CN103346164A - 一种颜色可调的有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种颜色可调的有机电致发光器件及其制备方法，器件设置有衬底、分别设置于衬底上下表面的第一色光单元和第二色光单元；第一色光单元设置有第一底电极、第一有机电致发射单元和第一顶电极；第二色光单元设置有第二底电极、第二有机电致发射单元和第二顶电极；第一底电极和所述第一顶电极之间加设有电压V1，第二底电极和所述第二顶电极之间加设电压V2；通过调节电压V1值调节第一色光单元的发射光谱，通过调节电压V2值调节第二色光单元的发射光谱，第一色光单元的发射光谱与第二色光单元的发射光谱叠加形成整体发光颜色。该器件的制备方法是在衬底两侧分别制备第一色光单元和第二色光单元。本发明可实现对制备好器件进行颜色调节。

Description

一种颜色可调的有机电致发光器件及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种颜色可调的有机电致发光器件及其制备方法。

背景技术

有机电致发光器件(OLED)是在衬底上形成的薄膜结构，通常包括阳极、阴极和夹在两电极间的有机电致发光单元。在外界电压驱动下，空穴和电子分别从阳极和阴极向有机半导体注入，经过传输到达发光层，进而在发光材料上形成激子辐射发光。有机材料电致发光具有颜色可调、主动发光、高亮度、高效率、宽视角、低耗能、制备工艺简单、可制备弯曲柔性显示屏等一系列优异特性，给显示和照明领域带来了新的发展方向，成为研究和产业化的重点。

通常，有机电致发光器件的颜色多通过化学法调整有机材料的结构实现不同颜色发光。例如双（4,6-二氟苯基吡啶-N,C2）吡啶甲酰合铱（Firpic）发射蓝光，三(2-苯基吡啶)合铱（Ir(ppy)3）发射绿光，三(1-苯基-异喹啉)合铱(III)（Ir(piq)3）发射红光。另外，可以通过物理方法调节发光层中客体发光材料的掺杂比例来实现发光颜色可调。中国专利申请201110236869.2公开了：通过调节双（4,6-二氟苯基吡啶-N，C2）吡啶甲酰合铱与聚乙烯咔唑的混合质量比，实现从蓝光至黄绿光发光。中国专利200910067007.4中通过调节发光层中有机电子传输材料的浓度实现器件发光颜色调节，实现发光颜色从蓝光至蓝绿色发光。以上这两种通过化学合成调节分子结构以及物理蒸镀共混改变掺杂浓度方式调节发光颜色，存在工艺复杂，成本较高的问题。另外，这两种方式实现不同颜色发光，均需要制备不同的有机电致发光器件，而一旦有机电致发光器件制备完成，颜色将不可再调。

因此，针对现有技术不足，提供一种制备完成后仍能根据需要灵活进行颜色调节的有机电致发光器件甚为必要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种颜色可调的有机电致发光器件，该器件可以灵活调节发光颜色。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现。

一种颜色可调的有机电致发光器件，设置有衬底、分别设置于衬底上下表面的第一色光单元和第二色光单元；

所述第一色光单元设置有第一底电极、第一有机电致发射单元和第一顶电极；

所述第二色光单元设置有第二底电极、第二有机电致发射单元和第二顶电极；

所述第一顶电极、第一有机电致发射单元、第一底电极、衬底、第二底电极、第二有机电致反射单元和第二顶电极按照自上往下的顺序依次叠设；

所述第一底电极和所述第一顶电极之间加设有电压V1，所述第二底电极和所述第二顶电极之间加设电压V2；通过调节电压V1值调节第一色光单元的发射光谱，通过调节电压V2值调节第二色光单元的发射光谱，第一色光单元的发射光谱与第二色光单元的发射光谱叠加形成整体发光颜色。

