專利名稱：一種白光有機(jī)發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光二極管，特別涉及到白光有機(jī)發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
白光有機(jī)發(fā)光二極管是高效的固態(tài)冷光源，具有電光轉(zhuǎn)換效率高，成本低，易于制造大尺寸器件等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為有望在不久的將來取代傳統(tǒng)的白色光源。目前，白色發(fā)光二極管主要靠混合由不同的發(fā)光材料發(fā)出的不同顏色的熒光或磷光光而得到白光。可以通過把發(fā)不同顏色光的獨(dú)立器件組合在一起或者在同一個器件中集中三基色的發(fā)光材料來實(shí)現(xiàn)，其中后者是主要的應(yīng)用方式。盡管最簡單的有機(jī)發(fā)光二極管只需要由一個發(fā)光層和兩個電極構(gòu)成，但為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的長周期使用的目的，通常還需要通過蒸鍍或涂布的方法形成單獨(dú)的具有電子或空穴 的注入及傳輸性能的材料層以提高使用性能和穩(wěn)定性，這就會增加發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及加工工藝的復(fù)雜性，從而增加成本。例如由于普通的發(fā)光材料的空穴傳輸性能較差，因此在有機(jī)發(fā)光二極管中通常需要加入單獨(dú)的空穴傳輸層材料，即由陽極導(dǎo)電層、空穴注入層、空穴傳輸層、2-3個有機(jī)發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極導(dǎo)電層構(gòu)成，而材料層數(shù)的增加會提高發(fā)光二極管的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有單層有機(jī)發(fā)光薄膜的白光有機(jī)發(fā)光二極管，其發(fā)光層中的藍(lán)光發(fā)光材料具有良好的孔穴傳輸性能，從而使器件結(jié)構(gòu)更加簡單，制造成本降低。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明利用所合成的具有良好的空穴傳輸性能的苯乙炔結(jié)構(gòu)的藍(lán)光發(fā)光材料與綠光及紅光發(fā)光材料在(6 20) :((Γ5):(廣5)的配比范圍內(nèi)混合均勻，經(jīng)濕法涂布形成單發(fā)光層，制作出包含陽極導(dǎo)電層、空穴注入層、有機(jī)發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的白光發(fā)光二極管。與常規(guī)的有機(jī)發(fā)光二極管相比，不僅省去了專門的空穴傳輸層，而且發(fā)光層的制作工藝簡單。本發(fā)明所具有的有益效果是本發(fā)明所提供的白光有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層為單層，其中藍(lán)色發(fā)光材料分子中的苯乙炔結(jié)構(gòu)具有良好的空穴傳輸性能，多苯基取代的乙烯片段是一個良好的藍(lán)光發(fā)色團(tuán)，結(jié)合兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)成的分子兼具兩種性能，可以作為白光發(fā)光二極管中具有空穴傳輸功能的藍(lán)色發(fā)光材料。這樣可以減少發(fā)光二極管的制造工序，工藝簡單，降低成本。并且白光有機(jī)發(fā)光層的效率為12-15cd/A，亮度可以達(dá)到12575cd/m2。


附圖I是本發(fā)明白光有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、陽極導(dǎo)電層；2、空穴注入層；3、有機(jī)發(fā)光層；4、電子傳輸層；5、電子注入層；6、陰極導(dǎo)電層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的白光有機(jī)發(fā)光二極管作進(jìn)一步的描述。如圖I所述，白光有機(jī)發(fā)光二極管由陽極導(dǎo)電層I、空穴注入層2、有機(jī)發(fā)光層3、電子傳輸層4、電子注入層5、陰極導(dǎo)電層6依次排列。陽極導(dǎo)電層I和陰極導(dǎo)電層6分別與外接電源的正、負(fù)極相連接，得到驅(qū)動電壓。所述陽極導(dǎo)電層由功函數(shù)高(>4. OeV)、透光性好的低面電阻的材料制成，如，氧化錮錫(ITO)、Ti、Zr、W、Pt、Pd、Fe ;所述空穴注入層2的制備材料可以是PPDN、CuPc、TCNQ、F4TCNQ或TiOPc ;所述電子傳輸層材料是Alq3 ;所述的電子注入材料可以是LiF、或MgF2 ;所述陰極導(dǎo)電層6選擇低功函數(shù)(< 4. OeV)的金屬或合金制成,如Al、，Mg、Ca、Ba、Ag、Mg或Mg-Ag。對下述實(shí)施例所制得的白光OLED器件，用PR-650光譜掃描亮度計測定發(fā)光亮度 值。實(shí)施例I、
