專利名稱：層疊有機發(fā)光器件結(jié)構(gòu)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有機發(fā)光器件(OLED)。具體地，本發(fā)明涉及層疊OLED結(jié)構(gòu)。
背景技術：
有機發(fā)光器件(OLED)代表了顯示應用領域中比較有發(fā)展前景的技術。典型有機發(fā)光器件包括第一電極；包括一種或者多種電致發(fā)光有機材料的發(fā)光區(qū)域；以及第二電極；該第一電極和第二電極其中之一用作空穴注入陽極，而另一個電極用作電子注入陰極；并且該第一電極和第二電極其中之一為前電極，而另一電極為后電極。該前電極為透明的(或者至少部分透明)而后電極通常對光具有強反射性。再對該第一電極和第二電極施加電壓時，光從發(fā)光區(qū)發(fā)出并穿過透明前電極。
有時需要以層疊結(jié)構(gòu)層疊兩個或者多個單獨OLED以形成層疊OLED。層疊OLED結(jié)構(gòu)包括位于相鄰單獨OLED之間的中間電極。即，相繼的OLED共享一中間電極，并再該層疊中一個單獨OLED的上電極還用作該層疊中另一OLED的下電極。中間電極通常為透明的。而且，通常要求該中間電極一側(cè)用作電子注入接觸而另一側(cè)用作空穴注入接觸。
層疊OLED可以發(fā)出不同顏色使得形成真彩色像素，通過該像素可以發(fā)出的各種色彩。例如，Burrows等人于1996年在Appl.Phys.Lett.69，2959中公開的通過層疊具有紅、綠或者藍色發(fā)射的單獨OLED形成垂直顏色可調(diào)完整像素。
還可以有層疊、單色OLED，諸如Matsumoto等人已對此進行過論證(SID03 Digest，979(2003))。層疊、單色OLED可能能夠提供具有高電致發(fā)光效率的OLED結(jié)構(gòu)。
盡管上述OLED結(jié)構(gòu)顯示了允許可變發(fā)射顏色的結(jié)構(gòu)以及具有高電致發(fā)光效率(例如大于10cd/A)的單色OLED，但是二者均受到工作穩(wěn)定性的限制。通常工作穩(wěn)定性有限是OLED的公知問題。
因此，需要可以體現(xiàn)現(xiàn)有技術層疊OLED結(jié)構(gòu)優(yōu)點的層疊OLED結(jié)構(gòu)，同時還需要具有較高的工作穩(wěn)定性的層疊OLED結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
在各種實施方式種，本發(fā)明涉及層疊有機發(fā)光器件，該器件包括基板、第一電極、第二電極、位于第一和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)；以及位于相繼的發(fā)光區(qū)之間的中間電極，其中多個發(fā)光區(qū)中的至少一個包括混和區(qū)域，混和區(qū)域包括具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料的混合物并且任意的摻雜劑；并且在混和區(qū)域中存在至少一種能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。該具有不同電子和空穴傳輸能力的材料可以獨立地選自空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料。
此外，在本發(fā)明的實施方式中，本發(fā)明包括層疊有機發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括第一電極、第二電極、位于第一和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)；以及位于相繼的發(fā)光區(qū)之間的中間電極，其中多個發(fā)光區(qū)中的至少之一包括第一電荷傳輸區(qū)、第二電荷傳輸區(qū)和位于第一和第二電荷傳輸區(qū)之間的混和區(qū)域，該混和區(qū)域包括具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料的混合物以及任意的摻雜劑；并且在混和區(qū)域中存在至少一種能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。該具有不同電子和空穴傳輸能力的材料可以獨立地從空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料中進行選擇。
而且，在本發(fā)明實施方式中，本發(fā)明包括層疊有機發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括第一電極、第二電極、位于第一和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)；以及位于相繼的發(fā)光區(qū)之間的中間電極，其中多個發(fā)光區(qū)其中至少之一包括電荷傳輸區(qū)和混和區(qū)域其中至少之一，該混和區(qū)域包括具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料的混合物以及任意的摻雜劑；并且在混和區(qū)域中存在至少一種能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。該具有不同電子和空穴傳輸能力的材料可以獨立地從空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料中進行選擇。
而且，在本發(fā)明實施方式中，本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括基板、第一電極、第二電極、位于第一和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)；以及位于相繼發(fā)光區(qū)之間的中間電極，其中多個發(fā)光區(qū)其中至少之一包括電荷傳輸區(qū)、第二電荷傳輸區(qū)和混和區(qū)域，該混和區(qū)域包括具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料的混合物以及摻雜劑的混合物；并且在混和區(qū)域存在至少一種能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。該具有不同電子和空穴傳輸特性的材料可以獨立地從空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料中進行選擇。
以下將更具體地公開本發(fā)明的這些和其他非限定性特征和特性。


下面簡要說明附圖，其用于表示這里公開的示例性實施方式并且不用于限制這些示例性實施方式。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的層疊OLED的一實施方式的示意性截面圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的層疊OLED的另一實施方式的示意性截面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的層疊OLED的再一實施方式的示意性截面圖；圖4為實施例I的層疊OLED的示意性截面圖；圖5為對照例I的非層疊OLED的示意性截面圖；以及圖6為在隨時間亮度變化方面用于對比實施例I的標準器件與對照例I的非層疊器件工作穩(wěn)定性的曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及層疊OLED結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括多個單獨OLED。層疊OLED包括第一電極、第二電極和位于該第一和第二電極之間的多個單獨OLED。具體地，層疊OLED包括位于第一和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)域，其中中間電極設置在相繼的發(fā)光區(qū)域之間。即，相繼的發(fā)光區(qū)域共享一個中間電極。位于兩個電極之間的發(fā)光區(qū)域的組合被認為是單獨OLED。因此，可以認為層疊OLED包括多個OLED。單獨發(fā)光區(qū)域包括任意地設置在第一電荷傳輸區(qū)和第二電荷傳輸區(qū)之間的發(fā)光層或區(qū)。在層疊OLED中多個單獨OLED其中至少之一的發(fā)光層包括包含具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料的混合物以及任意的摻雜劑的混和區(qū)域；并且在混和區(qū)域中存在至少一種能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。該具有不同電子和空穴傳輸能力的材料可以獨立地從空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料中進行選擇。
