CN100539785C - 有机电致发光装置 - Google Patents

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Abstract

有机电致发光装置包括第一电极、在第一电极上形成的包含空穴传输材料和蓝光发光材料的空穴传输层、在空穴传输层上形成的发光层和在发光层上形成的第二电极。包含蓝光发光材料和空穴传输材料的空穴传输层提供了这样的有机电致发光装置，其具有较长的使用寿命，同时保持发光效率、低的驱动电压和改善的色坐标。

Description

有机电致发光装置
相关申请的交叉参考
本申请要求于2004年10月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2004-0081112号的优先权，其全部内容在此引用作参考。
发明背景
1、发明领域
本发明涉及一种有机电致发光装置，尤其涉及一种具有较长使用寿命的有机电致发光装置。
2、相关技术描述
有机电致发光装置是自发射型的，这是指当给荧光或磷光层施加电压时，电子和空穴在有机层中合并以发出光。有机电致发光装置具有很多优点，包括轻质、易于制造和具有高的分辨率和宽的视角。此外，有机电致发光装置可展现出具有高的色纯度的移动画面，以及需要低的能耗和低的驱动电压。这些优点使得有机电致发光装置适用于手提式电子装置。
通常，为了提高效率和降低驱动电压，除了发光层以外，有机电致发光装置还包括电子传输层、空穴传输层，例如这些层都是有机层。
在有机电致发光装置中，蓝光发光材料的使用寿命比红光和绿光发光材料短。因此，提高蓝光发光材料的使用寿命可提高有机电致发光装置的使用寿命。
发明概述
本发明提供了具有较长使用寿命的有机电致发光装置。
在说明书中将描述本发明的其它特征，通过本发明的实施，这些特征将是显而易见的或者所可以领会到。
本发明公开了一种有机电致发光装置，所述装置包括第一电极以及在第一电极上形成的包含空穴传输材料和蓝光发光材料的空穴传输层。所述装置还包括在空穴传输层上形成的发光层和在发光层上形成的第二电极。
应当理解，上面的一般描述以及下面的详细描述都仅是举例性的和说明性的，并且是为了进一步解释本发明。
附图简要说明
包括附图是为了进一步理解本发明，引入附图并且作为说明书的一部分，附图举例说明了本发明的实施方案，并且与说明书一起解释了本发明的原理。
图1表示依据本发明一个示例性实施方案的有机电致发光装置的结构。
优选实施方案的详细描述
本发明有机电致发光装置包括空穴传输层，基于空穴传输层的重量计，空穴传输层掺杂有5wt％-20wt％的蓝光发光材料。这使得空穴传输层与发光层之间的能量差可以被调节至所需的范围内。光从空穴传输层和发光层发出，这样就延长了发射区域。由于这些优点，与具有常规空穴传输层的有机电致发光装置相比，根据本发明一个实施方案的有机电致发光装置具有更长的使用寿命。
发光层可包含用于发射蓝光、绿光、白光、黄光或橙光的发光材料。特别是，当发光层由也用于形成空穴传输层的发光材料组成时，有机电致发光装置的使用寿命得到提高。
按空穴传输层为100wt％计，当空穴传输层中的蓝光发光材料的浓度小于5wt％时，使用寿命的提高可以忽略。按空穴传输层为100wt％计，当蓝光发光材料的浓度大于20wt％时，有机电致发光装置的使用寿命得到提高，但是有机电致发光装置的效率下降。
蓝光发光材料具有420nm-480nm的最大吸收波长(λmax)范围。蓝光发光材料的实例可包括但不限于由下式代表的Spiro-DPVBi、Flrpic、CzTT、蒽、TPB、PPCP、DST、TPA、OXD-4、BBOT、AZM-Zn、化合物(A)和化合物(B)，IDE120，和作为具有萘部分的芳烃化合物的BH-013X(得自Idemitz)。
Figure C200510108565D00061
Figure C200510108565D00081
化合物(A)
Figure C200510108565D00082
                  化合物(B)
此外，在日本专利出版物2000-192028、2000-191560、2000-48955和2000-7604，日本专利10-11063，和U.S.专利6,591,636中公开的化合物可一种蓝光发光材料，这些专利引入本文以供参考。
蓝光发光材料还可以包含能够发射具有高的发光性、高的发光效率和高的色纯度的蓝光的蒽衍生物。
