专利名称：有机电致发光器件及制造方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光器件及其制造方法。
背景技术：
一类光电器件是使用有机材料用于发光的器件。这些器件的基本结构是夹在阴极和阳极之间的发光有机层，例如聚(对亚苯基亚乙烯基)(“PPV”)或聚芴的膜，所述阴极用于注入负载荷子(电子)，所述阳极用于向有机层中注入正载荷子(空穴)。电子和空穴在有机层中结合产生光子。在W090/13148中，有机发光材料是共轭聚合物。在US 4，539，507 中，有机发光材料是称为小分子材料类的材料，例如(8-羟基喹啉)铝(“Alq3”)。在实际的器件中，电极之一是透明的，以使得光子可以从器件逸出。这些有机发光器件(“OLEDs”) 具有用于显示器和照明应用的大的潜力。参见图1，典型的OLED在玻璃或塑料基片1上制造，所述基片涂布有透明阳极2例如氧化铟锡(“ΙΤ0”)并依次用空穴传输层2、有机电致发光材料层3和阴极4覆盖。该阴极通常为金属或合金并且可以包含单一的层，例如铝，或者多个层，例如钙和铝。可以在电致发光层和电极之间提供其它层以便增强向电致发光层的电荷传输。这包括阳极和电致发光层之间的电子阻挡层，以及阴极和电致发光层之间的电子传输和/或空穴阻挡层。图2说明图1的器件的能级。此处图示的电致发光层包含空穴传输“HT”、电子传输“ET”和电致发光“EL”材料。这些材料可以在电致发光层中作为混合物提供，或者作为同一分子的组成部分，如例如W099/48160中所述。如图3中所示，当器件工作时，空穴通过阳极注入器件中，电子通过阴极注入空穴中。空穴“浮”到电致发光材料的最高已占分子轨道(HOMO)中并且电子“沉”到电致发光材料的最低未占分子轨道(LUMO)中，然后结合以形成激子，该激子发生辐射衰变而产生光。在上述器件中，发射仅来自一种电致发光物种。然而，其中电致发光源自多于一种电致发光物种的器件是已知的。在公开于WO 99/48160中一种这样的器件中，在电致发光层中提供多于一种电致发光材料。W02006/067508和US5807627公开了另一种布置，其中器件包含多种一种电致发光层。明显需要将OLED的效率最大化。这可以通过选择固有地具有高效率(例如通过它们的光致发光效率所测量)的电致发光材料或者通过器件结构的优化以获得空穴和电子的有效且平衡的传输而实现。然而，本发明人已发现，某些材料在包含多种发射性物种的OLED的电致发光层中的使用导致不期望地低的器件效率和更高的驱动电压。
发明内容
经过深入研究，本发明人已发现，相对于器件中的其它材料具有深的LUMO能级的电致发光材料的使用导致差的器件性能。本发明人已发现，与具有深的LUMO能级的电致发光材料导致的电子俘获相关的问题，可以通过将该材料提供于器件的空穴传输层中而降低或消除，从而产生具有两个发射层的器件。因此，在第一方面，本发明提供权利要求1-13中所述的有机电致发光器件。在一种实施方案中，有机电致发光器件包含阳极；阴极；该阳极和该阴极之间的包含电子传输材料的第一电致发光层；以及该第一电致发光层和该阳极之间的第二电致发光层，其特征在于所述第二电致发光层包含空穴传输材料和电致发光电子俘获材料。本文中使用的“电子俘获材料”指的是具有比电子传输材料的LUMO能级低大于约 200meV的LUMO能级的材料。为避免任何不确定性，本文中使用的“低”指的是“离真空能级更远”，类似地，“高”具有相反的含义。在一种实施方案中，该电子传输材料也提供第一电致发光层的电致发光。在另一种实施方案中，第一电致发光层包含电子传输材料和另一电致发光材料。优选地，第一电致发光层包含空穴传输材料。该空穴传输材料也可以提供第一电致发光层的电致发光。