一种红色有机电致发光器件及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910060387.9

申请日:

2009.08.19

公开号:

CN101635334A

公开日:

2010.01.27

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 51/50申请公布日:20100127|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H01L51/50; H01L51/54; H01L51/56

主分类号:

H01L51/50

申请人:

电子科技大学

发明人:

于军胜; 文 雯; 蒋亚东; 陈苏杰

地址:

610054四川省成都市建设北路二段四号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种红色有机电致发光器件,包括衬底、阳极层、阴极层、设置在阳极层和阴极层之间的有机功能层,有机功能层包括发光层,其特征在于:①所述发光层包括主体材料和掺杂材料,所述掺杂材料为黄色磷光染料和红色荧光染料,黄色磷光染料的掺杂浓度为1~15wt%,红色磷光染料的掺杂浓度为0.1~5wt%;②所述发光层在外加电源的驱动下,激子能量由主体材料向黄色磷光染料到红色荧光染料转移,利用黄色磷光染料对红色荧光染料的磷光敏化作用,提高磷光三线态激子向荧光单线态激子的能量转移效率,增大荧光激子辐射发光

权利要求书

1: 一种红色有机电致发光器件,包括衬底、阳极层、阴极层、设置在阳极 层和阴极层之间的有机功能层,有机功能层包括发光层,其特征在于: ①所述发光层包括主体材料和掺杂材料,所述掺杂材料为黄色磷光染料和 红色荧光染料,黄色磷光染料的掺杂浓度为1~15wt%,红色磷光染料的掺杂浓 度为0.1~5wt%; ②所述发光层在外加电源的驱动下,激子能量由主体材料向黄色磷光染料 到红色荧光染料转移,利用黄色磷光染料对红色荧光染料的磷光敏化作用,提 高磷光三线态激子向荧光单线态激子的能量转移效率,增大荧光激子辐射发光 的利用率,使器件发出红光。
2: 根据权利要求1所述的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述主体 材料为咔唑类化合物,包括4,4’-二(咔唑-9-yl)联苯、4,4’-二(咔唑-9-yl)-2,2’-二甲 基联苯、4,4’,4”-三(咔唑-9-yl)三苯胺和1,3-二(咔唑-9-yl)-苯。
3: 根据权利要求1所述的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述黄色 磷光染料是铱金属有机配合物二[2-(4-三元胺-丁基苯基)苯并thiazolato-N,C2′]铱 (乙酰丙酮化合物)。
4: 根据权利要求1所述的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述红色 荧光染料包括4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃、4-(二 氰基亚甲基)-2-特定基-6(1,1,7,7-四甲基-久洛尼定-4-yl-乙烯基)-4H-吡喃、3-(二氰 基亚甲基)-5,5-二甲基-1-(4-二甲氨基-苯乙烯基)环乙稀。
5: 根据权利要求1所述的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述有机 功能层还包括空穴传输层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层的一种或多 种。
6: 根据权利要求5所述的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴 传输层材料是芳香族二胺类化合物或者芳香族三胺类化合物,其中芳香族二胺 类化合物是N,N’-二(萘亚甲基-1-yl)-N,N’-二(苯基)-联苯胺或者N,N’-二(3-甲基 苯基)-N,N’-二(苯基)-联苯胺或者N,N’-二(萘亚甲基-1-yl)-N,N’-二(苯基)-2,2’-二 甲基联苯胺,芳香族三胺类化合物是二-[4-(N,N-联甲苯-氨基)-苯基]环己烷。
7: 根据权利要求5所述的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述电子 传输层材料和电子注入层材料是金属有机配合物、吡啶类、邻菲咯啉类、噁二 唑类或咪唑类化合物材料中的一种材料,其中金属有机配合物包括8-羟基喹啉 铝或者二(2-甲基-8-喹啉并)-4-(苯基苯酚)铝,吡啶类化合物包括三[2,4,6-三甲基 -3-(吡啶-3-yl)苯基]-硼烷,邻菲咯啉类化合物包括2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二 氮杂菲或者4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲,噁二唑类电子传输材料是2-(4-二苯 基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑或者1,3-二[(4-三元胺-丁基苯基)-1,3,4-重氮基酸 -5-yl]苯,咪唑类电子传输材料是1,3,5-三(N-苯基-苯并咪唑-2)苯。
8: 根据权利要求5所述的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴 注入层材料包括聚(3,4-亚乙二氧噻吩):聚苯乙烯基苯磺酸或者酞菁铜或者 4,4’,4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺化合物中的一类。
9: 一种有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: ①利用丙酮、乙醇溶液和去离子水对衬底进行超声清洗,清洗后用干燥氮 气吹干; ②将衬底在真空蒸发室中进行电极层的制备,所述电极包括阳极层或者阴 极层; ③将制备好电极的衬底移入真空室中,在氧气压环境下进行预处理; ④将上述清洗吹干并经过预处理的衬底置于真空腔内,抽真空,然后在上 述导电衬底上蒸镀有机功能层,所述有机功能层包括发光层,还包括空穴传输 层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层中的一种或多种,其中,在蒸镀有 机发光层时采用三源蒸镀的方法进行梯度掺杂,分别将主体材料、黄色磷光染 料和红色荧光染料置于不同的蒸发源中,通过控制三个蒸发源的蒸镀速率,使 黄色磷光染料和红色荧光染料在主体材料中的掺杂浓度分别为1~15wt%和 0.1~5wt%; ⑤保持上述真空腔内压力不变,在有机功能层蒸镀结束后进行另一个电极 的制备,所述电极作为器件的阴极层或者阳极层; ⑥将做好的器件传送到手套箱进行封装,手套箱为氮气氛围。

