利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件及其制备方法，属于有机发光二极管(OLED)器件的制备技术领域，本发明专利技术以有机单晶材料为白光OLED器件的发光层主体材料，通过在主体材料(发A色光)中同时掺杂分别发B色光和C色光的两种客体分子，可制备出由A、B和C三基色组合而发高质量白光的OLED器件。本发明专利技术在发光层中采用两种不同色光的客体分子对主体有机单晶进行双掺杂，有效拓宽了器件发光的谱宽，显著提升了白光质量；并以单一发光层多掺杂的方式代替以往白光器件中的利用多发光层获得多基色光组合，简化了器件结构和加工工艺。

Preparation of three primary color white OLED devices using organic single crystal materials and their preparation methods

The invention discloses a white-light OLED device with three primary colors and a preparation method thereof, belonging to the preparation technical field of organic light-emitting diode (OLED) devices. The organic single crystal material is used as the main material of the luminous layer of the white-light OLED device, and the white-light OLED device is doped with the main material (A-color light) and emitted separately. Two guest molecules of B-and C-colored light can be used to fabricate high quality white OLED devices with combination of A, B and C primers. In the light emitting layer, the host organic single crystal is doubly doped by two different color light-emitting object molecules, which effectively widens the luminous spectrum of the device and significantly improves the white light quality; and the multi-doping method of the single luminous layer replaces the multi-color light combination in the previous white light-emitting devices, thus simplifying the device. Part structure and processing technology.

【技术实现步骤摘要】
利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件及其制备方法
本专利技术属于有机发光二极管(OLED)器件的制备
，具体涉及利用有机单晶材料进行三基色组合获得白光，通过在作为发光层的有机单晶主体材料中进行两种客体分子的掺杂，以实现三基色光组合使器件发白光和提高白光质量的目的。
技术介绍
白光OLED器件是有机发光二极管器件中极为重要的一类，在固态照明和平板显示等领域均具有基本而广泛的应用。目前，用于制备白光OLED器件的主体材料——即发光层材料，主要是有机非晶或多晶发光材料。由于这两类材料中的分子有序程度较低，导致材料中具有较高的缺陷浓度使得载流子迁移率降低，进而导致器件发光效率的提升存在着难以克服的困难。据此，可考虑引入低缺陷浓度和高载流子迁移率的有机单晶材料作为发光层材料，预计对器件发光效率会有显著提升。同时，为了获得白光，需使器件的发光覆盖整个可见光波段(400-760nm)。通常的做法是采用不同基色组合来实现，比如三基色组合(蓝色、绿色和红色)或两基色组合(蓝色和黄色/橙色)。目前的利用有机单晶材料制备的白光OLED器件中，普遍采用两基色组合，因此存在发光光谱谱宽受限和白光质量不高等现有技术困难。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是：提供一种利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法。本专利技术以有机单晶材料为白光OLED器件的发光层主体材料，通过在主体材料(发A色光)中同时掺杂分别发B色光和C色光的两种客体分子，可制备出由A、B和C三基色组合而发高质量白光的OLED器件。