專利名稱：長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是涉及到一種長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏，它屬于發(fā)光器件、薄膜電致發(fā)光、發(fā)光二極管、顯示器件、發(fā)光標(biāo)志等領(lǐng)域。特別是涉及到可以在低壓直流(5-20V左右)驅(qū)動(dòng)下得到蘭、綠、橙色發(fā)光的平板顯示屏，該器件工藝比較簡(jiǎn)單，成本比較低，由于引入了空穴注入緩沖層等改進(jìn)措施，使器件的壽命有了很大的提高。
傳統(tǒng)的薄膜電致發(fā)光是無機(jī)的雙絕緣層的薄膜電致發(fā)光器件。由于需交流電壓驅(qū)動(dòng)且電壓高(＞100V)，因此阻礙了它的應(yīng)用領(lǐng)域。有機(jī)薄膜電致發(fā)光則具有驅(qū)動(dòng)電壓低而且是直流驅(qū)動(dòng)，發(fā)光效率高色彩豐富，反應(yīng)速度快，可制成大面積等伏勢(shì)，具有很大的應(yīng)用前景，該發(fā)光器件由美國(guó)柯達(dá)公司C.W.Tang[Appl.Phys.Lett.，51(1987)913；J.Appl.Phys.65(1989)3610]首先提出了具有空穴和電子傳輸層的類似于PN結(jié)結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件。以后英國(guó)劍橋大學(xué)的H.Burroughes[Nature，347(1990)539]又提出了以PPV聚合物為基質(zhì)的單層和多層聚合物薄膜電致發(fā)光屏。但是由于有機(jī)材料、層間界面以及背電極的穩(wěn)定性較差，器件的壽命不長(zhǎng)。一般的器件壽命只有幾小時(shí)或者幾十小時(shí)。本實(shí)用新型是在上述基礎(chǔ)上引入了空穴注入緩沖層、以及對(duì)空穴傳輸及發(fā)光層、和電子傳輸及發(fā)光層、摻雜了特殊發(fā)光和電傳導(dǎo)敏化劑和有效的密封，從而使器件的壽命有了很大的提高，具有了較大的實(shí)用價(jià)值。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有低壓直流驅(qū)動(dòng)，多種顏色的足夠亮度的和具有實(shí)用壽命的發(fā)光器件。該器件的亮度及效率高、發(fā)光均勻可制成大面積，因此有很大的應(yīng)用前景。它可以廣泛的應(yīng)用于各種指示燈、標(biāo)志、字符顯示和平板顯示屏等。下面參照附圖具體說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)是在玻璃的基板(1)上有一層透明導(dǎo)電層(2)一般是由氧化銦錫(ITO)或者ZnOAl制成，在這層電極上有一層空穴注入緩沖層(3)它是由酞菁類化合物制成的。它包括純酞菁、酞菁銅、酞菁鋅、酞菁鋁等。在此層上面是空穴傳輸及發(fā)光層(4)，這層是由二元胺衍生物TPD，或者由聚乙稀咔唑(PVCz)為基質(zhì)，為了提高其穩(wěn)定性、發(fā)光效率、注入效率和改變發(fā)光顏色，還要摻雜一定劑量的發(fā)光和電傳導(dǎo)敏化劑，它包括紅熒烯(Rubrene)、三苯胺(TPA)、北(Perylene)、1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)等。其厚度在20mm-100mm之間。在此層上面有一層阻擋層(5)，它是由惡唑類化合物組成的，如2(4-聯(lián)二苯)-5-(4-叔丁基苯)-1，3，4，-惡唑(PBD)。這一層主要用于阻擋空穴穿過空穴與電子傳輸層界面，從而實(shí)現(xiàn)蘭光。對(duì)其它顏色的發(fā)光此層可以不用。在此層上面是電子傳輸及發(fā)光層(6)，它是由八羥基喹啉鋁(Alq3)制成的。為了改變顏色和提高發(fā)光效率，它還可以摻雜一些敏化劑，如喹哪克里桐(Quinacridone)等。其厚度在于20-100mm之間。最后一層是背電極(7)，它是由MgAg合金或者Al等其它低功函數(shù)的材料制成。此背電極的一部分延伸到引出電極(8)上。這引出電極的一端與背電極連接另一端作為引出電極，它是由與透明導(dǎo)電層(2)分割開的ITO制成的。最后用密封膠(9)把玻璃密封罩(10)與玻璃基板(1)、透明導(dǎo)電層(2)和引出電極(8)密封起來。并在玻璃罩(10)與玻璃基板(1)之間的空間(11)充以保護(hù)氣體或抽成真空。這保護(hù)氣體可以是高純氮?dú)饣蛘吒呒儦鍤狻?br> 在上述結(jié)構(gòu)中的空穴注入緩沖層(4)也可以不用，這時(shí)在TPD中摻以紅熒烯同樣可以獲得較長(zhǎng)的壽命。如果只要獲得橙色或綠色發(fā)光，這時(shí)阻擋層(5)也可不用。
