專利名稱：一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
與其他平面顯示技術(shù)如液晶顯示器、等離子體顯示器件、場(chǎng)發(fā)射 顯示器相比，有機(jī)電致發(fā)光顯示具有一系列優(yōu)異特性，比如發(fā)光顏 色可調(diào)、主動(dòng)發(fā)光、高亮度、高效率、寬視角、低能耗、制備工藝簡(jiǎn) 單、可制備彎曲柔性顯示屏等，在大平面平板全色顯示器領(lǐng)域中具有 廣闊的應(yīng)用前景，被普遍認(rèn)為是最具競(jìng)爭(zhēng)力的新一代顯示技術(shù)。目前， 綠色和藍(lán)色有機(jī)電致發(fā)光器件的性能己經(jīng)得到了顯著提高，并有少量 產(chǎn)品問(wèn)世。然而，作為有機(jī)電致發(fā)光顯示必不可少的三基色之一，紅 色有機(jī)電致發(fā)光器件仍然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要存在發(fā)光效率低、 效率隨電流密度提高迅速衰減和亮度低等問(wèn)題。因此，如何設(shè)計(jì)新型 發(fā)光材料和優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)來(lái)獲得高效率、高亮度紅色有機(jī)電致發(fā)光器 件是目前該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。
過(guò)去的十年里，研究人員開發(fā)出許多種聚合物或有機(jī)小分子紅色 電致發(fā)光材料，其中稀土三價(jià)銪配合物由于其純正的紅光和狹窄的發(fā) 射光譜，在有機(jī)電致發(fā)光領(lǐng)域引起了廣泛的研究興趣。為了提高稀土 三價(jià)銪配合物電致發(fā)光器件的性能，研究人員在稀土三價(jià)銪配合物的
優(yōu)化和器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上做了很多工作。如2000年，美國(guó)普林斯頓
大學(xué)的S. R.Forrest等人以4， 4'-N， N'- 二咔唑二苯基(CBP)為主 體材料，將分別以TTA和鄰菲羅啉(phen)為第一和第二配體的經(jīng)典三 價(jià)銪配合物Eu(TTA)3phen作為客體材料摻雜在CBP中，得到了顯示 純正三價(jià)銪離子特征發(fā)射的紅色電致發(fā)光器件，但是該器件最大外量 子效率卻只有1.4% (0.4 mA/cm"，遠(yuǎn)低于該器件外量子效率的理論極 限6%。 2003年，馬東閣等人在Applied Physics Letters上報(bào)道了以3， 4， 7， 8-四甲基-鄰菲羅啉(Tmphen)作為第二配體的稀土銪配合物 Eu(TTA)3Tmphen，將其作為客體材料摻入主體材料CBP中制成了紅 色有機(jī)電致發(fā)光器件，雖然最大電流效率達(dá)到4.7cd/A，但其最大亮 度卻只有800 cd/m2。 2005年，張洪杰等人在Inorganic Chemistry發(fā) 表了以4，4， 5，5，6，6，6 -七氟-1 - (2 -萘基)正乙烷-(3 二酮(HFNH) 作為第一配體的稀土銪配合物Eu(HFNH)3phen，將其作為客體材料摻 雜到CBP中制備出了純正紅色電致發(fā)光器件，最大電流效率高達(dá)4.14 cd/A，但其最大亮度也只有957 cd/m2。由此可見，雖然運(yùn)用將三價(jià) 銪配合物摻入寬帶隙主體材料中作為發(fā)光層的方法可以較好得解決 器件色純度差、效率低的問(wèn)題，但是亮度低、器件發(fā)光效率迅速衰減 的問(wèn)題仍然沒有得到實(shí)質(zhì)性改善。
導(dǎo)致三價(jià)銪配合物電致發(fā)光器件效率衰減的主要原因是中心離 子激發(fā)態(tài)壽命較長(zhǎng)，導(dǎo)致器件在高電流密度情況下出現(xiàn)嚴(yán)重的三重態(tài) 淬滅。而且，在摻雜的有機(jī)電致發(fā)光器件中許多三價(jià)銪配合物只束縛 一種載流子(電子或空穴)，另外一種載流子則主要分布在主體材料分 子上。2007年，張洪杰等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明(Joumal of Applied Physics):
在Eu(TTA)3phen摻雜的CBP體系中，Eu(TTA)3phen分子只束縛電子， 而大多數(shù)空穴則分布于CBP分子上。隨著電流密度的提高，器件的 主導(dǎo)發(fā)光機(jī)理逐漸從載流子俘獲轉(zhuǎn)變?yōu)楦Ｋ固啬芰總鬟f。另一方面， 大部分三價(jià)銪配合物僅僅吸收紫外區(qū)域的光，因此容易造成從主體材 料到三價(jià)銪配合物的能量傳遞不完全，顯然不利于器件發(fā)光效率和亮 度的提高。所以，如何通過(guò)設(shè)計(jì)新型器件結(jié)構(gòu)和優(yōu)化器件制作工藝來(lái) 解決以上問(wèn)題是提高三價(jià)銪配合物電致發(fā)光器件性能、展示其在有機(jī) 電致發(fā)光應(yīng)用中潛在優(yōu)勢(shì)的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件。 本發(fā)明的另一目的是提供這種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法。
如附圖1所示，本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件是由襯底1、 陽(yáng)極層2、空穴傳輸層3、發(fā)光層4、空穴阻擋層5、電子傳輸層6、 緩沖層7和金屬陰極8，按依次連接構(gòu)成的；
襯底1是玻璃襯底；
陽(yáng)極層2采用銦錫氧化物(ITO)，優(yōu)選銦錫氧化物層的面阻為10 —25歐姆；更優(yōu)選通過(guò)低壓氧等離子進(jìn)行處理的ITO陽(yáng)極層；
空穴傳輸層3采用4， 4'-二[N-(對(duì)-甲苯基)-N-苯基-氨基] 二苯基(簡(jiǎn)稱TPD)或者N， N'-雙(l-萘基)-N， N'-二苯基-1， 1' -二苯基-4， 4'-二胺(簡(jiǎn)稱NPB);它們的分子結(jié)構(gòu)如下 發(fā)光層4采用紅色有機(jī)染料與有機(jī)敏化染料雙慘雜入主體有機(jī) 分子材料的有機(jī)混合材料；
其中摻雜的紅色有機(jī)染料為以三氟乙酰噻吩丙酮(TTA)和鄰菲
