專利名稱：白色有機電致發(fā)光器件及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光技術領域，尤其涉及ー種白色有機電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術：
有機電致發(fā)光器件是ー種自發(fā)光器件，當電荷被注入到空穴注入電極(陽極)和電子注入電極(陰極)之間的有機膜吋，電子和空穴結合井隨后湮滅，因而產(chǎn)生光。有機電致發(fā)光器件具有低電壓、高亮度、寬視角等特性，因此有機電致發(fā)光器件在近年來得到了迅猛的 發(fā)展。其中，白色有機電致發(fā)光器件由于在全彩顯示、固態(tài)照明等方面的應用前景，已經(jīng)成為目前的研究熱點。一直以來，國內(nèi)外的許多研究團隊從材料合成和器件優(yōu)化方面著手，努力提高白色有機電致發(fā)光器件的綜合性能以期滿足產(chǎn)業(yè)化的需要，三價銥配合物因為具有發(fā)光效率高和發(fā)光顏色可調(diào)等優(yōu)點而被學術界和產(chǎn)業(yè)界視為理想的有機電致發(fā)光材料，例如，2006年美國普林斯頓大學的Forrest等人采用將藍光材料、綠光材料和紅光材料分別摻雜在不同的發(fā)光層中設計出了具有多發(fā)光層結構的白色有機電致發(fā)光器件，該器件顯示較為理想的白光發(fā)射，但是，不平衡的載流子注入導致器件的效率和亮度較低、工作電壓較高，此外，復雜的器件結構還導致器件的制作成本較高。為了解決這些問題，2008年日本山形大學的Kido等人通過設計雙發(fā)光層器件結構將藍緑色光與橙紅色光進行復合成功獲得白光發(fā)射器件。該器件具有較高的發(fā)光效率，然而雙峰發(fā)射的特征導致器件的光譜在白光區(qū)的覆蓋度不夠，使得得到的白色有機電致發(fā)光器件的色恢復系數(shù)較低，并且，隨著發(fā)光亮度的提高，器件的發(fā)射光譜有很大的變化。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供ー種白色有機電致發(fā)光器件及其制備方法，本發(fā)明提供的白色有機電致發(fā)光器件在降低了器件的工作電壓和制作成本的同時，提高了器件的發(fā)光效率、亮度和熱穩(wěn)定性。本發(fā)明提供了ー種白色有機電致發(fā)光器件，包括襯底；在所述襯底上有陽極層；在所述陽極層上有空穴主導發(fā)光層，所述空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為8. 09Γ16. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥；在所述空穴主導發(fā)光層上有電子主導發(fā)光層，所述電子主導發(fā)光層由綠色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在電子型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為12. 09Γ20. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥；在所述電子主導發(fā)光層上有陰極。優(yōu)選的，所述紅色有機發(fā)光材料為ニ(2-苯基喹啉)_(2，2，6，6-四甲基_3，5_庚
ニ酮酸)合銥；所述紅色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為I. 09Γ4. 0%。優(yōu)選的，所述綠色有機發(fā)光材料為ニ(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)_( ニ(ニ苯基磷酰)胺)合銥；所述綠色有機發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為I. 09Γ4. 0%。優(yōu)選的，所述空穴型有機主體材料為4，4’-雙(N-咔唑)_1，I’-聯(lián)苯、1,3-ニ咔P坐-9-基苯、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1,3-苯基)ニ-9H-咔唑、1，3，5-三(9-咔唑基)苯、4，4’，4"-三(咔唑-9-基)三苯胺或1，4-雙(三苯基硅烷基)聯(lián)苯。優(yōu)選的，所述電子型有機主體材料為9，9’-(2，6-吡啶ニ基ニ -3，I-亞苯)雙-9H-咔唑、1,4-雙(三苯基硅烷基)苯、2，2’ -雙(4-(9-咔唑基)苯基)聯(lián)苯、三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷、1，3，5-三[(3-吡啶)_3_苯基]苯、1，3_雙[3，5-ニ(3-吡啶基)苯基]苯或9-(4-特丁基苯基)-3，6-雙(三苯基硅基)-9H-咔唑。優(yōu)選的，所述空穴主導發(fā)光層的厚度為3 10納米；所述電子主導發(fā)光層的厚度為3 10納米。
優(yōu)選的，所述陽極層與空穴主導發(fā)光層之間還包括空穴傳輸層；所述空穴傳輸層由4，4’ -環(huán)己基ニ [N，N- ニ(4-甲基苯基)苯胺]形成。優(yōu)選的，所述電子主導發(fā)光層與陰極之間還包括空穴阻擋層；所述空穴阻擋層由三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷、1，3，5_三[(3-吡啶)-3-苯基]苯或1,3-雙[3，5-ニ(3-吡啶基)苯基]苯形成。優(yōu)選的，所述空穴阻擋層與陰極之間還包括緩沖層；所述緩沖層由氟化鋰形成。本發(fā)明還提供了ー種白色有機電致發(fā)光器件的制備方法，包括在襯底上形成陽極層；在所述陽極層上形成空穴主導發(fā)光層，所述空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為8. 09Γ16. