專利名稱：高效高色純度鑭系金屬配合物有機電致發(fā)光器件的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電致發(fā)光技術領域，是一種鑭系配合物有機電致發(fā)光器件。
有機電致發(fā)光器件由有機小分子材料以薄膜疊加而成，其中發(fā)光材料必須是鑭系配合物發(fā)光體。具體器件結構是正極/ITO/有機多層薄膜/陰板。正級為玻璃基板，陰極為金屬電板，ITO為透明導電膜，是In2O3和Sn2O3混合的氧化物薄膜。在直流電壓(5-15V)驅動下，可從透明陽極(正極)側發(fā)出可見或紅外熒光。
傳統(tǒng)的有機電致發(fā)光(簡稱EL)器件結構均是前述的“三明治”式多層結構器件，這種結構的器件一般由三個有機功能層構成即ITO/HTL(空穴傳輸層)/EML(發(fā)射層)/ETL(電子傳輸層)/M(金屬)，如果EML兼有ETL或HTL功能時，則器件為兩層結構即為ITO/HTL/ETL-EML/M，或者ITO/EML-HTL/ETL/M結構。這兩類器件結構都存在著明顯的界面效應，特別是選用鑭系金屬配合物作為EML時，層間界面使驅動電壓升高，在直流驅動下，發(fā)射光譜不是單純由三價鑭系離子的窄帶構成，發(fā)射出來自EML與二胺衍生物HTL材料(如TPD或NPB)形成基激復合物，使得電致發(fā)光(EL)發(fā)射波長明顯移向長波，并且譜帶變寬，嚴重干擾三價鑭系金屬離子的窄帶發(fā)射。同時，還會使發(fā)光效率和驅動壽命明顯降低。
為了防止由鑭系配合物做發(fā)射層的有機電致發(fā)光器件出現(xiàn)基激復合物Exciplex寬帶發(fā)射，獲得純的稀土窄帶發(fā)射，和高色純度的有機電致發(fā)光器件，提高用鑭系配合物做發(fā)射層的有機電致發(fā)光器件的量子效率，進而提高器件的發(fā)光亮度，和提高用稀土配合物做發(fā)射層的有機電致發(fā)光器件的工作穩(wěn)定性和工作壽命，本實用新型提供一種消除界面效應的高效、高色純度長壽命的鑭系金屬配合物有機電致發(fā)光器件。
本實用新型由金屬電極，電子傳輸層，混合層，空穴傳輸層，ITO導電膜，透明基板如玻璃等構成。金屬電極為陰極，所用的金屬為Mg∶Ag。透明基板為陽極?；旌蠈訛榘l(fā)射層，是三價鑭系金屬離子配合物光發(fā)射材料和空穴傳輸層的混合體?；旌蠈又械目昭▊鬏攲硬牧蠌目昭▊鬏攲拥诫娮觽鬏攲拥暮恐饾u減少。在器件的結構中，既看不出空穴傳輸層與混合層之間有明顯界面，也看不出電子傳輸層與混合層間的明顯界面，即從空穴傳輸層向電子傳輸層過渡是個漸變過程，也就是說混合層實際上是一個過渡層。
附圖
是本實用新型的結構圖。圖中1為金屬電板，2電子傳輸層，3混合層，4空穴傳輸層，5ITO導電膜，6透明基板。
本實用新型所用的是三價鑭系金屬離子配合物(以下用LnC代替)，它的通式是Ln3+L1L2，Ln=Pr，Nd，Sm，Eu，Tb，Ho，Er，Tm，Yb，中的任何一種或幾種金屬的組合，L1=有機脂肪或芳香羧酸根，β一二酮等，L2=中性有機配體化合物，如含任何取代基的啉啡啰啉(R-phen)，2，2’一聯(lián)吡啶(bpy)，氧化三苯基啉(TOPO)，三正辛基氧化膦(TPPO)等。HTL是通常使用的二胺衍生物，如TPD或NPB。具體工藝過程是先在事先洗凈的ITO電板上鍍上一層厚度為200-500nm的空穴傳輸材料層，然后同時蒸發(fā)LnC材料使它與HTL的混合比例由HTL∶LnC=6∶1～3∶1，逐漸變化到HTL∶LnC=1∶6～1∶3這就是混合層。再在混合層之上蒸鍍一層厚度為200-500nm的ETL材料，如果該LnC具有電子傳輸性能，ETL可以是該LnC，如果LnC不具有電子傳輸性能，那么，ETL可以選擇LC材料，其配體與LnC配體相同，L(鑭系)金屬離子為不發(fā)光三價離子Y3+，La3+，Gd3+或Lu3+。在最后形成的器件結構中，既看不出HTL與混合層之間的明顯界面，也看不出混合層與ETL間的明顯界面，即從HTL層向ETL層過渡是個漸變過程。
本實用新型這種模糊的功能層間“界面”可防止混合層與HTL形成基激復合物發(fā)射，可以獲得純的三價鑭系離子的窄帶發(fā)射。由于層間界面幾乎不存在，可以降低載流子注入勢壘，由于與HTL間的模糊界面，避免基激復合物發(fā)射，因此可以提高發(fā)光量子效率。因為在電激發(fā)下，基激復合物發(fā)光波長明顯向長波移動，因而難于獲得純稀土窄帶發(fā)射，導致色純度降低。需要說明的是這里所說的“混合式”與“摻雜式”結構不同，前者混合比例大，后者比例很小，發(fā)光材料只占被摻雜材料的百分之幾。選用空穴傳輸層為二胺，如TPD或NPB，器件結構為ITO/HTL/HTL∶LnC/InC或LC/Mg∶Ag，LnC為下表中配合物時的主要結果