电致发光层中的不同材料可以连接在一起以形成多功能分子的区段。因而，空穴传输材料、电子传输材料和电致发光材料中的两种或更多种可以为同一分子的部分，并且术语“材料”应当相应地理解。优选地，该分子为聚合物。任选地，该分子为聚合物，并且电子传输材料包含多个相邻的亚芳基重复单元。特别是，多个(至少2个，特别是3个或更多个)相邻的芴重复单元形成有效的电子传输区段。任选地，该空穴传输材料为胺。任选地，第一电致发光层发射白光，所述白光是在如下所述区域中的光该区域的 CIE χ坐标相当于黑体在1000-13，000K所发射的，CIE y坐标在黑体发射的所述光的CIE y坐标的0. 05内。 任选地，该电子俘获电致发光材料为磷光的。任选地，该电子俘获电致发光材料具有在570-620nm范围内的光致发光峰波长。任选地，第二电致发光层包含空穴传输胺材料，优选含胺聚合物。该电子俘获电致发光材料的LUMO优选比电子传输材料的LUMO低大于200meV。该电子俘获电致发光材料的LUMO非常优选比电子传输材料的LUMO低等于或大于300meV，任选地等于或大于400meV。在一种优选实施方案中，器件中的这两种电致发光材料的组合发射提供白光。在第二方面，本发明提供本发明第一方面的器件的形成方法，其包含如下步骤将第二电致发光层沉积于阳极上；将第一电致发光层沉积于第二电致发光层上；并将阴极沉积于第二电致发光层上。优选地，第一和第二电致发光层的至少之一从溶剂中的溶液沉积。优选地，第二电致发光层在第二电致发光层的沉积之前交联。
下面将参照附图更详细地说明本发明，其中图1显示一种有机发光器件。图2显示现有技术OLED的能级图。
图3显示图2的OLED工作时的能级图。图4显示用于与本发明的OLED对比的OLED的能级图。图5显示图4的OLED工作时的能级图。图6显示本发明的OLED的能级图。图7显示图6的OLED工作时的能级图。
具体实施例方式本发明人已研究了包含图1的层结构的器件，其中电致发光层4包含电子传输材料ET和两种电致发光材料ELl和EL2。本发明人发现，该器件的驱动电压和效率与仅包含 ELl的器件相比发生非常显著的降低。该器件的能级显示在在图4中。在EL2的LUMO能级和电子传输材料ET的LUMO 能级之间存在大的间隙6，使得当器件工作时EL2充当电子陷阱(图5)。本发明人通过如下方式解决了该问题将电子俘获电致发光材料EL2移入空穴传输层3中以形成具有图6所示的两个电致发光层(即空穴传输电致发光层3和电子传输电致发光层4)的器件。在工作中，如图7所示，注入电子传输层4中的一部分电子进入ELl 的LUMO中并与空穴结合以形成激子，并且剩余的一部分电子扩散到电致发光层中，在此它们可以进入EL2的LUMO并参与激子的形成。通常，大部分电子被层4吸收，仅留下少部分电子进入层3并形成激子。来自第二电致发光层的一些发射也可源于电子俘获电致发光材料，该电子俘获电致发光材料吸收扩散自第一电致发光层的激子。电子传输电致发光层 电子传输材料优选包含多个相邻的聚亚芳基单元，如例如Adv. Mater. 2000 12 03) 1737-1750及其参考文献中所公开。示例性的亚芳基单元包括碳环芳族物质例如 公开于J. Appl. Phys. 1996，79，934中的1，4-亚苯基重复单元；公开于EP 0842208中的芴重复单元；公开于例如Macromolecules 2000，33 (6)，2016-2020中的茚并芴重复单元；以及公开于例如EP 0707020中的螺芴重复单元。这些重复单元中的每一个任选地被取代。取代基的实例包括增溶基团例如C1,烷基或烷氧基；吸电子基团例如氟、硝基或氰基；以及用于提高聚合物的玻璃化转变温度的(Tg)的取代基。除了提供电子传输，上述聚亚芳基单元可以提供来自电子传输电致发光层的发射。特别优选的聚合物包括任选取代的2，7-联芴，最优选式I的重复单元 其中R1和R2独立地选自氢，或者任选地取代的烷基，其中一个或多个不相邻的 C原子可以被0、S、N、C = 0和-C00-代替；烷氧基、芳基、芳基烷基、杂芳基和杂芳基烷基。 更优选地，R1和R2的至少之一包含任选地取代的C4-C2tl烷基或芳基。
