专利名称：一种蓝光荧光有机发光二极管及其制备方法
技术领域：
本发明属于有机半导体技术领域，具体涉及一种蓝光荧光有机发光二极管及其制备方法。
背景技术：
有机发光二极管显示被视为平板显示器产业中最为热门的新兴显示技术，目前已经得到了广泛的研究。同无机发光二极管相比，有机发光二极管具有材料选择范围宽、可实现由蓝光区到红光区的全彩色显示、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、视角宽、响应速度快、制作工艺简单、成本低，并易实现大面积和柔性显示等诸多优点，因而在过去的10多年中得到了迅速的发展。目前，有机发光二极管的研究早已不限于学术界，几乎所有国际知名的电子大公司以及化学公司都投入巨大的人力和资金进入这一研究领域，呈现研究、开发与产业化齐头并进的局面，有机发光显示技术正在飞速迈向产业化。1987年由柯达公司邓青云等人发明的有机发光二极管是一种双层三明治结构(邓青云，万斯来科，应用物理快报，51期，913页，1987年C. ff. Tang, S. A. VanSlyke, Appl.Phys. Lett. 51,pp913, (1987)，美国专利，专利号4，769，292 和 4，885，211，U. S. Pat.Nos. 4，769，292和4，885，211 )，它是由空穴传输层和电子传输/发光层组成，并夹在铟锡氧化物ITO和金属电极之间。多层器件包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层以及染料掺杂型器件后来也被设计制造出来，通过有机层厚度的优化以及制备工艺的改进，器件的电致发光性能得到了大大的改善。有机发光二极管经过20多年的发展取得了巨大进步，有机发光二极管显示器已经产业化，并已经在智能手机、电子书、手持电脑等方面得到了应用。近年来随着有机发光二极管性能的大幅提升，其作为照明光源的前景逐渐被业界看好，并也得到了广泛研究。有机发光二极管按照发光材料的性质可以分为荧光型和磷光型两类器件。蓝色磷光有机发光二极管的问题是稳定性较差，且与蓝色磷光发光材料相匹配的主体和激子阻挡材料的种类较少。相比之下，蓝色荧光有机发光二极管的稳定性较好，但目前存在效率低的问题。因此，如何提高蓝光荧光有机发光二极管的发光效率成为研究的重点。对于蓝光荧光有机发光二极管，通常的方法是用一种发蓝光的荧光染料掺杂一种主体材料形成其发光层，而其中的主体材料通常表现为单极传输特性，也就是，或者传输空穴，或者传输电子，这类器件除了效率表现不高需要进一步提高外，由于发光区内载流子分布的不均匀性造成的电荷积累也影响了器件的寿命。为了解决这个问题，在上述单掺杂的基础上，人们在发光层中又引入了载流子传输材料实现了双掺杂来调节发光区内载流子的平衡问题，部分解决了由于电荷积累造成的稳定性，但实际上使用的载流子传输材料本身很少是蓝光荧光染料的合适主体，使器件的效率提高并不明显。这里所讲的器件结构，主要是为了突出它的高效性。高效性指的是，这种器件结构能够显著降低器件的工作电压，可以改善器件效率随着电流密度增加而显著降低的问题，实现在高亮度下的高效率(相对于最大效率来讲)。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的蓝光荧光有机发光二极管所使用的载流子传输材料和蓝光荧光染料不匹配，使器件的工作电压升高、功率效率下降的问题，而提供一种蓝光荧光有机发光二极管及其制备方法。本发明提供一种蓝光突光有机发光二极管，包括衬底、第一电极、发光单兀和第二电极，所述的衬底、第一电极、发光单元和第二电极顺次连接，所述的发光单元包括发光层，所述的发光层是一种蓝光荧光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体而成的有机混合物。优选的是，所述的蓝光突光染料是反_1，2_ 二(2, 2’- 二对甲苯胺基-N-萘基-6, 6’ -)乙烯、对一双(对一氮,氮一二苯基一氨基苯乙烯)苯、花、四叔丁基花或对一双(对一氮，氮一二苯基一氨基苯乙烯)二苯中的任意一种，空穴传输型蓝光主体材料是10，10’-二(二联苯-4-基)-9，9’-双蒽，电子传输型蓝光主体材料是2 —甲基一 9，10 —二(2 —萘基)蒽。优选的是，所述的发光单元还包括空穴注入层、设置在空穴注入层上的P掺杂空穴传输层、设置在P掺杂空穴传输层上的空穴传输层、设置在发光层上的电子传输兼空穴阻挡层、设置在电子传输兼空穴阻挡层上的n掺杂电子传输层和设置在n掺杂电子传输层上的电子注入层。