專利名稱：白色有機(jī)發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光器件。更具體地，本發(fā)明涉及通過(guò)規(guī)定與發(fā)光層相鄰的空穴傳輸層或阻擋層的能級(jí)而提高效率的白色有機(jī)發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
最近趨向信息依賴時(shí)代的潮流已使視覺上顯示電信息信號(hào)的顯示領(lǐng)域得到快速的發(fā)展。就此而言，具有諸如纖薄、輕重量以及低功耗的優(yōu)良性質(zhì)的各種平板顯示設(shè)備被研發(fā)并作為傳統(tǒng)陰極射線管(CRT)的替代品而被積極地采用。
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平板顯示器件的具體示例包括液晶顯示設(shè)備(IXD)、等離子顯示板設(shè)備(PDP)、場(chǎng)發(fā)射顯示設(shè)備(FED)和有機(jī)發(fā)光器件(OLED)等。其中不需要額外的光源、實(shí)現(xiàn)了緊湊的設(shè)計(jì)并且呈現(xiàn)清晰顏色的有機(jī)發(fā)光器件被認(rèn)為是具有競(jìng)爭(zhēng)力的應(yīng)用。這種有機(jī)發(fā)光器件需要形成有機(jī)發(fā)光層。已有通過(guò)層疊包括不同顏色的有機(jī)發(fā)光層的堆疊結(jié)構(gòu)且不在各個(gè)像素處圖案化有機(jī)發(fā)光層而設(shè)計(jì)的呈現(xiàn)白光的有機(jī)發(fā)光器件。即在白色有機(jī)發(fā)光器件中，通過(guò)不用掩模在陽(yáng)極和陰極之間沉積層來(lái)形成發(fā)光二極管，并且使用不同材料在真空中順序地沉積包括有機(jī)發(fā)光層的有機(jī)薄膜。白色有機(jī)發(fā)光器件被用在包括薄光源、液晶顯示器的背光或使用濾色器的全彩顯示器的各種應(yīng)用中。傳統(tǒng)白色有機(jī)發(fā)光器件的每個(gè)堆疊包括空穴傳輸層、發(fā)光層以及電子傳輸層。就此而言，在具有電子傳輸層與發(fā)光層相鄰這樣的構(gòu)造的傳統(tǒng)白色有機(jī)發(fā)光器件中，在發(fā)光層中產(chǎn)生的電子或激子并不用于發(fā)光而是被導(dǎo)入空穴傳輸層。因此使發(fā)光層的發(fā)光效率不利地劣化。這些傳統(tǒng)白色有機(jī)發(fā)光器件具有下列問(wèn)題。當(dāng)發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)與空穴傳輸層的三重態(tài)能級(jí)相似時(shí)，在發(fā)光層中產(chǎn)生的電子或激子并不用于發(fā)光而是被導(dǎo)入空穴傳輸層。因此使發(fā)光層的發(fā)光效率不利地劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及基本上避免了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的白色有機(jī)發(fā)光器件。本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供通過(guò)規(guī)定與發(fā)光層相鄰的空穴傳輸層或阻擋層的能級(jí)而提聞效率的白色有機(jī)發(fā)光器件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種白色有機(jī)發(fā)光器件，所述白色有機(jī)發(fā)光器件包括在基板上彼此相對(duì)的陽(yáng)極和陰極；在所述陽(yáng)極與所述陰極之間的電荷產(chǎn)生層；位于所述陽(yáng)極與所述電荷產(chǎn)生層之間的第一堆疊；以及位于所述電荷產(chǎn)生層與所述陰極之間的第二堆疊。所述第一堆疊包括第一空穴傳輸層、發(fā)藍(lán)光的第一發(fā)光層以及第一電子傳輸層；所述第二堆疊包括第二空穴傳輸層、通過(guò)用磷光摻雜劑摻雜單一基質(zhì)形成的第二發(fā)光層以及第二電子傳輸層，其中所述第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層的至少之一具有比與其相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)，以及0. OleV至0. 6eV的三重態(tài)能級(jí)與單重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差(AEst)。