说明书


一种红色有机电致发光器件及其制备方法

    【技术领域】

    本发明涉及有机电致发光器件技术领域,具体涉及一种红色有机电致发光器件及其制备方法。

    背景技术

    有机电致发光是指有机发光材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。1963年,美国纽约大学的Pope等人(J.Chem.Phys.,1963,38,2042)首次报道了有机材料单晶蒽的电致发光现象,揭开了有机电致发光研究的序幕。1982年,Vincett研究小组(Thin Solid Films,1982,94,171)采用真空蒸镀法制备成功厚度为0.6μm的蒽单晶膜,将有机电致发光的工作电压降到30V内。到1987年,美国柯达公司C.W.Tang和S.A.Vanslyke(Appl.Phys.lett.,1987,51,913)在总结前人研究的基础上发明了三明治结构的器件,成功制备了量子效率为1%,亮度大于1000cd/m2的有机电致发光器件(Organic light-emitting devices,OLEDs)。这一突破性进展激发了人们对于OLEDs的研究热情,使OLEDs迅速成为世界范围内的热门研究课题。OLEDs技术具有全固态主动面发光、超薄、轻便、功耗小、响应速度快、可弯曲、工作温度范围宽,成型加工简便、不污染环境等一系列的优点,具有广阔的应用前景。世界上多个著名的实验室、研究所、显示器件厂商、照明设备厂商以及化学公司都在OLEDs材料、元器件、制造工艺和生产设备的研究领域的投入了巨大的人力和资金。因此,经过短短20年的发展,OLEDs已基本完成了从基础研究到商业成品的过渡,在信息显示领域和照明领域占据着重要的地位。