优选的是，所述的P掺杂空穴传输层最高占据分子轨道能级小于5. 4ev, n掺杂电子传输层的最低未占据分子轨道能级大于4. Oev, p掺杂空穴传输层最高占据分子轨道能级和n掺杂电子传输层的最低未占据分子轨道能级之差小于lev。优选的是，所述的p掺杂空穴传输层是金属氧化物掺杂空穴传输材料构成的。优选的是，所述的空穴传输材料是N，N’ -双(I-萘基)-N，N’ - 二苯基-1，I’ - 二苯基-4，4’ - 二胺或4，4’，4"-三(N-咔唑)三苯胺中的一种。优选的是，所述的n掺杂电子传输层是由一种碱金属、碱土金属、碱金属的盐或者碱土金属的盐掺杂电子传输兼空穴阻挡层的材料构成的有机无机共混物。优选的是，所述的电子传输兼空穴阻挡层是二(2-羟基苯基吡啶)合铍。本发明还提供一种蓝光荧光有机发光二极管的制备方法，包括以下步骤步骤一在衬底上形成第一电极；步骤二 在所述的第一电极上形成发光单元；步骤三在所述的发光单元上形成第二电极；所述的发光单元包括发光层，所述的发光层是一种蓝光荧光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体材料而成的有机混合物。
优选的是，所述的蓝光荧光染料占混合双极主体材料的5wt % 40wt %。有益效果本发明提供一种蓝光突光有机发光二极管，该蓝光突光有机发光二极管包括依次连接的衬底、第一电极、发光单元和第二电极，所述的发光单元包括发光层，所述的发光层是一种蓝光荧光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体材料而成的有机混合物。本发明的发光层具有双极功能，又和起发光作用的蓝光荧光染料有很好的相容性和能级匹配，保证传输平衡和高效发光；该蓝光荧光有机发光二极管在改善了发光层内电子空穴平衡和拓宽激子复合区域的同时，实现了高亮度下的高效率，尤其是功率效率得到提高。同时，本发明的制备方法简单、易实现。实验结果表明本发明的蓝光荧光有机发光二极管的起亮电压为2. 4伏，最大亮度为48000cd/m2，在3. 7伏电压的亮度为lOOOcd/m2，最高电流效率为16. 3cd/A，最大功率效率是151m/W，亮度为1000cd/m2的效率为151m/W ;同时，由于本发明的空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料都是与蓝光掺杂染料相匹配的蓝光主体材料，从而保证了蓝光掺杂染料更有效地发光。当在阳极加正偏压，阴极层加负偏压且电压超过3伏时，该有有机发光二极管便可以发出蓝光。
附图I是本发明实施例I 一种蓝光荧光有机发光二极管的结构示意图；附图2是本发明实施例I 一种蓝光荧光有机发光二极管的剖面示意图； 图中，I、衬底,2、阳极,3、空穴注入层，4、p掺杂空穴传输层,5、空穴传输层,6、发光层，7、电子传输兼空穴阻挡层，8、n掺杂电子传输层,9、电子注入层，10、阴极；附图3是本发明实施例I制备的一种蓝光突光有机发光二极管的的电压一电流密度一亮度特性曲线；附图4是本发明实施例I制备的一种蓝光突光有机发光二极管的的电流密度一功率效率一电流效率特性曲线；附图5是是本发明实施例I制备的一种蓝光突光有机发光二极管的发光光谱-电压特性曲线。
具体实施例方式本发明提供一种蓝光突光有机发光二极管，包括衬底、第一电极、发光单兀和第二电极，所述的衬底、第一电极、发光单元和第二电极顺次连接，所述的发光单元包括发光层，所述的发光层是一种蓝光荧光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体而成的有机混合物。本发明对衬底没有特殊限制，优选为玻璃或柔性聚合物衬底，所述的第一电极为阳极，优选为导电金属、导电聚合物或透明导电聚合物，更优选为氧化铟锡(IT0)，所述的第一电极功函数为4. 7eV 5. 2eV。本发明所述的发光单元包括空穴注入层、设置在空穴注入层上的p掺杂空穴传输层、设置在P掺杂空穴传输层上的空穴传输层、设置在空穴传输层上的发光层、设置在发光层上的电子传输兼空穴阻挡层、设置在电子传输兼空穴阻挡层上的n掺杂电子传输层和设置在n掺杂电子传输层上的电子注入层。本发明所述的空穴注入层优选为五氧化二钒(V205)、三氧化钥(Mo03)、三氧化钨(WO3)中的任何一种，空穴注入层的厚度优选为2nm 20nm。