參照圖1，層疊OLED100包括基板110、第一電極120、第二電極130、發(fā)光區(qū)域140、發(fā)光區(qū)域150、發(fā)光區(qū)域160N，以及位于發(fā)光區(qū)域140和發(fā)光區(qū)域150之間的中間電極170、以及位于發(fā)光區(qū)域150和發(fā)光區(qū)域160N之間的中間電極。關于發(fā)光區(qū)域160N，N表示在層疊OLED100中存在的單獨發(fā)光區(qū)域160的數(shù)量，可以是0、1或者大于1的整數(shù)。當N為0時，層疊OLED包括兩個發(fā)光區(qū)域。在N大于1的情況，應該理解中間電極位于任意兩個相繼的獨立OLED之間。而且，在N大于1的情況，根據(jù)具體目的和所需用途的需要發(fā)光區(qū)域160N可以具有同樣或者不同結(jié)構(gòu)和/或組成。為了簡化說明，在圖1的實施方式中N取值為1使得該層疊OLED100包括發(fā)光區(qū)域140、150和160。
該層疊OLED100包括形成于兩個電極之間發(fā)光區(qū)域的多個單獨OLED。例如，層疊OLED100包括三個單獨OLED。由第一電極120、發(fā)光區(qū)域140和中間電極170形成OLED1A；由中間電極170、發(fā)光區(qū)域150和中間電極180形成OLED1B；并由中間電極180、發(fā)光區(qū)域160(N＝1)和第二電極130形成OLED 1C。如圖1所示，單獨OLED可以共享多個電極。具體地，相繼的發(fā)光區(qū)域共享至少一個中間電極。
發(fā)光區(qū)域140、150和160分別包括第一傳輸區(qū)142、152和162，發(fā)光層或者區(qū)144、154和164，以及第二電荷傳輸區(qū)146、156和166。發(fā)光層或者區(qū)144、154和164其中至少之一為包括具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料的混合物以及任意的摻雜劑的混和區(qū)域；并且在混和區(qū)域中存在至少一種能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。該具有不同電子和空穴傳輸能力的材料能夠獨立地選自空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料。在一實施方式中，各發(fā)光區(qū)域144、154和164均包括混和區(qū)域。
盡管圖1的實施方式中將發(fā)光區(qū)域140、150和160描述為具有第一和第二電荷傳輸區(qū)域，但是應該認識到根據(jù)發(fā)光層、中間電極等的組成可以去除一種或者多種電荷傳輸區(qū)域。例如，如果發(fā)光區(qū)也具有所需的電荷傳輸功能(即，電子傳輸或者空穴傳輸)則可以去除電荷傳輸區(qū)。
第一電極120可以是空穴注入陽極或者電子注入陰極其中之一。該第二電極130可以是電子注入陰極或者空穴注入陽極其中之一。該第一和第二電極根據(jù)具體目的和所需用途的需要用作陽極或者陰極。例如，在OLED100中，根據(jù)緊挨在第二電極130以下的層或者區(qū)域的電荷傳輸功能決定該第二電極130為陰極還是陽極。
第一電荷傳輸區(qū)142、152和162以及第二電荷傳輸區(qū)1446、156和166可以是空穴傳輸區(qū)或者電子傳輸區(qū)其中之一。單獨OLED或者發(fā)光區(qū)域作為空穴傳輸區(qū)或電子傳區(qū)的第一或第二電荷傳輸區(qū)的功能或特性取決于緊鄰各自電荷傳輸區(qū)的電極層(第一電極、第二電極或者中間層)的功能。同樣地，根據(jù)諸如緊鄰各電極的電荷傳輸區(qū)的該層或者區(qū)的性質(zhì)選擇中間電極的組成以提供合適的電荷注入層。例如，在實施方式中，中間電極在與具有空穴傳輸功能(例如，空穴傳輸區(qū))接觸的一側(cè)或者表面上必須用作空穴注入層并且在與具有電子傳輸功能(例如電子傳輸區(qū))的層接觸的另一側(cè)或者表面上用作電子注入層。在該實施方式中，中間電極為包括與發(fā)光區(qū)域的適當層相鄰的空穴傳輸層和電子注入層的多層結(jié)構(gòu)。在實施方式中，當每個中間電極在一側(cè)用作空穴注入電極并且在另一側(cè)用作電子注入電極時，則通過僅向第一和第二電極施加外部正向偏壓的方式對整個層疊施加外部正向偏壓使該層疊OLED工作；或者通過向諸如第一電極和第一中間電極、第一中間電極和第二中間電極以及第二中間電極和第二電極施加外部正向偏壓的方式分別向?qū)盈B的各單獨單元施加外部正向偏壓使該層疊OLED工作。在實施方式中，當一個或者多個中間電極在兩側(cè)用作空穴注入電極或者一個或者多個中間電極在其兩側(cè)用作電子注入電極時，則可以通過向諸如第一電極和第一中間電極、第一中間電極和第二中間電極以及第二中間電極和第二電極施加外部正向偏壓的方式分別向?qū)盈B的各單獨單元施加外部正向偏壓使該層疊OLED工作。
該層疊OLED的結(jié)構(gòu)并不是本發(fā)明的關鍵點并且可以根據(jù)具體目的和所需用途的需要進行選擇。例如，在一實施方式中，采用圖1作為實施例，層疊OLED100包括作為第一電極120的陽極、作為各第一電荷傳輸區(qū)142、152和162的空穴傳輸區(qū)，以及作為第二電荷傳輸區(qū)146、156和166的電子傳輸區(qū)。在該實施方式中，中間電極170和180為具有靠近電子傳輸區(qū)的電子注入層和靠近空穴傳輸區(qū)的空穴注入層的多層電極。如果在層疊結(jié)構(gòu)中每個單獨OLED包括作為第二電荷傳輸區(qū)域的電子傳輸區(qū)，那么位于最后發(fā)光區(qū)域(如果N等于1，即160)的電子傳輸區(qū)與第二電極130相鄰并且該第二電極130為陰極。
在另一實施方式中，第一電極120為陰極，各第一電荷傳輸區(qū)142、152和162均為電子傳輸區(qū)，而各第二電荷傳輸區(qū)146、156和166均為空穴傳輸區(qū)。在該實施方式中，空穴傳輸區(qū)為位于第二電極130以下的區(qū)并且因此該第二電極130為陽極。該中間電極170和180為具有靠近空穴傳輸區(qū)的空穴注入層和靠近電子傳輸區(qū)的電子注入層的多層電極。上述實施方式僅為示例性實施方式，也可以具有其他結(jié)構(gòu)或者排列方式。
參照圖2，示出了層疊OLED的另一實施方式。層疊OLED200包括基板210、陽極220和上電極230，以及位于陽極210和上電極230之間的多個發(fā)光區(qū)域240。發(fā)光區(qū)域240位于陽極220上方并且包括靠近陽極220的空穴傳輸區(qū)242、發(fā)光層或者區(qū)244，以及電子傳輸區(qū)246。在發(fā)光區(qū)域240上方設置有中間電極270。發(fā)光區(qū)域250位于中間電極270上方并且包括電子傳輸區(qū)252、發(fā)光層或者區(qū)254以及空穴傳輸區(qū)256。在發(fā)光區(qū)250上方設置中間電極280。發(fā)光區(qū)域260N設置在中間電極280上方并且包括電荷傳輸區(qū)262、發(fā)光層或者區(qū)264以及第二電荷傳輸區(qū)266，其中N為0、1或者大于1的整數(shù)。層疊OLED 200可以認為包括由靠近陽極、陰極和/或中間電極的各發(fā)光區(qū)域構(gòu)成的多個OLED，例如OLED2A、2B和2C。根據(jù)合并在OLED結(jié)構(gòu)中的發(fā)光區(qū)域的數(shù)量該OLED 200包括附加的或者更少的OLED。