本专利技术通过如下技术方案实现：利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法，具体步骤如下：(1)、衬底准备；首先，将衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为10-30min，并用氮气吹干并置于培养皿中；然后，用移液枪将疏水修饰剂滴涂在盛放衬底的培养皿底部空白处并加盖封闭，进而将整个培养皿置于真空烘箱中，使得疏水修饰剂挥发并对衬底表面进行超疏水修饰；最后，将完成修饰的衬底再依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为10-30min，并用氮气吹干；(2)、双掺杂生长三基色发光层材料；首先，将发光层主体材料与两种客体掺杂材料的粉末混合后置于研钵，并加入有机溶剂，充分研磨待混合物呈油漆状后，置于烘箱内烘干以去除溶剂，得到均匀混合的三基色发光层材料的前驱体粉末；然后，将前驱体粉末收集至石英管内，置于双温区管式炉中，并确保前驱体粉末位于双温区管式炉的高温区；最后，通入载流气体，待其流速稳定后设置双温区各自的温度并开始加温，利用物理气相传输法(PVT)生长出片状的、悬挂于石英管壁的双掺杂生长三基色发光层材料；(3)、制备基于三基色发光层的OLED器件；器件结构中各层的制备顺序为：修饰层/阳极生长→模板剥离转写→空穴阻挡层/阴极生长；首先，用镊子将步骤(2)的双掺杂生长三基色发光层材料转移至步骤(1)中准备好的衬底上，并在其上方覆盖阳极金属掩膜板，后置于有机蒸发炉中依次生长修饰层和阳极，取出并摘掉金属掩膜板后待用；随后，在器件上表面(即阳极)滴一滴光刻胶，取一片与器件衬底同等大小的玻璃片覆盖在光刻胶上方，使光刻胶在玻璃片重力作用下均匀摊开至覆盖整个衬底(器件)表面乃至稳定，置于紫外灯下曝光使光刻胶固化并黏附于玻璃片上成为新衬底，用刀片将步骤(1)中的衬底从器件剥离，(此时器件结构由下至上依次为玻璃/光刻胶/阳极/修饰层/发光层)；最后，将器件再次置于有机蒸发炉中，并再次覆盖金属掩膜板，依次生长空穴阻挡层和阴极，完成整个器件制备。进一步地，步骤(1)所述衬底为硅片，尺寸为2cm×1.8cm；所述疏水修饰剂为十八烷基三氯硅烷(OTS)，用量为10-50μL，所用修饰温度为40-60℃，所用修饰时间为4-12h；所用真空干燥箱的真空度为0.1MPa。进一步地，步骤(2)所述发光层主体材料为1,4-双(4-甲基苯乙烯基)苯(BSB-Me)有机单晶材料，两种客体掺杂材料分别为并四苯和并五苯，主体材料与两种客体掺杂材料的质量比为20：(0.8-1.2)：(0.1-0.9)；所用研磨的有机溶剂为丙酮或乙醇，用量为1-5mL，研磨时间为1-2h，烘干温度为100-120℃，烘干时间为1-2h；所用发光层材料生长的前驱体粉末为2-4mg，载流气体为氩气，流速为30-50mL/min，双温区管式炉的高温区温度为255-270℃，低温区温度为215-240℃，生长时间为120-300min。进一步地，步骤(3)所述修饰层/阳极为MoO3/Ag，厚度分别为5-13nm和100-200nm，生长速度分别为和所用的光刻胶为NOA63，用量为200-500μL，光刻胶稳定时间为5-10min，在紫外灯下曝光固化的时间为15-17min；所述空穴阻挡层/阴极为TPBi/Ca/Ag，其中TPBi为空穴阻挡层，Ca/Ag为复合阴极，厚度分别为40-70nm、8-15nm和15-25nm，生长速度分别为和与现有技术相比，本专利技术的优点如下：(1)、在发光层中采用两种不同色光的客体分子对主体有机单晶进行双掺杂，有效拓宽了器件发光的谱宽，显著提升了白光质量。(2)以单一发光层多掺杂的方式代替以往白光器件中的利用多发光层获得多基色光组合，简化了器件结构和加工工艺。附图说明图1为本专利技术的利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法的流程图；图2为本专利技术的利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法制备的白光OLED器件的结构示意图；图3为本专利技术的利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的电致发光光谱图；其中，各色谱的激发电流依次为6.7、16.2、49.3、91.3、196.7mA/cm2；图4为本专利技术的利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法制备的白光OLED器件的CIE色度图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步地说明。实施例1通过对有机单晶发光层进行双掺杂制备三基色组合的白光OLED器件。选取具有低缺陷浓度、高载流子迁移率的有机单晶材料BSB-Me(发蓝-绿光)，作为白光OLED器件的发光层材料，能够大大提升器件的发光效率。同时，可选用发绿光的并四苯和发红光的并五苯对BSB-Me进行双掺杂，以实现器件电致发光光谱中红色、绿色和蓝色三基色光的组合，最终有效拓宽了器件的谱宽并获得了高质量的白光。