本發(fā)明屬于有機(jī)發(fā)光二極管領(lǐng)域，具體涉及一種熒光/磷光混合型白光有機(jī)發(fā)光二極管。

背景技術(shù)：

根據(jù)發(fā)光材料的不同，白光有機(jī)發(fā)光二級(jí)管可以分為全熒光白光器件、全磷光白光器件以及熒光/磷光混合型白光器件三類(lèi)。在全熒光白光器件中，熒光染料僅能利用占激子總量25％的單線(xiàn)態(tài)激子，而其余占激子總量75％的三線(xiàn)態(tài)激子卻不能夠被有效利用，最終以熱輻射的形式耗散掉，無(wú)法對(duì)光的發(fā)射做出貢獻(xiàn)。因此，其內(nèi)量子效率理論上的最大值僅為25％。對(duì)于全磷光白光器件，在重原子耦合作用下，單線(xiàn)態(tài)和三線(xiàn)態(tài)的能級(jí)相互混合，使得原本被禁止的三線(xiàn)態(tài)能量緩解并以磷光的形式發(fā)出，因此全磷光的白光器件理論上內(nèi)量子效率可以達(dá)到100％。目前，文獻(xiàn)中已報(bào)道的高效率白光器件均是基于全磷光的白光器件。但是受限于藍(lán)色磷光染料的發(fā)光壽命未達(dá)理想水準(zhǔn)所致，全磷光的白光器件無(wú)法滿(mǎn)足大多數(shù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。熒光/磷光混合型白光器件，采用穩(wěn)定的藍(lán)色熒光染料配合以高效的長(zhǎng)波長(zhǎng)磷光染料，兩類(lèi)發(fā)光染料共同作用，使得器件在保證穩(wěn)定的同時(shí)能夠獲得較高的效率，有效地解決了前兩種器件遇到的難題，熒光/磷光混合型白光器件無(wú)疑成為了一種更好的選擇，引起了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。

目前，熒光/磷光混合型白光器件仍然存在一些亟需解決的問(wèn)題。1)結(jié)構(gòu)樣式過(guò)于單調(diào)，缺乏新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2)效率仍然較低，無(wú)法同全磷光器件的高效率進(jìn)行比較；3)在高亮度時(shí)，器件效率衰減過(guò)快；4)無(wú)法在取得高白光質(zhì)量，即高CRI、良好的CIE以及穩(wěn)定的光譜同時(shí)保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種熒光/磷光混合型白光有機(jī)發(fā)光二極管，其發(fā)光層包括藍(lán)光發(fā)光層、綠光發(fā)光層和紅光發(fā)光層，其中所述藍(lán)光發(fā) 光層包含主體材料和藍(lán)色熒光材料，所述藍(lán)光發(fā)光層的主體材料包括電子型主體材料。本發(fā)明提供的無(wú)間隔層的熒光/磷光混合型有機(jī)發(fā)光二極管通過(guò)合理調(diào)控電子、空穴載流子在各個(gè)發(fā)光區(qū)中的傳輸行為，巧妙地利用三線(xiàn)態(tài)激子的長(zhǎng)程遷移及吸熱能量傳遞，經(jīng)逐步優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)后，最終實(shí)現(xiàn)了高性能的WOLEDs。結(jié)果表明，器件效率較高、光譜穩(wěn)定性好，并且在高亮度下，效率的衰減得到明顯的改善，表現(xiàn)出了很好的電致發(fā)光(EL)性能。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述紅光發(fā)光層的主體材料包括空穴型主體材料。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述綠光發(fā)光層的主體材料包括空穴型主體材料。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述藍(lán)光發(fā)光層的主體材料進(jìn)一步包括空穴型主體材料。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述綠光發(fā)光層的主體材料進(jìn)一步包括電子型主體材料。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述電子型主體材料為1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯(TmPyPB)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述藍(lán)色熒光材料為雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]四聯(lián)苯(4P-NPD)和/或4,4’-雙(2,2-二苯乙烯基)聯(lián)苯(DPVBi)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述空穴型主體材料為4,4′,4″-三(9-咔唑基)三苯基胺(TCTA)。

