本發(fā)明屬于半導體顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種直接空穴注入層的白光有機發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)：

一直以來，人類用來獲取信息的感知能力中最重要的就是視覺。進入信息時代后，隨著數(shù)字信息爆炸式地增長，人們對顯示器件的要求也逐步提高。對于當前最受關(guān)注的平板顯示器件來說，從一開始只能顯示有限數(shù)字的黑白液晶電子表，到現(xiàn)在能表現(xiàn)絢麗復雜畫面的大型曲面高清顯示屏，人類科學技術(shù)的不斷進步，必將伴隨顯示科技的不斷發(fā)展，并會處處反映在人們生活中。

有機電致發(fā)光器件(OrganicLight-EmittingDevice，OLED)的特點非常鮮明。與當下常用的液晶顯示方式不同，OLED是自發(fā)性發(fā)光，器件在加上適當電壓后，載流子會直接在器件的發(fā)光層中復合發(fā)光，這樣的自發(fā)光特性不僅解決了液晶顯示器易壞、可視角度小的老大難問題，更使得采用OLED技術(shù)制作的顯示屏不再需要復雜的光開關(guān)和背光板，讓更輕更薄顯示器的出現(xiàn)成為了可能。由于這些優(yōu)點和特性，所以顯示業(yè)界一致認定，OLED技術(shù)當之無愧是開啟下一代顯示技術(shù)的領(lǐng)頭羊。

用于OLED中的發(fā)光材料可分為兩類.一類是熒光材料，一類是磷光材料。根據(jù)自旋量子統(tǒng)計理論，電子和空穴復合后單重態(tài)激子和三重態(tài)激子的形成概率比例是1∶3，即單重態(tài)激子僅占“電子-空穴對”的25％，75％的“電子-空穴對”由于形成了自旋禁阻的三重態(tài)激子對“電致發(fā)光”沒有貢獻。因此，單純依靠單重態(tài)激子輻射衰減發(fā)光的熒光發(fā)光材料，其電致發(fā)光的最大內(nèi)量子效率為25％。磷光材料能夠通過系間竄越，實現(xiàn)混合了單重態(tài)和三重態(tài)發(fā)光的磷光發(fā)射。理論上，利用磷光材料制作的OLED內(nèi)量子效率可達100％，它的發(fā)光效率比熒光材料提高三倍。20世紀90年代末，美國普林斯頓大學的Forrest教授和南加州大學的Thompson教授兩個研究小組合作，成功地利用鉑-卟啉配合物，環(huán)金屬化的銥-苯基吡啶配合物作為磷光染料與電荷傳輸主體材料通過共蒸鍍的方法制作有機電致發(fā)光器件中的發(fā)光層，器件的外量子效率分別達到4％和8％，相對于電致熒光器件得到了極大的提高。近幾年，基于重金屬配合物，特別是銥配合物電致磷光材料和器件的研究已成為目前有機電致發(fā)光領(lǐng)域研究的熱點。其中，利用銥配合物作為磷光材料而制作的多層OLED器件，其最大外量子效率已達到了19.2％，能量轉(zhuǎn)換效率為72lm/W(65cd/m2)。

空穴注入層材料的選用以及厚度和濃度是影響有機發(fā)光二極管性能的主要因素之一，材料的選擇、制備方式對有機發(fā)光二極管有著至關(guān)重要的影響。(t-bt)₂I-r(acac)有著低三線態(tài)能級，低LUMO能級等優(yōu)點，并且在主客體摻雜中不容易引起三重態(tài)湮滅，但傳統(tǒng)的OLED因任然存在著制備工藝復雜，步驟繁復，PE(功率效率)和CE(電流效率)以及亮度無法同時兼顧的問題，因此基于(t-bt)₂I-r(acac)的摻雜空穴注入層，開辟了器件結(jié)構(gòu)的新思路，進一步提升了器件性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于利用(t-bt)₂I-r(acac)作為空穴注入層的白光有機發(fā)光器件，提升了器件的CE(電流效率)和PE(功率效率)，實現(xiàn)了高性能的白光有機發(fā)光二級管。為此提供了一種直接空穴注入層的白光有機發(fā)光器件的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種直接空穴注入層的白光有機發(fā)光器件，依次包括襯底、陽極、空穴注入層、發(fā)光層、電子注入層和陰極，空穴注入層由CBP︰(t-bt)₂I-r(acac)摻雜組成。

