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。
技術(shù)背景有機(jī)電致發(fā)光顯示是目前光電器件領(lǐng)域中逐步趨向成熟且有著 巨大實(shí)用前景的一種新型顯示技術(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 爭力的新一代顯示技術(shù)。因此，有機(jī)電致發(fā)光顯示的研究吸引了科學(xué) 界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和積極參與，使得有機(jī)電致發(fā)光器件的性能在 過去的10多年中得到了迅速的發(fā)展。目前，綠色和藍(lán)色有機(jī)電致發(fā) 光器件的性能已經(jīng)得到了顯著提高，并有少量產(chǎn)品問世。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)，主要存在的問題有發(fā)光效率低和光譜色純度差 等。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)來獲得高效率、高 色純度紅色有機(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。1991年，日本山形大學(xué)的J. Kido等人在Chemistry Letters上首次報(bào)道了用三氟 乙酰噻吩丙酮(TTA)作為配體與三價(jià)銪離子形成的二元配合物 Eu(TTA)3為發(fā)光材料制成的電致發(fā)光器件，在18 V電壓下得到僅0.3 cd/m2的最大亮度，從此開創(chuàng)了將稀土三價(jià)銪配合物用于電致發(fā)光器 件的先河。隨后，許多研究組紛紛對(duì)稀土銪配合物電致發(fā)光性能進(jìn)行 了深入的研究，并取得了顯著的成果。為了提高稀土三價(jià)銪配合物電 致發(fā)光器件的性能，展示其在有機(jī)電致發(fā)光應(yīng)用中的潛在優(yōu)勢，研究 人員在稀土三價(jià)銪配合物優(yōu)化和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做了很多工作。如 2000年，美國普林斯頓大學(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 / cm2)，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，雖然最大亮度達(dá)到800 cd/m2，但其最大電流效率卻只有4.7cd/A。 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-P 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，最大亮度高達(dá)957 cd/m2，但其最大電流效率也只 有4.14cd/A。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的問題，但是 器件發(fā)光效率較低的問題仍然沒有得到實(shí)質(zhì)性改善。
目前，導(dǎo)致三價(jià)銪配合物電致發(fā)光器件效率低的主要原因是大部 分三價(jià)銪配合物具有較低的最高占據(jù)分子軌道，使得研究人員很難選 擇合適的主體材料。結(jié)果，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，張洪杰等人通過實(shí)驗(yàn)證明(Journal 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。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)光效率的提 高。所以，如何通過設(shè)計(jì)新型器件結(jié)構(gòu)和優(yōu)化器件制作工藝來解決以 上問題是提高稀土三價(jià)銪配合物電致發(fā)光器件的性能、展示其在有機(jī) 電致發(fā)光應(yīng)用中潛在優(yōu)勢的當(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構(gòu)成的。 襯底1是玻璃襯底；陽極層2采用銦錫氧化物(ITO)，其面阻為10—25歐姆； 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(簡稱TPD)，其分子結(jié)構(gòu)如下發(fā)光層4采用有機(jī)染料摻雜的有機(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(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，主體有機(jī)分子材料是4， 4'-N， N'-二咔唑二苯基(簡稱CBP)。它們的分子結(jié)構(gòu)如下所述的有機(jī)混合材料中，摻雜的有機(jī)染料與主體材料的混合物的重量比為3% — 4%;EuOTA)3phen的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)和最低未被占據(jù)分子軌 道能級(jí)分別為-6.30 eV和-3.27 eV，而CBP的最高占據(jù)分子軌道能 級(jí)和最低未被占據(jù)分子軌道能級(jí)分別為-5.8 eV和-2.5 eV。實(shí)驗(yàn)己 經(jīng)證明在Eu(TTA)3phen摻雜的CBP體系中，電子主要被 Eu(TTA)3phen分子所俘獲，而空穴則主要分布于CBP分子。并且， 對(duì)于以Eu(TTA)3phen摻雜的CBP體系為發(fā)光層的電致發(fā)光器件來 說，載流子俘獲是主導(dǎo)發(fā)光機(jī)制?？昭ㄗ钃鯇?采用2， 9-二甲基-4， 7-二苯基-1， 10-菲 羅啉(簡稱BCP)，其分子結(jié)構(gòu)如下BCF電子傳輸層6采用8 -羥基喹啉鋁(簡稱A1Q)，其分子結(jié)構(gòu)如下緩沖層7采用的是氟化鋰(LiF);
金屬陰極8采用的是金屬鋁(A1);襯底l、陽極層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順次連接；所述的陽極和陰極相互交叉形成器件的發(fā)光區(qū)，面積為io平方毫米；空穴傳輸層3的厚度為40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。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)出主峰在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 — 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一5xlO—s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，未完成的器件被轉(zhuǎn)移到金屬蒸鍍室，在5 — 8xl0—s帕的真空 氛圍下依次蒸鍍緩沖層7和金屬陰極8。其中，陽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40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；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、 CBP、 BCP和A1Q的蒸發(fā)速率控制在0.05 一O.l納米/秒，有機(jī)染料Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在0.001 — 0.004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A1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)染料和主體材料在不同的蒸 發(fā)源中同時(shí)蒸發(fā)，通過調(diào)控兩種材料的蒸發(fā)速率使得摻雜的有機(jī)染料 和主體材料的重量比控制在3%_4%之間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過對(duì)ITO陽極進(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)目昭ㄗ钃鯇?，有效地將空穴限制在發(fā)光層中，有利于發(fā) 光區(qū)間的窄化并能夠造成適量的空穴積累，從而有利于提高器件的載 流子復(fù)合幾率，最終提高器件電致發(fā)光效率。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過精密調(diào)控緩沖層7和金屬陰極8的厚 度來適當(dāng)限制器件的電子注入能力，從而實(shí)現(xiàn)了電子和空穴器件發(fā)光 區(qū)間內(nèi)有機(jī)染料Eu(TTA)3phen分子上的分布平衡，因此大大提高了 器件的復(fù)合幾率，保證了器件的高色純度并最終導(dǎo)致器件電流效率和 功率效率的大幅提升。器件的最大電致發(fā)光電流效率為9.53 cd / A， 最大功率效率為5.35 lm/W，最大外量子效率為5.15%,對(duì)應(yīng)的器 件最大復(fù)合幾率為85.8%。


