有机电致发光元件和使用所述有机电致发光元件的照明设备的制造方法_3

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方式获得第四顺序干设和后续顺序干设的表达式。换言之,在使用 第a个顺序干设的情况下,1可W由a-1代替。
[0174] 图7和图8是示出随着具有前述多单元结构的有机化元件中的发光层E的位置 的变化的光外禪合效率和色差的变化的曲线图。 阳1巧]图7是在第一发光层El的位置被固定到对应于第二顺序干设(di化5) = 225nm) 的位置并且第二发光层E2的位置被改变的条件下获得的曲线图。期望,当第二发光层E2 的位置靠近对应于第=顺序干设(A= 1)的位置并且因此在从0. 9至1. 4的A的范围内进 行分析时,可W改进光特性。该元件满足由W上表达式(3)定义的关系。从图7的曲线图 中显而易见,确认在从0. 95至1. 3的A的范围内,光外禪合效率是高的,并且色差是低的。 阳176] 图8是在第二发光层E2的位置被固定到对应于第四顺序干设(d2(l. 5) = 430nm) 的位置并且第一发光层El的位置被改变的条件下获得的曲线图。期望,当第一发光层El的 位置靠近对应于第二顺序干设(A= 0. 5)的位置并且因此在从0. 4至0. 9的A的范围内进 行分析时,可W改进光特性。该元件满足由W上表达式(3)定义的关系。从图8的曲线图 中显而易见,确认在从0.45至0.8的A的范围中,光外禪合效率是高的,并且色差是低的。
[0177] 如从结果中理解的,优选发光层E的位置满足根据干设的顺序(腔体的顺序)由 表达式(2)定义的关系。
[0178] 注意,在图7和图8的曲线图中,峰值示出了不在A被设置为对应于干设位置的值 (诸如0.5和1)的情况下而是在A偏离运样的值的情况下的最大值。运是因为归因于光 扩散层2的存在W上元件允许光露出在基底模式或薄膜模式中。另外,归因于露出光的宽 分量的相长干设,腔体影响变得相对较强。运暗示根据干设条件在前面方向上设置的A= 0.5或A= 1的条件不总是最优的。因此,也在W上表达式似中,范围被确定使得范围的 中屯、偏罔干设的位置(A= 0. 5或A= 1)。
[0179] 在下文中,进一步描述对有机化元件的发光层E的位置的优化。
[0180] 表1示出了通过改变第一发光层El和第二发光层E2的位置获得的具有多单元结 构的有机化元件的光外禪合效率和色差的结果。有机化元件包括澄色发光层和蓝色发光 层。 阳 181][表 1]
阳183] 设计范例1和2对应于实施范例,并且设计范例3和4是比较范例。在设计范例 1和2中,两个发光层E彼此空间隔开。在设计范例3和4中,两个发光层E彼此相接触。 [0184] 设计范例3被设计使得第一发光层El适合于第一顺序干设。因此,能够考虑由干 设影响引起的光外禪合效率的改进。然而,在反射层和发光点之间的距离很小,并且不满足 由表达式(3)定义的关系。在下文中,将其他设计范例与作为参考范例的设计范例3进行 比较。
[01化]设计范例4被设计使得第一发光层El适合于第二顺序干设。因此,满足由表达式 (3)定义的关系。由此,考虑对等离子体损失的抑制。另外,满足由表达式(2)定义的关系。 然而,第一发光层El和第二发光层E2与彼此直接相接触,并不彼此空间隔开。因此,设计 范例4趋向于示出相对于设计范例3的光外禪合效率的轻微改进,但是可能示出更大的色 差。
[0186] 设计范例1被设计使得第一发光层El适合于第二顺序干设,并且第二发光层E2 适合于第=顺序干设。因此,满足由表达式(2)和(3)定义的关系。在设计范例I中,相对 于设计范例3改进了光外禪合效率,并且极大地抑制了色差。另外,与设计范例4的比较暗 示间隔发光层E可W引起光外禪合效率的增加和色差的很大改进。
