利用到三重态的直接注入的OLED制造技术

本发明专利技术涉及利用到三重态的直接注入的ＯＬＥＤ。本发明专利技术也涉及利用谐振注入和／或分阶能级的ＯＬＥＤ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机发光器件(OLED)，尤其涉及利用到三重态的直接注入的OLED。
技术介绍
利用有机材料的光电子器件因许多原因正在变得日益令人期望。用来制造这种器件的许多材料相对便宜，所以有机光电子器件具有优于无机器件的成本优势的潜能。另外，有机材料的固有性质，例如它们的柔韧性，可以使得它们充分适用于特殊应用例如在柔性衬底上的制造。有机光电子器件的实例包括有机发光器件(OLED)、有机光电晶体管、有机光生伏打电池以及有机光电检测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。例如，通常可以使用适当的掺杂剂容易地调节有机发射层发光的波长。 如这里使用的，术语“有机”包括可以用来制造有机光电子器件的聚合材料以及小分子有机材料。“小分子”指不是聚合物的任何有机材料，并且“小分子”实际上可能非常大。在一些情况下，小分子可以包括重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基不会从“小分子”类中去除分子。小分子也可以合并到聚合物中，例如作为聚合物主链上的悬挂基团或者作为主链的一部分。小分子也可以用作树枝状聚合物的核心部分，树枝状聚合物包括在核心部分上构建的一系列化学壳。树枝状聚合物的核心部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是“小分子”，并且认为当前在OLED领域中使用的所有树枝状聚合物都是小分子。通常，小分子具有意义明确的具有单一分子量的化学公式，然而聚合物具有可能每个分子各不相同的化学公式和分子量。如这里使用的，“有机”包括烃基和杂原子取代的烃基配位体的金属络合物。 OLED利用当跨越器件施加电压时发光的有机薄膜。OLED正在变成在许多应用例如平板显示器、照明和背光中使用的日益有趣的技术。几种OLED材料和构造在美国专利号5,844,363，6,303,238和5,707,745中描述，在此引用其全部内容作为参考。 OLED器件通常(但不总是)打算通过电极中至少一个发光，并且一个或多个透明电极可以在有机光电子器件中使用。例如，透明电极材料例如氧化铟锡(ITO)可以用作底部电极。也可以使用透明顶部电极，例如在美国专利号5,703,436和5,707,745中公开的，在此引用其全部内容作为参考。对于打算仅通过底部电极发光的器件，顶部电极不需要是透明的，并且可以包含具有高导电率的厚的反射金属层。类似地，对于打算仅通过顶部电极发光的器件，底部电极可以是不透明和/或反射的。在电极不需要透明的情况下，使用较厚的层可以提供更高的导电率，并且使用反射电极可以通过将光朝向透明电极反射而增加通过另一个电极发射的光的量。也可以制造完全透明的器件，其中两个电极都是透明的。也可以制造侧面发射的OLED，并且在这种器件中一个或两个电极可以是不透明或反射的。 如这里使用的，“顶部”指与衬底距离最远，而“底部”指最接近衬底。例如，对于具有两个电极的器件，底部电极是最接近衬底的电极，并且通常是制造的第一电极。底部电极具有两个表面，最接近衬底的底面和距离衬底较远的顶面。在第一层描述为“位于”第二层“上面”的情况下，第一层距离衬底较远。在第一和第二层之间可能存在其他层，除非指定第一层与第二层“物理接触”。例如，阴极可以描述为“位于”阳极“上面”，即使其间存在各种有机层。 如这里使用的，“溶液可处理”指能够以溶液或悬浮形式在液体介质中溶解、分散或传输和/或从液体介质中沉积。 如这里使用的，以及由本领域技术人员通常理解的，第一“最高占有分子轨道”(HOMO)或“最低未占有分子轨道”(LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级，如果第一能级更接近真空能级。因为电离电势(IP)作为相对于真空级别的负能量而测量，较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(较小负值的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和势(EA)(较小负值的EA)。在常规能级图上，真空级别位于顶部，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级比“较低”HOMO或LUMO能级更接近这种图的顶部而出现。
技术实现思路
在一种实施方案中，本专利技术提供一种有机发光器件，包括a)阳极；b)阴极；c)位于阳极和阴极之间的发射层，发射层包括i)具有磷光掺杂剂HOMO能级、磷光掺杂剂LUMO能级、三重态能量和单重态能量的磷光掺杂剂；以及ii)具有发射层基质(emission layer host)HOMO能级和发射层基质LUMO能级的发射层基质；以及d)位置与发射层相邻的传输层，传输层包括具有第一材料HOMO能级和第一材料LUMO能级的第一材料，其中电子空穴对跨越大约等于磷光掺杂剂的三重态能量的能量间距而直接重新结合。 在优选实施方案中，有机发光器件包括至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量的能量间距。能级间距可以在发射层基质LUMO与磷光掺杂剂HOMO之间，发射层基质HOMO与磷光掺杂剂LUMO之间，电子传输材料LUMO与磷光掺杂剂HOMO之间，空穴传输材料HOMO与磷光掺杂剂LUMO之间，或者电子传输材料LUMO与空穴传输材料HOMO之间。优选地，能量间距比磷光掺杂剂的单重态能量低至少大约0.2eV。 在优选实施方案中，磷光掺杂剂在发射谱中具有小于大约500nm的峰。 