅光的發光層中厚度優選為0.1-20 nm。7.根據權利要求6所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:藍光的發光層為DSA-ph、DPVB1、DPAVB1、9，10_Bis[4-(l，2，2-tr ipheny lviny I) phenyl !anthracene(BTPEAn)、NPB、4P-NPD、NH)或者ITD發光材料；紅光的發光層中為Ir(piq)3或者(MDQ)2Ir(acac)發光材料；間隔層為Bepp2、TPB1、TmPyPB、Bphen、BCP、TAZ、OXD-7、3TPYMB、SPPOl、UGHl、UGH2、UGH3、UGH4或者NBphen具有高三線態能級的一種有機材料構成，間隔層材料的三線態能級不低于各發光層中發光材料的三線態能級。8.根據權利要求7所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:藍光的發光層中的發光材料的三線態能級高于紅光發光層中的發光材料的三線態能級。9.根據權利要求8所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，其特征在于:藍光的發光層中的發光材料為三線態能級高于2.2 eV;紅光的發光層中的發光材料為三線態能級低于2.2 eVo10.根據權利要求1所述具有高顯色指數的有機電致發光器件，磷光層除開包含紅色磷光層外，還包含綠色磷光發光層、黃色磷光發光層中的至少一種;綠色磷光發光層是指波長位于500-545 nm的發光材料構成、黃色磷光發光層是指波長位于545-585 nm的發光材料構成。
【文檔編號】H01L51/56GK105845832SQ201610118901
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月3日
【發明人】蘭林鋒, 董婷, 羅東向, 王堅, 彭俊彪
【申請人】華南理工大學