    在对OLEDs的开发和利用中,OLEDs的彩色化研究是非常重要的一个环节。由于三原色(红、绿、蓝)组合可以得到色谱中所有的颜色,因此基于三原色的有机电致发光器件是研究中的热点。1989年,C.W.Tang等人(J.Appl.Phys.,1989,65,3610)采用红色荧光染料DCM和绿色荧光染料C540分别掺杂到Alq3中,得到了量子效率为~2.5%的橘红色和绿色有机电致发光器件,开创了OLEDs彩色化的先河。从此,荧光染料被广泛的采用于制备三原色有机电致发光器件。但是,由于荧光材料受到电子自旋的限制,其电致发光只利用了单重激发态的能量(25%),其余处于三重激发态的能量都没有被利用(75%)。因此,荧光材料的内量子效率受限于25%,这成为进一步提高器件效率不可避免的遗憾。1998年,美国普林斯顿大学的Forrest团队(Nature,1998,395,151或美国专利6645645)首次报道了一种基于红色磷光染料PtOEP的红色有机电致发光器件,其内量子效率高达23%,开辟了有机电致磷光材料的新领域。2001年,Forrest团队(J.Appl.Phys.,2001,90,5048)再次报道了基于绿色磷光染料(ppy)2Ir(acac)的OLEDs,得到了外量子效率为19.0±1.0%,内量子效率接近100%的绿光器件,打破了有机电致发光材料内量子效率低于25%的限制。2003年,Y.J.Su等人(Adv.Mater.2003,15,884)报道了基于磷光染料(piq)2Ir(acac)的红色磷光器件,在电流密度为100mA/cm2时外量子效率达到9.21%。2006年,Kodak公司在ICEL-6会议上报道了一种绿色叠串式磷光器件,其电流效率高达350cd/A。2008年,佛罗里达大学的Frank So(Appl.Phys.lett.,2008,93,143307)报道了一系列基于磷光染料FIrpic的蓝色有机电致发光器件,外量子效率为23%,电流效率为49cd/A。

    可以看出,由于磷光染料的开发和引入,红绿蓝三原色OLEDs的发光效率得到了很大的提高。然而,相比绿色和蓝色磷光染料,红色磷光染料的种类非常少,目前只有(btp)2Ir(acac)、(piq)3Ir、(piq)2Ir(acac)等(Adv.Func.Mater.2009,19,420)几种比较稳定的红色磷光染料被报道和应用。这些染料的专利技术掌握在少数公司手中,成本昂贵,在一定程度上限制了红色有机电致磷光器件的发展。此外,红色有机电致磷光器件在高电流密度下工作时,其磷光染料常常会发生三重态-三重态湮灭现象,严重地降低器件的发光效率。相反的,许多红色荧光染料如DCM系列、DCJTB、DCDDC就没有三重态-三重态湮灭效应,且它们的发光特性稳定,技术成熟,也利于应用推广。因此,为了促进红色有机电致荧光器件的发展,并充分利用三重激发态的能量,2000年,M.A.Baldo等人(Nature,2000,403,750)提出了磷光敏化荧光的概念,旨在将某种合适的磷光染料(磷光敏化剂)与红色荧光染料共同掺杂到高分子或小分子主体材料中,使磷光染料的三重激发态能量尽可能地传递给荧光染料的单重激发态,从而使所有的能量都得到有效利用,达到提高荧光染料量子效率的目的。

    在主体材料-磷光染料-荧光染料的敏化掺杂系统中,主要有两种能量传递的方式,一种是基于相邻分子轨道重叠的Dexter能量传递,另一种是基于偶极-偶极共振(分子激发)的能量传递。图1详细地描绘了磷光敏化荧光体系的能量传递过程(Nature,2000,403,750),其中实线表示能量传递,虚线表示Dexter能量传递,S0、S*和T*分别表示发光材料的基态、单重激发态和三重激发态。可以看出,荧光染料可利用的能量主要通过以下途径传递:

    ①S*(主体)→S*(荧光)→S0(荧光)

    ②S*(主体)→S*(磷光)→S*(荧光)→S0(荧光)

    ③S*(主体)→S*(磷光)→T*(磷光)→S*(荧光)→S0(荧光)

    ④T*(主体)→T*(磷光)→S*(荧光)→S0(荧光)