羅啉(phen)為第一和第二配體的三價(jià)銪配合物Eu(TTA)3phen，其分子 結(jié)構(gòu)如下
其中慘雜的有機(jī)敏化染料為8 -羥基喹啉鋁(簡(jiǎn)稱A1Q)，其分
A1Q
主體有機(jī)分子材料為4， 4' - N， N ， - 二咔唑二苯基(簡(jiǎn)稱CBP)，
其分子結(jié)構(gòu)如下
Eu(TTA)3Phen
子結(jié)構(gòu)如下:
<formula>formula see original document page 10</formula>所述的有機(jī)混合材料中，摻雜的紅色有機(jī)染料與主體有機(jī)分子材
料的重量比為2%_5%，摻雜的有機(jī)敏化染料與主體有機(jī)分子材料的
重量比為0.1%_0.6%;
空穴阻擋層5采用2， 9-二甲基-4， 7-二苯基-1， 10-菲 羅啉(簡(jiǎn)稱BCP)，其分子結(jié)構(gòu)如下<formula>formula see original document page 10</formula>電子傳輸層6采用8 -羥基喹啉鋁(簡(jiǎn)稱A1Q); 緩沖層7采用的是氟化鋰(LiF); 金屬陰極8采用的是金屬鋁(Ai;h
所述的陽(yáng)極和陰極相互交叉形成器件的發(fā)光區(qū)，面積為10平方 毫米；空穴傳輸層3的厚度為30到60納米，發(fā)光層4的厚度為30 到50納米，空穴阻擋層5的厚度為15到30納米，電子傳輸層6的 厚度為20到40納米，緩沖層7的厚度為0.4到1.8納米，金屬陰極 8的厚度為60至U20納米。
當(dāng)在兩個(gè)電極之間施加正向電壓時(shí)，該器件就會(huì)發(fā)出主峰位于612納米的紅光。
本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法如下
先將玻璃襯底1上的ITO層2化學(xué)腐蝕成細(xì)條狀的電極，然后 依次用清洗液、去離子水超聲清洗10—20分鐘并放入烘箱烘干。接 著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為8 — 15帕的氛圍下 用200—350伏的電壓對(duì)其進(jìn)行5 — 15分鐘的低壓氧等離子處理后把 它轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。待真空度達(dá)到l一5xl0—5帕?xí)r，依次在ITO層 2上蒸鍍空穴傳輸層'3、發(fā)光層4、空穴阻擋層5和電子傳輸層6。接 下來(lái)，未完成的器件被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8xlO—s帕的真空氛 圍下依次蒸鍍緩沖層7和金屬陰極8。
其中，陽(yáng)極和陰極相互交叉形成器件的發(fā)光區(qū)，面積為10平方 毫米；空穴傳輸層3的厚度為30到60納米，發(fā)光層4的厚度為30 到50納米，空穴阻擋層5的厚度為15到30納米，電子傳輸層6的 厚度為20到40納米，緩沖層7的厚度為0.4到1.8納米，金屬陰極 8的厚度為60到120納米；空穴傳輸層3、發(fā)光層4、空穴阻擋層5 和電子傳輸層6中TPD (或NPB)、 CBP、 BCP和A1Q的蒸發(fā)速率 控制在0.05—0.1納米/秒，紅色有機(jī)染料的蒸發(fā)速率控制在0.001 —0.005納米/秒，有機(jī)敏化染料的蒸發(fā)速率控制在0.00005_0.0006 納米/秒，緩沖層7中LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005—0.015納米/秒， 金屬陰極8中Al的蒸發(fā)速率控制在0.5 —1.5納米/秒；蒸鍍發(fā)光層 4時(shí)，有機(jī)混合材料中的紅色有機(jī)染料、有機(jī)敏化染料和主體有機(jī)分 子材料在不同的蒸發(fā)源中同時(shí)蒸發(fā)，通過(guò)調(diào)控三種材料的蒸發(fā)速率使
得摻雜的紅色有機(jī)染料和主體有機(jī)分子材料的重量比控制在2% —
5%之間，有機(jī)敏化染料和主體材料的重量比控制在0.1%_0.6%之間。
本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)將具有優(yōu)越電子傳輸能力的有機(jī)敏化
染料A1Q與三價(jià)銪配合物以特定比例共摻雜到寬能隙的主體材料 CBP中，能夠提高電子在發(fā)光區(qū)間的傳輸能力，有利于拓寬器件的
發(fā)光區(qū)間并減弱激子濃度，從而延緩器件電致發(fā)光效率隨電流密度提
高的衰減。另外，A1Q分子的摻入，有利于促進(jìn)發(fā)光層中三價(jià)銪配合 物分子上電子和空穴的平衡分布，從而進(jìn)一步提高器件的效率。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是:通過(guò)對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行精密的低壓氧等離 子處理，大大提高了器件的空穴注入能力，降低了器件的工作電壓； 同時(shí)，采用厚度適當(dāng)?shù)年帢O層，有效地控制電子的注入，有利于在發(fā) 光區(qū)間造成適量的空穴積累，從而有利于平衡三價(jià)銪配合物分子上電 子和空穴的分布，進(jìn)而提高器件的載流子復(fù)合幾率，最終提高器件電 致發(fā)光效率。所得器件的最大電致發(fā)光電流效率為6.1cd/A，最大功 率效率為3.5 lm/W，最大外量子效率為3.3%，對(duì)應(yīng)的器件最大復(fù)合 幾率為54.9%;所得器件的最大亮度為2451.69 cd/m2。


圖1是本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 中，l是玻璃襯底，2是陽(yáng)極層，3是空穴傳輸層，4是發(fā)光層，5是 空穴阻擋層，6是電子傳輸層，7是緩沖層，8是金屬陰極。圖1也 是本發(fā)明摘要的附圖。
圖2是本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件實(shí)施例4的電壓一 電 流密度一亮度特性曲線。器件的亮度隨著電流密度和驅(qū)動(dòng)電壓的升高
而升高，器件的起亮電壓為5.4伏，在電壓為17.5伏、電流密度為 464.19毫安每平方厘米(mA/cm、時(shí)器件獲得最大亮度2110.2坎德拉 每平方米(cd/m2)。
