具有高显色指数的有机电致发光器件的制作方法
【专利摘要】本发明开发出一种新颖的具有CRI> 90的高显色指数的有机电致发光器件，设置有基板、阳极、阴极、以及介于所述阳极与所述阴极之间的有机功能层，以上所有层都采用非掺杂技术制备。所述有机功能层设有发光层，所述发光层数目至少两层，至少一层蓝色荧光层、至少一层红色磷光层，所述两个发光层通过电子型间隔层隔开。该器件采用多色有机发光材料来制备具有太阳光特性的OLED，通过非掺杂技术能够非常有效的简化器件的工艺，降低生产成本，利于器件的商业化。
【专利说明】
具有高显色指数的有机电致发光器件
技术领域
[0001]本发明涉及有机半导体技术领域，特别涉及一种具有高显色指数的有机电致发光器件。
【背景技术】
[0002]白光OLED(OrganicLight Emitting D1de)属于平面发光器件，具备超薄、形状选择度大、适合作为大面积发光光源、无需散热、加工简单等优点，被认为是下一代理想的照明光源；同时，白光OLED还可以替代普通LED光源，作为现代主流液晶显示器的背光源，实现超薄液晶显示。白光OLED还可以结合彩色滤光膜实现彩色OLED显示。并且白光OLED还可以制备成柔性器件，更好的服务于人类生活。因此白光OLED受到越来越多学术界和工业界的关注。
[0003]显色指数(color rendering index, CRI)则是指光源对物体的显色能力，也就是颜色逼真的程度。白炽灯和太阳光的CRI被定义为100，为理想的标准光源。2002年，美国普林斯顿大学的D’Andrade等人首次报道了WOLED的CRI这一性能参数，并且通过优化器件结构得到的CRI可以高达83.( Adv.Mater.2002,14, 147.)。为了满足普通的照明需求，光源的CRI必须大于80。比如说南京邮电大学在专利(CN201410625270.1)上公布了一种暖白色OLED 器件，由主体材料DTCPFB 和0XD-7，客体材料FIrpic、Ir (bt) 2 (acac)、Ir (ppy) 2(acac)、Ir(MPCPPZ)3构成;其制备方法是通过合称上述主客体材料而综合运用的溶液加工法，采用四基色掺杂的方式制备了CRI达到80以上的0LED。
[0004]为了得到某些特殊用途，则需要光源的CRI大于90。台湾清华大学的周卓辉等人将两个白光发光单元进行组合，利用5种
发光材料获得了超高CRI为98的OLED (Org.Electron., 2011，12，
865.)。2015年，华南理工大学的刘佰全等人将为了获得超高CRI，
制备了双掺杂发光层OLED，器件CRI为92 (Org.Electron.2015，27，
29)。
[0005]虽然陆续的有了CRI>90的OLED报道，但是其数量依然屈指可数。此外，这些器件几乎都是采用掺杂技术制备，这无疑使器件的结构复杂化，制备工艺要求大大提高。并且，由于掺杂技术中对客体的浓度控制严格且精确化，所报道的具有CRI> 90的OLED的重复性将会受到大大的影响。
[0006]为了满足普通的照明需求，光源的CRI必须大于80。为了得到某些特殊用途，则需要光源的CRI大于90。目前CRI> 90的OLED器件，则几乎全部采用掺杂技术完成。
[0007]针对现有技术不足，提供一种效率高、CRI>90的非掺杂白光有机电致发光器件以克服现有技术不足甚为必要。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种具有CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件，该高显色指数的有机电致发光器件采用非掺杂技术。
[0009]本发明的上述目的通过如下技术手段实现。
[0010]一种高显色指数的有机电致发光器件，设置有基板、阳极、阴极、以及介于所述阳极与所述阴极之间的有机功能层，以上所有层都采用非掺杂技术制备。所述有机功能层设有发光层，所述发光层数目至少两层，至少一层蓝色荧光层、至少一层红色磷光层，所述两个发光层通过电子型间隔层隔开。
[0011 ]上述所有的有机功能层都采用非掺杂技术完成，能有效降低工艺复杂度，减少成本。
[0012]上述所述的蓝色荧光层的波长是指小于500nm范围内的蓝色光，该蓝光层使得器件可以获得蓝色光谱。
[0013]上述所述的红色磷光层的波长是指大于585 nm范围内的红色光，该红光层使得器件可以获得红色光谱。
[0014]上述所述的间隔层由电子型材料构成，电子型材料是指电子迀移率大于本身空穴迀移率的材料。同时，该间隔层的三线态能级需高于发光材料的三线态能级，以防激子会被淬灭。该间隔层的使用，能有效保证蓝光的出射，从而得到白光。并且，间隔层具有阻止浓度淬灭的功能，保证器件的高效率。此外，该间隔层能有效对发光层之间能量转移进行抑制，使得器件的单线态激子和三线态激子更好的分离。而且，间隔层也起到可以调节色温的作用。
[0015]上述所述的蓝色荧光层的位置相较于间隔层而言，其位于间隔层有利于电子传输的一侧。
[0016]上述所述的红色磷光层的位置相较于间隔层而言，其位于间隔层有不利于电子传输的一侧。
[0017]进一步的，上述产生蓝光的发光层中厚度优选为0.1-40nm。
[0018]进一步的，上述产生蓝光的发光层中厚度优选为0.1-10nm。
[0019]进一步的，上述产生红光的发光层中厚度优选为0.1-50 nm。
[0020]进一步的，上述产生红光的发光层中厚度优选为0.1-20 nm。
[0021]进一步的，上述间隔层的厚度为0.1至15 nm。
[0022]进一步的，上述间隔层的厚度为I至6 nm。