根據(jù)本發(fā)明，所述藍(lán)光發(fā)光層的厚度優(yōu)選為5-15nm；所述綠光發(fā)光層的厚度優(yōu)選為5-20nm；所述紅光發(fā)光層的厚度優(yōu)選為2-10nm。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在藍(lán)光發(fā)光層中，藍(lán)色熒光材料與主體材料的質(zhì)量比為1:1-1:60。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述藍(lán)光發(fā)光層的主體材料中，所述電子型主體材料和所述空穴型材料的質(zhì)量比為0.5:1-3:1。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述藍(lán)光發(fā)光層包括TmPyPb和4P-PND。利用藍(lán)色熒光染料4P-NPD本身所具有的較高空穴傳輸特性將其與電子型的主體材料TmPyPb共摻雜在同一層內(nèi)，該層既是藍(lán)光發(fā)光層又起到中間調(diào)節(jié)層的作用。同時(shí)將綠光發(fā)光層至于陰極一側(cè)。由于藍(lán)光層的雙極傳輸特性，激子產(chǎn)生區(qū)橫跨整個(gè)藍(lán)光發(fā) 光層，拓寬了激子產(chǎn)生區(qū)的寬度，降低了三線(xiàn)態(tài)激子的濃度，可以有效控制器件的滾降(roll-off)。優(yōu)選地，TmPyPb和4P-PND的質(zhì)量比為2:1-6:1，例如3:1。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述藍(lán)光發(fā)光層包括TCTA、TmPyPb和4P-PND。將空穴型主體材料TCTA引入到藍(lán)光發(fā)光層層中，釋放了之前4P-NPD既作發(fā)光染料又作為空穴傳輸主體的壓力，這樣一來(lái)可以有效降低4P-NPD的摻雜比例，使其可以專(zhuān)門(mén)扮演發(fā)光染料的角色。優(yōu)選地，TCTA和TmPyPb的總質(zhì)量與4P-PND的質(zhì)量之比為1:1-60:1。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述紅光發(fā)光層的主體材料包括TCTA。

根據(jù)一些實(shí)施例，所述綠光發(fā)光層的主體材料包括TCTA。

優(yōu)選地，選用TCTA作為紅光發(fā)光層和綠光發(fā)光層的主體材料，將空穴型主體材料TCTA和電子型主體材料TmPyPb作為藍(lán)光發(fā)光層的混合主體，使得藍(lán)光層具有雙極傳輸?shù)哪芰Α＿@樣一來(lái)三基色發(fā)光層采用空穴型的材料TCTA作為主體，減少了層與層之間可能存在的勢(shì)壘，使得空穴載流子和激子在各發(fā)光區(qū)之間的傳輸更為順暢。激子復(fù)合區(qū)位于發(fā)光層一側(cè)，橫跨整個(gè)藍(lán)光層，產(chǎn)生的三線(xiàn)態(tài)激子以階梯式的能量傳遞形式傳到各層染料分子上輻射復(fù)合發(fā)光，有利于提升光譜的穩(wěn)定性。

根據(jù)一些實(shí)施方式，所述紅色磷光材料為Ir(MDQ)₂(acac)，與主體材料的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0.05-0.1。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述綠光磷光材料為Ir(ppy)₂，與主體材料的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0.05-0.1。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述發(fā)光層的結(jié)構(gòu)為紅光發(fā)光層、藍(lán)光發(fā)光層和綠光發(fā)光層沿陽(yáng)極至陰極的方向依次疊置。

根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，所述發(fā)光層的結(jié)構(gòu)為紅光發(fā)光層、綠光發(fā)光層和藍(lán)光發(fā)光層沿陽(yáng)極至陰極的方向依次疊置。

本發(fā)明具有以下有益效果。

1)簡(jiǎn)化了器件結(jié)構(gòu)，提升了器件效率，在多發(fā)光層熒光/磷光混合型白光器件當(dāng)中消除了常用的間隔層；

2)器件的滾降低，首要原因是藍(lán)光層采用了雙極混合主體，這不同于大量文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)構(gòu)中，激子產(chǎn)生區(qū)位于兩個(gè)功能層的界面處，雙極特性使得激子產(chǎn)生區(qū)橫跨整個(gè)藍(lán)光發(fā)光層，拓寬了激子產(chǎn)生區(qū)的寬度，有效降低了高亮度時(shí)激子產(chǎn)生區(qū)內(nèi)空間電荷的積累與三線(xiàn)態(tài)激子的濃度，從而抑制了TTA和TPQ發(fā)生的幾 率，降低了器件的滾降。

