CN103956434A - 基于oled调制的双面有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

基于oled调制的双面有机电致发光器件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件及其制备方法，本器件包括顶发光器件和底发光器件，所述底发光器件包括透明电极、第一空穴注入层，第一空穴传输层，第一发光层，第一电子传输层，第一电子注入层，第一发光层引出电极阴极；所述顶发光器件包括第二空穴注入层，第二空穴传输层，第二发光层，第二电子传输层，第二电子注入层，第二发光层引出电极阴极，匹配层；所述顶发光器件和底发光器件通过连接层连接。本发明单独的电学调控特性使两边的发光颜色的强度和色度没有偏移，可以保留单色器件的完整性同时又具有单个器件的结构。

Description

基于OLED调制的双面有机电致发光器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及微电子学及材料学领域，特别涉及一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
目前，基于“三明治”结构的有机电致发光器件是在外界电压的驱动下，由阴极注入的电子和阳极注入的空穴分别从电子传输层和空穴传输层向有机发光层迁移，在有机层中复合，释放能量，使得有机发光物质分子受到激发，跃迁到激发态，受激分子从激发态回到基态时产生发光。
在传统的器件结构中，由于制作工艺的限制，电荷和空穴分别通过阳极和阴极注入到电荷传输层和空穴传输层相遇产生激子而发光的单发光器件。对于这种单发光的器件，在实现分别可调控的多色（或单色多个）OLED需要分别制备单独的多个OLED器件。这种器件在量产时比较繁琐，材料和基板浪费，成本较高。另外，在传统的OLED器件中，为了实现单器件的多光混合，需要设计各种缓冲层来平衡载流子和载流子符合的位置。但是对于OLED器件，有机薄膜的厚度对光的强度和色稳定性有着极大的影响。
发明内容  
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件及其器件制备方法。能够实现分别可调控的多色有机电致发光器件，同时节约材料，降低成本。
为了达到上述目的，本发明的构思是：
基于OLED调制的双面有机电致发光器，器件主要特点是避免制备多个单发光器件，以及通过分别独立调制电源不会对光的强度和色稳定性产生影响。通过在正常制备底发射器件的阴极上制备连接层，之后再是顶发射器件。通过制备合理的连接层，巧妙地将顶发射器件和底发射器件结合在一起，独立调制的电压使双面独立发光且发光的性能和颜色均不受影响。
根据上述构思，本发明采用如下技术方案：
一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件，包括顶发光器件和底发光器件，所述底发光器件包括透明电极、第一空穴注入层，第一空穴传输层，第一发光层，第一电子传输层，第一电子注入层，第一发光层引出电极阴极；所述顶发光器件包括第二空穴注入层，第二空穴传输层，第二发光层，第二电子传输层，第二电子注入层，第二发光层引出电极阴极，匹配层；所述顶发光器件和底发光器件通过连接层连接。
所述的透明电极沉积在具有高透光性的刚性玻璃或者柔性的塑料基板上。
一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤：
1）在底发光器件的透明电极上，通过真空蒸镀法依次沉积第一空穴注入层，第一空穴传输层，第一发光层，第一电子传输层，第一电子注入层和具有高功函数的第一发光层引出电极阴极；
2）在第一发光层引出电极阴极上沉积连接层；
3）在连接层上依次沉积第二空穴注入层，第二空穴传输层，第二发光层，第二电子传输层，第二电子注入层，第二发光层引出电极阴极；
4）在第二发光层引出电极阴极上，沉积匹配层。
所述步骤1）中的透明电极为ITO、ZnO、AZO、Ni、Au、Pt中的一种。
所述步骤2）中的连接层材料为Ag，Ni或Au。
所述步骤1）和3）中的第一空穴传输层和第二空穴传输层的材料采用成对偶联的二胺类化合物、“星形”三苯胺化合物、螺型结构和枝形的三苯胺、三芳胺聚合物、咔唑类化合物、有机硅类或有机金属配合物。
所述步骤1）和3）中的第一发光层和第二发光层包括发光材料和激光材料，具有能量传递的主客掺杂***、多掺杂***、双主体掺杂***、以及非掺杂***，在真空中通过共蒸的方式，调节蒸发速率来控制掺杂浓度；或旋涂过程中调节溶夜的配比浓度改变掺杂浓度。
所述发光材料包括：
红色荧光材料：DCJTB［4-(dicyanomethyene)-2-t-butyl-6(1，1，7，7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran］、RD3［tetraphenyldibenzoperiflanthene］、DPP ［6，13-diphenylpentacene］和PAAA {7-( 9-anthryl)dibenzo［a，o］perylene}；
蓝色荧光材料：以9，10-di(2-naphtyl)anthracene (AND)为代表性二芳基蒽衍生物、二苯乙烯芳香衍生物4,4′-Bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1′-biphenyl (DPVBi)和diphenyl-(4-{2-[4-(2-pyridin-4-yl-vinyl)-phenyl]-vinyl}-phenyl)-amine (DPVPA)、以旋环双芴基以2,7-bis[2-(4-tert-butylphenyl)pyrimidine-5-yl]-9,9′-spirobifluorene  (TBPSF)为代表；
