一種藍光螢光有機發光二極體及其製備方法
2024-02-23 12:26:15
專利名稱：一種藍光螢光有機發光二極體及其製備方法
技術領域：
本發明屬於有機半導體技術領域，具體涉及一種藍光螢光有機發光二極體及其製備方法。
背景技術：
有機發光二極體顯示被視為平板顯示器產業中最為熱門的新興顯示技術，目前已經得到了廣泛的研究。同無機發光二極體相比，有機發光二極體具有材料選擇範圍寬、可實現由藍光區到紅光區的全彩色顯示、驅動電壓低、發光亮度和發光效率高、視角寬、響應速度快、製作工藝簡單、成本低，並易實現大面積和柔性顯示等諸多優點，因而在過去的10多年中得到了迅速的發展。目前，有機發光二極體的研究早已不限於學術界，幾乎所有國際知名的電子大公司以及化學公司都投入巨大的人力和資金進入這一研究領域，呈現研究、開發與產業化齊頭並進的局面，有機發光顯示技術正在飛速邁向產業化。1987年由柯達公司鄧青雲等人發明的有機發光二極體是一種雙層三明治結構(鄧青雲，萬斯來科，應用物理快報，51期，913頁，1987年C. ff. Tang, S. A. VanSlyke, Appl.Phys. Lett. 51,pp913, (1987)，美國專利，專利號4，769，292 和 4，885，211，U. S. Pat.Nos. 4，769，292和4，885，211 )，它是由空穴傳輸層和電子傳輸/發光層組成，並夾在銦錫氧化物ITO和金屬電極之間。多層器件包括空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層以及染料摻雜型器件後來也被設計製造出來，通過有機層厚度的優化以及製備工藝的改進，器件的電致發光性能得到了大大的改善。有機發光二極體經過20多年的發展取得了巨大進步，有機發光二極體顯示器已經產業化，並已經在智慧型手機、電子書、手持電腦等方面得到了應用。近年來隨著有機發光二極體性能的大幅提升，其作為照明光源的前景逐漸被業界看好，並也得到了廣泛研究。有機發光二極體按照發光材料的性質可以分為螢光型和磷光型兩類器件。藍色磷光有機發光二極體的問題是穩定性較差，且與藍色磷光發光材料相匹配的主體和激子阻擋材料的種類較少。相比之下，藍色螢光有機發光二極體的穩定性較好，但目前存在效率低的問題。因此，如何提高藍光螢光有機發光二極體的發光效率成為研究的重點。對於藍光螢光有機發光二極體，通常的方法是用一種發藍光的螢光染料摻雜一種主體材料形成其發光層，而其中的主體材料通常表現為單極傳輸特性，也就是，或者傳輸空穴，或者傳輸電子，這類器件除了效率表現不高需要進一步提高外，由於發光區內載流子分布的不均勻性造成的電荷積累也影響了器件的壽命。為了解決這個問題，在上述單摻雜的基礎上，人們在發光層中又引入了載流子傳輸材料實現了雙摻雜來調節發光區內載流子的平衡問題，部分解決了由於電荷積累造成的穩定性，但實際上使用的載流子傳輸材料本身很少是藍光螢光染料的合適主體，使器件的效率提高並不明顯。這裡所講的器件結構，主要是為了突出它的高效性。高效性指的是，這種器件結構能夠顯著降低器件的工作電壓，可以改善器件效率隨著電流密度增加而顯著降低的問題，實現在高亮度下的高效率(相對於最大效率來講)。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有的藍光螢光有機發光二極體所使用的載流子傳輸材料和藍光螢光染料不匹配，使器件的工作電壓升高、功率效率下降的問題，而提供一種藍光螢光有機發光二極體及其製備方法。本發明提供一種藍光突光有機發光二極體，包括襯底、第一電極、發光單兀和第二電極，所述的襯底、第一電極、發光單元和第二電極順次連接，所述的發光單元包括發光層，所述的發光層是一種藍光螢光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體而成的有機混合物。優選的是，所述的藍光突光染料是反_1，2_ 二(2, 2』- 二對甲苯胺基-N-萘基-6, 6』 -)乙烯、對一雙(對一氮,氮一二苯基一氨基苯乙烯)苯、花、四叔丁基花或對一雙(對一氮，氮一二苯基一氨基苯乙烯)二苯中的任意一種，空穴傳輸型藍光主體材料是10，10』-二(二聯苯-4-基)-9，9』-雙蒽，電子傳輸型藍光主體材料是2 —甲基一 9，10 —二(2 —萘基)蒽。優選的是，所述的發光單元還包括空穴注入層、設置在空穴注入層上的P摻雜空穴傳輸層、設置在P摻雜空穴傳輸層上的空穴傳輸層、設置在發光層上的電子傳輸兼空穴阻擋層、設置在電子傳輸兼空穴阻擋層上的n摻雜電子傳輸層和設置在n摻雜電子傳輸層上的電子注入層。