CN102856510A

CN102856510A - 以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的oled器件

Info

Publication number: CN102856510A
Application number: CN2011103546536A
Authority: CN
Inventors: 向海峰
Original assignee: WUXI XINYI MICROELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: WUXI XINYI MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-01-02

Abstract

以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的OLED器件，以氧化铟锡（ITO）作为透明导电膜玻璃（阳极）；N,N’-二（1-萘基）-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺（NPB）作为空穴传输材料；4,4'-二(9-咔唑)联苯（CBP）掺杂二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）作为主体材料；2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉（BCP）作为空穴阻挡材料；8-羟基喹啉铝（Alq₃）作为电子传输材料；铝/氟化锂作为阴极。本发明的Ptq₂作为磷光材料掺杂在主体材料中制作的OLED，最大电致发光波长在近红外区域（700~850nm），具有优良的导电性和稳定性。

Description

以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的OLED器件

技术领域

本发明涉及有机电致发光技术领域，尤其是涉及一种掺杂二(8-羟基喹啉)合铂的OLED器件。

背景技术

有机电致发光技术（OLEDs）作为国际上公认的新一代平板显示技术之一，与目前市场上主要的平板显示器产品如液晶显示器相比具有主动发光；制作工艺简单、成本低；低耗电；视角大；重量轻、体积小；响应速度快等优点。与荧光发光材料相比，磷光材料能有效利用单重态和三重态的激子,能获得较大的外量子产率。而有机磷光材料由于电致发光效率高，正在被应用于电致发光器件中。

目前，世界上对近红外磷光材料及器件进行系统研究还很少，已经报道过的效率较好的近红外磷光体系有卟啉－铂(II)配合物和C^N^N－铂（II）激基缔合物配合物，但前者合成步骤较为繁杂，不易引入其它高功能基团进行分子修饰，而后者发光来自激基缔合物，引入任何高功能基团都会带来一定的位阻效应，可能使其激基缔合物效应降低，从而导致其发光以单体的发光（黄光）为主。所以，开发新型的具有优异功能的近红外电致磷光材料对有机电致发光技术的成熟和进一步市场化有很大的实用意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的OLED器件。本发明的Ptq₂作为磷光材料掺杂在主体材料中制作的OLED，最大电致发光波长在近红外区域（700~850nm），具有优良的导电性和稳定性。

本发明的技术方案如下：

以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的OLED器件，以氧化铟锡（ITO）作为透明导电膜玻璃（阳极）；N,N’-二（1-萘基）-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺（NPB）作为空穴传输材料；4,4'-二(9-咔唑)联苯（CBP）掺杂二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）作为主体材料；2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉（BCP）作为空穴阻挡材料；8-羟基喹啉铝（Alq₃）作为电子传输材料；铝/氟化锂作为阴极。其结构依次为：Al/LiF、Alq₃、BCP、CBP: Ptq₂、NPB、ITO。

所述二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）的分子结构式为：

其制备方法为：

称取K₂PtCl₄溶于水中，称取8-羟基-5-[2-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三唑)]喹啉，依次加入容器中，取冰醋酸作为溶剂，加入NaOH水溶液，使整个体系的PH为4，开启磁力搅拌反应，冷却以后析出橘红色沉淀，过滤，分别用稀释的冰醋酸，乙醇，二氯甲烷洗涤，然后在N,N-二甲基甲酰胺中重结晶，得到红色晶状Ptq₂。

本发明有益的技术效果在于：

Ptq₂作为磷光客体材料时，其发出深红色的光（CIE-1931坐标为：0.70,0.29），有较高的磷光量子效率、较短的磷光衰减寿命、较长的最大发光波长。以其作为掺杂材料制备的OLED器件具有较高的器件外量子效率。

附图说明

图1为Ptq₂作为磷光材料掺杂在主体材料中制作的OLED的结构示意图。

图2为Ptq₂的晶体结构图。

图3为Ptq₂在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中的吸收光谱图。

图4为Ptq₂在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中在298K时的磷光发射光谱。

图5为Ptq₂作为客体材料制作的OLED在8V电压下，不同掺杂浓度的Ptq₂的电致发光光谱图。

图6为Ptq₂在掺杂浓度为3.0 wt%时制作的OLED的电流密度和亮度与输入电压的关系图。

图7为Ptq₂在掺杂浓度为3.0 wt%时制作的OLED 的外量子产率和发光效率与电流密度的关系图。

具体实施方式

实施例：

（一）制备二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）：

称取3mmol的K₂PtCl₄溶于5ml水中，称取6mmol的8-羟基喹啉，分别加入100ml的三颈瓶中，取20ml冰醋酸作为溶剂，加入少量1mol/L的NaOH水溶液，使整个体系的PH为4，开启磁力搅拌，整个反应体系在70℃条件下反应1小时，冷却以后析出橘红色沉淀，过滤，分别用稀释的冰醋酸，乙醇，二氯甲烷洗涤，然后在N,N-二甲基甲酰胺中重结晶，得到红色晶状产品。