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l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1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5.6伏，在電壓為19.7伏、電流密度為 249.41毫安每平方厘米(mA/cm"時(shí)器件獲得最大亮度1024.2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1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9.53坎德 拉每安培(cd / A)，最大功率效率為5.35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2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5.8伏，在電壓為21.1伏、電流密度為 272.97 mA / cm2時(shí)器件獲得最大亮度1060 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2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8.39 cd/ A，最大功率效率為4.581m/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2的光譜圖， 光譜全部來源于三價(jià)銪離子的特征發(fā)射，主峰在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)一步說明。 實(shí)施例1:先將ITO玻璃上的ITO陽極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米長的條狀電極，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摻雜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，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1.2納米厚的 Lff緩沖層，最后通過特制的掩模版在LiF上蒸鍍80納米厚的金屬 Al電，制備成結(jié)構(gòu)為ITO / TPD / Eu(TTA)3phen(3%): CBP / BCP / AIQ / 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禾n AIQ的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒， Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在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，主峰在612納 米。附圖2給出了該器件的電壓一電流密度一亮度特性曲線，器件的 起亮電壓為5.6伏，器件的最大亮度為1024.2 cd/m2。附圖3給出了該器件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9.53 cd/A，最大功率效率為5.35 lm / W。另外，器件的最
大外量子效率為5.15%，對(duì)應(yīng)的載流子復(fù)合幾率為85.8%。實(shí)施例2:先將ITO玻璃上的ITO陽極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長的條狀電極，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陽極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后把它轉(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摻雜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，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1.4納米厚的 Lff緩沖層，最后通過特制的掩模版在UF上蒸鍍80納米厚的金屬 Al電，制備成結(jié)構(gòu)為ITO / TPD / Eu(TTA)3phen(3%): CBP / BCP / A1Q / 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禾卩A1Q的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒， Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在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。附圖4 給出了該器件的電壓一電流密度一亮度特性曲線，器件的起亮電壓為 5.8伏，器件的最大亮度為1060 cd/m2。附圖5給出了該器件的電流 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8.39 cd /A，最大功率效率為4.58 lm/W。另外,器件的最大外量子效率為 4.53%,對(duì)應(yīng)的載流子復(fù)合幾率為75.5%。圖6給出該器件在直流電
壓驅(qū)動(dòng)下的電致發(fā)光光譜圖，光譜全部來源于三價(jià)銪離子的紅色特征 發(fā)射，主峰在612納米。 實(shí)施例3:先將ITO玻璃上的ITO陽極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長的條狀電極，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陽極進(jìn)行5分鐘的低壓氧等離 子處理后把它轉(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TPD空穴傳輸層、45納 米厚的Eu(TTA)3phen摻雜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，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，最后通過特制的掩模版在UF上蒸鍍80納米厚的金屬 Al電，制備成結(jié)構(gòu)為ITO/TPD/Eu(TTA)3phen(3。/o): CBP / BCP / A1Q / 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禾卩A1Q的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒， EuCTTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在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，主峰在612納 米；器件的起亮電壓為5.7伏，最大亮度為1185.1 cd/m2;器件的最 大電流效率為9.15 cd/A，最大功率效率為4.96 lm / W;器件的最 大外量子效率為4.94%，對(duì)應(yīng)的載流子復(fù)合幾率為82.4%。