優選的是，所述的P摻雜空穴傳輸層最高佔據分子軌道能級小於5. 4ev, n摻雜電子傳輸層的最低未佔據分子軌道能級大於4. Oev, p摻雜空穴傳輸層最高佔據分子軌道能級和n摻雜電子傳輸層的最低未佔據分子軌道能級之差小於lev。優選的是，所述的p摻雜空穴傳輸層是金屬氧化物摻雜空穴傳輸材料構成的。優選的是，所述的空穴傳輸材料是N，N』 -雙(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)三苯胺中的一種。優選的是，所述的n摻雜電子傳輸層是由一種鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬的鹽或者鹼土金屬的鹽摻雜電子傳輸兼空穴阻擋層的材料構成的有機無機共混物。優選的是，所述的電子傳輸兼空穴阻擋層是二(2-羥基苯基吡啶)合鈹。本發明還提供一種藍光螢光有機發光二極體的製備方法，包括以下步驟步驟一在襯底上形成第一電極；步驟二 在所述的第一電極上形成發光單元；步驟三在所述的發光單元上形成第二電極；所述的發光單元包括發光層，所述的發光層是一種藍光螢光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體材料而成的有機混合物。
優選的是，所述的藍光螢光染料佔混合雙極主體材料的5wt % 40wt %。有益效果本發明提供一種藍光突光有機發光二極體，該藍光突光有機發光二極體包括依次連接的襯底、第一電極、發光單元和第二電極，所述的發光單元包括發光層，所述的發光層是一種藍光螢光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體材料而成的有機混合物。本發明的發光層具有雙極功能，又和起發光作用的藍光螢光染料有很好的相容性和能級匹配，保證傳輸平衡和高效發光；該藍光螢光有機發光二極體在改善了發光層內電子空穴平衡和拓寬激子複合區域的同時，實現了高亮度下的高效率，尤其是功率效率得到提高。同時，本發明的製備方法簡單、易實現。實驗結果表明本發明的藍光螢光有機發光二極體的起亮電壓為2. 4伏，最大亮度為48000cd/m2，在3. 7伏電壓的亮度為lOOOcd/m2，最高電流效率為16. 3cd/A，最大功率效率是151m/W，亮度為1000cd/m2的效率為151m/W ;同時，由於本發明的空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料都是與藍光摻雜染料相匹配的藍光主體材料，從而保證了藍光摻雜染料更有效地發光。當在陽極加正偏壓，陰極層加負偏壓且電壓超過3伏時，該有有機發光二極體便可以發出藍光。
附圖I是本發明實施例I 一種藍光螢光有機發光二極體的結構示意圖；附圖2是本發明實施例I 一種藍光螢光有機發光二極體的剖面示意圖； 圖中，I、襯底,2、陽極,3、空穴注入層，4、p摻雜空穴傳輸層,5、空穴傳輸層,6、發光層，7、電子傳輸兼空穴阻擋層，8、n摻雜電子傳輸層,9、電子注入層，10、陰極；附圖3是本發明實施例I製備的一種藍光突光有機發光二極體的的電壓一電流密度一亮度特性曲線；附圖4是本發明實施例I製備的一種藍光突光有機發光二極體的的電流密度一功率效率一電流效率特性曲線；附圖5是是本發明實施例I製備的一種藍光突光有機發光二極體的發光光譜-電壓特性曲線。
具體實施例方式本發明提供一種藍光突光有機發光二極體，包括襯底、第一電極、發光單兀和第二電極，所述的襯底、第一電極、發光單元和第二電極順次連接，所述的發光單元包括發光層，所述的發光層是一種藍光螢光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體而成的有機混合物。本發明對襯底沒有特殊限制，優選為玻璃或柔性聚合物襯底，所述的第一電極為陽極，優選為導電金屬、導電聚合物或透明導電聚合物，更優選為氧化銦錫(IT0)，所述的第一電極功函數為4. 7eV 5. 2eV。本發明所述的發光單元包括空穴注入層、設置在空穴注入層上的p摻雜空穴傳輸層、設置在P摻雜空穴傳輸層上的空穴傳輸層、設置在空穴傳輸層上的發光層、設置在發光層上的電子傳輸兼空穴阻擋層、設置在電子傳輸兼空穴阻擋層上的n摻雜電子傳輸層和設置在n摻雜電子傳輸層上的電子注入層。本發明所述的空穴注入層優選為五氧化二釩(V205)、三氧化鑰(Mo03)、三氧化鎢(WO3)中的任何一種，空穴注入層的厚度優選為2nm 20nm。本發明所述的p摻雜空穴傳輸層最高佔據分子軌道能級小於5. 