所述第二空穴傳輸層可具有比所述第二發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高0. OleV至0. 4eV的三重態(tài)能級(jí)，并且所述第二空穴傳輸層的三重態(tài)能級(jí)可以為2. 6eV或更高。所述第一空穴傳輸層可具有比所述第一發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高0. OleV至0. 4eV的三重態(tài)能級(jí)，并且所述第一空穴傳輸層的三重態(tài)能級(jí)可以為2. 6eV或更高。所述第一空穴傳輸層或第二空穴傳輸層的帶隙能可以為3. OeV或更高。 作為不同的第一和第二摻雜劑的組合，所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑可包含黃色磷光摻雜劑和綠色磷光摻雜劑，或紅色磷光摻雜劑和綠色磷光摻雜劑?；蛘?，所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑可僅包含帶黃色的綠色磷光摻雜劑。所述第一空穴傳輸層可進(jìn)一步包含與所述第一發(fā)光層相鄰的阻擋層，以防止電子或激子導(dǎo)入所述第一發(fā)光層，或者所述第二空穴傳輸層可進(jìn)一步包括與所述第二發(fā)光層相鄰的阻擋層，以防止電子或激子導(dǎo)入所述第二發(fā)光層。跟據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種白色有機(jī)發(fā)光器件，所述白色有機(jī)發(fā)光器件包括在基板上彼此相對(duì)的陽(yáng)極和陰極；在所述陽(yáng)極與所述陰極之間的電荷產(chǎn)生層；分別位于所述陽(yáng)極與所述電荷產(chǎn)生層之間以及所述電荷產(chǎn)生層與所述陰極之間的第一堆疊和第二堆疊，其中每個(gè)堆疊包括空穴傳輸層、阻擋層、發(fā)光層和電子傳輸層，所述第一堆疊的發(fā)光層為發(fā)藍(lán)色突光的層，而所述第二堆疊的發(fā)光層為通過(guò)摻雜磷光摻雜劑形成的發(fā)磷光的層，并且所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層具有比相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)，以及0. OleV至0. 6eV的三重態(tài)能級(jí)與單重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差。所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層可具有比相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高0. OleV至0. 4eV的三重態(tài)能級(jí)。所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層的三重態(tài)能級(jí)優(yōu)選地為2. 6eV或更高。所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層的帶隙能優(yōu)選地為3. OeV或更高。應(yīng)理解前面的概括描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性和解釋性的，并且意在提供對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


包括的附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且被引入并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，所述附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施方式，并且和描述一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的白色有機(jī)發(fā)光器件的截面圖；圖2是描述本發(fā)明的第二實(shí)施方式的白色有機(jī)發(fā)光器件的截面圖；圖3是表示阻擋層與發(fā)光層相鄰時(shí)，層之間的能級(jí)的圖；圖4是描述與白色有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光層相鄰的阻擋層或空穴傳輸層的機(jī)能的圖；圖5是描述本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