专利名称：一种有机电致发光白光器件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种有机电致发光器件，更具体的说，涉及一种采用新型器件结构制备的色度纯正的白光有机电致发光器件。
背景技术：
当今，随着多媒体技术的发展和信息社会的来临，对平板显示器性能的要求越来越高。近年新出现的三种显示技术等离子显示器、场发射显示器和有机电致发光显示器，均在一定程度上弥补了阴极射线管和液晶显示器的不足。其中，有机电致发光显示器具有自主发光、低电压直流驱动、全固化、视角宽、颜色丰富等一系列的优点，响应速度为液晶显示器的1000倍，其制造成本却低于同等分辨率的液晶显示器，因此，有机电致发光显示器具有广阔的应用前景。
有机电致发光显示器(又称有机发光二极管，organic light-emitting diode，OLED)的研究始于加世纪60年代，Pope等人(Pope M，Kallmann HP，andMagnante R J.cHEM.PHYs.，1963，38，2042)首次报道了葱单晶的电致发光现象，揭开了有机固体电致发光的序幕。1987年，美国柯达公司的研究人员CW.Tang等(C.W.Tang，S.A.Vanslyke，APL.Phys.Lett.，1987，51，913)在总结前人工作的基础上，提出了双层结构的设计思想，选择具有较好成膜性能的三芳胺类衍生物和8一羟基喹啉铝配合物(Alq3)分别作为空穴传输层和发光层(兼电子传输层)，得到了高量子效率(1％)、高发光效率(1.5lm/W)、高亮度(＞1000cd/m2)和低驱动电压(＜10V)的有机电致发光器件；1990年，剑桥大学Cavendish实验室的R.H.Friend等(Burroughes J，Bradley DDC，BrownAR，Friend RH，Nature(London)，1990，347，539)以聚对苯撑乙烯(PPV)为发光层材料制成了聚合物电致发光器件，开辟了发光器件的又一个新领域--聚合物薄膜电致发光器件。这两个突破性进展使人们看到了有机电致发光器件作为新一代平板显示器件的潜在希望。
随着单色发光显示的日趋成熟，对全彩显示器件的研究也蓬勃兴起，全彩色、大面积、高信息量的平板显示器是OLED发展的最重要目标之一。全色图像显示需要获得在可见光波长范围内连续可调的颜色，目前有机电致发光实现彩色显示的方法有如下几种a、分别制备红、绿、蓝(即RGB)三原色的发光中心，然后调节三种颜色的发光强度以实现不同的颜色组合。
b、制备发白光的器件，然后通过滤色膜得到三原色，重新组合三原色从而实现彩色显示。
c、制备发蓝光的器件，然后通过蓝光激发其它发光材料分别得到红光和绿光，从而进一步得到彩色显示。
d、将红、绿、蓝发光器件纵向堆叠，从而实现彩色显示。
在上述方法中，方法d制备过程中的工艺非常复杂。基于方法a的全彩色器件尽管已有产品问世，但精密的像素制备需要高质量的蒸镀模板，由此带来精确对位的困难，使得分辨率难以提高。方法b、c都不需要精密的像素对位，与方法c相比，方法b最大的优点便是可以直接应用液晶显示(LCD)的彩色滤光片。因此，近来人们纷纷把目光转向白光加滤色膜的方案，高效率白光器件成为OLED领域的一个研究热点。
白色有机电致发光研究，因其广泛的应用前景发展很快。但白色有机电致发光器件亦存在一些技术难点，例如器件的发光效率还不够高、低压下不太容易得到色度比较好的白光以及随外加驱动电压变化色稳定性不太好。
目前制备有机白光电致发光器件的方法主要有以下几种多层结构法、色转换法、微腔结构法等等。
在采用多层结构的有机白光电致发光器件中，一般利用蓝光和另外一种或两种长波长的光，如黄光、红光、绿光中的一种或两种相混合产生白光，器件结构示意图如图1所示。其存在的问题是，载流子复合区域随电场变化而变化，易造成发光光谱不稳定；各发光层老化速率不一致，易造成发光色坐标偏移；为了实现白平衡，各单色发光层均不是最优结构，造成总体效率低下等等。