實(shí)施例4:先將ITO玻璃上的ITO陽極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長的條狀電極，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陽極進(jìn)行IO分鐘的低壓氧等離 子處理后把它轉(zhuǎn)移到有機(jī)蒸鍍室。在真空度為1一5X10—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摻雜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，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0.8納米厚的 UF緩沖層，最后通過特制的掩模版在UF上蒸鍍80納米厚的金屬 Al電極，制備成結(jié)構(gòu)為ITO / TPD / Eu(TTA)3phen(3%): CBP / BCP / A1Q / 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的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒， Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在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，主峰在612納 米；器件的起亮電壓為5.5伏，最大亮度為1165.5 cd/m2;器件的最 大電流效率為8.30 cd/A，最大功率效率為4.54 lm/W;器件的最 大外量子效率為4.48%，對(duì)應(yīng)的載流子復(fù)合幾率為74.7%。實(shí)施例5:先將ITO玻璃上的ITO陽極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米
長的條狀電極，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陽極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后把它轉(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)3plien摻雜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，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，最后通過特制的掩模版在UF上蒸鍍80納米厚的金屬 Al電，制備成結(jié)構(gòu)為ITO / TPD / Eu(TTA)3phen(3%): CBP / BCP / A1Q / 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禾n A1Q的蒸發(fā)速率控制在0:05納米/秒， Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在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，主峰在612納 米；器件的起亮電壓為5.5伏，最大亮度為1141.0 cd/m2;器件的最 大電流效率為6.89 cd/A，最大功率效率為3.84 lm / W;器件的最 大外量子效率為3.72%，對(duì)應(yīng)的載流子復(fù)合幾率為62%。 實(shí)施例6:先將ITO玻璃上的ITO陽極層化學(xué)腐蝕成10毫米寬、30毫米 長的條狀電極，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陽極進(jìn)行10分鐘的低壓氧等離 子處理后把它轉(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摻雜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，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 LiF緩沖層，最后通過特制的掩模版在UF上蒸鍍100納米厚的金屬 Al電，制備成結(jié)構(gòu)為ITO / TPD / Eu(TTA)3phen(3%): CBP / BCP / AIQ / 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禾B AIQ的蒸發(fā)速率控制在0.05納米/秒， Eu(TTA)3phen的蒸發(fā)速率控制在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，主峰在612納 米器件的起亮電壓為5.2伏，最大亮度為1252.9 cd/m2;器件的最 大電流效率為5.45 cd/A，最大功率效率為3.29 lm / W;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%。
權(quán)利要求
1、一種紅色有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于器件由襯底(1)、陽極層(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)構(gòu)成；其中，襯底(1)、陽極(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)順次連接；所述的襯底(1)是玻璃襯底；陽極層(2)采用銦錫氧化物；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，其分子結(jié)構(gòu)如下發(fā)光層(4)采用有機(jī)染料摻雜的有機(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(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，主體有機(jī)分子材料是4，4’-N，N’-二咔唑二苯基(簡稱CBP)，它們的分子結(jié)構(gòu)如下所述的有機(jī)混合材料中，摻雜的有機(jī)染料與主體材料的混合物的重量比為3％-4％；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)如下電子傳輸層(6)采用8-羥基喹啉鋁，其分子結(jié)構(gòu)如下緩沖層(7)采用氟化鋰；金屬陰極(8)采用金屬鋁。
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40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。
3、 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 于所述的陽極層(2)采用銦錫氧化物，其面阻為10—25歐姆。
4、 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一5xl0—s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，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 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，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的蒸發(fā)速率控制在0.001 _0.004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)混合材料摻雜的有機(jī)染料和主體材料在不同的蒸發(fā)源中同時(shí) 蒸發(fā)，通過調(diào)控兩種材料的蒸發(fā)速率使得摻雜的有機(jī)染料和主體材料 的重量比控制在3%_4%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/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。通過對(duì)ITO陽極進(jìn)行低壓氧等離子處理來提高空穴注入，通過精確調(diào)控LiF和Al的厚度來適當(dāng)限制電子注入，器件的最大電致發(fā)光電流效率為9.53cd/A，最大功率效率為5.35lm/W，最大外量子效率為5.15％，對(duì)應(yīng)的器件最大復(fù)合幾率為85.8％。
文檔編號(hào)H01L51/50GK101159315SQ200710056278
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者亮 周, 張洪杰, 鄧瑞平 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所