專利名稱：用于全色有機發(fā)光顯示的藍(lán)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于全色顯示有機發(fā)光二極管或有機電致發(fā)光器件領(lǐng)域，涉及獲得高色純度、高效藍(lán)光發(fā)射的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光二極管(OLEDs)或有機電致發(fā)光(EL)器件因其應(yīng)用前景和巨大的潛在市場成為各國競相追逐的熱點。目前有機電致發(fā)光器件所面臨的主要問題是全彩顯示，而工業(yè)上應(yīng)用的全彩顯示主要采用紅、綠、藍(lán)摻雜式結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)技術(shù)，在制作工藝中必須采用精密控制紅、綠、藍(lán)三個像元實現(xiàn)彩色顯示的掩摸技術(shù)，即把紅、綠、藍(lán)發(fā)光染料摻雜到各自的基質(zhì)中。在目前采用的器件結(jié)構(gòu)中，無論紅、綠、藍(lán)摻雜型的哪種結(jié)構(gòu)，空穴傳輸層都采用NPB(4，4’-bis[N-(1-naphthyl-1-)-N-phenyl-amino]-biphenyl)材料，紅、綠發(fā)光都采用8-羥基喹啉鋁(ALQ)作為基質(zhì)材料，而藍(lán)光的藍(lán)摻雜劑的基質(zhì)必須是寬帶隙材料，禁帶寬度窄的ALQ不適合于做藍(lán)光摻雜材料的基質(zhì)，于是人們不得不設(shè)計并合成用于藍(lán)光摻雜劑的新型基質(zhì)材料。參考文獻(xiàn)有1.J.Shi and C.W.Tang，Appl.Phys.Lett.80，3201(2002)2.Y.Q.Li，M.K.Fung，Z.Y.Xie，S.T.Lee，L.S.Hong，and J.Shi，Adv.Mater.14，1317(2002)由于這些基質(zhì)材料的離化能與空穴傳輸層材料NPB的能級都有較大的能量勢壘，因而在注入空穴時因要克服這些勢壘而增加驅(qū)動電壓。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述背景技術(shù)中由于ALQ的禁帶寬度窄不適合于藍(lán)光摻雜材料的缺點，及在高電壓下ALQ的綠光發(fā)射對于藍(lán)色發(fā)光色純度的干擾而必須設(shè)計并合成用于藍(lán)光摻雜劑的新型基質(zhì)材料的缺點，以及由于新型基質(zhì)材料與空穴傳輸層材料NPB離化能的差別必將增加空穴注入勢壘，增加驅(qū)動電壓的問題，本實用新型的目的在于采用傳統(tǒng)使用的NPB材料分別作為空穴傳輸層和藍(lán)光發(fā)射基質(zhì)層，獲得了高色純度高效率藍(lán)光EL發(fā)射，使獲得藍(lán)光的器件結(jié)構(gòu)更為簡單，制作程序更為簡潔，為實現(xiàn)上述目的本實用新型將要提供一種具有穩(wěn)定藍(lán)光發(fā)射的有機電致發(fā)光器件。
本實用新型的結(jié)構(gòu)包括襯底、透明導(dǎo)電膜、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、空穴阻擋-電子傳輸層、電子注入層、陰極、外電路；本實用新型的特點是在空穴傳輸層的上面沉積發(fā)光層，在發(fā)光層的上面沉積空穴阻擋-電子傳輸層，空穴傳輸層和發(fā)光層的基質(zhì)材料采用NPB材料，發(fā)光層的摻雜劑采用TBP材料，TBP材料為2，5，8，11-tetra-t-butylperylene，空穴阻擋-電子傳輸層選用TPBI材料，TPBI為材料為2，2′，2″-(1，3，5-benzenetriyl)-tris[1-phenyl-1-H-benzimidazole]。
發(fā)光層的摻雜劑TBP在基質(zhì)材料NPB中的重量百分比控制在1wt％～2.5wt％范圍，且發(fā)光層的厚度為1nm～20nm，空穴阻擋—電子傳輸層的TPBI厚度在30nm～40nm之間。