[0187] 设计范例2被设计使得第一发光层El适合于A= 0. 6,其稍微偏离对应于第二顺 序干设的值。当由AA表示对应于第一发光层El的位置距干设位置的偏离的A的差时,AA 等于0. 1。另外,设计范例2被设计使得第二发光层E2适合于A= 1. 15,其稍微偏离对应 于第=顺序干设的值。表示第二发光层E2的位置距干设位置的偏离的AA等于0.15。在 设计范例2中,相对于设计范例3极大地增加了光外禪合效率,并且极大地抑制了色差。运 暗示,优选发光层E稍微偏离干设位置,从而引起距离的增加。例如,在满足表达式(2)的 范围中,AA可W等于或大于0.05,并且AA还可W等于或大于0. 1。
[0188] 在具有多个发光层E的情况下,当多个发光层E被调节适合于第二顺序干设位置 或后续顺序干设位置时,具有不同发射波长的发光层E同时满足优化条件可能是困难的。 额外地,当发光层E被堆叠时,发光点可W偏离期望的位置。另外,可W存在色差增加的可 能性。由此,使用其中发光层E彼此空间隔开的多单元结构可W容易地促进优化。
[0189] [从元件设计衍生的优选结构范例1]
[0190] 在根据W上元件设计生产的有机化元件中,在第一发光层El和光反射电极4之 间的距离可W增加。当在光反射电极4和第一发光层El之间的层(主要为第一电荷传输 层5a)具有差的电荷传输特性时,驱动电压可W随着电荷传输层5的厚度的增加而增加。尤 其地,当光反射电极4用作阴极时,电荷传输层5包括电子传输层。当该层具有差的电子传 输特性时,电压可W增加。 阳1W] 鉴于此,在图9中示出的有机化元件被提供作为对应于结构范例1的第四实施 例。该有机化元件包括载流子传输层8,载流子传输层8在光反射电极4和第一发光层El 之间并且是渗杂有给体材料的电荷传输介质。第一电荷传输层5a包括除了载流子传输层 8的部分,并且该部分是没有渗杂有给体材料的电荷传输介质的层,并且该部分被定义为非 渗杂层8曰。换言之,第一电荷传输层5a由载流子传输层8和非渗杂层8a构成。对载流子 传输层8的提供能够引起电荷传输特性的增加,并且因此能够降低驱动电压。
[0192] 在结构范例1中,载流子传输层8被放置靠近光反射电极4,并且非渗杂层8a被放 置靠近第一发光层E1。与结构范例1类似,优选载流子传输层8不与发光层E相接触。运 是因为能量耗散可W发生在渗杂的载流子传输层8和发光层E之间的交界面处。当非渗杂 层8a被放置邻近第一发光层El时,能够减少耗散的影响。
[0193] 当电荷传输介质具有电子传输特性时,给体材料是n型给体。当电荷传输介质具 有空穴传输特性时,给体材料是P型给体。
[0194] 可W针对对在发光层E中的载体平衡的调节合适地调节载流子传输层8的厚度。 为了改进电荷传输特性,载流子传输层8优选更厚。例如,能够提供具有等于或大于在第一 发光层El和光反射电极4之间的距离的10%的厚度(第一电荷传输层5a的厚度)的载 流子传输层8。鉴于电压的减少,优选更多地增加厚度,并且更优选载流子传输层8的厚度 等于或大于第一电荷传输层5a的厚度的50%,并且更优选等于或大于第一电荷传输层5a 的厚度的90%。然而,如上所述,优选发光层E和载流子传输层8不彼此相接触。例如,为 了确保非渗杂层8a具有等于第一电荷传输层5a的厚度的至少5%的厚度,载流子传输层8 的厚度能够等于或小于第一电荷传输层5a的厚度的95%。
[0195] 基于载体平衡来调节渗杂浓度,并且例如所述渗杂浓度可W在1%至30%的范围 内。当渗杂浓度在该范围内时,能够改进载体传输特性,并且能够减少不利影响,例如渗杂 剂的扩散。 阳196] 在结构范例1中,光反射电极4可W被设计作为阴极,并且光透射电极3可W被设 计作为阳极。在运种情况下,第一电荷传输层5a可W是电子传输介质的。换言之,载流子 传输层8和非渗杂层8a具有电子传输特性。另外,给体是n型给体。n型给体可W是诸如 Li和Sc的碱金属。备选地,如在US5093698A中公开的,给体可W是具有电子传输特性的 给体分子。通过对运样的给体的渗杂,能够获得具有高传输特性的电子传输层。