在本實(shí)用新型的效果是由于引入了空穴注入緩沖層、以及對(duì)空穴傳輸及發(fā)光層、和電子傳輸及發(fā)光層、摻雜了特殊發(fā)光和電傳導(dǎo)敏化劑和有效的密封，從而提高了器件的發(fā)光效率和穩(wěn)定性使器件的半亮度壽命由數(shù)小時(shí)提高到1200小時(shí)。


圖1.表示了根據(jù)本實(shí)用新型得到的長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光的器件結(jié)構(gòu)圖。
圖中各標(biāo)號(hào)分別為1--玻璃基板、2--透明導(dǎo)電層、3--空穴注入緩沖層、4--空穴傳輸及發(fā)光層、5--阻擋層、6--電子傳輸及發(fā)光層、7--背電極、8--背電極引出電極、9--密封膠、10--玻璃密封罩、11--玻璃密封罩與玻璃基板之間的密封空間。
實(shí)施例一在玻璃基板上有一層透明的導(dǎo)電層(2)，它為ITO，經(jīng)光刻把其中的一小部分分割成引出電極(8)，經(jīng)充分清洗后用真空蒸發(fā)的方法制備一層厚度為20nm左右的酞菁銅的空穴注入緩沖層(3)。在此層上再蒸一層厚度為70nm的二元胺衍生物TPD的空穴傳輸及發(fā)光層(4)。然后再蒸發(fā)一層厚度為70nm左右的Alq3的電子傳輸發(fā)光層(6)。然后用雙源蒸發(fā)方法制備MgAg合金的背電極(7)，Mg∶Ag＝10∶1，電極的厚度在150nm左右，并延伸搭接至背電極引出電極(8)上。最后用密封膠(9)把玻璃密封罩(10)與玻璃基板(1)密封起來抽真空并充以高純氮?dú)狻Ｔ撈骷陌l(fā)光是由Alq3發(fā)出的綠光，起亮電壓為10V。電流密度在400mA/cm2時(shí)的亮度達(dá)4270cd/m2。在6mA/cm2恒電流工作條件下的半亮度壽命超過800小時(shí)，起始亮度為95cd/m2。實(shí)施例二在玻璃基板上有一層透明的導(dǎo)電層(2)，它為ITO，經(jīng)光刻把其中的一小部分分割成引出電極(8)，經(jīng)充分清洗后用真空蒸發(fā)的方法制備一層厚度為70nm左右的摻有5％重量比的紅熒烯的TPD的空穴傳輸及發(fā)光層(4)。然后再蒸發(fā)一層厚度為70nm的Alq3。此后的從蒸背電極到密封充氣的步驟同實(shí)施例一。所得的器件的發(fā)光為橙黃色的發(fā)光。最高亮度達(dá)11144cd/m2，這時(shí)的電流密度為413mA/cm2。起亮電壓為8V。在6mA/cm2恒電流工作條件下的半亮度壽命超過1200小時(shí)，起始亮度為164cd/m2。實(shí)施例三在玻璃基板上有一層透明的導(dǎo)電層(2)，它為ITO，經(jīng)光刻把其中的一小部分分割成引出電極(8)，經(jīng)充分清洗后用真空蒸發(fā)的方法制備一層厚度為20nm左右的酞菁銅的空穴注入緩沖層(3)。然后用甩膠的方法把摻有0.05％的重量比的北的聚乙烯基咔唑的氯仿溶液甩膠制成厚度為70nm的空穴注入發(fā)光層(4)。再用真空蒸發(fā)的方法制備一層厚度為20nm的惡唑化合物，2-(4-聯(lián)二苯)-5(4-叔丁基苯基)-1，3，4惡唑的阻擋層(5).再蒸發(fā)一層50nm的Alq3的電子傳輸及發(fā)光層(6)。后面的從蒸背電極到密封充氣的步驟同實(shí)施例一。用這種結(jié)構(gòu)得到的蘭色的發(fā)光最高亮度達(dá)6000cd/m2以上，也有很好的穩(wěn)定性。實(shí)施例四在玻璃基板上有一層透明的導(dǎo)電層(2)，它為ITO，經(jīng)光刻把其中的一小部分分割成引出電極(8)，經(jīng)充分清洗后用真空蒸發(fā)的方法制備一層厚度為20nm左右的酞菁銅的空穴注入緩沖層(3)。然后用雙源真空蒸發(fā)制備摻有5％重量比的紅熒烯的TPD空穴傳輸及發(fā)光層(4)。再蒸上摻有Quinacridone的Alq3的電子傳輸及發(fā)光層(6)，Quinacridone的濃度為0.2％重量比。后面的從蒸背電極到密封充氣的步驟同實(shí)施例一。用此結(jié)構(gòu)可得到橙黃的發(fā)光。其最高發(fā)光亮度達(dá)12937cd/m2，這時(shí)的電流密度為360mA/cm2。在4mA/cm2恒電流的工作條件下的半壽命超過500小時(shí)，其起始亮度為130cd/m2。