圖3是本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件實(shí)施例4的電流密度 一功率效率一電流效率特性曲線。器件的最大電流效率為6.1坎德拉 每安培(cd/A)，最大功率效率為3.5流明每瓦特(lm/W)。
圖4是本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件實(shí)施例6的電壓一 電 流密度一亮度特性曲線。器件的亮度隨著電流密度和驅(qū)動(dòng)電壓的升高 而升高，器件的起亮電壓為5.4伏，在電壓為18.0伏、電流密度為 468.69 mA/cm2時(shí)器件獲得最大亮度2073.8 cd/m2。
圖5是本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件實(shí)施例6的電流密度 一功率效率一電流效率特性曲線。器件的最大電流效率為5.99cd/A， 最大功率效率為3.46 lm/W。
圖6是本發(fā)明提供的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件實(shí)施例4的光譜圖， 光譜全部來(lái)源于三價(jià)銪離子的特征發(fā)射，主峰位于612納米。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱供干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為l一5xl0—5帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8x 10—5帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.0納 米厚的UF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍100納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 IT0/TPD/A1Q (0.2%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 EuCrTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.0001納米/秒和0.0015納米/秒， LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5納 米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色發(fā) 光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.5伏，器件的最大亮度 為2035.34 cd/m2。器件的最大電流效率為5.25 cd/A，最大功率效率 為3.02 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為2.84%,對(duì)應(yīng)的載流 子復(fù)合幾率為47.3%。 實(shí)施例2:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為l一5xl0—s帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8xl0—5帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.0納 米厚的Lff緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍100納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 IT0/TPD/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.0015納米/ 秒，LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5 納米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色 發(fā)光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.3伏，器件的最大亮 度為2394.58 cd/m2。器件的最大電流效率為5.60 cd/A，最大功率效 率為3.32 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為3.02%，對(duì)應(yīng)的載 流子復(fù)合幾率為50.4%。 實(shí)施例3:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為l一5xl0—s帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8xl0—s帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.0納 米厚的LiF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍100納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/TPD/A1Q (0.4%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.0002納米/秒和0.0015納米/秒， LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5納 米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色發(fā) 光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.3伏，器件的最大亮度 為2199.09 cd/m2。器件的最大電流效率為5.24 cd/A，最大功率效率 為3.05 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為2.83%，對(duì)應(yīng)的載流 子復(fù)合幾率為47.2%。
