CN105374949A - 一种有机电致发光器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子元器件中的有机光电技术领域，公开一种有机致电发光器件及其制备方法，用于解决有机电致发光器件存在的性能差成本高的问题。本发明包括衬底、位于衬底上表面的阳极层、位于阳极层上表面的有机功能层和位于有机功能层上表面的阴极层，有机功能层包括至下而上依次设置的空穴传输层、发光层和电子传输层，发光层由以下两种方式中的一种构成；发光层由掺杂有离子过渡金属复合物的主客体材料构成，离子过渡金属复合物的掺杂质量比为1%~20%；或发光层为离子过渡金属复合物发光层和主客体材料发光层组成的复合发光层，离子过渡金属复合物单层发光层位于空穴传输层与主客体材料发光层之间或是主客体材料发光层与电子传输层之间。

Description

一种有机电致发光器件及其制备方法
技术领域
本发明属于电子元器件中的有机光电技术领域，公开了一种有机致电发光器件及其制备方法。
背景技术
有机电致发光器件(Organiclight-emittingdevices，OLEDs)是一种新型显示技术，广泛应用于平板显示，固态照明，以及柔性透明显示等日常生产和生活的各个领域，能够满足当下全世界对节约能源，低碳环保和绿色生活的要求。
1987年美国柯达公司CWTang等人首次制备了基于小分子荧光染料Alq3的有机电致发光器件，发光效率为1.5lm/W；而后1990年英国剑桥大学的RHFriend等人制备了基于共轭聚合物PPV的聚合物发光器件，提高了器件寿命；1994年日本山形大学的Kido等人利用稀土配合物Eu(DMB)3(Phen)制备了高亮度的红光OLED；1998年普林斯顿大学的SRForrest等人研发采用过渡金属复合物的磷光染料PtOEP进行掺杂，器件内量子效率达到了23％。利用过渡金属Ir、Ru、Cu、Os复合物的重金属原子效应，使得单线态和三线态激子同时发光，器件内量子效率可以达到理论值100％，可以制备高效的发光器件，以此备受关注。离子过渡金属复合物通常以单层结构夹在阳极和阴极之间，能够实现电荷注入、传输和复合三方面的作用，以此制备的器件被称为电化学单元发光器件。同时，离子过渡金属复合物具有对金属电极功函数不敏感的优点。因此，这种器件的稳定性较高，制备工艺简单，并且能够实现大面积发光板的制备。但是，器件的亮度较低，且单层发光层的厚度较大。
有机电致发光器件中，通常采用主客体掺杂结构有效地把激子限制在发光层，减少非辐射衰减激子损失，制备高效率器件。通常情况下，主体材料具有较宽的能带，使得空穴传输层或电子传输层与发光层之间存在较大的能级势垒而不利于载流子到发光层的注入，而且主体材料相对空穴传输材料或电子传输材料具有更低的载流子迁移率，将进一步增大器件的驱动电压。
发明内容
本发明提供一种有机电致发光器件及其制备方法，利用常规的、性能优良的、低成本的材料作为有机层中的功能性材料，通过在有机功能层中增加离子过渡金属复合物单层发光层或是将离子过滤金属复合物掺杂在发光层中，利用电场作用下离子复合物中离子移动和重新分布，提高器件中载流子的注入，优化了器件的性能，降低了成本。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种有机电致发光器件，包括衬底、位于衬底上表面的阳极层、位于阳极层上表面的有机功能层和位于有机功能层上表面的阴极层，所述有机功能层包括至下而上依次设置的空穴传输层、发光层和电子传输层，其特征在于，所述发光层由以下两种方式中的一种构成；
①发光层由掺杂有离子过渡金属复合物的主客体材料构成，所述离子过渡金属复合物的掺杂质量为发光层质量的1％～20％；
②发光层为离子过渡金属复合物发光层和主客体材料发光层组成的复合发光层，所述离子过渡金属复合物发光层位于空穴传输层与主客体材料发光层之间或是主客体材料发光层与电子传输层之间。
所述主客体材料包括主体材料和客体染料，所述主体材料为荧光主体材料或磷光主体材料中的一种；所述客体染料为荧光客体染料或磷光客体染料中的一种。
所述空穴传输层的材料为芳香族二胺类化合物、芳香族三胺类化合物、咔唑类化合物、星形三苯胺类化合物、呋喃类化合物、螺形结构化合物或聚合物材料中的一种或多种的组合。
所述电子传输层的材料为金属配合物、噁二唑类化合物、喹喔啉类化合物、含氮杂环化合物、蒽类化合物、有机硅材料、有机硼材料或者有机硫材料中的一种或多种的组合。
