一種高顯色指數色溫可調白色有機LED照明光源的制備方法，選擇的藍、綠、黃、紅四種染料可兩兩形成互補色，將藍和黃染料摻雜在一種主體材料的發光層，綠和紅染料摻雜到另一種主體材料的發光層，采用藍色熒光材料搭配綠色與紅色磷光材料制作，兩種互補色發光層的主體材料應該一致；靠近陽極的發光層選用的主體材料具有良好的空穴傳輸能力，而靠近陰極的發光層的主體材料具有良好的電子傳輸能力，藍光層與黃光層選用的主體材料是空穴型，綠光層與紅光層選用的主體材料為電子型，所制備的是高顯色指數色溫可調的白色照明光源。本發明專利技術對制作高顯色指數、色溫可調的照明光源提供了具體的技術參數。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種四波段的高顯色指數的色溫可調的白色有機LED照明光源的制備方法，其發射的白光覆蓋藍、綠、黃、紅四個波段，顯色指數最高可達90，隨著電壓的調節， 可實現從冷白光到暖白光的轉換。
技術介紹
自從1879年愛迪生專利技術白熾燈以來，各種各樣的照明產品相繼問世。目前市場上主要的白光照明產品有白熾燈、熒光燈、發光二極管等。近幾年發光二極管或稱固態照明技術發展迅猛，這種技術可以分為兩大類，一為LED技術，另一為有機LED(0rganic light-emitting diode)技術。白熾燈因其本身具有效率太低這一無法克服的缺點，正面臨著逐漸被淘汰的局面。例如歐盟各國2012年起禁用所有瓦數的燈泡；美國2014年全面禁售；日本2012年停止制造銷售。而從實際生活應用層面上講，熒光管里面含有水銀，對環境的污染比較嚴重， 隨著世界各國“綠色照明”概念的提出，熒光燈面臨的前景也不容樂觀。近幾年LED技術雖大放異彩，可還是有它本身的缺點，主要體現在為點光源，直接應用于照明柔和性較差，相對刺眼，而把LED做成面光源，需要解決的問題也較多。與以上照明技術相比，有機LED技術具有成本低、全固態、主動發光、亮度高、視角寬、厚度薄、低電壓直流驅動、功耗低、工作溫度范圍寬、可實現軟屏照明等特點，被稱為新一代節能環保照明。自從1987年鄧青云發現有機電致發光現象以來，有機LED技術的發展可謂日新月異。1994年，日本三形大學的Kido教授發表了白光有機發光二極管應用于照明上的期刊， 從此開啟了白光有機LED的研究之路。近幾年，世界各個研究團隊相繼報道了各種實現白光有機LED的方法，其中最常見的有多發光層、多摻雜、白光聚合物、激基復合物、色轉換、 串聯結構等方法實現白光。使用以上方法制備的白光有機LED燈具一般依靠 兩互補色或紅、藍、綠三基色混合得到白光，這就意味著波段較少，要實現高顯色指數比較困難；串聯式結構雖容易實現多波段發射，可是因其制備復雜，成本較高，一般不被采用。同時隨著時代的進步，人們對照明產品的要求越來越高，已經不能滿足于僅是白色的光源，一些更細微的參數慢慢被提上議程，例如演色性(即顯色指數)、色溫、以及色溫的調控性等。顯色指數低于20的光源通常不適于一般用途，而晝光與白熾燈的顯色指數定義為100，視為理想的基準光源。在照明應用時，顯色指數必須大于80。不同環境下人們對色溫的要求也不同， 例如炎熱的夏天或陽光入射較差的白天的房間，用色溫在8000K附近的冷白光照明會給人們一種清涼舒爽的感覺；而在寒冷的冬天或陰雨綿綿的夜晚，色溫在3000K附近的暖白光則會帶給人一種溫暖的感覺。適用于照明的色溫范圍約在3000-6000K。最近也出現了色溫可調的白光LED照明光源，但是其采用的方法是用紅綠藍三基色的LED燈組裝在一個大 LED單元中，通過三路獨立電流驅動三基色LED芯片，通過調節每個獨立電路的電流大小實現不同顏色的LED亮度可調，達到三基色不同顏色的不同配比，實現色溫可調。但是這種技術存在幾個難以克服的缺點生產過程復雜、出光不均勻、任何一個基色的LED燈出現故障將無法實現白光以及散熱差等。相比此技術，有機LED可以在一個器件單元里實現色溫的可調性，制備簡單，出光均勻，由于是面光源，基本可以不用考慮散熱問題。本專利技術涉及的白色有機LED照明光源，主要針對以上提到的具體要求，建立在藍、 綠、黃、紅四個波段光譜發射的基礎上，實現高顯色指數；隨著電壓的調節，依靠激子復合區域的移動實現四個波段光譜發射的相對強度的改變，色溫可從8000K變化到3000K，從而實現色溫的可調控性。其優點是工藝成本低，僅通過一個有機LED發射單元實現四波段發射的高顯色指數，通過真空蒸鍍一種工藝即可完成，無需更換腔體環境。整個發光層由兩種主體單元組成,每種主體都包含兩個互補色的染料(藍&黃/綠&紅)，利用兩種主體材料不同的載流子傳輸能力與界面處形成的能極勢壘，實現不同電壓下形成不同的激子復合區域，從而達到色溫的可調性。
技術實現思路