[0023]进一步的，上述蓝光的发光层中可以为DSA-ph、DPVB1、DPAVB1、9，10-Bis[4-(l，2，
2-triphenylvinyl )phenyl !anthracene (BTPEAn)可以为DSA-ph、DPVB1、DPAVB1、9 ,10-Bis[4-(1,2,2_triphenylvinyI)phenyl]anthracene (BTPEAn)、NPB、4P_NPD、NPD、TPD等发光材料。
[0024]进一步的，上述红光的发光层中可以为Ir(piq)3、(MDQ)2lr(acac)、等发光材料。
[0025]进一步的，上述间隔层可以为Bepp2、TPB1、TmPyPB、Bphen、BCP、TAZ、0XD-7、3TPYMB、SPP01、UGHl、UGH2、UGH3、UGH4、NBphen等具有高三线态能级的一种有机材料构成，间隔层材料的三线态能级不低于各发光层中发光材料的三线态能级。
[0026]进一步的，上述蓝光的发光层中的发光材料优选为的三线态能级高于红光发光层中的发光材料的三线态能级，这样的话，即使未被蓝光层利用的三线态激子也能通过扩散机理传输到红光层中，可以进一步的俘获激子，增加器件的效率。
[0027]进一步的，上述蓝光的发光层中的发光材料优选为的三线态能级高于2.2eVo
[0028]进一步的，上述红光的发光层中的发光材料优选为的三线态能级低于2.2eVo
[0029]进一步的，当所述磷光层除开包含红色磷光层外，还可以包含绿色磷光发光层、黄色磷光发光层中的至少一种。
[°03°]进一步的，上述绿色磷光发光层是指波长位于500-545 nm的发光材料构成、黄色磷光发光层是指波长位于545-585 nm的发光材料构成。
[0031 ]进一步的，当所述磷光层包含红色磷光层外，还包含绿色磷光发光层、黄色磷光发光层中的至少一种时，红色发光层与绿色发光层或者黄色发光层中间可以由间隔层分开，也可以无需间隔层分开。
[0032]进一步的，上述所述位于红光发光层与绿光、黄光发光层中的间隔层具有三线态能级高于红光三线态能级的要求，否则三线态激子会被淬灭。
[0033]本发明开发出一种新颖的具有CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件，设置有基板、阳极、阴极、以及介于所述阳极与所述阴极之间的有机功能层，以上所有层都采用非掺杂技术制备。所述有机功能层设有发光层，所述发光层数目至少两层，至少一层蓝色荧光层、至少一层红色磷光层，所述两个发光层通过电子型间隔层隔开。该器件采用多色有机发光材料来制备具有太阳光特性的0LED，通过非掺杂技术能够非常有效的简化器件的工艺，降低生产成本，利于器件的商业化。
【附图说明】
[0034]图1是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图；
图2是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图3是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图4是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图5是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图6是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图7是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图8是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图9是本发明一种CRI>90的高显色指数的有机电致发光器件的其中一种结构示意图； 图10为实施例1制备得到的一种CRI>90的有机电致发光器件的性能图。
【具体实施方式】
[0035]以下通过实施例对本申请做进一步阐述。
[0036]实施例1。
[0037]图1至图9示例了本发明的高显色指数的有机电致发光器件的几种代表结构形式。本实施例具体提供一器件A。
[0038]ΙΤ0:氧化铟锡；
NPB:(N，N’_二苯基-N，N’-(1-萘基联苯-4,4’-二胺)； TAPC:4，4’_环己基二[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’’-三联苯]-3，3’’-二基]二吡啶;Bepp2:双(2-(2-酚基)吡啶)铍；
LiF:氟化锂；
Al:招。
[0039]所制备器件A的结构为: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)
采用如下方法制备本发明的有机电致发光器件A:
该器件A的结构依次由以下功能层叠加:
基板、阳极、空穴注入层、空穴传输层1、空穴传输层2、蓝色荧光层、电子型间隔层、黄色磷光层、位于红、黄发光层之间的间隔层、红色磷光层、电子传输层、电子注入层、阴极。
[0040]上述基板为玻璃，阳极为ITO薄膜，空穴注入层为10nm厚的HAT-CN薄膜，空穴传输层I为15nm厚的NI3B薄膜，空穴传输层2为5 nm厚的TAPC薄膜，蓝色发光层为0.5 nm厚的DSA-ph薄膜，电子型间隔层为3.5 nm厚的Bepp2薄膜，黄色发光层为0.9 nm厚的Ir (dmppy )2(dpp)薄膜，位于红、黄发光层之间的间隔层为3.5 nm厚的Bepp2薄膜，红色发光层为0.5 nm厚的Ir(piq)3薄膜，电子传输层为35 nm厚的TmPyPB薄膜，电子注入层为I nm厚的LiF薄膜，阴极为200 nm厚的Al薄膜。
