專利名稱：具有改進(jìn)效率的白色有機(jī)發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生白光的有機(jī)發(fā)生器件OLED。
OLED器件包括一種底物、一個(gè)陽極、一層由有機(jī)化合物制成的空穴傳遞層、帶有適當(dāng)摻雜的有機(jī)發(fā)光層、一層有機(jī)電子傳遞層和一個(gè)陰極。OLED器件是有吸引力的。因?yàn)樗鼈兙哂械万?qū)動(dòng)電壓、高發(fā)光率、寬廣的視角以及全色平展發(fā)射顯示的能力。Tang和其它人在US-A-4,769,292和US-A-4,885,211中描述了這種多層OLED器件。
有效的產(chǎn)生白光的OLED器件被認(rèn)為是一些像LCD顯示器中的薄紙光源背光、自動(dòng)頂燈和辦公室照相這些用品的低值替代用品。產(chǎn)生白光的OLED器件應(yīng)當(dāng)明亮、有效并一般具有國際公告委員會(CIE)規(guī)定的色度坐標(biāo)值約(0.33，0.33)。按照本公開內(nèi)容，無論如何，白光是指被用戶覺察為具有白色的光。
以下專利和公開內(nèi)容公開了能發(fā)射白光的有機(jī)OLED器件的制備，它包括一層空穴傳遞層和一層有機(jī)發(fā)光層，并且插在一對電極之間。
此前產(chǎn)生白光的OLED器件曾被J.Shi(US-A-5,683,823)所報(bào)導(dǎo)過，其中，發(fā)光層中包括發(fā)紅光和發(fā)藍(lán)光的材料，它們被均勻地分布在一種基質(zhì)發(fā)射材料中。這種器件具有良好的電致發(fā)光特性，但紅色和藍(lán)色摻雜物的濃度很小，約為基質(zhì)材料的0.12％和0.25％，這樣的濃度在大規(guī)模的工業(yè)制造中是難于控制的。
Sato和其它人在JP 07,142,169中公開了一種OLED器件，能發(fā)射白光，是通過在空穴傳遞層之后粘貼一層藍(lán)色發(fā)光層，接著是一層含有紅色熒光層區(qū)域的綠色發(fā)光層而制成的。
Kido和其它人在Sicence，第267卷第1332頁(1995)和在APL第64卷第815頁(1994)報(bào)導(dǎo)了一種產(chǎn)生白光的OLED器件。在這種器件中有三層具有不同載體傳遞性質(zhì)的發(fā)射層，每層發(fā)射藍(lán)色、綠色或紅色光，用來產(chǎn)生白光。
Littmann和其它人在美國專利US-A-5,405,709中公開了另一種白色發(fā)光器件，它在響應(yīng)空穴-電子復(fù)合時(shí)發(fā)射白光并在可見光范圍內(nèi)包含藍(lán)綠色到紅色的熒光。
最近，Deshpande和其它人在應(yīng)用物理通訊(APL)第75卷第888頁(1999)發(fā)表了用空穴阻擋層分開的紅、藍(lán)、綠色發(fā)生光制成的白色OLED器件。
然而，這些OLED器件需要很小量的摻雜物濃度、使得大規(guī)模制造時(shí)工藝難于控制。并且摻雜物濃度只要有小的改變就會使發(fā)射的顏色改變。
本發(fā)明的一個(gè)目的是產(chǎn)生一種發(fā)射白光的有機(jī)器件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種有效和穩(wěn)定的產(chǎn)生白光的OLED器件，它結(jié)構(gòu)簡單并能在工業(yè)制造環(huán)境中復(fù)制。
相當(dāng)出乎預(yù)料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有高的發(fā)光效率和操作穩(wěn)定性的產(chǎn)生白光的OLED器件，可以通過在NPB空穴傳遞層中摻雜黃色摻雜物、在TBADN基質(zhì)發(fā)射層中摻雜藍(lán)色摻雜物、并在Alq電子傳遞層中參雜綠色摻雜物而制得。
這一目的可通過可產(chǎn)生基本上是白光的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件而達(dá)成，后者含有a)一種底物；b)配置在該底物上的陽極；c)配置在陽極上的空穴注入層；d)配置在空穴注入層上的空穴傳遞層；e)摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物并直接配置在空穴傳遞層上的發(fā)光層；f)配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)配置在電子傳遞層上的陰極；h)在與藍(lán)色發(fā)光層接觸中相應(yīng)于一整層或一層的一部分區(qū)域中，被選擇性地?fù)诫s的空穴傳遞層、電子傳遞層，或電子傳遞層和空穴傳遞層，這種選擇性摻雜是用一種在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的化合物進(jìn)行的；i)在與藍(lán)色發(fā)光層接觸中，相應(yīng)于一整層或一層的一部分區(qū)域中，被選擇性地?fù)诫s的電子傳遞層，這種摻雜是用一種在光譜的綠色區(qū)域發(fā)光的化合物進(jìn)行的；這一目的進(jìn)一步可用一種產(chǎn)生基本上是白光的有機(jī)發(fā)光二極管器件來達(dá)成，該器件包含a)一種底物；
