专利名称：一种顶发射白光有机电致发光器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种顶发射白光有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术：
有机电致发光器件(Organic Light Emitting Device, 0LED)具有成本低、全固态、主动发光、亮度高、视角宽、厚度薄、低电压直流驱动、功耗低、工作温度范围宽、可实现软屏照明等特点，广泛应用于平板显示器、背光模组以及照明等领域，被称为新一代节能环保照明技术。顶发射有机电致发光器件区别于传统的底发射器件，其拥有高反射阳极及半透明阴极，从而在两个电极之间形成光学微腔，光从顶电极发出。微腔效应主要是指不同能态的光子密度被重新分配，使得只有特定波长的光在符合共振腔模式后，得以在特定的角度射出，因此光波的半高宽(FWHM)也会变窄，在不同角度的强度和光波波长也会不同。由于微腔效应，顶发射白光器件比较难以获得。现阶段制备顶发射白光器件的主要方法还是利用双发光层或者三基色发光层，但是这些制得的白光器件存在一定的问题，比如:光谱窄，色度随着电压上升容易漂移以及视觉角度特性不好。为了解决这些问题，利用单发光层，通过调节空穴传输层厚度来调节适当的微腔效应来获得光谱较宽的白光光谱是一种有效的方法。此外，用这种方法来制备顶发射白光器件工艺简单，节省材料，便于大规模生产，有低成本的优势。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种顶发射白光有机电致发光器件及其制备方法，是一种通过调节空穴传输层厚度，利用微腔效应获得色稳定、宽光谱、视角特性好的基于单发光层的顶发射白光有机致电发光器件及其制备方法。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种顶发射白光有机电致发光器件，包括基板、反射阳极、空穴注入层、空穴传输层、单发光层、电子传输层、电子注入层、半透明金属阴极，所述单发光层由主体材料和蓝色客体材料组成。上述单发光层的主体材料为: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。上述单发光层的蓝色客体材料为: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 FIrpic0一种顶发射白光有机电致发光器件的制备方法，采用真空热蒸发法，具体步骤为:a)选取符合要求尺寸的玻璃基板，用去污粉清洗后分别用酒精和去离子水超声，超声后烘干；
b)采用真空蒸镀法，在上述玻璃基板上上蒸发制备金属反射阳极，厚度为60nm；
c)在金属反射阳极上蒸发制备空穴注入层，厚度为3nm；
d)采用真空蒸镀的方法，在上述空穴注入层上制备空穴传输层，厚度为51nm;
e)在空穴传输层的上方，采用双源共蒸的方法，制备单发光层，厚度为30nm，在制备过程中，用晶振片来控制两种材料的蒸发速率和浓度掺杂比；
f)采用真空蒸镀的方法，在上述单发光层上依次制备电子传输层和电子注入层，厚度分别为40nm和0.5nm ；
g)采用真空蒸镀的方法，在上述电子注入层上制备半透明金属阴极；得到顶发射白光有机电致发光器件。光学微腔的共振波长λ由方程(4 31/λ) ΣηΑ+Ι {\) + φ2 (λ)=η.23 决定，其中nm和dm是两个电极间第m层的折射率，Φ, ( λ )和0 2 (λ)分别是有机层/阳极和有机层/阴极之间的反射相移，η是模数。由方程可以看出，调节有机层厚度能调节共振波长。选择通过调节空穴传输层厚度来调节微腔腔长是由于在一定范围内改变空穴传输层厚度不会影响载流子的传输。设置共振波长在600 nm处，通过理论计算，则计算得出总的有机层厚度为136 nm，在其他有机层厚度一定的情况下，设置空穴传输层的厚度以达到有机层厚度为136 nm，从而得到特定的共振波长。与现有技术相比，本发明具有如下的突出的实质性特点和显著地进步:
本发明的顶发射白光有机电致发光器件，提出了一种制得顶发射白光有机电致发光器件的简单有效的方法，具 体 主要通过调节空穴传输层的厚度来控制微腔腔长以获得特定共振波长。在此基础上，控制激子复合区位置来调节微腔效应，进而得到宽光谱、色稳定及角度特性好的顶发射白光有机电致发光器件。这解决了一般顶发射白光器件的一系列问题。
图1为顶发射白光有机电致发光器件结构图。图2为基于单发光层的白光顶发射光谱图。图3为基于单发光层的白光顶发射器件随电压变化的色度特性。图4为基于单发光层的白光顶发射器件的角度特性。
