專利名稱：用于發(fā)白光oled的單重態(tài)和三重態(tài)激子的有效捕獲的材料和構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
圖4顯示了本發(fā)明實施方案的具有陽極、空穴傳輸層、發(fā) 射區(qū)、電子傳輸層和陰極的示意性器件結(jié)構(gòu)。該發(fā)射區(qū)包括磷光敏化 熒光層、間隔層和用于藍光發(fā)射的熒光層，該磷光敏化熒光層具有用 于綠(G)光發(fā)射的磷光摻雜劑和用于紅(R)光發(fā)射的熒光摻雜劑。該發(fā) 射區(qū)還包括空穴-傳輸摻雜劑。通常，OLED包括位于陽極和陰極之間并且電連接到陽極 和陰極的至少一個有機層。當施加電流時，陽極注入空穴并且陰極注 入電子到該有機層中。注入的空穴和電子各自向帶相反電荷的電極遷 移。當電子和空穴定域于相同分子上時，形成"激子，，，其是具有激 發(fā)能態(tài)的定域的電子-空穴對。當激子經(jīng)由光電發(fā)射機制衰減時，光被 發(fā)射。在一些情況下，激子可以定域于激發(fā)物或激態(tài)復(fù)合物上。非輻 射機制例如熱馳豫也可能發(fā)生，但是通常認為是不期望的。最初的OLED使用從它們的單重態(tài)發(fā)光的發(fā)射分子("熒 光")，例如美國專利號4，769，292中公開的那樣，該文獻全文引入作 為參考。熒光發(fā)射通常在小于IO納秒的時幀中發(fā)生。

圖1和2中說明的簡單層狀結(jié)構(gòu)作為非限制性實例而提 供，并且應(yīng)當理解，本發(fā)明的實施方案可以結(jié)合各種其它結(jié)構(gòu)來使用。 描述的具體材料和結(jié)構(gòu)實際上是示例性的，并且可以使用其它材料和 結(jié)構(gòu)。功能性O(shè)LED可以通過基于設(shè)計、性能和成本因素以不同方法 組合所描述的各種層，或者可以整個地省略層來獲得。也可以包括沒 有特別描述的其它層?？梢允褂贸颂貏e描述的那些之外的材料。雖 然這里提供的許多實例將各種層描述為包括單一材料，但是應(yīng)當理解， 可以使用材料的組合，例如基質(zhì)和摻雜劑的混合物，或更普通地，混 合物。此外，層可以具有各種子層。這里給予各種層的名字不打算嚴 格限制。例如，在器件200中，空穴傳輸層225傳輸空穴并且將空穴 注入到發(fā)射層220中，并且可以描述為空穴傳輸層或空穴注入層。在 一種實施方案中，OLED可以描述為具有位于陰極與陽極之間的"有 機層"。該有機層可以包括單層，或者可以進一步包括不同有機材料 的多層，例如，相對于圖l和2所描述的那樣。在本發(fā)明的其它實施方案中，用發(fā)熒光材料共摻雜磷光層 而產(chǎn)生含第二發(fā)熒光材料和作為基質(zhì)材料中的摻雜劑的發(fā)磷光材料的 磷光敏化熒光層。在優(yōu)選的實施方案中，第一發(fā)熒光材料是發(fā)藍光材 料并且磷光敏化熒光層具有發(fā)綠光磷光性材料和發(fā)紅光焚光性材料 (見圖4)。自第二(紅光)熒光摻雜劑的發(fā)射由于共摻雜的磷光性材料存 在于磷光體敏化發(fā)射層的常用基質(zhì)中而得到敏化。通過用第二熒光發(fā) 射性材料稍微摻雜該敏化層，三重態(tài)自磷光性材料的不到完全轉(zhuǎn)移實現(xiàn)來自該磷光-敏化層的兩種發(fā)射性材料的組合發(fā)射。在優(yōu)選的實施方 案中，該組合發(fā)射是分別來自熒光發(fā)射體和磷光發(fā)射體的紅光和綠光 發(fā)射的混合。與自單重態(tài)-捕獲藍光熒光團的發(fā)射相結(jié)合，獲得所需的
白色平衡。采用這種方法，各種熒光染料可以用于WOLED，同時維 持高的亮度和量子效率。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，熒光層和磷光層的基質(zhì)材料 是相同材料。在本發(fā)明的具有隔離熒光層和磷光層的間隔層的實施方 案中，間隔層還優(yōu)選由基質(zhì)材料組成。這允許傳送最佳性能和消去能 壘。