    在能量传递过程中,途径①和②为单重激发态(S*)-单重激发态(S*)的能量传递,而途径③和④涉及到三重激发态(T*)-单重激发态(S*)的能量传递。也就是说,为了充分利用75%的三重激发态能量,只有尽量提高T*磷光-S*荧光的能量传递效率,才能达到提高器件内量子效率的目的。

    从以上分析可以看出,磷光敏化剂的选择对实现高效率T*磷光-S*荧光能量传递非常重要。由于能量传递的阶梯性,通常要求主体材料的三线态能量高于磷光敏化剂的能量,磷光敏化剂的三线态能量高于荧光染料的能量,这在一定程度上限制了磷光敏化剂的选择范围。目前报道的磷光敏化荧光体系均采用绿色磷光染料和红色荧光染料共同掺杂到主体材料中,最终实现高效的红色荧光。例如,2001年,D’Andrade等人(Appl.Phys.lett.,2001,79,1045)报道了以CBP作为主体材料,同时掺杂Ir(ppy)3绿色磷光染料和DCM2红色荧光染料的磷光敏化荧光器件,其外量子效率为9±1%,流明效率为17±2lm/W(0.01mA/cm2)。但是,器件的发光颜色偏黄,光谱谱峰约为580nm,这是由于Ir(ppy)3激发态向DCM2激发态的T*磷光-S*荧光能量传递不完全,Ir(ppy)3三线态激子辐射发光明显,从而影响了器件的红光发射色纯度。2003年,G.Cheng等人(Appl.Phys.lett.,2003,82,4224)报道了基于CBP:Ir(ppy)3:DCJTB的白光OLEDs,其掺杂体系的红色发光谱峰也仅仅在580-590nm左右。此后,关于小分子磷光敏化荧光器件的报道多集中在白光OLEDs的发展上,对红色OLEDs的研究并没有深入下去。

    从已有的利用磷光敏化荧光获得红光的结果来看,一般都是采用绿色磷光染料敏化红色荧光染料。尽管绿色磷光染料掺杂红色荧光染料体系成功地提高了器件的内量子效率,但是,由于此体系的能量传递不完全,主要是T*磷光-S*荧光能量传递的效率不高,导致没有完全消除磷光染料的发光,进而影响了器件的色纯度。这类红色OLEDs的色纯度不高的问题没有解决,就不能满足日益苛刻的色谱颜色的要求,也不利于磷光敏化荧光器件的进一步发展。

    【发明内容】

    本发明所要解决的问题是:如何提供一种红色有机电致发光器件及其制备方法,该器件克服了现有技术中所存在的缺陷,提高了器件的发光效率,改善了器件的红光色纯度。

    本发明所提出的技术问题是这样解决的:提供一种红色有机电致发光器件,包括衬底、阳极层、阴极层、设置在阳极层和阴极层之间的有机功能层,有机功能层包括发光层,其特征在于:

    ①所述发光层包括主体材料和掺杂材料,所述掺杂材料为黄色磷光染料和红色荧光染料,黄色磷光染料的掺杂浓度为1~15wt%,红色磷光染料的掺杂浓度为0.1~5wt%;

    ②所述发光层在外加电源的驱动下,激子能量由主体材料向黄色磷光染料到红色荧光染料转移,利用黄色磷光染料对红色荧光染料的磷光敏化作用,提高磷光三线态激子向荧光单线态激子的能量转移效率,增大荧光激子辐射发光的利用率,使器件发出红光

    按照本发明所提供的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述主体材料为咔唑类化合物,包括4,4’-二(咔唑-9-yl)联苯(CBP)、4,4’-二(咔唑-9-yl)-2,2’-二甲基联苯(CDBP)、4,4’,4”-三(咔唑-9-yl)三苯胺(TCTA)和1,3-二(咔唑-9-yl)-苯(mCP)。

    按照本发明所提供的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述黄色磷光染料是铱金属有机配合物二[2-(4-三元胺-丁基苯基)苯并thiazolato-N,C2′]铱(乙酰丙酮化合物)((t-bt)2Ir(acac))。