绿色荧光材料：香豆素系列2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H,5H,11H-10-(2-benzothiazolyl) quinolizino-[9,9a,1gh] coumarin (C545T)及C545TB、多环芳香族碳氢化合物、喹吖啶酮衍生物的绿光掺杂物；
红光磷光材料：4,4′-bis(9-carbazolyl)biphenyl (CBP)作为主体掺杂的Btp2Ir(acac) bis[2-(2'-benzothienyl)pyridinato-N,C3’](acetylacetonate) iridium、Ir(piq)3［tris［1-phenylisoquinolinato-C2，N］iriium(Ⅲ)］、Ir(BPPa)3；
蓝色磷光材料：EL材料FIrpic［iridiumbis(4，6-diflorophenyl-pyridinato-N，C′)picolinate、Fir6［iridium (Ⅲ) bis (4，6-difluorophenylpyridinato)tetrakis(1-pyrazoly1)borate、FIrN4［Iriium (Ⅲ) bis( 4，6-difluorophenyl-pyridinato)-5-( pyridine-2-yl)-1H-tetrazolate；
绿色磷光材料：Ir(ppy)3［fac-tris(2-phenylpyridine)iridium］、(ppy)2Ir(acac) ［bis(2-phenylpyridine)iridium(acetyl-acetonate)］、Ir( BPPya)3［tris［3，6-bis(phenyl)- pyridazinato - N1，C2′］iridium］。
所述步骤1）和3）中的第一电子传输层和第二电子传输层的材料为8-羟基喹啉铝（Alq3）类金属配合物、噁二唑类化合物、喹喔啉类化合物、含氰基的聚合物、其他含氮杂环化合物、有机硅材料、全氟化材料或有机硼材料。
所述步骤1）和3）中的第一发光层引出电极阴极和第二发光层引出电极阴极为金属铝或镁银合金或锂铝合金。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著地优点：
本发明器件在Bottom-Top OLED结构中，中间的连接层具有将底发射器件和顶发射器件连接起来的作用，因此其厚度和结构对整个器件的性能起着至关重要的作用。单独的电学调控特性使两边的发光颜色的强度和色度没有偏移，可以保留单色器件的完整性同时又具有单个器件的结构。对于量产来说，这样的器件结构不仅能够节约发光材料而且还可以大量节省基板。
附图说明
图1为本发明OLED调制的双面有机电致发光器件结构图。
图2为本发明OLED调制的双面有机电致发光器件工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步的说明。
如图1所示，一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件，包括顶发光器件和底发光器件，所述底发光器件包括透明电极1、第一空穴注入层2，第一空穴传输层3，第一发光层4，第一电子传输层5，第一电子注入层6，第一发光层引出电极阴极7；所述顶发光器件包括第二空穴注入层9，第二空穴传输层10，第二发光层11，第二电子传输层12，第二电子注入层13，第二发光层引出电极阴极14，匹配层15；所述顶发光器件和底发光器件通过连接层8连接。所述的透明电极1沉积在具有高透光性的刚性玻璃或者柔性的塑料基板上。
一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，包括如下步骤：
1）在底发光器件的透明电极1上，通过真空蒸镀法依次沉积第一空穴注入层2，第一空穴传输层3，第一发光层4，第一电子传输层5，第一电子注入层6和具有高功函数的第一发光层引出电极阴极7；
2）在第一发光层引出电极阴极7上沉积连接层8；
3）在连接层8上依次沉积第二空穴注入层9，第二空穴传输层10，第二发光层11，第二电子传输层12，第二电子注入层13，第二发光层引出电极阴极14；
4）在第二发光层引出电极阴极14上，沉积匹配层15。
实施例1
选择透明的沉积有ITO的玻璃基板，通过真空蒸镀的方法，在玻璃基板上沉积 MoO3，再是  N-bis-(naphthyl)-N, N'-diphenyl-1, 1'-biphenyl-4, 4'-diamine (NPB)为材料的空穴传输层，再是既可以是发光材料也可以是电子传输层材料的8-羟基喹啉铝（Alq3），然后沉积LIQ，阴极为Al，连接层为Ag，接下来以同样的方式再重复一遍该结构，首先是沉积 MoO3，接下来是  N-bis-(naphthyl)-N, N'-diphenyl-1, 1'-biphenyl-4, 4'-diamine (NPB)为材料的空穴传输层，再是既可以是发光材料也可以是电子传输层材料的8-羟基喹啉铝（Alq3），然后沉积LIQ，阴极为Al，最后是匹配层8-羟基喹啉铝（Alq3）。
测试过程如图2所示：
首先，将直流电压源正极接在透明电极1上，负极接在第一发光层引出电极阴极7。同时，用另外的直流电压源正极接在连接层8，负极接在二发光层引出电极阴极14。两个直流电压源同时加上合适的电压，通过能级匹配和能量的传输在发光层产生发光的激子。 

Claims (10)