b)配置在該底物上的陽極；c)摻雜有紅熒烯化合物以便在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的空穴傳遞層；d)摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物并直接配置在空穴傳遞層上的發(fā)光層；e)摻雜有紅熒烯化合物以便在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光、并直接配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；D摻雜有綠色化合物以便在光譜的綠色區(qū)域發(fā)光、并直接配置在黃色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)配置在電子傳遞層上的陰極。
優(yōu)點(diǎn)以下是本發(fā)明的特色和優(yōu)點(diǎn)1)一種產(chǎn)生白光的簡化的OLED器件；2)R，G和B顏色的每種各別組分可以獨(dú)立地協(xié)調(diào)；3)這種白色OLED裝置可以和帶有R，G，B濾色片的預(yù)先畫圖的底物一起使用，從而產(chǎn)生全色器件；4)一種可容易地控制藍(lán)、黃和綠色摻雜物濃度的OLED器件；5)按照本發(fā)明制造的OLED器件可以高的重現(xiàn)性生產(chǎn)，并且始終如一地提供高發(fā)光效率；6)這些器件具有高的操作穩(wěn)定性，并且只需要低的驅(qū)動(dòng)電壓。


圖1描繪了一種先有技術(shù)的有機(jī)發(fā)光器件；圖2描繪了另一種先有技術(shù)的多層有機(jī)發(fā)光器件；圖3描繪了本發(fā)明的產(chǎn)生白光的OLED器件；圖4描繪了本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生白光的OLED器件；圖5描繪了本發(fā)明又另一種產(chǎn)生白光的OLED器件；圖6描繪了另一種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的產(chǎn)生白色的OLED器件；圖7描繪了另一種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的產(chǎn)生白光的OLED器件；圖8顯示了在綠色發(fā)光層中EL光譜分布作為綠色摻雜物濃度的函數(shù)關(guān)系；圖9顯示了發(fā)光效率作為摻雜進(jìn)綠色發(fā)光層中的綠色摻雜物％的函數(shù)關(guān)系；圖1-7必然只是圖解性的，因?yàn)楦鲃e層太薄，并且各種元件厚度差別太大，不可能按比例描繪或給出方便的比例標(biāo)度。
OLED的發(fā)射層包含一種能產(chǎn)生光的有機(jī)或有機(jī)金屬材料，稱為電致發(fā)光材料，它是層中電子—空穴復(fù)合的結(jié)果。此后，術(shù)語“有機(jī)的”將用來包括純有機(jī)的和有機(jī)金屬材料。在原有技術(shù)中的最簡單的構(gòu)造中，如圖1所示，發(fā)射層140是夾在陽極120和陰極150中間。這種發(fā)射層可以是具有高發(fā)光效率的單一純凈材料。為這一目的所用的一種眾所周知的材料是三(8-羥基喹啉合-N1，O8)鋁(Alq)，它產(chǎn)生優(yōu)良的綠色電致發(fā)光。這種發(fā)射層也可包含較少量的其它材料，通常稱之為摻雜物，它的功能是改變電致發(fā)光(EL)的效率或改變發(fā)出的光的顏色。底物110為OLED和連接OLED到電流源用的電線提供機(jī)械支持。層110至150在一起構(gòu)成OLED 100。陰極、或者陽極和底物兩者對于電致發(fā)光是透明的，允許這些光被看到。術(shù)語透明的是指透過的能力不小于電致發(fā)光的百分之八十。在這種結(jié)構(gòu)的一種變體中，是陰極而不是陽極被支托在底物上。在這種變體中，或者是陽極、或者是陰極和支撐體兩者，對電致發(fā)光是透明的。當(dāng)陰極和陽極被連接到電流源(未繪出)上時(shí)，空穴由陽極被注入，電子由陰極被注入，并且它們在發(fā)射層復(fù)合而產(chǎn)生電致發(fā)光。
在原有技術(shù)更精心制作的結(jié)構(gòu)中，如圖2中所示，發(fā)射層250是處于空穴傳遞層240和電子傳遞層260之間。這些層中的每一層都主要是用有機(jī)材料組成的。兩層傳遞層分別從陽極220傳送空穴并從陰極270傳送電子到發(fā)射層中。供選擇的空穴注入層230使空穴從陽極注入空穴傳遞層變得容易。發(fā)射層的功能是作為電子—空穴復(fù)合的主要場所并發(fā)射產(chǎn)生的電致發(fā)光。在這一方面，各別有機(jī)層的功能是獨(dú)特的并且因此可被獨(dú)立地優(yōu)化。這樣，發(fā)射層可被優(yōu)化發(fā)射所需要的EL顏色和高的發(fā)光效率。發(fā)射層中也可包含小量摻雜物，其功能是改變EL效率或發(fā)射光的顏色。同樣，空穴和電子傳遞層可優(yōu)化它們的電荷傳遞性質(zhì)。底物210為OLED和連接OLED到電流源的電線提供機(jī)械支持。210層至270層在一起構(gòu)成OLED 200。或者陰極、或者陽極和底物兩者，對電致發(fā)光是透明的。在這種結(jié)構(gòu)的一種變體中，陰極、而不是陽極被支托在底物上。在這種變體中，或者是陽極、或者是陰極和支撐體兩者，對電致發(fā)光是透明的。在這種結(jié)構(gòu)的另一種變體中，發(fā)射層和電子傳遞層可結(jié)合起來形成單一的一層，該層可履行原來兩層的功能。在這種結(jié)構(gòu)的又另一種變體中，可在陽極和空穴傳遞層之間插入另外一層空穴注入層。這另外一層的功能是使空穴注入空穴傳遞層變得容易。類似地，對于空穴傳遞層也可以由至少兩種不同組成的亞層來組成，它們被分別選擇來優(yōu)化在陽極界面上的電荷注入以及空穴傳遞層其余部份的載流性質(zhì)。