所述离子过渡金属复合物为Ru、Ir、Os或Cu系列金属复合物，而这些金属复合物分为红光复合物、绿光复合物、蓝光复合物、蓝绿光复合物或黄光复合物；所述红光复合物为[Ru(bpy)3]2+(PF6 -)2、[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2、[Ru(bpy)3]2+(BF4 -)2、[Ir(ppz)2(biq)]+(PF6 -)、[Ir(tb-ppz)2-(biq)]+(PF6 -)或者[Os(phen)3]2+(PF6 -)2中的一种；所述绿光复合物为[Ir(dFppy)2(SB)]+(PF6 -)、[Ir(dfppz)2(dasb)]+(PF6 -)、[Ir(dF(CF3)ppy)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)、[Ir(ppy)2(dp-phen)]+(PF6 -)、[Ir(ppy)2(phen)]+(PF6 -)或者[Cu(dnbp)(DPEphos)]+(BF4 -)中的一种；所述蓝光复合物为[Ir(dfppz)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)；所述蓝绿光复合物为[Ir(ppy)2(dma-bpy)]+(PF6 -)、[Ir(dfppz)2(dedaf)]+(PF6 -)或[Ir(dF-ppz)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)中的一种；所述黄光复合物为[Ru(dtb-bpy)3]2+(PF6 -)2、[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)、[Ir(ppy)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)或者[Ir(ppy)2(bpy)]+(PF6 -)中的一种；其中bpy是2,2’-二吡啶；dFppy是2-(2,4-二氟苯)吡啶；SB是4,5-二氮-9,9’-螺旋二芴；ppy是2-苯吡啶；ppz是1-苯吡唑；biq是2,2’-二喹啉；dfppz是1-(2,4-二氟苯)吡唑；dtb-bpy是4,4’-二-特-丁基二吡啶；tb是5’-特-丁基；dp-phen是4,7-二苯-1,10-二氮杂菲；phen是1,10-二氮杂菲；dma-bpy是4,4’-(二甲氨基)-2,2’-二吡啶；dF(CF3)ppy是2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲吡啶；dnbp是2,9-二-n-丁基-1,10-二氮杂菲；DPEphos是双[2-(二苯基磷-phino)苯]醚；PF6 -，ClO4 -和BF4 -等是一价阴离子。
所述荧光主体材料为8-羟基喹啉铝、9,10-二(萘基-2-yl)蒽或者2-特-丁基-9,10-二(萘基-2-yl)蒽；磷光主体材料为4,4’-二(咔唑-9-yl)联苯、1,3-二(咔唑-9-yl)-苯、4,4’,4”-三(咔唑-9-yl)三苯胺、1,4-二(三苯甲硅烷基)苯、1,3-二(三苯甲硅烷基)苯或者聚乙烯咔唑。
所述荧光客体染料为红光染料、绿光染料、蓝光染料或者黄光染料，所述红光染料为3-(二氰基亚甲基)-5,5-二甲基-1-(-二甲基胺基-苯乙烯)环乙烯、4-(二氰亚甲基)-2-特-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-4-yl-乙烯基)-4H-吡喃、4-(二氰亚甲基)-2-特-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-enyl)-4H-吡喃、4-(二氰亚甲基)-2-i-丙基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-enyl)-4H-吡喃、4-(二氰亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃或者4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃中的一种或多种；所述绿光染料为8-羟基喹啉铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(对苯基苯酚)铝、喹吖啶酮，N,N’-二甲基-喹吖啶酮、香豆素6，香豆素、二氟[6-异亚甲基丙酮-N-(2-(1H)-喹啉甲基-kN)-(6-异亚甲基丙酮-2-喹啉甲基-kN1)]硼中的一种或多种；蓝光染料为N,N’-二(萘亚甲基-1-yl)-N,N’-二(苯基)-联苯胺、4,4’-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1’-联苯、4,4’-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1,1’-联苯、1,4-双[2-(3-N-乙烷咔唑)乙烯基]苯、1-4-二-[4-(N,N-二-苯)胺基]苯乙烯基-苯或者苝中的一种或多种；黄光染料为5,6,11,12-四苯基并四苯。
