CN102437292A - 绿色有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种绿色有机电致发光器件及其制备方法，该器件包括：衬底；依次堆叠于衬底表面的阳极、空穴传输层、第一发光层、第二发光层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极；其中，第一发光层和第二发光层均包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第一或第二有机主体材料。上述铱配合物材料兼具高发光效率和优越的电子传输能力，由此提高器件的发光效率和电流密度。上述器件设置双发光层，第一发光层以空穴型材料为主体材料，第二发光层以电子型材料为主体材料。第一发光层能够减小空穴在发光区间的积累，第二发光层能够减小电子在发光区间的积累，二者共同作用拓宽器件的发光区间，从而延缓了器件的效率衰减。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件领域，特别涉及一种绿色有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
有机电致发光器件(organic light emitting diode，OLED)是近年来备受关注的自发光平板显示器件。有机电致发光器件高亮较高，其视角较广，能达到170度以上；反应时间快，约为1μs量级；材料选择范围宽，可实现红光到蓝光任何颜色的显示。相对于FED、PDP和LCD等平板显示器，有机电致发光器件具有较低的驱动电压，工作温度范围宽，对生产工艺和设备要求较低，生产成本较低。鉴于有机电致发光器件的上述优点，有机电致发光器件具有非常广阔的应用前景，有望实现显示器件的快速响应、薄型化、轻量化、低电压化。此外，有机电致发光器件还可以作为新型光源使用。
有机电致发光器件通常包括电子注入电极(阴极)、空穴注入电极(阳极)，以及设置于电子注入电极和空穴注入电极之间的有机膜，电子注入电极和空穴注入电极之间连有外加电源，当电荷被注入到电子注入电极和空穴注入电极之间的有机发光层时，电子和空穴相遇并随后发生复合，由此产生光子。
绿色有机电致发光器件是一类重要的有机电致发光器件。一直以来，三价铱配合物因为具有发光效率高和发光颜色可调等优点而被学术界和产业界视为理想的有机电致发光材料，国内外的许多研究团队从材料合成和器件优化方面着手，努力提高绿色有机电致发光器件的综合性能以期满足产业化的需要。例如：1999年美国普林斯顿大学的S.R.Forrest等人采用铱配合物Ir(ppy)3作为发光材料，通过掺杂的方法制得绿色有机电致发光器件。虽然该器件显示较为理想的绿光发射，然而不平衡的载流子注入导致器件的效率和亮度较低，另外器件的工作电压偏高。
为了解决这些问题，2009年，香港浸会大学的Zhi Qiang Gao等人通过将高效率的铱配合物Ir(ppy)3掺入优选的双极性主体材料中制得了三层结构的绿色有机电致发光器件。该器件具有能提高器件的最大发光效率和降低器件的工作电压，然而器件的发光效率随着电流密度的提高迅速地衰减；另外，该器件复合中心位于发光层和空穴阻挡层界面处，因而具有非常狭窄的发光区域，不利于器件寿命的提高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种具有较高发光效率、电流密度和亮度的绿色有机电致发光器件及其制备方法。
有鉴于此，本发明提供一种绿色有机电致发光器件，包括：
衬底；
依次堆叠于所述衬底表面的阳极、空穴传输层、第一发光层、第二发光层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极；
所述第一发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第一有机主体材料；
所述第一有机主体材料为4，4’-N，N’-二咔唑二苯基、1，3-二咔唑-9-基苯、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑、1，3，5-三(9-咔唑基)苯或2，6-二[3-(9H-9-咔唑基)苯基]吡啶；
所述第二发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第二有机主体材料；
所述第二有机主体材料为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷；
优选的，空穴传输层为4，4′-环己基二[N，N-二(4-甲基苯基)苯胺]。
优选的，所述空穴阻挡层为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷。
优选的，所述第一发光层的厚度为10～30nm。
优选的，所述第二发光层的厚度为5～15nm。
相应的，本发明还提供一种上述绿色有机电致发光器件的制备方法，包括：
对表面附有阳极的衬底进行低压氧等离子处理；
在所述阳极表面依次真空蒸镀空穴传输层、第一发光层、第二发光层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极；
所述第一发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第一有机主体材料；
所述第一有机主体材料为4，4’-N，N’-二咔唑二苯基、1，3-二咔唑-9-基苯、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑、1，3，5-三(9-咔唑基)苯或2，6-二[3-(9H-9-咔唑基)苯基]吡啶；
所述第二发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第二有机主体材料；
所述第二有机主体材料为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷；
优选的，所述等离子处理的真空度为8～15Pa，电压为350～500V。
优选的，所述真空蒸镀具体为：
在(1～2)×10-5的条件下，在所述阳极表面依次进行蒸镀空穴传输层的步骤、蒸镀第一发光层的步骤、蒸镀第二发光层的步骤、蒸镀空穴阻挡层的步骤；
在(4～6)×10-5的条件下的条件下，在所述空穴阻挡层表面依次进行蒸镀缓冲层的步骤、蒸镀阴极的步骤。
优选的，所述蒸镀第一发光层的步骤具体为：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，设置所述铱配合物和第一有机主体材料的蒸发速率比为(5～8)∶100，进行蒸镀。
