專利名稱：有機電致發(fā)光器件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
一類光電器件是使用有機材料用于發(fā)光的器件。這些器件的基本結(jié)構(gòu)是夾在陰極和陽極之間的發(fā)光有機層，例如聚(對亞苯基亞乙烯基)(“PPV”)或聚芴的膜，所述陰極用于注入負載荷子(電子)，所述陽極用于向有機層中注入正載荷子(空穴)。電子和空穴在有機層中結(jié)合產(chǎn)生光子。在W090/13148中，有機發(fā)光材料是共軛聚合物。在US 4，539，507 中，有機發(fā)光材料是稱為小分子材料類的材料，例如(8-羥基喹啉)鋁(“Alq3”)。在實際的器件中，電極之一是透明的，以使得光子可以從器件逸出。這些有機發(fā)光器件(“OLEDs”) 具有用于顯示器和照明應(yīng)用的大的潛力。參見圖1，典型的OLED在玻璃或塑料基片1上制造，所述基片涂布有透明陽極2例如氧化銦錫(“ΙΤ0”)并依次用空穴傳輸層2、有機電致發(fā)光材料層3和陰極4覆蓋。該陰極通常為金屬或合金并且可以包含單一的層，例如鋁，或者多個層，例如鈣和鋁?？梢栽陔娭掳l(fā)光層和電極之間提供其它層以便增強向電致發(fā)光層的電荷傳輸。這包括陽極和電致發(fā)光層之間的電子阻擋層，以及陰極和電致發(fā)光層之間的電子傳輸和/或空穴阻擋層。圖2說明圖1的器件的能級。此處圖示的電致發(fā)光層包含空穴傳輸“HT”、電子傳輸“ET”和電致發(fā)光“EL”材料。這些材料可以在電致發(fā)光層中作為混合物提供，或者作為同一分子的組成部分，如例如W099/48160中所述。如圖3中所示，當(dāng)器件工作時，空穴通過陽極注入器件中，電子通過陰極注入空穴中。空穴“浮”到電致發(fā)光材料的最高已占分子軌道(HOMO)中并且電子“沉”到電致發(fā)光材料的最低未占分子軌道(LUMO)中，然后結(jié)合以形成激子，該激子發(fā)生輻射衰變而產(chǎn)生光。在上述器件中，發(fā)射僅來自一種電致發(fā)光物種。然而，其中電致發(fā)光源自多于一種電致發(fā)光物種的器件是已知的。在公開于WO 99/48160中一種這樣的器件中，在電致發(fā)光層中提供多于一種電致發(fā)光材料。W02006/067508和US5807627公開了另一種布置，其中器件包含多種一種電致發(fā)光層。明顯需要將OLED的效率最大化。這可以通過選擇固有地具有高效率(例如通過它們的光致發(fā)光效率所測量)的電致發(fā)光材料或者通過器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以獲得空穴和電子的有效且平衡的傳輸而實現(xiàn)。然而，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，某些材料在包含多種發(fā)射性物種的OLED的電致發(fā)光層中的使用導(dǎo)致不期望地低的器件效率和更高的驅(qū)動電壓。

發(fā)明內(nèi)容
經(jīng)過深入研究，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，相對于器件中的其它材料具有深的LUMO能級的電致發(fā)光材料的使用導(dǎo)致差的器件性能。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，與具有深的LUMO能級的電致發(fā)光材料導(dǎo)致的電子俘獲相關(guān)的問題，可以通過將該材料提供于器件的空穴傳輸層中而降低或消除，從而產(chǎn)生具有兩個發(fā)射層的器件。因此，在第一方面，本發(fā)明提供權(quán)利要求1-13中所述的有機電致發(fā)光器件。在一種實施方案中，有機電致發(fā)光器件包含陽極；陰極；該陽極和該陰極之間的包含電子傳輸材料的第一電致發(fā)光層；以及該第一電致發(fā)光層和該陽極之間的第二電致發(fā)光層，其特征在于所述第二電致發(fā)光層包含空穴傳輸材料和電致發(fā)光電子俘獲材料。本文中使用的“電子俘獲材料”指的是具有比電子傳輸材料的LUMO能級低大于約 200meV的LUMO能級的材料。為避免任何不確定性，本文中使用的“低”指的是“離真空能級更遠”，類似地，“高”具有相反的含義。在一種實施方案中，該電子傳輸材料也提供第一電致發(fā)光層的電致發(fā)光。在另一種實施方案中，第一電致發(fā)光層包含電子傳輸材料和另一電致發(fā)光材料。優(yōu)選地，第一電致發(fā)光層包含空穴傳輸材料。該空穴傳輸材料也可以提供第一電致發(fā)光層的電致發(fā)光。電致發(fā)光層中的不同材料可以連接在一起以形成多功能分子的區(qū)段。因而，空穴傳輸材料、電子傳輸材料和電致發(fā)光材料中的兩種或更多種可以為同一分子的部分，并且術(shù)語“材料”應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地理解。