本實用新型的優(yōu)點在于(1)由于空穴傳輸層和發(fā)光層的基質(zhì)材料都采用了NPB，這樣在制備器件時空穴傳輸層材料和發(fā)光層的基質(zhì)材料只需要一個蒸發(fā)源就可以滿足要求，即，蒸發(fā)完NPB空穴傳輸層后，在蒸發(fā)摻雜材料TBP的同時，繼續(xù)蒸發(fā)NPB材料就可以，因而可減少一個蒸發(fā)源，同時節(jié)省了制作成本；由于空穴傳輸層和藍(lán)光基質(zhì)層是同一種材料，也因減小空穴注入勢壘而降低驅(qū)動電壓。
(2)由于采用本實用新型的結(jié)構(gòu)，摻雜劑TBP用量較少，因而節(jié)省了昂貴的摻雜劑TBP材料。
(3)由于本實用新型采用了薄的發(fā)光層和空穴阻擋一電子傳輸層，使激子被限制在很窄的區(qū)域內(nèi)，可以實現(xiàn)NPB向藍(lán)光摻雜劑的能量傳遞。
(4)由于本實用新型采用遷移率高的TPBI單一材料代替了BCP/ALQ，不但簡化器件結(jié)構(gòu)，同時防止隨驅(qū)動電壓升高出現(xiàn)ALQ的綠光發(fā)射的干擾，保證了不同驅(qū)動電壓都會得到高色純度的藍(lán)光發(fā)射。
本實用新型用簡單結(jié)構(gòu)就可以制備在電驅(qū)動下獲得高色純度高效率藍(lán)光發(fā)射的器件，該藍(lán)光不僅可用于由紅、綠、藍(lán)構(gòu)成的全色顯示中的藍(lán)光基色，還可用于單色顯示等平板顯示器。


圖1是本實用新型中藍(lán)光EL器件結(jié)構(gòu)示意圖，也是摘要附圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明，但本實用新型不限于這些實施例。
本實用新型的器件中包括襯底1、透明導(dǎo)電膜2、空穴注入層3、空穴傳輸層4、發(fā)光層5、空穴阻擋-電子傳輸層6、注入電子層7、陰極8、外電路9、出射發(fā)光線10。
襯底1用玻璃或透明塑料；透明導(dǎo)電膜2選用ITO透明導(dǎo)電膜；空穴注入層3用CuPc材料或m-MTDATA材料，CuPc材料的厚度選取1nm～5nm，m-MTDATA材料1，3，5-tris-(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine，厚度可選取10nm-40nm；空穴傳輸層4是傳統(tǒng)應(yīng)用的NPB作空穴傳輸層材料，厚度為30nm-50nm。發(fā)光層5是共沉積的NPB和摻雜劑，摻雜劑在NPB中量的控制在1wt％-2.5wt％范圍，且層厚度為1nm～20nm，摻雜劑材料可以選用TBP?？昭ㄗ钃?電子傳輸層6選用TPBI材料或具有寬帶隙的電子傳輸材料，厚度為30nm～40nm；電子注入層7的材料選用LiF或CsF，厚度可采用0.8nm～3nm；陰極8的材料可采用Al或其它低功函數(shù)金屬，厚度可采用100nm～150nm；外電路9為驅(qū)動電源，可選擇3V～20V。
本實用新型的器件以透明導(dǎo)電膜2一側(cè)設(shè)為正極，施加電壓會從襯底1一側(cè)觀察到藍(lán)色出射發(fā)光線10。
實施例1本實用新型選用圖1所示的器件結(jié)構(gòu)。在本實施例中，首先透明導(dǎo)電膜2選擇ITO膜作為陽極，洗凈襯底1和透明導(dǎo)電膜2后，首先在高真空(3-2×10-1帕)下，在透明導(dǎo)電膜2上面沉積CuPc材料、厚度為1nm或3nm或5nm的空穴注入層3，然后在空穴注入層3上面沉積NPB材料、厚度為30nm或40nm或50nm的空穴傳輸層4；之后在空穴傳輸層4上面沉積一層發(fā)光層5，發(fā)光層5采用共沉積NPB和TBP的方法形成藍(lán)光發(fā)光層，厚度為1nm，嚴(yán)格控制TBP在NPB中的量為1wt％；接著在藍(lán)光發(fā)光層5之上沉積TPBI材料、厚度是30nm或35nm或40nm的空穴阻擋-電子傳輸層6；之后沉積電子注入層7，材料采用LiF，其厚度是0.8nm；最后是陰極8的沉積，采用金屬Al材料。上述所有薄膜都采用熱蒸發(fā)工藝沉積。薄膜的厚度使用膜厚監(jiān)控儀器監(jiān)視，用亮度計測量發(fā)光亮度。當(dāng)施加外電路9時，就會從襯底1一側(cè)出射藍(lán)色發(fā)光線10。