本實用新型的制作過程如下在真空度10-4帕，所有有機材料熱蒸發(fā)到ITO玻璃基板上，HTL厚度為30nm，混合層厚度50nm，ETL厚度為20nm，所有器件均在干燥空氣中用紫外粘合劑把玻璃板壓在器件上面封裝成為有機EL(電致發(fā)光)器件。
實施例1混合層材料是Tb(ACAC)3phen∶TPD由1∶3變到3∶1，ETL材料是Tb(ACAC)3phen。這種器件在3V直流驅動下可發(fā)出Tb3+的純線狀光譜(主峰545nm)。在低于200μA/cm2電流密度下量子效率可達3％以上。
實施例2混合層材料是Eu(DBM)3phen(三價銪與二苯甲酰基甲烷和啉啡啰啉的配合物)HTL材料是TPD，混合層比例Eu(DBM)3phen∶TPD由1∶3變到3∶1，這種器件在2.5V直流驅動下可發(fā)出Eu3+的純線狀光譜(主峰611nm)。在低于200μA/cm2電流密度下量子效率可達4％以上。
實施例3混合層材料是Dy(ACAC)3phen，空穴傳輸層材料是TPD，混合層比例由1∶3變到3∶1電子傳輸層材料是Dy(ACAC)3phen(三價鏑與乙酰丙酮和啉啡啰啉的配合物)。這種器件在3V直流驅動下可發(fā)出Dy3+的純線狀光譜(主峰480nm和580nm)。在低于200μA/cm2電流密度下量子效率可達1％以上。
實施例4混合層材料是Er(DBM)3phen(三價鉺與二苯甲?；淄楹瓦葐呐浜衔?，空穴傳輸層材料是TPD，混合層比例Er(DBM)3phen∶TPD由1∶3變到3∶1。這種器件在2．5V直流驅動下可發(fā)出Er3+的純線狀光譜(主峰525nm)。在低于200μA/cm2電流密度下量子效率可達1％以上。
實施例5混合層材料是Ｔb(ACAC)3phen，空穴傳輸層材料是TPD，混合層比例Tb(ACAC)3phen∶TPD由1∶3變到3∶1，材料是Gd(ACAC)3phen(三價釓與乙酰丙酮和啉啡啰啉的配合物)。這種器件在3V直流驅動下可發(fā)出Tb3+的純線狀光譜(主峰545nm)，在低于200μA/cm2電流密度下量子效率可達3％以上。
實施例6混合層材料是Tm(ACAC)3phen，空穴傳輸層材料是TPD，混合層比例Tm(ACAC)3phenTPD由1∶3變到3∶1，電子傳輸層材料是Gd(ACAC)3phen(三價釓與乙酰丙酮和啉啡啰啉的配合物)。這種器件在3V直流驅動下可發(fā)出Tm3+的純線狀光譜(主峰480nm)。在低于200μA/cm2電流密度下量子效率可達3％以上。
實施例7混合層材料是Nd(DBM)3phen，空穴傳輸層材料是TPD，混合層比例Nd(DBM)3phen∶TPD由1∶3變到3∶1，電子傳輸層材料是Nd(DBM)3phen。這種器件在6V直流驅動下可發(fā)出Nd3+的純線狀光譜(主峰∶900nm和980nm)，發(fā)紅外光。
權利要求1.一種高效高色純度鑭系金屬配合物有機電致發(fā)光器件，其結構包括金屬電板(1)，電子傳輸層(2)，空穴傳輸層(4)，ITO導電膜(5)，透明玻璃基板(6)，其特征是發(fā)射層為混合層(3)，混合層(3)在空穴傳輸層與電子傳輸層之間，混合層材料由三價鑭系金屬離子配合物和空穴傳輸層材料混合而成，從空穴傳輸層到電子傳輸層，混合比例逐漸遞減，電子傳輸層材料可以是三價鑭系金屬離子配合物InC，也可以是不發(fā)光L鑭系金屬與C的配合物。
2.根據(jù)權利要求1所述的高效高色純度長壽命鑭系金屬配合物有機電致發(fā)光器件，其特征是混合層(3)中三價鑭系金屬離子配合物與空穴傳輸層材料的混合比例從空穴傳輸層由HTL∶InC=6∶1～3∶1逐漸變化到HTL∶LnC-1∶6～1∶3。
專利摘要本實用新型屬于電致發(fā)光技術領域,是一種高效高色純度長壽命鑭系金屬配合物有機電致發(fā)光器件。主要由電子傳輸層,混合層,空穴傳輸層和ITO導電膜等構成,其中在電子傳輸層和空穴傳輸層之間的混合層是兩者的過渡層?；旌蠈邮怯扇齼r鑭系金屬離子配合物(InC表示,其中L為鑭系金屬,C配體)和空穴傳輸層材料混合而成,電子傳輸層材料可以是LC也可以是不發(fā)光鑭系金屬與相同配體C的配合物。采用這種器件結構既可以防止與空穴傳輸層生成基激復合物,保證鑭系金屬離子的高色純度帶發(fā)射,又可以提高器件的量子效率。
文檔編號H05B33/00GK2421793SQ9924798
公開日2001年2月28日 申請日期1999年12月1日 優(yōu)先權日1999年12月1日
發(fā)明者李文連, 梁春軍, 李銳鋼, 洪自若, 趙丹 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所