件的空穴傳輸層(阻擋層)、發(fā)光層以及電子傳輸層的能級(jí)的圖；圖6A和6B描述本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件的TTA現(xiàn)象；圖7是與表I對(duì)應(yīng)的、表示在包括具有不同的三重態(tài)能級(jí)和AEst的空穴傳輸層的器件中的外量子效率的曲線圖；以及圖8是表示在恒定的三重態(tài)能級(jí)與AEst的變化相應(yīng)的外量子效率的曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中說(shuō)明。
以下，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件。圖1是描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的白色有機(jī)發(fā)光器件的截面圖。如圖1所不,本發(fā)明的第一實(shí)施方式的白色有機(jī)發(fā)光器件包括基板100、在基板100上彼此相對(duì)的陽(yáng)極101和陰極140、在陽(yáng)極101和陰極140之間層疊的第一堆疊210、電荷產(chǎn)生層120以及第二堆疊220。陽(yáng)極101由諸如氧化銦錫(ITO)的透明電極材料形成，而陰極140由諸如鋁(Al)的反射金屬形成。跟據(jù)在基于此構(gòu)造的第一堆疊210和第二堆疊220中發(fā)生的發(fā)光效應(yīng)，在基于所描述的附圖的底部顯示圖像。第一堆疊210包括按以下順序?qū)盈B在陽(yáng)極101與電荷產(chǎn)生層120之間的空穴注入層(HIL) 103、空穴傳輸層(HTL) 105、第一發(fā)光層110以及第一電子傳輸層(ETL) 111 ;并且第二堆疊220包括在電荷產(chǎn)生層120與陰極140之間的第二空穴傳輸層125、第二發(fā)光層130、第二電子傳輸層133以及第二電子注入層(EIU135。電子注入層(EIL)和第二空穴注入層(HIL)可分別在電荷產(chǎn)生層120的下方和上方設(shè)置。第一發(fā)光層110是在單一藍(lán)光基質(zhì)中包含藍(lán)色突光或磷光摻雜劑的發(fā)光層,第二發(fā)光層130是不同的黃色和綠色磷光摻雜劑被包括在單一基質(zhì)中的單一發(fā)光層，或是通過(guò)摻雜紅色和綠色磷光摻雜劑而形成的單一發(fā)光層?？蛇x地，第二發(fā)光層的磷光摻雜劑可僅包含帶黃色的綠色磷光摻雜劑。在此情況中，在驅(qū)動(dòng)白色有機(jī)發(fā)光器件時(shí)，可通過(guò)將第一發(fā)光層110的藍(lán)色熒光與從第二發(fā)光層130發(fā)出的磷光進(jìn)行混合來(lái)實(shí)現(xiàn)白光。除了為了呈現(xiàn)白色的黃色和綠色磷光摻雜劑(Y+G)的組合、紅色和綠色磷光摻雜劑(R+G)的組合或帶黃色的綠色摻雜劑(YG)夕卜，從第二發(fā)光層130發(fā)出的光的顏色可以是其它顏色摻雜劑的組合，所述組合與第一發(fā)光層的藍(lán)光混合來(lái)實(shí)現(xiàn)白光。此外，位于第一堆疊210與第二堆疊220之間的電荷產(chǎn)生層120控制相應(yīng)堆疊之間的電荷平衡。電荷產(chǎn)生層120具有低光學(xué)和電學(xué)損失，已知用作電荷產(chǎn)生層120的材料是各種金屬、氧化物、半導(dǎo)體、有機(jī)物和它們的層疊。此處,第一空穴傳輸層105和第二空穴傳輸層125被設(shè)定為具有比第一發(fā)光層110和第二發(fā)光層130的三重態(tài)的激子的激發(fā)態(tài)的能級(jí)(以下稱為三重態(tài)能級(jí))高的三重態(tài)能級(jí)。在此情況中，第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層均可被設(shè)定為具有比各自相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)，或所述空穴傳輸層之一可被設(shè)定為具有比相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)。在此情況中，第一空穴傳輸層105或/和第二空穴傳輸層125的提高的能級(jí)被設(shè)定為比第一發(fā)光層110和第二發(fā)光層130的三重態(tài)的激子的激發(fā)態(tài)的能級(jí)高0. 01至0. 4eVo此處,第一空穴傳輸層105或/和第二空穴傳輸層125的三重態(tài)能級(jí)可以是2. 