本发明所述的p掺杂空穴传输层最高占据分子轨道能级小于5. 4ev，和空穴传输层能形成良好能级匹配，该材料应应具有好的空穴传输特性，空穴迁移率应大于I. 0 X 10_4平方厘米每伏秒。优选的是，所述的p掺杂空穴传输层是金属氧化物掺杂空穴传输材料构成的，更优选的是，所述的金属氧化物是三氧化钥或五氧化二钒；所述的空穴传输材料是N，N’-双(I-萘基)_N，N’- 二苯基-1，I’- 二苯基-4，4’ - 二胺(简称NPB)或4，4’，4"-三(N-咔唑)三苯胺(简称TCTA)中的一种，P掺杂空穴传输层厚度优选为20nm 70nm。本发明所述的空穴传输层的材料优选为N，N’ -双(I-萘基)_N，N’ -二苯基-1，I’-二苯基-4，4’-二胺(简称NPB)或4，4’，4"-三(N-咔唑)三苯胺(简称TCTA)中的任何一种，空穴传输层的厚度优选为IOnm 25nm。本发明的发光层是一种蓝光突光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体而成的有机混合物。所述的空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料都要求必须与所选择的掺杂的蓝光染料有良好的相容性和能级匹配；
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优选的是，所述的蓝光突光染料是反_1，2_ 二(2, 2’- 二对甲苯胺基-N-萘基-6,6’ -)乙稀(BNE)、对一双(对一氣，氣一二苯基一氛基苯乙稀)苯(简称DSA — Ph)、花、四叔丁基花(简称TPBe)或对一双(对一氣，氣一二苯基一氛基苯乙稀)二苯(简称DPVBi)中的任意一种，空穴传输型蓝光主体材料是10，10’ - 二( 二联苯-4-基)-9，9’ -双蒽(简称BANE )，电子传输型蓝光主体材料是2 -甲基一 9，10 一二(2 —萘基)蒽(简称MADN)，发光层的厚度优选为IOnm 20nm。本发明所述的电子传输兼空穴阻挡层是一种具有高电子迁移率和空穴阻挡特性的有机材料，电子迁移率的数量级大于等于IO-5Cm2V-1S'空穴阻挡特性是指电子传输层的LUMO能级低于发光层的LUMO能级。优选为二(2-羟基苯基吡啶)合铍(简称Be (PP) 2)，电子传输兼空穴阻挡层的厚度优选为IOnm 15nm。本发明所述的n掺杂电子传输层的最低未占据分子轨道能级大于4. Oev,与电子传输兼空穴阻挡层、电子注入层和阴极层形成良好能级匹配，该该材料应具有好的电子传输特性，电子迁移率应大于I. OX 10_4平方厘米每伏秒。所述的p掺杂空穴传输层最高占据分子轨道能级和n掺杂电子传输层的最低未占据分子轨道能级之差小于lev。优选的是，所述的n掺杂电子传输层是由一种碱金属、碱土金属、碱金属的盐或者碱土金属的盐掺杂电子传输兼空穴阻挡层的材料构成的有机无机共混物。更优选的是，锂、碳酸锂、铯或碳酸铯；所述的电子传输兼空穴阻挡层是二(2-羟基苯基吡啶)合铍(简称Be (PP) 2), n掺杂电子传输层的厚度优选为20nm 50nm。本发明所述的电子注入层为碱金属、碱土金属、碱金属的盐或者碱土金属的盐，优选为氟化物或碳酸盐，更优选氟化锂、碳酸锂、碳酸铯、氟化铯或氟化钙，电子注入层的厚度优选为0. 5nm 2nm。本发明所述的第二电极为阴极，优选为低功率函数的金属，包括但不限于铝、镁、钙或银。阴极的厚度优选为IOOnm 300nm。本发明还提供一种蓝光荧光有机发光二极管的制备方法，步骤如下将阳极铟锡氧化物在以玻璃或柔性聚合物衬底上刻成细条状的电极，然后清洗，氮气吹干，用等离子体处理I 5min,并在真空烘箱内在120°C烘烤30min 60min,然后将其转移到真空镀膜系统中，待真空度达到I至5 X 10_4帕时，依次蒸镀空穴注入层、p掺杂空穴传输层、空穴传输、发光层、电子传输/空穴阻挡层、n掺杂电子传输层、电子注入层和阴极层，其中两个电极相互交叉部分形成蓝光荧光有机发光二极管的发光区，发光区面积为16平方毫米,空穴注入层的厚度优选为2nm 20nm,p掺杂空穴传输层厚度优选为20nm 70nm,空穴传输层的厚度优选为IOnm 25nm,发光层的厚度优选为IOnm 20nm,电子传输/空穴阻挡层的厚度优选为IOnm 15nm,n掺杂电子传输层的厚度优选为20nm 50nm,电子注入层的厚度优选为0. 5nm 2nm,阴极的厚度优选为IOOnm 300nm。