藍(lán)色發(fā)光材料I (R1為甲基；R2為氫)的合成
第一步、在經(jīng)三次抽排和高純氮?dú)庵脫Q后的三口瓶中加入1，4- 二甲基-2，5- 二碘苯3. 5796g (IOmmol)、醋酸鈀 O. 4490g (2. Ommol)、三苯基膦 2. 0983g (8. Ommol，分)、碘化亞銅0. 3809g (2. Ommol)，再加入甲苯溶劑80. 00mL、二異丙胺10. 00mL、三甲基硅乙炔2. 83mL(20mmol )，攪拌，在45°C下反應(yīng)20小時后加入IOmL飽和氯化銨溶液攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中靜置分液。無機(jī)相用5mL乙酸乙酯萃取三次,合并有機(jī)相,用飽和食鹽水洗漆,然后再用無水硫酸鎂進(jìn)一步干燥，過濾用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸除溶劑，粗產(chǎn)品用通過硅膠柱用己烷為洗脫劑分離。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑后抽真空2小時得產(chǎn)物1，4- 二甲基-2，5- 二 (三甲基硅基乙炔基)苯，收率為93%。第二步、將1,4-二甲基-2，5-二(三甲基硅基乙炔基)苯I. 3526g (5mmol)、碳酸鉀2. 7638g (20. Ommol)加入兩口瓶，再加入四氫呋喃35mL、甲醇16mL室溫下攪拌反應(yīng)兩小時后減壓蒸除溶劑，混合物粗產(chǎn)品用通過硅膠柱用己烷為洗脫劑分離。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑后抽真空2小時得產(chǎn)物1，4- 二甲基-2，5- 二乙炔基苯，收率為91%。第三步、在經(jīng)三次抽排和高純氮?dú)庵脫Q后的三口瓶中加入對溴苯甲醛I. IlOlg(6mmol, )、1，4_ 二甲基 _2，5_ 二乙塊基苯 0. 4626g (3mmol)、醋酸鈕I 0. 1347g (0. 6mmoI)>三苯基膦0. 6295g (2. 4mmol)、碘化亞銅0. 1143g (0. 6mmol)，再加入甲苯溶劑50. 00mL、二異丙胺6. OOmL,在80°C下攪拌反應(yīng)12小時后加入IOmL飽和氯化銨溶液攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中靜置分液。無機(jī)相用5mL乙酸乙酯萃取三次,合并有機(jī)相,用飽和食鹽水洗滌，然后再用無水硫酸鎂進(jìn)一步干燥，過濾用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸除溶劑，粗產(chǎn)品用通過硅膠柱用用乙酸乙酯二氯甲烷己烷為I :1 8的溶液為洗脫劑分離。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑后抽真空2小時得1,4-二甲基-2，5-二(4-醛基苯乙炔基)苯，收率為85%。第四步、1，4- 二甲基-2，5- 二(4-醛基苯乙炔基)苯0. 7809g(2mmol)、二苯基甲基憐酸二甲酷 I. 2432g(4. 5mmol)、叔丁醇鐘 0. 505Ig(4. 5mmoI)>N, N- 二甲基甲酰胺 45. OOmT,加入250mL三口瓶中，室溫下反應(yīng)12小時。反應(yīng)結(jié)束后，加入IOmL飽和氯化銨溶液，攪拌20分鐘,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中靜置分液。無機(jī)相用5mL乙酸乙酯萃取三次,合并有機(jī)相,用飽和食鹽水洗滌，然后再用無水硫酸鎂進(jìn)一步干燥，過濾用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸除溶劑，粗產(chǎn)品用通過硅膠柱用乙酸乙酯二氯甲烷己烷為I :1 :20的溶液為洗脫劑分離。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑后抽真空2小時得藍(lán)色發(fā)光材料1，收率為87%。白光發(fā)光二極管的制作
在處理后的ITO陽極表面涂布一層20nm厚的空穴注入層材料PPDN ;藍(lán)色發(fā)光材料I(R1為甲基；R2為氫)，紅色發(fā)光材料Ir (btpy)3按照物質(zhì)的量6:1的比例制成混合物，采用濕法涂布工藝在空穴注入層上形成一層厚度為150nm的發(fā)光層；用蒸鍍的方法再引入電子傳輸層材料Alq3 (40nm);電子注入材料LiF (Inm)和陰極材料Al (IOOnm) 經(jīng)實(shí)驗測得，上述混合物形成的白光有機(jī)發(fā)光層的效率為7-lOcd/A，最高亮度為7135cd/m2。實(shí)施例2、
藍(lán)色發(fā)光材料2 (R1為異丙基；R2為氫)的合成 藍(lán)色發(fā)光材料2的合成方法與實(shí)施例I中藍(lán)色發(fā)光材料I的方法相同，只是將起始原料換成1，4- 二異丙基-2，5- 二碘苯，以起始原料計，四步反應(yīng)的總收率為53%。白光發(fā)光二極管的制作
