CN103178212A - 具有提高的使用寿命的有机发光装置 - Google Patents

Abstract

有机发光装置及其制造方法，其中在发光层中引入电子陷阱材料，从而改善发光性能和运行特性并延长使用寿命。

Description

具有提高的使用寿命的有机发光装置

背景

领域

本发明的一方面涉及具有提高的使用寿命的有机发光装置，以及所述装置的制造方法。

相关技术描述

在显示器领域中，近年来已经聚焦于有机发光装置。这样的有机发光装置使用通过电子和空穴的结合而致的发光衰减所产生的光。

有机发光装置基本上包括用于空穴注入的电极、用于电子注入的电极以及发光层，并且具有发光层插在用于空穴注入的电极(阳极)和用于电子注入的电极(阴极)之间的结构。特别地，在有机发光装置中，在阴极注入电子，并且在阳极注入空穴。然后，通过外部电场使电子和空穴以相反方向移动，并且在发光层中结合，并且通过发光衰减而发光。在这样的有机发光装置中，发光层由单分子有机材料或聚合物制成。

图1为诠释有机发光装置的概念的示意图。

参考图1，有机发光装置基本上具有下述结构，即，在衬底10上，形成第一电极20，在第一电极20上，布置有机层30，并且在有机层30上，布置第二电极40。此处，在第一电极20和第二电极40之间，布置有机层30，并且有机层30包括发光层，其中通过空穴和电子结合而发生发光衰减。第一电极和第二电极之一为用于空穴注入的阳极，并且另一个为用于电子注入的阴极。

图2示出有机发光装置中的有机层30的多层结构的实例。在有机层30中，依次层叠阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层以及电子注入层。如果第一电极20为阳极，并且第二电极为阴极，则依次层叠空穴注入层31、空穴传输层32、发光层33、电子传输层34和电子注入层35。在另一方面，如果第一电极20为阴极并且第二电极为阳极，则依次层叠电子注入层31、电子传输层32、发光层33、空穴传输层34和空穴注入层35。此外，在许多情况下，电子注入层由金属元素或其化合物制成，而不是由有机材料制成，因此可以看作单独的层而未包括在有机层之内。

这样的有机发光装置包括多个像素，例如红色、绿色和蓝色像素。使用这些像素的各种组合，能够发射全范围的颜色。有机发光装置的像素由发光材料制成，并且发光材料根据其种类而具有不同的使用寿命。由具有短发光使用寿命的材料制成的像素随着时间的推移而不能发射具有其本身原始彩色坐标的颜色。这使得难以发射其本身的特征色，例如红色、绿色和蓝色。此外，当使颜色结合以获得其他所需颜色时，由于像素具有短发光使用寿命，所以不可能发射所需的颜色。

为了延长发光材料以及使用该材料的有机发光装置的使用寿命，已经研究了各种结构和材料。然而，存在的问题是由于发光材料的使用寿命的改善而损害了其他性能。

因此，需要开发发光材料和装置结构，其能保持发光效率和运行特性，同时改善使用寿命。

概述

因此，考虑到在现有技术中出现的上述问题，本发明实施方案的一个方面涉及能适当保持发光性能和运行特性并同时延长使用寿命的有机发光装置。

本发明实施方案的一方面涉及通过将电子陷阱材料引入发光层而改善有机发光装置的使用寿命。此外，本发明实施方案的一方面涉及通过将电子陷阱材料引入发光层而制造有机发光装置的方法。本发明实施方案的一方面涉及有机发光装置及其制造方法，其中将电子陷阱材料引入发光层中，由此延长使用寿命而不损失发光性能和运行性能。

本发明的实施方案中，提供了有机发光装置，其包括：衬底；在所述衬底上形成的第一电极；在所述第一电极上形成的有机发光层；以及在所述有机发光层上形成的第二电极，其中所述有机发光层包括主体、掺杂剂和电子陷阱材料，并且所述电子陷阱材料具有分别低于主体的LUMO(最低未占据分子轨道)水平和HOMO(最高占据分子轨道)水平的LUMO水平和HOMO水平。

本发明的实施方案中，在第一电极和有机发光层之间布置有空穴注入层和空穴传输层中的至少一种。本发明的另一实施方案中，在有机发光层和第二电极之间布置有电子传输层和电子注入层中的至少一种。

本发明的实施方案中，主体为荧光主体，即，荧光发光型主体材料。

本发明的实施方案中，电子陷阱材料具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。本发明的另一实施方案中，电子陷阱材料具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.3eV的LUMO水平和HOMO水平。

本发明的实施方案中，可以由下列通式1表示电子陷阱材料：

通式1

其中X表示芳香烃，并且R1、R2、R3、R4、R5和R6各自表示H、[EW]、R或R-[EW]，其中H表示氢，[EW]表示吸电子基团，R表示芳香族化合物，并且R1至R6不均各自为氢(H)。

本发明的实施方案中，相对于100重量份的主体，有机发光层可以包括1重量份至25重量份的掺杂剂，以及1重量份至50重量份的电子陷阱材料。

本发明的实施方案中，可以以1:1-2(掺杂剂：电子陷阱材料)的重量比包含掺杂剂和电子陷阱材料。

本发明的实施方案中，电子陷阱材料具有比掺杂剂更短的发射波长。

本发明的实施方案中，能通过主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料的共沉积来形成有机发光层。

本发明的实施方案中，掺杂剂具有分别高于主体的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平。例如，掺杂剂具有分别高于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。

根据本发明的另一实施方案，提供了制造有机发光装置的方法。

制造有机发光装置的方法包括下述步骤：在衬底上形成第一电极；在所述第一电极上形成包括主体、掺杂剂和电子陷阱材料的发光层；以及在发光层上形成第二电极，其中电子陷阱材料具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平，并且形成发光层的步骤包括使用用于主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料的沉积源的沉积步骤。