6eV或更高。在此情況中，第一空穴傳輸層105或/和第二空穴傳輸層125優(yōu)選地具有3. OeV或更高的帶隙能。此外，通過(guò)將第一空穴傳輸層105或/和第二空穴傳輸層125的三重態(tài)能級(jí)(Tl)與單重態(tài)能級(jí)(SI)之間的能級(jí)差(AEst)調(diào)整至0. OleV至0. 6eV，提高外量子效率。在此情況中，第一空穴傳輸層105和第二空穴傳輸層125具有比第一發(fā)光層110 和第二發(fā)光層130的能級(jí)高的能級(jí),并且第一空穴傳輸層105和第二空穴傳輸層125具有2. 6eV或更高的三重態(tài)能級(jí)。于是，能夠防止第二發(fā)光層130和第一發(fā)光層110的三重態(tài)的激子或電子導(dǎo)入相鄰的第二空穴傳輸層125和第一空穴傳輸層105的現(xiàn)象，因此防止了發(fā)光效率的劣化。即第二空穴傳輸層125和第一空穴傳輸層105用作激子阻擋層，以執(zhí)行將空穴分別傳輸至第二發(fā)光層130和第一發(fā)光層110的固有功能,和防止三重態(tài)的激子或電子的導(dǎo)入。在此情況中，用作阻擋層的空穴傳輸層包含激子阻擋材料。此外，由于第一空穴傳輸層105和第二空穴傳輸層125的三重態(tài)能級(jí)(Tl)與單重態(tài)能級(jí)(S I)之間的能級(jí)差(AEst)為0. OleV至0.6eV，即使一些電子或三重態(tài)的激子導(dǎo)入空穴傳輸層，由于小的能級(jí)差(AEst)，基于相互作用，三重態(tài)的電子或激子容易轉(zhuǎn)變?yōu)閱沃貞B(tài)的電子或激子，所述單重態(tài)的電子再擴(kuò)散至相鄰的發(fā)光層并與空穴復(fù)合，對(duì)發(fā)光作出了貢獻(xiàn)。這樣就能夠提高效率。圖2是描述本發(fā)明的第二實(shí)施方式的白色有機(jī)發(fā)光器件的截面圖。如圖2所示，本實(shí)施方式的白色有機(jī)發(fā)光器件進(jìn)一步包括第一阻擋層107和第二阻擋層127，作為在每個(gè)堆疊中位于發(fā)光層與空穴傳輸層之間以防止在發(fā)光層中產(chǎn)生的激子或提供的電子導(dǎo)入空穴傳輸層的單獨(dú)的層。除了第一阻擋層107和第二阻擋層127外，本實(shí)施方式的白色有機(jī)發(fā)光器件具有與前述的第一實(shí)施方式相同的構(gòu)造，因此省略對(duì)所述白色有機(jī)發(fā)光器件的構(gòu)造的描述。此外，可提供第一和第二阻擋層107和127兩者或之一。第一阻擋層107和第二阻擋層127的能級(jí)條件與前述第一實(shí)施方式的空穴傳輸層的能級(jí)條件相同。在所述兩個(gè)實(shí)施方式中，最鄰近發(fā)光層的層起相同的作用，即都阻擋三重態(tài)的激子或電子，或者使被導(dǎo)入空穴傳輸層的三重態(tài)的激子或電子再擴(kuò)散至發(fā)光層。即優(yōu)選地設(shè)定將第一阻擋層107或/和第二阻擋層127的提高的三重態(tài)能級(jí)設(shè)定為比第一發(fā)光層110和第二發(fā)光層130的三重態(tài)的激子的激發(fā)態(tài)的能級(jí)高0.01至0. 4eV。第一阻擋層107或/和第二阻擋層127的三重態(tài)能級(jí)可以為2. 6eV或更高。在此情況中，第一阻擋層107或/和第二阻擋層127的帶隙能優(yōu)選地為3. OeV或更高。此外，通過(guò)將第一阻擋層107或/和第二阻擋層127的三重態(tài)能級(jí)(Tl)與單重態(tài)能級(jí)(SI)之間的能級(jí)差(AEst)調(diào)整至0. OleV至0. 6eV，提高了外量子效率。將參照?qǐng)D1描述一種用于制造本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件的方法。參照?qǐng)D1，依據(jù)用于制造白色有機(jī)發(fā)光器件的方法，在基板100上形成陽(yáng)極101。
