專利名稱：一種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)
電致發(fā)光器件。背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光器件(0LED)以其突出的優(yōu)勢(shì)，正在逐步成為非常熱門的新興平板 顯示器產(chǎn)業(yè)，它所具有的亮度高、視角寬、功耗低、響應(yīng)速度快、制備工藝簡(jiǎn)單和成本低，特 別是高品質(zhì)圖象及便攜式、柔性等方面的優(yōu)勢(shì)，是其它的顯示器如CRT、 LCD、PDP等都無(wú) 法比擬的，被譽(yù)為新一代平板顯示器，有著美好的應(yīng)用前景。目前，白色有機(jī)電致發(fā)光器件 (W0LED)已在液晶背光源、彩色顯示和固態(tài)照明光源等方面取得了一定的進(jìn)展。
有機(jī)電致發(fā)光技術(shù)最終目標(biāo)是全色顯示，而全色顯示要求具有性能優(yōu)良RGB三基 色發(fā)光材料。目前，綠光材料已基本能滿足小尺寸顯示設(shè)備的要求，而紅光和藍(lán)光材料的性 能與實(shí)際應(yīng)用還有不小的差距。相對(duì)于綠光來(lái)說(shuō)，藍(lán)光材料的研究一直處于相對(duì)落后的狀 態(tài)，其發(fā)光亮度、效率、穩(wěn)定性和色純度都無(wú)法與綠光相比，在一定程度上制約了全彩色顯 示的發(fā)展。因此，研究高性能的藍(lán)色發(fā)光材料和選擇合理的器件結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為解決藍(lán)色 OLED瓶頸的首要任務(wù)。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)新穎的藍(lán)光OLED，以此來(lái)大幅提高現(xiàn)有 器件的發(fā)光性能。 本文擬采用將高效藍(lán)色熒光染料摻雜到主體當(dāng)中，構(gòu)建成雙藍(lán)光發(fā)射層的結(jié)構(gòu)， 制備出一種新型的藍(lán)光0LED器件。而此類器件的電流效率和亮度等性能參數(shù)將大大優(yōu)于 單藍(lán)光發(fā)射層的OLED器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、電流效率和亮度性能較
高的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件。 本發(fā)明的技術(shù)方案 —種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件，包括帶IT0陽(yáng)極的玻璃襯底、
空穴傳輸層、藍(lán)光發(fā)射層a、藍(lán)光發(fā)射層b、電子傳輸層、電子緩沖層和金屬背電極。 所述帶IT0陽(yáng)極的玻璃襯底為帶有氧化銦錫薄膜的透明玻璃；空穴傳輸層材料采
用N， N' -bis(卿hthalen-l-yl)-N， N' -bis (phenyl)-benzidine NPB ; 藍(lán)光發(fā)射層a采用主體材料4，4' -Bis(carbazol-9-yl)biphenyl CBP摻雜熒
光染料N_(4_((E)_2_(6_((E)_4_(diphenylamino)styryl)naphth￡ilen_2_yl) vinyl)
phenyl)_N_phenylbenzenamine N-BDAVBi ; 藍(lán)光發(fā)射層b采用主體材料4，4' -Bis(carbazol-9-yl)biphenyl CBP摻雜 熒光染N_(4_((E)_2_(6_((E)_4_(diphenylamino)styryl)Mphth￡ilen_2_yl) vinyl) phenyl)_N_phenylbenzenamine N-BDAVBi ;電子傳輸層材料采用4，7_diphenyl_l， 10-phenanthroline BPhen ;電子緩沖層材料采用LiF ;金屬背電極采用金屬鋁。
所述空穴傳輸層、藍(lán)光發(fā)射層a、藍(lán)光發(fā)射層b、電子傳輸層、電子緩沖層和金屬 背電極均采用真空沉積的方法制備為功能薄膜，薄膜厚度分別為空穴傳輸層(35-50) nm、藍(lán)光發(fā)射層a (15-30) nm、藍(lán)光發(fā)射層b (15-30) nm、電子傳輸層(30-40) nm、電子緩沖 層(0.5-l)nm、金屬背電極(100-150) nm、帶ITO陽(yáng)極的玻璃襯底的濺射層沉積厚度為 (100-200)nm。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果 本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層OLED，通過(guò)調(diào)節(jié)各發(fā)光層中染料的摻 雜濃度，從而提高藍(lán)光OLED的發(fā)光亮度和效率，可獲得穩(wěn)定性較好的藍(lán)光發(fā)射。雙藍(lán)光發(fā) 射層結(jié)構(gòu)的核心為兩層同主體摻雜的藍(lán)色熒光染料作為發(fā)光層，雙發(fā)光層間的界面效應(yīng)平 衡了載流子在發(fā)光層中的注入、傳輸及復(fù)合，雙發(fā)光層的協(xié)同作用最終體現(xiàn)了器件發(fā)光性 能的提高。


