专利名称：：白光有机发光器件的制作方法
技术领域：
：示例性实施方式涉及一种白光有机发光器件，更具体地，涉及一种其中三重态激子从焚光发射层没有能量转移(energytransition)地扩散至发射层并因此具有优异的发光效率的白光有机发光器件。
背景技术：
：有机发光器件(OLED)是其中由阳极供给的空穴和由阴极供给的电子在形成于阳极和阴极之间的有机发光层中复合而发光的发光器件。由于具有例如优异的颜色再现性、快的响应速度、自发射、小的厚度、高对比度、宽视角和低功耗的特性，OLED可以用在电视监视器、个人计算机监视器、移动终端、MP3播放器、导航仪、以及室内和室外照明或信号中。白光OLED是发白光的OLED，并且可以用作薄光源、液晶显示器(LCD)的背光、或者使用滤色器的全色显示器件。OLED的光发射通常通过荧光发光，然而最近已经展示了通过磷光发光的OLED发射。这里使用的术语"磷光"是指来自有机分子的三重激发态的发射，术语"焚光"是指来自有机分子的单重激发态的发射。在量子力学中，三重态是总自旋角动量为1的体系状态；单重态是总自旋角动量为0的体系状态。为了改善白光OLED的发光效率，需要可以实现几乎100%的内部量子效率的结构。为了形成这种结构，近来的研究导向是使用磷光材料作为发光层。在荧光材料中，占据全部激子的约25%的单重态能量被辐射跃迁，而剩余75%的能量则因非辐射跃迁而损失。然而，在磷光材料中，三重态激子产生辐射跃迁，因此，通过适当地使用磷光材料可以实现高的发光效率。
发明内容因此本发明的一个目的是提供一种改善的白光OLED结构。本发明的另一目的是提供一种具有能够允许三重态能量由荧光层没有4能量转移地扩散至磷光层的结构的白光OLED。根据示例性实施方式的一个方面，白光有机发光器件(OLED)设有包含第一主体材料和第一掺杂剂的第一磷光层、包含蓝光主体材料和蓝光掺杂剂并且设置在第一磷光层上的蓝光荧光层、以及包含第二主体材料和第二掺杂剂并且设置在蓝光荧光层上的第二磷光层。蓝光荧光层的蓝光主体材料的三重态能量可大于第一磷光层的第一掺杂剂的三重态能量和第二磷光层的第二掺杂剂的三重态能量。第一磷光层的第一主体材料可具有空穴传输性能。第二磷光层的第二主体材料可具有电子传输性能。白光OLED可进一步包括第一功能层，第一功能层设置在蓝光荧光层和第一磷光层之间，并且第一功能层的带隙能量大于蓝光荧光层的蓝光掺杂剂的带隙能量，而且第一功能层的三重态能级等于或低于蓝光荧光层的蓝光主体材料的三重态能级且等于或高于第一磷光层的第一掺杂剂的三重态能级。白光OLED可进一步包括第二功能层，第二功能层形成于蓝光荧光层和第二磷光层之间，并且第二功能层的带隙能量大于蓝光荧光层的蓝光掺杂剂的带隙能量，而且第二功能层的三重态能级等于或^f氐于蓝光荧光层的蓝光主体材料的三重态能级且等于或高于第二磷光层的第二掺杂剂的三重态能级。第二功能层可具有5.5eV至7.0eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及2.5eV至3.5eV的最低未占分子轨道(LUMO)能级。第一和第二功能层可具有在不吸收蓝光荧光层上的蓝光掺杂剂的发光光谱的范围内的宽带隙。第一功能层可具有5.2eV至6.2eV的HOMO能级以及2.0eV至3.0eV的LUMO能级。第二功能层可具有5.5eV至7.0eV的HOMO能级以及2,5eV至3.5eV的LUMO能级。本专利或申请文件包含至少一个以彩色表示的图。带有彩图的本专利或专利申请公布的副本将在提出请求和支付必要的费用后由本单位提供。当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，本发明将变得更好理解，并且因此本发明的更完整的理解以及本发明的许多伴随的优点将变得明晰，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中图1是根据本发明的原理构造作为第一示例性实施方式的OLED的示意性横截面图2是根据本发明的原理构造作为第二示例性实施方式的OLED的示意性横截面图3是显示现有的具有荧光层-荧光层-磷光层(FFP)结构的白光OLED和根据本发明的原理构造作为示例性实施方式的具有磷光层-荧光层-磷光层(PFP)结构的白光OLED的发光光谱的图4是显示根据本发明的原理构造作为示例性实施方式的一个实施方式的白光OLED(PFP结构)在不同亮度下的发光光谱的图5是显示C正1931颜色空间色度图的图。具体实施例方式现在将参考附图更充分地描述示例性实施方式，在附图中展示了本发明的示例性实施方式。然而，本发明可体现为许多不同的形式，而不应解释为局限于这里给出的实施方式；相反，提供这些实施方式以使得该公开内容全面和完整，并将本发明的思想全面地传达给本领域技术人员。相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当一元件被称为"在，，另一元件"上"时，它可以直接在所述另一元件上或者它们之间可存在中间元件。相反，当一个元件被称为"直接在"另一元件"上"时，则不存在中间层。这里所使用的术语"和/或"包括相关所列项目中的一种或多种的任何和所有组合。应当理解，尽管术语第一、第二、第三和其它计数可用在本文中描述各种元件、组分、区域、层和/或部件，但是这些元件、组分、区域、层和/或部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组分、区域、层和/或部件与另一元件、组分、区域、层和/或部件区分开来。因此，在不脱离示例性实施方式的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组分、区域、层或部件可以称为第二元件、组分、区域、层或部件。本文所使用的术语只是用于描述特定实施方式，而非意图限制本发明。本文所使用的单数形式"一个(种)(a，an)"和"该"也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。还应当进一步理解，当术语"包含"或"包括"用在本说明书中时，其表明存在所述特征、区域、整体(integer)、步骤、操作、元件和/或组分，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分和/或它们的组合。为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语，例如"在......之下"、"在......下面"、"下部"、"在......上方"、"上部"等来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的一个或多个元件或特征的关系。应理解，除图中所示的方位以外，空间相对术语还意图包括在使用或工作中的器件的不同方位。例如，如果图中的器件翻转，描述为"在"其它元件或特征"下面，，或"之下"的元件将定向"在"其它元件或特征"上方"。因此，示例性术语"在......下面"可以包括在...上方(above)和在...下面(below)两种方位。器件可以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上)，并且本文中所使用的空间上相关的描述词对其进行相应解释。义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应理解，术语，例如在常用词典中定义的那些，应被解释为其含义与它们在相关领域背景和本公开内容中的含义一致，并且除非在本文中清楚地如此定义，否则所述术语将不以理想化或过度形式的意义进行解释。这里参照横截面图描述示例性实施方式，横截面图是示例性实施方式的各理想化实施方式的示意图。因而，预期有由于例如制造技术和/或公差导致的图示形状的变化。因此，示例性实施方式的各实施方式不应解释为局限于本文图示的区域的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状上的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域通常可能具有粗糙和/或非线性特征。此外，图示的尖锐的角可能是圓的。因此，图中所示的区域在本质上是示意性的，它们的形状不是要说明区域的精确形状，也并非意图限制示例性实施方式的范围。图1是根据本发明的原理构造作为第一示例性实施方式的OLED的示意性横截面图。参见图1，第一示例性实施方式的OLED具有其中第一磷光层151、蓝光荧光层153、第二磷光层155和阴极190依次顺序堆叠在阳极110上的结构。阳极110可形成在绝缘基底(未示出)，例如玻璃基底或塑料基底上。阳极110可以由具有高电导率和高功函的透明材料制成。例如，如果OLED是底部发射型OLED,则阳极110可以由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、Sn02或ZnO制成。同时，如果OLED是顶部发射型OLED，则阳极110可为由金属制成的反射电极。第一磷光层151、蓝光荧光层153和第二磷光层155可以依次顺序形成在阳极110上。蓝光荧光层153的主体材料具有比第一磷光层151和第二磷光层155中的掺杂剂更大的三重态能量。在量子力学中，三重态是总自旋角动量为l的体系状态；单重态是总自旋角动量为0的体系状态。三重态能量是处于三重态的体系能量与处于单重态的体系能量之间的差。除了包含具有高三重态能量的主体材料之外，蓝光荧光层153还包含作为掺杂剂的蓝光荧光材料。这里，蓝光荧光层153的主体材料可为用于OLED的任何材料，例如，9,10-二-(2-萘基)蒽(AND)、叔丁基AND(TBADN)、咔唑联苯(CBP)、4,4'，4"-三-(。