然后，按以下順序在包括陽(yáng)極101的基板100上層疊第一空穴注入層103、第一空穴傳輸層105、發(fā)藍(lán)光的第一發(fā)光層110、第一電子傳輸層111和電子注入層113,以形成第一堆疊210。需要時(shí)，如圖2所示，還可在第一空穴傳輸層105上形成第一阻擋層107。然后，在第一堆疊210上形成電荷產(chǎn)生層(CGL) 120。然后，在電荷產(chǎn)生層120上順序?qū)盈B第二空穴注入層123、第二空穴傳輸層125、通過(guò)在單一基質(zhì)中摻雜紅色和綠色磷光摻雜劑獲得的第二發(fā)光層130、第二電子傳輸層133和第二電子注入層135，以形成第二堆疊220。如圖2所示，與第一堆疊210類似，在第二堆疊220中，還可在第二空穴傳輸層125上形成第二阻擋層127。然后，在第二堆疊220上形成陰極140。 此處，第二空穴傳輸層125具有比第二發(fā)光層130的三重態(tài)激發(fā)態(tài)的能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)。圖3是表示當(dāng)與發(fā)光層相鄰地設(shè)置阻擋層時(shí)，各層之間的能級(jí)的示圖。如圖3所示，使用具有高的三重態(tài)能量的阻擋層(EBL) 17a時(shí)，電子或激子從發(fā)光層20a逃逸至空穴傳輸層的可能性降低。但是，盡管設(shè)計(jì)了包括阻擋層17a的有機(jī)發(fā)光器件，所述阻擋層具有比發(fā)光層20a的三重態(tài)能級(jí)(Tem)高的三重態(tài)能級(jí)(Ts)，但是無(wú)法完全防止電子或激子向阻擋層17a擴(kuò)散，擴(kuò)散至阻擋層17a的電子或激子因此不能對(duì)發(fā)光作出貢獻(xiàn)而是衰變。圖中，Tr表示與發(fā)光層20a的常用的三重態(tài)能級(jí)(Tem)相似的三重態(tài)能級(jí)，Sr和Sem分別表示阻擋層和發(fā)光層的單重態(tài)能級(jí)。如此，當(dāng)提供阻擋層時(shí)，通過(guò)使用具有比熒光器件的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)的阻擋層，防止了電子的導(dǎo)入，并且因此能夠提高效率。但是，盡管在三重態(tài)能量上有差異，一部分電子從發(fā)光層向阻擋層擴(kuò)散，結(jié)果是損失了電子并且這些電子不對(duì)發(fā)光作出貢獻(xiàn)，因此，盡管提供了阻擋層，還是不利地導(dǎo)致效率的劣化。為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件設(shè)計(jì)為使得最鄰近發(fā)光層的阻擋層或空穴傳輸層具有特定的能級(jí)條件并因此呈現(xiàn)出提高的效率。圖4是描述與白色有機(jī)發(fā)光器件的發(fā)光層相鄰的阻擋層或空穴傳輸層的機(jī)能的圖。如圖4所示，在本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件中，建議了能夠通過(guò)利用阻擋層127或107或空穴傳輸層125或105控制三重態(tài)能級(jí)和單重態(tài)能級(jí)來(lái)提高效率的有機(jī)發(fā)光器件結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)言之，如圖3所示，當(dāng)使用具有高的三重態(tài)能級(jí)(Ts)的電子或激子阻擋層(EBL)時(shí)，激子(或電子)阻擋層(EBL)難以防止所有的電子從發(fā)光層(EML)導(dǎo)入空穴傳輸層(設(shè)置在EBL的左邊)，部分電子從發(fā)光層(EML)被導(dǎo)入阻擋層(EBL)。本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件設(shè)計(jì)為使得阻擋層(或空穴傳輸層，EBL)具有三重態(tài)和單重態(tài)能級(jí)之間的小的能級(jí)差(AEst:Shl-Thl)，并因此起到使電子或激子再?gòu)?fù)合的作用，以防止在阻擋層(或空穴傳輸層)中的一些電子的損失。如圖4所示，最鄰近發(fā)光層130或110的阻擋層(EBL) 127或107或空穴傳輸層125或105保持高的三重態(tài)能級(jí)(Thl)并降低單重態(tài)能級(jí)(Shl)，以減小三重態(tài)和單重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差(AEst),擴(kuò)散至阻擋層(EBL)的三重態(tài)的電子導(dǎo)致相互作用，并因此轉(zhuǎn)變?yōu)閱沃貞B(tài)，轉(zhuǎn)變的電子擴(kuò)散至發(fā)光層110或130，因此對(duì)發(fā)光作出貢獻(xiàn)并提高了效率。在圖中，S和T分別表示單重態(tài)和三重態(tài)。使用具有高的三重態(tài)能級(jí)以及三重態(tài)能級(jí)和單重態(tài)能級(jí)之間的0. 6eV或更小的能級(jí)差(AEst)的阻擋層127或107或空穴傳輸層105或125，本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件促進(jìn)了電子、單重態(tài)的激子或三重態(tài)的激子再擴(kuò)散至發(fā)光層，并因此提高了發(fā)光層的量子效率。