具体实施例方式下面结合附图对实例进一步说明。如图1所示，本实例中采用蓝色荧光材料DSA-Ph为单发光层顶发射白光有机电致发光器件，其包括基板1、反射阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、单发光层5、电子传输层
6、电子注入层7、半透明金属阴极8，其中单发光层采用材料为蓝光主体材料TBADN中掺杂
3.0wt% 蓝光材料 DSA-Ph。具体本器件结构的顶发射白光有机电致发光发光器件制备方法的详细步骤和工艺如下:
a)选取符合要求尺寸的玻璃基板1，其有效面积为5_X5mm,选取合适的玻璃基板后，用去污粉进行清洗，然后依次用无水乙醇及去离子水超声10分钟，将洗好的玻璃片放在高压钠灯下烘烤至干；
b)采用真空蒸镀法，在上述玻璃基板上I上蒸发制备金属反射阳极2，厚度为60nm ；
c)在金属反射阳极上蒸发制备空穴注入层3，厚度为3nm；
d)采用真空蒸镀的方法，在上述空穴注入层上3制备空穴传输层4，厚度为51nm；
e)在空穴传输层的上方，采用双源共蒸的方法，制备单发光层5，厚度为30nm，在制备过程中，用晶振片来控制两种材料的蒸发速率和浓度掺杂比；
f)采用真空蒸镀的方法，在上述单发光层5上依次制备电子传输层6和电子注入层
7,厚度分别为40 nm和0.5 nm ；
g)采用真空蒸镀的方法，在上述电子注入层7上制备半透明金属阴极8;得到顶发射白光有机电致发光器件。本实例采用 Al/Mo03/NPB/TBADN:3.0wt%DSA-Ph/Bphen/LiF/Al/Ag 结构。图 2 为器件光谱图，从图中可以看出，该器件具有较宽的光谱，并且有四个发光峰，其中前两个为DSA-Ph的两个本征峰，在约600 nm处的峰为共振峰，第三个为本征发射与共振发射的叠加峰。图3为器件色度随着电压变化图，从图可以看出该器件具有色度稳定性。图4为器件的角度特性，该器件的角度特性非常接近Lambertian光源的角度特性，这主要是由于较弱的微腔作用。同时该白色有机电致发光器件也具有低成本、高效等诸多优点。
权利要求
1.一种顶发射白光有机电致发光器件，其特征在于，包括基板(I)、反射阳极(2)、空穴注入层(3)、空穴传输层(4)、单发光层(5)、电子传输层(6)、电子注入层(7)、半透明金属阴极(8)，所述单发光层(5)由主体材料和蓝色客体材料组成。
2.根据权利要求1所述的顶发射白光有机电致发光器件，其特征在于，所述单发光层(5)的主体材料为: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.根据权利要求1所述的顶发射白光有机电致发光器件，其特征在于，所述单发光层(5)的蓝色客体材料为: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
4.一种顶发射白光有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，采用真空热蒸发法，具体步骤为: a)选取符合要求尺寸的玻璃基板(1)，用去污粉清洗后分别用酒精和去离子水超声，超声后烘干； b)采用真空蒸镀法，在上述玻璃基板上(I)上蒸发制备金属反射阳极(2)，厚度为60nm ； c)在金属反射阳极上蒸发制备空穴注入层(3)，厚度为3nm; d)采用真空蒸镀的方法，在上述空穴注入层上(3)制备空穴传输层(4)，厚度为51nm; e)在空穴传输层的上方，采用双源共蒸的方法，制备单发光层(5)，厚度为30nm，在制备过程中，用晶振片来控制两种材料的蒸发速率和浓度掺杂比； f)采用真空蒸镀的方法，在上述单发光层(5)上依次制备电子传输层(6)和电子注入层⑴，厚度分别为40nm和0.5nm ； g)采用真空蒸镀的方法，在上述电子注入层(7)上制备半透明金属阴极(8);得到顶发射白光有机电致发光器件。
全文摘要
本发明涉及一种顶发射白光有机电致发光器件及其制备方法，包括基板、反射阳极、空穴注入层、空穴传输层、单发光层、电子传输层、电子注入层、半透明金属阴极，所述单发光层由主体材料和蓝色客体材料组成。本发明通过适当调节空穴传输层的厚度来获得特定的共振波长以及适当的微腔效应，得到宽光谱、色稳定、角度特性好的顶发射白光器件。本发明的特点在于器件结构简单，成本低廉，同时解决了一般顶发射白光器件存在的窄光谱、色漂移、角度特性差等普遍问题。
文档编号H01L51/50GK103165820SQ20131008886
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者朱文清, 李佳珩, 孙文兵, 吴晓亮, 魏娜 申请人:上海大学