所述的p掺杂空穴传输层中金属氧化物的掺杂浓度按照质量分数控制在15% 60%, n掺杂电子传输层中碱金属、碱土金属、碱金属的盐或者碱土金属的盐的掺杂浓度按照质量分数控制在2% 5%。所述的空穴注入层中金属氧化物和p掺杂空穴传输层中金属氧化物的蒸发速率控制在0. lnm/s 0. 3nm/s, p掺杂空穴传输层、空穴传输层、发光层、电子传输兼空穴阻挡层和n掺杂电子传输层中的有机材料的蒸发速率控制在0. lnm/s 0. 2nm/s,发光层中掺杂染料的蒸发速率控制在0. 00lnm/s 0. 01nm/s, n掺杂电子传输层中的碱金属、碱土金属、碱金属的盐或者碱土金属的盐的蒸镀速率控制在0. 005nm/s,电子注入层中的碱金属、碱土金属、碱金属的碳酸盐或者碱土金属的碳酸盐的蒸发速率控制在0. 005nm/s,阴极的蒸发速 率控制在lnm/s。所述的发光层掺杂时，混合双极主体材料掺杂的蓝光突光染料和两个主体材料在不同的蒸发源中同时蒸镀，蓝光荧光染料占混合双极主体材料的5wt% 40wt%。空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料重量比优选为1:1。实施例I结合图I和图2说明本实施例，先将ITO玻璃I上的ITO光刻成4毫米宽、30毫米长的电极，然后将所述电极清洗，氮气吹干后用氧等离子体处理2min，并在真空烘箱内在120°C烘烤30min，然后将其转移到真空镀膜系统中，待真空度达到I至5X10_4帕时，依次在ITO电极2上蒸镀MtjO3空穴注入层3、M0O3掺杂NPB的空穴传输层4、NPB的空穴传输层5、BNE掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层6、Be (PP) 2的电子传输/空穴阻挡层7、碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子传输层8、碳酸锂电子注入层9和金属Al阴极10，其中两个电极相互交叉部分形成器件的发光区，发光区面积为16平方毫米，M0O3空穴注入层3、M0O3掺杂NPB的空穴传输层4、NPB的空穴传输层5、BNE掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层6、Be (PP) 2的电子传输/空穴阻挡层7、碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子传输层8、碳酸锂电子注入层9和金属Al阴极10的厚度分别为8nm、50nm、25nm、20nm、15nm、35nm、lnm、IOOnm ；p掺杂空穴传输层中金属氧化物的掺杂浓度按照质量分数控制在20%，n掺杂电子传输层中无机金属或者金属盐的掺杂浓度按照质量分数控制在2. 5%。所述的空穴注入层中MqO3和MqO3掺杂NPB的空穴传输层中MqO3的蒸发速率控制在0. lnm/s, M0O3掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、BNE掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子传输层中的有机材料的蒸发速率控制在0. lnm/s, BNE的蒸发速率控制在0. 005纳米每秒，碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子传输层中的碳酸锂蒸镀速率控制在0. 005nm/s，碳酸锂电子注入层中的碳酸锂蒸发速率控制在0. 005nm/s,阴极Al的蒸发速率控制在lnm/s。发光层掺杂时，混合双极主体材料掺杂的蓝光荧光染料和两个主体材料在不同的蒸发源中同时蒸镀，掺杂的蓝光荧光染料BNE、MADN和BANE的重量比为20%:40%:40%。从而制备成结构为 IT0/M003/NPB M003/NPB/BANE:MADN: BNE/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Li2C03/Li2C03/Al的蓝光突光有机发光二极管。附图3为本发明实施例I制备的蓝光荧光有机发光二极管的电压一电流密度一亮度特性曲线，从图中可以看出，蓝光荧光有机发光二极管的起亮电压为2. 4伏，蓝光荧光有机发光二极管的最大亮度为48000cd/m2，在3. 7伏电压的亮度为lOOOcd/m2。