圖1為雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2a為實(shí)施例1中器件的電流效率_電流密度曲線。 圖2b為實(shí)施例1中器件的亮度_電流密度_電壓曲線。 圖3a為實(shí)施例2中器件的電流效率_電流密度曲線。 圖3b為實(shí)施例2中器件的亮度_電流密度_電壓曲線。 圖中1.帶ITO陽(yáng)極的玻璃襯底 2.空穴傳輸層 3.藍(lán)光發(fā)射層a4.藍(lán)光發(fā)射 層b 5.為電子傳輸層6.電子緩沖層7金屬背電極
具體實(shí)施方式
—種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件，如圖1所示，包括帶ITO陽(yáng)極的 玻璃襯底1、空穴傳輸層2、藍(lán)光發(fā)射層a3、藍(lán)光發(fā)射層b4、電子傳輸層5、電子緩沖層6和金 屬背電極7?，F(xiàn)通過(guò)實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明其制備方法和特性。
實(shí)施例1 : 該實(shí)施例中，帶ITO陽(yáng)極的玻璃襯底為帶有氧化銦錫薄膜的透明玻璃，濺射層沉 積厚度為mirn ;空穴傳輸層材料采用 N， N， -bis(卿hthalen-l-yl)-N， N， -bis (phenyl)-benzidine NPB ;
藍(lán)光發(fā)射層a采用主體材料4，4' -Bis(carbazol-9-yl)biphenyl CBP摻雜熒 光染料N_(4_((E)_2_(6_((E)_4_(diphenylamino)styryl)naphth￡ilen_2_yl) vinyl) phenyl)_N_phenylbenzenamine N-BDAVBi ; 藍(lán)光發(fā)射層b采用主體材料4，4' -Bis(carbazol-9-yl)biphenyl CBP摻雜熒 光染料N_(4_((E)_2_(6_((E)_4_(diphenylamino)styryl)naphth￡ilen_2_yl) vinyl) phenyl) _N_phenylbenzenamine N-BDAVBi ;電子傳輸層材料采用4， 7_diphenyl_l， 10-phenanthroline BPhen ;電子緩沖層材料采用LiF ;金屬背電極采用金屬鋁。
將上述帶有ITO的透明玻璃襯底(其面電阻< 20Q/ □)，經(jīng)化學(xué)腐蝕形成 條形ITO電極，依次用丙酮、乙醇和去離子水在超聲波環(huán)境中清洗；然后用氮?dú)獯蹈桑?在烘箱中(12(TC，30min)烘干，備用；將該ITO玻璃襯底置于真空系統(tǒng)，當(dāng)真空度抽到5 X 10—5Pa時(shí)，于帶有ITO —面的襯底上，依次沉積空穴傳輸層NPB40nm、藍(lán)光發(fā)射 層a CBP:N-BDAVBi(5% )，20nm、藍(lán)光發(fā)射層b CBP:N-BDAVBi (5 % ) ， 20nm、電子傳輸層
BPhen35nm、電子緩沖層LiFO. 8nm、金屬背電極A1120nm ;蒸發(fā)速度均為lA/s;器件的有效
面積系指ITO陽(yáng)極與金屬背電極的交叉面積，其為[6mm2]。 器件的功能層膜厚采用a臺(tái)階儀測(cè)試；器件的電流-電壓特性測(cè)量采用 Keithley2400 Sourcemeter禾口 Keithley 485 Picoa騰ter。掃描范圍均為0 18V ;
器件的光譜特性測(cè)量采用PhotoResearch PR-650進(jìn)行采集，根據(jù)軟件的測(cè)量數(shù)據(jù) 可以得到器件的發(fā)光亮度，發(fā)光光譜，色坐標(biāo)；將Keithley 2400、 Keithley 485與PR-650 聯(lián)用，可以得到器件在特定的掃描電壓下的亮度，從而可以計(jì)算得出器件的電流效率。
圖2a為該實(shí)施例中器件的電流效率_電流密度曲線；圖2b為該實(shí)施例中器件的 亮度-電流密度-電壓曲線。檢測(cè)結(jié)果顯示該藍(lán)光0LED器件，在4.4V下啟亮，最高電流 效率約為10. lcd/A(4. ImA/cm2);最大發(fā)光亮度為26750cd/m2 (14V的驅(qū)動(dòng)電壓下)。與單藍(lán) 光發(fā)射層OLED的發(fā)光性能(最高電流效率為7. 7cd/A，最大發(fā)光亮度為18500cd/m2)相比， 有了明顯的提高。
實(shí)施例2 : 該實(shí)施例中，帶ITO陽(yáng)極的玻璃襯底和其他功能薄膜所用材料均與實(shí)施例1相同。