(3)該器件結(jié)構(gòu)具有普適性，器件優(yōu)異的效率，穩(wěn)定的光譜以及較高的CRI，對(duì)于熒光/磷光混合型白光器件的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)實(shí)施例1的有機(jī)發(fā)光二極管的能級(jí)圖和結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)實(shí)施例2的有機(jī)發(fā)光二極管的能級(jí)圖和結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是根據(jù)實(shí)施例3的有機(jī)發(fā)光二極管的能級(jí)圖和結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不受下述實(shí)施例限定。

本發(fā)明器件制備過(guò)程中發(fā)光層采用的材料如下。

陽(yáng)極選用商用的、導(dǎo)電和透光性好的ITO(氧化銦錫)玻璃，面積電阻為10Ω/cm²；陰極選用Cs₂CO₃/Al。

所使用的其他材料還包括PEDOT：PSS、NPB、TCTA、Ir(MDQ)₂(acac)、Ir(ppy)₂(acac)、4P-NPD、DPAVBi、TmPyPb，結(jié)構(gòu)如下所示：

實(shí)施例1

雙摻雜藍(lán)光層調(diào)控顏色的白光有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)為：ITO/PEDOT/NPB(15nm)/4P-NPD:2wt％Ir(MDQ)₂(acac)(5nm)/4P-NPD:TmPyPb＝1:3(10nm)/TmPyPb:8wt％Ir(ppy)₂(10nm)/TmPyPb(12nm)/n-ETL/Al，如圖1所示。器件的最大電流效率、外量子效率和功率效率分別可以達(dá)到40.3cd/A，16.7％和42.3lm/W。在亮度為1000cd/m²時(shí)，器件的最大電流效率、外量子效率和功率效率分 別為35.2cd/A，14.8％和31.8lm/W，CIE色坐標(biāo)為(0.48,0.48)，CRI為81，電流密度J₀為53mA/cm²。

實(shí)施例2

三摻雜藍(lán)光層調(diào)控顏色的白光有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT/NPB(15nm)/TCTA:3wt％Ir(MDQ)₂(acac)(5nm)/TCTA:TmPyPb:4P-NPD＝40wt％:50wt％:10wt％(10nm)/TmPyPb:8wt％Ir(ppy)₂(7nm)/TmPyPb(12nm)/n-ETL/Al，如圖2所示。器件的最大電流效率、外量子效率和功率效率分別可以達(dá)到43.2cd/A，20.3％和50.2lm/W。在亮度為1000cd/m²時(shí)，器件的最大電流效率、外量子效率和功率效率分別為36.6cd/A，17.1％和34.5lm/W，CIE色坐標(biāo)為(0.48,0.46)，CRI為78，電流密度J₀為78mA/cm²。

實(shí)施例3

三摻雜藍(lán)光層位于紅綠發(fā)光層一側(cè)的白光有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT/NPB(15nm)/TCTA:4wt％Ir(MDQ)₂(acac)(3.5nm)/TCTA:8wt％Ir(ppy)₂(5nm)/TCTA:TmPyPb:4P-NPD＝73wt％:25wt％:2wt％(7nm)/TmPyPb(12nm)/n-ETL/Al，如圖3所示。器件的最大電流效率、外量子效率和功率效率分別可以達(dá)到45.2cd/A，19.0％和41.7lm/W，在亮度為1000cd/m2時(shí)，器件的最大電流效率、外量子效率和功率效率仍然可以維持在較高的水平，分別達(dá)到40.5cd/A，17.0％和34.3lm/W。評(píng)判器件滾降程度的關(guān)鍵指標(biāo)特征電流密度J₀為105mA/cm²，大于文獻(xiàn)報(bào)道的100mA/cm²，有效改善了器件的滾降。

雖然在上文中已經(jīng)參考了一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而在不脫離本發(fā)范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)，并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，本發(fā)明所披露的各個(gè)實(shí)施例中的各項(xiàng)特征均可通過(guò)任意方式相互結(jié)合起來(lái)使用，在本說(shuō)明書(shū)中未對(duì)這些組合的情況進(jìn)行窮舉性的描述僅僅是出于省略篇幅和節(jié)約資源的考慮。因此，本發(fā)明并不局限于文中公開(kāi)的特定實(shí)施例，而是落入權(quán)利要求的范圍的所有技術(shù)方案。