專利名稱：使用金屬納米顆粒的電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電致發(fā)光(EL)器件，更具體地，涉及到作為使用金屬納米顆粒結(jié)果的具有改善色純度的EL器件。
背景技術(shù)：
通常，有機(jī)EL器件包括陰極、有機(jī)發(fā)光層和陽極。來自陰極的電子和來自陽極的空穴在有機(jī)發(fā)光層相互復(fù)合而產(chǎn)生激子，當(dāng)激子從激發(fā)態(tài)變化到基態(tài)時(shí)，出現(xiàn)光發(fā)射。
Eastman Kodak公司開發(fā)了多層有機(jī)EL器件，包括喹啉醇鋁配合物層和三苯基胺衍生物層。使用包括低分子量物質(zhì)的有機(jī)發(fā)光層能夠擴(kuò)大從紫外到紅外發(fā)射的發(fā)光帶寬。
劍橋大學(xué)報(bào)道了使用聚亞苯撐亞乙烯膜(PPV)的有機(jī)EL器件，該膜是通過濕法涂布共軛PPV高分子作為光發(fā)射層形成的。在劍橋大學(xué)的報(bào)道之后，開發(fā)了作為光發(fā)射材料的新型的PPVs(Covion公司)，它能溶解于有機(jī)溶劑并且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和發(fā)光效率；以及聚芴(Dow Chemical公司)，其相對于PPVs具有良好的發(fā)光性能。具體而言，聚芴已經(jīng)被認(rèn)為是有前途的藍(lán)色發(fā)光高分子。然而，由于聚芴部分的側(cè)鏈所形成的激基締合物(excimers)造成不夠理想的色純度特性，仍然存在著改進(jìn)基于聚芴的光發(fā)射材料的需要(美國專利第5,900,327號(hào))。為了改進(jìn)聚芴的色純度特性，開發(fā)出了作為光發(fā)射材料的聚螺芴(美國專利第5,621,131號(hào))、螺聯(lián)芴(美國專利第5,763,636號(hào))以及含雜原子的螺芴(美國專利第5,859,211號(hào))。然而，迄今開發(fā)的光發(fā)射材料仍然表現(xiàn)出，具體而言，當(dāng)用于有機(jī)EL器件時(shí)，不夠理想的藍(lán)光發(fā)射效率和色純度。
與此同時(shí)，有機(jī)EL器件的有機(jī)發(fā)光層包括有機(jī)光發(fā)射高分子，該有機(jī)光發(fā)射高分子的光致發(fā)光(PL)光譜不同于EL光譜。就是說，當(dāng)正電荷和負(fù)電荷朝著相反的電極移動(dòng)產(chǎn)生激子的時(shí)候，在低于單個(gè)激子能級(jí)處產(chǎn)生激基締合物的能級(jí)。激基締合物能級(jí)的產(chǎn)生會(huì)誘導(dǎo)阻止能量轉(zhuǎn)移的能量限閾。結(jié)果是，發(fā)光效率和色純度被降低。
發(fā)明概述本發(fā)明提供EL器件，作為消除出現(xiàn)在激基締合物能級(jí)的發(fā)射峰的結(jié)果，該EL器件具有改善的色純度和發(fā)光效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供包含插入在一對電極之間的光發(fā)射層的EL器件，該光發(fā)射層包含光發(fā)射材料和覆蓋著有機(jī)層的金屬納米顆粒。


通過參照所附的附圖詳細(xì)描述其示范性的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的上述和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯圖1示出根據(jù)本發(fā)明的EL器件結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明制備例1的十二烷基胺-Au納米顆粒(DA-Au NPs)的透射電子顯微鏡照片；圖3A和3B分別示出根據(jù)本發(fā)明制備例2的摻雜DA-Au NPs的聚芴(PFs)的PL和EL光譜；圖4A和4B分別示出根據(jù)本發(fā)明制備例2的摻雜DA-Au