专利名称：基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件的制作方法
技术领域：
本发明属于有机磷光电致发光(P0EL)器件技术领域，涉及一种采用一铜配 合物材料作为掺杂剂成分的发光色可调的P0EL器件。
背景技术：
与仅仅利用单重态激子的荧光0EL不同，P0EL可以同时利用单重态激子和 三重态激子，因而内量子效率最高可达100%。但是磷光POEL多用铱等贵金属配 合物，例如,Ir (ppy) 3: /ac (tris2-phenyl Pyridine ) Iridium禾口 Btp2Ir (acac) : Z i51(2-(2， 8_ benzo[4, 5_a ] thienyl)
(pyridinato-N， C3 ) iridium (acetylacetonate)等。由于这些铱等贵金属 价格昂贵且有毒，难于工业上大面积推广。
目前采用一价铜[Cu(I)]配合物作为POEL材料制作器件是釆用液体浇铸的 方法(Y. Ma， H. Y. Zhang, J. C. Shen， C. Che， 6>/ ". #et. 1998， 9《245)、 (Q. -S. Zhang， Q. -G. Zhou, Y. -X. Cheng, L. -X. Wang, D. _G. Ma， X. -B. Jing， F.-S. Wang， JoV. #a"r. 2004,16， 432)，采用这种制备方法难于活化器件 结构，而且EL特性一般要掺杂在聚合物介质中，因而受聚合物介质特性的制 约，通常其效率和工作寿命都低于蒸发型0EL器件
发明内容
为了解决现有技术液体浇铸方法制作OEL器件存在的效率和工作寿命都低以 及以往采用的贵金属Ir-配合物成本高的问题，本发明提供一种基于一价铜配合 物材料的有机磷光电致发光器件，选择CBP或BPhen做发光层基质，Cu(1)-配合 物做掺杂剂，用热蒸发工艺制备，通过改变Cu(I)-配合物在基质中的浓度制作 从绿到深红发光色变化的POEL器件，提高了器件的效率和工作寿命，制作工艺 更加灵活。
本发明为层状结构，由衬底到阴极依次为衬底、透叨导电膜、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；空穴注入层
为Cu'Pc材料或/ rMTDATA材料，CuPc材料厚度为l nm 5 nm， / rMTDATA材料 (1, 3， 5_tris_(3_methylphenylphenylamino) triphenylamine)厚度为IO腿_40 nm;
空穴传输层材料采用NPB(4， 4， -bis[N-(l-naphthy1-1-)-N-phenyl-amino] -biphenyl)，厚度为30 nm-50 nm;发光层是共沉积的基质CBP (4，4—A^-dicarbazole-biphenyl) 或BPhen
(4， 7-diphenyl-l， 10-phenanthroline)和掺杂剂，厚度为15 25 nm，掺杂剂为 Cu(I)-配合物，基质与Cu(1)-配合物的重量比为100:(2 20);空穴阻挡-电 子传输层为TPBI材料(2, 2', 2"-(1， 3， 5-benzenetriyD-tristl-phenyl-1-^"benzimidazole]) 或具有宽带隙的电子传输材料，厚度为30 nm 40nm;电子注入层的材料选用LiF或CsF，厚度采用O. 8 3 nm;阴极的材料 采用A1或其它低功函数金属，厚度为100 150nm。外电路为驱动电源，可选择3 V 20 V，外电路的正极与透明导电膜邻接衬底的一侧连接，负极与阴极连接。 本发明制备方法
在高真空(3-2 x10—4帕)下，在透明导电膜上面沉积空穴注入层； 在空穴注入层上面沉积空穴传输层；
在空穴传输层上面沉积一层发光层发光层采用共沉积方法同时蒸发CBP和
Cu(I)-配合物，它们的重量比为100: (2 20); 在发光层之上沉积空穴阻挡-电子传输层； 在空穴阻挡-电子传输层上沉积电子注入层； 在电子注入层上沉积阴极。
有益效果本发明选择CBP[4， 4—--dicarbazole-biphenyl]或BPhen (4， 7-dipheny1-1， 10-phenanthroline)做发光层基质，Cu(1)-配合物做掺杂 剂，采用热蒸发工艺制备，发光色可随着Cu(I)配合物浓度变化，提高了器件的 效率和工作寿命，制作工艺灵活；其中发光效率最高的明亮黄色发光不但可以成 为潜在的对人眼不容易疲劳的琥泊色(橙黄色)显示，还可以与蓝色发光成分组 合成在全色显示和照明应用的白色发光器件。
图l为本发明有机磷光电致发光器件结构示意图，也是摘要附图。图中l、衬
底，2、透明导电膜，3、空穴注入层，4、空穴传输层，5、发光层，6、空穴阻 挡-电子传输层，7、电子注入层，8、阴极，9、外电路，10、发光线。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明不限于这些实施例
实施例l:
衬底l用玻璃或透明塑料，透明导电膜2选择IT0膜作为阳极，洗净衬底l 和透明导电膜2后，首先在高真空(3-2x10—4帕)下，在透明导电膜2上面沉积 厚度为1 nm或3 nm或5nm的空穴注入层3 ，空穴注入层3用CuPc;然后在空 穴注入层3上面沉积空穴传输层4，空穴传输层4是传统应用的NPB材料，厚度 为30 nm或40 nm或50 nm;之后在空穴传输层4上面沉积一层发光层5，发光 层5采用共沉积方法同时蒸发CBP和Cu(I)-配合物，CBP和Cu(1)-配合物的重 量比为100: X，其中X为2， 6， 10， 15或者20，具有不同掺杂浓度Cu(I)-配 合物的发光层5厚度都为20 nm;发光层5之上沉积空穴阻挡-电子传输层6， 空穴阻挡-电子传输层6的材料为TPBI，厚度是30 nm或35 nm或40 rnn;之后 在空穴阻挡-电子传输层6之上沉积电子注入层7，材料采用LiF，其厚度是1 nm 或2nm;最后在电子注入层7之上沉积阴极8，阴极8采用金属Al材料，厚度 采用100 nm或130 nm或150 nm。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。具有不同CBP 和Cu(I)-配合物比例的器件当施加外电路9时，就会从衬底1 一侧射出发射峰 分别为558， 572， 585， 592和615 nm的发光线10。
