一种高显色指数的白光OLED器件制造技术

一种结构简单的高CRI白光OLED器件，所述器件的功能层由空穴传输层、第一电子传输层、电子阻挡层、第二电子传输层和电子注入层构成，空穴传输层与第一电子传输层的界面形成黄色荧光发射的激基复合物，第二电子传输层材料实现蓝光发射，电子阻挡层使器件实现激基复合物黄光及第二电子传输层蓝光的同时发射。本发明专利技术的白光OLED器件结构极其简单，通过4个非掺杂的有机材料功能层就实现了发光光谱宽、CRI高的蓝‑黄双色全荧光白光发射。

A white light OLED device with high chromatic index

A simple high CRI white OLED devices, the device function layer consists of a hole transport layer, the first electron transport layer, electron blocking layer, second electron transport layer and electron injection layer, a hole transport layer and the first electron transport layer formed at the interface of exciplex yellow fluorescence emission, second electron transport the blue light emitting layer, an electron blocking layer makes the device to achieve the emission of Electroplex yellow light and blue light and electron transport layer two. White OLED device structure of the invention is extremely simple, by 4 non doped organic material layer on the realization of the function spectrum width, CRI high blue yellow fluorescence full white light emission.

【技术实现步骤摘要】
一种高显色指数的白光OLED器件
本专利技术属于有机半导体发光器件
，涉及一种白光OLED，特别是一种具有高显色指数的白光OLED器件。
技术介绍
有机发光二极管(Organiclight-emittingdiodes，OLED)具有面光源、轻薄、柔性、透明等特点，得到了广泛的研究并不断成熟，可以广泛应用于下一代照明和显示领域，具有广阔的市场空间和巨大的应用前景。白光OLED主要包括全荧光、全磷光以及荧光/磷光杂化白光OLED。受限于磷光材料用到的Ir、Pt等贵金属资源的稀缺、价格昂贵等弊端，不可避免会限制全磷光及荧光/磷光杂化白光OLED在未来大规模商业化中的应用潜力。相比之下，结构较为简单的全荧光白光OLED在低成本方面具有较强的竞争力。显色指数(ColorRenderingIndex，CRI)是衡量光源品质的重要参数，高CRI的白光OLED越来越受到研究人员的重视。对于商业化照明而言，要求白光光源的CRI较高(CRI＞80)。而在博物馆、展览馆以及具有绚丽灯光效果的演播大厅中，对照明光源的CRI要求则更加苛刻(CRI＞90)。高CRI的白光OLED要求其发光光谱尽可能多的连续覆盖400～780nm的所有可见光波段。一般而言，需要至少三种发光材料(蓝、绿、红)才能在可见光范围形成较为连续的光谱，实现较高CRI(＞80)的白光发射。为了追求更高品质的白光发射(CRI＞90)，研究人员往往通过在一个器件中加入四种甚至五种发光材料，以获得更宽的发光光谱。但是，使用的发光材料越多，发光层也越多，存在于各种发光层之间的能量传递过程会更复杂，导致白光OLED的器件结构以及发光机理均非常复杂，制备成本也相对较高。激基复合物是一种形成于强电子给体与强电子受体界面的分子间电荷转移激发态。相比于给体或者受体材料的发光光谱，激基复合物的发光光谱会发生明显红移，并且光谱相对较宽，结合其它互补色的发光，可以较容易实现高质量的白光发射。近年来，利用激基复合物发光来制备高CRI白光OLED成为一种新的思路。从制备工艺来看，传统的高CRI白光OLED器件一般是将不同的发光材料掺杂在单一或多个主体中实现，而文献报道的利用激基复合物发光实现高CRI的白光OLED也多涉及到给、受体的掺杂。掺杂工艺的引入，势必会增加器件制备的难度，尤其是对于不同染料的掺杂浓度需要精确控制的白光器件。这样就导致高品质白光发射OLED器件的制备难度加大，重复性差，不利于工业化生产。综上所述，目前报道的高CRI白光OLED普遍存在器件结构复杂，制备工艺繁琐，重复性差，成本高等限制，不利于其商业化照明的进一步发展。因此，急需开发一种结构简单、成本低且CRI高的白光OLED，以满足越来越严苛的商业化照明需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高显色指数的白光OLED器件，本专利技术的高CRI白光OLED器件结构极其简单，有助于显著简化器件制备流程、降低制备成本，利于商业化应用。本专利技术的高CRI白光OLED器件包括透明基底，透明基底之上的阳极、阴极，以及设置在所述阳极和阴极之间的多层功能层，所述功能层由自阳极至阴极依次排列的空穴传输层、第一电子传输层、电子阻挡层、第二电子传输层和电子注入层构成，且除电子注入层外的其它有机材料功能层的组成满足：在空穴传输层与第一电子传输层的界面形成激基复合物，该激基复合物具有黄色荧光发射性能；第二电子传输层材料为同时具有蓝色荧光发射性能的材料，用于实现蓝光发射；电子阻挡层材料具有高于第二电子传输层材料的LUMO能级，使器件实现激基复合物黄光及第二电子传输层蓝光的同时发射；通过上述器件结构，实现器件发光光谱宽、显色指数高的蓝-黄双色全荧光白光发射。