NPs的螺聯(lián)芴(SFs)的PL和EL光譜；圖5A和5B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的EL器件的電流密度-電場的關(guān)系圖；圖6A和6B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的EL器件的光強(qiáng)度-電場的關(guān)系圖；和圖7A和7B是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的EL器件的電流密度-外量子效率(EQE)的關(guān)系圖。
發(fā)明詳述下文中本發(fā)明將會(huì)被更詳細(xì)地描述。
本發(fā)明的EL器件包括具有覆蓋著有機(jī)層的金屬納米顆粒的光發(fā)射層。因此，激基締合物能級(jí)(excimer level)導(dǎo)致的發(fā)射峰被選擇性地消除，從而提高了色純度和發(fā)光效率。
金屬納米顆粒的尺寸是決定吸收帶的非常重要的因素。優(yōu)選地，金屬納米顆粒的平均顆粒直徑為0.1到50nm。如果金屬納米顆粒的平均顆粒直徑小于0.1nm，不能達(dá)到足夠的光發(fā)射性能的提高；另一方面，如果超過50nm，諸如色度提高的發(fā)光性能提高效應(yīng)可能被降低。具體而言，薄膜形成能力可能會(huì)顯著地降低。
優(yōu)選地，金屬納米顆粒為一種或多種選自以下的顆粒鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、鎂(Mg)、鋁(Al)、硅(Si)、鍺(Ge)、銦-銻(InSb)、金(Au)和銀(Ag)。覆蓋在金屬納米顆粒表面的有機(jī)層用于提高金屬納米顆粒在有機(jī)溶劑中的溶解性，以便均勻地分散金屬納米顆粒并防止團(tuán)聚，該有機(jī)層也用于促進(jìn)能量轉(zhuǎn)移使得特定波長的消除進(jìn)行地更有效。
有機(jī)層包括一種或多種選自以下的有機(jī)材料取代或未取代的C1-C50烷基胺、取代或未取代的C1-C50烷基硫醇、取代或未取代的C1-C50烷基酯、取代或未取代的C1-C50烷基酰胺、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基胺、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基硫醇、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基醇、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基酯和取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基酰胺。
當(dāng)有機(jī)層包括介電材料時(shí)，它可用作電介質(zhì)層。
取代或未取代的C1-C50烷基胺的實(shí)例包括2-乙基己基胺、3，7-二甲基辛基胺、己基胺、庚基胺、辛基胺、十二烷基胺和十八烷基胺。取代或未取代的C1-C50烷基硫醇的實(shí)例包括2-乙基己基硫醇、3，7-二甲基辛基硫醇、己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、十二烷基硫醇和十八烷基硫醇。取代或未取代的C1-C50烷基酯的實(shí)例包括2-乙基己基酯、3，7-二甲基辛基酯、己基酯、庚基酯、辛基酯、十二烷基酯和十八烷基酯。取代或未取代的C1-C50烷基酰胺的實(shí)例包括2-乙基己基酰胺、3，7-二甲基辛基酰胺、己基酰胺、庚基酰胺、辛基酰胺、十二烷基酰胺和十八烷基酰胺。取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基胺的實(shí)例包括4-甲基環(huán)己基胺、4-(3′，7′)-二甲基辛基環(huán)己基胺、4-己基環(huán)己基胺、4-庚基環(huán)己基胺、4-辛基環(huán)己基胺、4-十二烷基環(huán)己基胺和4-十八烷基環(huán)己基胺。