以CzHQZn为空穴传输及发光层的有机黄光器件

　　0　引言

　　有机电致发光器件中的空穴传输材料均具有强的给电子特性。通常被用于空穴传输的材料有芳香二胺类、芳香三胺类、芳香族联胺类、吡唑啉类化合物等。芳香叔胺是目前用的最多的空穴传输材料,其代表材料TPD的空穴迁移率达10-3cm2/(V·S)[1]。但是TPD的玻璃化温度(Tg)比较低(63℃),热稳定性比较差。为了提高器件的寿命,采用高Tg材料是十分必要的。NPB是目前应用最为广泛的空穴传输材料[2],以NPB作为空穴传输材料制备的器件,其效率和稳定性较TPD得到了很大的改善,其原因主要是NPB的成膜性好,且具有较高的玻璃化温度(Tg=95℃)和良好的电化学稳定性。

　　人们也研究了联苯二胺类化合物,它具有高的空穴迁移率和理想的空穴传输能力,其中芴取代的联苯双胺FFD具有较高的玻璃转化温度(Tg=165℃)和好的空穴传输性能[3]。有人将NPB的萘基换成二苯乙烯基合成p-dmDPS,其Tg=108℃,将其作为空穴传输层引入到器件ITO/CuPc(10 nm)/p-dmDPS(50 nm)/Alq(50 nm)/LiF/Al中,有效地提高了器件的电致发光性能[4]。近年来人们又合成了一系列具有线性成对偶联和支化结构的咔唑类空穴传输材料[5],最近有人报道了这些树枝状的化合物具有较高的玻璃转化温度(146~189℃)[6],将它们作为空穴传输材料(HTM)引入到双层器件ITO/HTM/Alq3/Mg∶Ag中,获得了较好的绿光发射,表明该材料具有较好的空穴传输能力。Adachi等人[7]的研究表明,空穴传输层与ITO界面的势垒对器件的影响很大,小的势垒导致器件的开启电压低,从而提高器件的寿命。所以人们常常将具有更低HOMU能级的分子如m-MTDATA或CuPc[8]用于ITO与空穴传输材料之间,作为空穴注入层,从而进一步降低了空穴注入势垒,改善了空穴注入效率,提高了器件的发光效率和稳定性[9-13]。借鉴以上工作,制作了结构为2T/CzHQZn/TPBi/LiF/Al的器件,在保证2T-NATA,TPBi和LiF的厚度分别是20,35和0.5 nm条件下,使CzHQZn的厚度分别是10,15,20和25 nm而制作了四个器件,器件编号分别为器件1,2,3和4。

　　1　实验

　　器件结构如图1所示。实验中以玻璃作为衬底,覆于其上的铟锡氧化物ITO用作阳极。我们选用4, 4′, 4″-{ N,-( 2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine(2T-NATA)作空穴注入层,以华南理工大学化学与化工学院合成的新材料(E)-2-(2-( 9-ethyl-9H-carbazol-3-yl ) vinyl ) quinolato-Zinc[CzHQZn]作为空穴传输和黄光发射层;以2, 2′,2″-( 1, 3, 5-phenylene ) tris ( 1-phenyl-1H-benzimidazole-[TPBi]作为电子传输层;LiF用作缓冲层,Al作阴极。

　　实验中将ITO玻璃衬底用清洁剂、丙酮、乙醇、去离子水反复擦洗、超声,干燥。器件的制备在多源有机分子气相沉积系统中进行。将所用材料分别放在不同的蒸发源(石英坩埚)中,每个蒸发源的温度可以单独控制。按设计的结构分别生长不同的有机材料层,最后生长LiF和Al作为阴极。在生长的过程中系统的真空度维持在4×10- 4Pa左右,蒸发速度控制在0.2~0.4 nm/s,器件有效发光面积为5mm2,亮度-电流-电压特性、色坐标及电致发光光谱由计算机控制的可编程的电流-电压源KeithleySource 2400和光谱扫描光度计PR655所构成的测试系统测量。有机膜的厚度由上海产的FTM-Ⅴ型石英晶体膜厚监测仪来监测。所有的数据都是在室温的大气中测得的。