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為1 — 5x10—5帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8xl0—5帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.2納 米厚的UF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍100納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/TPD/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.0015納米/ 秒，LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5 納米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色 發(fā)光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.4伏，器件的最大亮 度為2110.23 cd/m2。器件的最大電流效率為6.1cd/A，最大功率效率 為3.51m/W。另外，器件的最大外量子效率為3.29%，對(duì)應(yīng)的載流子 復(fù)合幾率為54.9%。 實(shí)施例5:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為l一5xl0—5帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5—8xl0—5帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.2納 米厚的LiF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍80納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/TPD/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.0015納米/ 秒，LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5 納米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色 發(fā)光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.4伏，器件的最大亮 度為2122.55 cd/m2。器件的最大電流效率為5.45 cd/A，最大功率效 率為3.12 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為2.94%，對(duì)應(yīng)的載 流子復(fù)合幾率為49.1%。
實(shí)施例6:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行IO分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為l一5xl0—s帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8xl0—s帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.0納 米厚的UF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍80納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/TPD/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.0015納米/ 秒，LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5 納米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色 發(fā)光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.4伏，器件的最大亮 度為2073.80 cd/m2。器件的最大電流效率為5.99 cd/A，最大功率效 率為3.46 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為3.23%，對(duì)應(yīng)的載 流子復(fù)合幾率為53.9%。 實(shí)施例7:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為1一5X10—5帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的NPB空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8X10—5帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.2納 米厚的LiF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在UF上蒸鍍80納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/NPB/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。NPB、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.0015納米/ 秒，LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5 納米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色 發(fā)光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為6.0伏，器件的最大亮 度為2006.15 cd/m2。器件的最大電流效率為5.71 cd/A，最大功率效 率為3.04 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為3.08%，對(duì)應(yīng)的載 流子復(fù)合幾率為51.4%。