优选的，所述蒸镀第二发光层的步骤具体为：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，设置所述铱配合物和第二有机主体材料的蒸发速率比为(5～8)∶100，进行蒸镀。
本发明提供一种绿色有机电致发光器件，包括衬底、阳极、空穴传输层、第一发光层、第二发光层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极。相对于现有技术，首先，本发明采用式(I)结构的铱配合物作为发光材料，该材料兼具高发光效率和优越的电子传输能力，由此提高器件的发光效率、电流密度和亮度。同时，本发明设置双发光层，第一发光层是主发光层，其以空穴型材料为主体材料，由此使得第一发光层除了产生光子之外，还起到传输空穴的作用；第二发光层是辅助发光层，其以电子型材料为主体材料，由此使得第二发光层除了产生光子之外，还起到传输电子的作用。第一发光层能够减小空穴在发光区间的积累，第二发光层能够减小电子在发光区间的积累，二者共同作用有利于将电子和空穴的复合区间限制在发光层的中心，充分利用电子和空穴复合产生的激子，进而拓宽器件的发光区间，从而延缓了器件的效率衰减。因此，本发明提供的绿色有机电致发光器件具有较高的发光效率、电流密度和亮度。
附图说明
图1为本发明提供的绿色有机电致发光器件的结构示意图；
图2为实施例1制备的绿色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度特性曲线；
图3为实施例1制备的绿色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线；
图4为实施例1制备的绿色有机电致发光器件在亮度为20000cd/m2时的光谱图；
图5为实施例2制备的绿色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度特性曲线；
图6为实施例2制备的绿色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明公开了一种绿色有机电致发光器件，其结构如图1所示，该绿色有机电致发光器件包括：
衬底1；
依次堆叠于所述衬底1表面的阳极2、空穴传输层3、第一发光层4、第二发光层5、空穴阻挡层6、缓冲层7和阴极8；
其中，第一发光层4包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第一有机主体材料；
所述第一有机主体材料为4，4’-N，N’-二咔唑二苯基(CBP)、1，3-二咔唑-9-基苯(MCP)、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑(Simcp)、1，3，5-三(9-咔唑基)苯或2，6-二[3-(9H-9-咔唑基)苯基]吡啶(26DczPPy)；
所述第二发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第二有机主体材料；
所述第二有机主体材料为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷(3TPYMB)；
本发明提供的上述绿色有机电致发光器件，采用式(I)结构的铱配合物作为发光材料，其为二(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)-(二(二苯基磷酰)胺)合铱，以下简称Ir(tfmppy)2(tpip)，该铱配合物具有较高的发光效率，并且其电子传输能力较强，由此提高有机电致发光器件的发光效率、电流密度和亮度。
此外，上述绿色有机电致发光器件设置有双发光层，其中，第一发光层为主要发光层，第二发光层起到辅助发光的作用。第一发光层以4，4’-N，N’-二咔唑二苯基、1，3-二咔唑-9-基苯、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑、1，3，5-三(9-咔唑基)苯(TCP)或2，6-二[3-(9H-9-咔唑基)苯基]吡啶作为主体材料。上述化合物为空穴型材料，由此使得第一发光层除了产生光子之外，还起到传输空穴的作用。
第二发光层以1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷作为主体材料。上述材料为电子型材料，由此使得第二发光层除了产生光子之外，还起到传输电子的作用。
由此，第一发光层能够减小空穴在发光区间的积累，第二发光层能够减小电子在发光区间的积累，有利于将电子和空穴的复合区间限制在发光层的中心，充分利用电子和空穴复合产生的激子，有利于拓宽器件的发光区间，从而延缓了器件的效率衰减。
上述第一发光层4和第二发光层5中铱配合物和主体材料的的重量比对器件的发光效率有影响，本发明铱配合物和主体材料的的重量控制为(5～8)∶100，比例过大或过小易导致器件的发光效率大幅下降，同时也会使得工作电压提高，并且器件的发光色纯度也会降低。本发明优选控制第一发光层4和第二发光层5中所述铱配合物和主体材料的重量比为(6～7)∶100。上述绿色有机电致发光器件中，第一发光层的厚度优选为10～30nm，第二发光层的厚度优选为5～15nm。
本发明提供的绿色有机电致发光器件中的衬底、阳极、空穴传输层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极可以采用现有绿色有机电致发光器件的相应材料。作为优选方案，本发明中，空穴传输层优选采用4，4′-环己基二[N，N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)，该层兼具空穴注入、空穴传输和电子阻挡的功能，降低器件工作电压的同时简化结构。空穴传输层的厚度优选为40～60nm。
空穴阻挡层6优选为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷，该层兼具空穴阻挡、电子传输和电子注入的功能，降低器件工作电压的同时简化结构。空穴阻挡层6厚度优选为20～40nm。
衬底优选为玻璃衬底，阳极层优选采用铟锡氧化物(ITO)，其面阻优选为10～15Ω。阴极优选采用金属铝(Al)，其厚度优选为90～150nm。缓冲层7的作用在于提高器件的电子注入能力，优选采用氟化锂(LiF)，缓冲层7的厚度优选为0.8～1.2nm。
本发明提供的上述绿色有机电致发光器件的工作过程如下：
在外加电场的作用下，空穴从阳极注入器件，经过空穴传输层进入第一发光层，有少量空穴会进入第二发光层；同时，电子从阴极注入器件，经过空穴阻挡层进入第二发光层，然后进入第一发光层。于是，电子和空穴在第一发光层和第二发光层被铱配合物束缚，进而发生复合导致发光。
