CN101379884A - 有机电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机电致发光元件,该元件包括:连接到用于施加电能的外部电路的两个相对的电极,所述电极中的至少一个是透明或半透明的;以及提供在所述电极之间、用于通过空穴与电子的复合发射光的多个发光单元,所述发光单元的每一个含有一个或多个有机层,所述有机层中的一个是发光层,和保持在所述多个发光单元中的两个之间的电荷产生层,其特征在于,所述多个发光单元中的每两个相邻的发光单元由所述电荷产生层隔开,所述电荷产生层包括至少一种功函不超过3.0eV的金属或它的化合物(A),以及至少一种功函不小于4.0eV的化合物(B),并且在所述多个发光单元的至少一个中,所述发光层含有聚合物发光材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有高电流效率的有机电致发光器件及其制备方法。
背景技术
最近,Tangs等制备了例如用于电子照相光受器的具有双层结构的有机电致发光器件(以下有时称为“有机EL器件”),所述的双层结构由有机荧光染料形成的发光层和有机电荷-输送化合物形成的层组成(专利文件1,JP-A-59-194393)。存在的另外的报道是,当将少量的荧光染料掺到电子-输送发光层中时,荧光染料发射光,其结果是可以得到具有高效率的长寿命器件。有机EL器件是通过施加低电压驱动的并且与竞争器件相比具有高的亮度。除了这些特征之外,还可以容易地得到多-色发射。因此,已经对该器件的结构、要用于该器件的有机荧光染料和有机电荷-输送化合物进行了许多研究,并且这些研究报道于非-专利文件1:日本应用物理杂志(Jpn.J.Appl.Phys.),第27卷,第L269页(1988);和非-专利文件2:应用物理杂志(J.Appl.Phys.)第65卷,第3610页(1989)中。
此外,与主要使用低分子量有机化合物的有机EL器件独立的是,已经提出了使用聚合物发光材料的聚合物发光器件(以下称为“聚合物荧光体(polymer fluorescent)”),例如,在专利文件2(WO9013148小册子(pamphlet));专利文件3(JP-A-3-244630)和非-专利文件3(应用物理通讯(Appl.Phys.Lett.),第58卷,第1982页(1991))中。WO9013148小册子在实施例中公开了一种使用聚(对亚苯基亚乙烯基)(以下有时称为“PPV”)的薄膜的器件,所述薄膜是通过以下步骤形成的共轭聚合物:将可溶性前体涂敷到电极上以形成膜,并且对该膜进行热处理(从而转化成共轭聚合物)。
这样的常规有机EL器件在材料和器件构造上进行了改善。结果,其亮度和寿命得以增强,但是没有达到用于显示和照明所需的实际水平。
这样的常规有机EL器件在相互面对的电极之间具有含有发光层的单个发光单元。为了改善其性能,已经提出了这样的有机EL器件(有时称为层叠器件),其在相互面对的电极之间具有多个含有发光层并且由电荷产生层单独隔开的发光单元(专利文件4:JP-A-2003-272860)。
专利文件1:JP-A-59-194393
专利文件2:WO9013148小册子
专利文件3:JP-A-3-244630
专利文件4:JP-A-2003-272860
非-专利文件1:日本应用物理杂志(Jpn.J.Appl.Phys.),第27卷,第L269页(1988)
非-专利文件2:应用物理杂志(J.Appl.Phys.),第65卷,第3610页(1989)
非-专利文件3:应用物理通讯(Appl.Phys.Lett.),第58卷,第1982页(1991)
发明内容
本发明要解决的问题
然而,上述层叠器件排他地由低分子量材料形成。如果使用聚合物材料,则可以使用适于大规模生产的涂布法和印刷法。因此,期望实现使用聚合物材料的层叠器件的方法。
解决问题的手段
