模拟太阳光的有机电致发光器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电致发光器件技术领域，特别是涉及一种模拟太阳光的有机电致发光 器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]白光0LED(0rganicLightEmittingDiode)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0LED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0LED还可以结合彩色滤光膜实现彩色0LED显示。并且白光0LED还可 以制备成柔性器件，更好的服务于人类生活。因此白光0LED受到越来越多学术界和工业界 的关注。
[0003]另外，为了便于区别不同的白光，采用相对色温（CorrelatedColor Temperature，CCT)来表示光色相对白的程度。CCT是相对于黑体而言，指一个光源与某温度 下的黑体具有相同颜色时，此黑体的绝对温度则为该光源的色温。其中，太阳光的CCT在 2500K-8000K范围内变化，例如：日出时的色温为3250K左右，日落时的色温为2500K左右，中 午时的色温为5500K左右，而在高炜度地区中午时的色温为8000K左右。
[0004]在人类的进化史当中，为了更好的生存，人类创造了很多光源，比如说火把、蜡烛、 白炽灯、钠灯、汞灯、荧光灯、LED等。但是，这些人造光源只能满足人类的基本需求，因为受 其相对狭窄的CCT变化范围所限制，这些人造光源并不具备太阳光的CCT特性。比如，白炽灯 的CCT在2700K左右，冷荧光灯的CCT在4000~5000K左右变化。
[0005]从人类的健康、幸福指数以及生育的角度出发，光源所发出的光色需要很好的满 足太阳光CCT。但是，太阳的CCT是随时间变化的，在2500~8000K范围内变化，所以如何使光 源能够展示出与太阳光类似的，在较大范围内可变的CCT特性非常重要。
[0006] 以上难题在2009年得到解决，研究者发现，0LED可以具备太阳光CCT特性。2009年， 首个具有太阳光CCT特性的0LED器件由台湾清华大学的周卓辉教授等人制备，器件的CCT可 以在2300~8200K变化(Appl.Phys·Lett· 2009，95,013307)。2015年，华南理工大学的刘佰 全等人通过引入具有聚集诱导发光特性的蓝色荧光材料，制备出具有太阳光CCT特性的 0LED，该0LED器件的CCT可以在2328~10690K变化(Adv·Funct·Mater· 2015，D01:10 · 1002/ adfm.201503368)〇
[0007]虽然，陆续的有了具有太阳光CCT特性的0LED报道，但是其数量依然屈指可数。此 外，这些器件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，所报道的具有太阳光CCT特性 的0LED的重复性将会受到大大的影响。
[0008]因此，提供一种结构简单、工艺简单，且具有太阳光色温的白光有机电致发光器件 显得尤为重要。
【发明内容】
[0009]基于此，有必要针对上述问题，提供一种模拟太阳光的有机电致发光器件，该有机 电致发光器件具有太阳光的CCT特性，并可通过非掺杂技术制备得到，具有结构简单、制备 工艺要求低的优点。
[0010] -种模拟太阳光的有机电致发光器件，包括基板、阳极、阴极和介于所述阳极与所 述阴极之间的有机功能层;所述有机功能层包括蓝色荧光层、磷光层和间隔层，所述间隔层 将蓝色荧光层与磷光层隔开;所述蓝色荧光层由发光波长小于500nm的非掺杂发光材料制 成，所述磷光层包括红色磷光层，所述红色磷光层由发光波长大于585nm的非掺杂发光材料 制成，所述间隔层由空穴迀移率大于电子迀移率的空穴型有机半导体材料中的至少一种构 成。
[0011] 上述有机电致发光器件，采用非掺杂技术制备有机功能层，其中，蓝色荧光层的发 光波长小于500nm，使得器件可以获得较高色温，红色磷光层发光波长大于585nm，使得器件 可以获得较低色温;并且利用空穴型有机半导体材料作为间隔层将蓝色荧光层和红色磷光 层隔开，使蓝色荧光层和红色磷光层均能按照预定设计发光。