實(shí)施例8:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為l一5xl0—5帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的NPB空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8xl0—s帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.2納 米厚的UF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍100納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/NPB/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(3%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。NPB、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.0015納米/ 秒，LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5 納米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示EU(TTA)3phen的紅色 發(fā)光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.9伏，器件的最大亮 度為2002.98 cd/m2。器件的最大電流效率為5.60 cd/A，最大功率效 率為3.02 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為3.02%，對(duì)應(yīng)的載 流子復(fù)合幾率為50.4%。 實(shí)施例9:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為1—5X10—5帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5-8x10—5帕的真空氛圍下依次蒸鍍1.2納 米厚的LiF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在LiF上蒸鍍100納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/TPD/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(4%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.002納米/秒， LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5納 米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色發(fā) 光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.4伏，器件的最大亮度 為2451.69 cd/m2。器件的最大電流效率為5.98 cd/A，最大功率效率 為3.45 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為3.23%，對(duì)應(yīng)的載流 子復(fù)合幾率為53.8%。 實(shí)施例10:
先將ITO玻璃上的ITO陽(yáng)極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長(zhǎng)的條狀電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗15分鐘并放
入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空室，在真空度為
10帕的氛圍下用250伏的電壓對(duì)ITO陽(yáng)極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后將其轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為l一5xl(^帕的有機(jī)蒸 鍍室中，在ITO層上依次蒸鍍50納米厚的TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen與A1Q共摻入CBP的發(fā)光層、20納米厚的BCP 空穴阻擋層和30納米厚的A1Q電子傳輸層。接下來(lái)，未完成的器件 被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8x l(T5帕的真空氛圍下依次蒸鍍0.8納 米厚的UF緩沖層，最后通過(guò)特制的掩模版在Lff上蒸鍍100納米厚 的金屬 Al 電極，制備成結(jié)構(gòu)為 ITO/TPD/A1Q (0.3%) :Eu(TTA)3phen(4%): CBP/BCP/AlQ/LiF/Al的有機(jī)電致發(fā)光 器件。該器件的發(fā)光面積為10平方毫米。TPD、 CBP、 BCP和A1Q(電 子傳輸層)的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒，發(fā)光層中A1Q和 EuCTTA;bphen的蒸發(fā)速率控制在0.00015納米/秒和0.002納米/秒， LiF的蒸發(fā)速率控制在0.005納米/秒，Al的蒸發(fā)速率控制在0.5納 米/秒。所得器件在直流電壓驅(qū)動(dòng)下，顯示Eu(TTA)3phen的紅色發(fā) 光，主峰位于612納米。器件的起亮電壓為5.4伏，器件的最大亮度 為1995.05 cd/m2。器件的最大電流效率為5.93 cd/A，最大功率效率 為3.46 lm/W。另外，器件的最大外量子效率為3.20%，對(duì)應(yīng)的載流 子復(fù)合幾率為53.4%。
權(quán)利要求