本发明人以解决上述问题并且即使使用聚合物材料也制备出层叠的有机EL器件为目的,进行了深入细致的研究。结果,他们发现,由于通过层叠或混合功函(work function)不同的材料而制备的电荷产生层的存在,即使是在通过涂敷聚合物材料的溶液而由聚合物材料的膜形成层叠的有机EL器件的情况下,所述层叠的有机EL器件也可以有效工作,并且有效地将电子和空穴注入到有机材料中。基于此发现,实现了本发明。
本发明如下。
(1)一种有机电致发光器件,该器件包括:
相互面对并且连接到提供电能的外部电路的两个电极,所述两个电极中的至少一个是透明或半透明的;
含有一个或多个有机层的多个发光单元,所述一个或多个有机层中的一个是通过空穴和电子的复合发射光的发光层;和
电荷产生层,其安置于发光单元中的两个之间,
所述发光单元和所述电荷产生层夹在所述的两个电极之间,
其特征在于,所述发光单元的相邻的两个由所述电荷产生层隔开;
所述电荷产生层包括一种或多种类型的功函为3.0eV以下的金属或其化合物(A),以及一种或多种类型的功函为4.0eV以上的化合物(B);并且
所述发光单元中的至少一个具有含有聚合物发光材料的发光层。
(2)根据项(1)的有机电致发光器件,其中所述电荷产生层包括含有一种或多种类型的金属或其化合物(A)的第一层,以及含有一种或多种类型的化合物(B)的第二层;并且所述第一层出现在面对注入空穴的电极一侧。
(3)根据项(1)的有机电致发光器件,其中所述电荷产生层是由一种或多种类型的金属或其化合物(A)和一种或多种类型的化合物(B)的混合物形成的单层。
(4)根据项(1)至(3)中任一项的有机电致发光器件,其中所述电荷产生层在550nm的波长具有30%以上的透射比。
(5)根据项(1)至(4)中任一项的有机电致发光器件,其中所述功函为3.0eV以下的金属选自由碱金属和碱土金属组成的组。
(6)根据项(1)至(5)中任一项的有机电致发光器件,其中所述功函为4.0eV以上的化合物是过渡金属的氧化物。
(7)根据项(6)的有机电致发光器件,其中所述过渡金属的氧化物是选自由V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc和Re组成的组中的至少一种金属的氧化物。
(8)根据项(1)至(4)中任一项的有机电致发光器件,其中所述功函为3.0eV以下的金属是Li,并且所述功函为4.0eV以上的化合物是V2O5。
(9)根据项(1)至(5)中任一项的有机电致发光器件,其中所述功函为4.0eV以上的化合物是至少一种有机化合物。
(10)根据项(1)至(9)中任一项的有机电致发光器件,其中所述聚合物发光材料的重均分子量为10,000至10,000,000,并且可溶于有机溶剂中。
(11)根据项(1)至(10)中任一项的有机电致发光器件,其中来自由单个电荷产生层所隔开的两个发光单元的发光层的发光颜色存在差别。
(12)根据项(1)至(11)中任一项的有机电致发光器件,其中在两个电极之间包含单个发光单元和单个电荷产生层的层的厚度落入:通过将由所述发光单元产生的光的波长除以所述发光单元和所述电荷产生层的平均折射率而得到的值的1/4的整数倍的±20%之内。
(13)一种制备根据项(1)至(12)中任一项的有机电致发光器件的方法,其特征在于,构成所述发光单元的所述层中的至少一层是由溶液形成的膜。
(14)一种具有根据项(1)至(12)中任一项的有机电致发光器件的发光装置。
根据本发明,可以通过涂布法形成包含聚合物发光材料的发光层。因而,与制备具有通过沉积法形成的所有层的低分子量层叠器件的时间相比,可以大大缩短制备层叠EL器件的制备时间。
本发明的优点
根据本发明的有机电致发光器件,通过使用特定用于本发明的电荷产生层,可以由聚合物材料形成串联的(tandem)有机EL器件。
附图简述
图1是显示根据本发明的实施例1的有机EL器件的层结构的截面图的图示;和
图2是显示常规有机EL器件的层结构的截面图的图示。
实施本发明的最佳方式