利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法，具体步骤如下：(1)、衬底准备：所用衬底为尺寸2cm×1.8cm的Si片，所用疏水修饰剂为OTS；首先，将衬底其依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为30min，并用氮气吹干并置于培养皿中；然后，用移液枪将10μLOTS滴涂在盛放衬底的培养皿底部空白处并加盖封闭，进而将整个培养皿置于真空烘箱中，在40℃下处理12h，使得OTS分子挥发并对衬底表面进行超疏水修饰。最后，将完成修饰的衬底再依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为30min，并用氮气吹干。(2)、双掺杂生长三基色发光层材料：所用发光层主体材料为BSB-Me，客体掺杂材料为并四苯和并五苯，三者混合的质量比为20:0.8:0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)、衬底准备；首先，将衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为10‑30min，并用氮气吹干并置于培养皿中；然后，用移液枪将疏水修饰剂滴涂在盛放衬底的培养皿底部空白处并加盖封闭，进而将整个培养皿置于真空烘箱中，使得疏水修饰剂挥发并对衬底表面进行超疏水修饰；最后，将完成修饰的衬底再依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为10‑30min，并用氮气吹干；(2)、双掺杂生长三基色发光层材料；首先，将发光层主体材料与两种客体掺杂材料的粉末混合后置于研钵，并加入有机溶剂，充分研磨待混合物呈油漆状后，置于烘箱内烘干以去除溶剂，得到均匀混合的三基色发光层材料的前驱体粉末；然后，将前驱体粉末收集至石英管内，置于双温区管式炉中，并确保前驱体粉末位于双温区管式炉的高温区；最后，通入载流气体，待其流速稳定后设置双温区各自的温度并开始加温，利用物理气相传输法生长出片状的、悬挂于石英管壁的双掺杂生长三基色发光层材料；(3)、制备基于三基色发光层的OLED器件；器件结构中各层的制备顺序为：修饰层/阳极生长→模板剥离转写→空穴阻挡层/阴极生长；首先，用镊子将步骤(2)的双掺杂生长三基色发光层材料转移至步骤(1)中准备好的衬底上，并在其上方覆盖阳极金属掩膜板，后置于有机蒸发炉中依次生长修饰层和阳极，取出并摘掉金属掩膜板后待用；随后，在器件上表面滴一滴光刻胶，取一片与器件衬底同等大小的玻璃片覆盖在光刻胶上方，使光刻胶在玻璃片重力作用下均匀摊开至覆盖整个器件表面乃至稳定，置于紫外灯下曝光使光刻胶固化并黏附于玻璃片上成为新衬底，用刀片将步骤(1)中的衬底从器件剥离，此时器件结构由下至上依次为玻璃/光刻胶/阳极/修饰层/发光层；最后，将器件再次置于有机蒸发炉中，并再次覆盖金属掩膜板，依次生长空穴阻挡层和阴极，完成整个器件制备。...

【技术特征摘要】
1.利用有机单晶材料制备三基色组合的白光OLED器件的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)、衬底准备；首先，将衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为10-30min，并用氮气吹干并置于培养皿中；然后，用移液枪将疏水修饰剂滴涂在盛放衬底的培养皿底部空白处并加盖封闭，进而将整个培养皿置于真空烘箱中，使得疏水修饰剂挥发并对衬底表面进行超疏水修饰；最后，将完成修饰的衬底再依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，所用时间为10-30min，并用氮气吹干；(2)、双掺杂生长三基色发光层材料；首先，将发光层主体材料与两种客体掺杂材料的粉末混合后置于研钵，并加入有机溶剂，充分研磨待混合物呈油漆状后，置于烘箱内烘干以去除溶剂，得到均匀混合的三基色发光层材料的前驱体粉末；然后，将前驱体粉末收集至石英管内，置于双温区管式炉中，并确保前驱体粉末位于双温区管式炉的高温区；最后，通入载流气体，待其流速稳定后设置双温区各自的温度并开始加温，利用物理气相传输法生长出片状的、悬挂于石英管壁的双掺杂生长三基色发光层材料；(3)、制备基于三基色发光层的OLED器件；器件结构中各层的制备顺序为：修饰层/阳极生长→模板剥离转写→空穴阻挡层/阴极生长；首先，用镊子将步骤(2)的双掺杂生长三基色发光层材料转移至步骤(1)中准备好的衬底上，并在其上方覆盖阳极金属掩膜板，后置于有机蒸发炉中依次生长修饰层和阳极，取出并摘掉金属掩膜板后待用；随后，在器件上表面滴一滴光刻胶，取一片与器件衬底同等大小的玻璃片覆盖在光刻胶上方，使光刻胶在玻璃片重力作用下均匀摊开至覆盖整个器件表面乃至稳定，置于紫外灯下曝光使光刻胶固化并黏附于玻璃片上成为新衬底，用刀片将步骤(1)中的衬底从器件剥离，此时器件结构由下至上依次为玻璃/光刻胶/阳极/修饰层/发光层；最后，将器件再次置...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪波，冯晶，董奉喜，丁然，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22