所述磷光客体染料为Ir、Pt、Os或Re金属配合物，其中Ir、Pt、Os和Re金属配合物分为红光染料、绿光染料、蓝光染料和黄光染料，红光染料为三(1-苯并异喹啉)铱配合物、双(1-苯并异喹啉)(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-苯[b]噻吩-2-yl-吡啶)(乙酰丙酮)铱配合物、双-二苯[f,h]喹喔啉-N,C2)(乙酰丙酮)、双(2,4-二苯喹喔啉-N,C2’)(乙酰丙酮)铱配合物、二-(2-苯喹啉-N,C2’)(乙酰丙酮)铱配合物或者2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂配合物的一种或多种；所述染料为三(2-苯吡啶)铱配合物、双(1,2-二苯-1H-苯咪唑)(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-苯吡啶)(乙酰丙酮)铱配合物、三[2-(p-甲苯基)吡啶]铱配合物、双[3,5-二(2-吡啶)-1,2,4-三唑]铂配合物或者3,5-二(2-吡啶)氯甲苯铂配合物的一种或多种；蓝光染料为双(3,5-二氟-2-(2-吡啶)苯-(2-羧基吡啶))铱配合物、双(2,4-二氟苯吡啶)四(1-吡唑)硼酸铱配合物、三((3,5-二氟-4-苯腈)吡啶)铱配合物、三(N-二苯并呋喃-N’-甲基咪唑)铱配合物或者3,5-二(2-吡啶)-1,2,4-三唑]铂配合物的一种或多种；所述黄光染料为2-(对叔丁基-苯基)-苯并噻唑(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-苯并噻唑)(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-(9,9-二乙基-9H-芴-2-yl)-1-苯-1H-苯并咪唑-N,C3)(乙酰丙酮)铱配合物或者双(2-甲基联苯甲酰-[f,h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱配合物的一种或多种。
一种有机电致发光器件及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①对衬底进行清洗，清洗后进行吹干；其中，利用丙酮、去离子水和乙醇溶液对衬底进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干；
②将衬底移入真空镀膜室中依次进行阳极层、包括空穴传输层、发光层和电子传输层的有机功能层以及阴极层的制备，有机功能层按照器件结构依次蒸镀，其中离子过渡金属复合物作为单层发光层或是离子过渡金属复合物掺杂在主客体材料发光层；
③将器件在手套箱进行封装，手套箱为氮气氛围；
④测试有机电致发光器件的电流－电压－亮度特性曲线以及在器件不同电压下的电致发光光谱特性。
上述步骤②中，阳极层、有机功能层和阴极层直接依次制备于衬底上，或者经过有机溶剂稀释后依次制备于衬底上；所述阳极层、有机功能层和阴极层是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溅射镀膜、射频溅射镀膜、离子束溅射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感耦合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溅射、电镀、旋涂、浸涂、喷墨打印、辊涂、LB膜中的一种或者几种方式制备于衬底上。
因此与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提供一种有机电致发光器件及其制备方法，所涉及的材料为常规性能优良的有机半导体材料，材料的选择范围广，并可实现单色光或白色光。采用离子过渡金属复合物不仅能够提高器件光电特性，而且离子过渡金属复合物本身作为发光材料，能够提高单色光器件的色饱和度，或是将红光离子过渡金属复合物掺杂到黄光和蓝光互补色制备的白光器件中，光谱中增加长波段红光部分，从而提高白光器件的显色指数。通过在发光层中增加一层离子过渡金属复合物单层发光层或是发光层中掺杂离子过渡金属复合物，利用电场作用下离子复合物中离子移动和重新分布，提高器件中载流子的注入，增加载流子数目和激子数目，进一步优化了器件性能。本研究从材料工艺的角度开辟了一条独具特色的途径。本发明提供制备的有机电致发光器件，具有亮度高，发光效率高，器件稳定性好等优点。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的实施例2的结构示意图；
图3是本发明的实施例3-5的结构示意图；
图4是本发明的实施例6和7的结构示意图；
图5是本发明的实施例8和9的结构示意图；
图6是本发明的实施例10的结构示意图；
图7是本发明的实施例11的结构示意图；
图8是本发明所提供的实施例1中器件A和B的电压-电流密度以及电压-亮度特性曲线；
图9是本发明所提供的实施例1中器件A和B的电流密度-功率效率特性曲线；
图10是本发明所提供的实施例1中器件A和B的电致发光光谱；
表1是发明的实施例1中的器件A和B的特性比较；
图中标记：1、衬底，2、阳极层，3、空穴传输层，4、离子过渡金属复合物发光层，5、单掺杂红光磷光客体染料发光层，6、电子传输层，7、阴极层，8、外加电源，50-51、单掺杂红光荧光客体染料发光层，52-53、单掺杂红光磷光客体染料发光层，54、单掺杂黄光荧光客体染料发光层，55、双掺杂蓝光磷光客体染料、黄光磷光客体染料以及掺杂黄光离子过渡金属复合物发光层，56、双掺杂蓝光荧光客体染料、黄光荧光客体染料以及掺杂黄光离子过渡金属复合物发光层，57、单掺杂红光磷光客体染料以及掺杂红光离子过渡金属复合物发光层，58、仅掺杂绿光离子过渡金属复合物发光层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