[0012] 并且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 少有机电致发光器件的成本。
[0013]在其中一个实施例中，所述间隔层材料的三线态能级大于所述蓝色荧光层材料和 所述磷光层材料的三线态能级。
[0014] 使间隔层材料的三线态能级大于所述蓝色荧光层材料和所述磷光层材料的三线 态能级，能够防止激子淬灭。因此，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，该间隔层还能有效对 发光层之间能量转移进行抑制，使得该器件的单线态激子和三线态激子更好的分离。而且， 间隔层还可通过控制厚度等方式，起到可以调节色温的作用。
[0015]在其中一个实施例中，所述阳极与所述有机功能层之间还依次设有层叠的空穴注 入层和空穴传输层，所述阴极与所述有机功能层之间还依次设有层叠的电子注入层和电子 传输层;所述蓝色荧光层位于间隔层靠近电子传输层一侧，所述磷光层位于间隔层靠近空 穴传输层一侧。为了改善蓝色荧光层的效果，保证蓝光的发生，将蓝色荧光层设于间隔层靠 近电子传输层一侧，即使激子的复合区域在靠近空穴型间隔层偏蓝色荧光层一侧，具有较 好的产生蓝光效果。
[0016]在其中一个实施例中，所述蓝色荧光层发光材料的三线态能级高于所述磷光层发 光材料的三线态能级。通过上述设置，即使未被蓝色荧光层利用的三线态激子也能通过扩 散机理传输到磷光层中，可以进一步的俘获激子，增加器件的效率。优选的，所述蓝色荧光 层发光材料的三线态能级高于2.2eV，所述磷光层发光材料的三线态能级低于2.2eV。采用 上述设计，能够进一步提高器件的效率。
[0017]在其中一个实施例中，所述蓝色荧光层的发光材料选自：4，4 二（2，2-二苯乙烯 基)_1，1'_联苯（即DPVBi)、4,4'_双[4-(二对甲苯基氨基）苯乙烯基]联苯（S卩DPAVBi)、N， Ν'-二苯基-N，N'-(1-萘基)-1，Γ-联苯-4,4'-二胺（即NPB)、N，N'_二苯基-N，N'_二(3-甲基 苯基)_1，Γ-联苯-4，4'-二胺（S卩ITD)、式I化合物、式II化合物、式III化合物、和式IV化合 物中的至少一种；
[0020]上述式I化合物为Ν,Ν'-di-l-naphthalenyl-Ν,Ν'-diphenyl_[l，]/ :4/，1" :4"，I'" -quaterphenyl]-4,4'" -diamine(即4P-NPD);式II化合物为neodymiumpyrocatechin 虹8111；1^〇仙七6(即即0);式111化合物为1-4-0；[-[4-(1^，1^-(1丨。1161171)&111；[110]8七5^71^361126116 (即DSA-ph);式IV化合物为9，l〇-Bis[4_( 1，2，2-triphenylvinyl)phenyl]anthracene(即 BTPEAn)〇
[0021] 所述红色磷光层的发光材料选自：三（1-苯基-异喹啉)合铱（111)(即Ir(piq)3)、 (乙酰丙酮)双（2-甲基二苯并[F，H]喹喔啉)合铱（即(MDQ)2Ir(acac))、和N，N'_二苯基-N， Ν'-二(3-甲基苯基联苯_4,4'_二胺（SPTPD)中的至少一种；
[0022]所述间隔层的材料选自：4,4'_环己基二[N，N_二（4-甲基苯基）苯胺](即TAPC)、 (N，N'_二苯基-N，N'-(1-萘基联苯-4,4'-二胺）（即NPB)、4,4'，4'_三(咔唑-9-基） 三苯胺（即TCTA)、N，N'_二苯基-N，N'_二(3-甲基苯基联苯-4,4'-二胺（S卩TPD)、式I 化合物、和4，4 '，4 ' -三(Ν-3-甲基苯基-Ν-苯基氨基)三苯胺（S卩m-MTDATA)中的至少一种。
[0023]采用上述材料，能够较好的利用器件所产生的激子，从而保证器件的高效率和高 性能。
[0024]在其中一个实施例中，所述蓝色焚光层的厚度为0 .lnm-10nm，所述红色磷光层的 厚度为〇 ·lnm-20nm，所述间隔层的厚度为1nm-6nm。可以理解的，也可以根据实际需求，将蓝 色荧光层的厚度设为40nm以内，所述红色磷光层的厚度设为50nm以内，所述间隔层的厚度 设为0.1nm-15nm。但是，将间隔层厚度设置为上述优选的较小范围，能够有效保证器件得以 正常工作，从而具有高效率、宽CCT的优点。
[0025]在其中一个实