[0041 ]该有机电致发光器件A通过以下方法制备:
1、在基板上以溅射方法制备ITO薄膜作为阳极。
[0042]2、再在阳极上以真空蒸镀方法制备100 nm的HAT-CN作为空穴注入层。
[0043]3、在上述空穴注入层上以真空蒸镀方法制备15 nm厚度的NPB薄膜作为空穴传输层1
[0044]4、在上述空穴注入层I上以真空蒸镀方法制备5 nm厚度的TAPC薄膜作为空穴传输层2。
[0045]5、在上述空穴注入层2上以真空蒸镀方法制备0.5 nm厚度的DSA-ph薄膜作为蓝光层。
[0046]6、在上述红光层上以真空蒸镀方法制备3.5 nm厚度的Bepp2薄膜作为电子型间隔层。
[0047]7、在上述间隔层上以真空蒸镀方法制备0.9 nm厚度的Ir(dmppy)2(dpp)薄膜作为黄光层。
[0048]8、在上述黄光层上以真空蒸镀方法制备3.5 nm厚度的Bepp2薄膜作为红、黄发光层之间的间隔层。
[0049]9、在上述间隔层上以真空蒸镀方法制备0.5 nm厚度的Ir(piq)3薄膜作为红光层。
[0050]10、在上述蓝光层上以真空蒸镀方法制备35 nm厚度的TmPyPB薄膜作为电子传输层。
[0051]11、在上述电子传输层上以真空蒸镀方法制备Inm的LiF薄膜作为电子注入层。
[0052]12、在上述电子注入层上以真空蒸镀方法制备200 nm的Al薄膜作为阴极。
[0053]对上述制备得到的器件A的性能进行检测，该器件A的光谱特性图如图10所示。在100 cd/m2亮度下，该器件的CRI高达91.1，说明该新颖的器件结构能够非常有效的产生CRI>90的白光。
[0054]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0055]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:设置有基板、阳极、阴极、以及介于所述阳极与所述阴极之间的有机功能层，以上所有层都采用非掺杂技术制备，所述有机功能层设有发光层，所述发光层数目至少两层，至少一层蓝色荧光层、至少一层红色磷光层，所述两个发光层通过电子型间隔层隔开。2.根据权利要求1所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:蓝色荧光层的波长是指小于500 nm范围内的蓝色光，该蓝光层使得器件可以获得蓝色光谱；红色磷光层的波长是指大于585 nm范围内的红色光，该红光层使得器件可以获得红色光谱。3.根据权利要求2所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:间隔层由电子型材料构成，电子型材料是指电子迀移率大于本身空穴迀移率的材料，同时，该间隔层的三线态能级需高于发光材料的三线态能级，以防激子会被淬灭。4.根据权利要求3所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:蓝色荧光层的位置相较于间隔层而言，其位于间隔层有利于电子传输的一侧;红色磷光层的位置相较于间隔层而言，其位于间隔层有不利于电子传输的一侧。5.根据权利要求4所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:产生蓝光的发光层的厚度为0.1-40 nm;产生蓝光的发光层的厚度为0.1-10 nm;产生红光的发光层的厚度为0.1-50 nm06.根据权利要求5所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:产生红光的发光层中厚度优选为0.1-20 nm。7.根据权利要求6所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:蓝光的发光层为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发光材料；红光的发光层中为Ir(piq)3或者(MDQ)2Ir(acac)发光材料；间隔层为Bepp2、TPB1、TmPyPB、Bphen、BCP、TAZ、OXD-7、3TPYMB、SPPOl、UGHl、UGH2、UGH3、UGH4或者NBphen具有高三线态能级的一种有机材料构成，间隔层材料的三线态能级不低于各发光层中发光材料的三线态能级。8.根据权利要求7所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:蓝光的发光层中的发光材料的三线态能级高于红光发光层中的发光材料的三线态能级。9.根据权利要求8所述具有高显色指数的有机电致发光器件，其特征在于:蓝光的发光层中的发光材料为三线态能级高于2.2 eV;红光的发光层中的发光材料为三线态能级低于2.2 eVo10.根据权利要求1所述具有高显色指数的有机电致发光器件，磷光层除开包含红色磷光层外，还包含绿色磷光发光层、黄色磷光发光层中的至少一种;绿色磷光发光层是指波长位于500-545 nm的发光材料构成、黄色磷光发光层是指波长位于545-585 nm的发光材料构成。
【文档编号】H01L51/56GK105845832SQ201610118901
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】兰林锋, 董婷, 罗东向, 王坚, 彭俊彪
【申请人】华南理工大学