结合附图，本发明的有机电致发光器件包括衬底1，阳极层2，空穴传输层3，离子过渡金属复合物发光层4，发光层5，电子传输层6，阴极层7，外加电压8。其中阳极层2位于衬底1表面，空穴传输层3和发光层5(发光层50、51、52、53、54、55、56、57、58)以及电子传输层6位于阳极层2和阴极层7之间。
本发明中有机电致发光器件的衬底1为电极和有机薄膜层的依托，它在可见光区域有着良好的透光性能，有一定的防水汽和氧气渗透的能力，有较好的表面平整性，它可以是玻璃或柔性基片，柔性基片采用聚酯类、聚酞亚胺化合物中的一种材料或者较薄的金属。
本发明中有机电致发光器件的阳极层2作为有机电致发光器件正向电压的连接层，它要求有较好的导电性能、可见光透明性以及较高的功函数。通常采用无机金属氧化物(如氧化铟锡ITO、氧化锌ZnO等)、有机导电聚合物(如导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)，PANI等)或高功函数的金属材料(如金、铜、银、铂等)。
本发明中有机电致发光器件的阴极层7作为器件负向电压的连接层，它要求具有较好的导电性能和较低的功函数，阴极通常为低功函数金属材料锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属或它们与铜、金、银的合金；或者一层很薄的缓冲绝缘层(如LiF、MgF2等)和前面所提到的金属或合金。
本发明中有机电致发光器件的发光层5、52和53，包括磷光主体材料掺杂一种红光磷光染料，器件在外加电压的驱动下发光。
本发明中有机电致发光器件的发光层50和51，包括荧光主体材料掺杂一种红光荧光染料，器件在外加电压的驱动下发光。
本发明中有机电致发光器件的发光层54，包括荧光主体材料掺杂一种黄光荧光染料，器件在外加电压的驱动下发光。
本发明中有机电致发光器件的发光层55，包括磷光主体材料掺杂黄光、蓝光磷光染料以及黄光离子过渡金属复合物，器件在外加电压的驱动下发光。
本发明中有机电致发光器件的发光层56，包括荧光主体材料掺杂黄光、蓝光荧光染料以及黄光离子过渡金属复合物，器件在外加电压的驱动下发光。
本发明中有机电致发光器件的发光层57，包括聚合物主体材料掺杂红光磷光染料以及红光离子过渡金属复合物，器件在外加电压的驱动下发光。
本发明中有机电致发光器件的发光层58，包括荧光主体材料掺杂绿光离子过渡金属复合物，器件在外加电压的驱动下发光。
采用本发明制备的有机光电器件结构举例如下：
玻璃/ITO/空穴传输层/离子过渡金属复合物/发光层/电子传输层/阴极层。
玻璃/ITO/空穴传输层/离子过渡金属复合物/电子传输层兼做发光层/阴极层。
玻璃/ITO/空穴传输层/掺杂离子过渡金属复合物发光层/电子传输层/阴极层。
玻璃/ITO/空穴传输层兼做发光层/离子过渡金属复合物/电子传输层/阴极层。
玻璃/ITO/空穴传输层/发光层/离子过渡金属复合物/电子传输层/阴极层。
玻璃/ITO/空穴传输层/掺杂离子过渡金属复合物的发光层兼做电子传输层/阴极层。
玻璃/ITO/掺杂离子过渡金属复合物发光层兼做空穴传输层/电子传输层/阴极层。
柔性衬底/ITO/空穴传输层/离子过渡金属复合物/发光层/电子传输层/阴极层。
柔性衬底/ITO/空穴传输层/离子过渡金属复合物/电子传输层兼做发光层/阴极层。
柔性衬底/ITO/空穴传输层兼做发光层/离子过渡金属复合物/电子传输层/阴极层。
柔性衬底/ITO/空穴传输层/发光层/离子过渡金属复合物/电子传输层/阴极层。
柔性衬底/ITO/空穴传输层/掺杂离子过渡金属复合物发光层/电子传输层/阴极层。
柔性衬底/ITO/掺杂离子过渡金属复合物发光层兼做空穴传输层/电子传输层/阴极层。
柔性衬底/ITO/空穴传输层/掺杂离子过渡金属复合物的发光层兼做电子传输层/阴极层。
实施例1
如图1所示，器件结构中的空穴传输材料3为PEDOT:PSS(导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)，离子过渡金属复合物4为红光材料[Ru(bpy)3]2+(PF6 -)2，发光层5中主体材料为CBP(C36H24N2)，客体染料为(piq)2Ir(acac)(C35H27N2O2Ir)，电子传输材料6为TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/PEDOT:PSS(30nm)/[Ru(bpy)3]2+(PF6 -)2(20nm)/CBP:5％(piq)2Ir(acac)(30nm)/TPBi(40nm)/Mg:Ag(200nm)
制备方法如下：
①用洗涤剂、乙醇溶液和去离子水对透明导电基片ITO(氧化铟锡)玻璃进行超声清洗，清洗后用干燥氮气吹干。其中玻璃衬底上面的ITO膜作为器件的阳极层，ITO膜的方块电阻为10Ω/sq，膜厚为180nm。
②在ITO基片上旋涂PEDOT:PSS，并在150度温度下热退火1小时。