參照圖3，層疊OLED 300包括基板310、陰極320、上電極330和位于陰極320和上電極330之間的多個發(fā)光區(qū)域。在陰極320上方設置發(fā)光區(qū)域340。發(fā)光區(qū)域340包括電子傳輸區(qū)342、發(fā)光層或者區(qū)344以及空穴傳輸區(qū)346。中間電極370設置在發(fā)光區(qū)域340上方。發(fā)光區(qū)域350設置在中間電極370上方并且包括空穴傳輸區(qū)352、發(fā)光層或者區(qū)354，以及電子傳輸區(qū)356。在該實施方式中，中間電極370設置在空穴傳輸區(qū)346和352之間并因此包括空穴注入材料。層疊OLED 300包括N個發(fā)光區(qū)域360，其中N為0、1或者大于1的整數(shù)。OLED 360包括第一電荷傳輸區(qū)362、發(fā)光區(qū)域364和第二電荷傳輸區(qū)366。在任何相繼的單獨OLED之間設置有諸如中間電極380的中間電極。層疊OLED300包括多個OLED，例如由靠近陰極、陽極和/或中間電極的各發(fā)光區(qū)域構(gòu)成的OLED 3A、3B和3C。根據(jù)包括在OLED結(jié)構(gòu)中的發(fā)光區(qū)域的數(shù)量該OLED可以包括附加的或者更少的OLED。
在圖2和圖3的實施方式中，相繼的發(fā)光區(qū)域的第一電荷傳輸區(qū)具有彼此不同的電荷傳輸功能并且相繼的發(fā)光區(qū)域的第二電荷傳輸區(qū)具有彼此不同的電荷傳輸功能使得中間電極位于具有同樣電荷傳輸功能的電荷傳輸區(qū)之間。即，在實施方式中，一發(fā)光區(qū)域的第二電荷傳輸層具有和相繼的下一發(fā)光區(qū)域的第一電荷傳輸層一樣的電荷傳輸功能。在這種實施方式中，中間電極任意地可以是適用電荷注入材料(即，空穴注入或者電子注入)的單層。例如，在圖2的實施方式中，在電子傳輸區(qū)246和252之間設置有中間電極270，并且該中間電極270包括電子注入材料。如果在整個層疊OLED中延續(xù)該方案，則基于發(fā)光區(qū)260的數(shù)量確定該上電極230如果N為0或者偶數(shù)整數(shù)，則在該實施方式中，上電極230為陽極材料(如果N等于0，則去除中間電極280)；如果N等于1或者奇數(shù)整數(shù)，則電荷傳輸層262為空穴傳輸區(qū)并且電荷傳輸區(qū)266為電子傳輸區(qū)，上電極為陰極。在圖3的實施方式中，中間電極370設置在空穴傳輸區(qū)346和352之間并包括空穴注入材料。如果相繼的發(fā)光區(qū)域的第一電荷傳輸區(qū)具有不同功能的慣例在整個層疊中執(zhí)行，則上電極330的功能和組成將依賴于存在于層疊結(jié)構(gòu)中發(fā)光區(qū)域360的數(shù)量N，如果N為0或者偶數(shù)則上電極為陰極并且如果N為1或者奇數(shù)整數(shù)則上電極為陽極。
應該理解參照圖1、2和3所述的實施方式僅是根據(jù)本發(fā)明的層疊OLED的可能實施方式的示例性實施例，并非用于限制根據(jù)本公開的層疊OLED的范圍。對于層疊OLED的整體結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)具體目的和所需用途的需要選擇單獨層所包括的組成和/或功能并且不限于這里所述的具體實施方式
。
至少一發(fā)光區(qū)域包括混和區(qū)域。這里所用到的混和區(qū)域包括具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料的混合物，并且任意的摻雜劑；其中在該混和區(qū)域存在至少一種能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。該具有不同電子和空穴傳輸能力的材料可以獨立地選自空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料。在一實施方式中，該混和區(qū)域包括兩種具有不同電子和空穴傳輸能力的材料，其中一種是能夠發(fā)光的電致發(fā)光材料。在另一實施方式中，混和區(qū)域包括兩種具有不同電子和空穴傳輸能力的材料，任意地其中之一為電致發(fā)光材料，并進一步包括電致發(fā)光摻雜劑。在又一實施方式中，混和區(qū)域包括兩種具有不同電子和空穴傳輸能力的材料，其中之一為電致發(fā)光材料，并且還包括電致發(fā)光摻雜劑，在另一實施方式中，混和區(qū)域包括兩種具有不同電子和空穴傳輸能力的材料，并且還包括摻雜劑，以及兩種材料其中至少之一或者該摻雜劑為電致發(fā)光材料。
根據(jù)具體目的和所需應用的需要選擇該混和區(qū)域的發(fā)射顏色。單獨OLED的發(fā)射顏色是基于在混和區(qū)域中選擇為發(fā)射器的材料。在混和區(qū)域包括摻雜劑并且該摻雜劑和具有不同電子和空穴傳輸能力的材料其中至少之一為發(fā)射器的實施方式中，來自混和區(qū)域的發(fā)射顏色取決于從具有不同電子和空穴傳輸能力的材料到摻雜劑的能量轉(zhuǎn)換。例如，如果對摻雜劑的能量轉(zhuǎn)換是完全的，則從單獨OLED的發(fā)射顏色即為由摻雜劑的發(fā)光顏色。如果對摻雜劑的能量轉(zhuǎn)換是不完全的，則從單獨OLED的發(fā)射顏色由具有不同電子和空穴傳輸能力的材料和摻雜劑的發(fā)射顏色決定。
層疊OLED的單獨OLED其中至少之一的發(fā)光區(qū)域包括混和區(qū)域。在實施方式中，每個單獨OLED的發(fā)光區(qū)域包括混和區(qū)域。應該理解可以根據(jù)具體目的或者所需用途的需要選擇包括作為發(fā)光區(qū)域一部分的混和區(qū)域的單獨OLED的數(shù)量。
在一實施方式中，可以制造層疊OLED的單獨OLED使其發(fā)射不同的發(fā)射顏色。在另一實施方式中，可以制造兩個或者多個單獨OLED使其發(fā)出相同的發(fā)射顏色。在制造兩個或者多個單獨OLED使其發(fā)射第一顏色的再一實施方式中，可以制造兩個或者多個單獨OLED使其發(fā)射第二顏色等。在又一實施方式中，可以制造層疊OLED結(jié)構(gòu)的所有單獨OLED使其發(fā)射相同的發(fā)射顏色以形成單色層疊OLED。在單色層疊OLED中，單獨OLED的發(fā)光區(qū)域可以具有相同的組成，或者單獨OLED的發(fā)光區(qū)域可以由不同組成或者材料構(gòu)成，其中各組成發(fā)出相同的發(fā)射顏色。
基板可以包括各種適用材料，諸如聚合物組分、玻璃、石英等。適用的聚合組分包括但不限于諸如MYLAR的聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚砜等。還可以使用這些各種材料的混合物。其它基板材料可以選自例如能夠有效地支持其它層并且不會干擾器件功能特性的材料。在實施方式中，基板可以由透光材料形成。
除有機發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)要求和其所需用途情況以外，不具體限制該基板的厚度。適用厚度包括從至少約25μm到約10,000μm。在實施方式中，基板厚度從約100μm到約1,000μm。當然，這些范圍以外的厚度也是可以的并且落入根據(jù)本發(fā)明的層疊OLED的范圍內(nèi)。
陽極包括適用的正空穴注入電極，諸如氧化銦錫(ITO)、氧化錫、金以及鉑。陽極的其他適用材料包括但不限于具有例如功函等于或大于約4eV并且優(yōu)選為從約4eV至約6eV的導電碳、π-共軛聚合物，例如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等。
陽極可以是任意適用的形式。在諸如透明或者基本透明的玻璃板或者塑料膜上涂敷薄導電層，或者在空穴傳輸區(qū)上涂敷薄導電層。根據(jù)本發(fā)明的層疊OLED的實施方式包括由涂敷在玻璃板上的氧化錫或者氧化銦錫(ITO)形成的透光陽極。而且，可以采用厚度低于約200埃并且在某些實施方式厚度為從約75埃到約150埃的薄透光金屬陽極。這些薄陽極可以包括諸如金、鉑等的金屬。此外，可以采用厚度為從50埃到約175埃的導電碳或者諸如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等的共扼聚合物的透明或者半透明薄層作為陽極。在專利號為No.4,885,211的美國專利中公開了陽極的其他適用形式，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
陽極的厚度范圍為約1nm到約5,000nm。應該認識到還可以采用該范圍以外的厚度。該范圍可以取決于陽極材料的光學常數(shù)。在實施方式中，陽極的厚度為從約30nm到約300nm。采用任何諸如真空氣相沉積、旋轉(zhuǎn)涂敷、電子束沉積和濺射沉積的任何適用的薄膜成形方法都可以形成該陽極。