附图4为本发明实施例I制备的蓝光荧光有机发光二极管的电流密度一功率效率一电流效率特性曲线，从图中可以看出，蓝光荧光有机 发光二极管的最高电流效率为16. 3cd/A，最大功率效率是151m/W，亮度为lOOOcd/m2的效率为151m/W。附图5为本发明实施例I制备的蓝光荧光有机发光二极管的电致发光光谱一驱动电压特性曲线，该二极管在7伏驱动电压下的发光光谱，蓝光突光有机发光二极管的色坐标为(0. 18, 0. 40),为很好的蓝光发射。实施例2先将ITO玻璃上的ITO光刻成4晕米宽、30晕米长的电极,然后将所述电极清洗，氮气吹干后用氧等离子体处理2min，并在真空烘箱内在120°C烘烤30min，然后将其转移到真空镀膜系统中，待真空度达到I至5X 10_4帕时，依次在ITO电极上蒸镀V2O5空穴注入层、V2O5掺杂TCTA的空穴传输层、TCTA的空穴传输层、芘掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be(PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸锂掺杂Be(PP)2的电子传输层、碳酸锂电子注入层和金属Al阴极，其中两个电极相互交叉部分形成器件的发光区，发光区面积为16平方毫米，V2O5空穴注入层、V2O5掺杂TCTA的空穴传输层、TCTA的空穴传输层、芘掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸锂掺杂Be (PP)2的电子传输层、碳酸锂电子注入层和金属Al阴极的厚度分别为2nm、20nm、10nm、10nm、10nm、20nm、0. 5nm> IOOnm ;p掺杂空穴传输层中金属氧化物的掺杂浓度按照质量分数控制在15%，n掺杂电子传输层中无机金属或者金属盐的掺杂浓度按照质量分数控制在2%。所述的空穴注入层中V2O5和V2O5掺杂TCTA的空穴传输层中V2O5的蒸发速率控制在0. 3nm/s，V2O5掺杂TCTA的空穴传输层、TCTA的空穴传输层、芘掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP) 2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子传输层中的有机材料的蒸发速率控制在0. 2nm/s，芘的蒸发速率控制在0. 0lnm/s,碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子注入传输层中碳酸锂蒸镀速率控制在0. 005nm/s,碳酸锂电子注入层的蒸发速率控制在0. 005nm/s, Al的蒸发速率控制在lnm/s,发光层掺杂时，混合双极主体材料掺杂的蓝光荧光染料和两个主体材料在不同的蒸发源中同时蒸镀，掺杂的蓝光荧光染料芘、MADN和BANE的重量比为20% 40% :40%。从而制备成结构为IT0/V205/TCTA V205/TCTA/BANE:MADN:芘 /Be(PP)2/Be(PP)2:Li2C03/Li2C03/Al 的蓝光荧光有机发光二极管。将本实施例制备的蓝光突光有机发光二极管进行检测，蓝光突光有机发光二极管的起亮电压为2. 4伏，蓝光荧光有机发光二极管的最大亮度为48000cd/m2，在3. 8伏电压的亮度为lOOOcd/m2。蓝光荧光有机发光二极管的最高电流效率为16.0cd/A，最大功率效率是14. 51m/W，亮度为lOOOcd/m2的效率为141m/W。蓝光荧光有机发光二极管的色坐标为(0. 18，0. 40)，为很好的蓝光发射。实施例3
先将ITO玻璃上的ITO光刻成4晕米宽、30晕米长的电极,然后将所述电极清洗，氮气吹干后用氧等离子体处理2min，并在真空烘箱内在120°C烘烤30min，然后将其转移到真空镀膜系统中，待真空度达到I至5X 10_4帕时，依次在ITO电极上蒸镀WO3空穴注入层、WO3掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、TPBe掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP) 2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸铯掺杂Be (PP) 