③将[Ru(bpy)3]2+(PF6 -)2溶解在三氯甲烷，形成30mg/ml溶液，通过旋涂方法，在涂有PEDOT:PSS的ITO基片上旋涂[Ru(bpy)3]2+(PF6 -)2发光层，并在80℃恒温下烘烤30分钟。
④将处理后的透明衬底传入高真空的有机蒸镀室，按照器件结构依次蒸镀各有机功能层和金属电极。其中，金属电极为Mg:Ag合金，比例为10:1，厚度为200nm。蒸镀速率及厚度由安装在基片附近的膜厚仪监控。
⑤将做好的器件传送到手套箱进行封装，手套箱为99.9％氮气氛围。
⑥测试器件的电流－电压－亮度特性曲线，并测试器件的发光光谱特性。
实施例1制备器件为器件A。
另外制备器件B，器件的制备流程与实施例1相似，器件结构为:
玻璃衬底/ITO/PEDOT:PSS(30nm)/CBP:5％(piq)2Ir(acac)(30nm)/TPBi(40nm)/Mg:Ag(200nm)
实施例2
如图2所示，器件结构中的空穴传输材料3为PEDOT:PSS，绿光离子过渡金属复合物4为绿光材料[Cu(dnbp)(DPEphos)]+(BF4 -)，电子传输材料6为Alq3(8-羟基喹啉铝)，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/PEDOT:PSS(40nm)/[Cu(dnbp)(DPEphos)]+(BF4 -)(15nm)/Alq3(40nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例1相似。
实施例3
如图3所示，器件结构中的空穴传输材料3为PEDOT:PSS，离子过渡金属复合物4为红光材料[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2，发光层50的主体材料为ADN(C34H22)，客体染料为DCJTB(C30H35N3O)，电子传输材料6为Bphen(4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲)，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/PEDOT:PSS(30nm)/[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2(15nm)/ADN:1％DCJTB(30nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例1相似。
实施例4
如图3所示，器件结构中的空穴传输材料3为PEDOT:PSS，离子过渡金属复合物4为红光材料[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2，发光层51的主体材料为TBADN(C38H30)，客体染料为DCM(C19H17N3O)，电子传输材料6为Bphen，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/PEDOT:PSS(30nm)/[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2(15nm)/TBADN:1％DCM(30nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例1相似。
实施例5
如图3所示，器件结构中的空穴传输材料3为PEDOT:PSS，离子过渡金属复合物4为红光材料[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2，发光层52的主体材料为CBP，客体染料为Ir(piq)3，电子传输材料6为Bphen，阴极层为Cu。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/PEDOT:PSS(30nm)/[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2(15nm)/CBP:6％Ir(piq)3(30nm)/Bphen(30nm)/Cu(100nm)
器件的制备流程与实施例1相似。
实施例6
如图4所示，器件结构中的空穴传输材料3为TPD(N,N’-双(3-甲基苯基)-(1,1’-联苯)-4’-二胺)，离子过渡金属复合物4为红光材料[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2，发光层53的主体材料为CBP，客体染料为Ir(piq)2(acac)，电子传输材料6为Bphen，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/TPD(30nm)/CBP:5％Ir(piq)2(acac)(30nm)/[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2(15nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例1相似，其中步骤②、③、④为：