可以選擇用來形成空穴傳輸區(qū)和混和區(qū)的空穴傳輸材料可以是任何公知或者以后研發(fā)的材料。適用的空穴傳輸材料包括，但不限于諸如聚苯胺及它的酸摻雜形式(acid-doped form)、聚吡咯、聚(亞苯基亞乙烯基)以及其它適用半導體有機材料。還可以采用這些和其它適用材料的混合物?？昭▊鬏敳牧系倪m用類別為美國專利No.4,539,507中公開的芳香叔胺，在此引入該專利作為參考。適宜的示例性的芳香叔胺包括但不局限于雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷；N，N，N-三(對甲苯基)胺、1，1-雙(4-二-對甲苯基氨基苯基)環(huán)己烷；1，1-雙(4-二-對甲苯基氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷；N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-二苯基-N，N’-雙(4-甲氧基苯基)-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N，N’，N’-四-對甲苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-二-1-萘基-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；以及它們的混合物等。
另一類適用于空穴傳輸材料的芳族叔胺為多環(huán)芳香胺。多環(huán)芳香胺的實施例包括但不局限于N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對甲苯胺；N，N-雙-(4’-(N-苯基-N-對氯苯基氨基)-4-聯(lián)苯基)-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間氯苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-間甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間氯苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對甲苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-對氯苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-對甲苯基氨基)4-聯(lián)苯基]-間氯苯胺；N，N-雙-[4’-(N-苯基-N-間甲苯基氨基)-4-聯(lián)苯基]-1-氨基萘，及它們的混合物等。
另一類適用的空穴傳輸材料為4，4’-雙(9-咔唑基)-1，1’-聯(lián)苯基化合物，4，4’-雙(9-咔唑基)-1，1’-聯(lián)苯基化合物的示例性實施例包括例如4，4’-雙(9-咔唑基)-1，1’-聯(lián)苯基以及4，4’-雙(3-甲基-9-咔唑基)-1，1’-聯(lián)苯基等。另一類的空穴傳輸材料為吲哚并咔唑類，例如5，11-二-萘基-5，11-二氫化吲哚并[3，2-b]咔唑和2，8-二甲基-5，11-二萘基-5，11-二氫化吲哚并[3，2-b]咔唑以及在美國專利No.5,942,340公開的吲哚并咔唑類，在此引入該專利作為參考。其他適用材料包括N，N，N’N’-四芳基聯(lián)苯胺，其中芳基可以選自苯基、間甲苯基、對甲苯基、間甲氧基苯基、對甲氧基苯基、1-萘基、2-萘基等。N，N，N’N’-四芳基聯(lián)苯胺的示例性實施例為N，N’-二萘基-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-雙(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺；N，N’-雙(3-甲氧基苯基)-N，N’-二苯基-1，1’-聯(lián)苯基-4，4’-二胺等。其他適用空穴傳輸材料還包括萘基取代的聯(lián)苯胺衍生物。
空穴傳輸區(qū)還可以包括由包括具有某種空穴注入和傳輸特性的材料構(gòu)成的至少一緩沖層(未示出)并選擇該緩沖層從而提高器件性能。能夠在緩沖層中使用的適宜材料包括半導體有機材料，諸如在此結(jié)合進來作為參考的美國專利No.4,356,429中公開的1，10，15，20-四苯基-21H，23H-卟啉銅(II)；酞菁銅、四甲基酞菁銅；酞菁鋅；酞菁二氧化鈦；酞菁鎂等。還能夠使用這些和其它適宜材料的混合物。能夠在緩沖層中采用的其它適宜材料包括半導體和絕緣金屬化合物，例如諸如MgO、Al2O3、BeO、BaO、AgO、SrO、SiO、SiO2、ZrO2、CaO、Cs2O、Rb2O、Li2O、K2O和Na2O的金屬氧化物以及如LiF、KCl、NaCl、CsCl、CsF和KF的金屬鹵化物。
可以通過任何公知或者以后研發(fā)的方法將上述材料形成為薄膜來制備任意地包括緩沖層的空穴傳輸區(qū)。用于此用途的適用方法包括氣相沉積和旋轉(zhuǎn)涂敷技術。
緩沖層可以位于空穴傳輸區(qū)內(nèi)的任何位置。即，可以將緩沖層設置為使得緩沖層的一個表面與空穴傳輸區(qū)的一表面重合。在該實施方式中該緩沖層既可以和陽極、中間電極接觸又可以和混和區(qū)域接觸，或者該緩沖層設置為使得該緩沖層的兩個表面位于空穴傳輸區(qū)的兩個表面之間。但是，在實施方式中該緩沖層與陽極或者空穴注入中間陰極接觸。
任意地包括緩沖層的空穴傳輸區(qū)厚度范圍為從約5nm到約500nm。緩沖層的厚度范圍為從約1nm到約100nm。緩沖層的厚度至少比包括緩沖層的空穴傳輸區(qū)的厚度少1nm。在實施方式中，緩沖層的厚度范圍為約5nm到約25nm。在另一實施方式中，該緩沖層的厚度范圍為從約1nm到約5nm。
通過在此引入其全部內(nèi)容作為參考的Z.D.Popovic等人在Proceeding ofSPIE，Vol.3176，“Organic Light-Emitting Material and Devices II”San Diego，Calif，Jul.21-23，1998，pp.68-73，以及在此引入作為參考的美國專利No.6,392,339，可以知道空穴傳輸區(qū)的厚度對有機發(fā)光器件的性能具有很大影響。而且已經(jīng)確定在空穴傳輸區(qū)中除緩沖層厚度以外的空穴傳輸區(qū)的厚度對該器件的性能也有一定影響，通常在不降低緩沖層的厚度的情況下降低空穴傳輸區(qū)的厚度可以產(chǎn)生所需的器件穩(wěn)定性的提高并且同時產(chǎn)生不需要器件效率的降低。因此，對于具體厚度緩沖層的空穴傳輸區(qū)，該空穴傳輸區(qū)具有一理想厚度范圍。在一實施方式中，除緩沖層的厚度之外空穴傳輸層的厚度范圍(減去緩沖層厚度后剩余的空穴傳輸層厚度)為從約5nm到約15nm。在另一實施方式中，除緩沖層的厚度之外的空穴傳輸層的厚度范圍為從約15nm到約75nm。
在一些實施方式中，需要單獨OLED僅包括空穴傳輸區(qū)或者電子傳輸區(qū)其中之一。即，諸如混和區(qū)的發(fā)光層或者區(qū)域可以和第一電極、第二電極或者中間電極其中之一直接接觸。
選擇用于形成電子傳輸區(qū)或者混和區(qū)域的電子傳輸材料可以是任何適用的公知材料或者以后研究的材料。能夠用于電子傳輸區(qū)和混和區(qū)域的適宜電子傳輸材料包括金屬羥喹啉酸化合物，諸如美國專利No.4,539,507、No.5,151,629、No.5,151,006和No.5,141,671中公開的8-羥基喹啉的金屬螯合物，在此引入各專利作為參考。示例性實施例包括三(8-羥基喹啉)鋁(AlQ3)。另一實施例為雙(8-羥基喹啉酸)-(4-苯并苯酚)鋁鹽(Balq)。