效果在4. 5V时，亮度为分别为2200， 2100， 2300， 1686和620 cd/m2， 在1. 0 mA/cm2电流效率分别为7. 4, 9. 2， 5. 8， 2. 2， 0. 9 cd/A 。 实施例2:
在实施例1基础上，改变发光层5的的基质为BPhen (4， 7-diphenyl-1， 10-phenanthroline)，厚度为20nm，控制BPhen和Cu(1)-配 合物比例与实施例l相同，其它制作条件都不变。
效果在4. 7V时，亮度为分别为2100， 2000， 2000， 1600和610 cd/m2，在l. 0
mA/cm2电流效率分别为7. 2，9. 2， 3.6， 2.1， 0.7 cd/A. 实施例3:
在实施例1基础上，改变空穴注入层3为,MTDATA材料，厚度为10 nm或25 nm或40nm的，其它功能层及其制备工艺均与实施例1相同，电子注入层7采用 CsF材料，厚度为1 nm，其它制作条件都不变。具有不同CBP和Cu (I)-配合物 比例的器件当施加外电路9时，就会从衬底1 一侧出射出发射峰分别为558,572， 585， 592和615 nm的发光线10。
效果在4. 4 V时，亮度为分别为2180， 2090， 2290， 1696和618 cd/m2，在l. 0
mA/cm2电流效率分别为7. 1， 9. 1， 5. 9， 2. 1， 0. 8 cd/A. 实施例4:
在实施例1基础上，改变空穴注入层3为/zrMTDATA材料，厚度为10或25 nm， 其它功能层及其制备工艺均与实施例1相同，电子注入层7采用LiF材料，厚 度为3nm，其它制作条件都不变。具有不同CBP和Cu(I)-配合物比例的器件当施 加外电路9时，就会从衬底l一侧出射出明亮黄发射峰为572 nm的发光线10。
效果在4.4V时，1.0威/，2电流密度下电流效率为12 cd/A，最大亮度为2200 cd/m2。
Cu(1)-配合物选择传统的配体化合物6,7- Dicyanodipyrido [2， 2-t/: 2， ，3， —/] quinoxaline (Dicnq) Cu(1)—配合物([Cu(DPEphos) (Dicnq)]BF4 )， 其中DPEphos表示bis[2- (diphenylphosphino)phenyl]ether， BF4是抗衡离子， 热蒸发成膜(其制备方法公开在G B Che， W L Li， Z G Kong and Z S Su， B Chu， B Li， Z Z Hu and Z Q Zhang， Synth Commun， 2006 36: 2519)，由于这种 配合物具有大的共轭配位环，具有很好的升华特性因而易于真空蒸发成均匀的薄 膜。
权利要求
1、一种基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件，其特征在于为层状结构，由衬底到阴极依次为衬底、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；空穴注入层为CuPc材料或m-MTDATA材料，CuPc材料厚度为1nm～5nm，m-MTDATA材料厚度为10nm-40nm；空穴传输层材料采用NPB，厚度为30nm-50nm；发光层是共沉积的基质CBP或BPhen和掺杂剂，厚度为15～25nm，掺杂剂为Cu(I)-配合物，基质与Cu(I)-配合物的重量比为100∶(2～20)；空穴阻挡-电子传输层为TPBI材料，厚度为30nm～40nm；电子注入层的材料选用LiF或CsF，厚度采用0.8～3nm；阴极的材料采用Al，厚度为100～150nm。
2、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于Cu(1)-配合物选择配体化合物6,7- Dicyanodipyrido [2，2_d: 2， ，3， _f] quinoxaline (Dicnq) Cu(I)—酉己合物。
3、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于空穴注入层采用CuPc材料时，厚度为1 nm或3 nm或5nm。
4、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于空穴注入层为m-MTDATA材料时，厚度为10 nm或25 nm或40nm。
5、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于空穴传输层厚度为30 nm或40 nm或50 nm。
6、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于发光层中CBP或者Bphen与Cu(I)-配合物的重量比为100: X，其中 X为2， 6， 10， 15或者20，发光层厚度为20 nm。
7、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于空穴阻挡-电子传输层厚度是30 nm或35 nm或40 nm。
8、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于电子注入层厚度是1 nm或2 nm或3nm。
9、 根据权利要求1所述的基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件， 其特征在于阴极8厚度采用100 nm或130 nm或150 nm。
全文摘要
本发明属于有机磷光电致发光(POEL)器件技术领域，涉及一种基于一价铜配合物材料的有机磷光电致发光器件，其为层状结构，由衬底到阴极依次为衬底、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；其中发光层选择CBP或BPhen做基质， Cu(I)-配合物做掺杂剂。本发明用热蒸发工艺制备，通过改变Cu(I)-配合物在基质中的浓度制作从绿到深红发光色变化的POEL器件，提高了器件的效率和工作寿命，制作工艺更加灵活。
文档编号H01L51/54GK101097996SQ20071005578
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月20日 优先权日2007年6月20日
发明者蓓 初, 李文连, 毕德锋, 车广波 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所