②将干燥后的基片移入真空室，在气压为25Pa的氧气压环境下对ITO玻璃进行低能氧等离子预处理10分钟，溅射功率为～20W。
③将处理后的透明衬底传入高真空的有机蒸镀室，按照器件结构依次蒸镀各有机功能层。其中，[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2(15nm)溶解在二氯甲烷中形成20mg/ml溶液，通过旋涂方法制备[Ru(bpy)3]2+(PF6 -)2发光层，并在80℃恒温下烘烤30分钟
④将处理后的基片传入高真空的有机蒸镀室蒸镀电子传输层，有机层蒸镀结束后进行金属电极的制备。其中，金属电极为Mg:Ag合金，比例为10:1，厚度为200nm。蒸镀速率及厚度由安装在基片附近的膜厚仪监控。
实施例7
如图4所示，器件结构中的空穴传输材料3为TPD，离子过渡金属复合物4为黄光材料[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)，发光层54的主体材料为ADN(C34H22)，客体染料为Rubrene(C42H28)，电子传输材料6为Bphen，阴极层为Ag。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/TPD(30nm)/AND:2％Rubrene(30nm)/[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)(15nm)/Bphen(30nm)/Ag(100nm)
器件的制备流程与实施例6相似。
实施例8
如图5所示，器件结构中的空穴传输材料3为NPB(C44H32N2)，发光层55的主体材料为mCP(C30H20N2)，客体染料为黄光染料(tbt)2Ir(acac)，蓝光染料FIr6以及黄光离子过渡金属复合物[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)，电子传输材料6为Bphen，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/NPB(40nm)/mCP:1％(tbt)2Ir(acac):8％FIr6:8％[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)(30nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例6相似，其中步骤③为：
③采用三氯甲烷作为溶剂，将(tbt)2Ir(acac)、FIr6和[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)分别以1wt％，8wt％和8wt％的质量百分比掺杂到mCP中配成混合溶液，然后进行旋涂，将旋涂好的基片在80℃恒温下烘烤20分钟，以去除残留的有机溶剂。烘烤后的基片传入高真空的有机蒸镀室，蒸镀有机功能层。
实施例9
如图5所示，器件结构中的空穴传输材料3为NPB，发光层56的主体材料为ADN，客体染料为黄光染料Rubrene，蓝光染料DPVBi(C56H48N2)以及黄光离子过渡金属复合物[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)，电子传输材料6为Bphen，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/NPB(40nm)/ADN:2％Rubrene:2％DPVBi:1％[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)(30nm)/Bphen(30nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例6相似。
实施例10
如图6所示，器件结构中的发光层57的主体材料为PVK(一种聚合物，分子式(C14H11N)n，摩尔质量为25000-50000)，客体染料为Ir(piq)3以及红光离子过渡金属复合物[Ir(tb-ppz)2-(biq)]+(PF6 -)，电子传输材料6为Alq3，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/PVK：6％Ir(piq)3：10％[Ir(tb-ppz)2-(biq)]+(PF6 -)(50nm)/Alq3(40nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例1相似，其中步骤③为：
③采用乙腈作为溶剂，将Ir(piq)3和[Ir(tb-ppz)2-(biq)]+(PF6 -)分别以6wt％和6wt％的质量百分比掺杂到PVK中配成混合溶液，然后进行旋涂，将旋涂好的基片在60℃恒温下烘烤15分钟，以去除残留的有机溶剂。烘烤后的基片传入高真空的有机蒸镀室，蒸镀有机功能层。
实施例11
如图7所示，器件结构中的空穴传输材料3为NPB，发光层58的主体材料为Alq3兼做电子传输材料，掺杂绿光离子过渡金属复合物为[Ir(dFppy)2(SB)]+(PF6 -)，阴极层为Mg:Ag合金。整个器件结构描述为：