4ev，和空穴傳輸層能形成良好能級匹配，該材料應應具有好的空穴傳輸特性，空穴遷移率應大於I. 0 X 10_4平方釐米每伏秒。優選的是，所述的p摻雜空穴傳輸層是金屬氧化物摻雜空穴傳輸材料構成的，更優選的是，所述的金屬氧化物是三氧化鑰或五氧化二釩；所述的空穴傳輸材料是N，N』-雙(I-萘基)_N，N』- 二苯基-1，I』- 二苯基-4，4』 - 二胺(簡稱NPB)或4，4』，4"-三(N-咔唑)三苯胺(簡稱TCTA)中的一種，P摻雜空穴傳輸層厚度優選為20nm 70nm。本發明所述的空穴傳輸層的材料優選為N，N』 -雙(I-萘基)_N，N』 -二苯基-1，I』-二苯基-4，4』-二胺(簡稱NPB)或4，4』，4"-三(N-咔唑)三苯胺(簡稱TCTA)中的任何一種，空穴傳輸層的厚度優選為IOnm 25nm。本發明的發光層是一種藍光突光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體而成的有機混合物。所述的空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料都要求必須與所選擇的摻雜的藍光染料有良好的相容性和能級匹配；
·
優選的是，所述的藍光突光染料是反_1，2_ 二(2, 2』- 二對甲苯胺基-N-萘基-6,6』 -)乙稀(BNE)、對一雙(對一氣，氣一二苯基一氛基苯乙稀)苯(簡稱DSA — Ph)、花、四叔丁基花(簡稱TPBe)或對一雙(對一氣，氣一二苯基一氛基苯乙稀)二苯(簡稱DPVBi)中的任意一種，空穴傳輸型藍光主體材料是10，10』 - 二( 二聯苯-4-基)-9，9』 -雙蒽(簡稱BANE )，電子傳輸型藍光主體材料是2 -甲基一 9，10 一二(2 —萘基)蒽(簡稱MADN)，發光層的厚度優選為IOnm 20nm。本發明所述的電子傳輸兼空穴阻擋層是一種具有高電子遷移率和空穴阻擋特性的有機材料，電子遷移率的數量級大於等於IO-5Cm2V-1S'空穴阻擋特性是指電子傳輸層的LUMO能級低於發光層的LUMO能級。優選為二(2-羥基苯基吡啶)合鈹(簡稱Be (PP) 2)，電子傳輸兼空穴阻擋層的厚度優選為IOnm 15nm。本發明所述的n摻雜電子傳輸層的最低未佔據分子軌道能級大於4. Oev,與電子傳輸兼空穴阻擋層、電子注入層和陰極層形成良好能級匹配，該該材料應具有好的電子傳輸特性，電子遷移率應大於I. OX 10_4平方釐米每伏秒。所述的p摻雜空穴傳輸層最高佔據分子軌道能級和n摻雜電子傳輸層的最低未佔據分子軌道能級之差小於lev。優選的是，所述的n摻雜電子傳輸層是由一種鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬的鹽或者鹼土金屬的鹽摻雜電子傳輸兼空穴阻擋層的材料構成的有機無機共混物。更優選的是，鋰、碳酸鋰、銫或碳酸銫；所述的電子傳輸兼空穴阻擋層是二(2-羥基苯基吡啶)合鈹(簡稱Be (PP) 2), n摻雜電子傳輸層的厚度優選為20nm 50nm。本發明所述的電子注入層為鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬的鹽或者鹼土金屬的鹽，優選為氟化物或碳酸鹽，更優選氟化鋰、碳酸鋰、碳酸銫、氟化銫或氟化鈣，電子注入層的厚度優選為0. 5nm 2nm。本發明所述的第二電極為陰極，優選為低功率函數的金屬，包括但不限於鋁、鎂、鈣或銀。陰極的厚度優選為IOOnm 300nm。本發明還提供一種藍光螢光有機發光二極體的製備方法，步驟如下將陽極銦錫氧化物在以玻璃或柔性聚合物襯底上刻成細條狀的電極，然後清洗，氮氣吹乾，用等離子體處理I 5min,並在真空烘箱內在120°C烘烤30min 60min,然後將其轉移到真空鍍膜系統中，待真空度達到I至5 X 10_4帕時，依次蒸鍍空穴注入層、p摻雜空穴傳輸層、空穴傳輸、發光層、電子傳輸/空穴阻擋層、n摻雜電子傳輸層、電子注入層和陰極層，其中兩個電極相互交叉部分形成藍光螢光有機發光二極體的發光區，發光區面積為16平方毫米,空穴注入層的厚度優選為2nm 20nm,p摻雜空穴傳輸層厚度優選為20nm 70nm,空穴傳輸層的厚度優選為IOnm 25nm,發光層的厚度優選為IOnm 20nm,電子傳輸/空穴阻擋層的厚度優選為IOnm 15nm,n摻雜電子傳輸層的厚度優選為20nm 50nm,電子注入層的厚度優選為0. 5nm 2nm,陰極的厚度優選為IOOnm 300nm。