一种双荧光掺杂的单发光层高效白光有机电致发光器件

技术领域

本发明属于有机电致发光器件制备技术领域，具体的说涉及一种双荧光掺杂的单发光层高效白光有机电致发光器件。

背景技术

有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diodes，OLED)具有柔软、透明、超薄、高亮度、全色彩显示、自发光、低功耗及在低温条件下仍能正常工作等特点，被视为是下一代高效节能的平面分布式固态光源。

磷光白光器件由于含有稀缺重金属且电压升高导致光谱不稳定，器件成本较高，工业生产有一定的难度。荧光白光器件中只有单线态激子被用来发光，器件效率较低，最大外量子效率为5％，不能满足实际应用的要求。

经检索，在先专利“申请公布号CN 110034243A一种白光有机电致发光器件”，该专利申请是两个发光层，并且每层都是掺杂结构，分别是磷光和荧光掺杂。该器件结构复杂，有磷光材料导致成本高。

现在需要一种结构简单、成本低，效率高的发光器件。

参考文献

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发明内容

本发明的目的是要提供一种双荧光掺杂的单发光层高效白光有机电致发光器件，解决了传统的磷光材料器件造价高和荧光材料器件效率低的问题,同时单发光层掺杂结构，使得器件结构简单，简化实验工艺流程，为工业大规模生产提供方便，制备出满足日常照明的WOLEDs。

本发明的技术方案：

一种双荧光掺杂的单发光层高效白光有机电致发光器件，该有机白光器件，由下至上依次由ITO玻璃阳极、MoO

所述发光层以DPEPO(二[2-((氧代)二苯基膦基)苯基]醚)为主体材料，TBRb(2,8-Di-tert-butyl-5,11-bis(4-tert-butylphenyl)-6,12-diphenyltetrace ne)为黄光掺杂剂，DMAC-DPS(双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜)为蓝光掺杂剂；

所述MoO

所述TBRb为黄光掺杂剂浓度为0.8％或1.0％或1.5％。

本发明的有益效果

1、本申请为一种双荧光掺杂的单发光层高效White OLED(WOLEDs)，其中蓝色TADF材料和传统黄色荧光材料作为掺杂剂。相比于传统的荧光白光器件，可以突破5％的外量子效率。本申请器件仅以单发光层结构制备，结构简单，为大规模生产提供方便。

2、本申请发明了一种双荧光掺杂的单发光层WOLEDs,荧光掺杂的WOLEDs具有成本低，稳定性高的优点。TADF材料的加入可以通过降低掺杂浓度，有效地抑制主体的三重激发态与掺杂剂之间的Dexter能量转移。由于大于25％的单重态激子是通过有效的反系间窜越获得的，因此WOLEDs的EQE有望达到5％以上。

附图说明

图1本申请发光器件结构示意图；

图2本申请发光器件A-C在8V电压下的归一化光谱图；

图3本申请发光器件功率效率-电流密度曲线图；

图4本申请发光器件亮度-电压曲线图；

图5本申请发光器件电流效率-电流密度曲线图；

图6本申请发光器件外量子效率-电流密度曲线图；

图7本申请发光器件B在部分电压下的归一化光谱图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，表述的实施例仅仅是本发明一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种双荧光掺杂的单发光层高效白光有机电致发光器件，具体包括以下实验：

a、实验器件制备

采用器件的结构为:

ITO/MoO

空穴注入层为MoO

具体步骤如下：

(1)所有器件均制备在2cm*2.5cm大小的铟锡氧化(ITO)涂层玻璃上，薄层电阻为10Ω/sq，用作透明阳极；

(2)用自来水和洗洁精对ITO玻璃表面进行简单的清洗，然后用去离子水冲洗直至ITO表面可以形成完整的水膜；

(3)将清洗干净的ITO玻璃放在订做的玻璃支架上并放入烧杯中，依次用丙酮、乙醇和去离子水各超声清洗15分钟；

(4)倒掉去离子水，将清洗干净的ITO玻璃放在恒温干燥箱中进行干燥处理。待ITO完全干燥之后，迅速将ITO玻璃放入到真空腔体内，整个操作过程控制在5min之内。

(5)紧接着对腔体进行抽真空，待真空度低于3×10

(6)器件的制备在多源有机分子气相沉积系统中进行，将所用材料分别放在不同的蒸发源(石英坩埚)中，每个蒸发源的温度进行单独控制，打开热蒸发源电源开关，按照设计的器件结构从下到上依次进行MoO