根据本发明的电荷产生层是这样的层,其在电压施加时,起在阴极的方向上注入空穴并且在阳极的方向上注入电子的作用。
在本发明的有机电致发光器件中,电荷产生层被夹在两个发光单元之间。这里使用的“发光单元”(在本发明中)是指含有一层或多层的包含单个发光层的有机层的层叠结构,其通过空穴和电子的复合发射光。在本发明的有机EL器件中,将多个发光单元层叠在相互的顶端,其中电荷产生层被安置在邻近的发光单元之间。此外,在这些发光单元中的至少一个中,构成发光单元的所述一个或多个有机层中的单层由含有聚合物发光材料的发光层形成。
本发明中的“发光单元”相应于由除相互面对的电极(阳极和阴极)以外,仅具有单个发光层的常规有机EL器件的结构器件形成的部分。因此,可以说,本发明的有机EL器件是一种由在两个相互面对的电极之间夹入的多个发光单元(其包括具有聚合物发光材料的有机层,并且由特定用于本发明的电荷产生层隔开)形成的构造物(construct)的结构。在相互面对的两个电极中,它们中的至少一个是透明或半透明的,因而可以有效取出(takeout)发光层中产生的光。
根据本发明的电荷产生层的特征在于,含有一种或多种类型的功函为3.0eV以下的金属或其化合物(A),以及一种或多种类型的功函为4.0eV以上的化合物(B)。功函为3.0eV以下的金属的化合物是指功函为3.0eV以下并且其本身功函为3.0eV以下的化合物。当功函超出上述范围时,不太可能发生有效的电荷注入。结果,不能充分得到本发明的效果。因而,这样的情况不是优选的。
构成电荷产生层并且功函为3.0eV以下的金属可以选自由碱金属、碱土金属以及稀土金属组成的组。在它们中,碱金属和碱土金属是优选的。碱金属的实例优选包括:锂(Li)(2.93eV)、钠(Na)(2.36eV)、钾(K)(2.28eV)、铷(Rb)(2.16eV)和铯(Ce)(1.95eV)。碱土金属的实例优选包括钙(Ca)(2.9eV)和钡(Ba)(2.52eV)。括号中的数值表示功函。Li是更优选的。
构成电荷产生层并且功函为3.0eV以下的金属的化合物是指例如上述金属的氧化物、卤化物、氟化物、溴化物、氮化物或碳化物。
为了充分得到本发明的效果,第一层的厚度优选为10nm以下,并且更优选为6nm以下。
当将如上所述的一种或多种类型的功函为3.0eV以下的金属或其化合物(A)与如上所述的一种或多种类型的化合物(B)组合使用而非单独使用时,根据本发明的电荷产生层发挥了特别显著的效果。
关于将金属或其化合物(A)与化合物(B)在其中组合使用的电荷产生层,可以提及下列两种情况。
(i)电荷产生层是由含有一种或多种类型的金属或其化合物(A)的第一层和含有一种或多种类型的化合物(B)的第二层形成的层叠结构(层叠结构)。
(ii)电荷产生层是由如上所述的一种或多种类型的金属或其化合物(A)和一种或多种类型的化合物(B)的组分混合物形成的单层(组分混合物的层)。
在层叠结构的情况下,优选将层层叠,使得将第一层布置在阳极一侧(与电极注入空穴相对),并且将第二层布置在阴极一侧。在组分混合物的层的情况下,可以例如通过下列方法形成层,例如,其中由两种类型的材料混合物以单个步骤形成层的共-沉积方法。备选地,形成极薄的第一层,从而形成具有不连续分布的岛-样部分的结构,该结构是用于形成连续膜的预-结构,然后,在这样的结构上形成第二膜,以得到组分混合物的层。
作为用于构成第二层的材料,可以选择功函为4.0eV以上的无机或有机化合物。作为功函为4.0eV以上的无机化合物,理想的是使用过渡金属的氧化物。在过渡金属的氧化物中,过渡金属例如钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、锰(Mn)、锝(Tc)和铼(Re)的氧化物是优选的。V2O5和MoO3是更优选的。