空穴传输材料可包含例如N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1-联苯]-4，4’-二胺(TPD)、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基联苯胺、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-benxidine(α-NPD)、N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-(1，1’-联苯)-4，4’-二胺(NPB)、IDE320(得自Idemitz)或其混合物。空穴传输层的厚度可以为约
Figure C200510108565D00101
Figure C200510108565D00102
当空穴传输层的厚度小于
Figure C200510108565D00103
时，空穴传输能力会由于厚度太小而变差。当空穴传输层的厚度大于
Figure C200510108565D00104
时，驱动电压会增加。
下面参照附图1来描述制造根据本发明的示例性实施方案的有机电致发光装置的方法。
如附图1所示，首先，将第一电极材料涂覆在基片的上表面上以形成第一电极或阳极。基片可以是通常用于常规有机电致发光装置的任何材料例如具有防水性、具有表面光滑度并且可易于处理的玻璃或透明塑料。第一电极材料可以是透明的以及高导电性的。阳极材料的实例可以包括但不限于氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、SnO2、ZnO等。
任选将空穴注入层沉积在阳极上。空穴注入层是通过将空穴注入层材料真空热沉积到阳极上或者通过用空穴注入层材料旋转涂覆阳极来形成的。空穴注入层的厚度可以为约当空穴注入层的厚度小于
Figure C200510108565D00112
时，有机电致发光装置的使用寿命和可靠性都降低。此外，特别是对于无源基体(PM)有机电致发光装置，可发生不利的分辨率降低。当空穴注入层的厚度大于
Figure C200510108565D00113
时，驱动电压增加。
空穴注入层材料可包含例如铜酞菁(CuPc)，星状胺例如TCTA、m-MTDATA、HI406(得自Idemitz)。
[式3]
Figure C200510108565D00114
形成空穴注入层之后，通过将空穴传输材料和蓝光发光材料真空热沉积到空穴注入层上或者通过用空穴传输材料和蓝光发光材料旋转涂覆空穴注入层来形成空穴传输层。
然后在空穴传输层上形成发光层。发光层可包含能够发射任何颜色的光例如黄光、橙光、绿光、蓝光、红光、白光等的发光材料。也就是说，发光层可具有任何波长。
绿光发光层可包含掺杂有香豆素型掺杂剂的Alq3。蓝光发光层可包含用于形成空穴传输层的相同材料。红光发光层可包含掺杂有DCJTB的Alq3，或者是通过将Alq3与红荧烯一起沉积，并用掺杂剂掺杂所得化合物来形成。
Figure C200510108565D00121
这样的香豆素型掺杂剂可以是C314S、C343S、C7、C7S、C6、C6S、C314T或C545T。基于构成发光层的材料的重量计，香豆素型掺杂剂的浓度可以为约0.2wt％-3wt％。当加入的掺杂剂小于0.2wt％时，效率会下降。当加入的掺杂剂大于3wt％时，所得装置的使用寿命会缩短。
Figure C200510108565D00122
Figure C200510108565D00131
Figure C200510108565D00141
可任选在发光层上形成空穴阻挡层(在附图1中未显示)。空穴阻挡层可通过将空穴阻挡材料真空沉积到发光层上或者通过用空穴阻挡材料旋转涂覆发光层来形成。空穴阻挡材料可具有电子传输能力和比发光材料大的电离电势。空穴阻挡材料可包括但不限于二(2-甲基-8-喹啉)-(对苯基苯酚)-铝(bis(2-methyl-8-quinolato)-(p-phenylphenolato)-aluminum)(Balq)、浴铜灵(BCP)和三(N-芳基苯并咪唑)(TPBI)。空穴阻挡层的厚度可以为约
Figure C200510108565D00152
当空穴阻挡层的厚度小于
Figure C200510108565D00153
时，空穴阻挡能力会减弱。当空穴阻挡层的厚度大于
Figure C200510108565D00154
时，驱动电压增加。
电子传输层可通过将电子传输材料真空沉积到空穴阻挡层上或者通过用电子传输材料旋转涂覆空穴阻挡层来形成。电子传输材料可包含Alq3，但不限于此。电子传输层的厚度可以为约
Figure C200510108565D00155
当电子传输层的厚度小于
Figure C200510108565D00156
时，电子传输能力会减弱。当电子传输层的厚度大于
Figure C200510108565D00157
时，驱动电压增加。
可任选在电子传输层上形成电子注入层。电子注入层可包含例如LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO或Liq。电子注入层的厚度可以为约