進一步地，發(fā)光層由黃色發(fā)光層和藍色發(fā)光層構(gòu)成，其中，黃色發(fā)光層由CBP︰(t-bt)₂Ir(acac)摻雜組成，藍色發(fā)光層由CBP︰FIrpic摻雜組成。

進一步地，空穴注入層中(t-bt)₂I-r(acac)的摻雜重量比例為50％。

進一步地，黃色發(fā)光層中(t-bt)₂Ir(acac)的摻雜重量比例為10％，藍色發(fā)光層中Firpic的摻雜重量比例為8％。

進一步地，電子注入層為TPBi，陰極由Mg和Ag構(gòu)成。

進一步地，空穴注入層的厚度為30nm，黃色發(fā)光層的厚度為15nm，藍色發(fā)光層的厚度為25nm，電子注入層的厚度為40nm。

一種直接空穴注入層的白光有機發(fā)光器件的制備方法，步驟如下：

(1)清洗ITO玻璃襯底；

(2)制備空穴注入層：將步驟(1)處理后的ITO玻璃襯底放入真空腔里，以CBP︰(t-bt)₂I-r(acac)的主客體摻雜作為空穴注入層材料進行混合蒸鍍，摻雜比例為50％；

(3)制備黃色發(fā)光層：將步驟(2)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以CBP︰(t-bt)₂I-r(acac)的主客體摻雜作為發(fā)光層材料進行混合蒸鍍，摻雜比例為10％；

(4)制備藍色發(fā)光層：將步驟(3)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以CBP︰FIrpic的主客體摻雜作為發(fā)光層材料進行混合蒸鍍，摻雜比例為8％；

(5)制備電子注入層：將步驟(4)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以TPBi材料作為電子傳輸層進行蒸鍍；

(6)制備金屬陰極。

進一步地，步驟如下：

(1)清洗ITO玻璃襯底；

(2)制備空穴注入層：將步驟(1)處理后的ITO玻璃襯底放入真空腔里，以CBP︰(t-bt)₂I-r(acac)的主客體摻雜作為空穴注入層材料進行混合蒸鍍，摻雜比例為50％，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達到30nm之后，結(jié)束蒸鍍；

(3)制備黃色發(fā)光層：將步驟(2)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以CBP︰(t-bt)₂I-r(acac)的主客體摻雜作為發(fā)光層材料進行混合蒸鍍，摻雜比例為10％，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達到15nm，結(jié)束蒸鍍；

(4)制備藍色發(fā)光層：將步驟(3)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以CBP︰FIrpic的主客體摻雜作為發(fā)光層材料進行混合蒸鍍，摻雜比例為8％，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達到25nm，結(jié)束蒸鍍；

(5)制備電子注入層：將步驟(4)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以TPBi材料作為電子傳輸層，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達到40nm結(jié)束蒸鍍。

(6)制備金屬陰極：將步驟(5)處理后的ITO玻璃襯底放入金屬真空沉積腔，以Mg和Ag做為金屬陰極，待蒸鍍室氣壓低于1.8×10^-3Pa，以的蒸鍍速率得到厚度為200nm的金屬薄膜。

進一步地，步驟(1)清洗ITO玻璃襯底的方法為：(a)設(shè)置好超聲儀參數(shù)：溫度30℃，時間15min，功率70w；(b)用無塵布沾上丙酮擦拭ITO玻璃襯底表面，直到肉眼觀察到無顆粒雜質(zhì)為止；(c)將擦洗干凈的ITO玻璃襯底放置在聚四氟乙烯基片架上，再放入裝洗滌劑的去離子水的燒杯中進行第一步超聲清洗；(d)取出基片架，用丙酮沖洗后再放入裝有丙酮的燒杯中進行第二步清洗；(e)用去離子水對ITO玻璃襯底進行第三步超聲清洗，(f)取出基片架，用異丙醇沖洗后放入裝有異丙醇的燒杯進行第四步清洗，(g)放入烘烤箱里20分鐘，(h)將烘干的ITO玻璃襯底取出，放入玻璃皿中，再放入UV裝置中進行UV照射15分鐘。

