高饱和度蓝色磷光有机发光器件
丁 磊＊ ，张方辉，李艳飞，梁田静，张 静
（ ） 陕西科技大学 电气与信息工程学院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ） 摘要 ： 使用典型天蓝色磷光材料 Ｆ 的发光层 ， 以高反射的 Ａ Ｉ ｒ ｉ ｃ作为磷光金属微腔有机发光器件（ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ ｌ膜作 ｐ ， ／ （ 采用空穴和电子注入层 Ｍ 制备了结构 ｇ 为阴极顶电极和半透明的 Ａ ｌ ａ ｓ ｓ ｌ膜作为阳极底电极 ， ｏ Ｏ ｉ Ｆ Ａ ｌ １ ５ ３ 和Ｌ ／Ｍ ／ （ ／ ： （ ／ （ ／ ／ （ ／ （ ｎ ｍ） ｏ Ｏ ｘｎ ｍ） Ｎ Ｐ Ｄ ４ ０ｎ ｍ） ｍ Ｃ Ｐ Ｆ Ｉ ｒ ｉ ｃ ３ ０ｎ ｍ， ７ ％） Ｂ Ｃ Ｐ ２ ０ｎ ｍ） Ａ ｌ ２ ０ｎ ｍ） Ｌ ｉ Ｆ １ｎ ｍ） Ａ ｌ １ ５ ０ｎ ｍ） ｐ ｑ ３（ ３（ ） 的底发射磷光金属微腔 Ｏ 微腔 Ｏ 光谱的中心波长为 ４ 半波宽 （ Ｌ Ｅ Ｄ， Ｌ Ｅ Ｄ 正方向电致发光 （ Ｅ Ｌ ６ ８ｎ ｍ， ＦＷＨＭ） ， ） ， 约为 ２ 色坐标为（ 其发光波长得到调制 ， 光谱得到窄化 。 理论模拟得到微腔 Ｏ ４ｎ ｍ， ０ ． １ ４ ０ ． １ ５ Ｌ Ｅ Ｄ 的发光增 强因子与实际光谱吻合 。 ） ；磷光 ；微腔 关键词 ： 有机发光器件（ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ （ ） 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ２ ４ ８ Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ ０ ０ ８ ６ ２ ０ １ １ １ １ １ ６ １ ７ ０ ４ 文献标识码 ： － － －
： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｓ ｋ ｂ ｌ ｕ ｅ Ｆ Ｉ ｒ ｉ ｃ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｈ ｏ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｂ ｏ ｔ ｔ ｏ ｍ ｅ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ａ ｖ ｉ ｈ ｏ ｓ ｈ ｏ ｒ － － － － ｙ ｐ ｐ ｐ ｇ ｐ ｐ ／ （ ／Ｍ ／ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ｉ ｈ ｔ ｅ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ（ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ） ｅ ｍ ｌ ｏ ｓ ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ａ ｌ １ ５ｎ ｍ） ｏ Ｏ ｘｎ ｍ） Ｎ Ｐ Ｄ ｌ ａ ｓ ｓ － ｙ ｇ ｇ ｇ ｐ ｙ ｇ ３（ （ ／ｍ ： （ ／ （ ／ ／ （ ／ （ ， ４ ０ｎ ｍ） Ｃ Ｐ Ｆ Ｉ ｒ ｉ ｃ ３ ０ｎ ｍ， ７ ％） Ｂ Ｃ Ｐ ２ ０ｎ ｍ） Ａ ｌ ２ ０ｎ ｍ） Ｌ ｉ Ｆ １ｎ ｍ） Ａ ｌ １ ５ ０ｎ ｍ） ｕ ｓ ｉ ｎ Ｍ ｏ Ｏ ｐ ｑ ｇ ３（ ３ ， ａ ｎ ｄ Ｌ ｉ Ｆ ａ ｓ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｈ ｏ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｅ ｒ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ． Ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｊ ｙ ｐ ｙ ｙ ｈ ｉ ｈ ｌ ｒ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａ ｌ ｃ ａ ｔ ｈ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｍ ｉ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｎ ｔ Ａ ｌ ａ ｎ ｏ ｄ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｇ ｙ ｐ ｐ ｙ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ ｉ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ ａ ｔ ４ ６ ８ｎ ｍ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｆ ｕ ｌ ｌ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｈ ａ ｌ ｆ ｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ（ ＦＷＨＭ） ｏ ｆ ２ ４ｎ ｍ， ａ ｎ ｄ Ｃ Ｉ Ｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｒ ｃ ｏ － ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｘ＝ ０ ． １ ４ａ ｎ ｄ ０ ． １ ５ ． Ｉ ｔ ′ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ｉ ｓ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｎ ａ ｒ ｒ ｏ ｗ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｏ － ｐ ｙ＝ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ ａ ｒ ｅ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ ｅ ｘ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｙ ｇ ｐ ｗ ｅ ｌ ｌ ． ： ） ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｏ ｒ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ｉ ｈ ｔ ｅ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ（ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ ｈ ｏ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ａ ｖ ｉ ｔ ｇ ｇ ｇ ｐ ｐ ｙ ｙ
ｈ ｏ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ Ｈ ｉ ｈ ｓ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｌ ｕ ｅ ｏ ｒ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ｉ ｈ ｔ ｉ ｎ ｅ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｄ ｅ － ｐ ｐ ｇ ｇ ｇ ｇ ｇ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ
＊ ， ， ， ， Ｄ Ｉ Ｎ Ｇ Ｌ ｅ ｉ Ｚ ＨＡ Ｎ Ｇ Ｆ ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｌ Ｉ Ｙ ａ ｎ ｆ ｅ ｉ Ｌ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｔ ｉ ａ ｎ ｉ ｎ Ｚ ＨＡ Ｎ Ｇ Ｊ ｉ ｎ － － － ｇ ｊ ｇ ｇ
除肩峰， 从而提高器件的色饱和度成为研究的重点。 高饱和度蓝色磷 本文设计了一种强微共振腔结构的高效、
） ； ） ； ） 基金项目 ： 国家自然科学基金资助项目（ 陕西科技大学博士基金资助项目（ 陕西科技大学自然科学基金资助项目（ ６ １ ０ ７ ６ ０ ６ ６ Ｂ Ｊ ０ ９ ０ ７ Ｚ Ｘ ０ ９ ３ １ － －
能使光线在空间及谱线上的分布重新分配， 进而直接影响器件 的各项特性。同时， 微腔结构使得发光具有较强的方向性 ， 减 提高器件的出光耦 少了 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 中波导效应造成的能量损失， 合效率， 最终能够明显提高器件的发光效率。
［］ 曾被用各种方式制作 Ｏ 其色 Ｉ ｒ ｉ ｃ４ ， Ｌ Ｅ Ｄ， 蓝色磷光材料 Ｆ ｐ 坐标有很大幅度的变化， 原因之一是其位于 ４ 左右的肩 ９ ２ｎ ｍ ］ ５ 。 如何通过光学结构设计消 峰在强度上不尽相同所造成的［
光 电 子 · 激 光