所述的p摻雜空穴傳輸層中金屬氧化物的摻雜濃度按照質量分數控制在15% 60%, n摻雜電子傳輸層中鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬的鹽或者鹼土金屬的鹽的摻雜濃度按照質量分數控制在2% 5%。所述的空穴注入層中金屬氧化物和p摻雜空穴傳輸層中金屬氧化物的蒸發速率控制在0. lnm/s 0. 3nm/s, p摻雜空穴傳輸層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸兼空穴阻擋層和n摻雜電子傳輸層中的有機材料的蒸發速率控制在0. lnm/s 0. 2nm/s,發光層中摻雜染料的蒸發速率控制在0. 00lnm/s 0. 01nm/s, n摻雜電子傳輸層中的鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬的鹽或者鹼土金屬的鹽的蒸鍍速率控制在0. 005nm/s,電子注入層中的鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬的碳酸鹽或者鹼土金屬的碳酸鹽的蒸發速率控制在0. 005nm/s,陰極的蒸發速 率控制在lnm/s。所述的發光層摻雜時，混合雙極主體材料摻雜的藍光突光染料和兩個主體材料在不同的蒸發源中同時蒸鍍，藍光螢光染料佔混合雙極主體材料的5wt% 40wt%。空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料重量比優選為1:1。實施例I結合圖I和圖2說明本實施例，先將ITO玻璃I上的ITO光刻成4毫米寬、30毫米長的電極，然後將所述電極清洗，氮氣吹乾後用氧等離子體處理2min，並在真空烘箱內在120°C烘烤30min，然後將其轉移到真空鍍膜系統中，待真空度達到I至5X10_4帕時，依次在ITO電極2上蒸鍍MtjO3空穴注入層3、M0O3摻雜NPB的空穴傳輸層4、NPB的空穴傳輸層5、BNE摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層6、Be (PP) 2的電子傳輸/空穴阻擋層7、碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層8、碳酸鋰電子注入層9和金屬Al陰極10，其中兩個電極相互交叉部分形成器件的發光區，發光區面積為16平方毫米，M0O3空穴注入層3、M0O3摻雜NPB的空穴傳輸層4、NPB的空穴傳輸層5、BNE摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層6、Be (PP) 2的電子傳輸/空穴阻擋層7、碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層8、碳酸鋰電子注入層9和金屬Al陰極10的厚度分別為8nm、50nm、25nm、20nm、15nm、35nm、lnm、IOOnm ；p摻雜空穴傳輸層中金屬氧化物的摻雜濃度按照質量分數控制在20%，n摻雜電子傳輸層中無機金屬或者金屬鹽的摻雜濃度按照質量分數控制在2. 5%。所述的空穴注入層中MqO3和MqO3摻雜NPB的空穴傳輸層中MqO3的蒸發速率控制在0. lnm/s, M0O3摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、BNE摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層中的有機材料的蒸發速率控制在0. lnm/s, BNE的蒸發速率控制在0. 005納米每秒，碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層中的碳酸鋰蒸鍍速率控制在0. 005nm/s，碳酸鋰電子注入層中的碳酸鋰蒸發速率控制在0. 005nm/s,陰極Al的蒸發速率控制在lnm/s。發光層摻雜時，混合雙極主體材料摻雜的藍光螢光染料和兩個主體材料在不同的蒸發源中同時蒸鍍，摻雜的藍光螢光染料BNE、MADN和BANE的重量比為20%:40%:40%。從而製備成結構為 IT0/M003/NPB M003/NPB/BANE:MADN: BNE/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Li2C03/Li2C03/Al的藍光突光有機發光二極體。附圖3為本發明實施例I製備的藍光螢光有機發光二極體的電壓一電流密度一亮度特性曲線，從圖中可以看出，藍光螢光有機發光二極體的起亮電壓為2. 