本發(fā)明中：

Firpic是指：雙(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合銥；

CBP是指：4,4-二(9-咔唑)聯(lián)苯4,4'；

(t-bt)₂I-r(acac)是指：2-(對丁叔基-苯基)-苯并噻唑；

TPBi是指：1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯；

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明首次把主客體CBP：(tbt)₂Ir(acac)摻雜磷光材料作為一層空穴注入層，通過空穴注入功能層與黃光發(fā)光層串聯(lián)混合蒸鍍的方式大大簡化了制備流程，降低了制作成本，所得器件性能好，電流效率達到了46.76cd/A，功率效率22.38lm/W，亮度39653cd/m²，該器件提出了一種創(chuàng)新的器件結(jié)構(gòu)，對器件結(jié)構(gòu)以及材料的創(chuàng)新性應(yīng)用提出了新思路，具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的白光有機發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為器件結(jié)構(gòu)：玻璃襯底/ITO/CBP︰(t-bt)2Ir(acac)(50％,30nm)/CBP︰(t-bt)2Ir(acac)(10％,25nm)/CBP︰FIrpic(8％,20nm)/TPBi(40nm)/Mg︰Ag的歸一化光譜圖。

圖3為器件結(jié)構(gòu)：玻璃襯底/ITO/CBP︰(t-bt)2Ir(acac)(50％,30nm)/CBP︰(t-bt)2Ir(acac)(10％,25nm)/CBP︰FIrpic(8％,20nm)/TPBi(40nm)/Mg︰Ag的電壓-電流密度曲線圖。

圖4為器件結(jié)構(gòu)：玻璃襯底//ITO/CBP︰(t-bt)₂Ir(acac)(50％,30nm)/CBP︰(t-bt)₂Ir(acac)(10％,25nm)/CBP︰FIrpic(8％,20nm)/TPBi(40nm)/Mg︰Ag的電流密度-電流效率圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，一種直接空穴注入層的白光有機發(fā)光器件，依次包括襯底、陽極、空穴注入層、發(fā)光層、電子注入層和陰極，所述空穴注入層由CBP：(t-bt)₂I-r(acac)的主客體摻雜材料組成，發(fā)光層由主體材料CBP和客體材料(t-bt)₂I-r(acac)、FIrpic摻雜組成。

具體結(jié)構(gòu)為：玻璃襯底/ITO/CBP:(t-bt)2Ir(acac)(50％,30nm)/CBP:(t-bt)₂I-r(acac)(10％,25nm)/CBP:FIrpic(8％,20nm)/TPBi(40nm)/Mg:Ag。

制備方法為：

(1)清洗ITO玻璃襯底：(a)設(shè)置好超聲儀參數(shù)：溫度30℃，時間15min，功率70w；(b)用無塵布沾上丙酮擦拭ITO玻璃襯底表面，直到肉眼觀察到無顆粒雜質(zhì)為止；(c)將擦洗干凈的ITO玻璃襯底放置在聚四氟乙烯基片架上，再放入裝洗滌劑的去離子水的燒杯中進行第一步超聲清洗；(d)取出基片架，用丙酮沖洗后再放入裝有丙酮的燒杯中進行第二步清洗；(e)用去離子水對ITO玻璃襯底進行第三步超聲清洗，(f)取出基片架，用異丙醇沖洗后放入裝有異丙醇的燒杯進行第四步清洗，(g)放入烘烤箱里20分鐘，(h)將烘干的ITO玻璃襯底取出，放入玻璃皿中，再放入UV裝置中進行UV照射15分鐘；

(2)制備空穴注入層：將步驟(2)處理后的ITO玻璃襯底放入真空腔里，以CBP：(t-bt)₂I-r(acac)的主客體摻雜作為空穴注入層材料進行混合蒸鍍摻雜比例為50％，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度分別達到達到30nm之后，結(jié)束蒸鍍；

(3)制備黃色發(fā)光層：將步驟(2)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以CBP：(t-bt)₂I-r(acac)的主客體摻雜作為發(fā)光層材料進行混合蒸鍍摻雜比例為10％，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達到達到15nm，結(jié)束蒸鍍；

(4)制備藍色發(fā)光層：將步驟(3)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以CBP：FIrpic的主客體摻雜作為發(fā)光層材料進行混合蒸鍍摻雜比例為8％，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達到達到25nm，結(jié)束蒸鍍；

(5)制備電子注入層：將步驟(4)處理后的ITO玻璃襯底放入有機真空腔體里，以TPBi材料作為電子傳輸層，待蒸鍍室氣壓低于3×10^-4Pa，以的蒸鍍速率，待厚度達到40nm結(jié)束蒸鍍。

(6)制備金屬陰極：將步驟(5)處理后的ITO玻璃襯底放入金屬真空沉積腔，以Mg和Ag做為金屬陰極，待蒸鍍室氣壓低于1.8×10^-3Pa，以的蒸鍍速率得到厚度為200nm的金屬薄膜。