上述电压V1在0~30V范围内可调，所述电压V2在0~30V范围内可调。

上述电压V1、所述电压V2的电压可以分别单独调节。

上述第一色光单元和所述第二色光单元为不同颜色光谱的色光单元。

上述第一色光单元和所述第二色光单元为互补颜色的色光单元，所述第一色光单元和所述第二色光单元的光谱合成白光。

上述第一色光单元为黄光色谱的色光单元，所述第二色光单元为蓝光色谱的色光单元；或者

所述第一色光单元为蓝光色谱的色光单元，所述第二色光单元为黄光色谱的色光单元。

上述黄光色谱的色光单元为由单独黄光材料构成，或者为由绿光材料和红光材料组合构成。

上述衬底设置为透明衬底，具体为玻璃、聚酯类化合物或者聚酰亚胺类化合物；

所述第一底电极、所述第二底电极设置为透明导电电极或者半透明导电电极；

所述第一顶电极、所述第二顶电极为透明电极、半透明电极或不透明反射导电电极中的任意一种，且所述第一顶电极和所述第二顶电极不同时为不透明反射导电电极；

所述透明电极对波长范围420-700nm的透光率大于50%；

所述半透明电极对波长范围420-700nm的透光率大于20%；

所述不透明反射导电电极在可见光区的反射率为20%-100%；

所述透明导电电极为金属氧化物、导电聚合物、导电纳米银或者导电单质碳中的任意一种；

所述金属氧化物包括氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、氧化镓锌、氧化铟镓、氧化铟镓锌；

所述导电单质碳类包括碳纳米管、石墨烯或者导电炭黑；

所述不透明反射导电电极设置为铝、银、铬、铜或者钼电极。

本发明的另一目的是提供一种颜色可调的有机电致发光器件的制备方法，所制备的有机电致发光器件可以根据需要灵活调节发光颜色。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现：

一种制备上述颜色可调的有机电致发光器件的制备方法，是在衬底两侧分别制备第一色光单元和第二色光单元。

具体包括，

在衬底的两侧分别制备第一底电极和第二底电极，然后

在第一底电极表面制备第一有机电致发射单元和第一顶电极、在第二底电极表面制备第二有机电致发射单元和第二顶电极。

本发明的颜色可调的有机电致发光器件，设置有衬底、分别设置于衬底上下表面的第一色光单元和第二色光单元；所述第一色光单元设置有第一底电极、第一有机电致发射单元和第一顶电极；所述第二色光单元设置有第二底电极、第二有机电致发射单元和第二顶电极；所述第一顶电极、第一有机电致发射单元、第一底电极、衬底、第二底电极、第二有机电致反射单元和第二顶电极按照自上往下的顺序依次叠设；所述第一底电极和所述第一顶电极之间加设有电压V1，所述第二底电极和所述第二顶电极之间加设电压V2；通过调节电压V1值调节第一色光单元的发射光谱，通过调节电压V2值调节第二色光单元的发射光谱，第一色光单元的发射光谱与第二色光单元的发射光谱叠加形成整体发光颜色。该有机电致发光器件可以通过调节透明衬底两侧不同发光颜色的色光单元的电压，获得不同发光强度的光谱，通过光谱叠加，获得不同颜色的光，实现对发光颜色的调节。本发明的器件可以对制备好器件进行颜色调节，具有调节灵活方便的特点，适用性强的特点。

本发明的一种颜色可调的有机电致发光器件的制备方法，是在衬底两侧分别制备第一色光单元和第二色光单元。所制备的机电致发光器件可以通过调节透明衬底两侧不同发光颜色的色光单元的电压，获得不同发光强度的光谱，通过光谱叠加，获得不同颜色的光，实现对发光颜色的调节。具有制备工艺简单，方便的特点。

附图说明

利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种颜色可调的有机电致发光器件的结构示意图。

图2 是本发明实施例2的器件的光谱图。

图3 是本发明实施例3的器件的光谱图。

在图1中，包括：

衬底100、

第一色光单元200、

第一底电极210、第一有机电致发射单元220、第一顶电极230、

第二色光单元300、

第二底电极310、第二有机电致发射单元320、第二顶电极330。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1。

一种颜色可调的有机电致发光器件， 如图1所示，设置有衬底100、分别设置于衬底100上下表面的第一色光单元200和第二色光单元300。需要说明的是，本实例中的上下位置是相对于附图进行说明的，实际中可以根据个人习惯对位置进行变换。

第一色光单元200设置有第一底电极210、第一有机电致发射单元220和第一顶电极230。

第二色光单元300设置有第二底电极310、第二有机电致发射单元320和第二顶电极330。

作为本领域公知常识，第一有机电致发射单元220包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。其原理是在外界电压驱动下，空穴和电子分别从阳极和阴极向有机半导体注入，经过传输到达发光层，进而在发光材料上形成激子辐射发光。

第一顶电极230、第一有机电致发射单元220、第一底电极210、衬底100、第二底电极310、第二有机电致反射单元320和第二顶电极330按照自上往下的顺序依次叠设。需要说明的是，作为本领域的公知常识，有机电致发光器件是在衬底上形成的薄膜结构，各个功能层是通过溅射或者沉积或者涂覆等方法依次叠层设置的，故各个功能层之间是相互固定连接的，在此不再赘述。