當(dāng)在陽極220和陰極270之間加上電位差(未繪出)時(shí)，陰極即向電子傳遞層260中注入電子，并且它們遷移穿過該層進(jìn)入發(fā)射層250中。同時(shí)，空穴由陽極220注入空穴傳遞層240中、并遷移穿過該層進(jìn)入發(fā)射層中?？昭ê碗娮釉诎l(fā)射層250中復(fù)合，常常是在靠近空穴傳遞層和發(fā)射層的接合處。復(fù)合過程的一部份能量被釋出并以電致發(fā)光的形式發(fā)射，這些光線通過透明的陽極或陰極和/或底物而放出。
這種有機(jī)OLED器件可被看作是一個(gè)二極管，當(dāng)陽極處于比陰極更高的電位時(shí)它是正向偏置的。有機(jī)OLED器件的陽極和陰極可分別采用任何方便的普通形式。例如由Tang和其它人在US-A-4,885,211中公開的各種形式中的任何一種。當(dāng)使用低功函陰極和高功函陽極時(shí)操作電壓可大大降低。優(yōu)選的陰極是結(jié)合一種功函值低于4.0eV的金屬和另一種功函值優(yōu)選大于4.0eD的金屬構(gòu)建而成的。Tang和其它人在US-A-4,885,211中提到的Mg∶Ag組成一種優(yōu)選的陰極構(gòu)造。Vanslyke和其它人在US-A-5,509，862中提到的Al∶Mg陰極是另一種優(yōu)選的陰極構(gòu)造。Hung和其它人在US-A-5,776,622中公開了使用LiF/Al雙層來在有機(jī)OLED器件中促進(jìn)電子注入。Mg∶Ag，Al∶Li，Al∶Mg或LiF/Al制成的陰極都是不透明的，因而顯像不能通過陰極看到。近來，有一系列出版物[Gu及其它人，APL 68，2606(1996)；Burrows及其它人，J.Appl.Phys.87，3080(2000)；Parthasarathy及其它人，APL 72，2138(1998)；Parthasathy及其它人APL 76，2128(2000)；Hung以及其它人，APL，3209(1999)]已經(jīng)公開了透明的陰極。陰極是基于薄的半透明金屬(～100A)和在金屬上面的氧化銦錫(ITO)的結(jié)合。銅酞菁(CuPc)有機(jī)層也可用來替代薄金屬。
OLED的底物210可用玻璃、石英或塑料材料來構(gòu)造，并且，供選擇地，可并入別的層來發(fā)揮別的功能，諸如濾色層可除去電致發(fā)光中不想要的光譜組份。
普通的陽極220是由導(dǎo)電和透明的金屬氧化物形成的。氧化銦錫(ITO)已經(jīng)廣泛地被用作陽極材料，因?yàn)樗哂型该餍?、良好的?dǎo)電性和高的功函。它是本發(fā)明中優(yōu)選的陽極材料。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，空穴注入層230被配置在陽極和空穴傳遞層之間。在這樣的空穴注入層中優(yōu)選的材料是一種碳氟化合物(CFx)諸如在共同轉(zhuǎn)讓的US-A-6,208,075和US-A-6,127,004中所公開的那些。
在本發(fā)明的空穴傳遞層中有用的材料包括Van Slyke在美國專利申請US-A-4,539,507中所講授的叔胺。它們可被用作未經(jīng)摻雜的空穴傳遞層或者空穴傳遞層的一層未經(jīng)摻雜的亞層的單一材料。它們也可被用作摻雜的空穴傳遞層或空穴傳遞層的摻雜的亞層中的基質(zhì)材料。這類材料目前是優(yōu)選的。最優(yōu)選的是NPB，即4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯，如Van Slyke及其它人在US-A-4,539,507中所描述的。
在本發(fā)明的電子傳遞層中有用的材料包括與8-羥基喹啉負(fù)離子形成的金屬絡(luò)合物，諸如前面敘述過的、公開于US-A-4,885,211中的那些。這類材料既呈現(xiàn)出高性能水平，又容易在薄層中加工。它們可被用作未經(jīng)摻雜的電子傳遞層或電子傳遞層的未經(jīng)摻雜的亞層的單一材料。它們也可被用作摻雜的電子傳遞層或電子傳遞層的摻雜的亞層的基質(zhì)材料。這類材料目前是優(yōu)選的。最優(yōu)選的是Alq本身(通常也稱為8-羥基喹啉，即8-quinolinol或8-hydoxyguinoline)。其它本領(lǐng)域中已知的材料也可用于本發(fā)明的電子傳遞層中。一個(gè)實(shí)施例TPBI，被Shi和其它人描述于US-A-5,645,948中。如果使用透明的陰極，優(yōu)選使用也是透明的用于電子傳遞層中的材料。
發(fā)光層的一個(gè)經(jīng)優(yōu)選的實(shí)施方案，包括摻雜有熒光染料的基質(zhì)材料。用這種方法，可構(gòu)建出高效的EL器件。同時(shí)，EL器件的顏色可通過使用在普通基質(zhì)材料中不同發(fā)射波長的熒光染料來協(xié)調(diào)。Tang和其它人在其同轉(zhuǎn)讓的US-A-4,769,292中已經(jīng)描述過用Alq作為基質(zhì)材料的EL裝置的非常詳盡的摻雜物方案。
