CN2834096Y

CN2834096Y - 具有稳定白光发射的有机电致发光器件

Info

Publication number: CN2834096Y
Application number: CN 200520028445
Authority: CN
Inventors: 李文连; 李明涛; 初蓓; 牛晶华; 苏文明
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2015-03-30

Abstract

本实用新型属于有机电致发光器件，涉及获得稳定白光发射的结构设计。包括：衬底1、透明导电膜2、空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、空穴阻挡－电子传输层6、电子注入层7、阴极8、外电路9、出射发光线10；在制备器件时空穴传输层材料和发光层的基质材料只需要一个蒸发源就可以满足要求，节省了制作成本；本实用新型按着载流子能量主要被掺杂剂分子捕获并可直接复合的机制，利用不完全能量传递产生的NPB蓝光和掺杂剂的黄光光谱的叠加实现稳定的白光发射；采用薄的发光层，因而激子复合区很窄，使获得的白光随驱动电压变化小，即可以获得稳定的白光；采用具有空穴传输性质的NPB作发射层的基质材料，使白光EL器件的工作寿命增加。

Description

具有稳定白光发射的有机电致发光器件

技术领域：

本实用新型属于有机电致发光器件领域，涉及获得稳定白光发射的结构设计。

背景技术：

有机电致发光器件因其应用前景和巨大的潜在市场而成为各国竞相追逐的热点，目前有机电致发光器件所面临的主要问题是全彩显示，而工业上应用的全彩显示主要采用的是红，绿，蓝掺杂式结构及其相应技术，在制作工艺中必须采用精密控制红，绿，蓝三个像元实现彩色显示的掩摸技术，即把红，绿，蓝发光染料掺杂到各自的基质中，这会给实现全彩显示带来很大技术难度和制作成本，于是人们期望采用彩色滤光片技术把白光变成全彩显示屏，尽管这种方案目前还没有用于产业化技术，但由于这种方案更易于实现全彩色显示，所以人们却一直致力于这种方案即在同一种器件上获得稳定的白光电致发光(WEL)发射的研究。目前实现这种技术路线主要有三种：

(1)同一种基质中掺杂红，绿，蓝三种荧光染料，三种染料在同一基质中同时发射，在合适的比例下获得白光，但是这种方法难于控制三种掺杂剂的比例和标准的白色平衡；

(2)在作为基质的发蓝光电子传输层中掺杂黄色或橙色荧光染料，利用不完全能量传递原理实现白光显示，但是蓝光基质的残留蓝光发射和染料的黄色或橙色荧光的迭加获得白光发射。但是由于空穴传输材料一般要比电子传输材料载流子迁移率大得多，这样就容易在电子传输层中形成不稳定的‘空穴阳离子’；

(3)在常用的空穴传输层NPB(4，4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl)中掺杂黄色或橙色荧光染料，但色坐标随着电压变化比较大，在6V-12V之间色坐标变化达到～10％以上，因而影响彩色稳定性。

发明内容：

为了解决上述背景技术中由于有空穴阳离子的存在，使白光EL器件的工作寿命低，在电子传输层中掺杂有机染料时不容易获得稳定白光EL器件以及在普通厚度的NPB空穴传输层中掺杂有机染料的掺杂式EL白光发光色度值易于随驱动电压变化等问题，本实用新型的目的在于用简单结构就可以制备白光发射稳定的EL器件，为实现上述目的本实用新型将要提供一种具有稳定白光发射即发光色随电压变化小的有机电致发光器件及其制备方法。

本实用新型包括：衬底、透明导电膜、空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡-电子传输层、电子注入层、阴极、外电路；本实用新型的特点是：在空穴传输层的上面沉积发光层，在发光层的上面沉积空穴阻挡-电子传输层，空穴传输层和发光层的基质材料都采用NPB材料，发光层的掺杂剂采用Rubrene材料，Rubrene材料为：5，6，11，12-tetraphenylnaphthacene，空穴阻挡-电子传输层选用TPBI材料，TPBI为2，2′，2″-(1，3，5-benzenetriyl)-tris[1-phenyl-1H-benzimidazole]。

发光层的掺杂剂Rubrene或其它发黄光的染料在基质材料NPB中的重量百分比控制在0.1wt％-0.7wt％范围，且发光层的厚度为2nm-15nm。

本实用新型的优点在于：

(1)由于空穴传输层和发光层的都采用了NPB材料，这样在制备器件时空穴传输层材料和发光层的基质材料只需要一个蒸发源就可以满足要求，即，蒸发完NPB空穴传输层后，在蒸发掺杂材料Rubrene的同时，继续蒸发NPB材料就可以，因而可减少一个蒸发源，同时节省了制作成本；

(2)因为掺杂剂Rubrene染料的用量很少，因而可以节省昂贵的掺杂剂Rubrene染料的用量；本实用新型按着载流子能量主要被掺杂剂分子捕获并可直接复合的机制，利用不完全能量传递产生的NPB蓝光和掺杂剂的黄光光谱的迭加来实现稳定的白光发射；

(3)由于本实用新型采用了薄的发光层和空穴阻挡-电子传输层的结构，因而激子复合区很窄，则使获得的白光随驱动电压变化小，即可以获得稳定的白光；

(4)由于本实用新型采用具有空穴传输性质的NPB作发射层的基质材料，所以不容易形成象8-羟基喹啉铝(AlQ)作为基质那样的猝灭中心--“空穴阳离子”，使白光EL器件的工作寿命增加；本实用新型解决了背景技术采用AlQ作为白光发射基质材料时容易生成空穴阳离子的问题。