(7)待有机功能材料沉积完毕后，旋转ITO玻璃托盘切换掩膜板到蒸镀铝电极的位置，进行阴极铝的蒸镀。真空度维持在1.5×10

b、实验器件性能检测

器件的电致发光谱、亮度、色度以及电流、电压特性采用由美国生产的PR655光度计和Keithley-2400电流－电压源组成的测试系统进行同步测量；有机膜的厚度是由上海产的FTM-V型石英晶体膜厚仪来监测的，同时所有的测试都是在室温大气环境中进行的。

下面将结合说明书附图2-7来对掺杂层浓度对白光器件性能的影响进行详述：

在掺杂型的器件中，掺杂浓度对器件的性能影响较大。所以我们设计了一组器件，通过调整黄色荧光染料TBRb掺杂的浓度来优化器件的性能。

器件的结构为:

ITO/MoO3(3nm)/TcTa(20nm)/DPEPO:DMAC-DPS:TBRb(35nm,35％:x％)/TAZ(10nm)/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)。当x＝0.8，1和1.5的时候，器件分别定义为A、B、C。

图2是器件A-C在8V下的归一化电致发光光谱图。从图中可以看出，器件A的黄光主发光峰位于556nm处，器件B、C的黄光主发光峰分别在560nm，564nm，由此可见随着掺杂浓度的提高，器件的光谱略有红移。蓝光主发光峰位于480nm处。三个器件中都有蓝色TADF材料DMAC-DPS和黄色荧光染料TBRb的发光。并且，随着黄色荧光染料TBRb掺杂浓度的增加，光谱中TBRb的相对发光强度增强，导致光谱红移。

图4是器件A-C在不同电压下的亮度曲线。从图中可知，三个器件在低电压下的亮度差别不大。器件B在11.5V时亮度达到最大值，为9498cd/m

图3，图5，图6分别是器件A-C在不同电流密度下的功率效率、电流效率和外量子效率的变化曲线。从图中可知，在相同的电流密度下，器件B的效率是最大的。说明在其中复合的激子总数是最多的。最大的电流效率为20.85cd/A；最大功率效率为12.12lm/W；最大外量子效率为6.57％。而且三个器件的效率随着掺杂浓度的增加，在同一电离密度下也是先增大，后减小。由此，我们得到了器件B在三个器件中都是最好的。说明在1％的掺杂质量分数下，器件中的能量转移最充分，而且，器件B的色度在高电压下也是比较好的白色。所以，从效率、亮度和色度综合考虑，我们选择1％作为最佳的掺杂质量分数。

图7为器件B在部分电压下的归一化光谱图。由图我们可以看到，在电压为5V、7V、9V、10V、11V时，器件有两个发射峰，黄光发光峰在位于560nm，蓝光峰在480nm保持不变。

效果验证：

如图1所示，本发明根据黄光染料掺杂浓度不同，分别定义为器件A、B、C。

如图2所示，器件A、B、C的黄色掺杂剂的浓度不同，分别为0.8％，1％，1.5％，光谱图显示

如图3所示，器件B的最大功率效率为12.12lm/W随着黄光层厚度变薄，器件功率效率逐渐降低。

如图4所示，器件B的启亮电压大致在3.9V左右，最大亮度大约在9498cd/m

如图5所示，器件B的最大电流效率为20.85cd/A，随着黄光掺杂染料浓度升高，器件电流效率逐渐降低。

如图6所示，器件B在5.5V时获得最大的外量子效率6.57％。

综合以上结果可知，我们发明了一种双荧光掺杂的单发光层WOLEDs,荧光掺杂的WOLEDs具有成本低，稳定性高的优点。TADF材料的加入可以通过降低掺杂浓度，有效地抑制主体的三重激发态与掺杂剂之间的德克斯特能量转移。由于大于25％的单重态激子是通过有效的反系间窜越获得的，因此WOLEDs的EQE有望达到5％以上。