作为用于第二层的功函为4.0eV以上的有机化合物,更少溶解于将要在稍后的步骤中使用的涂布溶液中且易于从第一层材料接受电子的电子-接受材料是优选的。进一步优选的是,该电子-接受材料优选与第一层材料形成电荷转移配合物。作为这样的材料的实例,可以提及的有四氟-四氰基喹啉并二甲烷(4F-TCNQ)。
第二层的厚度理想地为2nm至100nm(包括2nm和100nm),并且进一步理想地为4nm至80nm(包括4nm和80nm)。
此外,本发明的电荷产生层可以含有作为第三层的透明导电薄膜。可以使用的透明导电薄膜的实例包括氧化铟、氧化锌、氧化锡和它们的复合物,即,铟/锡/氧化物(ITO)。
作为形成本发明的电荷产生层的方法,例如,可以使用真空沉积法、溅射法以及涂布法。
本发明的电荷产生层理想的是对从发光层发射的光具有高透射比。该透射比在550nm的波长理想地为30%以上,并且进一步优选为50%以上,以充分地取出光,并且得到充分的亮度。
(颜色的混合,白色)
本发明的有机EL器件是层叠器件,并且含有多个同时发射光的发光单元。如果设置个体发光单元,使其发射相互不同波长的光,并且将发光色合并,则可以得到不同的颜色。具体地,白色是通过混合两种互补的颜色或三种颜色例如RGB,或不少于四种颜色而产生的。
(空腔效应(cavity effect))
在本发明的有机EL器件中,优选的是,含有发光单元和电荷产生层并且夹在两个相互面对的电极之间的层的厚度是通过将由发光单元产生的光的波长除以发光单元和电荷产生层的平均折射率而得到的值的1/4的整数倍。这是因为,在满足上述关系的结构中,由于光干涉效应,可以得到最大的光取出效果(maximum light take-out effect)。该最大的效果可以在严格地建立这样的关系时得到;但是,只要膜的厚度广泛地落入通过将发射光的波长除以平均折射率而得到的值的1/4的整数倍的±20%之内,就或多或少地产生效果。此外,优选的是,实质性发射光的区域位于这样的位置,所述位置距光-反射电极的距离相应于发射光的波长的1/4的整数倍。这是因为,光干涉效应达到了最大值。
当有机EL器件由多个发光颜色不同的发光单元形成时,优选的是,控制膜的厚度,使得该发光颜色的波长中的任何一个满足上述关系。备选地,可以控制膜的厚度,使得两个波长满足关于膜厚度的上述关系。
作为根据本发明的发光单元的结构,可以使用本领域中常规已知的结构。例如,可以提及的有:(阳极)/发光层/(阴极)、(阳极)/空穴输送层/发光层/(阴极),以及(阳极)/空穴输送层/发光层/电子输送层/(阴极)。
除这些以外,可以在电极和有机层之间提供电荷注入层,以有助于电荷的注入。作为电荷注入层,可以提及的有放置在阴极一侧的电子注入层以及放置在阳极一侧的空穴注入层。此外,为了改善发光效率,可以在空穴输送层和发光层之间或在电子注入层和发光层之间,插入夹层。
作为根据本发明的起第一电极作用的透明电极或半透明电极,可以使用由具有高电导率的金属氧化物、金属硫化物和金属形成的薄膜。适宜地使用并且取决于要使用的有机层而适当地选择具有高透射比的薄膜。它们的具体实例包括由氧化铟、氧化锌、氧化锡和它们的复合物例如铟/锡/氧化物(ITO)和铟/锌/氧化物;以及金、铂、银和铜的导电玻璃形成的膜(NESA等)。优选ITO、铟/锌/氧化物和氧化锡。膜-形成法的实例包括真空沉积法、溅射法、离子镀敷法和电镀法。此外,作为阳极,可以使用由有机材料例如聚苯胺或其衍生物,或聚噻吩或其衍生物形成的透明导电膜。
阳极的膜厚度可以考虑光透射比和电导率而适当地选择。例如,厚度为10nm至10μm,优选为20nm至1μm,并且进一步优选为50nm至500nm。
此外,可以在阳极和发光单元之间形成空穴注入层,以有助于空穴注入。作为用于空穴注入层的材料,优选使用具有在阳极材料和空穴输送材料之间的中间电离电位的材料。例如,理想的是使用:厚度为1至200nm且由导电聚合物例如酞菁衍生物或聚噻吩(polythiolene)衍生物、Mo氧化物、无定形炭、氟化碳或多胺化合物形成的层;或厚度为2nm以下且由金属氧化物、金属氟化物、有机绝缘材料等形成的层。