優(yōu)選地，該分子為聚合物。任選地，該分子為聚合物，并且電子傳輸材料包含多個相鄰的亞芳基重復(fù)單元。特別是，多個(至少2個，特別是3個或更多個)相鄰的芴重復(fù)單元形成有效的電子傳輸區(qū)段。任選地，該空穴傳輸材料為胺。任選地，第一電致發(fā)光層發(fā)射白光，所述白光是在如下所述區(qū)域中的光該區(qū)域的 CIE χ坐標(biāo)相當(dāng)于黑體在1000-13，000K所發(fā)射的，CIE y坐標(biāo)在黑體發(fā)射的所述光的CIE y坐標(biāo)的0. 05內(nèi)。 任選地，該電子俘獲電致發(fā)光材料為磷光的。任選地，該電子俘獲電致發(fā)光材料具有在570-620nm范圍內(nèi)的光致發(fā)光峰波長。任選地，第二電致發(fā)光層包含空穴傳輸胺材料，優(yōu)選含胺聚合物。該電子俘獲電致發(fā)光材料的LUMO優(yōu)選比電子傳輸材料的LUMO低大于200meV。該電子俘獲電致發(fā)光材料的LUMO非常優(yōu)選比電子傳輸材料的LUMO低等于或大于300meV，任選地等于或大于400meV。在一種優(yōu)選實施方案中，器件中的這兩種電致發(fā)光材料的組合發(fā)射提供白光。在第二方面，本發(fā)明提供本發(fā)明第一方面的器件的形成方法，其包含如下步驟將第二電致發(fā)光層沉積于陽極上；將第一電致發(fā)光層沉積于第二電致發(fā)光層上；并將陰極沉積于第二電致發(fā)光層上。優(yōu)選地，第一和第二電致發(fā)光層的至少之一從溶劑中的溶液沉積。優(yōu)選地，第二電致發(fā)光層在第二電致發(fā)光層的沉積之前交聯(lián)。


下面將參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，其中圖1顯示一種有機發(fā)光器件。圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)OLED的能級圖。
圖3顯示圖2的OLED工作時的能級圖。圖4顯示用于與本發(fā)明的OLED對比的OLED的能級圖。圖5顯示圖4的OLED工作時的能級圖。圖6顯示本發(fā)明的OLED的能級圖。圖7顯示圖6的OLED工作時的能級圖。
具體實施例方式本發(fā)明人已研究了包含圖1的層結(jié)構(gòu)的器件，其中電致發(fā)光層4包含電子傳輸材料ET和兩種電致發(fā)光材料ELl和EL2。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該器件的驅(qū)動電壓和效率與僅包含 ELl的器件相比發(fā)生非常顯著的降低。該器件的能級顯示在在圖4中。在EL2的LUMO能級和電子傳輸材料ET的LUMO 能級之間存在大的間隙6，使得當(dāng)器件工作時EL2充當(dāng)電子陷阱(圖5)。本發(fā)明人通過如下方式解決了該問題將電子俘獲電致發(fā)光材料EL2移入空穴傳輸層3中以形成具有圖6所示的兩個電致發(fā)光層(即空穴傳輸電致發(fā)光層3和電子傳輸電致發(fā)光層4)的器件。在工作中，如圖7所示，注入電子傳輸層4中的一部分電子進入ELl 的LUMO中并與空穴結(jié)合以形成激子，并且剩余的一部分電子擴散到電致發(fā)光層中，在此它們可以進入EL2的LUMO并參與激子的形成。通常，大部分電子被層4吸收，僅留下少部分電子進入層3并形成激子。來自第二電致發(fā)光層的一些發(fā)射也可源于電子俘獲電致發(fā)光材料，該電子俘獲電致發(fā)光材料吸收擴散自第一電致發(fā)光層的激子。電子傳輸電致發(fā)光層 電子傳輸材料優(yōu)選包含多個相鄰的聚亞芳基單元，如例如Adv. Mater. 2000 12 03) 1737-1750及其參考文獻中所公開。示例性的亞芳基單元包括碳環(huán)芳族物質(zhì)例如 公開于J. Appl. Phys. 1996，79，934中的1，4-亞苯基重復(fù)單元；公開于EP 0842208中的芴重復(fù)單元；公開于例如Macromolecules 2000，33 (6)，2016-2020中的茚并芴重復(fù)單元；以及公開于例如EP 0707020中的螺芴重復(fù)單元。這些重復(fù)單元中的每一個任選地被取代。取代基的實例包括增溶基團例如C1,烷基或烷氧基；吸電子基團例如氟、硝基或氰基；以及用于提高聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的(Tg)的取代基。除了提供電子傳輸，上述聚亞芳基單元可以提供來自電子傳輸電致發(fā)光層的發(fā)射。特別優(yōu)選的聚合物包括任選取代的2，7-聯(lián)芴，最優(yōu)選式I的重復(fù)單元 其中R1和R2獨立地選自氫，或者任選地取代的烷基，其中一個或多個不相鄰的 C原子可以被0、S、N、C = 0和-C00-代替；烷氧基、芳基、芳基烷基、雜芳基和雜芳基烷基。 更優(yōu)選地，R1和R2的至少之一包含任選地取代的C4-C2tl烷基或芳基。