第一底电极210和第一顶电极230之间加设有电压V1，第二底电极310和第二顶电极330之间加设电压V2。通过调节电压V1值调节第一色光单元200的发射光谱，通过调节电压V2值调节第二色光单元300的发射光谱，第一色光单元200的发射光谱与第二色光单元300的发射光谱叠加形成整体发光颜色。

该有机电致发光器件可以通过调节透明衬底100两侧不同发光颜色的色光单元的电压，获得不同发光强度的光谱，通过光谱叠加，获得不同颜色的光，实现对发光颜色的调节。本发明的器件可以对制备好器件进行颜色调节，具有调节灵活方便的特点，适用性强。

具体的，电压V1在0~30V范围内可调，电压V2在0~30V范围内可调。电压V1、所述电压V2的电压可以分别单独调节，具有调节方便的特点。

第一色光单元200和第二色光单元300可以设置为不同颜色光谱的色光单元，以便调叠加后形成需要的颜色的光谱。

第一色光单元200和第二色光单元300也可以设置为互补颜色的色光单元，以便能够通过第一色光单元200和第二色光单元300的光谱合成白光。

具体的，第一色光单元200为黄光色谱的色光单元，第二色光单元300为蓝光色谱的色光单元；或者第一色光单元200为蓝光色谱的色光单元，第二色光单元300为黄光色谱的色光单元，通过黄光光谱与蓝光光谱可以合成白光。

其中，黄光色谱的色光单元为由单独黄光材料构成，或者为由绿光材料和红光材料组合构成。

需要说明的是，第一色光单元200和第二色光单元300的发光材料可以根据需要灵活选择，不局限于本实施例列举的情况。

为了实现良好的透光效果，衬底100设置为透明衬底100，具体可以为玻璃、聚酯类化合物或者聚酰亚胺类化合物。

第一底电极210、第二底电极310设置为透明导电电极或者半透明导电电极。第一顶电极230、第二顶电极330可以为透明电极、半透明电极或不透明反射导电电极中的任意一种，且第一顶电极230和第二顶电极330不同时为不透明反射导电电极。

透明电极对波长范围420-700nm的透光率大于50%，半透明电极对波长范围420-700nm的透光率大于20%；不透明反射导电电极在可见光区的反射率为20%-100%,效果较佳。

透明导电电极为金属氧化物、导电聚合物、导电纳米银或者导电单质碳中的任意一种。

金属氧化物包括氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、氧化镓锌、氧化铟镓、氧化铟镓锌等。

导电单质碳类包括碳纳米管、石墨烯或者导电炭黑等。

不透明反射导电电极设置为铝、银、铬、铜或者钼电极等。

本发明的有机电致发光器件可以通过调节透明衬底100两侧不同发光颜色的色光单元的电压，获得不同发光强度的光谱，通过光谱叠加，获得不同颜色的光，实现对发光颜色的调节。更重要的是，本发明的器件可以对已经制备好器件进行颜色调节，具有调节灵活方便的特点，适用性强。

本发明的颜色可调的有机电致发光器件其制备过程是这样的，在衬底100两侧分别制备第一色光单元200和第二色光单元300。具体制备方式可以先在衬底100一面制备第一色光单元200，即依次制备第一底电极210、第一有机电致发射单元220和第一顶电极230，然后再在衬底100另一面制备第二色光单元300，即依次制备第二底电极310、第二有机电致发射单元320和第二顶电极330。最后再在电极间加上电压即可。

需要说明的是，制备顺序可以不受上述限制，也可是在衬底100的两侧分别制备第一底电极210和第二底电极310，然后在第一底电极210表面制备第一有机电致发射单元220和第一顶电极230、在第二底电极310表面制备第二有机电致发射单元和第二顶电极330。最后再在电极间加上电压即可。

需要说明的是，第一色光单元200和第二色光单元300的制备顺序可以调换。

本发明的制备方法, 是在衬底100两侧分别制备第一色光单元200和第二色光单元300。所制备的机电致发光器件可以通过调节透明衬底100两侧不同发光颜色的色光单元的电压，获得不同发光强度的光谱，通过光谱叠加，获得不同颜色的光，实现对发光颜色的调节。具有制备工艺简单，方便的特点。