4伏，藍光螢光有機發光二極體的最大亮度為48000cd/m2，在3. 7伏電壓的亮度為lOOOcd/m2。附圖4為本發明實施例I製備的藍光螢光有機發光二極體的電流密度一功率效率一電流效率特性曲線，從圖中可以看出，藍光螢光有機 發光二極體的最高電流效率為16. 3cd/A，最大功率效率是151m/W，亮度為lOOOcd/m2的效率為151m/W。附圖5為本發明實施例I製備的藍光螢光有機發光二極體的電致發光光譜一驅動電壓特性曲線，該二極體在7伏驅動電壓下的發光光譜，藍光突光有機發光二極體的色坐標為(0. 18, 0. 40),為很好的藍光發射。實施例2先將ITO玻璃上的ITO光刻成4暈米寬、30暈米長的電極,然後將所述電極清洗，氮氣吹乾後用氧等離子體處理2min，並在真空烘箱內在120°C烘烤30min，然後將其轉移到真空鍍膜系統中，待真空度達到I至5X 10_4帕時，依次在ITO電極上蒸鍍V2O5空穴注入層、V2O5摻雜TCTA的空穴傳輸層、TCTA的空穴傳輸層、芘摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be(PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸鋰摻雜Be(PP)2的電子傳輸層、碳酸鋰電子注入層和金屬Al陰極，其中兩個電極相互交叉部分形成器件的發光區，發光區面積為16平方毫米，V2O5空穴注入層、V2O5摻雜TCTA的空穴傳輸層、TCTA的空穴傳輸層、芘摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸鋰摻雜Be (PP)2的電子傳輸層、碳酸鋰電子注入層和金屬Al陰極的厚度分別為2nm、20nm、10nm、10nm、10nm、20nm、0. 5nm> IOOnm ;p摻雜空穴傳輸層中金屬氧化物的摻雜濃度按照質量分數控制在15%，n摻雜電子傳輸層中無機金屬或者金屬鹽的摻雜濃度按照質量分數控制在2%。所述的空穴注入層中V2O5和V2O5摻雜TCTA的空穴傳輸層中V2O5的蒸發速率控制在0. 3nm/s，V2O5摻雜TCTA的空穴傳輸層、TCTA的空穴傳輸層、芘摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP) 2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層中的有機材料的蒸發速率控制在0. 2nm/s，芘的蒸發速率控制在0. 0lnm/s,碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子注入傳輸層中碳酸鋰蒸鍍速率控制在0. 005nm/s,碳酸鋰電子注入層的蒸發速率控制在0. 005nm/s, Al的蒸發速率控制在lnm/s,發光層摻雜時，混合雙極主體材料摻雜的藍光螢光染料和兩個主體材料在不同的蒸發源中同時蒸鍍，摻雜的藍光螢光染料芘、MADN和BANE的重量比為20% 40% :40%。從而製備成結構為IT0/V205/TCTA V205/TCTA/BANE:MADN:芘 /Be(PP)2/Be(PP)2:Li2C03/Li2C03/Al 的藍光螢光有機發光二極體。將本實施例製備的藍光突光有機發光二極體進行檢測，藍光突光有機發光二極體的起亮電壓為2. 4伏，藍光螢光有機發光二極體的最大亮度為48000cd/m2，在3. 8伏電壓的亮度為lOOOcd/m2。藍光螢光有機發光二極體的最高電流效率為16.0cd/A，最大功率效率是14. 51m/W，亮度為lOOOcd/m2的效率為141m/W。藍光螢光有機發光二極體的色坐標為(0. 18，0. 40)，為很好的藍光發射。實施例3
先將ITO玻璃上的ITO光刻成4暈米寬、30暈米長的電極,然後將所述電極清洗，氮氣吹乾後用氧等離子體處理2min，並在真空烘箱內在120°C烘烤30min，然後將其轉移到真空鍍膜系統中，待真空度達到I至5X 10_4帕時，依次在ITO電極上蒸鍍WO3空穴注入層、WO3摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、TPBe摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP) 