卡唑-9-基)-三苯胺(TCTA)或三-8-羟基喹啉铝络合物(Alq3)。另外，对蓝光荧光掺杂剂没有特别限制，并且4，4'-双[2-H-(N，N-二苯基氨基)苯基)乙烯基]联苯(DPAVBi)、DPAVBi衍生物、二苯乙烯基亚芳基(distyrylarylene，DSA)、DSA衍生物、二苯乙烯基苯(DSB)、DSB衍生物、螺-DPVBi、联苯四曱酸(biphenyltetracarboxylicacid,BPTA)、BPTA衍生物、或螺-6P可用作蓝光荧光掺杂剂。第一磷光层151和第二磷光层155可具有与蓝光荧光层153的主体材料相同的主体材料。第一磷光层151和第二磷光层155中的掺杂剂为磷光材料，并且可具有比蓝光荧光层153的主体材料低的三重态能量。另一方面，第一和第二磷光层151和155的主体材料可分别具有空穴传输特性和电子传输特性，以使蓝光荧光层153的激子数量最大化。对可以用作第一和第二磷光层151和155中的掺杂剂的磷光材料没有特别限制。例如，3-(2'-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(称为香豆素6或C6)、或10-(2-苯并噻唑基)-1，1,7，7-四曱基-2,3,6,7-四氢-lH,5H,llH-[l]苯并吡喃[6,7,8-ij]喹嗪-ll-酮(称为香豆素545T或C545T)、或Ir(PPy)3(PP"2-苯基吡啶)可用作绿光掺杂剂；以及[4-(二氰基亚曱基)-2-叔丁基-6-(l,l,7，7-四曱基久洛尼定基(julolidyl)-9-烯基)-4H-吡喃(4-(二氰基亚曱基)-2-叔丁基-6-(l，l,7,7-四曱基久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃；DCJTB)]、具有6%的2，3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H，23H-卟啉-柏(PtOEP)的Alq、RD61和RD15(可从UDCCorp.获得)、或TER021(可从MerckCorp获得)可用作红光掺杂剂。在蓝光荧光层153的主体中产生的三重态激子向两侧方向扩散，以在第一磷光层151和第二磷光层155的磷光掺杂剂中产生辐射跃迁或复合。因此，如果第一和第二磷光层151和155包含上述红光或绿光掺杂剂，则可以获得具有高发光效率的白光OLED。阴极190可以形成在第二磷光层155上。阴极190可利用真空沉积方法或溅射方法形成。阴极190可以由具有低功函的金属、合金、电化合物、或它们的混合物制成。例如，阴极190可由Li、Mg、Al、Al-Li、Ca、Mg-In或Mg-Ag制成。如果OLED是顶部发射型OLED，则阴极190可以由具有高电导率和高功函的透明导电材料例如ITO或IZO制成。在阳极110和第一磷光层151之间可进一步形成空穴传输层(未示出)或电子阻挡层(未示出)。另外，在阴极190和第二磷光层155之间可进一步形成电子传输层(未示出)或空穴阻挡层(未示出)。图2是根据本发明的原理构造作为第二示例性实施方式的OLED的示意性横截面图。在下文中，将描述不同于第一示例性实施方式的元件的元件。参见图2，第二示例性实施方式的OLED具有其中第一磷光层251、第一功能层252、蓝光荧光层253、第二功能层254、第二磷光层255和阴极290依次顺序堆叠在阳极210上。这里，阳极210、第一磷光层251、蓝光荧光层253、第二磷光层255和阴极290分别与第一示例性实施方式的阳极110、第一磷光层151、蓝光荧光层153、第二磷光层155和阴极190相同，因此在此不再提供它们的详细描述。在第二示例性实施方式中，第一功能层252可形成在第一磷光层251和蓝光焚光层253之间，第一功能层252能够防止R3rster能量转移(energytransfer)(下文中称为能量转移)而不干涉三重态激子在各发光层之间的扩散。处于其激发态的给体发色团可以通过非辐射、长程偶极-偶极耦合机制将能量传递至紧密邻近(通常〈10nm)的受体发色团。该能量转移机制称为F6rster共振能量转移。这里，第一功能层252的带隙能量大于蓝光荧光层253中的掺杂剂的带隙能量，并且第一功能层252的三重态能量等于或低于蓝光荧光层253的主体的三重态能量且等于或高于第一磷光层251中的掺杂剂的三重态能量。第一功能层252可由现有的空穴传输材料制成，所述空穴传输材料例如，具有氨基取代基的哺二唑化合物、具有氨基取代基的三苯基曱烷化合物、三级化合物、腙化合物、吡唑啉化合物、晞胺化合物、苯乙烯基化合物、1,2-二笨乙烯化合物、或呻唑化合物。第一功能层252可具有5.2eV至6.2eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及2.0eV至3.0eV的最低未占分子轨道(LUMO)能级。