专利名称：用于全色有机发光显示的蓝光器件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于全色显示有机发光二极管或有机电致发光器件领域，涉及获得高色纯度、高效蓝光发射的器件结构设计。
背景技术：
有机发光二极管(OLEDs)或有机电致发光(EL)器件因其应用前景和巨大的潜在市场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。在目前采用的器件结构中，无论红、绿、蓝掺杂型的哪种结构，空穴传输层都采用NPB(4，4’-bis[N-(1-naphthyl-1-)-N-phenyl-amino]-biphenyl)材料，红、绿发光都采用8-羟基喹啉铝(ALQ)作为基质材料，而蓝光的蓝掺杂剂的基质必须是宽带隙材料，禁带宽度窄的ALQ不适合于做蓝光掺杂材料的基质，于是人们不得不设计并合成用于蓝光掺杂剂的新型基质材料。参考文献有1.J.Shi and C.W.Tang，Appl.Phys.Lett.80，3201(2002)2.Y.Q.Li，M.K.Fung，Z.Y.Xie，S.T.Lee，L.S.Hong，and J.Shi，Adv.Mater.14，1317(2002)由于这些基质材料的离化能与空穴传输层材料NPB的能级都有较大的能量势垒，因而在注入空穴时因要克服这些势垒而增加驱动电压。
发明内容
为了解决上述背景技术中由于ALQ的禁带宽度窄不适合于蓝光掺杂材料的缺点，及在高电压下ALQ的绿光发射对于蓝色发光色纯度的干扰而必须设计并合成用于蓝光掺杂剂的新型基质材料的缺点，以及由于新型基质材料与空穴传输层材料NPB离化能的差别必将增加空穴注入势垒，增加驱动电压的问题，本实用新型的目的在于采用传统使用的NPB材料分别作为空穴传输层和蓝光发射基质层，获得了高色纯度高效率蓝光EL发射，使获得蓝光的器件结构更为简单，制作程序更为简洁，为实现上述目的本实用新型将要提供一种具有稳定蓝光发射的有机电致发光器件。
本实用新型的结构包括衬底、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采用NPB材料，发光层的掺杂剂采用TBP材料，TBP材料为2，5，8，11-tetra-t-butylperylene，空穴阻挡-电子传输层选用TPBI材料，TPBI为材料为2，2′，2″-(1，3，5-benzenetriyl)-tris[1-phenyl-1-H-benzimidazole]。
发光层的掺杂剂TBP在基质材料NPB中的重量百分比控制在1wt％～2.5wt％范围，且发光层的厚度为1nm～20nm，空穴阻挡—电子传输层的TPBI厚度在30nm～40nm之间。
本实用新型的优点在于(1)由于空穴传输层和发光层的基质材料都采用了NPB，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TBP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；由于空穴传输层和蓝光基质层是同一种材料，也因减小空穴注入势垒而降低驱动电压。
(2)由于采用本实用新型的结构，掺杂剂TBP用量较少，因而节省了昂贵的掺杂剂TBP材料。
(3)由于本实用新型采用了薄的发光层和空穴阻挡一电子传输层，使激子被限制在很窄的区域内，可以实现NPB向蓝光掺杂剂的能量传递。
(4)由于本实用新型采用迁移率高的TPBI单一材料代替了BCP/ALQ，不但简化器件结构，同时防止随驱动电压升高出现ALQ的绿光发射的干扰，保证了不同驱动电压都会得到高色纯度的蓝光发射。
本实用新型用简单结构就可以制备在电驱动下获得高色纯度高效率蓝光发射的器件，该蓝光不仅可用于由红、绿、蓝构成的全色显示中的蓝光基色，还可用于单色显示等平板显示器。
图1是本实用新型中蓝光EL器件结构示意图，也是摘要附图。
具体实施方式
以下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、注入电子层7、阴极8、外电路9、出射发光线10。
衬底1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用CuPc材料或m-MTDATA材料，CuPc材料的厚度选取1nm～5nm，m-MTDATA材料1，3，5-tris-(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine，厚度可选取10nm-40nm；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，掺杂剂在NPB中量的控制在1wt％-2.5wt％范围，且层厚度为1nm～20nm，掺杂剂材料可以选用TBP。空穴阻挡-电子传输层6选用TPBI材料或具有宽带隙的电子传输材料，厚度为30nm～40nm；电子注入层7的材料选用LiF或CsF，厚度可采用0.8nm～3nm；阴极8的材料可采用Al或其它低功函数金属，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1一侧观察到蓝色出射发光线10。