由上述方案可知，本发明首先采用式(I)结构的铱配合物作为发光材料，该材料兼具高发光效率和优越的电子传输能力，由此提高器件的发光效率、电流密度和亮度。同时，本发明设置双发光层，第一发光层是主发光层，其以空穴型材料为主体材料，由此使得第一发光层除了产生光子之外，还起到传输空穴的作用；第二发光层是辅助发光层，其以电子型材料为主体材料，由此使得第二发光层除了产生光子之外，还起到传输电子的作用。第一发光层能够减小空穴在发光区间的积累，第二发光层能够减小电子在发光区间的积累，二者共同作用有利于将电子和空穴的复合区间限制在发光层的中心，充分利用电子和空穴复合产生的激子，进而拓宽器件的发光区间，从而延缓了器件的效率衰减。
本发明还提供一种上述绿色有机电致发光器件的制备方法，包括：
对表面覆有阳极的衬底进行低压氧等离子处理；
在所述阳极表面依次真空蒸镀空穴传输层、第一发光层、第二发光层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极；
其中，所述第一发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第一有机主体材料；
所述第一有机主体材料为4，4’-N，N’-二咔唑二苯基、1，3-二咔唑-9-基苯、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑、1，3，5-三(9-咔唑基)苯或2，6-二[3-(9H-9-咔唑基)苯基]吡啶；
所述第二发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第二有机主体材料；
所述第二有机主体材料为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷；
上述制备方法中，首先对阳极表面进行低压氧等离子处理，其目的在于进一步清洁阳极表面并提高空穴注入速率。在低压氧等离子处理过程中，真空度优选为8～15Pa，电压优选为350～500V，时间优选为5～15min。
在进行真空蒸镀之前，还优选进行衬底清洗的步骤，优选采用超声清洗，清洗后进行干燥。
本发明中真空蒸镀的工序优选按照如下方式进行：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，在所述阳极表面依次进行蒸镀空穴传输层的步骤、蒸镀第一发光层的步骤、蒸镀第二发光层的步骤、蒸镀空穴阻挡层的步骤；
在(4～6)×10-5Pa的条件下的条件下，在所述空穴阻挡层表面依次进行蒸镀缓冲层、蒸镀阴极的步骤。
其中，蒸镀第一发光层的步骤优选具体为：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，设置上述铱配合物和第一有机主体材料的蒸发速率比为(5～8)∶100，进行蒸镀。
蒸镀第二发光层的步骤优选具体为：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，设置上述铱配合物和第二有机主体材料的蒸发速率比为(5～8)∶100，进行蒸镀。
本发明中，第一发光层的主体材料为CBP、Simcp、TCP或26DczPPy，第二发光层的主体材料TPBi或3TPYMB，空穴传输层优选采用TAPC，空穴阻挡层优选为TPBi或3TPMB，真空蒸镀过程中，上述材料的蒸发速率优选控制为0.05～0.1nm/s。铱配合物的蒸发速率优选为0.0025～0.008nm/s。缓冲层优选采用LiF，蒸发速率优选为0.005～0.015nm/s。阴极优选采用金属铝，蒸发速率优选为0.5～1.5nm/s。
按照上述方法制备出的绿色有机电致发光器件具有较高的发光效率、电流密度和亮度，工作电压较低。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的绿色有机电致发光器件及其制备方法进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
将ITO玻璃上的ITO阳极层化学腐蚀成10毫米宽、30毫米长的条状电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。
将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到有机蒸镀室。
在真空度为(1～2)×10-5帕的有机蒸镀室中，在ITO层上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层、20纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂MCP的第一发光层、10纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂TPBi的第二发光层和30纳米厚的TPBi空穴阻挡层。
将器件转移到金属蒸镀室，在(4～6)×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，通过掩模版在LiF层上蒸镀100纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/TAPC/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):MCP/Ir(tfmppy)2(tpip)(7％):TPBi/TPBi/LiF/Al的有机电致发光器件。该器件的发光面积为10平方毫米。
蒸镀过程中：
空穴传输层中TAPC的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
第一发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和MCP的蒸发速率分别控制为0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
第二发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和TPBi的蒸发速率分别控制为0.007纳米/秒和0.1纳米/秒；
空穴阻挡层中TPBi的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
缓冲层LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒；
阴极Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