2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸銫摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層、碳酸銫電子注入層和金屬Al陰極，其中兩個電極相互交叉部分形成器件的發光區，發光區面積為16平方毫米，WO3空穴注入層、WO3摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、TPBe摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸銫摻雜Be (PP)2的電子傳輸層、碳酸銫電子注入層和金屬Al陰極的厚度分別為20nm、70nm、25nm、20nm、15nm、50nm、2nm、300nm ；p摻雜空穴傳輸層中金屬氧化物的摻雜濃度按照質量分數控制在25%，n摻雜電子傳輸層中無機金屬或者金屬鹽的摻雜濃度按照質量分數控制在3%。所述的空穴注入層中WO3和WO3摻雜NPB的空穴傳輸層中WO3的蒸發速率控制在0. lnm/s, WO3摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、TPBe摻雜在由MADN和BANE共同 構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸銫摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層中的有機材料的蒸發速率控制在0. lnm/s, TPBe的蒸發速率控制在0. 0lnm/s，碳酸銫摻雜Be (PP) 2的電子注入傳輸層中碳酸銫蒸鍍速率控制在0. 005納米每秒，碳酸銫電子注入層的蒸發速率控制在0. 005納米每秒，Al的蒸發速率控制在I納米每秒，發光層摻雜時，，混合雙極主體材料摻雜的藍光突光染料和兩個主體材料在不同的蒸發源中同時蒸鍍，摻雜的藍光螢光染料TPBe、MADN和BANE的重量比為20% 40% :40%。從而製備成結構為 IT0/W03/NPB W03/NPB/BANE:MADN: TPBe/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Cs2C03/Cs2C03/Al的藍光突光有機發光二極體。將本實施例製備的藍光突光有機發光二極體進行檢測，藍光突光有機發光二極體的起亮電壓為2. 4伏，藍光螢光有機發光二極體的最大亮度為48000cd/m2，在3. 7伏電壓的亮度為lOOOcd/m2。藍光螢光有機發光二極體的最高電流效率為17. 3cd/A，最大功率效率是15. 21m/W，亮度為lOOOcd/m2的效率為151m/W。藍光螢光有機發光二極體的色坐標為(0. 18，0. 40)，為很好的藍光發射。實施例4先將ITO玻璃上的ITO光刻成4暈米寬、30暈米長的電極,然後將所述電極清洗，氮氣吹乾後用氧等離子體處理2min，並在真空烘箱內在120°C烘烤30min，然後將其轉移到真空鍍膜系統中，待真空度達到I至5X 10_4帕時，依次在ITO電極上蒸鍍V2O5空穴注入層、V2O5摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、DPVBi摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP) 2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸銫摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層、碳酸銫電子注入層和金屬Al陰極，其中兩個電極相互交叉部分形成器件的發光區，發光區面積為16平方毫米，V2O5空穴注入層、V2O5摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、DPVBi摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸銫摻雜Be (PP)2的電子傳輸層、碳酸銫電子注入層和金屬Al陰極的厚度分別為8nm、50nm、25nm、20nm、15nm、35nm、lnm、IOOnm ；p摻雜空穴傳輸層中金屬氧化物的摻雜濃度按照質量分數控制在60%，n摻雜電子傳輸層中無機金屬或者金屬鹽的摻雜濃度按照質量分數控制在5%。所述的空穴注入層中V2O5和V2O5摻雜NPB的空穴傳輸層中V2O5的蒸發速率控制在