一般地，能够形成黄光激基复合物的空穴传输层/第一电子传输层材料组合包括但不限于以下组合：m-MTDATA/Bepp2、m-MTDATA/TPBi、m-MTDATA/Bphen、TCTA/3P-T2T、TAPC/PO-T2T等。本专利技术中，由上述材料组合所形成的黄光激基复合物的发射峰位于530～590nm，且空穴传输层材料HOMO能级与第一电子传输层材料LUMO能级的差为2.0～2.4eV。构成本专利技术所述第二电子传输层的材料为具有蓝色荧光发光性能的材料，以用于实现蓝光发射。优选地，所述第二电子传输层材料可以选择但不限于为Bepp2、Bebq2、BAlq等具有蓝色荧光发光性能的材料。本专利技术所述第二电子传输层材料的电致发光峰位于430～490nm。进一步地，本专利技术所述第二电子传输层材料可以与第一电子传输层材料相同或不相同。本专利技术中，所述的电子阻挡层材料为具有空穴传输性能的材料，且其LUMO能级高于相应的第二电子传输层材料。适合于构成本专利技术器件电子阻挡层的材料可以包括但不限于：MCP、NPB、TCTA、TAPC等。本专利技术的高CRI白光OLED器件还可以包括空穴注入层，所述空穴注入层被插入在阳极与空穴传输层之间。空穴注入层的插入，有助于减小空穴载流子的注入势垒，提高器件的载流子注入，进而降低器件的启亮电压，提高器件效率。空穴注入材料可以是金属氧化物、有机小分子材料或聚合物材料，如三氧化钼(MoO3)、HAT-CN及PEDOT:PSS等。本专利技术利用上述电子阻挡层材料，实现了部分电子被阻挡在第二电子传输层区域，与传输过来的空穴复合形成蓝光发射，部分电子穿过电子阻挡层到达空穴传输层与第一电子传输层界面，形成激基复合物的黄光发射，从而最终实现高品质的白光发射。进而，本专利技术还可以仅通过改变电子阻挡层的厚度，就可以很容易的调节白光OLED在不同亮度下的发光光谱。优选的，为了实现较为完全的激基复合物的黄光发射，同时保证部分空穴可以传输到达第二电子传输层，本专利技术将第一电子传输层的厚度设置为3～6nm。本专利技术提供的上述白光OLED器件，只是通过4个非掺杂的有机材料功能层，使用3～4种有机功能材料，即实现了结合光谱较宽的激基复合物黄光发射及第二电子传输层材料的蓝色荧光发射，得到了CRI高的蓝-黄双色全荧光白光发射。本专利技术制备的白光OLED器件结构极其简单，能够大幅简化器件制备的工艺流程。此外，器件结构中并没有用到昂贵的磷光材料，进一步降低了器件的制备成本。本专利技术还可以仅通过改变电子阻挡层的厚度，容易的实现不同亮度下器件发光光谱的调节，通过简单地优化器件不同功能层厚度，使器件实现相当高的CRI(＞90)，为目前报道的结构最简单的双色高CRI白光OLED器件之一。附图说明图1是本专利技术高CRI白光OLED器件的结构及发光机理示意图。图2是m-MTDATA、Bepp2及两者质量比1∶1的混合薄膜的归一化光致发光光谱图。图3是m-MTDATA、Bphen及两者质量比1∶1的混合薄膜的归一化光致发光光谱图。图4是m-MTDATA、TPBi及两者质量比1∶1的混合薄膜的归一化光致发光光谱图。图5是实施例1制备白光器件在不同亮度下的归一化电致发光光谱、CIE和CRI。图6是实施例2制备白光器件在不同亮度下的归一化电致发光光谱、CIE和CRI。图7是实施例3制备白光器件在不同亮度下的归一化电致发光光谱、CIE和CRI。图8是实施例4制备白光器件在不同亮度下的归一化电致发光光谱、CIE和CRI。图9是实施例5制备白光器件在不同亮度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高显色指数的白光OLED器件，包括透明基底，透明基底之上的阳极、阴极，以及设置在所述阳极和阴极之间的多层功能层，其特征是所述功能层由自阳极至阴极依次排列的空穴传输层、第一电子传输层、电子阻挡层、第二电子传输层和电子注入层构成，且除电子注入层外的其它有机材料功能层的组成满足：在空穴传输层与第一电子传输层的界面形成激基复合物，该激基复合物具有黄色荧光发射性能；第二电子传输层材料为同时具有蓝色荧光发射性能的材料，用于实现蓝光发射；电子阻挡层材料具有高于第二电子传输层材料的LUMO能级，使器件实现激基复合物黄光及第二电子传输层蓝光的同时发射；通过上述器件结构，实现器件发光光谱宽、显色指数高的蓝‑黄双色全荧光白光发射。

【技术特征摘要】
1.一种高显色指数的白光OLED器件，包括透明基底，透明基底之上的阳极、阴极，以及设置在所述阳极和阴极之间的多层功能层，其特征是所述功能层由自阳极至阴极依次排列的空穴传输层、第一电子传输层、电子阻挡层、第二电子传输层和电子注入层构成，且除电子注入层外的其它有机材料功能层的组成满足：在空穴传输层与第一电子传输层的界面形成激基复合物，该激基复合物具有黄色荧光发射性能；第二电子传输层材料为同时具有蓝色荧光发射性能的材料，用于实现蓝光发射；电子阻挡层材料具有高于第二电子传输层材料的LUMO能级，使器件实现激基复合物黄光及第二电子传输层蓝光的同时发射；通过上述器件结构，实现器件发光光谱宽、显色指数高的蓝-黄双色全荧光白光发射。2.根据权利要求1所述的白光OLED器件，其特征是所述形成黄光激基复合物的空穴传输层/第一电子传输层材料组合包括但不限于m-MTDATA/Bepp2、m-MTDATA/TPBi、m-...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗艳勤，王科翔，赵波，高龙，王忠强，王华，许并社，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14