CN1184278C

CN1184278C - 一种蓝色电致发光有机膜及其制备方法

Info

Publication number: CN1184278C
Application number: CNB021201021A
Authority: CN
Inventors: 刘云圻; 王帅; 占肖卫; 于贵; 朱道本
Original assignee: Institute of Chemistry CAS
Current assignee: Institute of Chemistry CAS
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: CN1459483A

Abstract

本发明公开了一种蓝色电致发光有机膜及其制备方法，按重量份计，将100份聚乙烯咔唑基质材料和10-50份(优选为20-35份)聚{2，7-[9，9-二(2-乙基己基)]芴-alt-6，6’-[2，2’-(对苯撑)-二(4-苯基喹啉)]}(PFQ)掺杂剂溶入20000-40000份(优选为25000-35000份)的氯仿或甲苯溶剂中，采用旋涂成膜的方法制得有机膜，将其用于电致发光器件中，获得蓝色的电致发光器件。

Description

一种蓝色电致发光有机膜及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种蓝色电致发光有机膜及其制备方法。

背景技术：

自美国柯达公司(Tang，C.W.；Vanslyke，S.A.Appl.Phys.Lett.1987，51，913)和英国剑桥大学(Burroughs，J.H.；Jones，H.Nature 1990，335，137)分别推出高效有机和聚合物电致发光器件(LED)以来，开发高效、全色显示的平面显示器就成为科研工作者追求的目标。在获得多色显示所需的红、绿和蓝三基色光中，高效的绿色材料如8-羟基喹啉铝已投入使用，而红、蓝两色材料的性能还远未满足实际应用要求。作为蓝色高分子发光材料，聚芴类化合物呈现了许多优良的性质，如高的荧光量子效率和良好的加工性能等。然而它易形成聚集态常常导致发光效率的降低和波长红移(1：Mi，B.X.；Gao，Z.Q.；Lee，C.S.；Lee，S.T.；Kwong，H.L；Wong，N.B.Appl.Phys.Lett.1999，75，4055.2：Sainova，D.；Miteva，T.；Nothofer，H.G.；Scherf U.；Glowacki，I.；Ulanski，J.；Fujikawa，H.；Neher，D.Appl.Phys.Lett.2000，76，1810.).这极大地限制了聚芴类化合物在蓝色发光的应用。因此如何有效抑制高分子发光材料中聚集体的形成成为有机发光器件中急需解决的难题。

在分子体系中加入烷基化的大体积基团，添加一层无定形的分子材料，控制聚合物分子分子量的分布，添加低分子量、具有不同氧化态的空穴传输材料，已被证明为行之有效的方法(1：Noda，T.；Ogawa，H.；Shirota，Y.Aclv.Mater.1999，11，283.2：Hong，Z.；Li，W.L.；Zhao，D.X.；Liang，C.J.；Liv，X.Y.；Peng，J.B.；Zhao，D.Synth.Met.1999，104，165.3：Weinfurtner，K.-H.；Fujikawa，H.；Tokito，S.；Taga，T.Appl.Phys.Lett.2000，76，2503.4：Mi，B.X.；Gao，Z.Q.；Lee，C.S.；Lee，S.T.Kwong，H.L.；Wong，N.B.Appl.Phys.Lett.1999，75，4055.5：Saino va，D.；Miteva，T.；Nothofer，H.G.；Scherf，U.；Glowacki，I.；Ulanski.J.；Fujikawa，H.；Neher，D.Appl.Phys.Lett.2000，76，1810.)然而这些方法存在共同缺点：需要较为复杂的前期工作，使制备工艺复杂化，可操作性降低。

发明内容：

将易形成聚集态的高分子发光材料搀杂于具有良好成膜性的基质材料溶液中，采用旋涂成膜，印刷等手段，制得蓝色电致发光有机膜，高分子发光材料聚集态的形成得到有效抑制，获得窄谱带蓝色荧光。将此种方法用于有机电致发光器件，得到高效的蓝色电致发光。高分子发光材料为聚{2，7-[9，9-二(2-乙基己基)]芴-alt-6，6’-[2，2’-(对苯撑)-二(4-苯基喹啉)]}(PFQ)，是按照文献(Zhan，X.W.；Liu，Y.Q.；Wu，X.；Wang，S.；Zhu，D.B.Macromolecules 2002，35，2529)合成的共聚物，在本发明中也作为掺杂剂。