其它實施例包括三(8-羥基喹啉酸)鎵鹽、雙(8-羥基喹啉酸)鎂鹽、雙(8-羥基喹啉酸)鋅鹽、三(5-甲基-8-羥基喹啉酸)鋁鹽、三(7-丙基-8-羥基喹啉酸)鋁鹽、雙[苯并{f}-8-喹啉酸]鋅鹽、雙(10-羥基苯并[h]喹啉酸)鈹鹽等可以用于電子傳輸區(qū)或者混和區(qū)的其他類的電子傳輸材料包括芪衍生物，諸如在此引入作為參考的美國專利No.5,516,577中公開的芪衍生物，例如4，4′，-雙(2，2，-二苯基乙烯基)聯(lián)苯；在此結(jié)合進來作為參考美國專利No.5,846,666中公開的金屬硫代羥喹啉酸化合物，諸如由雙(8-喹啉硫羥酸)鋅鹽、雙(8-喹啉硫羥酸)鎘鹽、三(8-喹啉硫羥酸)鎵鹽、三(8-喹啉硫羥酸)銦鹽、雙(5-甲基喹啉硫羥酸)鋅鹽、三(5-甲基喹啉硫羥酸)鎵鹽、三(5-甲基喹啉硫羥酸)銦鹽、雙(5-甲基喹啉硫羥酸)鎘鹽、雙(3-甲基喹啉硫羥酸)鎘鹽、雙(5-甲基喹啉硫羥酸)鋅鹽、雙[苯并{f}-8-喹啉硫羥酸]鋅鹽、雙[3-甲基苯并{f}-8-喹啉硫羥酸]鋅鹽、雙[3，7-二甲基苯并{f}-8-喹啉硫羥酸]鋅鹽等構(gòu)成的金屬硫代喹啉酸化合物；在此引入作為參考的美國專利No.5,925,472中公開的噁二唑金屬螯化物，諸如雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[5-聯(lián)苯基-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[5-聯(lián)苯基-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋰；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對甲苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對甲苯基-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[5-(對叔丁基苯基)-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[5-(對叔丁基苯基)-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(3-氟苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(4-氟苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(4-氟苯基)-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[5-(4-氯苯基)-2-(2-羥基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(4-甲氧基苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基-4-甲基苯基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-α-(2-羥基萘基)-5-苯基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對吡啶基-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-對吡啶基-1，3，4-噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(2-硫代苯基)-1，3，4-噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-硫代噁二唑]鋅；雙[2-(2-羥基苯基)-5-苯基-1，3，4-硫代噁二唑]鈹；雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-硫代噁二唑]鋅；和雙[2-(2-羥基苯基)-5-(1-萘基)-1，3，4-硫代噁二唑]鈹?shù)?；以及在此引入作為參考的美國專利No.6,057,048和No.6,821,643中公開的三嗪。另一類用于混和區(qū)的材料為蒽衍生物。
電子傳輸區(qū)可以包括厚度范圍為約5nm到約500nm的厚度范圍的電子傳輸材料。在實施方式中，該厚度為從約20nm到約80nm。應該認識到也可以采用除該范圍以外的厚度。在諸如有機發(fā)光器件包括多層電子傳輸區(qū)的實施方式中，單層厚度為至少約1nm。
可以用于混和區(qū)域的一類雙極傳輸材料包括蒽，諸如，例如2-t-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二-苯基蒽、9，9-雙[4(9-蒽基)苯基]芴以及9，9-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]芴。在其它適宜的蒽是在申請序列號為No.09/208,172現(xiàn)在美國專利號No.6,465,115(相應EP1009044A2)的美國專利中公開的蒽、以及在美國專利No.5,972,247中公開的蒽、以及美國專利No.5,935,721中公開的蒽、以及美國專利申請序列號為No.09/771,311現(xiàn)在美國專利No.6,479,172中公開的蒽，在此結(jié)合該專利作為參考。
還可以用于混和區(qū)域中的一類摻雜材料為稠環(huán)熒光染料。該稠環(huán)染料的實施例包括在此引入作為參考的美國專利No.3,172,862中所述的二萘嵌苯、紅熒烯、蒽、六苯并苯、菲(phenanthrecene)、芘等等。同時，還能夠用作摻雜劑的熒光材料包括諸如在此引用各專利作為參考的美國專利No.4,356,429和No.5,516,577中公開的丁二烯，諸如1，4-二苯基丁二烯和四苯基丁二烯、和芪等。摻雜劑的其它實施例為在美國專利No.5,601,903中公開的那些，在此引用該專利作為參考。能夠在混和區(qū)域中使用的其它熒光染料為在此引入該專利作為參考的美國專利No.5,935,720中公開的那些，例如4-(二氰基亞甲基)-2-1-丙基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB)；另一類可以用于混和區(qū)域的摻雜劑材料為鑭系元素金屬螯合物，例如三(乙酰丙酮基)(鄰二氮雜菲)鋱、三(乙酰丙酮基)(鄰二氮雜菲)銪、以及三(噻吩甲酰三氟丙酮基)(鄰二氮雜菲)銪，以及在Kido等“Whitelight emitting organic electroluminescenf device using lanthanide complexes”，Jpn.J.Appl.Phys.，Vol.35，p.L394-L396(1996)中公開的那些。另一類可以用于混和區(qū)域的摻雜劑材料為磷光材料，例如在Baldo等人的，“Highly efficientorganic phosphorescent emission from organic electroluminescent devices”，Lettersto Nature，Vol.395，p.151-154(1998)所述的包含導致強自旋-軌道耦合的重金屬原子的有機金屬化合物。這種磷光材料的實施例包括2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-膦鈀(II)(PtOEP)和色度-三(2-苯基吡啶)銪(Ir(ppy)3)。
在實施方式中，該混和區(qū)域包括具有不同電子和空穴傳輸能力的至少兩種材料構(gòu)成的混合物。該兩種材料能夠是具有不同空穴遷移率和/或不同電子遷移率的任意兩種材料。
通常，如果材料的空穴遷移率比其電子遷移率至少高10倍則認為該材料為空穴傳輸材料。而且，如果材料的電子遷移率比其空穴遷移率高至少10倍則認為該材料為電子傳輸材料。此外，如果材料的空穴遷移率等于電子遷移率、如果材料的空穴遷移率超過電子遷移率不大于10倍或者如果其電子遷移率超過其空穴遷移率不大于10倍，則認為該材料為雙極傳輸材料。
可以從電子傳輸材料、空穴傳輸材料和雙極傳輸材料中獨立地選擇該具有不同電子和空穴傳輸能力的兩種材料，以上已給出其示例性實施例。例如，兩種材料可以都是空穴傳輸材料，兩種材料可以都是電子傳輸材料，兩種材料可以都是雙極傳輸材料，一種材料可以是空穴傳輸材料并且另一種材料是電子傳輸材料，一種材料可以是空穴傳輸材料并且另一種材料是雙極傳輸材料，或者一種材料可以是電子傳輸材料且另一種材料為雙極傳輸材料。
在混合物包括兩種空穴傳輸材料的實施方式中，選擇兩種材料使得一種材料的空穴遷移率比另一種材料空穴遷移率高至少兩倍。在混合物包括兩種電子傳輸材料的實施方式中，選擇兩種材料使得一種材料的電子遷移率比另一種材料電子遷移率高至少兩倍。在混合物包括兩種雙極傳輸材料的實施方式中，選擇兩種雙極材料使得一種材料的空穴遷移率比另一種材料空穴遷移率高至少兩倍，和/或一種材料的電子遷移率比另一種材料電子遷移率高至少兩倍。
混和區(qū)域含有所述兩種材料其中之一的體積百分比為從約5％到約95％，并且所述兩種材料中另一種的體積百分比為約95％到約5％。混和區(qū)域還選擇性地含有體積百分比為從約0.01％到約25％的摻雜劑材料。在實施方式中，混和區(qū)域含有體積百分比為從約30％到約70％的所述兩種材料其中之一，并且所述兩種材料的另一種體積百分比為從約70％到約30％，并且還可以選擇性地含有體積百分比為從約0.05％到約10％的摻雜劑材料。在其它實施方式中，混和區(qū)域含有體積百分比為從約40％到約60％的所述兩種材料其中之一，并且所述兩種材料中另一種的體積百分比為從約60％到約40％，并且還可以選擇性地含有體積百分比為從約0.1％到約2％的摻雜劑材料。在其它實施方式中，混和區(qū)域的摻雜劑材料的量為體積百分比從約5％到約20％。