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥；在所述空穴主導發(fā)光層上形成電子主導發(fā)光層，所述電子主導發(fā)光層由綠色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在電子型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為12. 09Γ20. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥；在所述電子主導發(fā)光層上形成陰極，得到白色有機電致發(fā)光器件。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的白色有機電致發(fā)光器件的空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，電子主導發(fā)光層由緑色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在電子型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥，該藍色有機發(fā)光材料兼具高發(fā)光效率和優(yōu)越的電子傳輸能力，通過分別優(yōu)化所述發(fā)光材料在空穴主導發(fā)光層和電子主導發(fā)光層中的摻雜濃度，即在空穴主導發(fā)光層中所述發(fā)光材料占空穴型有機主體材料的質量百分比為8. 09Γ16. 0%，在電子主導發(fā)光層中所述發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為12. 09Γ20. 0%，從而限制了發(fā)光區(qū)間的范圍并保證了電子和空穴在復合區(qū)域的平衡分布，延緩了器件的效率衰減，進而使得器件在較低的工作電壓下獲得了高亮度的白色電致發(fā)光；實驗結果表明，本發(fā)明提供的白色有機電致發(fā)光器件的起亮電壓為
2.8 3. O伏，最大亮度為61456 65832cd/m2，最大電流效率為52. 36 56. 23cd/A，最大功率效率為 53. 05 57. 391m/ff0


圖I為本發(fā)明實施例提供的白色有機電致發(fā)光器件的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例I提供的白色有機電致發(fā)光器件的電流密度-電壓-亮度特性曲線圖； 圖3為本發(fā)明實施例I提供的白色有機電致發(fā)光器件的電流密度-功率效率-電流效率特性曲線圖；圖4為本發(fā)明實施例I提供的白色有機電致發(fā)光器件的電致發(fā)光光譜圖；圖5為本發(fā)明實施例2提供的白色有機電致發(fā)光器件的電流密度-電壓-亮度特性曲線圖；圖6為本發(fā)明實施例2提供的白色有機電致發(fā)光器件的電流密度-功率效率-電流效率特性曲線圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了ー種白色有機電致發(fā)光器件，包括襯底；在所述襯底上有陽極層；在所述陽極層上有空穴主導發(fā)光層，所述空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為8. 09Γ16. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥；在所述空穴主導發(fā)光層上有電子主導發(fā)光層，所述電子主導發(fā)光層由綠色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在電子型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為12. 09Γ20. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥；在所述電子主導發(fā)光層上有陰極。本發(fā)明對所述襯底沒有特殊要求，可以為玻璃或塑料，優(yōu)選為玻璃。按照本發(fā)明，所述陽極層由易于空穴注入的材料形成，優(yōu)選為導電金屬或導電金屬氧化物，包括但不限于鎳、鉬、金、銦錫氧化物(ITO)和銦鋅氧化物(ΙΖ0)，更優(yōu)選為銦錫氧化物，所述銦錫氧化物的面阻為1(Γ15歐姆；在本發(fā)明中，將襯底上的導電金屬或導電金屬氧化物腐蝕得到電極，本發(fā)明對腐蝕的電極的形狀和大小沒有特殊要求，如可以腐蝕成10毫米寬、30毫米長的條狀電極。按照本發(fā)明，所述空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，所述空穴主導發(fā)光層的厚度優(yōu)選為3 10納米，更優(yōu)選為51納米；所述藍色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為8. 09Γ16. 0%，優(yōu)選為10. 09Γ15. 0%，更優(yōu)選為12. 09Γ14. 0% ;所述藍色有機發(fā)光材料為具有式(I)結構的雙(4，6-ニ氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥(簡稱FIrpic);所述紅色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為I. 09Γ4. 0%，優(yōu)選為2. 09Γ3. 0% ；本發(fā)明對所述紅色有機發(fā)光材料沒有特殊限制，優(yōu)選為具有式(II)結構的ニ(2-苯基喹啉)-(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚ニ酮酸)合銥(簡稱PQ2Ir (dpm));所述FIrpic和PQ2Ir (dpm)均具有高的發(fā)光效率和優(yōu)越的電子傳輸能力，
權利要求