在R1或R2為芳基或雜芳基的情況下，優(yōu)選的任選取代基包括烷基，其中一個或多個不相鄰的C原子可以被0、S、N、C = 0和-C00-代替。用于芴單元的苯基環(huán)的任選取代基(即，除取代基R1和R2以外)優(yōu)選地選自烷基，其中一個或多個不相鄰的C原子可以被0、S、N、C = 0和-C00-代替；任選地取代的芳基，任選地取代的雜芳基，烷氧基，烷硫基，氟，氰基和芳基烷基。優(yōu)選地，該聚合物包含上述亞芳基重復(fù)單元和芳基胺重復(fù)單元，特別是用于空穴傳輸和/或發(fā)射的重復(fù)單元II
權(quán)利要求
1.有機電致發(fā)光器件，其包含陽極；陰極；該陽極和該陰極之間的包含電子傳輸材料的第一電致發(fā)光層；以及該第一電致發(fā)光層和該陽極之間的第二電致發(fā)光層，其特征在于所述第二電致發(fā)光層包含空穴傳輸材料和電致發(fā)光電子俘獲材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中該電子傳輸材料是電致發(fā)光的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中該第一電致發(fā)光層包含該電子傳輸材料和一種電致發(fā)光材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意之一的器件，其中該第一電致發(fā)光層包含空穴傳輸材料。
5.根據(jù)從屬于權(quán)利要求3的權(quán)利要求4的器件，其中該第一電致發(fā)光層中的該空穴傳輸材料是電致發(fā)光的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中該第一電致發(fā)光層的該空穴傳輸材料和該第一電致發(fā)光層的該電致發(fā)光材料中之一或兩者以及該電子傳輸材料為同一分子的組成部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的器件，其中該分子為聚合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中該分子為聚合物，并且該電子傳輸材料包含多個相鄰的亞芳基重復(fù)單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的器件，其中該第一電致發(fā)光層的該空穴傳輸材料為胺。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求任意之一的器件，其中該第一電致發(fā)光層發(fā)射白光。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求任意之一的器件，其中該電子俘獲電致發(fā)光材料為磷光的。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求任意之一的器件，其中該第二電致發(fā)光層包含空穴傳輸胺材料。
13.根據(jù)以上權(quán)利要求任意之一的器件，其中該電子俘獲電致發(fā)光材料的LUMO比該電子傳輸材料的LUMO低大于200meV。
14.權(quán)利要求1的器件的形成方法，其包含如下步驟將第二電致發(fā)光層沉積于陽極上；將第一電致發(fā)光層沉積于第二電致發(fā)光層上；并將陰極沉積于第二電致發(fā)光層上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中第一和第二電致發(fā)光層的至少之一從溶劑中的溶液沉積。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中第二電致發(fā)光層在第二電致發(fā)光層的沉積之前交
全文摘要
有機電致發(fā)光器件包含陽極；陰極；該陽極和該陰極之間的包含電子傳輸材料的第一電致發(fā)光層；以及該第一電致發(fā)光層和該陽極之間的第二電致發(fā)光層。該第二電致發(fā)光層包含空穴傳輸材料和電致發(fā)光電子俘獲材料。該第一電致發(fā)光層可以包含具有電子傳輸材料和電致發(fā)光材料的聚合物，并可以包括任選地電致發(fā)光的空穴傳輸材料。第一電致發(fā)光層的空穴傳輸材料和第一電致發(fā)光層的電致發(fā)光材料中之一或兩者以及電子傳輸材料為同一分子或聚合物的組成部分。優(yōu)選地，該電子傳輸材料包含多個相鄰的亞芳基重復(fù)單元。
文檔編號H01L51/50GK102396086SQ201080016566
公開日2012年3月28日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者M·貝利, O·菲爾南德斯, R·威爾遜 申請人:住友化學(xué)株式會社, 劍橋顯示技術(shù)有限公司