本实用新型用简单结构就可以制备稳定白光发射的EL器件，它在电驱动下获得的白光，不仅可以通过滤光片获得全色显示，同时还由于它有高的显色指数可用于照明光源，如液晶背照明和其它平面照明光源等。

附图说明：

图1是本实用新型中白光EL器件结构示意图，也是摘要附图。

具体实施方式：下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，但本实用新型不限于这些实施例。

本实用新型的器件中包括衬底1、透明导电膜2、空穴注入层3、空穴传输层4、发光层5、空穴阻挡-电子传输层6、电子注入层7、阴极8、外电路9、出射发光线10；

衬底1可以采用玻璃或透明塑料；透明导电膜2选用ITO透明导电膜；空穴注入层3可以采用CuPc材料，厚度为1nm或5nm或10nm；空穴传输层4是传统应用的NPB作空穴传输层材料，厚度为30nm-50nm。发光层5是共沉积的NPB和掺杂剂或其它发黄光的染料，掺杂剂在NPB中量的控制在0.1wt％-0.7wt％范围，且层厚度为2nm-15nm，掺杂剂材料可以选用Rubrene(5，6，11，12-tetraphenylnaphthacene)。空穴阻挡-电子传输层6选用TPBI，厚度为30nm-40nm；电子注入层7的材料选用LiF或CsF，厚度可采用1nm-5nm；阴极8的材料可采用Al，厚度可采用100nm-150nm；外电路9为驱动电源，可选择3V-20V。

本实用新型的器件以透明导电膜2一侧设为正极，施加电压会从衬底1一侧观察到白色出射发光线10。

实施例1：

本实用新型如图1所示，图1给出了器件结构原理表示，在本实施例中，透明导电膜2选择ITO膜作为阳极，洗净衬底1和透明导电膜2后，首先在高真空(3-2×10^-1帕)下，在透明导电膜2上面沉积厚度为1nm的空穴注入层3，然后在空穴注入层3上面沉积空穴传输层4，它是传统应用的NPB材料，厚度为30nm或40nm或50nm；之后在空穴传输层4上面沉积一层发光层5，发光层5采用共沉积NPB和Rubrene的方法形成白光发光层，厚度为2nm，控制Rubrene在NPB中的量在0.1wt％；接着在白光发光层5之上沉积空穴阻挡-电子传输层6的材料TPBI，厚度是30nm或35nm或40nm；之后沉积电子注入层7，材料采用LiF，其厚度是2nm或5nm；最后是阴极8的沉积，采用金属Al材料，厚度可采用100nm或130nm或150nm。所有薄膜都采用热蒸发工艺沉积。薄膜的厚度使用膜厚监控仪器监视，用亮度计测量发光亮度。当施加外电路9时，就会从衬底1一侧出射白色发光线10。

效果：在5.5V时，亮度为360cd/m²，CIE色坐标为x＝0.291，y＝0.303，电流效率和流明效率为分别3.7cd/A和2.1lm/W；器件在6V-14V驱动电压下的发光色坐标分别为：6V(0.291，0.303)，8V(0.291，0.302)，10V(0.288，0.300)，12V(0.287，0.299)，14V(0.285，0.297)，20V时发光亮度为8,200cd/m²；在6V-14V之间色坐标变化仅仅为～2.0％。

实施例2：

在实施例1基础上，改变发光层5的厚度为5nm，控制Rubrene在NPB中的量为0.5wt％，其它制作条件都不变。

效果：在5.5V时，亮度为340cd/m²，CIE色坐标为x＝0.293，y＝0.305，电流效率和流明效率为分别3.7cd/A和2.1lm/W；器件在6V-14V驱动电压下的发光色坐标分别为：6V(0.293，0.305)，8V(0.293，0.302)，10V(0.291，0.300)，12V(0.289，0.299)，14V(0.286，0.298)，18V时发光亮度为7,200cd/m²；在6V-14V之间色坐标变化仅仅为～2.4％。

实施例3：

在实施例1基础上，改变发光层5厚度为15nm，控制Rubrene在NPB中的量在0.7wt％，电子注入层7采用CsF材料，厚度为1nm，其它制作条件都不变。

效果：在5.5V时，亮度为340cd/m²，CIE色坐标为x＝0.294，y＝0.306，电流效率和流明效率为分别3.7cd/A和2.1lm/W；器件在6V-14V驱动电压下的发光色坐标分别为：6V(0.294，0.306)，8V(0.293，0.305)，10V(0.291，0.304)，12V(0.289，0.302)，14V(0.286，0.298)，19V时发光亮度为7,600cd/m²；在6V-14V之间色坐标变化仅仅为～2.8％。

Claims

1、具有稳定白光发射的有机电致发光器件，包括：衬底(1)、透明导电膜(2)、空穴注入层(3)、空穴传输层(4)、发光层(5)、空穴阻挡-电子传输层(6)、电子注入层(7)、阴极(8)、外电路(9)，其特征在于：在有NPB材料作为基质材料的空穴传输层(4)上沉积有NPB材料作为基质材料和5，6，11，12-tetraphenylnaphthacene作为掺杂剂的发光层(5)，在发光层(5)的上面沉积有2，2′，2″-(1，3，5-benzenetriyl)-tris[1-phenyl-1-H-benzimidazole]的空穴阻挡-电子传输层(6)。

2、根据权利要求1所述的具有稳定白光发射的有机电致发光器件，其特征在于：发光层(5)的厚度为2nm-15nm。

3、根据权利要求1所述的具有稳定白光发射的有机电致发光器件，其特征在于：空穴阻挡-电子传输层(6)的厚度是30nm-40nm。