2的电子传输层、碳酸铯电子注入层和金属Al阴极，其中两个电极相互交叉部分形成器件的发光区，发光区面积为16平方毫米，WO3空穴注入层、WO3掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、TPBe掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸铯掺杂Be (PP)2的电子传输层、碳酸铯电子注入层和金属Al阴极的厚度分别为20nm、70nm、25nm、20nm、15nm、50nm、2nm、300nm ；p掺杂空穴传输层中金属氧化物的掺杂浓度按照质量分数控制在25%，n掺杂电子传输层中无机金属或者金属盐的掺杂浓度按照质量分数控制在3%。所述的空穴注入层中WO3和WO3掺杂NPB的空穴传输层中WO3的蒸发速率控制在0. lnm/s, WO3掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、TPBe掺杂在由MADN和BANE共同 构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸铯掺杂Be (PP) 2的电子传输层中的有机材料的蒸发速率控制在0. lnm/s, TPBe的蒸发速率控制在0. 0lnm/s，碳酸铯掺杂Be (PP) 2的电子注入传输层中碳酸铯蒸镀速率控制在0. 005纳米每秒，碳酸铯电子注入层的蒸发速率控制在0. 005纳米每秒，Al的蒸发速率控制在I纳米每秒，发光层掺杂时，，混合双极主体材料掺杂的蓝光突光染料和两个主体材料在不同的蒸发源中同时蒸镀，掺杂的蓝光荧光染料TPBe、MADN和BANE的重量比为20% 40% :40%。从而制备成结构为 IT0/W03/NPB W03/NPB/BANE:MADN: TPBe/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Cs2C03/Cs2C03/Al的蓝光突光有机发光二极管。将本实施例制备的蓝光突光有机发光二极管进行检测，蓝光突光有机发光二极管的起亮电压为2. 4伏，蓝光荧光有机发光二极管的最大亮度为48000cd/m2，在3. 7伏电压的亮度为lOOOcd/m2。蓝光荧光有机发光二极管的最高电流效率为17. 3cd/A，最大功率效率是15. 21m/W，亮度为lOOOcd/m2的效率为151m/W。蓝光荧光有机发光二极管的色坐标为(0. 18，0. 40)，为很好的蓝光发射。实施例4先将ITO玻璃上的ITO光刻成4晕米宽、30晕米长的电极,然后将所述电极清洗，氮气吹干后用氧等离子体处理2min，并在真空烘箱内在120°C烘烤30min，然后将其转移到真空镀膜系统中，待真空度达到I至5X 10_4帕时，依次在ITO电极上蒸镀V2O5空穴注入层、V2O5掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、DPVBi掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP) 2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸铯掺杂Be (PP) 2的电子传输层、碳酸铯电子注入层和金属Al阴极，其中两个电极相互交叉部分形成器件的发光区，发光区面积为16平方毫米，V2O5空穴注入层、V2O5掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、DPVBi掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸铯掺杂Be (PP)2的电子传输层、碳酸铯电子注入层和金属Al阴极的厚度分别为8nm、50nm、25nm、20nm、15nm、35nm、lnm、IOOnm ；p掺杂空穴传输层中金属氧化物的掺杂浓度按照质量分数控制在60%，n掺杂电子传输层中无机金属或者金属盐的掺杂浓度按照质量分数控制在5%。所述的空穴注入层中V2O5和V2O5掺杂NPB的空穴传输层中V2O5的蒸发速率控制在