1.一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件，其特征在于，包括顶发光器件和底发光器件，所述底发光器件包括透明电极（1）、第一空穴注入层（2），第一空穴传输层（3），第一发光层（4），第一电子传输层（5），第一电子注入层（6），第一发光层引出电极阴极（7）；所述顶发光器件包括第二空穴注入层（9），第二空穴传输层（10），第二发光层（11），第二电子传输层（12），第二电子注入层（13），第二发光层引出电极阴极（14），匹配层（15）；所述顶发光器件和底发光器件通过连接层（8）连接。
2.根据权利要求1所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件，其特征在于，所述的透明电极（1）沉积在具有高透光性的刚性玻璃或者柔性的塑料基板上。
3.一种基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）在底发光器件的透明电极（1）上，通过真空蒸镀法依次沉积第一空穴注入层（2），第一空穴传输层（3），第一发光层（4），第一电子传输层（5），第一电子注入层（6）和具有高功函数的第一发光层引出电极阴极（7）；
2）在第一发光层引出电极阴极（7）上沉积连接层（8）；
3）在连接层（8）上依次沉积第二空穴注入层（9），第二空穴传输层（10），第二发光层（11），第二电子传输层（12），第二电子注入层（13），第二发光层引出电极阴极（14）；
4）在第二发光层引出电极阴极（14）上，沉积匹配层（15）。
4.根据权利要求3所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的透明电极（1）为ITO、ZnO、AZO、Ni、Au、Pt中的一种。
5.根据权利要求3所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中的连接层（7）材料为Ag，Ni或Au。
6.根据权利要求3所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1）和3）中的第一空穴传输层（3）和第二空穴传输层（10）的材料采用成对偶联的二胺类化合物、“星形”三苯胺化合物、螺型结构和枝形的三苯胺、三芳胺聚合物、咔唑类化合物、有机硅类或有机金属配合物。
7.根据权利要求3所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1）和3）中的第一发光层（4）和第二发光层（11）包括发光材料和激光材料，具有能量传递的主客掺杂***、多掺杂***、双主体掺杂***、以及非掺杂***，在真空中通过共蒸的方式，调节蒸发速率来控制掺杂浓度；或旋涂过程中调节溶夜的配比浓度改变掺杂浓度。
8.根据权利要求7所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述发光材料包括：
红色荧光材料：DCJTB［4-(dicyanomethyene)-2-t-butyl-6(1，1，7，7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran］、RD3［tetraphenyldibenzoperiflanthene］、DPP ［6，13-diphenylpentacene］和PAAA {7-( 9-anthryl)dibenzo［a，o］perylene}；
蓝色荧光材料：以9，10-di(2-naphtyl)anthracene (AND)为代表性二芳基蒽衍生物、二苯乙烯芳香衍生物4,4′-Bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1′-biphenyl (DPVBi)和diphenyl-(4-{2-[4-(2-pyridin-4-yl-vinyl)-phenyl]-vinyl}-phenyl)-amine (DPVPA)、以旋环双芴基以2,7-bis[2-(4-tert-butylphenyl)pyrimidine-5-yl]-9,9′-spirobifluorene  (TBPSF)为代表；
绿色荧光材料：香豆素系列2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H,5H,11H-10-(2-benzothiazolyl) quinolizino-[9,9a,1gh] coumarin (C545T)及C545TB、多环芳香族碳氢化合物、喹吖啶酮衍生物的绿光掺杂物；
红光磷光材料：4,4′-bis(9-carbazolyl)biphenyl (CBP)作为主体掺杂的Btp2Ir(acac) bis[2-(2'-benzothienyl)pyridinato-N,C3’](acetylacetonate) iridium、Ir(piq)3［tris［1-phenylisoquinolinato-C2，N］iriium(Ⅲ)］、Ir(BPPa)3；
蓝色磷光材料：EL材料FIrpic［iridiumbis(4，6-diflorophenyl-pyridinato-N，C′)picolinate、Fir6［iridium (Ⅲ) bis (4，6-difluorophenylpyridinato)tetrakis(1-pyrazoly1)borate、FIrN4［Iriium (Ⅲ) bis( 4，6-difluorophenyl-pyridinato)-5-( pyridine-2-yl)-1H-tetrazolate；
绿色磷光材料：Ir(ppy)3［fac-tris(2-phenylpyridine)iridium］、(ppy)2Ir(acac) ［bis(2-phenylpyridine)iridium(acetyl-acetonate)］、Ir( BPPya)3［tris［3，6-bis(phenyl)- pyridazinato - N1，C2′］iridium］。
9.根据权利要求3所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1）和3）中的第一电子传输层（5）和第二电子传输层（12）的材料为8-羟基喹啉铝（Alq3）类金属配合物、噁二唑类化合物、喹喔啉类化合物、含氰基的聚合物、其他含氮杂环化合物、有机硅材料、全氟化材料或有机硼材料。
10.根据权利要求3所述的基于OLED调制的双面有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤1）和3）中的第一发光层引出电极阴极（7）和第二发光层引出电极阴极（14）为金属铝或镁银合金或锂铝合金。
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