实施例1本实用新型选用图1所示的器件结构。在本实施例中，首先透明导电膜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CuPc材料、厚度为1nm或3nm或5nm的空穴注入层3，然后在空穴注入层3上面沉积NPB材料、厚度为30nm或40nm或50nm的空穴传输层4；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TBP的方法形成蓝光发光层，厚度为1nm，严格控制TBP在NPB中的量为1wt％；接着在蓝光发光层5之上沉积TPBI材料、厚度是30nm或35nm或40nm的空穴阻挡-电子传输层6；之后沉积电子注入层7，材料采用LiF，其厚度是0.8nm；最后是阴极8的沉积，采用金属Al材料。上述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1一侧出射蓝色发光线10。
效果在电流密度为6.4mA/cm2时，电流效率为4cd/A，CIE色坐标为x＝0.137和y＝0.205，20V时发光亮度为11,500cd/m2。
实施例2在实施例1基础上，空穴注入层3选用m-MTDATA材料，厚度为10nm，改变发光层5的厚度为5nm，控制TBP在NPB中的量为1.5wt％，其它制作条件都不变。
效果在电流密度为6.4mA/cm2时，电流效率3.8cd/A，CIE色坐标为x＝0.137和y＝0.205，18V时发光亮度为9,200cd/m2。
实施例3在实施例1基础上，空穴注入层3选用m-MTDATA，厚度为30nm，改变发光层5的厚度为15nm，控制TBP在NPB中的量在1.9wt％，其它制作条件都不变。
效果在电流密度为6.4mA/cm2时，电流效率3.9cd/A，CIE色坐标为x＝0.137和y＝0.205，18V时发光亮度为11,300cd/m2。
实施例4在实施例1基础上，空穴注入层3选用m-MTDATA(40nm)同时改变发光层5的厚度为20nm，控制TBP在NPB中的量在2.5wt％，电子注入层7选用CsF材料，厚度为1nm或3nm，其它制作条件都不变。
效果在电流密度为6.4mA/cm2时，电流效率4.0cd/A，CIE色坐标为x＝0.137和y＝0.205，20V时发光亮度为10,800cd/m2。
权利要求1.用于全色有机发光显示的蓝光器件，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TBP材料作为基质材料的空穴传输层(4)上沉积有TBP材料作为基质材料和2，5，8，11-tetra-t-butylperylene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所述的用于全色有机发光显示的蓝光器件，其特征在于发光层(5)的厚度为1nm～20nm，电子传输-空穴阻挡层(6)的厚度选择为30nm～40nm。
专利摘要本实用新型属于有机电致发光器件领域，涉及获得用于全色有机发光显示的蓝光器件的结构设计。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，空穴注入层3可选用CuPc或m－MTDATA材料，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，因而可减少一个蒸发源，同时节省了制作成本；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，利用薄的NPB基质形成一个窄的复合区，把载流子和激子限制在TBP掺杂的NPB层，同时利用NPB向TBP掺杂剂的高效能量传递结果获得较低电压驱动下的高色纯度高效率蓝光EL发射。
文档编号H05B33/14GK2834097SQ20052002844
公开日2006年11月1日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者李文连, 李明涛, 初蓓, 牛晶华, 苏文明 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所