在R1或R2为芳基或杂芳基的情况下，优选的任选取代基包括烷基，其中一个或多个不相邻的C原子可以被0、S、N、C = 0和-C00-代替。用于芴单元的苯基环的任选取代基(即，除取代基R1和R2以外)优选地选自烷基，其中一个或多个不相邻的C原子可以被0、S、N、C = 0和-C00-代替；任选地取代的芳基，任选地取代的杂芳基，烷氧基，烷硫基，氟，氰基和芳基烷基。优选地，该聚合物包含上述亚芳基重复单元和芳基胺重复单元，特别是用于空穴传输和/或发射的重复单元II
权利要求
1.有机电致发光器件，其包含阳极；阴极；该阳极和该阴极之间的包含电子传输材料的第一电致发光层；以及该第一电致发光层和该阳极之间的第二电致发光层，其特征在于所述第二电致发光层包含空穴传输材料和电致发光电子俘获材料。
2.根据权利要求1的器件，其中该电子传输材料是电致发光的。
3.根据权利要求1的器件，其中该第一电致发光层包含该电子传输材料和一种电致发光材料。
4.根据权利要求1-3任意之一的器件，其中该第一电致发光层包含空穴传输材料。
5.根据从属于权利要求3的权利要求4的器件，其中该第一电致发光层中的该空穴传输材料是电致发光的。
6.根据权利要求1的器件，其中该第一电致发光层的该空穴传输材料和该第一电致发光层的该电致发光材料中之一或两者以及该电子传输材料为同一分子的组成部分。
7.根据权利要求6的器件，其中该分子为聚合物。
8.根据权利要求7的器件，其中该分子为聚合物，并且该电子传输材料包含多个相邻的亚芳基重复单元。
9.根据权利要求4的器件，其中该第一电致发光层的该空穴传输材料为胺。
10.根据以上权利要求任意之一的器件，其中该第一电致发光层发射白光。
11.根据以上权利要求任意之一的器件，其中该电子俘获电致发光材料为磷光的。
12.根据以上权利要求任意之一的器件，其中该第二电致发光层包含空穴传输胺材料。
13.根据以上权利要求任意之一的器件，其中该电子俘获电致发光材料的LUMO比该电子传输材料的LUMO低大于200meV。
14.权利要求1的器件的形成方法，其包含如下步骤将第二电致发光层沉积于阳极上；将第一电致发光层沉积于第二电致发光层上；并将阴极沉积于第二电致发光层上。
15.根据权利要求14的方法，其中第一和第二电致发光层的至少之一从溶剂中的溶液沉积。
16.根据权利要求15的方法，其中第二电致发光层在第二电致发光层的沉积之前交
全文摘要
有机电致发光器件包含阳极；阴极；该阳极和该阴极之间的包含电子传输材料的第一电致发光层；以及该第一电致发光层和该阳极之间的第二电致发光层。该第二电致发光层包含空穴传输材料和电致发光电子俘获材料。该第一电致发光层可以包含具有电子传输材料和电致发光材料的聚合物，并可以包括任选地电致发光的空穴传输材料。第一电致发光层的空穴传输材料和第一电致发光层的电致发光材料中之一或两者以及电子传输材料为同一分子或聚合物的组成部分。优选地，该电子传输材料包含多个相邻的亚芳基重复单元。
文档编号H01L51/50GK102396086SQ201080016566
公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月16日
发明者M·贝利, O·菲尔南德斯, R·威尔逊 申请人:住友化学株式会社, 剑桥显示技术有限公司