本專利技術提供一種四波段的高顯色指數的色溫可調的白色有機LED照明光源的制備方法，其主要發出覆蓋藍、綠、黃、紅四個波段的白光，顯色指數高達90，并且此白光可通過電壓的調節實現從冷白光到暖白光的轉變，即色溫可從8000K變化到3000K。藍、 綠、黃、紅光發射的波峰分別在460、510、570、610nm附近，通過對四個發射峰強度的調節， 獲得最佳的比例配比，使得顯色指數可以達到90 ;藍色與黃色染料摻雜到空穴型(hole transporting)主體材料中，綠色與紅色染料摻雜到電子型(electron transporting) 主體材料中(也 可互換，但本專利中以此為例說明)，兩種主體材料的HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital)與 LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能級高低不同，可在界面形成明顯的能極勢壘，利于載流子的累積與激子的形成，同時兩種主體材料的載流子傳輸能力差別較大，隨著電壓的變化，激子復合區域可發生移動，從而每個波段的發射發生相對強度上的改變，實現色溫的調控性。其中，藍色與綠色染料為熒光材料，黃色與紅色染料為磷光材料。技術方案1、材料方案首先，我們選擇的藍、綠、黃、紅四種染料可兩兩形成互補色，將藍和黃染料摻雜在一種主體材料的發光層，綠和紅染料摻雜到另一種主體材料的發光層，即使在激子復合區域完全偏離到一種主體上的情況下，也可以保證白光的發射。發光材料主要分為突光材料與磷光材料。突光材料發展較早，種類較多，合成成本較低，但是因其只有25%的單重激發態可發生輻射躍遷，其余75%的三重激發態對發光沒有貢獻，導致由熒光材料制備的有機LED器件發光效率被限制在一個較低的范圍內；而磷光材料因含有重金屬形成的自旋軌道耦合作用可實現混合單重態和三重態的磷光發射， 理論上，用磷光材料制作的有機LED器件內量子效率可達100%，發光效率比熒光材料制備的器件可提高三倍，但是因為含有重金屬，使得磷光材料的合成成本較高，同時也可能帶來一定的環境污染。尤其是藍色磷光材料，一直是實現全磷光器件的一個挑戰和瓶頸。目前藍色磷光材料種類偏少，尤其深藍色磷光材料更為匱乏，而且藍色磷光材料比起綠色與紅色磷光材料的效率較低，壽命也較差。所以，目前大部分白光有機LED器件還是比較多的采用藍色熒光材料搭配綠色與紅色磷光材料來實現。同時更為重要的是，用短波段的熒光材料搭配長波段的磷光材料最大的好處是熒光材料發光層浪費的三重態激子可以被磷光材料再次捕獲并以磷光的形式發射出，大大提高了效率，理論上也可以實現100%的內量子效率。因為熒光材料沒有重金屬形成的自旋軌道耦合作用，不能利用三重態激子來發光，但是三重態激子的擴散長度較長，可擴散到磷光發光層，被磷光材料捕獲用來發光。所以，結合以上分析，我們最終選擇熒光材料作為藍色與綠色摻雜劑，磷光材料作為黃色與紅色摻雜劑，同時保證藍色染料擁有比黃色染料更高的三線態能級， 綠色染料擁有比紅色染料更高的三線態能級。可選用的藍色染料有p-bis(p-N, N-d1-phenyl-aminostyryl)benz本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高顯色指數色溫可調白色有機LED照明光源的制備方法，其特征在于，選擇的藍、綠、黃、紅四種染料可兩兩形成互補色，將藍和黃染料摻雜在一種主體材料的發光層，綠和紅染料摻雜到另一種主體材料的發光層，采用藍色熒光材料搭配綠色與紅色磷光材料制作，兩種互補色發光層的主體材料應該一致；靠近陽極的發光層選用的主體材料具有良好的空穴傳輸能力，而靠近陰極的發光層的主體材料具有良好的電子傳輸能力，所以，藍光層與黃光層選用的主體材料是空穴型，綠光層與紅光層選用的主體材料為電子型，所制備的是高顯色指數色溫可調的白色照明光源，該四波段的高顯色指數的色溫可調的白色有機LED照明光源的制備步驟為：a).選取符合要求尺寸和表面電阻的ITO玻璃基板，用去離子水清洗后再分別用去離子水和酒精超聲，超聲后烘干并用紫外臭氧清洗機處理；b).使用真空蒸鍍法，在上述ITO基板上蒸發制備空穴注入層與空穴傳輸層；c).在空穴傳輸層的上方，采用雙源共蒸的方法，制備發光層，該發光層采用摻雜結構對于熒光材料，摻雜濃度控制在占主體材料重量比的1％?3％，而對于磷光材料，摻雜濃度控制在5?10％。精確的摻雜濃度通過晶振片控制兩種材料的蒸發速率來獲得；d).采用真空蒸鍍的力法，在上述發光層上制備電子傳輸層，在電子傳輸層上制備電子注入層，同樣采用真空蒸鍍的方法；e).在整個基板上蒸鍍金屬電極。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：于建寧，張民艷，尚玉柱，呂燕芳，
申請(專利權)人：江蘇廣發光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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