于是，最鄰近發(fā)光層130或110的阻擋層127或107或空穴傳輸層125或105的高的三重態(tài)能級(jí)能夠防止電子、三重態(tài)的激子或單重態(tài)的激子的導(dǎo)入。盡管一部分電子或激子被導(dǎo)入阻擋層127或107或空穴傳輸層125或105，但在三重態(tài)與單重態(tài)能級(jí)之間的小的能級(jí)差(AEst)的基礎(chǔ)上，由于電子或激子之間的相互作用，電子或激子容易被轉(zhuǎn)變?yōu)閱沃貞B(tài)，并且單重態(tài)的電子或單重態(tài)的激子再擴(kuò)散至發(fā)光層，因此對(duì)發(fā)光作出貢獻(xiàn)并提高了效率。于是提高了發(fā)光層的效率，尤其是，堆疊結(jié)構(gòu)的白色有機(jī)發(fā)光器件的電流效率的提高使得能夠批量生產(chǎn)具有高色溫和低功耗的大面積的白色有機(jī)發(fā)光器件(電視機(jī)產(chǎn)品)。將描述本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件中的發(fā)光層的發(fā)光現(xiàn)象和與其相鄰的層。圖5是描述所述白色有機(jī)發(fā)光器件的空穴傳輸層(阻擋層)、發(fā)光層以及電子傳輸層的能級(jí)的圖。圖6A和6B描述本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件的TTA現(xiàn)象。如圖5所示，電子傳輸層(ETL)具有比發(fā)光層(EML)的三重態(tài)能級(jí)(Tl)高的三重態(tài)能級(jí)(Tel)，以及單重態(tài)能級(jí)(Sel)與三重態(tài)能級(jí)(Tel)之間的小的能級(jí)差。與這種情況相似，即作為最鄰近發(fā)光層(EML)的層，空穴傳輸層(HTL)(或阻擋層)具有比發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)(Tl)高的三重態(tài)能級(jí)(Thl)，以及單重態(tài)能級(jí)(Shl)與三重態(tài)能級(jí)(Thl)之間的小的能級(jí)差(AEstX目的為抑制電子或激子被從發(fā)光層(EML)導(dǎo)入空穴傳輸層(HTL)，并且即使部分電子被從電子傳輸層(ETL)導(dǎo)入空穴傳輸層(HTL),電子也從空穴傳輸層再擴(kuò)散至發(fā)光層。 如圖6A所示，在本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件中，發(fā)光層(EML)使大約25%的單重態(tài)的激子發(fā)熒光，并且如圖6B所示，為了有助于由三重態(tài)的激子的延遲熒光導(dǎo)致的三重態(tài)-三重態(tài)湮滅(TTA)，應(yīng)當(dāng)選擇與發(fā)光層相鄰的空穴傳輸層(或阻擋層)或電子傳輸層的材料，所述空穴傳輸層(或阻擋層)或電子傳輸層具有比在發(fā)光層(EML)中的基質(zhì)的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)。此外，如圖6B所示，為了利用TTA輕易地將三重態(tài)的激子轉(zhuǎn)變?yōu)閱沃貞B(tài)的激子，應(yīng)將發(fā)光層(EML)中的基質(zhì)的三重態(tài)-單重態(tài)能級(jí)的能級(jí)差(AEMst)調(diào)整至預(yù)定的水平內(nèi)。這樣做的原因是，控制三重態(tài)-單重態(tài)能級(jí)的能級(jí)差(AEMst)對(duì)于為了利用TTA輕易地將三重態(tài)的激子轉(zhuǎn)變?yōu)閱沃貞B(tài)的激子來(lái)說(shuō)是重要的。 此外，選擇與發(fā)光層相鄰的空穴傳輸層或電子傳輸層對(duì)于促進(jìn)TTA是重要的。即選擇空穴傳輸層時(shí)考慮相鄰的空穴注入層的高的三重態(tài)能級(jí)和HOMO能級(jí)。此外，選擇電子傳輸層時(shí)要考慮高的三重態(tài)能量和空穴阻擋性質(zhì)。在這些條件下，本發(fā)明通過(guò)將與高效的發(fā)光層的TTA相似的現(xiàn)象應(yīng)用至與發(fā)光層相鄰的空穴傳輸層或阻擋層而提高了效率。