    按照本发明所提供的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述红色荧光染料包括4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM2)、4-(二氰基亚甲基)-2-特定基-6(1,1,7,7-四甲基-久洛尼定-4-yl-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、3-(二氰基亚甲基)-5,5-二甲基-1-(4-二甲氨基-苯乙烯基)环乙稀(DCDDC)。

    按照本发明所提供的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述有机功能层还包括空穴传输层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层的一种或多种。

    按照本发明所提供的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴传输层材料是芳香族二胺类化合物或者芳香族三胺类化合物,其中芳香族二胺类化合物是N,N’-二(萘亚甲基-1-yl)-N,N’-二(苯基)-联苯胺(NPB)或者N,N’-二(3-甲基苯基)-N,N’-二(苯基)-联苯胺(TPD)或者N,N’-二(萘亚甲基-1-yl)-N,N’-二(苯基)-2,2’-二甲基联苯胺(a-NPD),芳香族三胺类化合物是二-[4-(N,N-联甲苯-氨基)-苯基]环己烷(TAPC)。

    按照本发明所提供红色有机电致发光器件,其特征在于,所述电子传输层材料和电子注入层材料是金属有机配合物、吡啶类、邻菲咯啉类、噁二唑类或咪唑类化合物材料中的一种材料,其中金属有机配合物包括8-羟基喹啉铝(Alq3)或者二(2-甲基-8-喹啉并)-4-(苯基苯酚)铝(BAlq),吡啶类化合物包括三[2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-yl)苯基]-硼烷(3TPYMB),邻菲咯啉类化合物包括2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲(BCP)或者4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲(BPhen),噁二唑类电子传输材料是2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)或者1,3-二[(4-三元胺-丁基苯基)-1,3,4-重氮基酸-5-yl]苯(OXD-7),咪唑类电子传输材料是1,3,5-三(N-苯基-苯并咪唑-2)苯(TPBI)。

    按照本发明所提供的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述空穴注入层材料包括聚(3,4-亚乙二氧噻吩):聚苯乙烯基苯磺酸(PEDOT:PSS)或者酞菁铜(CuPc)或者4,4’,4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)等化合物中的一类。

    按照本发明所提供的红色有机电致发光器件,其特征在于,所述衬底是玻璃或者柔性基片或者金属薄片,其中柔性基片是超薄的固态薄片、聚酯类或聚酞亚胺类化合物;所述阳极层是无机金属氧化物薄膜或者金属薄膜,其中无机金属氧化物薄膜是氧化铟锡(ITO)薄膜或者氧化锌(ZnO)薄膜或氧化锡锌薄膜,金属薄膜是金、铜、银的金属薄膜;所述阳极层材料也可以是PEDOT:PSS或者PANI类的有机导电聚合物;所述阴极层是金属薄膜或者合金薄膜,包括锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属薄膜或者它们与铜、金、银的合金薄膜。

    本发明所提出的第二个技术问题是这样解决的:一种有机电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    ①利用丙酮、乙醇溶液和去离子水对衬底进行超声清洗,清洗后用干燥氮气吹干;

    ②将衬底在真空蒸发室中进行电极层的制备,所述电极包括阳极层或者阴极层;

    ③将制备好电极的衬底移入真空室中,在氧气压环境下进行预处理;

    ④将上述清洗吹干并经过预处理的衬底置于真空腔内,抽真空,然后在上述导电衬底上蒸镀有机功能层,所述有机功能层包括发光层,还包括空穴传输层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层中的一种或多种,其中,在蒸镀有机发光层时采用三源蒸镀的方法进行梯度掺杂,分别将主体材料、黄色磷光染料和红色荧光染料置于不同的蒸发源中,通过控制三个蒸发源的蒸镀速率,使黄色磷光染料和红色荧光染料在主体材料中的掺杂浓度分别为1~15wt%和0.1~5wt%;