在處理后的ITO陽極表面涂布一層IOnm厚的空穴注入層材料TiOPc ;藍(lán)色發(fā)光材料2、綠色發(fā)光材料Ir(ppy)3、紅色發(fā)光材料Ir(piq)2(acac)按照物質(zhì)的量10:1:2的比例制成混合物，采用濕法涂布工藝在空穴注入層上形成一層厚度為230nm的發(fā)光層；用蒸鍍的方法再引入電子傳輸層材料Alq3 (40nm);電子注入材料MgF2 (Inm)和陰極材料Al (IOOnm) 經(jīng)實(shí)驗測得，上述混合物形成的白光有機(jī)發(fā)光層的效率為ll_12cd/A，最高亮度為9895cd/m2。實(shí)施例3、
藍(lán)色發(fā)光材料3 (R1為甲氧基；R2為甲基)的合成
藍(lán)色發(fā)光材料2的合成方法與實(shí)施例I中藍(lán)色發(fā)光材料I的方法相同，只是把起始原料換成1，4- 二甲氧基-2，5- 二碘苯，第二步反應(yīng)中的偶聯(lián)組分換成2，5- 二甲基-4-溴苯甲醛，以起始原料計，四步反應(yīng)的總收率為55%。白光發(fā)光二極管的制作
在處理后的ITO陽極表面涂布一層IOnm厚的空穴注入層材料TiOPc ;藍(lán)色發(fā)光材料3 (R1為甲氧基；R2為甲基)、綠色發(fā)光材料TMDBQA、紅色發(fā)光材料Ir (piq) 3按照物質(zhì)的量18:2:3的比例制成混合物，采用濕法涂布工藝在空穴注入層上形成一層厚度為IOOnm的發(fā)光層；用蒸鍍的方法再引入電子傳輸層材料Alq3 (40nm);電子注入材料MgF2 (Inm)和陰極材料Al (lOOnm)。經(jīng)實(shí)驗測得，上述混合物形成的白光有機(jī)發(fā)光層的效率為12_15cd/A，最高亮度為12575cd/m2。本發(fā)明利用一類具有良好的空穴傳輸性能的藍(lán)色發(fā)光材料和其他顏色的發(fā)光材料混合物形成的單層發(fā)光層，不僅省去了專門的空穴傳輸層，而且減少了發(fā)光層的數(shù)量，簡化了器件的結(jié)構(gòu)。利用濕法涂布工藝降低了工藝的復(fù)雜程度，從而降低了生產(chǎn)成本。按照本發(fā)明的方法制得的白色發(fā)光二極管具有高發(fā)光亮度和高效率的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種白光有機(jī)發(fā)光二極管，包括陽極導(dǎo)電層、空穴注入層、有機(jī)發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極導(dǎo)電層，其特征在于，所述的有機(jī)發(fā)光層由至少兩種發(fā)光材料的混合物制成單層薄膜，其中藍(lán)光、綠光和紅光材料的物質(zhì)的量的配比為(6 20) :((Γ5):(廣5)。
2.如權(quán)利要求I所述的白光有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機(jī)發(fā)光層的厚度為60_180nm。
3.如權(quán)利要求I所述的白光有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)射藍(lán)光的材料為如下式所示的具有對-苯撐乙炔骨架的多取代乙烯衍生物，具有良好的空穴傳輸性能。
4.如權(quán)利要求3所述的白光有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于苯環(huán)上的取代基R1、! 2分別為氫i原子、甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、甲氧基或乙氧基。
5.如權(quán)利要求I所述的白光有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于其中所釆用的綠色發(fā)光材料為 Ir (ppy) 2 (acac)、Ir (ppy) 3、Zn (BTZ) 2 或 TMDBQA0
6.如權(quán)利要求I所述的白光有機(jī)發(fā)光二極管，其特征在于其中所釆用的紅色發(fā)光材料為Ir (piq)2 (acac)，、Ir(btpy)3、Ir (piq)3 或 DCJTB。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種白光有機(jī)發(fā)光二極管。該白光有機(jī)發(fā)光二極管由陽極導(dǎo)電層、空穴注入層、有機(jī)發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、陰極導(dǎo)電層構(gòu)成，其中的藍(lán)光發(fā)光材料具有良好的空穴傳輸性能，有機(jī)發(fā)光層由藍(lán)光、綠光和紅光材料在配比范圍(6~20)(0~5)(1~5)內(nèi)混合后通過濕法涂布工藝形成單層發(fā)光層。由于藍(lán)光發(fā)光材料本身良好的空穴傳輸能力，使得器件中省去了專門的空穴傳輸層，從而簡化了工藝，降低了制造成本。
文檔編號H01L51/50GK102856501SQ20121030476
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月25日
發(fā)明者毛國梁, 吳韋, 羅明檢, 張海燕, 李 杰, 胡冰 申請人:東北石油大學(xué)