0.lnm/s, V2O5摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、DPVBi摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸銫摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層中的有機材料的蒸發速率控制在0. lnm/s, DPVBi的蒸發速率控制在0. Olnm/s，碳酸銫摻雜Be (PP) 2的電子注入傳輸層中碳酸銫蒸鍍速率控制在0. 005納米每秒，碳酸銫電子注入層的蒸發速率控制在0. 005納米每秒，Al的蒸發速率控制在I納米每秒，發光層摻雜時，混合雙極主體材料摻雜的藍光突光染料和兩個主體材料在不同的蒸發源中同時蒸鍍，摻雜的藍光螢光染料DPVBi、MADN和BANE的重量 比為20% 40% 40%o從而製備成結構為 IT0/V205/NPB V205/NPB/BANE: MADN: DPVBi/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Cs2CO3/Cs2C03/A1的藍光突光有機發光二極體。將本實施例製備的藍光突光有機發光二極體進行檢測，藍光突光有機發光二極體的起亮電壓為2. 4伏，藍光螢光有機發光二極體的最大亮度為48000cd/m2，在3. 5伏電壓的亮度為lOOOcd/m2。藍光螢光有機發光二極體的最高電流效率為16.8cd/A，最大功率效率是15. 51m/W，亮度為lOOOcd/m2的效率為151m/W。藍光螢光有機發光二極體的色坐標為(0. 18，0. 40)，為很好的藍光發射。實施例5先將ITO玻璃上的ITO光刻成4暈米寬、30暈米長的電極,然後將所述電極清洗，氮氣吹乾後用氧等離子體處理2min，並在真空烘箱內在120°C烘烤30min，然後將其轉移到真空鍍膜系統中，待真空度達到I至5X 10_4帕時，依次在ITO電極上蒸鍍MqO3空穴注入層、MtjO3摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、DSA — Ph摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP) 2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸鋰摻雜Be(PP)2的電子傳輸層、碳酸鋰電子注入層和金屬Al陰極，其中兩個電極相互交叉部分形成器件的發光區，發光區面積為16平方毫米，MtA空穴注入層、McjO3摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、DSA - Ph摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP) 2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸鋰摻雜Be (PP)2的電子傳輸層、碳酸鋰電子注入層和金屬Al陰極的厚度分別為8nm、50nm、25nm、20nm、15nm、35nm、lnm、IOOnm ；P摻雜空穴傳輸層中金屬氧化物的摻雜濃度按照質量分數控制在20%，n摻雜電子傳輸層中無機金屬或者金屬鹽的摻雜濃度按照質量分數控制在2. 5%。所述的空穴注入層中M0O3和M0O3摻雜NPB的空穴傳輸層中MtjO3的蒸發速率控制在0. lnm/s, M0O3摻雜NPB的空穴傳輸層、NPB的空穴傳輸層、DSA - Ph摻雜在由MADN和BANE共同構成的有機混合主體材料中組成的發光層、Be (PP)2的電子傳輸兼空穴阻擋層、碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子傳輸層中的有機材料的蒸發速率控制在0. lnm/s, DSA 一 Ph的蒸發速率控制在0. 01納米每秒，碳酸鋰摻雜Be (PP) 2的電子注入傳輸層中碳酸鋰蒸鍍速率控制在0. 005納米每秒，碳酸鋰電子注入層的蒸發速率控制在0. 005納米每秒，Al的蒸發速率控制在I納米每秒，發光層摻雜時，混合雙極主體材料摻雜的藍光螢光染料和兩個主體材料在不同的蒸發源中同時蒸鍍，摻雜的藍光螢光染料DSA - Ph、MADN和BANE的重量比為0. 8% 40% :40%。從而製備成結構為 IT0/Mq03/NPB M003/NPB/BANE: MADN: DSA — Ph/Be (PP) 2/Be (PP) 2: Li2C03/Li2C03/Al 的藍光突光有機發光二極體。