导电聚合物材料的实例可以包括:聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚亚苯基亚乙烯基及其衍生物、聚亚噻吩基亚乙烯基(polythienylenevinylene)及其衍生物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物以及在主链或侧链中具有芳族胺结构的聚合物。
导电聚合物的电导率优选为10-7S/cm至103S/cm(包括10-7S/cm和103S/cm),更优选为10-5S/cm至102S/cm(包括10-5S/cm和102S/cm),以及进一步优选为10-5S/cm至101S/cm(包括10-5S/cm和101S/cm),以减少发光像素之间的电流泄漏。通常,将导电聚合物的电导率设置在10-5S/cm至103S/cm(包括10-5S/cm和103S/cm)之间的值,并且将适当量的阴离子掺入到导电聚合物中,以增强空穴-注入能力。可以适当地使用的阴离子的实例包括聚苯乙烯磺酸根阴离子、烷基苯磺酸根阴离子以及樟脑磺酸根阴离子。
作为本发明的第二电极,具有小功函的材料是优选的。例如,可以使用的有:碱金属,例如锂、钠、钾、铷或铯;碱土金属,例如铍、镁、钙、锶或钡;金属,例如铝、钪、钒或锌;稀土金属,例如钇、铟、铈、钐、铕、铽或镱;两种以上类型的这些金属的合金,或一种或多种类型的这些金属与一种或多种选自金、银、铂、铜、锰、钛、钴、镍、钨和锡的金属(device)的合金;石墨;或石墨嵌入化合物。合金的实例包括:镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金和钙-铝合金。阴极可以是由两层或更多层形成的层叠结构。
阴极的膜厚度可以考虑电导率和耐久性而适当地选择。该厚度例如为10nm至10μm,优选为20nm至1μm,并且进一步优选为50nm至500nm。
为了有助于阴极和发光单元之间的电子注入,可以形成电子注入层。作为用于电子注入层的材料,电子亲合势在阴极材料和电子输送材料之间的材料是理想的。例如,可以提及的有金属氟化物、金属氧化物或有机绝缘材料。它们中,金属例如碱金属或碱土金属的氟化物和氧化物是优选的。另外,可以使用导电聚合物材料。
作为导电聚合物材料,可以使用具有如在关于空穴注入材料的段落中所述的电导率的聚合物材料。为了增强电子注入能力,可以掺入适当量的阳离子。可以使用的阳离子的实例包括锂离子、钠离子、钾离子和四丁基铵离子。
电子注入层的膜厚度例如为1nm至150nm,并且优选为2nm至100nm。
作为形成第一电极(阳极)或第二电极(阴极)的方法,可以使用真空沉积法、溅射法和层压法等,在所述层压法中,通过热压来粘合金属薄膜。
对在基材上形成第一电极和第二电极的顺序没有具体限制,而是根据器件结构例如顶部发射类型或底部发射类型而适当选择的。
此外,在本发明的有机EL器件中,使用各自具有一个或多个有机层的多个发光单元。该有机层中的一个是发光层。光是从发光层通过空穴和电子的复合而发射的。在有机层中,可以使用用于低分子量有机EL器件的电荷输送材料和发光材料,或用于聚合物有机EL器件的聚合物发光材料。发光颜色的实例可以包括三原色发光颜色:红、蓝和绿,以及另外它们的中间发光颜色和白光。全色器件优选发射三原色的光。平面光源优选发射白光以及中间发光色的光。
作为用于低分子量有机EL器件的电荷输送材料和发光材料,可以提及的有:已知的低分子量化合物或三线态发射配合物。作为低分子量化合物,例如,可以使用的有:萘衍生物;蒽或其衍生物;苝或其衍生物;染料,例如聚甲炔染料、呫吨染料、香豆素染料或花青染料;8-羟基喹啉,或其衍生物的金属配合物;芳族胺;四苯基环戊二烯或其衍生物;或四苯基丁二烯或其衍生物。
三线态发射配合物的实例可以包括:具有铱作为中心金属的Ir(ppy)3和Btp2Ir(acac)、具有铂作为中心金属的PtOEP,以及具有铕作为中心金属的Eu(TTA)3phen。