Figure C200510108565D00158
Figure C200510108565D00159
当电子注入层的厚度小于
Figure C200510108565D001510
时，电子注入能力会减弱。当电子注入层的厚度大于
Figure C200510108565D001511
时，驱动电压增加。
Figure C200510108565D00161
然后，将阴极金属真空热沉积到电子注入层上以形成第二电极。第二电极金属可包含例如Li、Mg、Al、Al-Li、Ca、Mg-In或Mg-Ag。
根据本发明一个实施方案的有机电致发光装置包括阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阳极。可任选形成一个或两个另外的中间层。此外，有机电致发光装置还可以包含电子阻挡层。
以下，将通过实施例更详细的描述本发明。但是，下面的实施例仅用于举例说明，并不是限制本发明的范围。
实例1
将ITO玻璃基片(Corning表面电阻：15Ω/cm2，厚度：
Figure C200510108565D00162
切成50mm×50mm×0.7mm尺寸以形成阳极。将所得玻璃基片在异丙醇中使用超声净化仪净化5分钟，在纯水中使用超声净化仪净化5分钟，使用UV光和臭氧净化30分钟。
然后，将IDE406(得自Idemitz)真空沉积在玻璃基片上以形成
Figure C200510108565D0016083721QIETU
厚度的空穴注入层。然后将85wt％的N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-(1，1’-联苯)-4，4’-二胺(NPB)和15wt％的BH-013X(得自Idemitz，是用作蓝光发光材料的具有萘部分的芳烃化合物)真空沉积在空穴注入层上以形成厚度的空穴传输层。
然后，给IDE140(得自Idemitz)掺杂BD-102(得自Idemitz)以在空穴传输层上形成
Figure C200510108565D00164
厚度的发光层。
然后将Alq3沉积在发光层上以形成
Figure C200510108565D00165
厚度的电子传输层。
最后，使用LiF 
Figure C200510108565D00166
作为电子注入层和Al 作为阴极，依次真空沉积在电子传输层上以形成LiF/Al电极。由此配制了有机电致发光装置。
实施例2
按照与实施例1相同的方式配制有机电致发光装置，除了通过在空穴传输层上沉积掺杂有3wt％ BD-52(得自Idemitz)的97wt％IDE140(得自Idemitz)至约300
Figure C200510108565D0017083856QIETU
的厚度来形成纯蓝光发光层。在该实施例中，IDE140和BD-52分别用作主体和掺杂剂。
实施例3
按照与实施例1相同的方式配制有机电致发光装置，除了通过在空穴传输层上沉积掺杂有1wt％ C6的99wt％ Alq3至约400
Figure C200510108565D0017083856QIETU
的厚度来形成绿光发光层。在该实施例中，Alq3和C6分别用作主体和掺杂剂。
实施例4
按照与实施例1相同的方式配制有机电致发光装置，除了通过在空穴传输层上沉积掺杂有1wt％ DCJTB的99wt％ Alq3至约400
Figure C200510108565D0017083856QIETU
的厚度来形成红光发光层。在该实施例中，Alq3和DCJTB分别用作主体和掺杂剂。
比较实施例1、比较实施例2、比较实施例3和比较实施例4
分别按照与实施例1、实施例2、实施例3和实施例4相同的方式配制有机电致发光装置，除了空穴传输层仅包含NPB。
测定实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、比较实施例1、比较实施例2、比较实施例3和比较实施例4的有机电致发光装置的初始特征和半寿期。实施例1和比较实施例1的结果如表1所示。
1)初始特征
使用BM5A(得自Topcon Co.)测定亮度，使用KEITHLEY 236(Keithley Instruments，Inc.)测定驱动电压。施加给有机电致发光装置的电流密度为10mA/cm2至100mA/cm2，以10mA/cm2的幅度递增。对于每个装置，至少获得9个数据点。该测试进行2次以上，初始特征表现出优良的再现性，偏差是5％。
2)半寿期
使用两种方法测定装置的半寿期。在一种方法中，当把电流密度固定在DC 50mA/cm2时，随着时间的延长测定使用寿命。在另一种方法中，以相等的电流密度施加电流脉冲，测定使用寿命的改变直至减至半寿期。这些测试是在至少3个装置上进行的，每一装置具有相同结构，以证实结果的再现性。
[表1]
 