將上述帶有ITO的玻璃襯底(其面電阻< 20 Q / □)，經(jīng)化學(xué)腐蝕形成條形ITO電 極，依次用丙酮、乙醇和去離子水在超聲波環(huán)境中清洗；然后用氮?dú)獯蹈?，在烘箱?120°C， 30min)烘干，備用；將ITO玻璃襯底置于真空系統(tǒng)，當(dāng)真空度抽到5 X 10—5Pa時(shí)，于帶有ITO 一面的襯底上，依次沉積空穴傳輸層NPB 40nm、藍(lán)光發(fā)射層a CBP:N-BDAVBi (5% ) ， 20nm、 藍(lán)光發(fā)射層b CBP:N-BDAVBi(2% )，20nm、電子傳輸層BPhen 35nm、電子緩沖層LiF 0. 8nm、
金屬背電極Al 120nm ;蒸發(fā)速度均為lA/s;器件的有效面積系指ITO陽(yáng)極與金屬背電極的
交叉面積，其為[6mm2]。 器件的測(cè)試方法與實(shí)施例1相同。 圖3a為該實(shí)施例中器件的電流效率_電流密度曲線；圖3b為該實(shí)施例中器件的 亮度_電流密度_電壓曲線。該藍(lán)光OLED器件，在4. 5V下啟亮，最高電流效率約為18. 99cd/ A (4. 5mA/cm2);最大發(fā)光亮度約為40040cd/m2 (14V的驅(qū)動(dòng)電壓下)，是單藍(lán)光發(fā)射層器件最 高電流效率的2.46倍，是其最大發(fā)光亮的2. 16倍?？梢?jiàn)，以特定濃度摻雜的雙藍(lán)光發(fā)射層 器件比傳統(tǒng)的單藍(lán)光發(fā)射層器件，其發(fā)光性能有了很大的提高。
權(quán)利要求
一種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于包括帶ITO陽(yáng)極的玻璃襯底、空穴傳輸層、藍(lán)光發(fā)射層a、藍(lán)光發(fā)射層b、電子傳輸層、電子緩沖層和金屬背電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述帶IT0陽(yáng)極的玻璃襯底為帶有氧化銦錫薄膜的透明玻璃；空穴傳輸層材料采用N，N' _bis(naphthalen_l_yl)_N， N' -bis (phenyl)-benzidine NPB ;藍(lán)光發(fā)射層a采用主體材料4， 4' -Bis(carbazol-9-yl)biphenyl CBP摻雜熒光染N_ (4-((E)-2-(6-((E)_4_(diphenylamino)styryl)naphthalen_2_yl)vinyl)phenyl)_N_phenylbenzenamineN-BDAVBi ;藍(lán)光發(fā)射層b采用主體材料4，4' -Bis (carbazol-9-yl)biphenyl CBP摻雜熒光染料N_(4_ ((E) _2_(6_ ((E) _4_ (diphenylamino) styryl)卿hthalen-2-yl) vinyl)phenyl) _N_phenylbenzenamine N-BDAVBi ;電子傳輸層材料采用4， 7_diphenyl_l，10-phenanthroline BPhen ;電子緩沖層材料采用LiF ;金屬背電極采用金屬鋁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述空穴傳輸層、藍(lán)光發(fā)射層a、藍(lán)光發(fā)射層b、電子傳輸層、電子緩沖層和金屬背電極均采用真空沉積的方法制備為功能薄膜，薄膜厚度分別為空穴傳輸層(35-50)nm、藍(lán)光發(fā)射層a (15-30) nm、藍(lán)光發(fā)射層b (15-30) nm、電子傳輸層(30-40) nm、電子緩沖層(0. 5-l)nm、金屬背電極(100-150)nm、帶IT0陽(yáng)極的玻璃襯底的濺射層沉積厚度為(100-200)nm。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層有機(jī)電致發(fā)光器件，包括帶ITO陽(yáng)極的玻璃襯底、空穴傳輸層、藍(lán)光發(fā)射層a、藍(lán)光發(fā)射層b、電子傳輸層、電子緩沖層和金屬背電極；所述空穴傳輸層、藍(lán)光發(fā)射層a、藍(lán)光發(fā)射層b、電子傳輸層、電子緩沖層和金屬背電極均采用真空沉積的方法制備為功能薄膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)新穎的雙藍(lán)光發(fā)射層OLED，通過(guò)調(diào)節(jié)各發(fā)光層中染料的摻雜濃度，從而提高藍(lán)光OLED的發(fā)光亮度和效率，可獲得穩(wěn)定性較好的藍(lán)光發(fā)射。雙藍(lán)光發(fā)射層結(jié)構(gòu)的核心為兩層同主體摻雜的藍(lán)色熒光染料作為發(fā)光層，雙發(fā)光層間的界面效應(yīng)平衡了載流子在發(fā)光層中的注入、傳輸及復(fù)合，雙發(fā)光層的協(xié)同作用最終體現(xiàn)了器件發(fā)光性能的提高。
文檔編號(hào)H01L51/50GK101710611SQ20091022901
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者華玉林, 印壽根, 吳曉明, 董木森, 齊青瑾 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)