如圖4所示，通過(guò)減小阻擋層的單重態(tài)與三重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差(A Est)，擴(kuò)散至阻擋層的三重態(tài)的激子或電子轉(zhuǎn)變?yōu)閱沃貞B(tài)并且轉(zhuǎn)變的激子或電子再被導(dǎo)入發(fā)光層，于是對(duì)發(fā)光作出貢獻(xiàn)并因此提高了效率。如此，通過(guò)將提高發(fā)光層的效率的TTA效應(yīng)的想法應(yīng)用至空穴傳輸層來(lái)設(shè)計(jì)本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件。本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件的效率機(jī)制如下。首先，通過(guò)應(yīng)用具有高的三重態(tài)能級(jí)的空穴傳輸層(HTL)或電子阻擋層(EBL)，白色有機(jī)發(fā)光器件防止了電子、單重態(tài)的激子或三重態(tài)的激子從發(fā)光層(EML)逃逸。第二，盡管發(fā)光層(EML)與電子阻擋層(EBL)或空穴傳輸層(HTL)之間的三重態(tài)能級(jí)的能級(jí)差是大的，一些電子或激子從發(fā)光層(EML)被導(dǎo)入最鄰近發(fā)光層的阻擋層(EBL)或空穴傳輸層(HTL)。
·
第三，當(dāng)單重態(tài)和三重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差(AEst)小時(shí)，擴(kuò)散至電子阻擋層(EBL)或空穴傳輸層(HTL)的三重態(tài)的電子導(dǎo)致相互作用并且轉(zhuǎn)變?yōu)閱沃貞B(tài)的電子。第四，電子阻擋層(EBL)或空穴傳輸層(HTL)的單重態(tài)的電子被導(dǎo)入發(fā)光層，因此對(duì)發(fā)光作出了貢獻(xiàn)并提高了效率。以下，為了描述本發(fā)明的白色有機(jī)發(fā)光器件的效果，將描述在各種情況下使用具有能級(jí)性質(zhì)的阻擋層材料的試驗(yàn)結(jié)果。在以下的描述中，在如圖2所示的雙堆疊層疊結(jié)構(gòu)中，阻擋層最鄰近發(fā)光層的一側(cè)并且除阻擋層以外的其它條件相同。圖7是與表I對(duì)應(yīng)的，表示在包括具有不同的三重態(tài)能級(jí)和AEst的空穴傳輸層的器件中的外量子效率的曲線圖。參照以下的表I和圖7，當(dāng)阻擋層具有2. 6eV或更小的三重態(tài)能級(jí)以及0. 6eV或更小的單重態(tài)-三重態(tài)能級(jí)的能級(jí)差(AEst)時(shí)，外量子效率為大約7. 7%或更高。表I
權(quán)利要求
1.一種白色有機(jī)發(fā)光器件，包括 在基板上彼此相對(duì)的陽(yáng)極和陰極； 在所述陽(yáng)極與所述陰極之間的電荷產(chǎn)生層； 位于所述陽(yáng)極與所述電荷產(chǎn)生層之間的第一堆疊，所述第一堆疊包括第一空穴傳輸層、發(fā)藍(lán)光的第一發(fā)光層以及第一電子傳輸層；以及 位于所述電荷產(chǎn)生層與所述陰極之間的第二堆疊，所述第二堆疊包括第二空穴傳輸層、通過(guò)用磷光摻雜劑摻雜單一基質(zhì)形成的第二發(fā)光層以及第二電子傳輸層， 其中所述第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層的至少之一具有比與其相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)，以及O. OleV至O. 6eV的三重態(tài)能級(jí)與單重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差(Δ Est)。
2.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二空穴傳輸層具有比所述第二發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高O. OleV至O. 4eV的三重態(tài)能級(jí)。
3.如權(quán)利要求2所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二空穴傳輸層的三重態(tài)能級(jí)為2. 6eV或更高。
4.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第一空穴傳輸層具有比所述第一發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高O. OleV至O. 4eV的三重態(tài)能級(jí)。
5.如權(quán)利要求4所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第一空穴傳輸層的三重態(tài)能級(jí)為2. 6eV或更高。