權(quán)利要求1.一種長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏，它包括玻璃基板(1)、透明導(dǎo)電層(2)、空穴傳輸及發(fā)光層(4)、阻擋層(5)、電子傳輸及發(fā)光層(6)、背電極(7)、玻璃密封罩(10)、在玻璃密封罩(10)邊緣與玻璃基板(1)透明導(dǎo)電層(2)和背電極引出電極(7)接觸處有密封膠(9)密封起來，其特征在于在透明導(dǎo)電層(2)與空穴傳輸及發(fā)光層(4)之間插入了一層空穴注入緩沖層(3)它是由酞菁類化合物組成的，所說的空穴傳輸及發(fā)光層(4)是摻有特殊發(fā)光和電傳導(dǎo)敏化劑的二元胺衍生物(TPD)或聚乙稀咔唑(PVCz)組成，所說的阻擋層(5)是惡唑類化合物組成，所說的電子傳輸及發(fā)光層(4)是摻有特殊發(fā)光敏化劑的八羥基喹啉鋁(Alq3)組成，在玻璃基板(1)上有與透明導(dǎo)電層分開的背電極引出電極(7)它是由氧化銦錫(ITO)組成的，它的一端與背電極連接另一端作為引出電極，在玻璃密封罩(10)與玻璃基板(1)之間的空間(11)充以保護(hù)氣體或抽成真空。
2.一種如權(quán)利要求1所說長(zhǎng)壽命的有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏，其特征在于所說的空穴注入緩沖層(3)是由酞菁類化合物組成的，這類化合物包括純酞菁、酞菁銅、酞菁鋅、酞菁鋁，此層的厚度在5到50nm之間。
3.一種如權(quán)利要求1所說的長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏，其特征在于所說的空穴傳輸及發(fā)光層(4)是摻有特殊發(fā)光和電傳導(dǎo)敏化劑的二元胺衍生物(TPD)或聚乙稀咔唑(PVCz)組成，這里所說的特殊發(fā)光和電傳導(dǎo)敏化劑它包括紅熒烯(Rubrene)、三苯胺(TPA)、北(Perylene)、1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，其摻雜的量在0.1mol％到10mol％之間，此層的厚度在20到100nm之間。
4.一種如權(quán)利要求1所說的長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏，其特征在于所說的阻擋層(5)是惡唑類化合物組成，此層的厚度在10到50nm之間。
5.一種如權(quán)利要求1所說的長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏，其特征在于所說的電子傳輸及發(fā)光層(6)是摻有特殊發(fā)光敏化劑的八羥基喹啉鋁(Alq3)組成，這里所說的發(fā)光敏化劑是喹哪克里桐(Quinacridone)其摻雜濃度在0.01mol％到10mol％之間，此層的厚度在20到100nm之間。
6.一種如權(quán)利要求1所說的長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏，其特征在于在玻璃密封罩(10)與玻璃基板(1)之間的空間(11)中充以保護(hù)氣體或抽成真空，這里所說的保護(hù)氣體是高純氮?dú)?、高純氬氣?br> 專利摘要本實(shí)用新型是涉及到一種長(zhǎng)壽命有機(jī)薄膜電致發(fā)光屏。它屬于發(fā)光器件、薄膜電致發(fā)光領(lǐng)域。它是在玻璃基板(1)上相繼制備透明導(dǎo)電層(2)、空穴注入緩沖層(3)、空穴傳輸及發(fā)光層(4)、阻擋層(5)、電子傳輸及發(fā)光層(6)、背電極(7)、然后經(jīng)密封后抽真空充氣而成。它在低壓直流電壓驅(qū)動(dòng)下可得到明亮的發(fā)光并且有相當(dāng)長(zhǎng)的工作壽命。它可以應(yīng)用于任何可由低壓直流電壓驅(qū)動(dòng)的平板大面積的指示燈、標(biāo)志、字符顯示和平板顯示屏等。
文檔編號(hào)G09F13/22GK2291695SQ9620716
公開日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1996年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月4日
發(fā)明者張志林, 蔣雪茵, 許少鴻 申請(qǐng)人:張志林