图2是本实施例制备的绿色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度特性曲线。由图2可知：器件的亮度随着电流密度和驱动电压的升高而升高，器件的起亮电压为2.9伏，在电压为11.5伏、电流密度为825.9毫安每平方厘米(mA/cm2)时器件获得最大亮度112352.4坎德拉每平方米(cd/m2)。
图3是本实施例制备的绿色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线。由图3可知：该器件的最大电流效率为90.68坎德拉每安培(cd/A)，最大功率效率为98.18流明每瓦特(lm/W)。
图4是本实施例制备的绿色有机电致发光器件的在亮度为20000cd/m2时的光谱图，光谱主峰位于528纳米，肩峰位于558纳米。器件色坐标为(0.294，0.668)。
实施例2
将ITO玻璃上的ITO阳极层化学腐蚀成10毫米宽、30毫米长的条状电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。
将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到有机蒸镀室。
在真空度为(1～2)×10-5帕的有机蒸镀室中，在ITO层上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层、20纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂MCP的第一发光层、10纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂TPBi的第二发光层和30纳米厚的TPBi空穴阻挡层。
将器件转移到金属蒸镀室，在(4～6)×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，通过掩模版在LiF层上蒸镀100纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/TAPC/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):MCP/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):TPBi/TPBi/LiF/Al的有机电致发光器件。该器件的发光面积为10平方毫米。
蒸镀过程中：
空穴传输层中TAPC的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
第一发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和MCP的蒸发速率分别控制为0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
第二发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和TPBi的蒸发速率分别控制在0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
空穴阻挡层中TPBi的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
缓冲层LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒；
阴极Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
图5是本实施例制备的绿色有机电致发光器件的电压-电流密度-亮度特性曲线。由图5可知：该器件的亮度随着电流密度和驱动电压的升高而升高，器件的起亮电压为3.0伏，在电压为11.4伏、电流密度为845.4mA/cm2时器件获得最大亮度108045.5cd/m2。
图6是本实施例制备的绿色有机电致发光器件的电流密度-功率效率-电流效率特性曲线。由图6可知：该器件的最大电流效率为83.72cd/A，最大功率效率为89.62lm/W。
实施例3
将ITO玻璃上的ITO阳极层化学腐蚀成10毫米宽、30毫米长的条状电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。
将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到有机蒸镀室。
在真空度为(1～2)×10-5帕的有机蒸镀室中，在ITO层上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层、20纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂MCP的第一发光层、15纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂TPBi的第二发光层和25纳米厚的TPBi空穴阻挡层。
将器件转移到金属蒸镀室，在(4～6)×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，通过掩模版在LiF层上蒸镀100纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/TAPC/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):MCP/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):TPBi/TPBi/LiF/Al的有机电致发光器件。该器件的发光面积为10平方毫米。
蒸镀过程中：
空穴传输层中TAPC的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
第一发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和MCP的蒸发速率分别控制为0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
第二发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和TPBi的蒸发速率分别控制为0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
空穴阻挡层中TPBi的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
缓冲层LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒；