0.lnm/s, V2O5掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、DPVBi掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸铯掺杂Be (PP) 2的电子传输层中的有机材料的蒸发速率控制在0. lnm/s, DPVBi的蒸发速率控制在0. Olnm/s，碳酸铯掺杂Be (PP) 2的电子注入传输层中碳酸铯蒸镀速率控制在0. 005纳米每秒，碳酸铯电子注入层的蒸发速率控制在0. 005纳米每秒，Al的蒸发速率控制在I纳米每秒，发光层掺杂时，混合双极主体材料掺杂的蓝光突光染料和两个主体材料在不同的蒸发源中同时蒸镀，掺杂的蓝光荧光染料DPVBi、MADN和BANE的重量 比为20% 40% 40%o从而制备成结构为 IT0/V205/NPB V205/NPB/BANE: MADN: DPVBi/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Cs2CO3/Cs2C03/A1的蓝光突光有机发光二极管。将本实施例制备的蓝光突光有机发光二极管进行检测，蓝光突光有机发光二极管的起亮电压为2. 4伏，蓝光荧光有机发光二极管的最大亮度为48000cd/m2，在3. 5伏电压的亮度为lOOOcd/m2。蓝光荧光有机发光二极管的最高电流效率为16.8cd/A，最大功率效率是15. 51m/W，亮度为lOOOcd/m2的效率为151m/W。蓝光荧光有机发光二极管的色坐标为(0. 18，0. 40)，为很好的蓝光发射。实施例5先将ITO玻璃上的ITO光刻成4晕米宽、30晕米长的电极,然后将所述电极清洗，氮气吹干后用氧等离子体处理2min，并在真空烘箱内在120°C烘烤30min，然后将其转移到真空镀膜系统中，待真空度达到I至5X 10_4帕时，依次在ITO电极上蒸镀MqO3空穴注入层、MtjO3掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、DSA — Ph掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP) 2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸锂掺杂Be(PP)2的电子传输层、碳酸锂电子注入层和金属Al阴极，其中两个电极相互交叉部分形成器件的发光区，发光区面积为16平方毫米，MtA空穴注入层、McjO3掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、DSA - Ph掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP) 2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸锂掺杂Be (PP)2的电子传输层、碳酸锂电子注入层和金属Al阴极的厚度分别为8nm、50nm、25nm、20nm、15nm、35nm、lnm、IOOnm ；P掺杂空穴传输层中金属氧化物的掺杂浓度按照质量分数控制在20%，n掺杂电子传输层中无机金属或者金属盐的掺杂浓度按照质量分数控制在2. 5%。所述的空穴注入层中M0O3和M0O3掺杂NPB的空穴传输层中MtjO3的蒸发速率控制在0. lnm/s, M0O3掺杂NPB的空穴传输层、NPB的空穴传输层、DSA - Ph掺杂在由MADN和BANE共同构成的有机混合主体材料中组成的发光层、Be (PP)2的电子传输兼空穴阻挡层、碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子传输层中的有机材料的蒸发速率控制在0. lnm/s, DSA 一 Ph的蒸发速率控制在0. 01纳米每秒，碳酸锂掺杂Be (PP) 2的电子注入传输层中碳酸锂蒸镀速率控制在0. 005纳米每秒，碳酸锂电子注入层的蒸发速率控制在0. 005纳米每秒，Al的蒸发速率控制在I纳米每秒，发光层掺杂时，混合双极主体材料掺杂的蓝光荧光染料和两个主体材料在不同的蒸发源中同时蒸镀，掺杂的蓝光荧光染料DSA - Ph、MADN和BANE的重量比为0. 8% 40% :40%。从而制备成结构为 IT0/Mq03/NPB M003/NPB/BANE: MADN: DSA — Ph/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Li2C03/Li2C03/Al 的蓝光突光有机发光二极管。