（二）以二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）作为掺杂材料制备OLED：

OLED 器件采用氧化铟锡（ITO）作为透明导电膜玻璃（阳极）；其表面电阻小于20 W/??。ITO玻璃依次用乙醇、甲苯、丙酮在60℃下超声清洗10分钟，再用去离子水清洗，然后用氮气吹干，在120℃下加热2小时，最后用紫外臭氧清洁10分钟待用。采用布劳恩高真空热蒸发仪依次蒸镀各层，真空度为1× 10^-6 Torr。其中作为空穴传输材料的N,N’-二（1-萘基）-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺（NPB）的蒸发速率为0.1nm/s，厚度为40nm；作为主体材料的4,4'-二(9-咔唑)联苯（CBP）的蒸发速率为0.05nm/s，厚度为30nm；掺杂磷光发光材料二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂（3%））的蒸发速率为0.05nm/s，厚度为30nm；作为空穴阻挡材料的2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉（BCP）的蒸发速率为0.05nm/s，厚度为10nm；作为电子传输材料的8-羟基喹啉铝（Alq₃）的蒸发速率为0.1nm/s，厚度为30nm；最后蒸镀（150nm）/氟化锂（0.5nm）作为阴极。各层薄膜的厚度和沉积速率（0.05 ~0.1nm/s）由石英晶振膜厚仪（BOC Edwards FTM5）监控。

二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）及其OLED的基本特征如下：

（1）图1中用Ptq₂作为掺杂材料制作的OLED，用Al/LiF作为阴极，使阴极对空气不敏感，提高了器件的性能和工作寿命。

（2）图2中Ptq₂的晶体结构图显示，Ptq₂是平面结构，两个8-羟基喹啉配体以反式配位；Pt(II)原子位于晶体的反演中心。

（3）通过热重分析，Ptq₂的热分解温度为382 °C，显示其热稳定性很高。

（4）图3中Ptq₂ 在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中的吸收光谱图，高能量的吸收（λ=345nm）和低能量的吸收（λ=478nm）都是典型的8-羟基喹啉金属配合物的吸收，和8-羟基喹啉铝类似。

（5）图4中Ptq₂在溶液中的磷光发射光谱，其磷光的最大发射光谱波长为650nm，并延伸到红外光区。

（6）图5中不同掺杂浓度的Ptq₂作为客体材料制作的OLED在8V电压下的电致发光光谱图，在较高掺杂浓度（> 3.0 %）时，Ptq₂发出深红色的光（CIE-1931坐标为：0.70,0.29），而没有主体材料NPB的蓝光。

（7）图6为Ptq₂在掺杂浓度为3.0 wt%时制作的OLED的电流密度和亮度与输入电压的关系图, 图7为本发明的Ptq₂在掺杂浓度为3.0 wt%时制作的OLED 的外量子产率和发光效率与电流密度的关系图。最大的外量子效率(h _ext)、发光效率(h _L)、功率效率(h _P)、亮度分别为：1.7 %, 0.32 cd/A, 0.17 lm/W, 368 cd/m²。

（8）二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）作为掺杂材料制备的OLED，Ptq₂的掺杂浓度不同时，特点表现为（根据图5中所示内容）：当掺杂浓度较低（1.5%）时，有一个空穴传输层NPB的发射峰（λ=420nm），当掺杂浓度较大（ 3.0 %）时，就只有Ptq₂的发射峰。

以上实验中，电致发光光谱图和亮度由仪器PR-650测试得到，电压-电流关系图由仪器The Keithley 2400测试得到。

Claims

1.以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的OLED器件，其特征在于：以氧化铟锡（ITO）作为透明导电膜玻璃（阳极）；N,N’-二（1-萘基）-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺（NPB）作为空穴传输材料；4,4'-二(9-咔唑)联苯（CBP）掺杂二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）作为主体材料；2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉（BCP）作为空穴阻挡材料；8-羟基喹啉铝（Alq₃）作为电子传输材料；铝/氟化锂作为阴极。

2.根据权利要求1所述的以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的OLED器件，其特征在于其结构依次为：Al/LiF、Alq₃、BCP、CBP: Ptq₂、NPB、ITO。

3.根据权利要求1所述的以二(8-羟基喹啉)合铂作为掺杂材料制备的OLED器件，其特征在于所述二(8-羟基喹啉)合铂（Ptq₂）的分子结构式为：

Figure 2011103546536100001DEST_PATH_IMAGE001

其制备方法为：