將本實施例製備的藍光突光有機發光二極體進行檢測，藍光突光有機發光二極體的起亮電壓為2. 4伏，藍光螢光有機發 光二極體的最大亮度為48000cd/m2，在3. 9伏電壓的亮度為lOOOcd/m2。藍光螢光有機發光二極體的最高電流效率為15. 5cd/A，最大功率效率是141m/W，亮度為lOOOcd/m2的效率為13. 51m/W。藍光螢光有機發光二極體的色坐標為(0. 17,0. 36)，為很好的藍光發射。
權利要求
1.一種藍光突光有機發光二極體，包括襯底、第一電極、發光單兀和第二電極，所述的襯底、第一電極、發光單元和第二電極順次連接，其特徵在於，所述的發光單元包括發光層，所述的發光層是一種藍光螢光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體而成的有機混合物。
2.根據權利要求I所述的一種藍光突光有機發光二極體，其特徵在於，所述的藍光突光染料是反_1，2-二(2, 2』- 二對甲苯胺基-N-萘基-6,6』-)乙烯、對一雙(對一氮,氮一二苯基一氨基苯乙烯)苯、花、四叔丁基花或對一雙(對一氮或氮一二苯基一氨基苯乙烯)二苯中的任意一種，空穴傳輸型藍光主體材料是10，10』 - 二( 二聯苯-4-基)-9，9』 -雙蒽，電子傳輸型藍光主體材料是2 -甲基一 9，10 —二(2 —萘基)蒽。
3.根據權利要求I所述的一種藍光突光有機發光二極體，其特徵在於，所述的發光單元還包括空穴注入層、設置在空穴注入層上的P摻雜空穴傳輸層、設置在P摻雜空穴傳輸層上的空穴傳輸層、設置在發光層上的電子傳輸兼空穴阻擋層、設置在電子傳輸兼空穴阻擋層上的n摻雜電子傳輸層和設置在n摻雜電子傳輸層上的電子注入層。
4.根據權利要求3所述的一種藍光突光有機發光二極體,其特徵在於,所述的p摻雜空穴傳輸層最高佔據分子軌道能級小於5. 4ev, n摻雜電子傳輸層的最低未佔據分子軌道能級大於4. Oev, p摻雜空穴傳輸層最高佔據分子軌道能級和n摻雜電子傳輸層的最低未佔據分子軌道能級之差小於lev。
5.根據權利要求3或4所述的一種藍光突光有機發光二極體,其特徵在於,所述的p摻雜空穴傳輸層是金屬氧化物摻雜空穴傳輸材料構成的。
6.根據權利要求5所述的一種藍光突光有機發光二極體,其特徵在於,所述的空穴傳輸材料是N，N』 -雙(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)三苯胺中的一種。
7.根據權利要求3或4所述的一種藍光突光有機發光二極體,其特徵在於,所述的n摻雜電子傳輸層是由一種鹼金屬、鹼土金屬、鹼金屬的鹽或者鹼土金屬的鹽摻雜電子傳輸兼空穴阻擋層的材料構成的有機無機共混物。
8.根據權利要求7所述的一種藍光突光有機發光二極體,其特徵在於,所述的電子傳輸兼空穴阻擋層是二(2-羥基苯基吡啶)合鈹。
9.一種藍光螢光有機發光二極體的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟一在襯底上形成第一電極； 步驟二 在所述的第一電極上形成發光單元； 步驟三在所述的發光單元上形成第二電極； 所述的發光單元包括發光層，所述的發光層是一種藍光螢光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體材料而成的有機混合物。
10.根據權利要求9所述的一種藍光突光有機發光二極體的製備方法,其特徵在於,所述的藍光螢光染料佔混合雙極主體材料的5wt% 40wt%。
全文摘要
本發明提供一種藍光螢光有機發光二極體及其製備方法，屬於有機半導體技術領域。解決現有的藍光螢光有機發光二極體所使用的載流子傳輸材料和藍光螢光染料不匹配，使器件的工作電壓升高、功率效率下降的問題。該二極體包括襯底、第一電極、發光單元和第二電極，所述的襯底、第一電極、發光單元和第二電極順次連接，所述的發光單元包括發光層，所述的發光層是一種藍光螢光染料摻雜由空穴傳輸型藍光主體材料和電子傳輸型藍光主體材料組成的混合雙極主體而成的有機混合物。本發明的藍光螢光有機發光二極體的起亮電壓為2.4伏，在3.7伏電壓的亮度為1000cd/m2，最高電流效率為16.3cd/A，最大功率效率是15lm/W。
文檔編號H01L51/56GK102738414SQ201210219498
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者代巖峰, 劉一鵬, 張智強, 王豔平, 陳江山, 馬東閣 申請人:中國科學院長春應用化學研究所