用于發(fā)射層的另一類普通基質(zhì)材料，包括9,10-二芳基取代的蒽類，諸如9，10-雙(4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基)蒽，以及ADN和TBADN，它們的結(jié)構(gòu)顯示在下面。Shi和其它人在共同轉(zhuǎn)讓的US-A-5,935,721中已經(jīng)非常詳盡地描述了這種用9，10-二-(2-萘基)蒽于藍(lán)色發(fā)射OLED器件中的摻雜物方案。(ADN)衍生物作為基質(zhì)材料。
本發(fā)明優(yōu)選的用于藍(lán)色發(fā)光層的基質(zhì)材料包括a)ADN b)叔丁基ADN(TBADN) 下面列舉了打算用于本發(fā)明實(shí)踐中的藍(lán)色熒光摻雜物i)苝 ii)2,5,8,11-四叔丁基苝 iii)其它共軛的苯環(huán)型化合物 在發(fā)射層中用作黃色摻雜物的優(yōu)選材料是紅熒烯類材料。這些是含有多環(huán)苯型發(fā)色單元的烴類化合物。Hamada和其它人在AppliedPhys.Lett.，第75卷，1682頁(1999年)上報(bào)導(dǎo)了一種發(fā)射紅色光的OLED器件，是通過在空穴傳遞層中摻雜紅熒烯以及把DCM2摻雜物摻雜到Alq發(fā)射層中來達(dá)成的。
下面給出了某些紅熒烯類材料以及它們的電離電位 紅熒烯 為發(fā)射層選擇基質(zhì)材料部分地依賴于所需的發(fā)射顏色和/或在該層被用作摻雜物的任何染料的選擇，此外還有中性顏色摻雜物。包含與8-羥基喹啉根的衍生物形成的金屬絡(luò)合物，諸如Alq的基質(zhì)材料，和用來產(chǎn)生有效的發(fā)綠色光的香豆素類或喹吖啶酮類染料以及用作發(fā)紅色光的DCM衍生物在一起是有用的。一種優(yōu)選的發(fā)綠光的香豆素類是C545T，如Chen及其它人在US-A-6,020,078中所描述的那樣。一種優(yōu)選的發(fā)綠光的喹吖啶酮類是CFDMQA，如Shi及其它人在US-A-5,593,788中所描述的那樣。
本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)可通過下面的具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明。術(shù)語“百分?jǐn)?shù)”是指相對于基質(zhì)材料一種特定摻雜物的體積百分?jǐn)?shù)。
圖3-9顯示了按照本發(fā)明制備的產(chǎn)生白光的OLED器件結(jié)構(gòu)以及它們操作時(shí)各種參數(shù)的圖形。本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)可通過下面的具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明。
圖3描繪了本發(fā)明的一種OLED。這種OLED 300類似于顯示在圖2中的原有技術(shù)的OLED 200，只是空穴傳遞層340摻雜了黃色摻雜物，發(fā)射層350摻雜了藍(lán)色摻雜物。電子傳遞層包含兩層亞層。其中鄰接藍(lán)色發(fā)射層的亞層361含有發(fā)綠光的摻雜物，而亞層362未經(jīng)摻雜。另外的組份包括底物310、陽極320、供選擇的空穴注入層330和陰極370。
圖4描繪了本發(fā)明的另一種OLED。這種OLED 400類似于原有技術(shù)的OLED 300，只是空穴傳遞層由兩層441和442組成。最緊靠藍(lán)色發(fā)射層的層442摻雜有黃色摻雜物，而層441未經(jīng)摻雜。把層或亞層再進(jìn)一步細(xì)分也在本發(fā)明范圍之內(nèi)，如果經(jīng)黃色摻雜物摻雜的空穴傳遞層是緊靠著藍(lán)光發(fā)射層450的話。鄰近藍(lán)光發(fā)射層的電子傳遞層461摻雜有發(fā)綠色光的摻雜物并且層462則未經(jīng)摻雜。另外的組份包括底物410、陽極420、供選擇的空穴注入層430和陰極470。
圖5描繪了本發(fā)明的又另一種OLED。這種OLED 500類似于OLED 300，只是電子傳遞層是由三層亞層561、562和563所組成的。鄰近藍(lán)光發(fā)射層550的亞層561含有發(fā)黃光的摻雜物。亞層562含有發(fā)綠光的摻雜物，亞層563未經(jīng)摻雜?？昭▊鬟f層540未經(jīng)摻雜。另外的組份包括底物510、陽極520、供選擇的空穴注入層530和陰極570。
圖6描繪了本發(fā)明的又另一種OLED。這種OLED 600類似于OLED 500，只是空穴傳遞層640含有發(fā)黃光的摻雜物。電子傳遞層是由三層亞層661、662和663所組成的。鄰近于藍(lán)光發(fā)射層650的亞層661含有發(fā)黃光的摻雜物。亞層662含有發(fā)綠光的摻雜物，亞層663是未經(jīng)摻雜的。空穴傳遞層640也含有一種發(fā)黃光的摻雜物。這樣，本發(fā)明的這種器件結(jié)構(gòu)在空穴傳遞層和在鄰近藍(lán)光發(fā)射層的電子傳遞層兩者中都含有發(fā)黃光的摻雜物。另外的組份包括底物610、陽極620、供選擇的空穴注入層630和陰極670。
