基于电致磷光的极高效有机发光器件制造技术

提供一种有机发光器件，其中，发射层包含宿主材料，在宿主材料中包含发射分子，此发射分子用于当电压施加到异质结上时发光，且该发射分子从包括环金属铱化合物的磷光有机金属化合物组中选择，且该器件包含激子阻挡层。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
I.专利
本专利技术涉及包含发射层和激子阻挡层，且该发射层包含有机金属磷光搀杂化合物的有机发光器件(OLED)。II.专利技术背景II.A一般
技术介绍
有机发光器件(OLED)包含几个有机层，其中的一个层包含能通过在器件两端施加电压而电致发光的有机材料(C.W.Tang等，Appl.Phys.Lett.1987年，第51期，第913页)。对于作为基于LCD的全色平板显示器的实用替代技术，一些OLED已表现出具有充足的亮度、颜色范围和工作周期(S.R.Forrest，P.E.Burrows和M.E.Thompson，Laser FocusWorld，1995年2月)。由于此种器件中所用的许多有机薄膜在可见光谱区域内是透明的，因此它们可以实现完全新型的显示器像素，其中发射红(R)、绿(G)和蓝(B)的OLED以垂直层叠几何图形布置，提供简单的制作工艺、小的R-G-B像素尺寸和大的占空因数(国际专利申请第PCT/US95/15790号)。在国际专利申请第PCT/US97/02681号中描述了，透明OLED(TOLED)意味着朝向实现高分辨率的一大进步，即，可独立寻址的层叠R-G-B像素，其中，TOLED在断电时具有大于71％的透明度，而在器件通电时从顶部和底部器件表面以高效率(接近1％的量子效率)发射光。TOLED使用透明铟锡氧化物(ITO)作为空穴注入电极而Mg-Ag-ITO电极层用于电子发射。已公开一种器件，其中Mg-Ag-ITO层的ITO侧用作与在TOLED顶部层叠的第二个发射不同颜色的OLED的空穴注入接触面。在层叠OLED(SOLED)中的每个层都是可独立寻址的，并且发射其各自的特征颜色。此彩色发射可通过邻接层叠的、透明的、可独立寻址的一个或几个有机层、透明接触面和玻璃基片传播，从而允许该器件通过改变红和蓝色发射层的相对输出发射任意颜色。PCT/US95/15790专利申请公布了一种集成SOLED，其中，在颜色可调显示器中用外部电源可独立改变和控制强度与颜色。因而PCT/US95/15790专利申请阐述了借助小像素尺寸有可能实现提供高图象分辨率的集成全色像素的原理。而且，与现有技术方法相比，可以用成本相对较低的制造技术来制作此种器件。II.B发射的
技术介绍
结构基于使用有机光电子材料层的器件一般依赖于导致光学发射的普通机构。一般而言，此机构基于所捕获电荷的辐射复合。具体地，OLED包含至少两个分隔器件阳极和阴极的薄有机层。在这些层中，一个层的材料具体地基于其传输空穴的能力来选择，该层称为“空穴传输层”(HTL)，另一层的材料则具体根据其传输电子的能力来选择，这一另一层称为“电子传输层”(ETL)。由于具有这样的结构，该器件可看作是当施加到阳极的电势比施加到阴极的电势更高时具有正向偏压的二极管。在这些偏压条件下，阳极向空穴传输层注入空穴(正电荷载体)，而阴极向电子传输层注入电子。与阳极相邻的发光介质部分因而形成空穴注入和传输区域，同时与阴极相邻的发光介质部分形成电子注入和传输区域。被注入的空穴和电子都向带有相反电荷的电极传输。当电子和空穴定位于相同的分子时，形成Frenkel激子。此种短期状态的复合可看作是电子从其传导电势下降到价电子带，同时在一定的条件下优选依靠发光机构产生松驰现象。鉴于典型薄层有机器件的此种工作原理，电致发光层包括从每个电极接收移动电荷载体(电子和空穴)的发光区域。OLED一般通过荧光或磷光进行发光。在如何利用磷光上则有区别。已注意到，在高电流密度时磷光效率迅速降低。可能是较长的磷光周期使发射位置饱和，并且三重态-三重态湮没产生效率损失。在荧光和磷光之间的另一区别是三重态从导电宿主到发光客体分子的能量转移一般比单纯态的慢；依据自旋对称守恒原理，占据单纯态能量转移支配地位的长列偶极-偶极偶合(Frster转移)对于三重态(在理论上)是被禁止的。因而，对于三重态，能量转移一般是通过激子散射到邻近分子(Dexter转移)而发生的；施主和受主受激波函数的明显重叠对于能量转移是关键的。另一区别在于，与一般单纯态散射距离为约200相比，三重态散射距离一般较长(如＞1400)。因而，如果磷光器件要实现它们的潜力，器件结构就需要为三重态性质而优化。在本专利技术中，我们发挥三重态长散射距离的性质，以提高外部量子效率。成功利用磷光有希望制造有机电致发光器件。例如，磷光的优点在于，所有(由EL中的空穴和电子复合形成)的激子在磷光器件中(部分)是基于三重态的，在某些电致发光材料中这些激子可参与能量转移和发光。相反，在荧光器件中激子是基于单纯态的，只有小量的激子导致荧光发光。II.C材料的
技术介绍