取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基硫醇實(shí)例包括4-甲基環(huán)己基硫醇、4-(3′，7′)-二甲基辛基環(huán)己基硫醇、4-己基環(huán)己基硫醇、4-庚基環(huán)己基硫醇、4-辛基環(huán)己基硫醇、4-十二烷基環(huán)己基硫醇和4-十八烷基環(huán)己基硫醇。取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基醇的實(shí)例包括4-甲基環(huán)己基醇、4-(3′，7′)-二甲基辛基環(huán)己基醇、4-己基環(huán)己基醇、4-庚基環(huán)己基醇、4-辛基環(huán)己基醇、4-十二烷基環(huán)己基醇和4-十八烷基環(huán)己基醇。取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基酯的實(shí)例包括4-甲基環(huán)己基酯、4-(3′，7′)-二甲基辛基環(huán)己基酯、4-己基環(huán)己基酯、4-庚基環(huán)己基酯、4-辛基環(huán)己基酯、4-十二烷基環(huán)己基酯和4-十八烷基環(huán)己基酯。取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基酰胺的實(shí)例包括4-甲基環(huán)己基酰胺、4-(3′，7′)-二甲基辛基環(huán)己基酰胺、4-己基環(huán)己基酰胺、4-庚基環(huán)己基酰胺、4-辛基環(huán)己基酰胺、4-十二烷基環(huán)己基酰胺和4-十八烷基環(huán)己基酰胺。有機(jī)層優(yōu)選包括十二烷基胺、十二烷基硫醇或十二烷基酰胺。
有機(jī)層優(yōu)選具有的厚度為0.1到20nm。
本發(fā)明的光發(fā)射層包括光發(fā)射材料和金屬納米顆粒。金屬納米顆粒按0.01到10份重量使用，基于100份用于形成光發(fā)射材料的物質(zhì)的總重量(即，光發(fā)射材料和金屬納米顆粒的總重量)。如果金屬納米顆粒的含量低于0.01份重量，色純度提高效應(yīng)會(huì)不充分；另一方面，如果它超過10份重量，發(fā)光效率會(huì)迅速減小。
光發(fā)射材料是一種或多種選自通常被用于EL器件的紅光發(fā)射材料、綠光發(fā)射材料和藍(lán)光發(fā)射材料。具體而言，在為了提高藍(lán)光發(fā)射帶的色純度的本發(fā)明中，藍(lán)光發(fā)射材料被用作光發(fā)射材料。
藍(lán)光發(fā)射材料可以分為藍(lán)光發(fā)射材料高分子或低分子量藍(lán)光發(fā)射材料。高分子量的藍(lán)光發(fā)射高分子可以選自芴或螺芴；低分子量的藍(lán)光發(fā)射材料可以選自咔唑，諸如二咔唑二苯乙烯(DCS)(也稱為“雙[咔唑-(9)]-二苯乙烯)、4，4′-雙(2，2′-二苯基乙烯-1-基)聯(lián)苯(DPBVi)和N，N′-雙(萘-1-基)-N，N′-雙(苯基)聯(lián)苯胺(α-NPD)。
至于紅光發(fā)射材料，紅光發(fā)射高分子可以選自聚(1，4-亞苯撐亞乙烯)衍生物。聚(1，4-亞苯撐亞乙烯)衍生物的實(shí)例包括聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亞苯撐亞乙烯](MEH-PPV)、聚[2，5-雙(2′-乙基己基)-1，4-亞苯撐亞乙烯](BEH-PPV)和聚[2，5-己氧基-對亞苯撐氰亞乙烯](CN-PPV)。
只要是通常被用于EL器件的光發(fā)射材料，對于低分子量的綠光發(fā)射材料和低分子量的紅光發(fā)射材料沒有限制。低分子量的綠光發(fā)射材料的實(shí)例包括10-(2-苯并噻唑基)-2，3，6，7-四氫-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H-[1]苯并吡喃并[6，7，8-ij]喹嗪(C545T)、三(8-羥基喹啉(hydroxyquinolato))鋁(Alq3)以及三(2-(2-吡啶基苯基-C，N))銥(II)(Ir)ppy。低分子量的紅光發(fā)射材料的實(shí)例包括尼羅紅、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(久洛尼定-4-基-乙烯基)-4H-吡喃(DCM2)、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基，21H，23H-卟啉鉑(II)(PEOEP)和4-(二氰基亞甲基)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-烯基)-4H-吡喃。