[0197] 在结构范例1中,光反射电极4可W被设计作为阳极,并且光透射电极3可W被设 计作为阴极。在运种情况下,第一电荷传输层5a可W由空穴传输介质制成。换言之,载流 子传输层8和非渗杂层8a具有空穴传输特性。另外,给体可W是P型给体。P型给体可W 由F4-TCNQ、和訊Cl5例示。另外,其可W是通过应用制备的P渗杂层(例如,P邸0T、 PANI或PPY溶解在其中的PS巧。在使用应用型层的情况下,材料被应用从而形成厚层,并 且由此能够形成载流子传输层8。
[0198] 表2示出了关于包括用作阴极的光反射电极4的有机化元件的存在载流子传输 层8的情况和缺少载流子传输层的情况的比较的结果。第一电荷传输层5a具有200nm的 厚度。
[0199] 元件范例Al对应于其中第一电荷传输层5a由非渗杂型电子注入层LiF和电子传 输层构成的范例。元件范例A2和A3对应于其中第一电荷传输层5a由载流子传输层8 (n-渗 杂电子注入层)和非渗杂层8a(电子传输层)构成的范例。元件范例A2和A3在载流子传 输层8的厚度中是不同的。表2示出了当载流子传输层8更厚时,减小电压并改进光外禪 合效率。 悦00][表引

阳203][从元件设计衍生的优选结构范例2] 阳204] 在图10中示出的有机化元件被提供作为第五实施例,其对应于来源于根据前述 元件设计制备的有机化元件的结构范例2。在该有机化元件中,光反射电极4用作阴极, 并且光透射电极3用作阳极。额外地,在光反射电极4和第一发光层El之间,电荷反型层9 和空穴传输层14W从第一发光层El的顺序被形成。换言之,第一电荷传输层5a包括电荷 反型层9和空穴传输层14。而且,优选第一电荷传输层5a包括电子传输层13,其比电荷反 型层9更靠近第一发光层El。在图10的范例中,第一电荷传输层5a由空穴传输层14、电 荷反型层9和电子传输层13构成。电荷被反转,并且因此电荷能够通过空穴传输层14被 转移,空穴传输层14的载体传输特性一般高于电子传输层13的载体传输特性。因此,能够 减小驱动电压。 阳205] 在运一点上,由空穴传输层14转移的载体是空穴。运样的空穴被阴极(光反射电 极4)的负电荷吸引,并且然后到达阴极。因此,光反射电极4能够用作实质阴极。 阳206] 电荷反型层9可W具有多层结构,在所述多层结构中,空穴提取层9a和阻挡层9b W从阴极(光反射电极4)的顺序被布置。对空穴提取层9a的提供能够引起空穴的移动。 对阻挡层9b的提供能够允许阻挡到阴极的电子流,并且因此将电子基本上转移到发光层 E。阻挡层9b可W由绝缘材料制成。然而,阻挡层9b应当具有不完全阻挡电并且能够从发 光层E中提取空穴并且阻挡到阴极的电子流的运样的绝缘特性。电荷反型层9能够由已知 材料制成。
[0207] 在结构范例2中,优选空穴传输层14比电荷反型层9和电子传输层13厚。尤其 地,在该范例中,载体传输能够基本上通过空穴传输层14的传输特性实现。因此,空穴传输 层14的厚度优选等于或大于第一发光层El和光反射电极4之间的距离(第一电荷传输层 5a的厚度)的50%,并且更优选地等于或大于70%。然而,有必要确保电荷反型层9和电 子传输层13的厚度W及因此空穴传输层14的厚度能够等于或小于第一电荷传输层5a的 厚度的90%。假如电荷反型层9具有反转电荷的作用,则能够调节电荷反型层9的厚度。 例如,电荷反型层9的厚度能够在第一电荷传输层5a的厚度的5%至30%的范围内。另外, 电子传输层13的厚度能够在第一电荷传输层5a的厚度的5%至30%的范围内。 阳20引注意,也在其中光反射电极4用作阳极并且光透射电极3用作阴极的元件中,电荷 反型层9能够被提供W反转电荷,从而允许载体的传输。注意,正常地,空穴传输层14在载 体传输特性中高于电子传输层13。因此,当提供电荷反型层9时,光反射电极4用作阴极是 有利的。