色转换法实现白光是无机LED实现白光的最常用方法，已在背光源、照明等领域得到应用。而GE(Duggal AR，Shiang JJ，Heller CM，et al.APPLIEDPHYSICS LETTERS 80(19)3470-3472 2002)、Osram(Krummacher BC，ChoongVE，Mathai MK，et al.APPLIED PHYSICS LETTERS 88(11)Art.No.1135062006)等公司都先后报道了采用色转换法实现白光OLED。其原理是色转换层部分吸收了OLED发出的蓝色电致发光，并将其转变为红色、橙色、绿色的光致发光，从而实行白光。该方法的优点是器件结构简单，器件结构示意图如图2所示，同时器件发光调控性好，因其短波长的发光是电致发光，长波长的发光是光致发光，二者相对强度总能保持一致，因而发光光谱稳定，而且可以分别优化发光器件和色转换层从而实现高效率的白光。但他们采用的都是器件外色转换的方法，即在蓝光OLED器件外加一层色转换层，这样需要在OLED器件的制备工艺外增加了额外的工序，不利于降低成本。
发明内容
本发明旨在设计一种利用色转换技术实现的白光OLED器件，通过采用新型的器件结构可获得高效、稳定的白光。
本发明的有机电致发光器件，包括阳极、阴极和位于其之间的有机功能层，有机功能层中包括发光层，同时有机功能层中还包括至少一层色转换传输层，该色转换传输层中至少包括一种具备载流子传输功能的色转换材料。
本发明中的色转换材料为同时既具有色转换功能即光致发光性能，又具备载流子传输功能的材料，从而确保色转换传输层既具有光致发光性能又具备载流子传输功能。
本发明中同时具有空穴传输性能和光致发光性能的色转换传输层就称为色转换空穴传输层，同时具有电子传输性能和光致发光性能的色转换传输层就称为色转换电子传输层。
本发明中色转换材料的载流子迁移率大于10-6cm2/Vs，其吸光度大于20％，其光致发光效率大于50％。优选的材料是载流子迁移率大于10-4cm2/Vs，光致发光效率大于80％。
本发明中，色转换传输层对发光层电致发光的色转换是通过辐射能量传递来实现的，转换的概率Pr，t遵循下面的关系Pr，t∝[A]χJ其中，J为转换层材料的吸收光谱与发光层材料的发射光谱的重叠积分，χ为转换层的厚度，[A]为转换层中能有效吸收发光层发射光的物质的浓度。为了避免色转换传输层直接俘获载流子发光，从而保证色转换传输层只是光致发光，色转换传输层与发光层之间最好有一层激子或载流子阻挡层。
所以本发明在有机功能层中还可以包括阻挡层，该阻挡层位于发光层与色转换传输层之间，其作用是用来阻挡载流子或激子。
本发明的色转换传输层中还可以至少包括一种掺杂材料。
掺杂材料可为发光染料，以提高色转换传输层的光致发光效率；掺杂材料也可为氧化性(p型)传输材料或者为还原性(n型)传输材料，以提高色转换传输层的传输性能。掺杂材料也可以包括至少一种发光染料，同时还包括至少一种氧化性传输材料或者至少一种还原性传输材料。
本发明的有机功能层中还可以分别单独或同时包括空穴传输层和电子传输层。
本发明中的色转换传输层材料选自萘并噻二唑类材料、苯并噻二唑类材料、萘并恶二唑类材料、苯并恶二唑类材料、1-硅代环戊二烯(简称为silole)类材料、多聚芳环类材料等。
优选的具体化合物包括3-叔丁基-二萘蒽(简称TBADN)、红荧烯(简称Rubrene)、并四苯(简称Tetracene)、并五苯(简称Pentacene)、苝(简称Perylene)、四叔丁基苝(简称TBP)、苯并苝(简称Benzo[ghl]perylene)、靴二蒽(简称Peropyrene)、9，14-二苯基-苯基[5，6]茚基[1，2，3-cd]-苝(简称9，14-Diphenyl-benz[5，6]indeno[1，2，3-cd]perylene)、茚基[1，2，3-cd]-苝(简称Indeno[1，2，3-cd]perylene)、苯并芘(简称Benzo[a]pyrene)、二苯并屈(简称Dibenzo[b，def]chrysene)、萘并(2，3-，)芘、二苯并(a，l)并五苯(简称Dibenzo[a，l]pentacene)、十环烯(简称Decacyclene)、玉红省(简称Rubicene)、六苯并〔bc，ef，hi，kl，mo，qr〕蒄(简称Hexabenzo[bc，ef，hi，kl，mo，qr]coronene)、二苯并[fg，lj]萘并[1，2，3，4，-rst]戊芬(简称BTPNTD，英文全称为Dibenzo[fg，ij]naphtha[1，2，3，4-rst]pentaphene)、二苯并[fg，ij]菲并[9，10，1，2，3-pqrst]戊芬(简称BTPBTD，英文全称为Dibenzo[fg，ij]phenanthro[9，10，1，2，3-pqrst]pentaphene)、4，9-二-[4-(2，2-二苯基-乙烯基)-苯基]-萘并[2，3-c][1，2，5]噻二唑(简称4，9-bis-[4-(2，2-diphenyl-vinyl)-phenyl]-naphtho[2，3-c][1，2，5]thiadiazole)、4，9-二-[4-(2，2-二苯基-乙烯基)-苯基]-苯并[2，3-c][1，2，5]噻二唑(简称4，9-bis-[4-(2，2-diphenyl-vinyl)-phenyl]-benzo[2，3-c][1，2，5]thiadiazole)具体的化合物结构式如下图所示，但并不限于上述材料。