玻璃衬底/ITO/NPB(40nm)/Alq3:20％[Ir(dFppy)2(SB)]+(PF6 -)(50nm)/Mg:Ag(200nm)
器件的制备流程与实施例8相似。
表1

Claims (10)

1.一种有机电致发光器件，包括衬底、位于衬底上表面的阳极层、位于阳极层上表面的有机功能层和位于有机功能层上表面的阴极层，所述有机功能层包括至下而上依次设置的空穴传输层、发光层和电子传输层，其特征在于，所述发光层由以下两种方式中的一种构成；
①发光层由掺杂有离子过渡金属复合物的主客体材料构成，所述离子过渡金属复合物的掺杂质量为发光层质量的1％～20％；
②发光层为离子过渡金属复合物发光层和主客体材料发光层组成的复合发光层，所述离子过渡金属复合物发光层位于空穴传输层与主客体材料发光层之间或是主客体材料发光层与电子传输层之间。
2.根权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述主客体材料包括主体材料和客体染料，所述主体材料为荧光主体材料或磷光主体材料中的一种；所述客体染料为荧光客体染料或磷光客体染料中的一种。
3.根权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述空穴传输层的材料为芳香族二胺类化合物、芳香族三胺类化合物、咔唑类化合物、星形三苯胺类化合物、呋喃类化合物、螺形结构化合物或聚合物材料中的一种或多种的组合。
4.根权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子传输层的材料为金属配合物、噁二唑类化合物、喹喔啉类化合物、含氮杂环化合物、蒽类化合物、有机硅材料、有机硼材料或者有机硫材料中的一种或多种的组合。
5.根权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述离子过渡金属复合物为红光复合物、绿光复合物、蓝光复合物、蓝绿光复合物或黄光复合物；所述红光复合物为[Ru(bpy)3]2+(PF6 -)2、[Ru(bpy)3]2+(ClO4 -)2、[Ru(bpy)3]2+(BF4 -)2、[Ir(ppz)2(biq)]+(PF6 -)、[Ir(tb-ppz)2-(biq)]+(PF6 -)或者[Os(phen)3]2+(PF6 -)2中的一种；所述绿光复合物为[Ir(dFppy)2(SB)]+(PF6 -)、[Ir(dfppz)2(dasb)]+(PF6 -)、[Ir(dF(CF3)ppy)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)、[Ir(ppy)2(dp-phen)]+(PF6 -)、[Ir(ppy)2(phen)]+(PF6 -)或者[Cu(dnbp)(DPEphos)]+(BF4 -)中的一种；所述蓝光复合物为[Ir(dfppz)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)；所述蓝绿光复合物为[Ir(ppy)2(dma-bpy)]+(PF6 -)、[Ir(dfppz)2(dedaf)]+(PF6 -)或[Ir(dF-ppz)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)中的一种；所述黄光复合物为[Ru(dtb-bpy)3]2+(PF6 -)2、[Ir(ppy)2(SB)]+(PF6 -)、[Ir(ppy)2(dtb-bpy)]+(PF6 -)或者[Ir(ppy)2(bpy)]+(PF6 -)中的一种；其中bpy是2,2’-二吡啶；dFppy是2-(2,4-二氟苯)吡啶；SB是4,5-二氮-9,9’-螺旋二芴；ppy是2-苯吡啶；ppz是1-苯吡唑；biq是2,2’-二喹啉；dfppz是1-(2,4-二氟苯)吡唑；dtb-bpy是4,4’-二-特-丁基二吡啶；tb是5’-特-丁基；dp-phen是4,7-二苯-1,10-二氮杂菲；phen是1,10-二氮杂菲；dma-bpy是4,4’-(二甲氨基)-2,2’-二吡啶；dF(CF3)ppy是2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲吡啶；dnbp是2,9-二-n-丁基-1,10-二氮杂菲；DPEphos是双[2-(二苯基磷-phino)苯]醚；PF6 -，ClO4 -和BF4 -是一价阴离子。
6.根权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述荧光主体材料为8-羟基喹啉铝、9,10-二(萘基-2-yl)蒽或者2-特-丁基-9,10-二(萘基-2-yl)蒽；磷光主体材料为4,4’-二(咔唑-9-yl)联苯、1,3-二(咔唑-9-yl)-苯、4,4’,4”-三(咔唑-9-yl)三苯胺、1,4-二(三苯甲硅烷基)苯、1,3-二(三苯甲硅烷基)苯或者聚乙烯咔唑。
