专利名称：一种白色有机电致发光器件及其制备方法
技术领域：
本发明专利涉及一种新型平板型显示器件——即白色有机电致发光器件(OLED)及其制备方法。
背景技术：
当前，白色有机电致发光器件(OLED)的研究受到广泛的关注。一方面，它可用作目前商品化程度很高的液晶显示器(LCD)的背光源，在轻、薄、低功耗上能全部满足LCD的要求，且所显示的文字、图形等比一般的单色光背光源具有更高的对比度。另一方面，白色光中含红、绿、蓝三种基色成分，如将发白光的单层结构器件与较为成熟的微电子刻蚀彩色滤色膜技术相结合，则有望能够得到与其它类型的白色OLED器件(如J.Kido等采用的红、绿、蓝三种发光层重叠式的器件)相比，制备工艺更简单(无需分别制备三种基色的发光层，并对它们分别进行繁琐的光刻过程等)，重复性更好，成本更低的全色OLED器件。
目前国际上传统的获得白光的方法多是通过多层结构实现的，即采用将红、绿、蓝三种发光层堆积的方法，通过混合三基色来获得白光，此种方法的不足之处表现为制备工艺复杂，较难掌握，成本较高，且器件的白光色度易随着外加驱动电压的变化而改变，此外由于多层结构易造成自吸收，一般量子效率都较低。
为了克服上述多层结构白光器件的不足以及大面积白光器件存在着发光不太均匀，耐压性较差等缺陷。本发明专利提供一种单一发光层、较大面积且发光均匀的平板型白色OLED器件，该白光器件无需分别制备三种基色的发光层，并对它们分别进行繁琐的光刻过程等，具有制备工艺简单、重复性好，白光色度纯正且随外加驱动电压变化很小的特点。
发明内容本发明目的是解决现有多层结构白光器件制备工艺复杂，较难掌握，成本高，以及大面积器件发光不太均匀、耐压性较差且色度易随着外加驱动电压的变化而改变的问题，提供了一种白色有机电致发光器件的制备方法及装置。
本发明提供的发光器件依次包括
ITO阳极导电玻璃层；空穴传输层(HTL)PVK(聚乙烯咔唑)∶TPD(芳香二胺衍生物)；发光层(EML)Zn(BTZ)2∶Rubrene(5，6，11，12-四苯基四苯并)；和金属AL阴极层。
本发明以2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑螯合锌(Zn(BTZ)2)为主体发光材料，在导电玻璃ITO(面电阻约60Ω)表面分别利用旋转涂覆和真空蒸镀法，将聚合物和小分子依次制成一定厚度的薄膜，得到具有如下结构的器件ITO/PVK∶TPD(xnm)/Zn(BTZ)2∶Rubrene(y nm)/Al(z nm)；其中，20≤x≤40nm；30≤y≤60nm；60≤z≤100nm，空穴传输层PVK∶TPD的掺杂比在1∶1～1∶2之间；发光层Zn(BTZ)2∶Rubrene的掺杂比在0.05％～1.2％之间。相应材料分子式如下所示 PVKTPD Zn(BTZ)2Rubrene一种上述的白色有机电致发光器件的制备方法，包括(1)将刻蚀成4mm×50mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；(2)将PVK和TPD按质量比1∶1～1∶2混合，并溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1500rpm，成膜时间约20s，高速3000～4000rpm，成膜时间约30s，完成后将其置于干燥釜内10小时以上待溶剂挥发；(3)将Rubrene按0.05％～1.2％质量比掺入Zn(BTZ)2中，并压制成片，采用真空蒸镀法成膜，其条件为真空度大于8×10-4Pa，蒸发电流约为3～5A，蒸发时间约为12分钟；(4)AL阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约1～2cm长的AL丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸渡一薄层条形AL，真空度大于8×10-4Pa，蒸发电流约为30A，蒸发时间约为12分钟；(5)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形AL阴极一端接直流电源负极，得到点阵式较大面积的OLED器件。
本发明的优点和积极效果1、本发明提供了一种单一发光层平板型白色OLED器件，该白光器件无需分别制备三种基色的发光层，并对它们分别进行繁琐的光刻过程等，具有制备工艺简单、重复性好，白光色度纯正且随外加驱动电压变化很小的特点；2、本发明以点阵方式解决了大面积OLED发光器件发光不太均匀、耐压性较差等问题，制备成多点(3×3mm2)同时发光的较大面积(5×6cm2)发光器件；3、本发明提供的这种单一发光层、点阵式较大面积平板型白色OLED器件，在轻、薄、低功耗上能完全满足LCD的要求，非常适于作为这类显示器件的背光源，同时它还比一般的单色光背光源具有更小的功耗，更高的对比度和亮度。并且将其与较为成熟的微电子刻蚀彩色滤色膜技术相结合，则有望能够得到全色显示。