将本实施例制备的蓝光突光有机发光二极管进行检测，蓝光突光有机发光二极管的起亮电压为2. 4伏，蓝光荧光有机发 光二极管的最大亮度为48000cd/m2，在3. 9伏电压的亮度为lOOOcd/m2。蓝光荧光有机发光二极管的最高电流效率为15. 5cd/A，最大功率效率是141m/W，亮度为lOOOcd/m2的效率为13. 51m/W。蓝光荧光有机发光二极管的色坐标为(0. 17,0. 36)，为很好的蓝光发射。
权利要求
1.一种蓝光突光有机发光二极管，包括衬底、第一电极、发光单兀和第二电极，所述的衬底、第一电极、发光单元和第二电极顺次连接，其特征在于，所述的发光单元包括发光层，所述的发光层是一种蓝光荧光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体而成的有机混合物。
2.根据权利要求I所述的一种蓝光突光有机发光二极管，其特征在于，所述的蓝光突光染料是反_1，2-二(2, 2’- 二对甲苯胺基-N-萘基-6,6’-)乙烯、对一双(对一氮,氮一二苯基一氨基苯乙烯)苯、花、四叔丁基花或对一双(对一氮或氮一二苯基一氨基苯乙烯)二苯中的任意一种，空穴传输型蓝光主体材料是10，10’ - 二( 二联苯-4-基)-9，9’ -双蒽，电子传输型蓝光主体材料是2 -甲基一 9，10 —二(2 —萘基)蒽。
3.根据权利要求I所述的一种蓝光突光有机发光二极管，其特征在于，所述的发光单元还包括空穴注入层、设置在空穴注入层上的P掺杂空穴传输层、设置在P掺杂空穴传输层上的空穴传输层、设置在发光层上的电子传输兼空穴阻挡层、设置在电子传输兼空穴阻挡层上的n掺杂电子传输层和设置在n掺杂电子传输层上的电子注入层。
4.根据权利要求3所述的一种蓝光突光有机发光二极管,其特征在于,所述的p掺杂空穴传输层最高占据分子轨道能级小于5. 4ev, n掺杂电子传输层的最低未占据分子轨道能级大于4. Oev, p掺杂空穴传输层最高占据分子轨道能级和n掺杂电子传输层的最低未占据分子轨道能级之差小于lev。
5.根据权利要求3或4所述的一种蓝光突光有机发光二极管,其特征在于,所述的p掺杂空穴传输层是金属氧化物掺杂空穴传输材料构成的。
6.根据权利要求5所述的一种蓝光突光有机发光二极管,其特征在于,所述的空穴传输材料是N，N’ -双(I-萘基)-N，N’ - 二苯基-1，I’ - 二苯基-4，4’ - 二胺或4，4’，4"-三(N-咔唑)三苯胺中的一种。
7.根据权利要求3或4所述的一种蓝光突光有机发光二极管,其特征在于,所述的n掺杂电子传输层是由一种碱金属、碱土金属、碱金属的盐或者碱土金属的盐掺杂电子传输兼空穴阻挡层的材料构成的有机无机共混物。
8.根据权利要求7所述的一种蓝光突光有机发光二极管,其特征在于,所述的电子传输兼空穴阻挡层是二(2-羟基苯基吡啶)合铍。
9.一种蓝光荧光有机发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一在衬底上形成第一电极； 步骤二 在所述的第一电极上形成发光单元； 步骤三在所述的发光单元上形成第二电极； 所述的发光单元包括发光层，所述的发光层是一种蓝光荧光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体材料而成的有机混合物。
10.根据权利要求9所述的一种蓝光突光有机发光二极管的制备方法,其特征在于,所述的蓝光荧光染料占混合双极主体材料的5wt% 40wt%。
全文摘要
本发明提供一种蓝光荧光有机发光二极管及其制备方法，属于有机半导体技术领域。解决现有的蓝光荧光有机发光二极管所使用的载流子传输材料和蓝光荧光染料不匹配，使器件的工作电压升高、功率效率下降的问题。该二极管包括衬底、第一电极、发光单元和第二电极，所述的衬底、第一电极、发光单元和第二电极顺次连接，所述的发光单元包括发光层，所述的发光层是一种蓝光荧光染料掺杂由空穴传输型蓝光主体材料和电子传输型蓝光主体材料组成的混合双极主体而成的有机混合物。本发明的蓝光荧光有机发光二极管的起亮电压为2.4伏，在3.7伏电压的亮度为1000cd/m2，最高电流效率为16.3cd/A，最大功率效率是15lm/W。
文档编号H01L51/56GK102738414SQ201210219498
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者代岩峰, 刘一鹏, 张智强, 王艳平, 陈江山, 马东阁 申请人:中国科学院长春应用化学研究所