應該理解在層疊OLED中，不止一個單獨OLED包括混和區(qū)域，關于用于形成該混和區(qū)域的一種或者兩種材料以及在該混和區(qū)域中材料的濃度，可以由相同的或者不同的組成構(gòu)成該單獨OLED的混和區(qū)域。
可以通過任何能夠形成材料和任意的摻雜劑材料的選擇混合物的適用方法形成該混和區(qū)域。例如，通過共蒸發(fā)空穴傳輸材料、電子傳輸材料和用于形成混和區(qū)域的任意的摻雜劑材料形成混和區(qū)域。
混和區(qū)域的厚度可以從約1nm到約1000nm變化。在實施方式中，混和區(qū)域的厚度為從約10nm到約200nm。在另一實施方式中，混和區(qū)域的厚度為從約20nm到約100nm。但是還可以采用這些范圍以外的厚度。在層疊OLED包括兩個或者多個單獨OLED的實施方式中，每個OLED均包括混和區(qū)域，該混和區(qū)域具有相同的或者不同的厚度。各混和區(qū)域的厚度可以根據(jù)具體目的或者所需用途的需要選擇并可以改變該層疊OLED器件的電特性。
混和區(qū)域能夠包括一層以上的層。例如，能夠選擇性地形成混和區(qū)域使其包括兩層、三層或者更多分開的層。在這些實施方式中，在各層中具有不同電子和空穴傳輸能力的兩種材料的混和比例可以一樣，或者在各層中混合比例能夠發(fā)生變化。例如，多層可以各包括相同重量百分比的空穴傳輸材料和電子傳輸材料。在其它實施方式中，混和區(qū)域能夠包括不同量的這些材料。此外，混和區(qū)域中單獨層的組成可以相同也可以不同。具有同樣材料組成的相鄰層如果各材料其中至少之一以不同濃度存在則認為該相鄰層為不同的層。
用于根據(jù)本發(fā)明的的層疊OLED的適用混和區(qū)域的實施例包括但不限于在美國專利No.6,392,250、No.6,392,339、No.6,614,175、No.6,737,177、No.6,753,098、No.6,759,146和No.6,773,830中公開的內(nèi)容，在此引入作為參考。
陰極能夠含有包括諸如功函為從約4eV至約6eV的高功函組分或者諸如功函為從約2.5eV至約4eV的低功函組分的任意適宜金屬。該陰極可以包括低功函(低于約4ev)金屬和至少一種其他金屬的組合。低功函金屬與第二或者其他金屬的有效比例為重量百分比從小于約0.1％到99.9％并且更具體地為重量百分比從約3％到約45％。低功函金屬的示例性實施例包括但不限于諸如鋰或者鈉的堿金屬，諸如鈹、鎂、鈣或者鋇的IIA族或者堿土金屬，以及含有稀土金屬和諸如鈧、釔、鑭、鈰、銪、鋱、或者錒的錒族金屬的III族金屬。鋰、鎂和鈣為適用的低功函金屬。在此引入作為參考的美國專利No.4,885,211(這里)的Mg∶Ag合金陰極公開了一種優(yōu)選的陰極結(jié)構(gòu)。在此引入作為參考的美國專利No.5,429,884中描述了另一適用陰極，其中該陰極由具有諸如鋁和銦的其他高功函金屬的鋰合金構(gòu)成。另一種適用于陰極的材料為鋁金屬。
陰極可以包括諸如氧化銦錫(ITO)的至少一種透明導電材料和諸如在此引入作為參考的美國專利No.5,703,436和No.5,707,745中公開的其他材料。
陰極的厚度在從約10nm到約500nm的范圍內(nèi)，并且具體地在從約25nm到約300nm的范圍內(nèi)，當然也可以采用除該范圍以外的厚度?？梢圆捎萌魏芜m用的薄膜成形方法形成陰極。形成陰極的示例性方法包括但不限于真空氣相沉積、電子束沉積和濺射沉積。
層疊OLED可以包括熱防護元件(未示出)，該熱防護元件由包括具有某種熱特性的至少一種材料的至少一層構(gòu)成從而在溫度升高時提高層疊OLED的耐短路能力。構(gòu)成熱防護元件的材料的所需熱特性為熱膨脹特性，優(yōu)選地該特性的范圍低于約9×10-6(℃-1)，優(yōu)選地低于約4×10-6(℃-1)，該特性沒有具體下限?；跇?gòu)成層疊OLED其他材料的熱特性，尤其是基于構(gòu)成基板、空穴傳輸區(qū)和混和區(qū)和電子傳輸區(qū)的材料的熱特性選擇該范圍使得可以消除、最小化或者基本降低在高溫下層疊OLED容易短路的情況。在熱防護元件中采用的材料可以選自任何適用類型的材料，諸如有機化合物、無機材料、金屬材料及它們的混合物。在共同待審美國專利申請序列號No.09/0777154中公開了可以用在熱防護元件中的材料的示例性實施例，在此引入該專利作為參考，其中諸如Al2O3、SiO、SiO2、ZrO2的金屬氧化物為適用實施例。熱防護元件的厚度可以從約1nm到約100微米，除非由于制造技術的限制導致需要要求或者為了避免對OLED的其他性能特性造成不良影響或者增加成本的需要要求情況外，不對厚度設定上限。熱防護元件的適用厚度范圍為從約10nm到約1000nm。
通過任何適用的公知或者以后的研發(fā)方法將上述材料其中之一形成為薄膜來制備熱防護元件。用于該用途的適用方法包括諸如氣相沉積、濺射、電子束、弧蒸發(fā)和旋轉(zhuǎn)涂敷技術。這些方法中，優(yōu)選氣相沉積和濺射。
根據(jù)電極需要用作空穴注入接觸還是用作電子注入接觸還是用作兩者，中間電極可以包括任意適用的空穴注入材料或者電子注入材料。據(jù)此，根據(jù)電極起作用的方式，該中間電極可以是單層或者多層電極。例如，當中間電極在每一側(cè)都和空穴傳輸區(qū)接觸時，該中間電極可以包括單層空穴注入材料或者多層結(jié)構(gòu)，在多層結(jié)構(gòu)中靠近各空穴傳輸區(qū)的層包括空穴注入材料。同樣地，當中間電極在每一側(cè)都和電子傳輸區(qū)接觸時，該中間電極可以是包括電子注入材料的單層或者靠近各電子傳輸區(qū)的層包括電子注入材料的多層結(jié)構(gòu)。當中間電極的一側(cè)與具有空穴傳輸功能的層接觸并且中間電極的另一側(cè)與具有電子傳輸功能的層接觸時，在實施方式中，該中間電極為具有包括靠近空穴傳輸層的空穴注入材料的層和包括靠近電子傳輸層的電子傳輸材料的層的多層電極。
中間電極的適用材料包括ITO、V2O5和Mg∶Ag薄層?？蛇x地，該中間電極可以包括諸如在此引入作為參考的美國專利No.6,841,932和美國專利申請?zhí)朜o.10/401,238中所述內(nèi)容的金屬-有機物混和層(MOML)。該中間電極可以是共同待審申請?zhí)朜o.11/133,978[A3623-US-NP]中所述的結(jié)構(gòu)，在此引入整個公開作為參考，其中在某種情況下，MOML設置于空穴注入層和電子注入層之間，該空穴注入層包括具有氧化有機化合物的特性的受電子材料。
電子注入層包括提高電子從陰極或者中間電極注入到電子傳輸區(qū)的注入量的至少一材料?？梢杂糜陔娮幼⑷雽拥牟牧系氖纠詫嵤├ǖ幌抻诮饘倩衔锖瓦m宜的有機半導體材料。
在電子注入層中可以使用的適宜的金屬化合物包括諸如在此引入作為參考的美國專利No.5,457,565和No.5,739,635中所述的SrO、CaO、BaO等的堿土金屬，以及諸如Al2O3、SiO、SiO2的其它金屬氧化物。其他適用的電子注入材料包括諸如但不限于Ca、Li、K、Na、Mg、Al、In、Y、Sr、Cs、Cr、Ba、Sc及其化合物。能夠在電子注入層中使用的適宜類的金屬化合物為上述參考的美國專利No.5,739,635和這里引入作為參考的美國專利No.5,776,622中所公開的諸如LiF、LiCl、KF、KCl等的堿金屬鹵化物。
可以用于電子注入層的適用有機半導體材料包括允許陰極高能沉積的材料和組分。這些材料的實施例可以選自卟啉和并四苯化合物，其中酞菁銅染料為一實施例。電子注入層可以進一步包括有諸如Li的電子注入摻雜劑構(gòu)成的至少一種摻雜劑。
中間電極的電子注入層的厚度范圍為從約1nm到約100nm。在實施方式中，電子注入層的厚度范圍為從約1nm到約10nm。該電子注入層的另一適用厚度為從約10nm到約100nm。采用任何諸如真空氣相沉積、電子束沉積和濺射沉積的適用的薄膜成形方法可以形成電子注入層，其中真空氣相沉積為優(yōu)選方法。