TBA DN RubreneTetracene Pentacene Perylene TBP Benzo[ghf] Peropyrene 9，14-Diphenyl-benz[5，6]peryleneindeno[1，2，3-cd]perylene Indeno[1，2，3- Benzo[a]Dibenzo[b， Naphtho[2，3- Dibenzo[a，l]cd]perylenepyrenedef]chrysene a]pyrene(NP) pentacene Decacyclene Rubicene Hexabenzo Dibenzo[fg，ij] Dibenzo[fg，ij]Phen[bc，ef，hi，kl，no， naphtho[1，2，3，4- anthro[9，10，1，2，3-qr]coronene rst]pentaphene pqrst]pentaPhene 4，9-bis-[4-(2，2-diphenyl-vinyl)-phenyl]-naphtho[2，3-c][1，2，5]thiadiazole
4，9-bis-[4-(2，2-diphenyl-vinyl)-phenyl]-benzo[2，3-c][1，2，5]thiadiazole本发明的OLED器件，因只有发光层产生电致发光，因而色坐标不随电压变化，也不会因发光层的老化而变化，从而可得到高效、稳定的白光；本发明可通过优化色转换传输层的结构，可以保证发光层中载流子复合平衡；本发明的OLED器件调控性好，通过调节发光层可以调节白光的色温、显色指数，得到高性能的白光器件。另外，本发明相对于现有的色转换结构的器件，因不用在OLED器件外部制备单独的色转换部件，简化了制备工艺，大大降低了生产成本。
图1为现有技术中多层结构的有机白光电致发光器件结构示意图；图2为现有技术中色转换法实现的白光有机电致发光器件结构示意图；图3为本发明实施例1的器件结构示意图；图4为本发明实施例3的器件结构示意图；图5为本发明实施例4的器件结构示意图；图6为本发明实施例1的光谱图；图7为本发明实施例2的光谱图；图8为本发明实施例3的光谱图；图9为本发明实施例4的光谱图；具体实施方式
下面结合附图介绍本发明的具体实施方案首先介绍一下说明书附图中图标的含义111为蓝光器件，112为玻璃基底，113为器件外色转换装置11为阳极，12为阴极，2为空穴传输层，4为电子传输层，3为阻挡层，41为蓝光发光层，42为绿光发光层，43为红光发光层，71为色转换空穴传输层、72为色转换电子传输层，711为p型掺杂的色转换传输层，721为n型掺杂的色转换传输层。
下面为本发明的具体实施例实施例1本实施例提出的有机电致发光器件的结构示意图见附图3，制备的详细步骤如下1)利用煮沸的洗涤剂超声和去离子水超声的方法对透明导电基片ITO玻璃进行清洗，并放置在红外灯下烘干，其中导电基片上面的ITO作为器件的阳极层，ITO膜的方块电阻为5Ω，膜厚为100.0nm；2)把上述清洗烘干后的ITO玻璃置于压力为1×10-5pa的真空腔内，在上述ITO膜上蒸镀5，6，11，12-四苯基并四苯(简称为rubrene)，厚度为100nm，作为器件的色转换空穴传输层；3)保持上述真空压力不变，在上述空穴传输层上继续蒸镀NPB，厚度为20nm，作为器件的阻挡层；4)保持上述真空压力不变，在上述阻挡层上继续蒸镀发光层，其中主体材料为2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽(简称为α-TMADN)，掺杂染料为2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称为β-TMADN)，采用双源蒸镀的方法进行掺杂，分别将α-TMADN和β-TMADN置于不同的蒸发源中，通过控制两个蒸发源的蒸镀速率，调节β-TMADN的掺杂比例为10％，制备出厚度为30nm的蓝光发光层；5)保持上述真空压力不变，在上述蓝光发光层上继续蒸镀20nm的Alq3作为电子传输层；6)保持上述真空压力不变，在上述电子传输层上继续蒸镀Mg∶Ag合金层、Ag层作为器件的阴极层，其中合金层中的Mg、Ag蒸镀速率比为10∶1，厚度为50nm，Ag层厚度为120nm。