    ⑤保持上述真空腔内压力不变,在有机功能层蒸镀结束后进行另一个电极的制备,所述电极作为器件的阴极层或者阳极层;

    ⑥将做好的器件传送到手套箱进行封装,手套箱为氮气氛围。

    本发明提出的红色有机电致发光器件,具有以下优点:第一次提出采用黄色磷光染料和红色荧光染料共同掺杂到主体材料中,通过利用黄色磷光染料对红色荧光染料的磷光敏化作用,有效地提高了磷光三线态激子向荧光单线态激子(T*磷光-S*荧光)的能量转移效率,增大了荧光激子辐射发光的利用率,不仅使器件的发光效率得到了提高,还基本消除了主体材料和磷光染料的发光,使器件的红光色纯度得到了明显的改善。

    【附图说明】

    图1是磷光敏化荧光体系的能量传递过程图;

    图2是本发明所提供的有机电致发光器件结构示意图;

    图3是本发明所提供的实施例1-3的结构示意图;

    图4是本发明所提供的实施例4-6的结构示意图;

    图5是本发明中实施例1的OLEDs的电流密度-电压-亮度曲线;

    图6是本发明中实施例1的OLEDs的发光效率-电流密度曲线;

    图7是本发明中实施例1的OLEDs在不同电压下的发光光谱和CIE坐标。

    其中,1、衬底,2、阳极层,3、有机功能层,30、空穴注入层,31、空穴传输层,32、发光层,33、电子传输层,4、阴极层,5、电源。

    【具体实施方式】

    下面结合附图对本发明作进一步描述:

    本发明提供一种红色有机电致发光器件,如图2、图3所示,器件的结构包括衬底1,阳极层2,有机功能层3,阴极层4,其中阳极层2位于衬底1表面,有机功能层3位于阳极层2和阴极层4之间,有机功能层3包括空穴传输层31,发光层32和电子传输层33,器件在外加电源5的驱动下发光。

    如图4所示,器件的结构包括衬底1,阳极层2,有机功能层3,阴极层4,其中阳极层2位于衬底1表面,有机功能层3位于阳极层2和阴极层4之间,有机功能层3包括空穴注入层30,空穴传输层31,发光层32和电子传输层33,器件在外加电源5的驱动下发光。

    本说明书中涉及的一些有机材料材料名称和分子式的缩写及全称列示如下表:

    本发明中的有机电致发光器件中衬底1为玻璃或者柔性基片或者金属薄片,其中柔性基片是超薄的固态薄片、聚酯类或聚酞亚胺类化合物中的一种材料。

    本发明中的有机电致发光器件中阳极层2通常采用无机金属氧化物(如ITO,ZnO等)、有机导电聚合物(如PEDOT:PSS,PANI等)或高功函数金属材料(如金、铜、银、铂等)。

    本发明中的有机电致发光器件中空穴注入层30为无机小分子化合物或者具有低的最高被占用能级(HOMO)能级的有机化合物,如CuPc、PEDOT:PSS、m-MTDATA等化合物中的一种。

    本发明中的有机电致发光器件中空穴传输层31为芳香族二胺类化合物或者芳香族三胺类化合物,如NPB、TPD、a-NPD、TAPC等材料中的一种,本发明优选为NPB。

    本发明中的有机电致发光器件中有机发光层32为在主体材料中掺杂黄色磷光染料、红色荧光染料的混合层。主体材料具有较高的三线态能级,能有效地将能量传递给磷光染料,使磷光染料发光,主体材料一般使用咔唑类化合物(如CBP、CDBP、TCTA、mCP)的一种材料。掺杂在主体材料中的磷光染料为发黄光的金属有机配合物,如(t-bt)2Ir(acac)等,它的掺杂浓度为1~15wt%,优选的掺杂浓度为5~10wt%。与磷光染料同时掺杂在主体材料中的红色荧光染料包括DCM2、DCJTB、DCDDC等,其掺杂浓度为0.1~5wt%,优选的掺杂浓度0.6~1.5wt%。