[0209] 表3示出了关于包括用作阴极的光反射电极4的有机化元件的存在电荷反型层9 的情况和缺少电荷反型层9的情况的比较的结果。第一电荷传输层5a具有200nm的厚度。
[0210] 元件范例Bl对应于其中第一电荷传输层5a由电子注入层LiF和电子传输层13 构成的范例。元件范例B2对应于其中第一电荷传输层5a由空穴传输层14、电荷反型层9 和电子传输层13构成的范例。表3示出了电荷的反转引起电压的减小和光外禪合效率的 改进。 悦川[表3]
[0214] [有机元件的材料]
[0215] 下面对用于制造有机化元件的材料进行了解释。有机化元件能够由通常用于生 产有机化元件的合适的材料制成。
[0216] 基底1可W由玻璃基底制成。运样的玻璃可W是钢玻璃。可W使用非碱性玻璃。 然而,钢玻璃一般比非碱性玻璃便宜,并且提供成本优势。另外,当使用钢玻璃时,光扩散层 2用作有机层的基础层。因此,能够抑制对由ITO等制成的光透射电极3的碱扩散的影响。
[0217] 例如,光扩散层2可W是通过应用含有散射粒子的基质制备的薄膜。在运种情况 下,优选光扩散层2的基质的折射率尽可能高,并且等于或大于发光层E和电荷传输层5的 折射率。为了改进光外禪合特性,优选材料尽可能不吸收光。基质可W是树脂。另外,为了 增加折射率,可W将具有相对较高折射率的诸如Ti化的无机材料与基质混合。注意,当归 因于粒子的聚合基质具有凸起时,短路很可能发生。因此,优选进行用于防止质量退化的处 置,例如涂层处置。额外地,如果散射粒子能够与基质一起使光散射,则不限制散射粒子。然 而,优选散射粒子不吸收光。能够通过将光扩散层2的材料应用到基底1的表面上来形成 光扩散层2。作为对材料的应用的方法,能够根据使用目的和基底的尺寸来使用诸如旋转涂 层、狭缝涂层、涂布涂层、喷雾涂层和喷绘的涂层方法。稍后描述光扩散层2的优选范例。
[0218] 具有发光结构的有机发光堆叠被形成在光扩散层2上。有机发光堆叠包括阳极、 阴极W及在阳极和阴极之间的有机化层。在本说明书中,有机化层被定义为在阳极和阴 极之间的层。例如,有机化层可W由W从阳极的顺序被布置的空穴传输层、发光层、电子传 输层W及电子注入层构成。在有机化元件中,光透射电极3可W用作阳极,并且光反射电 极4可W用作阴极。
[0219] 有机化层的堆叠结构不限于前述范例。例如,有机化层可W具有发光层的单层 结构;空穴传输层、发光层和电子传输层的堆叠结构;空穴传输层和发光层的堆叠结构;W 及发光层和电子传输层的堆叠结构。另外,空穴注入层可W被提供在阳极和空穴传输层之 间。另外,发光层可W具有单层结构或多层结构。例如,当期望的发射颜色是白色时,发光 层可W与红色、绿色和蓝色的=种类型的渗杂染料渗杂。备选地,发光层可W具有蓝色空穴 传输发光层、绿色电子传输发光层和红色电子传输发光层的堆叠结构,或者蓝色电子传输 发光层、绿色电子传输发光层和红色电子传输发光层的堆叠结构。另外,可W使用多单元结 构。在多单元结构中,多个发光单元与在其之间的光透射和导电夹层堆叠,并且每个发光单 元被定义为具有响应于对在阳极和阴极之间的电压的施加发光的作用的有机EL层。多单 元结构意指其中在厚度方向上堆叠并且彼此串联电连接的多个发光单元被放置在一个阳 极和一个阴极之间的结构。
[0220] 阳极是用于注入空穴的电极。阳极可W优选地由具有大功作用的诸如金属、合金、 导电化合物和其混合的电极材料制成。另外,为了避免在阳极的材料的功作用和HOMO(最 高占有分子轨道)水平之间的差变得过大的情形,阳极的材料的功作用优选地等于或大于 4eV并且等于或小于6eV。阳极的电极材料可W从W下中选择:金属氧化物(例如,IT0、二 氧化锡、氧化锋和IZ0)、金属化合物(例如,舰化亚铜)、导电聚合物(例如,PEDOT和聚苯 胺)、渗杂有与任意受体的导电
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