適用于中間電極的空穴注入材料的實施例包括如前所述適合用作陽極的材料。在其他實施方式中，空穴注入材料可以包括在發(fā)光區(qū)中能夠氧化有機化合物的受電子材料。適合的受電子材料包括諸如在Kido等人的美國專利No.6,423,429中所述的無機化合物，在此引入該專利作為參考。該無機化合物包括諸如FeCl3、AlCl3、GaCl3、InCl3、SbCl5及它們的組合的路易斯酸。適用的受電子有機材料包括但不限于三硝基芴酮和2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(F4-TCNQ)。包括如上所述受電子材料的空穴注入層選擇性地包括諸如空穴傳輸材料的有機材料。適用的空穴傳輸材料包括如前所述的那些材料，包括但不限于NPB、MTDATA、BP-TPD、CuPc、VOPC、PEDOT、PANi等。該空穴傳輸層適于氣相沉積技術。在共同待審申請No.11/133,977以及No.11/133,978[A3618-US-NP和A3623-US-NP]中描述了包括受電材料和任意的空穴傳輸材料的陽極結(jié)構(gòu)，其全部內(nèi)容在此引入作為參考。在實施方式中，中間電極的空穴注入層僅包括受電子材料或者多種受電子材料的組合。在其他實施方式中，中間電極的空穴注入層包括受電子材料或者多種受電子材料和空穴傳輸材料的組合。在實施方式中，在中間電極的空穴傳輸層中受電子材料與空穴傳輸材料的比例為體積百分比從約10％∶90％到約90％∶10％。中間電極的空穴注入層厚度范圍為從約1nm到約100nm。在實施方式中，空穴注入層的厚度范圍為從約1nm到約10nm?？昭ㄗ⑷雽拥牧硪贿m宜厚度范圍為從約10nm到約100nm。采用諸如真空氣相沉積、電子束沉積和濺射沉積的任何適用的薄膜成形方法形成空穴注入層。其中優(yōu)選方法真空氣相沉積。
應該認識到可以通過改變層疊OLED的任意層的厚度，諸如通過改變混和區(qū)域的厚度等根據(jù)需要調(diào)整或者調(diào)節(jié)層疊OLED的各種屬性。
通過參照以下實施例進一步描述根據(jù)本發(fā)明的包括至少一個具有混和區(qū)域的OLED的層疊OLED。以下實施例僅是示例性的并不希望限于任何形式。
實施例實施例1制備具有如圖4所示結(jié)構(gòu)的第一層疊OLED器件，層疊OLED 400包括基板410、陽極420、發(fā)光區(qū)域430、發(fā)光區(qū)域450、位于發(fā)光區(qū)域430和450之間的中間電極440，以及陰極460。發(fā)光區(qū)域430和450均包括下空穴傳輸區(qū)(分別為432和452)、混和區(qū)(分別為434和454)以及上電子傳輸區(qū)(分別為436和456)。在涂覆有ITO的玻璃基板上在真空狀態(tài)(5×10-6Torr)采用物理氣相沉積制備層疊的OLED，該ITO用作底部陽極。該混和區(qū)域434和454厚度為800埃并且包括作為空穴傳輸材料的N，N’-二(萘基-1-基)-N，N’-二苯基-聯(lián)苯胺(NPB)、作為電子傳輸材料的三(8-羥基喹啉)鋁以及作為發(fā)綠光摻雜劑的(C545T)香豆素染料10-2(苯并噻唑基)-2，3，6，7-四氫基-1，1，7，7-四甲基-1H，5H，11H-[1)苯并焦吡喃基(6，7，8-ij)喹嗪-11-酮。陰極460由Mg∶Ag形成。中間電極440為多層電極，該多層電極包括厚度為500埃的AlQ3/Ag(90∶10)的金屬-有機物混和層，該層夾在厚度為10埃作為電子注入材料層的LiF層和厚度為200埃作為空穴注入材料層的NPB+10％F4-TCNQ層之間。
采用約31.25mA/cm2的電流密度驅(qū)動該器件并產(chǎn)生亮度(發(fā)光度)為3910cd/cm2的綠光。該亮度值轉(zhuǎn)換為12.5cd/A的電致發(fā)光效率。器件達到飽和綠光的CIE色坐標為(0.327，0.617)。器件的驅(qū)動電壓為13.4V。
實施例II除了各發(fā)光區(qū)域430和450的各混和區(qū)域434和454的厚度為400埃而不是800埃以外，制備其他方面與實施例I的器件一樣的層疊OLED器件。在以25mA/cm2的電流密度驅(qū)動該器件時，驅(qū)動電壓僅為9.5V，但是器件的電致發(fā)光效率為12.4cd/A，該發(fā)光效率與實施例I相當。因此通過在層疊OLED中優(yōu)化混和層的厚度，降低了器件驅(qū)動電壓同時還可以保持較高的電致發(fā)光效率(大于10cd/A)。
對照例I制造具有如圖5所示結(jié)構(gòu)的單獨OLED器件?；?10、陽極520、空穴傳輸區(qū)532、混和區(qū)534、電子傳輸區(qū)536和陰極540與實施例1中的器件具有同樣的組成并且對應層的厚度也相同。在以約31.25mA/cm2的電流密度驅(qū)動該器件時，該對照器件產(chǎn)生亮度為2600cd/cm2的綠光。該對照器件具有可以轉(zhuǎn)化為8.3cd/A的發(fā)光效率的亮度值。對照器件的驅(qū)動電壓為6.8V。對照器件達到飽和綠光的色坐標為(0.304，0.621)。
工作穩(wěn)定性測試在干燥環(huán)境以31.25mA/cm2的平均正向恒定電流密度在交流驅(qū)動條件下對實施例1的器件和對照例I的器件執(zhí)行工作穩(wěn)定性測試。圖6中示出了在上述條件下以亮度隨時間變化的形式的結(jié)果。如圖6所示，實施例1的層疊OLED表現(xiàn)出和對照例I的非層疊OLED相當?shù)墓ぷ鞣€(wěn)定性，二者在31.25mA/cm2的電流密度下工作500小時后均表現(xiàn)出亮度僅降低了初始亮度的約25％。但是層疊OLED比非層疊OLED具有更高的亮度。因此包括具有多個混和區(qū)的OLED的層疊OLED器件不但提供了包括單個混和區(qū)的非層疊OLED的高工作穩(wěn)定性而且可以提供通常其他層疊OLED器件所能表現(xiàn)的高電致發(fā)光效率。
盡管描述的是具體的實施方式，但是申請人或其他的熟練本領域的技術人員將能夠聯(lián)想到那些目前無法預見或目前可能無法預見的替代方案、修改、變型、改進和基本上等同的技術方案。因此，提交的且可能修改的所附權(quán)利要求意欲涵蓋所有這些替代方案、修改、改進和基本上等同的技術方案。
權(quán)利要求
1.一種層疊有機發(fā)光器件，包括基板；第一電極；第二電極；位于所述第一和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)域；以及位于相繼的發(fā)光區(qū)域之間的中間電極，其中所述多個發(fā)光區(qū)域其中至少之一包括混和區(qū)域，所述混和區(qū)域含有由第一材料和第二材料的混合物，以及任意的摻雜劑；并且所述第一材料、第二材料和摻雜劑其中至少之一為發(fā)射器，并且所述第一和第二材料具有不同的電子和空穴傳輸能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料和第二材料獨立地選自空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料為空穴傳輸材料并且所述第二材料為電子傳輸材料或者雙極傳輸材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料為電子傳輸材料并且所述第二材料為空穴傳輸材料或者雙極傳輸材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料為空穴傳輸材料并且所述第二材料為電子傳輸材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述混和區(qū)域還包括摻雜劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，各所述多個發(fā)光區(qū)域發(fā)出不同的發(fā)射顏色。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述多個發(fā)光區(qū)域其中至少之一發(fā)出的發(fā)射顏色不同于所述其它發(fā)光區(qū)域其中至少之一發(fā)出的發(fā)射顏色。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，各所述多個發(fā)光區(qū)域發(fā)出相同的發(fā)射顏色。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，包括混和區(qū)域的發(fā)光區(qū)域其中至少之一還包括靠近所述第一電極、所述第二電極和所述中間電極其中之一的電荷傳輸區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，包括混和區(qū)域的發(fā)光區(qū)域其中至少之一包括位于第一電荷傳輸區(qū)和第二電荷傳輸區(qū)之間的混和區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述混和區(qū)域包括體積百分比為從約5％到約95％的所述第一材料，以及體積百分比為從約5％到約95％的所述第二材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述混和區(qū)域還包括體積百分比為從約0.01％到25％的摻雜劑。