·Ｌ 第２ ２卷 第１ １ 期 ２ ０ １ １年１ １ 月 Ｊ ｏ ｌ ． ２ ２Ｎ ｏ ． １ １ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ １ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｔ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｓ ｅ ｒ Ｖ ｐ
常以 肩 峰 的 方 式 部 分 依 序 迭 在 主 峰 长 波 长 侧 的 侧 坡 上 ， 这 ９］ 。 振动电子 发 光 带 会 随 着 些肩峰称之为振动电子发光带 ［ 主峰 的 波 长 变 短 而 更 加 明 显 ， 振动电子状态造成的肩峰强 度， 可以通过 强 微 振 腔 结 构 对 器 件 光 谱 进 行 调 控 。 由 图 ２ 可以明显看出 ， 微腔器件很好地消除了光谱肩峰 。因此 ，器 件光谱的色饱和度得到很大提高 ， 其最佳的色坐标为 （ ， ） 。 ０． １ ｅ ｌ ２ ４ ０ ０电源进行测量， 器件的电流－电压特性由 Ｋ ｙ 的亮度用经过定标的 Ｋ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ Ｍ ｉ ｎ ｏ ｌ ｔ ａ Ｌ Ｓ １ １ ０亮度计进行测量。 － 器件的光谱由 Ｐ Ｒ ６ ５ ５Ｓ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ Ｓ ｃ ａ ｎ采集。所有器件均在室温空 － ｐ 气中未封装测量。
０ １ １年 第 ２ ２卷 光 电 子 · 激 光 ２
光Ｏ 利用微腔原理优化蓝色磷光 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ， Ｌ Ｅ Ｄ 的色纯度。
２ 实 验
２ ． １ 器件制备
Ｐ Ｂ 购于吉林奥来德光电材料股份有限公司 ， 有机材料 Ｎ Ａ ｌ Ｍ ｏ Ｏ ｑ ３ 购于西安瑞联近代电子材料有限责任公司 ， ３ 购于 、 Ｓ ｉ ｍ ａ ｌ ｄ ｒ ｉ ｃ ｈ 公 司， ｍ Ｃ Ｐ Ｂ Ｃ Ｐ和Ｆ Ｉ ｒ ｉ ｃ购 于 Ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ －Ａ ｇ ｐ ， 。 玻璃购于深圳南玻集团 Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｃ ｏ ｒ Ｉ Ｔ Ｏ ｇ ｙ ｐ Ｌ Ｅ Ｄ 镀膜采用沈阳真空研究所研制的 Ｏ －Ｖ 型有机多功能 成膜设备。将平整度较好的玻璃依次用丙酮、 乙醇各超声清洗 再用纯净水冲洗， 将冲洗干净的玻璃用 Ｎ １ ５ｍ ｉ ｎ左右， ２ 吹干 。 将处理过的玻璃基板首先置于预处理室进行 等离 子轰击 １ ５ ； 接着用机械手传递至主真空腔体内， 待真空度抽到 ６× ｍ ｉ ｎ －４ １ ０ Ｐ ａ左右 进 行 依 次 蒸 镀。 强 微 共 振 腔 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 的结构为 ／ （ ／ ／ ／ ： （ ｌ ａ ｓ ｓ Ａ ｌ １ ５ｎ ｍ） Ｍ ｏ Ｏ ｘｎ ｍ） Ｎ Ｐ Ｄ（ ４ ０ｎ ｍ） ｍ Ｃ Ｐ Ｆ Ｉ ｒ ｉ ｃ ３ ０ ｇ ｐ ３（ ， ） ／ （ ） ／ （ ） ／ （ ） ／ （ ） ｎ ｍ７ ％ Ｂ Ｃ Ｐ２ ０ｎ ｍ Ａ ｌ ０ｎ ｍ Ｌ ｉ Ｆ １ｎ ｍ Ａ ｌ１ ５ ０ｎ ｍ， ｑ ３ ２ ２ 器件的发光面积约为０ ． ７ ２ｃ ｍ。 强微共振腔由全反射的 Ａ Ｉ ｒ ｉ ｃ是天蓝色磷光体， ｌ阴极 Ｆ ｐ 。 ， 阳极构成 以 作为器件的光程调节层 和半透明的 Ａ ｌ Ｍ ｏ Ｏ ３ 、 、 设计了４种厚度， 分别为４ ０ ６ ０ ８ ０和 １ ０ ０ｎ ｍ。
１ 引 言
的发展历程中， 蓝色磷光材料不 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ） 在有机发光器件 （ 仅发展得最晚也最不理想。这不仅有材料本身的原因， 也有器 件结构和所搭配主体材料或传输材料的原因， 稳定、 高效、 高饱 和度的蓝色发光仍然是磷光 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 研究的主要目标。 Ｌ Ｅ Ｄ 的三重激发态的能量始终不能有效到达 蓝色磷光 Ｏ ， 蓝光染料位置 这是因为从较长波长传递到基态的振动激发态 减弱了三重激发态所辐射的蓝色磷光。然而， 进一步增强激发 ］ １ ， 态能量会使蓝色磷光体与多数主体材料不相容［ 限制了分子 材料的选择。因此， 更好的方法是通过改变 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 结构滤出多 余较长波长磷光以提高磷光器件的性能。