在另一种实施方案中，本专利技术提供一种有机发光器件，包括a)阳极；b)阴极；c)位于阳极和阴极之间的发射层，发射层包括i)具有磷光掺杂剂HOMO能级、磷光掺杂剂LUMO能级、三重态能量和单重态能量的磷光掺杂剂；以及ii)具有发射层基质HOMO能级和发射层基质LUMO能级的发射层基质；以及d)位置与发射层相邻的传输层，传输层包括多种材料，每种材料具有HOMO能级和LUMO能级，其中多种材料的每种的至少一个能级一起形成通向发射层中至少一个能级的一系列能阶，其中该系列能阶中的每阶至多大约0.2eV。 该系列能阶可以由掺杂有单一材料的子层、掺杂有材料混合物的子层、无杂质子层或者其组合形成。 本专利技术也提供制造本专利技术的器件的方法。 附图说明 图1显示具有独立电子传输、空穴传输和发射层以及其他层的有机发光器件。 图2显示不具有独立电子传输层的倒转有机发光器件。 图3显示指定ΔE1-4，谐振注入的可能位置的能级图。 图4显示掺杂剂的三重态(T1)和单重态(S1)。 图5显示第一材料HOMO与磷光掺杂剂HOMO对齐的能级图。 图6显示第一材料LUMO与磷光掺杂剂LUMO对齐的能级图。 图7A显示描绘掺杂有形成一系列能阶的材料混合物的空穴传输层的能级图。图7B描绘包括形成一系列能阶的多个无杂质层的空穴传输层。 图8A显示描绘掺杂有形成一系列能阶的材料混合物的电子传输层的能级图。图8B描绘包括形成一系列能阶的多个无杂质层的电子传输层。 图9显示到三重态的直接注入可以发生而不经过单重态的能级图，其中电子可以在三重态形成之前位于掺杂剂LUMO中。 图10显示到三重态的直接注入可以发生而不经过单重态的能级图，其中空穴可以在三重态形成之前位于掺杂剂HOMO中。 具体实施例方式 通常，OLED包括位于阳极和阴极之间并且电连接到阳极和阴极的至少一个有机层。当施加电流时，阳极注入空穴并且阴极注入电子到有机层中。注入的空穴和电子每个朝向带有相反电荷的电极迁移。当电子和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机发光器件，包括：　　　　ａ）阳极；　　　　ｂ）阴极；　　　　ｃ）位于阳极和阴极之间的发射层，发射层包括　　　　ｉ）具有磷光掺杂剂ＨＯＭＯ能级、磷光掺杂剂ＬＵＭＯ能级、三重态能量和单重态能量的磷光掺杂剂；以及　　　　ｉｉ）具有发射层基质ＨＯＭＯ能级和发射层基质ＬＵＭＯ能级的发射层基质；以及　　　　ｄ）位置与发射层相邻的传输层，传输层包括具有第一材料ＨＯＭＯ能级和第一材料ＬＵＭＯ能级的第一材料，其中电子空穴对跨越至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量的能量间距而直接重新结合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-3-31 60/666,867;US 2005-5-6 11/123,155;US 1.一种有机发光器件，包括a)阳极；b)阴极；c)位于阳极和阴极之间的发射层，发射层包括i)具有磷光掺杂剂HOMO能级、磷光掺杂剂LUMO能级、三重态能量和单重态能量的磷光掺杂剂；以及ii)具有发射层基质HOMO能级和发射层基质LUMO能级的发射层基质；以及d)位置与发射层相邻的传输层，传输层包括具有第一材料HOMO能级和第一材料LUMO能级的第一材料，其中电子空穴对跨越至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量的能量间距而直接重新结合。2.根据权利要求1的器件，其中发射层基质LUMO与磷光掺杂剂HOMO之间的能量间距至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量。3.根据权利要求1的器件，其中发射层基质HOMO与磷光掺杂剂LUMO之间的能量间距至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量。4.根据权利要求1的器件，其中传输层是电子传输层，并且其中第一材料LUMO与磷光掺杂剂HOMO之间的能量间距至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量。5.根据权利要求1的器件，其中传输层是空穴传输层，并且其中第一材料HOMO与磷光掺杂剂LUMO之间的能量间距至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量。6.根据权利要求1的器件，包括两个传输层包括电子传输材料的电子传输层和包括空穴传输材料的空穴传输层，其中电子传输材料LUMO与空穴传输材料HOMO之间的能量间距至少大约等于磷光掺杂剂的三重态能量。7.根据权利要求6的器件，其中能量间距比磷光掺杂剂的单重态能量低至少大约0.2eV。8.根据权利要求1的器件，其中磷光掺杂剂在发射谱中具有小于大约500nm的峰。9.一种有机发光器件，包括a)阳极；b)阴极；c)位于阳极和阴极之间的发射层，发射层包括i)具有磷光掺杂剂HOMO能级、磷光掺杂剂LUMO能级、三重态能量和单重态能量的磷光掺杂剂；以及ii)具有发射层基质HOMO能级和发射层基质LUMO能级的发射层基质；以及d)位置与发射层相邻的传输层，传输层包括多种材料，每种材料具有HOMO能级和LUMO能级，其中多种材料的每种的至少一个能级一起形成通向发射层中至少一个能级的一系列能阶，其中该系列能阶中的每阶至多大约0.2eV。10.根据权利要求9的器件，其中传输层是空穴传输层，并且多种材料的HOMO能级形成通向发射层基质HOMO或磷光掺杂剂HOMO的一系列...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克E汤普森，斯蒂芬福里斯特，朱丽亚J布朗，
申请(专利权)人：普林斯顿大学理事会，南加利福尼亚大学，通用显示公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]