下文中，將詳細(xì)描述制備光發(fā)射材料的方法，該光發(fā)射材料摻雜有由十二烷基胺制成的有機(jī)層覆蓋的金屬納米顆粒。然而，下列方法只作為示例給出因此本發(fā)明不受此限制。
首先，將含金的鹽諸如三水合四氯金(III)酸氫(HAuCl4·3H2O)溶于水中，接著加入相轉(zhuǎn)移催化劑的有機(jī)溶劑溶液并攪拌。有機(jī)溶劑可以是甲苯、氯苯或二甲苯。相轉(zhuǎn)移催化劑可以是溴化四辛基銨或溴化四己基銨。
將十二烷基胺加入到反應(yīng)液中并攪拌以得到質(zhì)子化銨和金鹽陰離子的沉淀配合物(C12H25NH3+AuCl4-)。將該沉淀配合物加入硼氫化鈉的水溶液并攪拌還原以得到成為沉淀的、由十二烷基胺制成的有機(jī)層覆蓋的金納米顆粒。諸如十二烷基胺的形成有機(jī)層的物質(zhì)按照1到100摩爾的量使用，基于1摩爾的含金鹽。
接下來，將金納米顆粒與光發(fā)射材料共混以得到金納米顆粒摻雜的光發(fā)射材料，該光發(fā)射材料選自芴和螺芴。優(yōu)選金納米顆粒按照0.01到10份重量使用，基于100份重量的光發(fā)射材料。
現(xiàn)在將描述如圖1所示的、使用摻雜有金屬納米顆粒的光發(fā)射材料制作多層EL器件的方法。
首先，在襯底上涂布陽極材料以形成陽極。該襯底可以是通常用于有機(jī)EL器件的襯底。優(yōu)選地，襯底選自玻璃襯底和透明塑料襯底，它們有良好的透明度、表面光滑度、操作性能和耐水性。陽極材料可以選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、二氧化錫(SnO2)、二氧化鋅(ZnO2)，它們有良好透明度和導(dǎo)電性。
選擇性地在陽極上形成導(dǎo)電性的緩沖層。導(dǎo)電性緩沖層可以由PEDOT(聚-2，3-亞乙基二氧噻吩)/PSS(聚苯乙烯磺酸化物)制成。
將金屬納米顆粒和光發(fā)射材料溶解于諸如氯苯、甲苯和二甲苯的有機(jī)溶劑中以獲得涂布溶液。接著，將該涂布液旋涂到導(dǎo)電性的緩沖層上并熱處理以形成光發(fā)射層。形成光發(fā)射層的方法可以根據(jù)光發(fā)射層所用的材料的不同而變化。例如，可以使用噴墨法、激光加熱法、沖壓法或真空熱沉積法。
陰極金屬被真空熱沉積到光發(fā)射層上形成陰極，這樣完成了圖1所示的EL器件。在圖1中，參考數(shù)字1表示陽極，參考數(shù)字2表示光發(fā)射層，以及參考數(shù)字3表示陰極。插入到陽極和光發(fā)射層之間的導(dǎo)電性緩沖層沒有示出。
陰極金屬可以是鋰(Li)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋰-鋁(Li-Al)、鈣(Ca)、鎂-銦(Mg-In)或鎂-銀(Mg-Ag)。
本發(fā)明的EL器件可以進(jìn)一步包括一種或多種中間層，選自空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層、空穴阻擋層、電子傳輸層和電子注入層。
具體實(shí)施例方式
下文中，本發(fā)明將通過實(shí)施例被更具體地描述。然而，下列實(shí)施例只作為示例提供，因此本發(fā)明不被其限制或限制于其中。
合成例1聚(9，9′-二辛基-2，7-芴)(PF)(a)(9，9′-二辛基-2，7-二溴代芴單體的合成 將25g(77mmol)的2，7-二溴代芴和36g(185mmol)的辛基溴化物溶解在100ml甲苯中，接著加入1.25g(3.85mmol)的四丁基銨溴化物。接著，將氫氧化鈉水溶液(該溶液通過溶解31g(770mmol)氫氧化鈉于50ml水中獲得)加入到反應(yīng)混合物中并保持反應(yīng)一天。