    本发明中的有机电致发光器件中电子传输层33为金属有机配合物(如Alq3、BAlq)、吡啶类(如3TPYMB)、邻菲咯啉类(如BCP、BPhen)、噁二唑类(如PBD、OXD-7)或咪唑类(如TPBI)化合物材料中的一种材料。

    本发明中的有机电致发光器件中阴极层4材料可以是锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属薄膜或它们与铜、金、银的合金薄膜,本发明优选为依次的Mg:Ag合金层、Ag层或依次的LiF层、Al层。

    本发明的红色有机电致发光器件的优选结构如下:

    衬底/ITO/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极层

    衬底/ITO/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极层

    实施例1:

    如图2所示,器件的空穴传输层31材料为NPB,发光层中的主体材料为CBP,磷光染料为(t-bt)2Ir(acac),红色荧光染料为DCDDC,电子传输层33材料为BPhen,阴极层4采用Mg:Ag合金和Ag。整个器件结构描述为:

    Glass/ITO/NPB(50nm)/CBP:((t-bt)2Ir(acac)8wt%):(DCDDC 1wt%)(15nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)/Ag(10nm)

    制备方法如下:

    ①利用洗涤剂、去离子水、丙酮溶液和乙醇溶液对玻璃衬底及其上的透明导电薄膜ITO进行超声清洗,清洗后用高纯氮气吹干。其中玻璃衬底上的ITO薄膜作为器件的阳极层,ITO薄膜的方块电阻为10Ω/□,膜厚为180nm。

    ②将清洁烘干后的基片移入真空腔内,在氧气压为25Pa的环境下对ITO玻璃进行低能氧等离子预处理5分钟,溅射功率为~20W。

    ③将经过预处理的基片冷却15分钟后,在真空环境下移到有机腔中,抽真空至2×10-4Pa以下,然后在上述ITO薄膜上蒸镀一层NPB作为空穴传输层,NPB材料的蒸镀速率为0.1~0.2nm/s,膜厚为50nm;

    ④保持上述真空腔内压力不变,在上述NPB空穴传输层上继续蒸镀掺杂黄色磷光染料(t-bt)2Ir(acac)和红色荧光染料DCDDC的有机发光层,采用三源蒸镀的方法进行掺杂,分别将主体材料CBP、磷光染料(t-bt)2Ir(acac)、荧光染料DCDDC置于不同的蒸发源中,在蒸镀同时分别用三个膜厚监测仪探头对三个蒸发源的蒸镀速率进行监测,通过控制三个蒸发源的蒸镀速率,使磷光染料、荧光染料在主体材料中的掺杂浓度符合工艺要求。其中,(t-bt)2Ir(acac)在CBP中的掺杂浓度为8wt%,DCDDC在CBP中的掺杂浓度为1wt%。总膜厚为15nm;

    ⑤保持上述真空腔内压力不变,在上述有机发光层之上继续蒸镀一层BPhen作为电子传输层,BPhen的蒸镀速率为0.1~0.2nm/s,膜厚为30nm;

    ⑥保持上述真空腔内压力不变,在上述BPhen电子传输层之上依次蒸镀Mg:Ag合金层、Ag层作为器件的阴极层,其中合金采用双源蒸镀的方法进行掺杂,合金层中的Mg、Ag蒸镀速率比为10∶1,蒸镀总速率为1nm/s,蒸镀总厚度为200nm,Ag层的蒸镀速率为0.1nm/s,厚度为10nm。

    器件的电流密度-电压-亮度曲线见图5、器件的发光效率-电流密度曲线见图6,器件在不同电压下的发光光谱和CIE坐标见图7。可以看出,器件的启亮电压为3.8V,在16.4V时达到最大亮度14163cd/m2,功率效率的最大值为8.2lm/W,电流效率的最大值为12.6cd/A。器件的发光颜色为色度较好的红色,发光光谱的峰值波长为620nm,CIE坐标由5V时的(0.62,0.37)移动到11V时的(0.57,0.38),在较大电压范围内都很好的保持在红光色谱区域。