每一层的厚度可以适当选择,以得到理想的发光效率和驱动电压。该厚度通常为5nm至200nm。空穴输送层的厚度例如为10至100nm,并且优选为20至80nm。发光层的厚度例如为10至100nm,并且优选为20至80nm。空穴阻挡层的厚度例如为5至50nm,并且优选为10至30nm。电子注入层的厚度例如为10至100nm,并且优选为20至80nm。
作为用于这些层的膜形成方法,可以提及的有真空法例如真空沉积、簇(cluster)沉积或分子束沉积。除这些膜形成方法以外,当使用可溶性材料或能够形成乳液的材料时,可以提及诸如涂布法和印刷法之类的膜形成方法(稍后描述)。
用于聚合物有机EL器件的聚合物发光材料的实例包括:聚芴,其衍生物以及共聚物;聚亚芳基,其衍生物以及共聚物;聚亚芳基亚乙烯基(polyarylenevinylene),其衍生物以及共聚物;和芳族胺,及其衍生物的(共)聚合物。作为发光材料和电荷输送材料,可以将上述用于低分子量EL器件的发光材料和电荷输送材料共混。
在本发明的有机EL器件中,发光单元中的至少一个具有含有聚合物发光材料的发光层。
聚合物发光材料的重均分子量优选为10,000至10,000,000,并且进一步优选为20,000至5,000,000。此外,聚合物发光材料优选可溶于有机溶剂中。
聚合物发光材料层的厚度例如为5nm至300nm,优选为30至200nm,并且进一步优选为40至15nm。
作为用于如上所述的含聚合物材料的发光层、电荷输送层、电荷注入层;以及不含聚合物材料的发光层、电荷输送层、电荷注入层的膜形成方法,可以提及的有溶液涂布法和印刷法。在溶液涂布法中,可以通过干燥容易地从涂敷的溶液中移除溶剂。此外,将电荷输送材料和发光材料加入其中,并且可以使用相同的方法。因而,考虑到制造,这些方法是非常有用的。用于形成膜的溶液涂布法的实例包括下列涂布法,例如旋涂法、流延法、微型照相凹版涂布法、照相凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、线-棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、苯胺印刷法、胶版印刷法和喷墨印刷法。此外,当使用电荷注入材料时,将电荷注入材料分散在水中或醇中,以得到乳液,可以将所述乳液以与溶液涂布法中相同的方式涂敷,以形成膜。
在涂布方法和印刷方法中,对用于聚合物材料的溶剂没有具体限制;然而,除构成涂布溶液的溶剂以外能够溶解或均匀分散材料的溶剂是优选的。当构成涂布溶液的材料可溶于非极性溶剂中时,可以合适地使用的非极性溶剂的实例包括:氯化物溶剂,例如氯仿、二氯甲烷和二氯乙烷;醚溶剂,例如四氢呋喃;芳族烃溶剂,例如甲苯、二甲苯、1,2,3,4-四氢化萘、茴香醚、正己基苯和环己基苯;脂族烃溶剂,例如萘烷、双环己基(bicyclohexyl);酮溶剂,例如丙酮、甲基乙基酮和2-庚酮;以及酯溶剂,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯和丙二醇单乙醚乙酸酯。
作为要在其上形成本发明的有机EL器件的基板,可以使用任意的基板,只要它在形成构成该器件的电极和层时保持不变即可。其实例可以包括玻璃、塑料、聚合物膜和硅基板。当基板不透明时,面向基板的电极优选是透明或半透明的。
实施例
本发明通过实施例和比较例将更具体地描述;然而,本发明不限于这些。
实施例1(ITO/PEDOT/MEH-PPV/Li/V2O5/MEH-PPV/LiAl)