反應(yīng)結(jié)束后，所得溶液用水∶氯仿(2∶1體積比)萃取。得到的有機(jī)層用硫酸鎂(MgSO4)干燥并濃縮。濃縮液使用正己烷作為洗脫劑通過柱層析純化，并在減壓下蒸餾以除去辛基溴化物殘留物。結(jié)果獲得40g(產(chǎn)率95％)的9，9′-二辛基-2，7-二溴代芴。9，9′-二辛基-2，7-二溴代芴的結(jié)構(gòu)通過1H-NMR光譜確認(rèn)。
(b)聚(9，9′-二辛基-2，7-芴)的合成燒瓶被幾次置于真空和氮?dú)饣亓髦幸酝耆爻ニ?。在手套式操作箱中?80mg(3.2mmol)的Ni(COD)和500mg(3.2mmol)聯(lián)吡啶放入燒瓶中，然后幾次置于真空并回流，接著，在氮?dú)庀录尤?0ml的無水二甲基甲酰胺、346mg(3.2mmol)的1，5-環(huán)辛二烯和10ml的無水甲苯并在80℃攪拌30分鐘。接著加入步驟(a)中的1.03g(1.28ml)的9，9′-二辛基-2，7-二溴代芴在10ml甲苯中的稀釋溶液并攪拌30分鐘，接著加入1ml的溴代五氟苯并攪拌16小時(shí)。將所得溶液倒入鹽酸∶丙酮∶甲醇(1∶1∶2體積比)的溶液中并攪拌12小時(shí)或更長，干燥所得沉淀并緊接著置于索氏提取器中用甲醇和氯仿萃取。結(jié)果獲得450mg(產(chǎn)率60％)的聚(9，9-二辛基-2，7-芴)。
合成例2聚[2，7-(2′，3′，6′，7′-四(2-乙基己氧基)螺聯(lián)芴)](SP)(a)單體的合成(a-1)化合物(B)的合成 化合物(A) 化合物(B)化合物(C)將50ml含有8.45g(11mmol)的2-溴代-4，5-二(2-乙基己氧基)化合物(A)的乙醚溶液加入到50ml含有3.36g(10mmol)的2，7-二溴代-9-芴酮的乙醚溶液中、并在回流下攪拌過夜。
反應(yīng)結(jié)束后，將所得溶液冷卻，過濾黃色固體粉末并用乙醚洗滌三次。接著，所得產(chǎn)物加入到氯化銨中并攪拌10小時(shí)。過濾沉淀，用水洗滌三次，并用乙醇重結(jié)晶得到黃色固體的化合物(B)(產(chǎn)率83％)。
(a-2)化合物(C)的合成將5.0g(5mmol)化合物(B)加入到15ml的CH3COOH中并緩慢回流。接著向該反應(yīng)混合物中加入0.5ml的鹽酸并回流1小時(shí)。
反應(yīng)結(jié)束后，將所得溶液冷卻到室溫，過濾固體粉末并用水洗滌三次，所得產(chǎn)物用乙醇重結(jié)晶得到為白色粉末的化合物(C)(產(chǎn)率75％)。
(b)高分子的合成將燒瓶幾次置于真空和氮?dú)庵谢亓饕酝耆爻ニ?。在手套式操作箱中?80mg(3.2mmol)的Ni(COD)和500mg(3.2mmol)聯(lián)吡啶放入燒瓶中，然后幾次置于真空并回流，接著，在氮?dú)庀录尤?0ml的無水二甲基甲酰胺、346mg(3.2mmol)的1，5-環(huán)辛二烯和10ml的無水甲苯并在80℃攪拌30分鐘。接著加入2.62g化合物(C)在10ml甲苯中的稀釋溶液并攪拌30分鐘。接著加入1ml的溴代五氟苯并攪拌16小時(shí)。所得溶液倒入鹽酸∶丙酮∶甲醇(1∶1∶2體積比)的溶液中并攪拌12小時(shí)或更長，干燥所得沉淀并緊接著置于索氏提取器中用甲醇和氯仿萃取。結(jié)果獲得1.3g(產(chǎn)率60％)的聚[2，7-(2’，3’，6’，7’-四(2-乙基己氧基)螺聯(lián)芴。
制備例1十二烷基胺覆蓋的金納米顆粒(DA-Au NPs)的制備將112mg(0.284mmol)的HAuCl4.3H2O溶于25ml蒸餾水中并迅速攪拌，接著加入0.389g(0.71mmol，2.5當(dāng)量)的N(C8H17)4Br在25ml甲苯中的溶液，并連續(xù)地?cái)嚢柚钡匠壬?。?dāng)該反應(yīng)混合物變成無色時(shí)，在迅速攪拌下將0.574g(3.10mmol)的十二烷基胺在25ml的甲苯中的溶液加入到該反應(yīng)混合物中。十二烷基胺溶液加完后，在反應(yīng)混合物中產(chǎn)生深棕色沉淀，接著將所得溶液攪拌10分鐘。然后，加入0.165g(4.36mmol)的NaBH4在25ml蒸餾水中的溶液并在室溫下在大氣條件下強(qiáng)烈攪拌12小時(shí)。
