利用藍(lán)色發(fā)光材料DPVBi摻雜高熒光染料rubrene做發(fā)光層制備的藍(lán)色發(fā)光器件

一、 引言

有機(jī)電致發(fā)光器件(OL EDs) 作為新一代的平板顯示器件,具有廣闊的應(yīng)用前景,已引起人們?nèi)找鏉夂竦呐d趣并取得了較大進(jìn)展。有機(jī)電致發(fā)光顯示器(又稱有機(jī)發(fā)光二管,organic light emitting diode ,OLED) 的研究始于20 世紀(jì)60 年代,Pope 等[1 ] 首次報(bào)道了蒽單晶發(fā)光現(xiàn)象,揭開了有機(jī)固體電致發(fā)光的序幕。1987年,美國(guó)柯達(dá)公司的研究人員C. W. Tang 等[2] 在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上,提出了雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想,選擇具有較好成膜性能的三芳胺類衍生物和8羥基喹啉鋁(Alq3 ) 配合物分別作為空穴傳輸層和發(fā)光層(兼電子傳輸層) ,得到了高量子效率(1 %) 、高發(fā)光效率(1. 5 lm/W) 、高亮度( > 1 000cd/m2 ) 和低驅(qū)動(dòng)電壓( 10 V) 的有機(jī)電致發(fā)光器件。1990年,劍橋大學(xué)Cavendish 實(shí)驗(yàn)室的R. H.Friend 等[3 ] 以聚對(duì)苯撐乙烯(PPV) 為發(fā)光層材料制成了聚合物電致發(fā)光器件,開辟了發(fā)光器件的又一個(gè)新領(lǐng)域――聚合物薄膜電致發(fā)光器件。這兩個(gè)突破性進(jìn)展使人們看到了有機(jī)電致發(fā)光器件作為新一代平板顯示器件的潛在希望。全彩色、大面積、高信息量的平板顯示器是OLED 發(fā)展的最重要目標(biāo)之一。通過新材料的研究與使用，器件結(jié)構(gòu)和工藝的不斷完善，有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)展已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。[4-7]由于藍(lán)光發(fā)光材料的帶隙比較寬，藍(lán)光發(fā)光效率比較低，所以如何提高有機(jī)電致發(fā)光器件中藍(lán)光成分的發(fā)光效率是制備高色度、高效率、高亮度的有機(jī)電致發(fā)光器件的關(guān)鍵 [8-12]。為此，我們合理設(shè)計(jì)了一種器件結(jié)構(gòu)，有效、方便的提高了藍(lán)光成分的發(fā)光效率。本文采用一種高熒光效率的黃光熒光染料rubrene作為摻雜劑摻雜在母體材料DPVBi中，由于rubrene 分子具有俘獲空穴和傳輸電子的能力，因而能控制激子在某一層面上有效的復(fù)合 [13-15] ，從實(shí)驗(yàn)中我們看到發(fā)光層被有效控制在了DPVBi和rubrene層，促進(jìn)了藍(lán)光發(fā)射，所以在發(fā)光層中, 摻雜客體熒光染料能有效地提高OLED的性能和特性。
二、 實(shí)驗(yàn)
該器件所用的有機(jī)材料分別是N,N’-bis-(1-naphth1)-N,N’-dipheny1,1’-bipheny1-4,4’-diamin（NPB）4,4’-bis(2,2 ,’-diphenylbinyl) -1,1’-bipheny1(DPVBi) ,5,6,11,12,-tetraphenylnaphthacene (rubrene), tris-(8-hydroxyquinoline)
aluminium (Alq3),其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1所示。 采用器件的結(jié)構(gòu)是ITO/NPB(40nm)/DPVBi ：rubrene(xnm)/Alq3(ynm) /LiF(0.8nm)/Al(200nm) (其中x=10,20,30,40nm,相應(yīng)y=50,40,30,20nm，對(duì)應(yīng)器件的編號(hào)分別為①②③④)。其中DPVBi和rubrene作為發(fā)光層，Alq3和NPB分別作為電子和空穴傳輸層，LiF作為電子注入層，透明的ITO作為陽極， Al作為陰極。首先將帶有ITO的玻璃片用甲苯、丙酮、乙醇、去離子水反復(fù)擦洗，并超聲10分鐘，用氮?dú)獯蹈?，然后放入多源有機(jī)蒸發(fā)系統(tǒng)中按結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)有機(jī)薄膜，最后蒸鍍Al陰極，在制作器件的過程中真空室的壓力保持在3×10-4Pa以下。發(fā)光區(qū)的面積為5mm2。器件的亮度、電流――電壓特性，色坐標(biāo)及電致發(fā)光光譜由計(jì)算機(jī)控制的， Keithley Source 2400和PR650構(gòu)成的測(cè)試系統(tǒng)測(cè)得的。

圖1 所用有機(jī)材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)式
Fig.1 Chemical structures of the organic materials used.