效果在電流密度為6.4mA/cm2時，電流效率為4cd/A，CIE色坐標(biāo)為x＝0.137和y＝0.205，20V時發(fā)光亮度為11,500cd/m2。
實施例2在實施例1基礎(chǔ)上，空穴注入層3選用m-MTDATA材料，厚度為10nm，改變發(fā)光層5的厚度為5nm，控制TBP在NPB中的量為1.5wt％，其它制作條件都不變。
效果在電流密度為6.4mA/cm2時，電流效率3.8cd/A，CIE色坐標(biāo)為x＝0.137和y＝0.205，18V時發(fā)光亮度為9,200cd/m2。
實施例3在實施例1基礎(chǔ)上，空穴注入層3選用m-MTDATA，厚度為30nm，改變發(fā)光層5的厚度為15nm，控制TBP在NPB中的量在1.9wt％，其它制作條件都不變。
效果在電流密度為6.4mA/cm2時，電流效率3.9cd/A，CIE色坐標(biāo)為x＝0.137和y＝0.205，18V時發(fā)光亮度為11,300cd/m2。
實施例4在實施例1基礎(chǔ)上，空穴注入層3選用m-MTDATA(40nm)同時改變發(fā)光層5的厚度為20nm，控制TBP在NPB中的量在2.5wt％，電子注入層7選用CsF材料，厚度為1nm或3nm，其它制作條件都不變。
效果在電流密度為6.4mA/cm2時，電流效率4.0cd/A，CIE色坐標(biāo)為x＝0.137和y＝0.205，20V時發(fā)光亮度為10,800cd/m2。
權(quán)利要求1.用于全色有機發(fā)光顯示的藍(lán)光器件，包括襯底(1)、透明導(dǎo)電膜(2)、空穴注入層(3)、空穴傳輸層(4)、發(fā)光層(5)、空穴阻擋-電子傳輸層(6)、電子注入層(7)、陰極(8)、外電路(9)，其特征在于在有TBP材料作為基質(zhì)材料的空穴傳輸層(4)上沉積有TBP材料作為基質(zhì)材料和2，5，8，11-tetra-t-butylperylene作為摻雜劑的發(fā)光層(5)，在發(fā)光層(5)的上面沉積有2，2′，2″-(1，3，5-benzenetriyl)-tris[1-phenyl-1-H-benzimidazole]的空穴阻擋-電子傳輸層(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全色有機發(fā)光顯示的藍(lán)光器件，其特征在于發(fā)光層(5)的厚度為1nm～20nm，電子傳輸-空穴阻擋層(6)的厚度選擇為30nm～40nm。
專利摘要本實用新型屬于有機電致發(fā)光器件領(lǐng)域，涉及獲得用于全色有機發(fā)光顯示的藍(lán)光器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。包括襯底1、透明導(dǎo)電膜2、空穴注入層3、空穴傳輸層4、發(fā)光層5、空穴阻擋－電子傳輸層6、電子注入層7、陰極8、外電路9、出射發(fā)光線10；在制備器件時，空穴注入層3可選用CuPc或m－MTDATA材料，空穴傳輸層材料和發(fā)光層的基質(zhì)材料只需要一個蒸發(fā)源就可以滿足要求，因而可減少一個蒸發(fā)源，同時節(jié)省了制作成本；本實用新型按著載流子能量主要被摻雜劑分子捕獲并可直接復(fù)合的機制，利用薄的NPB基質(zhì)形成一個窄的復(fù)合區(qū)，把載流子和激子限制在TBP摻雜的NPB層，同時利用NPB向TBP摻雜劑的高效能量傳遞結(jié)果獲得較低電壓驅(qū)動下的高色純度高效率藍(lán)光EL發(fā)射。
文檔編號H05B33/14GK2834097SQ20052002844
公開日2006年11月1日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者李文連, 李明濤, 初蓓, 牛晶華, 蘇文明 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所