将通过参考图1描述制备根据本发明的有机EL器件的实施例。在其上通过溅射法形成厚度为150nm、起阳极2作用的ITO膜的玻璃基板1之上,通过旋涂法涂敷由BYTRON生产的PEDOT:PSS溶液至40nm的厚度,以形成膜,并且将所述膜在氮气气氛下、在200℃热处理,以得到空穴注入层3-1。随后,制备含有作为发光材料的MEH-PPV(聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基-己氧基)-对亚苯基亚乙烯基))的1重量%的甲苯溶液,所述MEH-PPV由奥德里奇(Aldrich)生产并且重均分子量为约200,000,并且将所述溶液通过旋涂法涂敷到其上预先形成有PEDOT:PSS膜的基板上。这样,形成膜厚度为90nm的第一发光层3-2。空穴注入层3-1和第一发光层3-2构成第一发光单元3。
在得到的结构上,通过真空沉积法形成电荷产生层4。更具体地,将Li(功函:2.93eV)和V2O5(功函:4eV以上)以此顺序分别相继沉积至分别为2nm和20nm的厚度。这样,分别形成第一层4-1和第二层4-2。Li是通过使用Al-Li合金(Li含量:0.05%)沉积的。由于Li在Al开始散射之前散射几十秒,因此仅沉积首先散射的Li。紧随其后,沉积V2O5。
此外,在V2O5膜上,通过旋涂涂敷MEH-PPV的1重量%的甲苯溶液,以形成膜厚度为90nm的第二发光层的膜(第二发光单元)5。进一步在所述第二发光层的膜(第二发光单元)5上,通过真空沉积,沉积起阴极6作用的Al-Li合金至100nm的厚度。这样,制备了具有两个由单个电荷产生层隔开的发光单元的有机EL器件。
当对如此得到的器件施加DC电压时,发光起始电压(initiation voltage)为12V,并且最大亮度为80cd/m2。
电流效率为0.072cd/A,这达到根据以下比较例1的器件的电流效率(0.037 cd/A)的1.95倍。
比较例1
为了比较,除不形成实施例1的电荷产生层和第二发光层以外,以与实施例1中相同的方式,也制备如图2中所示的单独具有单个发光单元的器件。对图2的附图标记进行与图1的附图标记相同的解释。
当对比较器件施加DC电压时,发光起始电压为5.5V,并且最大亮度为52cd/m2。电流效率为0.037 cd/A。
比较例2
除仅由膜厚度为30nm的单个V2O5层形成电荷产生层以外,以与实施例1中相同的方式制备有机EL器件。即使施加40V的发光起始电压,也没有光从得到的器件发出。
实施例2(由发光颜色不同且发射混合颜色的光的发光单元的层叠结构形成的器件)
形成第一发光单元,所述第一发光单元含有由结构式1表示并且发射绿光的聚合物发光材料1(简称为“8-TPA-BT”)形成的聚合物发光层,以代替由MEH-PPV形成的实施例1的发光层,并且形成电荷产生层4。其后,形成PEDOT/PSS层。随后,形成第二发光单元的膜,所述第二发光单元含有由结构式2表示并且发射蓝光的聚合物发光材料2(简称为“F8-TPA-PDA”)形成的聚合物发光层。此后,以与实施例1中相同的方式形成阴极。这样,制备了具有两个发射波长不同的光的发光单元的发光器件。
聚合物材料1
[式1]
聚合物材料2
[式2]
比较例3和4(对于实施例2的比较例,单独由绿色和蓝色光发射发光层组成的单个单元的器件)
为了与实施例2相比,形成两个器件,所述的两个器件各自由具有ITO/PEDOT/发光层/阴极(Li/Al)结构的单个发光单元1形成。它们中的一个含有发射绿光的F8-TPA-BT(比较例1)。另一个含有发射蓝光的F8-TPA-PDA(比较例2)。
比较例1和2的驱动电压分别为3.6V和5.4V。相反,实施例2的驱动电压为8.0V,这接近于具有两个层叠在其中的单元的器件的预期电压。另外,在实施例2的器件中,从两个层发射的发射光被混合。结果,得到具有宽光谱的发白的绿光。
工业实用性
本发明的有机电致发光器件可以与特定用于本发明的电荷产生层组合使用,以形成由聚合物材料组成的串联的有机EL器件。
附图标记的描述
1 基板
2 阳极(空穴注入电极)
3 第一发光单元
3-1 空穴注入层
3-2 第一发光层
4 电荷产生层
4-1 第一层
4-2 第二层
5 第二发光层(第二发光单元)
6 阴极(电极注入电极)
Claims (14)
1.一种有机电致发光器件,该器件包括:
相互面对并且连接到提供电能的外部电路的两个电极,所述两个电极中的至少一个是透明或半透明的;
所述两个电极在之间夹入:
含有一个或多个有机层的多个发光单元,所述一个或多个有机层中的一个是通过空穴和电子的复合发射光的发光层;和
电荷产生层,其安置于所述发光单元中的两个之间,
所述发光单元和所述电荷产生层夹在所述两个电极之间,
其特征在于,相邻的两个发光单元由所述电荷产生层隔开;
所述电荷产生层包括一种或多种类型的功函为3.0eV以下的金属或其化合物(A),以及一种或多种类型的功函为4.0eV以上的化合物(B);并且
所述发光单元中的至少一个具有含有聚合物发光材料的发光层。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述电荷产生层包括含有一种或多种类型的金属或其化合物(A)的第一层,以及含有一种或多种类型的化合物(B)的第二层;并且所述第一层出现在面对注入空穴的电极一侧。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其中所述电荷产生层是由一种或多种类型的金属或其化合物(A)和一种或多种类型的化合物(B)的混合物形成的单层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电致发光器件,其中所述电荷产生层在550nm的波长具有30%以上的透射比。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机电致发光器件,其中所述功函为3.0eV以下的金属选自由碱金属和碱土金属组成的组。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的有机电致发光器件,其中所述功函为4.0eV以上的化合物是过渡金属的氧化物。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光器件,其中所述过渡金属的氧化物是选自由V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc和Re组成的组中的至少一种金属的氧化物。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的有机电致发光器件,其中所述功函为3.0eV以下的金属是Li,并且所述功函为4.0eV以上的化合物是V2O5。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的有机电致发光器件,其中所述功函为4.0eV以上的化合物是至少一种有机化合物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机电致发光器件,其中所述聚合物发光材料的重均分子量为10,000至10,000,000,并且可溶于有机溶剂中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的有机电致发光器件,其中来自由单个电荷产生层所隔开的两个发光单元的发光层的发光颜色存在差别。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的有机电致发光器件,其中在两个相互面对的电极之间包含单个发光单元和单个电荷产生层的层的厚度落入:通过将由所述发光单元产生的光的波长除以所述发光单元和所述电荷产生层的平均折射率而得到的值的1/4的整数倍的±20%之内。
13.一种制备根据权利要求1至12中任一项所述的有机电致发光器件的方法,其特征在于,构成所述发光单元的所述层中的至少一层是由溶液形成的膜。
14.一种具有根据权利要求1至12中任一项所述的有机电致发光器件的发光装置。
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