反應(yīng)結(jié)束后，去掉水層，將甲苯層減壓蒸餾濃縮到5ml，加入350ml乙醇到該甲苯濃縮液中以得到沉淀，含沉淀的該溶液在-60℃保持12小時(shí)，所得深紫色沉淀通過0.65μm的尼龍濾膜過濾，用過量的乙醇洗滌，真空干燥以得到球形的DA-Au NPs，顆粒直徑為5.3±1.1nm。
圖2顯示了DA-Au NPs的透射電子照顯微照片(TEM)。
參照圖2，可以看出DA-AuNPs具有的平均顆粒直徑為約5.3nm。
制備例2用DA-Au NPs摻雜的PF(PF-Au NPs)以及用DA-Au NPs摻雜的SP(SP-Au NPs)的制備將每種合成例1的PF和合成例2的SP與制備例1的DA-AuNPs(重量比100∶0、99∶1、98∶2和96∶4)在氯苯中混合1小時(shí)，以獲得PF-AuNPs和SP-Au NPs。
評(píng)估PF-Au NPs和SP-Au NPs的光學(xué)特性，結(jié)果顯示在圖3A、3B、4A和4B中。
圖3A顯示了PF和DA-Au NPs重量比不同的PF-Au NPs的紫外-可見吸收光譜和PL光譜。圖3B顯示了PF和DA-Au NPs重量比不同的PF-Au NPs的EL光譜。圖4A顯示了SP和DA-Au NPs重量比不同的SP-Au NPs的紫外-可見吸收光譜和PL光譜。圖4B顯示了SP和DA-Au NPs重量比不同的SP-Au NPs的EL光譜。
參照圖3A、3B、4A和4B，甚至當(dāng)用DA-Au NPs摻雜PF高分子時(shí)，沒有觀察到PL和EL峰的變化。然而，DA-Au NPs的吸收光譜約在524nm處，其與PL光譜中PF產(chǎn)生的激基締合物的長波長帶(約490-600nm)重疊。隨著DA-Au-NPs含量的增加，長波長帶降低。由于DA-Au-NPs的吸收光譜與SP高分子的PL和EL光譜的重疊降低，SP高分子也表現(xiàn)出與PF高分子相同的效應(yīng)，雖然該效應(yīng)的程度降低。這些結(jié)果顯示發(fā)生了作為生色團(tuán)的PF和SP高分子到DA-Au-NPs的能量傳遞，因此，由激基締合物產(chǎn)生的降低色度和發(fā)射效率的長波長能量被除去。所以，可以斷定經(jīng)過能量傳遞消除特定波長帶會(huì)通過促進(jìn)能量傳遞的有機(jī)層更有效地進(jìn)行。
實(shí)施例1EL器件的制作和特性評(píng)價(jià)根據(jù)以下方法，使用制備例2的PF-Au NPs和SP-Au NPs制作EL器件。
首先，干凈地洗滌通過在玻璃襯底上涂布ITO而獲得的透明電極襯底，緊接著洗滌后使用光敏樹脂和蝕刻劑印制所需的形狀。將PEDOTPSS以30nm的厚度覆蓋在襯底上形成導(dǎo)電的緩沖層。接著，將制備例2的PF-或SP-Au NPs每種溶液以80nm的厚度旋涂在導(dǎo)電的緩沖層上，并通過烘烤除去溶劑以形成高分子膜。接著，使用真空涂膜機(jī)將LiAl(0.2wt％Li)沉積到該高分子膜上。沉積期間的膜厚度和生長速率通過結(jié)晶傳感器調(diào)節(jié)。結(jié)果獲得結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOTPSS/DA-Au NPs摻雜的高分子/LiAl(0.2wt％Li)的EL器件。
評(píng)估該EL器件的EL特性，結(jié)果歸納入表1和2中。使用PF-Au NPs的EL器件的EL特性列在表1中，使用SP-Au NPs的EL器件的EL特性出列表2中。
表1

表2

對于PF，PF的色度坐標(biāo)從(0.280，0.362)變化到(0.201，0.180)，沒有降低發(fā)光效率。如此明顯的y值的降低導(dǎo)致色度的提高。
實(shí)施例1的EL器件的電流密度-電場的關(guān)系、電場-發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系和電流密度-發(fā)光效率的關(guān)系分別顯示在圖5A-5B、6A-6B和7A-7B中。