第一步，基质材料的选择

其特征在于：具有很好的成膜性能，和掺杂剂能共溶于同一溶剂，发光谱带和掺杂剂的吸收谱带部分重叠。本发明中选择聚乙烯咔唑(PVK)作为基质材料。

第二步，掺杂比例的选择

其特征在于：掺杂后，掺杂剂聚集态得到很好地得到控制，从而获得窄谱带蓝色荧光。

第三步，蓝色电致发光有机膜的制备

制备有机膜的手段包括：旋涂成膜，印刷等。

第四步，在电致发光上的应用

采用旋涂成膜，印刷等手段制备有机膜，用于发光器件。器件特征：包括至少一个夹在两个电极层之间的有机发光层，有机层由基质材料和掺杂剂组成，掺杂后，掺杂剂聚集态得到很好地得到控制，从而获得窄谱带蓝色电致发光。

本发明的一种蓝色电致发光有机膜，用以下方法制备：按重量份计，将100份聚乙烯咔唑基质材料和10-50份(优选20-35份)聚{2，7-[9，9-二(2-乙基己基)]芴-alt-6，6’-[2，2’-(对苯撑)-二(4-苯基喹啉)]}掺杂剂溶入20000-40000份(优选25000-35000份)的氯仿或甲苯溶剂中；旋涂成膜。

本发明的一种蓝色电致发光有机膜的制备方法，按重量份计，将100份聚乙烯咔唑基质材料和10-50份(优选20-35份)聚{2，7-[9，9-二(2-乙基己基)]芴-alt-6，6’-[2，2’-(对苯撑)-二(4-苯基喹啉)]}掺杂剂溶入20000-40000份(优选25000-35000份)的氯仿或甲苯溶剂中；旋涂成膜。

本发明具有以下特征和优点：

克服了已有技术不足，提供一种有效抑制高分子发光材料聚集态的形成及获得窄谱带蓝色荧光及电致发光的方法。利用基质材料的稀释作用和激发态能量的转移，在降低高分子发光材料浓度、抑制聚集态形成的同时，保证了高分子材料的特征发光，发光强度也没有减弱。通过简单操作，无需复杂的前期处理，直接得到性质稳定的单一薄膜，聚集体的形成得到有效控制。将此方法应用于发光器件，器件的性能得到改善，聚集体的发光得到抑制，谱带变窄。与其他方法相比，其操作相对简单，一些荧光性强，成膜性差的材料也可以加以利用。采用旋涂成膜，印刷等手段制备有机发光器件，使制备工艺简单化。

附图说明：

图1发光器件结构图。1，衬底(玻璃)；2，底部电极(氧化铟锡，ITO)；3，有机掺杂层；4，顶部电极层。

图2PFQ的荧光光谱

图3PFQ的吸收和荧光光谱，PVK的荧光光谱

图4PFQ与PVK不同搀杂比例的荧光光谱

图5PFQ的单层器件结构图。1，衬底(玻璃)；2，底部电极(氧化铟锡，ITO)；3，高分子层；4，顶部电极层。

图6PFQ的单层器件的电致发光光谱

图7ITO/PVK∶PFQ/Al的器件结构图。1，衬底(玻璃)；2，底部电极(氧化铟锡，ITO)；3，有机掺杂层；4，顶部电极层。

图8ITO/PVK∶PFQ/Al的电致发光光谱

具体实施方式：

实施例1：

下面举例对发光器件加以说明，但本发明并不限于此例。

首先参看图1，本发明的一种场致发光器件依次包括一个衬底1，一个底部电极2，一个有机掺杂层3和一个顶部电极层4，衬底1是透明的，例如可由上述材料制成：玻璃、石英玻璃、陶瓷、聚合物等。底部电极层2用作空穴注入阳极，此时，该底部电极最好由高功函数材料制成，例如镍、金、铂、钯、硒、铱、铟、锡、或者前述元素任意组合的合金或氧化物。有机掺杂层3由基质材料和掺杂剂组成。基质材料具有好的成膜性，如聚乙烯咔唑(PVK)，掺杂剂具有和基质材料溶于同一溶剂的性质的高分子材料。顶部电极层4是用于电子注入的阴极。该电极由功函数较低的材料制成。可是一种金属或金属合金，例如锂、铝、铍、镁、钙等金属及其金属合金。