7.根权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述荧光客体染料为红光染料、绿光染料、蓝光染料或者黄光染料，所述红光染料为3-(二氰基亚甲基)-5,5-二甲基-1-(-二甲基胺基-苯乙烯)环乙烯、4-(二氰亚甲基)-2-特-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-4-yl-乙烯基)-4H-吡喃、4-(二氰亚甲基)-2-特-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-enyl)-4H-吡喃、4-(二氰亚甲基)-2-i-丙基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定-9-enyl)-4H-吡喃、4-(二氰亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃或者4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃中的一种或多种；所述绿光染料为8-羟基喹啉铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(对苯基苯酚)铝、喹吖啶酮，N,N’-二甲基-喹吖啶酮、香豆素6，香豆素、二氟[6-异亚甲基丙酮-N-(2-(1H)-喹啉甲基-kN)-(6-异亚甲基丙酮-2-喹啉甲基-kN1)]硼中的一种或多种；蓝光染料为N,N’-二(萘亚甲基-1-yl)-N,N’-二(苯基)-联苯胺、4,4’-二(2,2-二苯乙烯基)-1,1’-联苯、4,4’-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-1,1’-联苯、1,4-双[2-(3-N-乙烷咔唑)乙烯基]苯、1-4-二-[4-(N,N-二-苯)胺基]苯乙烯基-苯或者苝中的一种或多种；黄光染料为5,6,11,12-四苯基并四苯。
8.根权利要求2所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述磷光客体染料为Ir、Pt、Os或Re金属配合物，其中Ir、Pt、Os和Re金属配合物分为红光染料、绿光染料、蓝光染料和黄光染料，红光染料为三(1-苯并异喹啉)铱配合物、双(1-苯并异喹啉)(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-苯[b]噻吩-2-yl-吡啶)(乙酰丙酮)铱配合物、双-二苯[f,h]喹喔啉-N,C2)(乙酰丙酮)、双(2,4-二苯喹喔啉-N,C2’)(乙酰丙酮)铱配合物、二-(2-苯喹啉-N,C2’)(乙酰丙酮)铱配合物或者2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂配合物的一种或多种；所述染料为三(2-苯吡啶)铱配合物、双(1,2-二苯-1H-苯咪唑)(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-苯吡啶)(乙酰丙酮)铱配合物、三[2-(p-甲苯基)吡啶]铱配合物、双[3,5-二(2-吡啶)-1,2,4-三唑]铂配合物或者3,5-二(2-吡啶)氯甲苯铂配合物的一种或多种；蓝光染料为双(3,5-二氟-2-(2-吡啶)苯-(2-羧基吡啶))铱配合物、双(2,4-二氟苯吡啶)四(1-吡唑)硼酸铱配合物、三((3,5-二氟-4-苯腈)吡啶)铱配合物、三(N-二苯并呋喃-N’-甲基咪唑)铱配合物或者3,5-二(2-吡啶)-1,2,4-三唑]铂配合物的一种或多种；所述黄光染料为2-(对叔丁基-苯基)-苯并噻唑(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-苯并噻唑)(乙酰丙酮)铱配合物、双(2-(9,9-二乙基-9H-芴-2-yl)-1-苯-1H-苯并咪唑-N,C3)(乙酰丙酮)铱配合物或者双(2-甲基联苯甲酰-[f,h]喹喔啉)(乙酰丙酮)铱配合物的一种或多种。
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对衬底进行清洗，清洗后进行吹干；
②将衬底移入真空镀膜室中依次进行阳极层、包括空穴传输层、发光层和电子传输层的有机功能层以及阴极层的制备，有机功能层按照器件结构依次蒸镀，其中离子过渡金属复合物作为单层发光层或是离子过渡金属复合物掺杂在主客体材料发光层；
③将器件在手套箱进行封装，手套箱为氮气氛围；
④测试有机电致发光器件的电流－电压－亮度特性曲线以及在器件不同电压下的电致发光光谱特性。
10.根据权利要求9所述的有机电致发光器件的制备方法，其特征在于，所述步骤②中，阳极层、有机功能层和阴极层直接依次制备于衬底上，或者经过有机溶剂稀释后依次制备于衬底上；所述阳极层、有机功能层和阴极层是通过真空蒸镀、离子团束沉积、离子镀、直流溅射镀膜、射频溅射镀膜、离子束溅射镀膜、离子束辅助沉积、等离子增强化学气相沉积、高密度电感耦合式等离子体源化学气相沉积、触媒式化学气相沉积、磁控溅射、电镀、旋涂、浸涂、喷墨打印、辊涂、LB膜中的一种或者几种方式制备于衬底上。
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