    实施例2:

    如图3所示,器件的空穴传输层31材料为NPB,发光层32中的主体材料为CBP,磷光染料为(t-bt)2Ir(acac),红色荧光染料为DCJTB,电子传输层33材料为BPhen,阴极层4采用Mg:Ag合金和Ag。整个器件结构描述为:

    Glass/ITO/NPB(50nm)/CBP:((t-bt)2Ir(acac)8wt%):(DCJTB 1.2wt%)(15nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)/Ag(10nm)

    器件的制备流程与实施例1相似。

    实施例3:

    如图3所示,器件的空穴传输层31材料为NPB,发光层32中的主体材料为CBP,磷光染料为(t-bt)2Ir(acac),红色荧光染料为DCM2,电子传输层33材料为BPhen,阴极层4采用Mg:Ag合金和Ag。整个器件结构描述为:

    Glass/ITO/NPB(50nm)/CBP:((t-bt)2Ir(acac)8wt%):(DCM2 1.5wt%)(15nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)/Ag(10nm)

    器件的制备流程与实施例1相似。

    实施例4:

    如图4所示,器件的空穴注入层30材料为CuPc,空穴传输层31材料为NPB,发光层32中的主体材料为mCP,磷光染料为(t-bt)2Ir(acac),红色荧光染料为DCDDC,电子传输层33材料为TPBI,阴极层4采用Mg:Ag合金和Ag。整个器件结构描述为:

    Glass/ITO/CuPc(10nm)/NPB(40nm)/mCP:((t-bt)2Ir(acac)8wt%):(DCDDC 1wt%)(15nm)/TPBI(30nm)/Mg:Ag(200nm)/Ag(10nm)

    器件的制备流程与实施例1相似。

    实施例5:

    如图4所示,器件的空穴注入层30材料为CuPc,空穴传输层31材料为NPB,发光层32中的主体材料为mCP,磷光染料为(t-bt)2Ir(acac),红色荧光染料为DCJTB,电子传输层33材料为TPBI,阴极层4采用Mg:Ag合金和Ag。整个器件结构描述为:

    玻璃衬底/ITO/CuPc(10nm)/NPB(40nm)/mCP:((t-bt)2Ir(acac)8wt%):(DCJTB 1.2wt%)(15nm)/TPBI(30nm)/Mg:Ag(200nm)/Ag(10nm)

    器件的制备流程与实施例1相似。

    实施例6:

    如图4所示,器件的空穴注入层30材料为CuPc,空穴传输层31材料为NPB,发光层32中的主体材料为mCP,磷光染料为(t-bt)2Ir(acac),红色荧光染料为DCM2,电子传输层33材料为TPBI,阴极层4采用Mg:Ag合金和Ag。整个器件结构描述为:

    玻璃衬底/ITO/CuPc(10nm)/NPB(40nm)/mCP:((t-bt)2Ir(acac)8wt%):(DCM2 1.5wt%)(15nm)/TPBI(30nm)/Mg:Ag(200nm)/Ag(10nm)

    器件的制备流程与实施例1相似。

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本发明公开了一种红色有机电致发光器件,包括衬底、阳极层、阴极层、设置在阳极层和阴极层之间的有机功能层,有机功能层包括发光层,其特征在于:所述发光层包括主体材料和掺杂材料,所述掺杂材料为黄色磷光染料和红色荧光染料,黄色磷光染料的掺杂浓度为115wt,红色磷光染料的掺杂浓度为0.15wt;所述发光层在外加电源的驱动下,激子能量由主体材料向黄色磷光染料到红色荧光染料转移,利用黄色磷光染料对红色荧光染料的。

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