0065在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，器件的發(fā)射區(qū)由滿足發(fā)射區(qū) 具有以下結(jié)構(gòu)的層組成 熒光層/磷光層； 熒光層/間隔物/磷光層； 熒光層/間隔物/磷光層/磷光層；熒光層/磷光敏化層；和 熒光層/間隔物/磷光敏化層。在本發(fā)明的另一個實施方案中，電荷-傳輸摻雜劑是電子-傳輸摻雜劑。電子-傳輸摻雜劑促進電子自HTL傳輸越過發(fā)射區(qū)，以 致復(fù)合基本上在發(fā)射區(qū)和HTL的界面，或與ETL相鄰的阻擋層處， 或附近發(fā)生。在這個實施方案中，發(fā)射區(qū)的熒光層應(yīng)該與HTL,或與 該ETL相鄰的阻擋層相鄰，以致基本上所有激子在熒光層中形成。如 上所討論，單重態(tài)激子被俘獲在熒光層中的發(fā)熒光材料上，并從該發(fā) 熒光材料射出，同時三重態(tài)激子擴散到磷光層。優(yōu)選地，電子-傳輸摻 雜劑經(jīng)選擇滿足(i)它的LUMO能級低于發(fā)熒光材料和發(fā)磷光材料兩 者的那些，和(ii)它具有高于基質(zhì)材料的三重態(tài)能量。這樣，電子-傳 輸摻雜劑將俘獲和運載發(fā)射區(qū)的所有層中的電子，并且不將俘獲三重 態(tài)或單重態(tài)激子。這些參數(shù)還阻止載流子在發(fā)磷光材料處俘獲和復(fù)合， 這可以改變當改變電壓時的熒光/磷光發(fā)射比，并因此可以提供隨電壓 變化具有改進的色度穩(wěn)定性的器件。優(yōu)選地，電子-傳輸摻雜劑將具有 比發(fā)射性材料的LUMO能級低至少O.leV，更優(yōu)選至少0.2eV，甚至 更優(yōu)選至少0.3eV的LUMO能級。優(yōu)選的磷光性綠光發(fā)射體可以在Baldo， M. A.， Thompson, M. E. & Forrest, S. R. High efficiency fluorescent organic light-emitting devices using a phosphorescent sensitizer, Nature 403, 750-753 (2000);和美國專利號6,830,828中找到，所述文獻中的每一 篇在此全文引入作為參考。優(yōu)選的磷光性紅光發(fā)射體是2-苯基吡啶-銥配合物的衍生物，例如PQIr。優(yōu)選的磷光性紅光發(fā)射體可以在美國 專利號6,835,469和6,830,828中找到，所述文獻中的每一篇在此全文 引入作為參考。優(yōu)選按約2% —約20%的濃度將磷光性發(fā)綠光材料摻雜到基質(zhì)材料中。優(yōu)選按約2%-約10%的濃度將磷光性發(fā)紅光材料 摻雜到基質(zhì)材料中?？梢酝ㄟ^熱蒸發(fā)在10"托真空室下沉積有機層。陽極電極 可以~ 1200埃氧化銦錫(ITO)。 lmm直徑遮軍可用來限定LiF/Al陰極 尺寸。陰極可以由10埃LiF接著1，000埃A1組成。在制造之后可以 立即在氮氣手套箱(〈lppm H20和02)中用密封有環(huán)氧樹脂的玻璃蓋 封裝器件，并且可以將水分吸收劑引入該包裝物內(nèi)部。 一般在環(huán)境條 件下，在黑暗中，使用Hewlett-Packard 4156C半導(dǎo)體參數(shù)分析器和 Newport Model 2932-C雙通道功率表試驗該器件。
權(quán)利要求
1.有機發(fā)光器件，包括陰極，發(fā)射區(qū)，和陽極，其中，該發(fā)射區(qū)包括熒光層，該熒光層包含在基質(zhì)材料中的發(fā)熒光摻雜劑，和電荷-傳輸摻雜劑，和磷光層，該磷光層包含在基質(zhì)材料中的發(fā)磷光摻雜劑，和電荷-傳輸摻雜劑。