使用PF-Au NPs(1份重量)的EL器件表現(xiàn)出35μW的光強(qiáng)度和0.17％的外量子效率，它們分別是使用PF-Au NPs(0份重量)的EL器件的光強(qiáng)度(29μW)的1.2倍和外量子效率(0.1％)的1.7倍。然而，隨著DA-Au NPs含量的增加，使用PF-Au NPs的EL器件表現(xiàn)出降低的器件特性。使用SP-Au NPs的EL器件所有的特性都提高。
以上描述表明，本發(fā)明提供了使用覆蓋著有機(jī)層的金屬納米顆粒的EL器件，該有機(jī)層消除了出現(xiàn)在激基締合物能級(jí)處的發(fā)射峰，結(jié)果具有改善的色純度和發(fā)射效率。
本發(fā)明的覆蓋著有機(jī)層的金屬納米顆?？梢杂糜谛纬蒃L器件的光發(fā)射層。
雖然本發(fā)明參照其示例性的具體實(shí)施方式
具體地表明和描述，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在沒有偏離所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍下，可以有各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.電致發(fā)光(EL)器件，包括插入到一對電極之間的光發(fā)射層，該光發(fā)射層包含光發(fā)射材料和覆蓋著有機(jī)層的金屬納米顆粒。
2.權(quán)利要求1的EL器件，其中光發(fā)射材料是一種或多種選自紅光發(fā)射材料、藍(lán)光發(fā)射材料和綠光發(fā)射材料中的材料。
3.權(quán)利要求1的EL器件，其中金屬納米顆粒以0.01到10份重量的量使用，基于100份用于形成光發(fā)射層物質(zhì)的總重量。
4.權(quán)利要求1的EL器件，其中光發(fā)射材料是一種或多種選自芴和螺芴的材料。
5.權(quán)利要求1的EL器件，其中有機(jī)層包含一種或多種選自以下的有機(jī)材料取代或未取代的C1-C50烷基胺、取代或未取代的C1-C50烷基硫醇、取代或未取代的C1-C50烷基酯、取代或未取代的C1-C50烷基酰胺、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基胺、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基硫醇、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基醇、取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基酯和取代或未取代的C1-C50烷基環(huán)烷基酰胺。
6.權(quán)利要求5的EL器件，其中有機(jī)層是一種或多種選自十二烷基胺、十二烷基硫醇和十二烷基酰胺的物質(zhì)。
7.權(quán)利要求1的EL器件，其中金屬納米顆粒為一種或多種選自以下的顆粒鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、鎂(Mg)、鋁(Al)、硅(Si)、鍺(Ge)、銦-銻(InSb)、金(Au)和銀(Ag)。
8.權(quán)利要求1的EL器件，其中金屬納米顆粒的平均顆粒直徑為0.1到50nm。
9.權(quán)利要求1的EL器件，其中有機(jī)層的厚度為0.1到20nm。
全文摘要
本發(fā)明提供了電致發(fā)光(EL)器件，包括插入到一對電極之間的光發(fā)射層，該光發(fā)射層包含覆蓋著有機(jī)層的金屬納米顆粒。覆蓋著有機(jī)層的金屬納米顆粒選擇性地消除出現(xiàn)在激基締合物能級(jí)處的發(fā)射峰，而沒有影響最大吸收或發(fā)射波長，從而改善EL器件的色純度和發(fā)光效率。
文檔編號(hào)C09K11/06GK1612661SQ20041006378
公開日2005年5月4日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者孫炳熙, 金慶坤, 陳政一, 夫龍淳 申請人:三星Sdi株式會(huì)社