圖7描繪了本發(fā)明的又另一種OLED。這種OLED 700類似于OLED 600，只是空穴傳遞層是由兩層亞層741和742所組成。緊靠藍(lán)光發(fā)射層750的亞層742摻雜有黃色摻雜物，而亞層741未經(jīng)摻雜。電子傳遞層是由三層亞層761、762和763所組成。鄰近藍(lán)光發(fā)射層750的亞層761含有發(fā)黃光的摻雜物。亞層762含有發(fā)綠光的摻雜物，亞層763未經(jīng)摻雜。這樣本發(fā)明OLED 700的裝置結(jié)構(gòu)包含本發(fā)明OLED裝置400和500的特色。另外的組份包括底物710、陽極720、供選擇的空穴注入層730、和陰極770。
空穴傳遞層的厚度在20至約200納米之間，優(yōu)選在70至150納米之間。發(fā)射層的厚度在20至約100納米之間，優(yōu)選20至75納米之間。電子傳遞層的厚度在20至約100納米之間，優(yōu)選20至75納米之間。當(dāng)空穴傳遞層中包含含有黃色摻雜物的亞層并配置在鄰近發(fā)射層時(shí)，這亞層的厚度在2至約200納米之間，優(yōu)選在10至100納米之間。當(dāng)空穴傳遞層包含沒有黃色摻雜物亞層并被配置在鄰近陽極時(shí)(如圖4中的亞層441和圖6中的亞層641)，這種亞層的厚度在2至約200納米之間，優(yōu)選在10至100納米之間。類似地，當(dāng)電子傳遞層包含含有黃色摻雜物的亞層并配置在鄰近發(fā)射層時(shí)，這種亞層的厚度在2至50納米之間，優(yōu)選10至35納米之間。含有綠色摻雜物的電子傳遞層亞層厚度在2至50納米之間，未經(jīng)摻雜的電子傳遞層的厚度在2至50納米之間，優(yōu)選在20至40納米之間。陰極層的厚度在20至200納米之間，優(yōu)選在50納米至200納米之間。
實(shí)施例本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)可進(jìn)一步通過以下具體實(shí)施例進(jìn)一步來說明。在描述摻雜物的濃度時(shí)，任何百分?jǐn)?shù)都是指相對于層中總材料按體積計(jì)的百分?jǐn)?shù)。也提供了總結(jié)實(shí)施例結(jié)果的表格。比較例1按圖3中所示結(jié)構(gòu)組建OLED器件。涂布有80納米ITO的底物相繼地在商品洗滌劑中經(jīng)超聲波處理、在去離子水中漂洗、在甲苯蒸氣中脫脂。這些底物用氧等離子體處理的一分鐘并借助等離子體沉積CHF3涂布1納米碳氟化合物層。同樣的操作程序用來制備本發(fā)明中所述的所有基它器件。
這些底物被裝載進(jìn)淀積室中，進(jìn)行有機(jī)層和陰極的淀積。
器件1是通過按順序淀積150納米NPB孔穴傳遞層(HTL)，20納米藍(lán)色發(fā)光層(EML)、它含有帶2％TBP藍(lán)色摻雜物的TBADN主體，35納米Alq電子傳遞層(ETL)和0.5納米LiF和200納米Al作為陰極的一部份而制得的。上述順序完成了OLED器件的淀積。
這種OLED器件然后在充滿氮?dú)獾母稍锸痔紫渲忻芊獍b以防護(hù)周圍環(huán)境。用來制備這些OLED器件的ITO型式的底物包含一些畫像(或試驗(yàn)圖形)。對器件的每個(gè)各別畫像進(jìn)行電流電壓特性試驗(yàn)并計(jì)算電致發(fā)光產(chǎn)率。這種器件1的發(fā)光度特性給出于表1中。這種器件發(fā)射藍(lán)色光，其發(fā)光產(chǎn)率為2.5cd/A，CIEx，y的色度坐標(biāo)為(0.16，0.20)。
在周圍環(huán)境中已密封的OLED器件的操作穩(wěn)定性可通過在20毫安/厘米2的恒電流密度條件下操作OLED器件時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓和發(fā)光度作為時(shí)間的函數(shù)關(guān)系的改變來求出。用本發(fā)明以下不同結(jié)構(gòu)制備的白色光OLED器件具有很高的操作穩(wěn)定性。比較例2器件2是按與器件1相同的淀積順序制備的，但NPB空穴傳遞層被分成兩個(gè)亞層，第一層120納米NPB層是未經(jīng)摻雜的，然后是30納米摻雜有3％紅熒烯的NPB層和20納米藍(lán)色發(fā)光層。150納米NPB空穴傳遞層摻雜有3％紅熒烯黃色摻雜物。這種器件的CIEx，y坐標(biāo)為0.33，0.35并且發(fā)射白光。從摻雜著紅熒烯的NPB空穴傳遞層發(fā)出的黃色光和從摻雜著TBP的TBADN層發(fā)射的藍(lán)光在一起給出白色光的發(fā)射。顏色坐標(biāo)和發(fā)光效率可通過調(diào)節(jié)各別摻雜物的濃度來做進(jìn)一步的優(yōu)化。比較例3器件3具有類似于圖3的結(jié)構(gòu)。它是按照與器件2相同的淀積順序制備的，但在10納米Alq層中摻雜了0.12％C545T綠色摻雜物接著淀積25納米未摻雜的Alq。這種器件具有明顯改善的發(fā)光產(chǎn)率和類似于器件2的CIEx，y坐標(biāo)。同樣顯著的是也顯示在圖8中的位于520納米附近的綠色發(fā)射峰。這一綠色發(fā)射部分在器件2的光譜中是沒有的。器件3總體上發(fā)射白光，但比器件2有高得多的發(fā)光產(chǎn)率。這樣，通過在Alq電子傳遞層中的綠色摻雜物可以產(chǎn)生增加了發(fā)光效率的白色光。每種顏色的各別貢獻(xiàn)是特別重要的，如果把白色OLED光與R，G，B濾色片結(jié)合使用來產(chǎn)生全色的OLED器件的話。