实施例 2 。

下面结合详细的实验例进一步对本发明颜色可调的有机电致发光器件进行说明。

首先对所使用的材料进行说明：

LiF：氟化锂；

Bebq₂：双 (10-羟基苯并喹啉)铍；

Ir(MDQ)₂(acac)：(乙酰丙酮)双(2-甲基二苯并[F,H]喹喔啉)合铱；

NPB：(N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺)；

ITO：氧化铟锡；

TAPC：二[4-(N,N-二甲苯基-氨基)苯基]环己烷；

Bepp₂：双(2-(2-酚基) 吡啶)铍；

Ir(ppy)₃ ： 三(2-苯基吡啶)合铱；

CBP：4,4’-N,N-二咔唑-联苯；

(MPPZ)2Ir(acac)：嘧啶铱配合物二(2—苯基嘧啶)乙酰丙酮铱；

MADN：3-叔丁基-910-二2-萘蒽；

DSA-ph： 4-di-[4-(N,N-diphenyl)aMino]styryl-benzene双对(4-N,N-二苯氨基苯乙烯)；

ITO：氧化铟锡。

采用如下工艺制备一颜色可调的有机电致发光器件，首先将商用玻璃通过图案化、清洗、烘干后送入真空蒸镀设备；之后采用真空热沉积方法制备各个功能层；蒸发速率、掺杂浓度和实际厚度由膜厚监测仪实时控制；使用KEITHLEY2400和光度计评价器件EL性能。

1. 在玻璃衬底的上表面和下表面分别制备ITO薄膜。

2. 再在衬底上表面的ITO薄膜表面按照自下而上的顺序依次制备200 Å 的NPB薄膜、400Å厚度的掺杂10%Ir(MDQ)₂(acac)的Bebq₂薄膜、250 Å厚度的Bebq₂薄膜、10 Å厚度的LiF薄膜和1000 Å厚度的Al薄膜作为第一顶电极。完成第一色光单元的制备。

3. 再在衬底下表面的ITO薄膜表面按照自上而下的顺序依次制备200 Å厚度的 TAPC薄膜、300Å 厚度的掺杂有9%Ir(ppy)₃的Bepp₂薄膜、250Å厚度的 Bepp₂薄膜、10 Å 厚度的LiF薄膜、 100 Å厚度的 Al 薄膜和100 Å厚度的Ag薄膜。完成第二色光单元的制备。

以B：C（xÅ ,y%）表示结构中的一层，其制作材料为B，并且掺杂了C材料，比例为y%，该层的厚度为xÅ (埃)。所制备器件结构为：

Al(1000 Å)/LiF(10 Å)/Bebq₂(250 Å)/ Bebq₂:Ir(MDQ)₂(acac)(400Å，10%)/NPB（200 Å）/ITO/Glass/ITO/TAPC(200 Å)/Bepp₂: Ir(ppy)₃（300Å，9%）/ Bepp₂（250Å）/ LiF(10 Å)/Al(100 Å)/Ag(100 Å)。

为第一色光单元的电极间加设的电压为V1，为第二色光单元的电极之间加设电压V2。

对应于不同的V1 和V2参数，所得到的光谱图像如图2所示。图2a所示的光谱一对应V1=5V，V2=0V；图2b所示的光谱二对应V1=0V，V2=5V；图2c所示的光谱三对应V1=5V，V2=6V；图2d所示的光谱四对应V1=6V，V2=5V。

该颜色可调的有机电致发光器件使用发红光的发光单元（Ir(MDQ)₂(acac)为红光发光染体）以及发绿光的发光单元（Ir(ppy)₃为绿光发光染体），通过改变两个单元的电压，改变两单元的发光强度，最后通过叠加，实现不同的发光颜色，如光谱一为当红光单元电压为5V，绿光单元电压为0时，器件只有红光发光；反之，当绿光单元电压为5V，红光单元电压为0V时，器件发射绿光；而当两单元均加电压时，光谱则有红光以及绿光组成，改变两者不同电压，调节红、绿发发光强度，实现不同发光颜色。

可见，本发明的有机电致发光器件可以通过调节透明衬底两侧不同发光颜色的色光单元的电压，获得不同发光强度的光谱，通过光谱叠加，获得不同颜色的光，实现对发光颜色的调节。更重要的是，本发明的器件可以对已经制备好器件进行颜色调节，具有调节灵活方便的特点，适用性强。

实施例3。

采用与实施例2相同的材料和设备制备可发白光的器件。

仍以B：C（xÅ ,y%）表示结构中的一层，其制作材料为B，并且掺杂了C材料，比例为y%，该层的厚度为xÅ (埃)。所制备器件结构为：

Al(1000 Å)/LiF(10 Å)/Bebq₂(250 Å)/CBP: (MPPZ)2Ir(acac) (300Å，8%)/NPB（200 Å）/ITO/Glass/ITO/NPB(200 Å)/MADN:DSA-ph（300Å，7%）/ Bebq₂（250Å）/ LiF(10 Å)/Al(100 Å)/Ag(100 Å)。