下面举例对本发明中高分子材料加以说明，但本发明并不限于此例。

象其它聚芴类化合物一样，PFQ易形成聚集态，导致荧光光谱在510nm出现由聚集态引起的发射带(图2)。按以下步骤进行抑制高分子发光材料聚集态形成及获得窄谱带蓝色荧光及电致发光。

第一步，基质材料的选择

将4毫克PVK和1毫克PFQ共溶于1毫升的氯仿溶剂中，其发光谱带和PFQ的吸收谱带部分重叠(图3)，显示了能量转移的可能。另外，PVK是性能优良的成膜材料，所以本发明中选择PVK为基质材料。

第二步，掺杂比例的选择

分别将4毫克PVK和0.6毫克PFQ，4毫克PVK和1毫克PFQ，4毫克PVK和1.5毫克PFQ混溶于1毫升的氯仿中，图3显示聚合物与PVK混合溶液的PL光谱。从中我们可以看到随PFQ比例的减少，代表聚集态的发射峰(最大发射波长～510nm)逐渐减弱，聚集态得到有效控制。半峰宽从原来的120纳米减少到60纳米。

第三步，蓝色电致发光有机膜的制备

采用旋涂成膜技术制备蓝色电致发光有机膜。

第四步，在电致发光上的应用

以此聚合物为发光层，制备了单层器件(图5)。其电致发光光谱显示了与光致发光相同的性质(图6)。聚集态的形成十分严重。为了有效控制聚集态的同时，不影响其发光特性，我们采用掺杂比PVK∶PFQ＝4∶1的比例，制备了单层发光器件(图7)。图8所示的EL光谱显示聚集态的发光得到有效的控制，获得窄谱带的蓝色发光。它的半峰宽从原来的120纳米减少到60纳米。我们采用此种方法制备双层器件ITO/PVK∶PFQ(4∶1)/Alq₃/Al。其亮度和外量子效率分别达到了12μW和0.082％。

实施例2：

按实施例1的制备方法，分别将4毫克PVK和0.6毫克PFQ，4毫克PVK和1毫克PFQ，4毫克PVK和1.5毫克PFQ混溶于1毫升的甲苯中。聚集态得到有效控制。PL光谱的半峰宽为60纳米。

Claims

1.一种蓝色电致发光有机膜，用以下方法制备：按重量份计，将100份聚乙烯咔唑基质材料和10-50份聚{2，7-[9，9-二(2-乙基己基)]芴-alt-6，6’-[2，2’-(对苯撑)-二(4-苯基喹啉)]}掺杂剂溶入20000-40000份的氯仿或甲苯溶剂中；旋涂成膜。

2.根据权利要求1的蓝色电致发光有机膜，其特征在于：所述掺杂剂的份数为20-35份。

3.根据权利要求1的蓝色电致发光有机膜，其特征在于：所述溶剂的份数为25000-35000份。

4.一种蓝色电致发光有机膜的制备方法，按重量份计，将100份聚乙烯咔唑基质材料和10-50份聚{2，7-[9，9-二(2-乙基己基)]芴-alt-6，6’-[2，2’-(对苯撑)-二(4-苯基喹啉)]}掺杂剂溶入20000-40000份的氯仿或甲苯溶剂中；旋涂成膜。

5.根据权利要求4的制备方法，其特征在于：所述掺杂剂的份数为20-35份。

6.根据权利要求4的制备方法，其特征在于：所述溶剂的份数为25000-35000份。