1.一種白色有機電致發(fā)光器件，包括 襯底； 在所述襯底上有陽極層； 在所述陽極層上有空穴主導發(fā)光 層，所述空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為8. 09Γ16. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- 二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥； 在所述空穴主導發(fā)光層上有電子主導發(fā)光層，所述電子主導發(fā)光層由綠色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在電子型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為12. 09Γ20. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- 二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥； 在所述電子主導發(fā)光層上有陰極。
2.根據(jù)權利要求I所述的器件，其特征在于，所述紅色有機發(fā)光材料為二(2-苯基喹啉)-(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮酸)合銥； 所述紅色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為I. 09Γ4. 0%。
3.根據(jù)權利要求I所述的器件，其特征在于，所述綠色有機發(fā)光材料為二(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)-(二( 二苯基磷酰)胺)合銥； 所述綠色有機發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為I. 09Γ4. 0%。
4.根據(jù)權利要求I所述的器件，其特征在于，所述空穴型有機主體材料為4，4’-雙(N-咔唑)-1，I，-聯(lián)苯、1，3- 二咔唑-9-基苯、9，9，-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑、1，3，5_三(9-咔唑基)苯、4，4’，4"-三(咔唑_9_基)三苯胺或1，4-雙(三苯基硅烷基)聯(lián)苯。
5.根據(jù)權利要求I所述的器件，其特征在于，所述電子型有機主體材料為9，9’-(2，6-吡啶二基二-3，I-亞苯)雙-9H-咔唑、1,4-雙(三苯基硅烷基)苯、2，2’-雙(4-(9-咔唑基)苯基)聯(lián)苯、三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷、1，3，5-三[(3-吡啶)-3-苯基]苯、1,3-雙[3，5-二(3-吡啶基)苯基]苯或9-(4-特丁基苯基)-3，6-雙(三苯基硅基)-9H-咔唑。
6.根據(jù)權利要求I所述的器件，其特征在于，所述空穴主導發(fā)光層的厚度為3 10納米; 所述電子主導發(fā)光層的厚度為3 10納米。
7.根據(jù)權利要求I所述的器件，其特征在于，所述陽極層與空穴主導發(fā)光層之間還包括空穴傳輸層； 所述空穴傳輸層由4，4’-環(huán)己基二 [N, N-二(4-甲基苯基)苯胺]形成。
8.根據(jù)權利要求I所述的器件，其特征在于，所述電子主導發(fā)光層與陰極之間還包括空穴阻擋層； 所述空穴阻擋層由三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷、1，3，5-三[(3-吡啶)-3_苯基]苯或1，3_雙[3，5-二(3-吡啶基)苯基]苯形成。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述空穴阻擋層與陰極之間還包括緩沖層；所述緩沖層由氟化鋰形成。
10.一種白色有機電致發(fā)光器件的制備方法，包括 在襯底上形成陽極層； 在所述陽極層上形成空穴主導發(fā)光層，所述空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述空穴型有機主體材料的質量百分比為8. 09Γ16. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- 二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥； 在所述空穴主導發(fā)光層上形成電子主導發(fā)光層，所述電子主導發(fā)光層由綠色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在電子型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料占所述電子型有機主體材料的質量百分比為12. 09Γ20. 0%，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4，6- 二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合銥； 在所述電子主導發(fā)光層上形成陰極，得到白色有機電致發(fā)光器件。
全文摘要
本發(fā)明提供的白色有機電致發(fā)光器件的空穴主導發(fā)光層由紅色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在空穴型有機主體材料中形成，電子主導發(fā)光層由綠色有機發(fā)光材料和藍色有機發(fā)光材料雙摻雜在電子型有機主體材料中形成，所述藍色有機發(fā)光材料為雙(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合銥；本發(fā)明通過分別優(yōu)化所述發(fā)光材料在空穴主導發(fā)光層和電子主導發(fā)光層中的摻雜濃度，使得器件在較低的工作電壓下獲得了高亮度的白色電致發(fā)光，即本發(fā)明提供的白色有機電致發(fā)光器件在降低了器件工作電壓的同時，提高了器件的發(fā)光效率、亮度和熱穩(wěn)定性。
文檔編號H01L51/50GK102969455SQ20121055286
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者周亮, 張洪杰, 鄭佑軒, 鄧瑞平, 馮婧 申請人:中國科學院長春應用化學研究所, 南京大學