2. 權(quán)利要求l的有機發(fā)光器件，其中該電荷-傳輸摻雜劑是空穴-傳輸摻雜劑。
3. 權(quán)利要求2的有機發(fā)光器件，其中該空穴-傳輸摻雜劑的 HOMO能級高于該發(fā)熒光摻雜劑的HOMO能級和該發(fā)礴光摻雜劑的 HOMO能級。
4. 權(quán)利要求3的有機發(fā)光器件，其中該空穴-傳輸摻雜劑的三重 態(tài)能量高于該基質(zhì)材料的三重態(tài)能量。
5. 權(quán)利要求1的有機發(fā)光器件，其中該電荷-傳輸摻雜劑是電子-傳輸摻雜劑。
6. 權(quán)利要求5的有機發(fā)光器件，其中該電子-傳輸摻雜劑的LUMO 能級低于該發(fā)熒光摻雜劑的LUMO能級和該發(fā)磷光摻雜劑的LUMO 能級。
7. 權(quán)利要求6的有機發(fā)光器件，其中該電子-傳輸摻雜劑的三重 態(tài)能量高于該基質(zhì)材料的三重態(tài)能量。
8. 權(quán)利要求1的有機發(fā)光器件，其中該器件包括在熒光層和磷光 層之間的間隔層，并且其中該間隔層包含在基質(zhì)材料中的電荷-傳輸摻 雜劑。
9. 權(quán)利要求8的有機發(fā)光器件，其中該發(fā)射區(qū)由該熒光層、該間 隔層和該磷光層組成。
10. 權(quán)利要求9的有機發(fā)光器件，其中該熒光層的基質(zhì)材料、該 磷光層和該間隔層的基質(zhì)材料由相同材料組成。
11. 權(quán)利要求10的有機發(fā)光器件，其中該熒光層的基質(zhì)材料、該 磷光層和該間隔層的基質(zhì)材料由CBP組成。
12. 權(quán)利要求2的有機發(fā)光器件，其中該熒光層的空穴-傳輸摻雜 劑、該磷光層的空穴-傳輸摻雜劑和該間隔層的空穴-傳輸摻雜劑由相 同材料組成。
13. 權(quán)利要求12的器件，其中該空穴-傳輸摻雜劑是<formula>formula see original document page 3</formula>
14.權(quán)利要求1的器件，其中該發(fā)熒光摻雜劑是發(fā)藍光焚光性材料。
15. 權(quán)利要求1的有機發(fā)光器件，其中大于約75%的激子在該熒 光層中產(chǎn)生。
16. 有機發(fā)光器件，包括 陰極，發(fā)射區(qū)，和陽極，其中，該發(fā)射區(qū)包括熒光層，該熒光層包含發(fā)熒光材料作為空穴-傳輸基質(zhì)材料中的摻 雜劑，和磷光層，該磷光層包含發(fā)磷光材料作為空穴-傳輸基質(zhì)材料中的摻 雜劑。
17. 權(quán)利要求16的有機發(fā)光器件，其中該器件包括在熒光層和磷 光層之間的間隔層，并且其中該間隔層包含空穴-傳輸基質(zhì)材料。
18. 權(quán)利要求17的有機發(fā)光器件，其中該發(fā)射區(qū)由該熒光層、該 間隔層和該磷光層組成。
19. 權(quán)利要求18的有機發(fā)光器件，其中該熒光層的空穴-傳輸基 質(zhì)材料、該磷光層的空穴-傳輸基質(zhì)材料和該間隔層的空穴-傳輸基質(zhì) 材料由相同材料組成。
20. 權(quán)利要求16的器件，其中該發(fā)熒光材料是發(fā)藍光熒光性材料。
21. 權(quán)利要求16的有機發(fā)光器件，其中大于約75%的激子在該熒 光層中產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機發(fā)光器件(OLED)，更具體地說，涉及使用熒光發(fā)射體和磷光發(fā)射體的組合發(fā)光以便有效利用所有電產(chǎn)生的激子的OLED。
文檔編號H01L51/52GK101584057SQ200780039775
公開日2009年11月18日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者M·E·湯普森, S·R·弗萊斯特 申請人:南加利福尼亞大學;密執(zhí)安州立大學董事會