14.一種含有根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊有機發(fā)光器件的顯示器件。
15.一種層疊有機發(fā)光器件，包括第一電極；第二電極；位于所述第一電極和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)域；以及位于相繼的發(fā)光區(qū)域之間的中間電極，其中所述多個發(fā)光區(qū)域其中至少之一包括第一電荷傳輸區(qū)、第二電荷傳輸區(qū)和位于所述第一和第二電荷傳輸區(qū)之間的混和區(qū)域，所述混和區(qū)域包括由第一材料和第二材料的混合物，以及任意的摻雜劑；并且所述第一材料、第二材料和摻雜劑其中至少之一為發(fā)射器，并且所述第一和第二材料具有不同的電子和空穴傳輸能力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料和所述第二材料獨立地選自空穴傳輸材料、電子傳輸材料和雙極傳輸材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料為空穴傳輸材料并且所述第二材料為電子傳輸材料或者雙極傳輸材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料為電子傳輸材料并且所述第二材料為空穴傳輸材料或者雙極傳輸材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一材料為空穴傳輸材料并且所述第二材料為電子傳輸材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述混和區(qū)域還包括摻雜劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，各所述多個發(fā)光區(qū)域發(fā)出不同的顏色。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，各所述多個發(fā)光區(qū)域發(fā)出相同的顏色。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述中間電極包括與第一發(fā)光區(qū)域的電荷傳輸區(qū)接觸的第一表面，以及與第二發(fā)光區(qū)域的電荷傳輸表面接觸的第二表面，其中與中間電極的第一和第二表面接觸的各電荷傳輸區(qū)具有相同的電荷傳輸功能。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述中間電極為能夠向相鄰電荷傳輸區(qū)注入單一類型的電荷的單層。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述中間電極為包括靠近第一發(fā)光區(qū)域的電荷傳輸區(qū)的第一層、靠近第二發(fā)光區(qū)域的電荷傳輸區(qū)的第二層的多層結(jié)構(gòu)，所述中間電極的所述第一層和所述第二層含有能夠向所述相鄰的電荷傳輸區(qū)注入適當類型電荷的電荷注入材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，各所述多個發(fā)光區(qū)域包括第一電荷傳輸區(qū)、第二電荷傳輸區(qū)，以及設置于第一電荷傳輸區(qū)和第二電荷傳輸區(qū)之間的混和區(qū)域，所述混和區(qū)域包括由第一材料和第二材料的混合物，并且任意的摻雜劑；所述第一材料、第二材料和摻雜劑其中至少之一為發(fā)射器，并且所述第一和第二材料具有不同的電子和空穴傳輸能力。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電極為陽極并且所述第二電極為陰極。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電極為陰極并且所述第二電極為陽極。
29.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電極和第二電極均為陽極。
30.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電極和第二電極均為陰極。
31.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述中間電極包括與第一發(fā)光區(qū)域的空穴傳輸區(qū)接觸的第一表面，和與第二發(fā)光區(qū)域的電子傳輸表面接觸的第二表面。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，與第一發(fā)光區(qū)域的空穴傳輸區(qū)和第二發(fā)光區(qū)域的電子傳輸區(qū)接觸的所述中間電極包括靠近所述第一發(fā)光區(qū)域的空穴傳輸區(qū)的第一層和靠近所述第二發(fā)光區(qū)域的電子傳輸區(qū)的第二層，所述第一層包括空穴注入材料，并且所述第二層包括電子注入材料。
33.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述混和區(qū)域包括體積百分比為從約5％到約95％的所述第一材料，以及體積百分比為從約5％到約95％的所述第二材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述混和區(qū)域還包括體積百分比為從約0.01％到25％的摻雜劑。
35.一種含有根據(jù)權(quán)利要求15所述的層疊有機發(fā)光器件的顯示器件。
36.一種層疊有機發(fā)光器件，包括任意的基板；第一電極；第二電極；位于所述第一和第二電極之間的多個發(fā)光區(qū)域；以及位于相繼發(fā)光區(qū)域之間的中間電極，其中所述多個發(fā)光區(qū)域其中至少之一包括混和區(qū)域，所述混和區(qū)域包括第一材料和第二材料的混合物，并且任意的摻雜劑；所述第一材料、第二材料和摻雜劑其中至少之一為發(fā)射器，并且所述第一和第二材料具有不同的電子和空穴傳輸能力；并且其中所述一個或者多個中間電極其中至少之一為包括第一電荷注入層、第二電荷注入層，以及位于所述第一和第二電荷注入層之間的金屬-有機物混和層的金屬-有機物混和層電極。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述金屬-有機物混和層電極的第一和第二電荷注入層獨立地選自空穴注入層和電子注入層構(gòu)成的組中。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述金屬-有機物混和層電極的金屬-有機物混和層獨立地包括體積百分比為從約5％到約95％的金屬材料以及體積百分比為從約5％到約95％的有機材料。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述金屬-有機物混和層電極的金屬-有機物混和層獨立地包括體積百分比為從約5％到約30％的金屬材料以及體積百分比為從約95％到約70％的有機材料。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的層疊有機發(fā)光器件，其特征在于，所述第一電荷注入層為電子注入層并且所述第二電荷注入層為空穴注入層。
全文摘要
本發(fā)明涉及公開了一種層疊有機發(fā)光(OLED)器件，該發(fā)光器件包括由中間電極分離的呈垂直層疊結(jié)構(gòu)的多個單獨OLED，其中所述多個單獨OLED其中至少之一包括含有混和區(qū)域的發(fā)光區(qū)域或區(qū)；該混和區(qū)域包括空穴傳輸材料和電子傳輸材料的混合物，以及任意的摻雜劑。
文檔編號H05B33/12GK1866536SQ20061008101
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者H·阿茲茲, J·A·科甘 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社