轉(zhuǎn)過來，各別R，G，B對全色OLED的貢獻(xiàn)可以通過使用本發(fā)明來設(shè)計(jì)。比較例4器件4是按照與器件3相同的淀積順序制備的，但并入10納米Alq層中的C545T的濃度為0.25％。結(jié)果得到了進(jìn)一步增加的發(fā)光產(chǎn)率。比較例5器件5是按照與器件4相同的淀積次序制備的，但是并入10納米Alq層中的C545T濃度為0.5％。這一器件具有5.1cd/A的高發(fā)光效率。其CIEx，y坐標(biāo)值為0.34，0.42并且器件發(fā)出的光的顏色是稍帶綠色的白光。這樣，就可能用優(yōu)化Alq電子傳遞層中的綠色摻雜物濃度、在空穴傳遞層中的黃色摻雜物濃度以及在藍(lán)色發(fā)射層中的藍(lán)色摻雜物TBP％來優(yōu)化發(fā)光效率和發(fā)光顏色。
圖8顯示了器件2至5的EL譜，其中在Alq ETL層中的C545T摻雜物的濃度從0增加到0.5％。圍繞綠光發(fā)射區(qū)域的光譜分量隨著在Alq電子傳遞層中的綠色摻雜物濃度的增加而明顯地增加。
圖9顯示發(fā)光產(chǎn)率和摻雜到Alq電子傳遞層中的綠色C545T摻雜物％的函數(shù)關(guān)系。再一次看到，發(fā)白色光的OLED的發(fā)光效率可以增加而沒有對發(fā)白色光的OLED的顏色產(chǎn)生負(fù)面影響。
表1
比較例6器件6具有類似于圖5的結(jié)構(gòu)。它是按照與器件1相同的淀積次序制備的，只是在淀積20納米藍(lán)色發(fā)射物TBADN+2％TBP之后接著淀積10納米摻雜了2％紅熒烯的Alq層和隨后25納米未經(jīng)摻雜的Alq層。這種器件的CIEx，y坐標(biāo)值為0.29，0.30并具有白光發(fā)射性質(zhì)。由摻雜了紅熒烯的Alq電子傳遞層的黃色光發(fā)射和摻雜了TBP的TBADN層的藍(lán)色光發(fā)射的總體效果即給出白光發(fā)射。顏色坐標(biāo)和發(fā)光效率可通過調(diào)節(jié)個(gè)別摻雜物濃度來進(jìn)一步優(yōu)化。比較例7器件7具有類似于圖5的結(jié)構(gòu)并且是按照與器件6相同的淀積順序來制備的，只是在淀積了10納米摻雜了2％紅熒烯的Alq層之后接著淀積了摻雜有0.12％CFDMQA綠色摻雜物的Alq層、接著是15納米未經(jīng)摻雜的Alq層。這種器件的CIEx，y坐標(biāo)為0.33，0.38并具有白光發(fā)射性能。這種器件具有比器件6更高的發(fā)光效率。
表2
比較例8器件8具有類似于圖6的結(jié)構(gòu)。150納米NPB空穴傳輸層摻雜了2％發(fā)黃色光的紅熒烯摻雜物，并且10納米Alq電子傳遞層摻雜了1％的紅熒烯。藍(lán)色光發(fā)射層是20納米TBADN+2％TBP。這種器件發(fā)出白色光，其效率類似于器件1和器件6，但發(fā)現(xiàn)它具有遠(yuǎn)比器件1和器件6要高的操作穩(wěn)定性。比較例9器件9具有類似于圖6的結(jié)構(gòu)并且是按照與器件8相同的順序淀積的，只是10納米Alq層摻雜了1％紅熒烯，接著的10納米Alq層摻雜了0.12％的C545T綠色摻雜物，再接著的是15納米未經(jīng)摻雜的Alq層。這種器件具有總體上發(fā)射白光的性質(zhì)，但效率比器件8增加了。其操作穩(wěn)定性類似于器件8。比較例10器件10具有類似于圖7的結(jié)構(gòu)并且是按照與器件9相同的順序淀積的，只是它的NPB空穴傳輸層分成兩個(gè)亞層。第一個(gè)亞層120納米NPB是未經(jīng)摻雜的，接著是30納米摻雜有2％紅熒烯的NPB。這種器件具有總體發(fā)射白光的性質(zhì)，其效率類似于器件9。
表3
這種白色OLED發(fā)射器件可用來制備使用R，G，B濾色器的全色器件。濾色器可淀積在底物或白色OLED器件上。在這種情況下，白色OLED是被用作背面光。一般，R，G，B濾色器是用顯微繪圖法整合到底物上。用這種技術(shù)產(chǎn)生的全色光比起用來產(chǎn)生全色的精密障板技術(shù)有一些優(yōu)點(diǎn)。這種技術(shù)無需精密校準(zhǔn)、價(jià)值低并且容易制造。底物本身含有薄膜晶體管來編址各別象素。Tang和Hseih的美國專利US-A-5,550,066和US-A-5,684,365二者都描述了TFT底物的編址方法。用白色OLED制備全色器件的一些其它技術(shù)發(fā)表在P.F.Burrows和其它人在IEEE Trans.Electron Device 44，1188頁(1997年)的論文中。
本發(fā)明的其它特色包括下面這些這種OLED器件的空穴傳遞層厚度在20納米至300納米之間。
這種OLED器件的藍(lán)色發(fā)光層厚度在10納米至100納米之間。
這種OLED器件的電子傳遞層厚度在10納米至150納米之間。
這種OLED器件的陰極是選自LiF/Al、Mg∶Ag、Al∶Mg和Al∶Li。
這種OLED器件的陰極是透明的。
這種OLED器件的電子傳遞層是透明的。
這種OLED器件的空穴傳遞層中包含一種芳香族叔胺。
這種OLED器件的電子傳遞層中包含三(8-羥基喹啉)鋁。
這種OLED器件的電子傳遞層中包含銅酞菁化合物。
這種OLED器件的藍(lán)色發(fā)光層中包含選自以下的基質(zhì)材料。 ；和 這種OLED器件的藍(lán)色發(fā)光層中包括選自以下物質(zhì)的藍(lán)色摻雜物i)苝 ii)2，5，8，11-四叔丁基苝 ；和iii)其它共軛的苯環(huán)型化合物