器件的具体性能见下面的表1，此实施例表明能用单一的色转换空穴传输层实现器件发射白光。
实施例2本实施例提出的有机电致发光器件的制备步骤详细实施方式如下1)利用煮沸的洗涤剂超声和去离子水超声的方法对透明导电基片ITO玻璃进行清洗，并放置在红外灯下烘干，其中导电基片上面的ITO作为器件的阳极层，ITO膜的方块电阻为5ΩΩ，膜厚为100.0nm；2)把上述清洗烘干后的ITO玻璃置于压力为1×10-5Pa的真空腔内，在上述ITO膜上蒸镀制备色转换空穴传输层，在色转换材料Rubrene中掺杂发光染料4-4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基-久洛尼定-9-乙烯基)-4H-吡喃(简称为DCJTB)，采用双源蒸镀的方法进行掺杂，分别将DCJTB、Rubrene置于不同的蒸发源中，通过控制两个蒸发源的蒸镀速率，调节DCJTB的掺杂比例为2％，该层的总厚度为100nm；3)保持上述真空压力不变，在上述空穴传输层上继续蒸镀NPB，厚度为20nm，作为阻挡层；4)保持上述真空压力不变，在上述电子缓冲层上继续蒸镀掺杂有双-((2-(2’，4’-二氟)-苯基)-吡啶)-(皮考林酸)-铱化合物(简称为FIrpic)的蓝光发光层，采用双源蒸镀的方法进行掺杂，分别将主体材料9，9-二(4-二咔唑-苯基)芴(简称为CPF)和染料Firpic置于不同的蒸发源中，通过控制两个蒸发源的蒸镀速率，调节Firpic的掺杂比例为10％，该发光层的厚度为30nm；5)保持上述真空压力不变，在上述蓝光发光层上继续蒸镀40nm的4，7-二苯基-1，10-邻菲咯啉(简称为BPhen)作为电子传输层；6)保持上述真空压力不变，在上述激子阻挡层上继续蒸镀Mg∶Ag合金层、Ag层作为器件的阴极层，其中合金层中的Mg、Ag蒸镀速率比为10∶1，厚度为50nm，Ag层厚度为120nm。
器件的具体性能见下面的表1，此实施例表明，在色转换空穴传输层中掺杂发光染料，可以实现器件发射白光。
实施例3本实施例的器件结构示意图如图4所示，器件的制备步骤详细实施方式如下1)利用煮沸的洗涤剂超声和去离子水超声的方法对透明导电基片ITO玻璃进行清洗，并放置在红外灯下烘干，其中导电基片上面的ITO作为器件的阳极层，ITO膜的方块电阻为12Ω，膜厚为100.0nm；
2)把上述清洗烘干后的ITO玻璃置于压力为1×10-5的真空腔内，在上述ITO膜上蒸镀40nm的NPB作为器件的空穴传输层；3)保持上述真空压力不变，在上述空穴传输层上继续蒸镀掺杂有Firpic的蓝光发光层，采用双源蒸镀的方法进行掺杂，分别将主体材料CPF和染料Firpic置于不同的蒸发源中，通过控制两个蒸发源的蒸镀速率，调节Firpic的掺杂比例为10％，制备厚度为30nm发光层；4)保持上述真空压力不变，在上述蓝光发光层上继续蒸镀10nm的BPhen作为阻挡层；5)保持上述真空压力不变，在上述阻挡层上蒸镀掺杂有Li的色转换电子传输层，采用双源蒸镀的方法进行掺杂，分别将Li和色转换材料BTPNTD置于不同的蒸发源中，通过控制两个蒸发源的蒸镀速率，调节Li的掺杂比例为50％，厚度为5nm；6)保持上述真空压力不变，在上述掺杂n型材料的色转换传输层上继续蒸镀80nm的色转换材料BTPNTD作为色转换电子传输层；7)保持上述真空压力不变，在上述色转换电子传输层上继续蒸镀Mg∶Ag合金层、Ag层作为器件的阴极层，其中合金层中的Mg、Ag蒸镀速率比为10∶1，厚度为50nm，Ag层厚度为100nm。
器件的具体性能见下面的表1，此实施例表明，能用n型掺杂的色转换电子传输层实现白光。在色转换层与阻挡层的界面处进行n型掺杂是为了降低电子注入势垒。
实施例4本实施例的器件结构示意图见附图5，器件的制备步骤详细实施方式如下1)利用煮沸的洗涤剂超声和去离子水超声的方法对透明导电基片ITO玻璃进行清洗，并放置在红外灯下烘干，其中导电基片上面的ITO作为器件的阳极层，ITO膜的方块电阻为12Ω，膜厚为100.0nm；2)把上述清洗烘干后的ITO玻璃置于压力为1×10-5Pa的真空腔内，在上述ITO膜上蒸镀Rubrene，厚度为50nm，作为色转换空穴传输层；3)保持上述真空压力不变，在上述空穴传输层上继续蒸镀NPB，厚度为20nm，作为阻挡层；