6.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第一空穴傳輸層或所述第二空穴傳輸層的帶隙能為3. OeV或更高。
7.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑包括黃色憐光慘雜劑和綠色憐光慘雜劑。
8.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑包括紅色憐光慘雜劑和綠色憐光慘雜劑。
9.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑包括帶黃色的綠色磷光摻雜劑。
10.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第一空穴傳輸層還包括與所述第一發(fā)光層相鄰的阻擋層，以防止電子或激子導(dǎo)入所述第一發(fā)光層。
11.如權(quán)利要求1所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二空穴傳輸層還包括與所述第二發(fā)光層相鄰的阻擋層，以防止電子或激子導(dǎo)入所述第二發(fā)光層。
12.—種白色有機(jī)發(fā)光器件,包括 在基板上彼此相對(duì)的陽(yáng)極和陰極； 在所述陽(yáng)極與所述陰極之間的電荷產(chǎn)生層； 分別位于所述陽(yáng)極與所述電荷產(chǎn)生層之間以及所述電荷產(chǎn)生層與所述陰極之間的第一堆疊和第二堆疊， 其中每個(gè)堆疊包括空穴傳輸層、阻擋層、發(fā)光層和電子傳輸層， 所述第一堆疊的發(fā)光層為發(fā)藍(lán)色熒光的層，并且所述第二堆疊的發(fā)光層為通過(guò)摻雜磷光摻雜劑形成的發(fā)磷光的層，以及 所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層具有比相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)，以及O. OleV至O. 6eV的三重態(tài)能級(jí)與單重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差。
13.如權(quán)利要求12所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層具有比相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高O. OleV至O. 4eV的三重態(tài)能級(jí)。
14.如權(quán)利要求13所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層的三重態(tài)能級(jí)為2. 6eV或更高。
15.如權(quán)利要求12所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第一堆疊和第二堆疊的每個(gè)阻擋層的帶隙能為3. OeV或更高。
16.如權(quán)利要求12所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑包括黃色磷光摻雜劑和綠色磷光摻雜劑。
17.如權(quán)利要求12所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑包括紅色憐光慘雜劑和綠色憐光慘雜劑。
18.如權(quán)利要求12所述的白色有機(jī)發(fā)光器件，其中所述第二發(fā)光層的磷光摻雜劑包括帶黃色的綠色磷光摻雜劑。
全文摘要
效率提高的白色有機(jī)發(fā)光器件包括在基板上彼此相對(duì)的陽(yáng)極和陰極；在所述陽(yáng)極與所述陰極之間的電荷產(chǎn)生層；分別位于所述陽(yáng)極與所述電荷產(chǎn)生層之間以及所述電荷產(chǎn)生層與所述陰極之間的第一堆疊和第二堆疊，其中第一空穴傳輸層和第二空穴傳輸層的至少之一具有比與其相鄰的發(fā)光層的三重態(tài)能級(jí)高的三重態(tài)能級(jí)，以及0.01eV至0.6eV的三重態(tài)能級(jí)與單重態(tài)能級(jí)之間的能級(jí)差。
文檔編號(hào)H01L51/50GK103022363SQ20121034283
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者宋基旭, 皮性勛 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司