阴极Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
本实施例所得器件在直流电压驱动下，显示主峰位于528纳米肩峰位于558纳米的绿光。当亮度为20000cd/m2时，器件的色坐标为(0.295，0.669)；随着工作电压的变化，器件的色坐标几乎不变。器件的起亮电压为3.1伏，器件的最大亮度为110566.1cd/m2。器件的最大电流效率为82.44cd/A，最大功率效率为83.50lm/W。
实施例4：
将ITO玻璃上的ITO阳极层化学腐蚀成10毫米宽、30毫米长的条状电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。
将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到有机蒸镀室。在真空度为(1～2)×10-5帕的有机蒸镀室中，在ITO层上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层、15纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂MCP的第一发光层、10纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂TPBi的第二发光层和30纳米厚的TPBi空穴阻挡层。
将器件转移到金属蒸镀室，在(4～6)×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀100纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/TAPC/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):MCP/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):TPBi/TPBi/LiF/Al的有机电致发光器件。该器件的发光面积为10平方毫米。
蒸镀过程中：
空穴传输层中TAPC的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
第一发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和MCP的蒸发速率分别控制在0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
第二发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和TPBi的蒸发速率分别控制在0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
空穴阻挡层中TPBi的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
缓冲层LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒；
阴极Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
本实施例所得器件在直流电压驱动下，显示主峰位于528纳米肩峰位于558纳米的绿光。当亮度为20000cd/m2时，器件的色坐标为(0.293，0.668)；随着工作电压的变化，器件的色坐标几乎不变。器件的起亮电压为2.9伏，器件的最大亮度为107539.2cd/m2。器件的最大电流效率为80.89cd/A，最大功率效率为87.58lm/W。
实施例5
将ITO玻璃上的ITO阳极层化学腐蚀成10毫米宽、30毫米长的条状电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。
将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到有机蒸镀室。
在真空度为(1～2)×10-5帕的有机蒸镀室中，在ITO层上依次蒸镀40纳米厚的TAPC空穴传输层、20纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂MCP的第一发光层、10纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂TPBi的第二发光层和30纳米厚的TPBi空穴阻挡层。
将器件转移到金属蒸镀室，在(4～6)×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，通过掩模版在LiF层上蒸镀100纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/TAPC/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):MCP/Ir(tfmppy)2(tpip)(8％):TPBi/TPBi/LiF/Al的有机电致发光器件。该器件的发光面积为10平方毫米。
蒸镀过程中：
空穴传输层中TAPC的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
第一发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和MCP的蒸发速率分别控制为0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
第二发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和TPBi的蒸发速率分别控制为0.008纳米/秒和0.1纳米/秒；
空穴阻挡层中TPBi的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
缓冲层LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒；
阴极Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
本实施例所得器件在直流电压驱动下，显示主峰位于528纳米肩峰位于558纳米的绿光。当亮度为20000cd/m2时，器件的色坐标为(0.295，0.671)；随着工作电压的变化，器件的色坐标几乎不变。器件的起亮电压为3.0伏，器件的最大亮度为109749.0cd/m2。器件的最大电流效率为84.70cd/A，最大功率效率为88.65lm/W。
实施例6
将ITO玻璃上的ITO阳极层化学腐蚀成10毫米宽、30毫米长的条状电极，然后依次用清洗液、去离子水超声清洗15分钟并放入烘箱烘干。