图1是白色电致发光器件具体结构示意图；图2是发光层不同掺杂浓度器件电致发光光谱及相应色坐标值；图3是发光层在最佳掺杂比时器件在不同直流电压驱动时的EL光谱图。
具体实施方式实施例1首先将ITO玻璃刻蚀成4mm×50mm的条状，再将PVK(聚乙烯咔唑)和TPD(芳香二胺衍生物)按1∶1～1∶2(质量比)混合(如取1∶1，或1∶1.5，或1∶2均可，本例取1∶1)，并以1～2mg/ml溶于氯仿溶液，利用旋转涂覆法将空穴传输层PVK∶TPD制备成厚度为20～40nm的薄膜，具体成膜条件为低速1500rpm，成膜时间约20s，高速3800rpm，成膜时间约30s；然后利用真空蒸镀法将发光层Zn(BTZ)2∶Rubrene(5，6，11，12-四苯基四苯并)按不同掺杂比制备成厚度为30～60nm的薄膜，蒸发条件为真空度大于8×10-4pa，蒸发电流约为3～5A，蒸发时间约为12分钟。最后借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸渡一薄层条形AL做阴极，其厚度为60～100nm，从而制成具有单一发光层较大面积有机电致发光器件，具体结构如附图1所示。
其中Rubrene按不同质量百分比含量掺入Zn(BTZ)2之中，分别为1.2％，0.12％，0.08％，以及0.05％。
实施例2器件制备完成后，将所有条形ITO一端接直流电源正极，所有条形AL阴极一端接直流电源负极，逐渐增加驱动电压，在8.5～22.5V区间，具有最佳掺杂比的器件可获得稳定较大面积白色电致发光，其最高亮度达4048cd/m2，相应的发光效率为4.05cd/A。
附图2是在20V直流电压驱动下，Zn(BTZ)2中Rubrene的掺杂百分含量分别为1.2％，0.12％，0.08％和0.05％时，各器件的电致发光(EL)光谱图及其相应的CIE(1931)色坐标值。
附图3是Zn(BTZ)2∶Rubrene的掺杂比为0.05％时，器件在不同直流电压驱动下的EL光谱图。
不同驱动电压时器件均可稳定获得较大面积均匀的白色电致发光，在ITO阳极和AL阴极之间所加直流驱动电压为8.5～22.5V时，相应色坐标值如下表表 最佳掺杂比不同驱动电压下器件的CIE(1931)色坐标值
权利要求
1.一种白色有机电致发光器件，其特征是该发光器件依次包括1)ITO阳极导电玻璃层；2)空穴传输层PVK∶TPD；3)发光层Zn(BTZ)2∶Rubrene；4)AL阴极层。
2.根据权利要求1所述的白色有机电致发光器件，其特征是空穴传输层PVK∶TPD的质量比在1∶1～1∶2之间，空穴传输层厚度x为20≤x≤40nm。
3.根据权利要求1或2所述的白色有机电致发光器件，其特征是发光层Zn(BTZ)2∶Rubrene的质量比在0.05％～1.2％之间，发光层厚度y为30≤y≤60nm。
4.根据权利要求1或2所述的白色有机电致发光器件，其特征是AL阴极层厚度z为60≤z≤100nm。
5.一种权利要求1所述的白色有机电致发光器件的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤(1)将刻蚀成4mm×50mm条形的ITO玻璃在清洁剂中反复清洗后，再分别经异丙醇、丙酮和氯仿溶液浸泡并超声清洗，最后在红外烘箱中干燥待用；(2)将PVK和TPD按质量比1∶1～1∶2混合，并溶于1～2mg/ml的氯仿溶液中，采用旋转涂覆法成膜；低速1000～1500rpm，成膜时间约20s，高速3000～4000rpm，成膜时间约30s，完成后将其置于干燥釜内10小时以上待溶剂挥发；(3)将Rubrene按0.05％～1.2％质量比掺入Zn(BTZ)2中，并压制成片，采用真空蒸镀法成膜，其条件为真空度大于8×10-4Pa，蒸发电流约为3～5A，蒸发时间约为12分钟；(4)AL阴极的制备采用在钨合金炉丝上分挂约1～2cm长的AL丝，借助条形掩膜板，在发光层之上真空蒸渡一薄层条形AL，真空度大于8×10-4pa，蒸发电流约为30A，蒸发时间约为12分钟；(5)将上述制成的器件中所有的条形ITO阳极一端接直流电源正极，所有条形AL阴极一端接直流电源负极，得到点阵式较大面积的OLED器件。
全文摘要
本发明为一种白色有机电致发光器件及其制备方法。该器件以2－(2’－羟基苯基)苯并噻唑螯合锌(Zn(BTZ)
文档编号H05B33/10GK1658723SQ20051001314
公开日2005年8月24日 申请日期2005年1月26日 优先权日2005年1月26日
发明者华玉林, 郑加金 申请人:天津理工大学