II.C.1基本的异质结因为器件一般具有至少一个电子传输层和至少一个空穴传输层，所以器件具有几个材料不同的层，形成异质结。产生电致发发光的材料可以与用作电子传输层或空穴传输层的材料相同。其中电子传输层或空穴传输层还用作发射层的此种器件被称为具有单个异质结。可替换地，电致发光材料也可存在于空穴传输层和电子传输层之间的单独发射层中，这称为双异质结。也就是说，除了在电荷载体层即空穴传输层或电子传输层中，用作主要成分的、和既用作电荷载体材料又用作发射材料的发射材料外，发射材料还可以较低的浓度作为掺杂物存在于电荷载体层中。只要有掺杂物存在，电荷载体层中的主要材料就可称为宿主化合物或接收化合物。选择作为宿主和掺杂物存在的材料，以便具有从宿主到掺杂物材料的高水平能量转移。另外，这些材料需要能产生对于OLED可接受的电气性质。而且，优选地，采用方便的制造技术，具体地，使用真空淀积技术，此种宿主和掺杂物材料能被包含在使用易于包含在OLED中的材料的OLED中。II.C.2激子阻挡层用于本专利技术器件中的(以及以前的美国专利申请No.09/153144所公开的)激子阻挡层基本上阻挡激子的散射，从而基本上使激子保留在发射层内，增加器件效率。本专利技术阻挡层的材料的特征在于其最低的未占据的分子轨道(LUMO)和其最高占据的分子轨道(HOMO)之间的能量差(“带隙”)。根据本专利技术，此带隙基本上防止激子通过阻挡层的散射，而且对整个电致发光器件的启动电压只有最小的影响。因而带隙优选大于发射层中所产生的激子的能级，以使此种激子不能在阻挡层中存在。具体地，阻挡层的带隙至少与宿主的三重态和接地状态之间的能量差一样大。II.D.颜色对于颜色，希望使用在相对较窄的频带内提供电致发发光的材料来制造OLED，此频带的中心接近所选定的对应三原色红、绿和蓝之一的光谱区域，从而这些材料可用作OLED或SOLED中的颜色层。还希望此种化合物能使用真空淀积技术被容易地淀积成薄层，以便它们能易于包含在全部由真空淀积的有机材料制备的OLED中。美国专利No.6048630涉及包含产生饱和的红色发射的发射化合物的OLED。III.专利技术概述本专利技术涉及有机发光器件，其中，发射层包含发射分子并(可选地)包含宿主材料(其中发射分子作为掺杂物存在于所述宿主材料中)，当电压施加到异质结上时发射分子用于发光，其中发射分子从磷光有机金属络合物组中选择。发射分子可进一步从磷光有机金属铱或锇络合物组中选择，还可进一步从磷光环金属铱或锇络合物组中选择。发射分子的具体实例为正-三(2-苯基吡啶)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电致发光层，包含发射层，该发射层包含的发射分子为磷光有机金属铱化合物或磷光有机金属锇化合物。

【技术特征摘要】
US 1999-5-13 09/311,1261.一种电致发光层，包含发射层该发射层包含的发射分子为磷光有机金属铱化合物或磷光有机金属锇化合物。2.如权利要求1所述的电致发光层，其中，所述发射层包含宿主材料，且磷光有机金属化合物在所述宿主材料中作为客体。3.如权利要求1或2所述的电致发光层，其中，所述发射分子是磷光有机金属铱化合物。4.如权利要求3所述的电致发光层，其中，所述磷光有机金属铱化合物为由以下分子式表示的正-三(2-苯基吡啶)铱，5.如权利要求3所述的电致发光层，其中，所述磷光有机金属铱化合物在向发射层施加电压时产生绿色发光。6.如权利要求1或2所述的电致发光层，其中，所述发射分子是磷光有机金属锇化合物。7.如权利要求6所述的电致发光层，其中，所述磷光有机金属锇化合物由下式表示，8.如权利要求2所述的电致发光层，其中，宿主材料是从包括取代的三芳基胺和聚乙烯咔唑的组中选择的空穴传输材料。9.如权利要求8所述的电致发光层，其中，所述空穴传输材料包括由下式表示的4，4′-N，N′-二咔唑-联苯基，10.如权利要求8所述的电致发光层，其中，所述空穴传输材料包括4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯基。11.如权利要求2所述的电致发光层，其中，所述宿主材料是电子传输材料。12.如权利要求11所述的电致发光层，其中，所述电子传输材料包括三-(8-羟基喹啉)铝。13.如权利要求1或2所述的电致发光层，其中，所述发射层还包含具有偶极矩的极化掺杂物。14.如权利要求1或2所述的电致发光层，其中，所述发射层与激子阻挡层接触。15.如权利要求14所述的电致发光层，其中，所述激子阻挡层包含由下式表示的2，9-二甲基-4，7-联苯基-1，10-菲咯啉，16.一种包含异质结的有机发光器件，该异质...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克A鲍多，保罗E布罗斯，斯蒂芬R弗里斯特，马克E汤普森，瑟杰拉曼斯基，彼得久罗维奇，
申请(专利权)人：普林斯顿大学理事会，南加利福尼亚大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]