此外，第二功能层254可形成在蓝光荧光层253和第二磷光层255之间，第二功能层254能够防止能量转移而不干涉三重态激子在蓝光荧光层253和第二磷光层255之间的扩散。这里，第二功能层254的带隙能量大于蓝光荧光层253中的掺杂剂的带隙能量，并且第二功能层254的三重态能量等于或低于蓝光荧光层253的主体的三重态能量且等于或高于第二磷光层255中的掺杂剂的三重态能量。第二功能层254可由现有的电子传输材料制成，所述电子传输材料例如，蒽化合物、菲化合物、芘化合物、芘化合物、茗化合物、苯并(9，10)菲化合物、荧蒽化合物、periflanthene化合物、吡咯(azole)化合物、二唑(diazole)化合物或亚乙烯基化合物。同时，第二功能层254可具有5.5eV至7.0eV的HOMO能级以及2.5eV至3.5eV的LUMO能级。第一和第二功能层252和254不干涉三重态激子的扩散，同时防止各发光层之间的能量转移，与此同时，将电子和空穴限制在蓝光荧光层253中以使电荷平衡最大化。下面的表l显示了制造以测试第二示例性实施方式的白光OLED的性能的现有白光OLED(荧光层-荧光层-磷光层，FFP)和根据第二示例性实施方式的白光OLED(磷光层-荧光层-磷光层，PFP)的结构和材料之间的比较。表1现有技术(FFP)第二示例性实施方式(PFP)厚度或掺杂百分率阴极AlAl1500A电子注入层(EIL)LiFLiF6A电子传输层(ETL)二(2-曱基-8-羟基p奎，林)-4-苯基苯酚-铝(Balq)Balq400A红光层发射类型磷光磷光主体BalqBalq50A掺杂剂Ir(piq)2(acac)Ir(piq)2(acac)2%<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>现有白光OLED具有FFP结构，第二示例性实施方式的白光OLED具有PFP结构。在现有白光OLED的制造中，功能层插入在为磷光层的红光层和为荧光层的蓝光层之间；并且均为荧光层的蓝光层和绿光层彼此接触。同时，在第二示例性实施方式的白光OLED的制造中，为磷光层的红光层和绿光层分别设置在为荧光层的蓝光层的两侧，并且第一和第二功能层分别插入在蓝光层与红光层以及蓝光层与绿光层之间。表2显示表1中所述的两个白光OLED在4,000尼特(1坎德拉每平方米(cd/m2)=l尼特)下的发光特性的实验结果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>PFP0.320.3520116.1图5显示了CIE1931颜色空间色度图。国际照明委员会(CIE)系统用于通过在CIE1931颜色空间色度图上指定某点的双色亮度参数Y以及两个坐标x和y表征颜色。CIE1931颜色空间是由国际照明委员会(C正)在1931年创建的首次在数学上定义的颜色空间。根据上表2,现有白光OLED(FFP)的国际照明委员会(CIE)坐标是(0.33，0.33)，第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)的C正坐标是(0.32,0.35);因此，现有白光OLED(FFP)和第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)都具有白光光谱。这里，第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)显示出高的发光效率，而颜色变化小。具体地，现有白光OLED(FFP)的发光效率为16坎德拉/安(cd/A);然而，第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)的发光效率显著提高至20(cd/A)。另外，现有白光OLED(FFP)的外部量子效率为9%，第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)的外部量子效率为11%。而且，现有白光OLED(FFP)的功率效率为5.05流明/瓦(lm/w),第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)的功率效率显著提高至6.1lm/w。图3显示了现有白光OLED(FFP)和第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)的发光光谱。参见图3，第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)在绿光波长区(510nm左右)显示出峰4直，并且具有比现有白光OLED更强的绿光发射。因此，在第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)中，蓝光主体的三重态激子扩散到绿光掺杂剂中，从而，第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)具有优异的发光效率。