初始特征(DC@100mA/cm<sup>2</sup>) 半寿期(DC@50mA/cm<sup>2</sup>) 半寿期(脉冲@900mA/cm<sup>2</sup>)
实施例1 9.2V，10.97cd/A，3.27lm/W(0.136，0.271)    1100小时 2300小时
比较实施例1 9.2V，10.97cd/A，3.27lm/W(0.136，0.271)    750小时 1500小时
从表1中可以看出，实施例1的有机电致发光装置的半寿期比比较实施例1的有机电致发光装置长。
实施例2、实施例3和实施例4的有机电致发光装置具有类似于实施例1的有机电致发光装置的初始特征和使用寿命。
因此，结果证实了包括含有蓝光发光材料以及空穴传输材料的空穴传输层的本发明有机电致发光装置。这样的有机电致发光装置具有较长的使用寿命，同时保持发光效率、低的驱动电压和改善的色座标。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不背离本发明实质或范围的情况下作出各种改变和改动。因此，本发明包括在其权利要求以及同等物范围内的本发明的各种改变和改动。

Claims (7)

1.有机电致发光装置，所述装置包括：
第一电极；
在第一电极上形成的包含空穴传输材料和蓝光发光材料的空穴传输层；
在空穴传输层上形成的发光层；和
在发光层上形成的第二电极；
其中蓝光发光材料包含选自以下化学结构所代表的化合物：
Figure C200510108565C00021
化合物(B)
2.权利要求1的有机电致发光装置，其中所述空穴传输层包含80wt％-95wt％的空穴传输材料和5wt％-20wt％的蓝光发光材料。
3.权利要求1的有机电致发光装置，其中所述空穴传输材料包含至少一种选自下列的化合物：N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1-联苯]-4，4’-二胺、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基联苯胺和N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-(1，1’-联苯)-4，4’-二胺。
4.权利要求1的有机电致发光装置，其中所述发光层包含空穴传输层的蓝光发光材料。
5.权利要求1的有机电致发光装置，其中所述装置还包括：
在第一电极与空穴传输层之间形成的空穴注入层。
6.权利要求1的有机电致发光装置，其中所述装置还包括：
在发光层与第二电极之间形成的至少一个选自空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层的层。
7.权利要求1的有机电致发光装置，其中所述空穴传输层包含N，N’-二苯基-N，N’-二(1-萘基)-(1，1’-联苯)-4，4’-二胺。
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不同电子传输层的蓝光有机电致发光器件的性能研究. 李枫红，田文晶，吴芳，张志明，李艳芹，马於光，王悦，李国文，沈家骢.高等学校化学学报，第22卷第9期. 2001
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