对应于不同的V1 和V2参数，所得到的光谱图像如图3所示。图3a所示的光谱一对应V1=0V，V2=6V；图3b所示的光谱二对应V1=5V，V2=0V；图3c所示的光谱三对应V1=6V，V2=5V；图3d所示的光谱四对应V1=5V，V2=6V。

该颜色可调的有机电致发光器件使用互补色蓝色和黄色，通过电压调节最后叠加可生成白光，实现白光照明。通过改变两个单元的电压，改变两单元的发光强度，最后通过叠加，实现不同的发光颜色，如光谱二为当蓝光单元电压为5V，黄光单元电压为0时，器件只有蓝光发光；反之，当黄光单元电压为5V，蓝光单元电压为0V时，器件发射黄光；而当两单元均加电压时，光谱则由蓝光以及绿光组成，改变两者不同电压，调节蓝、黄发发光强度，实现白光发光或者其他颜色的发光。该方案为白光器件提供了一种稳定可行的方法.

本发明的有机电致发光器件可以通过调节透明衬底两侧不同发光颜色的色光单元的电压，获得不同发光强度的光谱，通过光谱叠加，获得不同颜色的光，实现对发光颜色的调节。更重要的是，本发明的器件可以对已经制备好器件进行颜色调节，具有调节灵活方便的特点，适用性强。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于：设置有衬底、分别设置于衬底上下表面的第一色光单元和第二色光单元；

所述第一色光单元设置有第一底电极、第一有机电致发射单元和第一顶电极；

所述第二色光单元设置有第二底电极、第二有机电致发射单元和第二顶电极；

所述第一顶电极、第一有机电致发射单元、第一底电极、衬底、第二底电极、第二有机电致反射单元和第二顶电极按照自上往下的顺序依次叠设；

所述第一底电极和所述第一顶电极之间加设有电压V1，所述第二底电极和所述第二顶电极之间加设电压V2；通过调节电压V1值调节第一色光单元的发射光谱，通过调节电压V2值调节第二色光单元的发射光谱，第一色光单元的发射光谱与第二色光单元的发射光谱叠加形成整体发光颜色。

2.根据权利要求1所述的颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于：所述电压V1在0~30V范围内可调，所述电压V2在0~30V范围内可调。

3.根据权利要求2所述的颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于：所述电压V1、所述电压V2的电压分别单独调节。

4.根据权利要求1所述的颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于:所述第一色光单元和所述第二色光单元为不同颜色光谱的色光单元。

5.根据权利要求4所述的颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于：所述第一色光单元和所述第二色光单元为互补颜色的色光单元，所述第一色光单元和所述第二色光单元的光谱合成白光。

6.根据权利要求5所述的颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于：所述第一色光单元为黄光色谱的色光单元，所述第二色光单元为蓝光色谱的色光单元；或者

所述第一色光单元为蓝光色谱的色光单元，所述第二色光单元为黄光色谱的色光单元。

7.根据权利要求6所述的颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于:所述黄光色谱的色光单元为由单独黄光材料构成，或者为由绿光材料和红光材料组合构成。

8.根据权利要求1所述的颜色可调的有机电致发光器件，其特征在于：

所述衬底设置为透明衬底，具体为玻璃、聚酯类化合物或者聚酰亚胺类化合物；

所述第一底电极、所述第二底电极设置为透明导电电极或者半透明导电电极；

所述第一顶电极、所述第二顶电极为透明电极、半透明电极或不透明反射导电电极中的任意一种，且所述第一顶电极和所述第二顶电极不同时为不透明反射导电电极；

所述透明电极对波长范围420-700nm的透光率大于50%；

所述半透明电极对波长范围420-700nm的透光率大于20%；

所述不透明反射导电电极在可见光区的反射率为20%-100%；

所述透明导电电极为金属氧化物、导电聚合物、导电纳米银或者导电单质碳中的任意一种；

所述金属氧化物包括氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、氧化镓锌、氧化铟镓、氧化铟镓锌；

所述导电单质碳类包括碳纳米管、石墨烯或者导电炭黑；

所述不透明反射导电电极设置为铝、银、铬、铜或者钼电极。

9.一种制备如权利要求1至8任意一项所述的颜色可调的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于：在衬底两侧分别制备第一色光单元和第二色光单元。

10.如权利要求9所述的颜色可调的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于：具体包括，

在衬底的两侧分别制备第一底电极和第二底电极，然后

在第一底电极表面制备第一有机电致发射单元和第一顶电极、在第二底电极表面制备第二有机电致发射单元和第二顶电极。

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