图4显示表1中所述的第二示例性实施方式的白光OLED(PFP)在不同亮度下的发光光谱。参见图4，因亮度变化而引起的光谱变化小。这一性质对于显示器件来说是必需的，因此，即使当电场变化时也能稳定地维持激子分布。尽管已经参照其示例性实施方式具体公开和描述了一些示例性实施方式，但本领域技术人员应理解，在不脱离如所附权利要求书所定义的示例性实施方式的精神和范围的前提下，可以在形式和细节上做出各种改变。权利要求1、一种白光有机发光器件(OLED)，包括包含第一主体材料和第一掺杂剂的第一磷光层；包含蓝光主体材料和蓝光掺杂剂并且设置在所述第一磷光层上的蓝光荧光层；以及包含第二主体材料和第二掺杂剂并且设置在所述蓝光荧光层上的第二磷光层，其中所述蓝光荧光层的蓝光主体材料的三重态能量大于所述第一磷光层的第一掺杂剂的三重态能量和所述第二磷光层的第二掺杂剂的三重态能量。2、权利要求1的白光OLED，其中所述第一磷光层的第一主体材料具有空穴传输性能。3、权利要求1的白光OLED，其中所述第二磷光层的第二主体材料具有电子传输性能。4、权利要求1的白光OLED,还包括第一功能层，所述第一功能层设置在所述蓝光荧光层和所述第一磷光层之间，其带隙能量大于所述蓝光荧光层的蓝光掺杂剂的带隙能量，并且其三重态能量等于或低于所述蓝光焚光层的蓝光主体材料的三重态能量且等于或高于所述第一磷光层的第一掺杂剂的三重态能量。5、权利要求4的白光OLED,其中所述第一功能层具有约5.2eV至6.2eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及约2.0eV至3.0eV的最低未占分子轨道(LUMO)能级。6、权利要求1的白光OLED，还包括第二功能层，所述第二功能层形成在所述蓝光荧光层和所述第二磷光层之间，其带隙能量大于所述蓝光焚光层的蓝光掺杂剂的带隙能量，并且其三重态能量等于或低于所述蓝光菱光层的蓝光主体材料的三重态能量且等于或高于所述第二磷光层的第二掺杂剂的三重态能量。7、权利要求6的白光OLED,其中所述第二功能层具有约5.5eV至7.0eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及约2.5eV至3.5eV的最低未占分子轨道(LUMO)能级。8、权利要求7的白光OLED,其中所述第二功能层的HOMO能级等于或高于所述蓝光荧光层、第一磷光层和第二^^光层的HOMO能级。9、权利要求6的白光OLED，其中所述第二功能层的HOMO能级等于或高于所述蓝光荧光层、第一磷光层和第二磷光层的HOMO能级。10、权利要求1的白光OLED,还包括第一功能层，其设置在所述蓝光荧光层和所述第一磷光层之间，其带隙能量大于所述蓝光荧光层的蓝光掺杂剂的带隙能量，并且其三重态能级等于或低于所述蓝光荧光层的蓝光主体材料的三重态能级且等于或高于所述第一磷光层的第一掺杂剂的三重态能级；以及第二功能层，其设置在所述蓝光荧光层和所述第二磷光层之间，其带隙能量大于所述蓝光荧光层的蓝光掺杂剂的带隙能量，并且其三重态能级等于或低于所述蓝光荧光层的蓝光主体材料的三重态能级且等于或高于所述第二磷光层的第二掺杂剂的三重态能级，其中所述第一和第二功能层具有不吸收所述蓝光荧光层的蓝光掺杂剂的发光光谱的带隙。11、权利要求10的白光OLED,其中所述第一功能层具有约5.2eV至6.2eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及约2.0eV至3.0eV的最低未占分子轨道(LUMO)能级。12、权利要求11的白光OLED,其中所述第二功能层具有约5.5eV至7.0eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及约2.5eV至3.5eV的最低未占分子轨道(LUMO)能级。13、权利要求10的白光OLED，其中所述第二功能层具有约5.5eV至7.0eV的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及约2.5eV至3.5eV的最低未占分子轨道(LUMO)能级。全文摘要本发明提供一种白光有机发光器件(OLED)，其包括阳极、设置在阳极上的包含第一主体材料和第一掺杂剂的第一磷光层、设置在第一磷光层上的包含蓝光主体材料和蓝光掺杂剂的蓝光荧光层、以及设置在蓝光荧光层上的包含第二主体材料和第二掺杂剂的第二磷光层。此外，蓝光荧光层的蓝光主体材料的三重态能量大于第一磷光层的第一掺杂剂的三重态能量和第二磷光层的第二掺杂剂的三重态能量。文档编号H01L51/50GK101459224SQ20081019080公开日2009年6月17日申请日期2008年10月9日优先权日2007年10月9日发明者宋正培,李晟熏,金武谦,金相烈申请人:三星电子株式会社;三星Sdi株式会社