将烘干后的衬底放入预处理真空室，在真空度为10帕的氛围下用400伏的电压对ITO阳极进行10分钟的低压氧等离子处理后将其转移到有机蒸镀室。
在真空度为(1～2)×10-5帕的有机蒸镀室中，在ITO层上依次蒸镀50纳米厚的TAPC空穴传输层、15纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂MCP的第一发光层、10纳米厚Ir(tfmppy)2(tpip)掺杂TPBi的第二发光层和30纳米厚的TPBi空穴阻挡层。
将器件被转移到金属蒸镀室，在(4～6)×10-5帕的真空氛围下蒸镀1.0纳米厚的LiF缓冲层，最后通过特制的掩模版在LiF层上蒸镀100纳米厚的金属Al电极，制备成结构为ITO/TAPC/Ir(tfmppy)2(tpip)(6％):MCP/Ir(tfmppy)2(tpip)(7％):TPBi/TPBi/LiF/Al的有机电致发光器件。该器件的发光面积为10平方毫米。
蒸镀过程中：
空穴传输层中TAPC的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
第一发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和MCP的蒸发速率分别控制在0.006纳米/秒和0.1纳米/秒；
第二发光层中Ir(tfmppy)2(tpip)和TPBi的蒸发速率控制在0.007纳米/秒和0.1纳米/秒；
空穴阻挡层中TPBi的蒸发速率控制在0.05纳米/秒；
缓冲层LiF的蒸发速率控制在0.005纳米/秒；
阴极Al的蒸发速率控制在0.5纳米/秒。
本实施例所得器件在直流电压驱动下，显示主峰位于528纳米肩峰位于558纳米的绿光。当亮度为20000cd/m2时，器件的色坐标为(0.294，0.669)；随着工作电压的变化，器件的色坐标几乎不变。器件的起亮电压为3.0伏，器件的最大亮度为107648.6cd/m2。器件的最大电流效率为84.82cd/A，最大功率效率为90.42lm/W。
由上述结果可知，本发明提供的绿色有机电致发光器件具有较高的发光效率、电流密度和亮度，最大功率效率可达98.18lm/W，最大电流效率可达90.68cd/A，最大亮度可达112352.4cd/m2，工作电压较低。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种绿色有机电致发光器件，其特征在于，包括：
衬底；
依次堆叠于所述衬底表面的阳极、空穴传输层、第一发光层、第二发光层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极；
所述第一发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第一有机主体材料；
所述第一有机主体材料为4，4’-N，N’-二咔唑二苯基、1，3-二咔唑-9-基苯、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑、1，3，5-三(9-咔唑基)苯或2，6-二[3-(9H-9-咔唑基)苯基]吡啶；
所述第二发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第二有机主体材料；
所述第二有机主体材料为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷；
2.根据权利要求1所述的绿色有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输层为4，4′-环己基二[N，N-二(4-甲基苯基)苯胺]。
3.根据权利要求1所述的绿色有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴阻挡层为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷。
4.根据权利要求1所述的绿色有机电致发光器件，其特征在于，所述第一发光层的厚度为10～30nm。
5.根据权利要求1所述的绿色有机电致发光器件，其特征在于，所述第二发光层的厚度为5～15nm。
6.权利要求1所述的绿色有机电致发光器件的制备方法，包括：
对表面覆有阳极的衬底进行低压氧等离子处理；
在所述阳极表面依次真空蒸镀空穴传输层、第一发光层、第二发光层、空穴阻挡层、缓冲层和阴极；
所述第一发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第一有机主体材料；
所述第一有机主体材料为4，4’-N，N’-二咔唑二苯基、1，3-二咔唑-9-基苯、9，9’-(5-(三苯基硅烷基)-1，3-苯基)二-9H-咔唑、1，3，5-三(9-咔唑基)苯或2，6-二[3-(9H-9-咔唑基)苯基]吡啶；
所述第二发光层包括重量比为(5～8)∶100的式(I)结构的铱配合物和第二有机主体材料；
所述第二有机主体材料为1，3，5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯或三[2，4，6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述低压氧等离子处理的真空度为8～15Pa，电压为350～500V。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空蒸镀具体为：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，在所述阳极表面依次进行蒸镀空穴传输层的步骤、蒸镀第一发光层的步骤、蒸镀第二发光层的步骤、蒸镀空穴阻挡层的步骤；
在(4～6)×10-5Pa的条件下的条件下，在所述空穴阻挡层表面依次进行蒸镀缓冲层的步骤、蒸镀阴极的步骤。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述蒸镀第一发光层的步骤具体为：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，设置所述铱配合物和第一有机主体材料的蒸发速率比为(5～8)∶100，进行蒸镀。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述蒸镀第二发光层的步骤具体为：
在(1～2)×10-5Pa的条件下，设置所述铱配合物和第二有机主体材料的蒸发速率比为(5～8)∶100，进行蒸镀。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120502 |