1、一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件，由襯底(1)、陽(yáng)極層(2)、空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、空穴阻擋層(5)、電子傳輸層(6)、緩沖層(7)和金屬陰極(8)，按順次連接構(gòu)成；所述的襯底(1)是玻璃襯底；陽(yáng)極層(2)采用銦錫氧化物；緩沖層(7)采用氟化鋰；金屬陰極(8)采用金屬鋁；其特征在于所述的空穴傳輸層(3)采用4，4’-二[N-(對(duì)-甲苯基)-N-苯基-氨基]二苯基或者N，N’-雙(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺；它們的分子結(jié)構(gòu)如下所述的發(fā)光層(4)采用紅色有機(jī)染料與有機(jī)敏化染料雙摻雜入主體有機(jī)分子材料的有機(jī)混合材料；其中摻雜的紅色有機(jī)染料是以三氟乙酰噻吩丙酮和鄰菲羅啉為第一和第二配體的三價(jià)銪配合物Eu(TTA)3phen，其分子結(jié)構(gòu)如下所述的摻雜的有機(jī)敏化染料是8-羥基喹啉鋁，其分子結(jié)構(gòu)如下所述的主體有機(jī)分子材料是4，4’-N，N’-二咔唑二苯基，其分子結(jié)構(gòu)如下所述的有機(jī)混合材料中，摻雜的紅色有機(jī)染料與主體有機(jī)分子材料的重量比為2％—5％，摻雜的有機(jī)敏化染料與主體有機(jī)分子材料的重量比為0.1％—0.6％；所述的空穴阻擋層(5)采用2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲羅啉，其分子結(jié)構(gòu)如下所述的電子傳輸層(6)采用8-羥基喹啉鋁。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于所述的陽(yáng)極層(2)的銦錫氧化物層的面阻為10—25歐姆。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件，其特 征在于所述的陽(yáng)極層(2)的銦錫氧化物層為通過(guò)低壓氧等離子進(jìn)行 處理過(guò)的。
4、 如權(quán)利要求1、 2所述的一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征 在于所述的陽(yáng)極層(2)和金屬陰極(8)相互交叉形成器件的發(fā)光區(qū)， 面積為10平方毫米；空穴傳輸層(3)的厚度為30到60納米，發(fā)光 層(4)的厚度為30到50納米，空穴阻擋層(5)的厚度為15到30 納米，電子傳輸層(6)的厚度為20到40納米，緩沖層(7)的厚度 為0.4至Ul.8納米，金屬陰極(8)的厚度為60到120納米。
5、 如權(quán)利要求3所述的一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在 于所述的陽(yáng)極層(2)和金屬陰極(8)相互交叉形成器件的發(fā)光區(qū)， 面積為10平方毫米；空穴傳輸層(3)的厚度為30到60納米，發(fā)光 層(4)的厚度為30到50納米，空穴阻擋層(5)的厚度為15到30 納米，電子傳輸層(6)的厚度為20到40納米，緩沖層(7)的厚度 為0.4到1.8納米，金屬陰極(8)的厚度為60到120納米。
6、 如權(quán)利要求1所述的一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件的制備方法， 其特征在于步驟和條件如下先將ITO玻璃襯底(1 )上的ITO層(2) 化學(xué)腐蝕成細(xì)條狀的電極，然后依次用清洗液、去離子水超聲清洗 10—20分鐘并放入烘箱烘干。接著將烘干后的襯底放入預(yù)處理真空 室，在真空度為8—15帕的氛圍下用200_350伏的電壓對(duì)其進(jìn)行5一15分鐘的低壓氧等離子處理后把它轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室，待真空度達(dá)到l一5xl0l自時(shí)，依次在ITO層(2)上蒸鍍空穴傳輸層(3)、 發(fā)光層(4)、空穴阻擋層(5)和電子傳輸層(6)，接下來(lái)，未完成 的器件被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8x0—5帕的真空氛圍下依次蒸鍍 緩沖層(7)和金屬陰極(8);空穴傳輸層(3)、發(fā)光層(4)、空穴阻擋層(5)和電子傳輸層 (6)中4， 4'-二[N-(對(duì)-甲苯基)-N-苯基-氨基]二苯基、4， 4' -N， N'-二咔唑二苯基、2， 9-二甲基-4， 7-二苯基-1， 10-菲羅啉和8 -羥基喹啉鋁的蒸發(fā)速率控制在0.05—0.1納米/秒，發(fā) 光層(4)中以三氟乙酰噻吩丙酮和鄰菲羅啉為第一和第二配體的三 價(jià)銪配合物Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.001—0.005納米/秒， 有機(jī)敏化染料8 -羥基喹啉鋁的蒸發(fā)速率控制在0.00005—0.0006納 米/秒，緩沖層(7)中氟化鋰的蒸發(fā)速率控制在0.005—0.015納米 /秒，金屬陰極(8)中金屬鋁的蒸發(fā)速率控制在0.5 —1.5納米/秒； 蒸鍍發(fā)光層(4)時(shí)，有機(jī)混合材料摻雜的有機(jī)染料、有機(jī)敏化染料 和主體有機(jī)分子材料在不同的蒸發(fā)源中同時(shí)蒸發(fā)，通過(guò)調(diào)控三種材料的蒸發(fā)速率使得摻雜的紅色有機(jī)染料和主體有機(jī)分子材料的重量比 控制在2%_5%之間，有機(jī)敏化染料和主體有機(jī)分子材料的重量比控 制在0.1%_0.6%之間。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件及其制備方法。采用真空蒸鍍工藝，制備出結(jié)構(gòu)為銦錫氧化物/4，4’-二[N-(對(duì)-甲苯基)-N-苯基-氨基]二苯基或者N，N’-雙(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺/8-羥基喹啉鋁以三氟乙酰噻吩丙酮和鄰菲羅啉為第一和第二配體的經(jīng)典三價(jià)銪配合物Eu(TTA)₃phen主體材料4，4’-N，N’-二咔唑二苯基/2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲羅啉/8-羥基喹啉鋁/氟化鋰/金屬鋁的紅色有機(jī)電致發(fā)光器件。器件的最大電致發(fā)光電流效率為6.1cd/A，最大功率效率為3.5lm/W；最大亮度為2451.69cd/m²。
文檔編號(hào)H05B33/22GK101384112SQ20081005076
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者婧 馮, 亮 周, 張洪杰, 鄧瑞平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所