這種OLED器件中紅熒烯化合物的濃度為基質(zhì)材料的0.1％-10％之間。
這種OLED器件中藍(lán)色摻雜物的摻雜物濃度為基質(zhì)材料的0.1％-10％之間。
這種OLED器件中空穴傳遞層的厚度在20-300納米之間。
權(quán)利要求16中的OLED器件中藍(lán)色發(fā)光層的厚度在10-100納米之間。
這種OLED器件中電子傳遞層的厚度在100-150納米之間。
這種OLED器件中空穴傳遞層是一種芳香族叔胺。
這種OLED器件中電子傳遞層是三(8-羥基喹啉)鋁。
這種OLED器件中的電子傳遞層是用酮酞菁化合物制造的。
這種OLED器件中的陰極是選自LiF/Al、Mg∶Ag、Al∶Mg和Al∶Li。
這種OLED器件中的陰極是透明的。
這種OLED器件中的電子傳遞層是透明的。
一種有機(jī)發(fā)光二極管器件，它產(chǎn)生基本上是白色的光，它包含a)一種底物；b)配置在底物上的陽極；c)配置在陽極上的空穴注入層；d)配置在空穴注入層上并摻雜有在光譜黃色區(qū)域發(fā)光的紅熒烯化合物的空穴傳遞層；e)摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物、直接配置在空穴傳遞層上的發(fā)光層；f)摻雜有在光譜黃色區(qū)域發(fā)光的紅熒烯化合物并直接配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)摻雜有在光譜綠色區(qū)域發(fā)光的綠色化合物、并直接配置在黃色發(fā)光層上的電子傳遞層；h)配置在電子傳遞層上的陰極。
這種OLED器件中的空穴傳遞層包括一種芳香族叔胺。
這種OLED器件中的電子傳遞層包括三(8-羥基喹啉)鋁。
這種OLED器件中的電子傳遞層包括銅酞菁化合物。
這種OLED器件中的藍(lán)色發(fā)光層包括選自以下物質(zhì)的基質(zhì)材料 ；和 這種OLED器件中的藍(lán)色發(fā)光層包括選自以下物質(zhì)的藍(lán)色摻雜物i)苝 ii)2，5，8，11-四叔丁基苝 ；和 iii)其它共軛的苯環(huán)型化合物。
這種OLED器件中的紅熒烯化合物的濃度為基質(zhì)材料的0.1％-10％之間。
這種OLED器件中藍(lán)色摻雜物的摻雜物濃度為基質(zhì)材料的0.1％-10％之間。
這種OLED器件中空穴傳遞層的厚度在20-300納米之間。
這種OLED器件中的藍(lán)色發(fā)光層厚度在10-100納米之間。
這種OLED器件中的電子傳遞層的厚度在100-150納米之間。
這種OLED器件中的陰極是選自LiF/Al、Mg∶Ag、Al∶Mg和Al∶Li。
這種OLED器件中的陰極是透明的。
這種OLED器件中的電子傳遞層是透明的。
這種OLED器件進(jìn)一步包括配置在已摻雜的電子傳遞層上的未經(jīng)摻雜的電子傳遞層。
一種為產(chǎn)生光的帶顏色象素的有機(jī)發(fā)光器件。
一種為產(chǎn)生選定顏色的有機(jī)發(fā)光設(shè)備，它包括a)許多可選擇的OLED器件，其中每一種當(dāng)選定之后可產(chǎn)生基本上是白色的光；b)相應(yīng)于不同的可選的OLED器件的許多濾色器，當(dāng)白光通過這種濾色器時(shí)會產(chǎn)生一種特定的顏色；c)選擇OLED器件并使它們產(chǎn)生白光的方法。
在這種設(shè)備的每個(gè)OLED器件中包含a)一種底物；b)配置在這種底物上的陽極；c)配置在陽極上的空穴注入層；
d)配置在空穴注入層上的空穴傳遞層；e)摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物，直接配置在空穴傳遞層上的發(fā)光層；f)配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)配置在電子傳遞層上的陰極；h)在相應(yīng)于和藍(lán)色發(fā)光層接觸的一層的整層或該層的一部分的區(qū)域中，被選擇性地?fù)诫s的空穴傳遞層，選擇性摻雜是用一種在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的化合物進(jìn)行的；i)在相應(yīng)于和藍(lán)色發(fā)光層接觸的一層的整層或該層的一部分的區(qū)域中，被選擇性地?fù)诫s的電子傳遞層，選擇性摻雜是用一種在光譜的綠色區(qū)域發(fā)光的化合物進(jìn)行的。
在這種設(shè)備的每個(gè)OLED器件中包含a)一種底物；b)配置在底物上的陽極；c)配置在陽極上的空穴注入層；d)配置在空穴注入層上的空穴傳遞層；e)摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物，直接配置在空穴傳遞層上的發(fā)光層；f)摻雜有在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的化合物并直接配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)摻雜有在光譜的綠色區(qū)域發(fā)光的化合物并直接配置在黃色發(fā)光層上的電子傳遞層；h)配置在電子傳遞層上的陰極。