4)保持上述真空压力不变，在上述电子缓冲层上继续蒸镀掺杂有β-TMADN的蓝光发光层，采用双源蒸镀的方法进行掺杂，分别将主体材料α-TMADN和染料β-TMADN置于不同的蒸发源中，通过控制两个蒸发源的蒸镀速率，调节β-TMADN的掺杂比例为10％，发光层总厚度为30nm；5)保持上述真空压力不变，在上述蓝光发光层上继续蒸镀10nm的BPhen作为阻挡层；6)保持上述真空压力不变，在上述阻挡层上蒸镀色转换电子传输层，采用双源蒸镀的方法进行掺杂，分别将色转换材料BTPNTD和BTPBTD置于不同的蒸发源中，通过控制两个蒸发源的蒸镀速率，调节BTPNTD的掺杂比例为50％，该层的厚度为40nm；7)保持上述真空压力不变，在上述色转换电子传输层上继续蒸镀Mg∶Ag合金层、Ag层作为器件的阴极层，其中合金层中的Mg、Ag蒸镀速率比为10∶1，厚度为50nm，Ag层厚度为100nm。
器件的具体性能见下面的表1，此实施例表明，能同时采用色转换空穴传输层和色转换电子传输层，从而实现发光色坐标稳定的高显色指数的白光。
实施例1-4中的器件在20mA/cm2下的器件性能如下表1，器件的电致发光光谱见附图6-9，器件发光光谱不随电压变化。
表1
尽管结合优选实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例和附图，应当理解，在本发明构思的引导下，本领域技术人员可进行各种修改和改进，所附权利要求概括了本发明的范围。
权利要求
1.一种有机电致发光器件，包括阳极、阴极和位于其之间的有机功能层，有机功能层中包括发光层，其特征在于有机功能层中还包括至少一层色转换传输层，该色转换传输层中至少包括一种具备载流子传输功能的色转换材料。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述色转换材料的载流子迁移率大于10-6cm2/Vs，吸光度大于20％，光致发光效率大于50％。
3.根据权利要求1或2的有机电致发光器件，其特征在于，所述色转换材料的载流子迁移率大于10-4cm2/Vs，光致发光效率大于80％。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述色转换传输层中至少包括一种掺杂材料。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述掺杂材料为发光染料。
6.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述掺杂材料为氧化性传输材料或者为还原性传输材料。
7.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述掺杂材料包括至少一种发光染料，同时还包括至少一种氧化性传输材料或者至少一种还原性传输材料。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机功能层中包括阻挡层，该阻挡层位于发光层与色转换传输层之间。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述色转换材料优选自萘并噻二唑类材料、苯并噻二唑类材料、萘并噁二唑类材料、苯并噁二唑类材料、1-硅代环戊二烯类材料、多聚芳环类材料。
10.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述有机功能层中单独或同时包括空穴传输层或/和电子传输层。
全文摘要
本发明涉及一种新型结构的白光有机电致发光器件。器件中包括阳极、阴极和有机功能层，有机功能层中包括发光层，还包括至少一层色转换传输层，该色转换传输层中至少包括一种具备载流子传输功能的色转换材料。本发明的器件具有高效、稳定的白光，器件调控性好，同时制备工艺简单。
文档编号H01L51/54GK1937277SQ20061013775
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年10月30日
发明者邱勇, 段炼, 张德强 申请人:清华大学, 北京维信诺科技有限公司