這種設(shè)備中的每個(gè)OLED器件中包含a)一種底物；b)配置在底物上的陽極；c)配置在陽極上的空穴注入層；d)配置在空穴注入層上并摻雜有在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的紅熒烯化合物的空穴傳遞層；e)摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物并直接配置在空穴傳遞層上的發(fā)光層；f)摻雜有在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的紅熒烯化合物并直接配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)摻雜有為在光譜的綠色區(qū)域發(fā)光的綠色化合物并直接配置在黃色發(fā)光層上的電子傳遞層；h)配置在電子傳遞層上的陰極。
在這種設(shè)備中濾色器被整合在底物上或置于OLED器件上。
這種設(shè)備中選擇的方法包括與陽極或陰極結(jié)合的電路圖，每個(gè)OLED器件在活化時(shí)，即引起產(chǎn)生電場來促使發(fā)射白光。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生基本上是白色光的有機(jī)發(fā)光二極管器件(OLED)，它包含a)一種底物；b)配置在該底物上的陽極；c)配置在陽極上的空穴注入層；d)配置在空穴注入層上的空穴傳遞層；e)直接配置在空穴傳遞層上的摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物的發(fā)光層；f)配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)配置在電子傳遞層上的陰極；h)在相應(yīng)于和藍(lán)色發(fā)光層接觸的一層的整層或該層的一部分的區(qū)域中，被選擇性地?fù)诫s的空穴傳遞層，選擇性摻雜是用一種在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的化合物進(jìn)行的；i)在相應(yīng)于和藍(lán)色發(fā)光層接觸的一層的整層或該層的一部分的區(qū)域中，被選擇性地?fù)诫s的電子傳遞層，選擇性摻雜是用一種在光譜的綠色區(qū)域發(fā)光的化合物進(jìn)行的。
2.權(quán)利要求1的OLED器件，其中的黃色發(fā)光摻雜物包括一種紅熒烯化合物。
3.權(quán)利要求1的OLED器件，其中的空穴傳遞層包括一種芳香叔胺。
4.權(quán)利要求1的OLED器件，其中的電子傳遞層包括三(8-羥基喹啉)鋁。
5.權(quán)利要求1的OLED器件，其中的藍(lán)色發(fā)光層包括選自具有下式的基質(zhì)材料 ；和 和具有下式的基質(zhì)材料。
6.權(quán)利要求1的OLED器件，其中的藍(lán)色發(fā)光層包括選自下列化合物的藍(lán)色摻雜物i)苝 ii)2，5，8，11-四叔丁基苝 iii)具有下式的一種共軛的苯環(huán)型化合物
7.權(quán)利要求1的OLED器件，其中紅熒烯化合物的濃度為基質(zhì)材料的0.1-10％之間。
8.權(quán)利要求1的OLED器件，其中藍(lán)色摻雜物的濃度為基質(zhì)材料的0.1-10％之間。
9.權(quán)利要求1的OLED器件，其中綠色摻雜物的濃度為基質(zhì)材料的0.1-2％之間。
10.一種產(chǎn)生基本上是白色光的有機(jī)發(fā)光二極管器件，它包含a)一種底物；b)配置在該底物上的陽極；c)配置在陽極上的空穴注入層；d)配置在空穴注入層上的空穴傳遞層；e)直接配置在空穴傳遞層上的摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物的發(fā)光層；f)摻雜有在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的化合物，并直接配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層；g)摻雜有在光譜的綠色區(qū)域發(fā)光的化合物，并直接配置在黃色發(fā)光層上的電子傳遞層；h)配置在電子傳遞層上的陰極。
全文摘要
一種有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件，它產(chǎn)生基本上是白色的光；它包括底物、配置在底物上的陽極以及配置在陽極上的空穴注入層。這種器件也包括配置在空穴注入層上的空穴傳遞層；摻雜有藍(lán)色發(fā)光化合物的發(fā)光層直接配置在空穴傳遞層上；以及配置在藍(lán)色發(fā)光層上的電子傳遞層。這種器件還進(jìn)一步包括配置在電子傳遞層上的陰極；空穴傳遞層、電子傳遞層，或者電子傳遞層和空穴傳遞層在這樣的區(qū)域被選擇性地?fù)诫s，該區(qū)域在與藍(lán)色發(fā)光層接觸中相應(yīng)于完整的一層或者是一層中的一部分，選擇性摻雜是用一種在光譜的黃色區(qū)域發(fā)光的化合物來進(jìn)行的。
文檔編號C09K11/06GK1407635SQ02129820
公開日2003年4月2日 申請日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月15日
發(fā)明者T·K·哈特瓦 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司