本发明的实施方案中，主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料同时沉积。

本发明的实施方案中，能在室内进行沉积步骤，并且当主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料引入所述室中时，它们各自放置在沉积材料容器中。可以在单独的沉积材料容器中以混合状态将掺杂剂材料和电子陷阱材料引入室中。

本发明的实施方案中，所述方法还包括在形成所述第一电极的步骤之后且在形成所述发光层的步骤之前，形成空穴注入层的步骤和形成空穴传输层的步骤中的至少一种。

本发明的实施方案中，所述方法还包括在形成所述发光层的步骤之后且在形成所述第二电极的步骤之前，形成电子传输层的步骤和形成电子注入层的步骤中的至少一种。

本发明的实施方案中，电子陷阱材料具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。本发明的另一实施方案中，电子陷阱材料具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.3eV的LUMO水平和HOMO水平。

本发明的实施方案中，提供了有机发光装置，其包括：衬底；在所述衬底上形成的第一电极；在所述第一电极上形成的空穴层；在所述空穴层上形成的发光层，其包括有机发光材料和电子陷阱材料；在所述发光层上形成的电子层；以及在所述电子层上形成的第二电极，其中所述电子陷阱材料具有分别低于所述有机发光材料的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平。

本发明的实施方案中，空穴层包括空穴注入层和空穴传输层中的至少一种。本发明的另一个实施方案中，电子层包括电子传输层和电子注入层中的至少一种。

本发明的实施方案中，电子陷阱材料具有分别低于有机发光材料的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。

本发明的实施方案中，电子陷阱材料具有比有机发光材料更短的发射波长。

根据本发明的实施方案，将电子陷阱材料引入有机发光层能改善有机发光装置的发光效率并增加使用寿命。

在本发明实施方案的有机发光装置中，有机发光层包括电子陷阱材料，其使电子易于停留在有机发光层内并使电子均匀分布在有机发光层内，同时避免电子聚集在空穴传输层(HTL)和发光层(EML)之间的界面(HTL/EML界面)上。这改善了发光效率，并且还通过抑制装置特定区域的损坏而延长使用寿命。此外，本发明的实施方案中，能通过将相对少量的电子陷阱材料掺入发光层(EML)来改善发光效率。因此，优势在于在有机发光装置的制备中能采用常规方法和常规设备。

本发明实施方案的结构不同于在发光层(EML)和空穴传输层(HTL)之间形成额外的电子阻滞层(EBL)的结构。在EBL的结构中，通过阻滞电子从发光层跨越进入空穴传输层(HTL)，从而发光主要发生在发光层和空穴传输层之间的界面中。此外，当引入电子阻滞层(EBL)时，为了形成额外的层EBL而还需要其他的方法和其他的设备。另一方面，本发明的实施方案中，优势在于能采用常规方法和常规设备。

附图简述

由下列详述以及附图，本发明的上述或其他目的、特征和优势将显而易见，其中：

图1为例示一般的有机发光装置结构的示意图；

图2为例示图1所示的有机发光装置的有机层结构的详细示意图；

图3为例示本发明一实施方案的有机发光装置结构的示意图；

图4为例示本发明一实施方案的有机发光装置的衬底、掺杂剂和电子陷阱材料的LUMO(最低未占据分子轨道)水平和HOMO(最高占据分子轨道)水平的示意图；以及

图5示出了测量本发明一实施方案的有机发光装置和对比实施例的常规有机发光装置的发光使用寿命的图表。

发明详述

在下文中，参考附图来描述本发明的实施方案。然而，本发明的范围不限于实施方案和附图。

在下列描述和附图中，已经简化或扩大附图中描述的特征和形状，从而有利于阐述和理解。此外，相同的标号用于指定相同或相似的部件。

此外，应理解在本说明书中，当层或元件被提及在另一层或元件“上”时，该层或元件能直接在所述其他层或元件上，或者可以存在中间层。

图3为例示本发明一实施方案的有机发光装置的示意图。

有机发光装置包括衬底100，形成在衬底上的第一电极200，第二电极400，以及在所述第一电极200和所述第二电极400之间插入的有机层300。在所述有机层300中，布置有发光层(EML)330，即有机发光层。

在图3例示的有机发光装置中，在所述第一电极200和所述有机发光层300之间，形成空穴注入层(HIL)310和空穴传输层(HTL)320。可以仅形成空穴注入层或空穴传输层。此外，如图3所示，在所述有机发光层330和所述第二电极400之间，形成电子传输层(ETL)340和电子注入层(EIL)。也可以仅形成电子传输层或电子注入层。

具体地，衬底100可以选自在有机发光装置中通常使用的那些。作为衬底，可以使用玻璃衬底或透明塑料衬底，其具有优异的机械强度、热稳定性、透明度、表面光滑度、可操作性和防水性。尽管未在图3中示出，但在所述衬底100和所述第一电极200之间，根据需要可以还提供外涂层、绝缘层等。

在所述衬底100上，形成所述第一电极200。可以将所述第一电极构图为红色、绿色和蓝色亚像素(R、G、B亚像素)。在本实施方案中，第一电极为阳极。

所述第一电极200可以为透明电极、半透明电极或反射电极。例如，其可以由氧化铟-锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锡(SnO₂)、氧化锌(ZnO)等制成。此外，其还可以具有各种改进，例如包括两种或多种不同材料的两层或多层结构。所述第一电极的材料和结构不限于此。

所述空穴注入层(HIL)310为一种有机层，并且可以通过真空热沉积、旋转涂布等而形成。用于形成所述空穴注入层的材料可以选自通常已知的作为空穴注入材料的那些材料。例如，可以选自酞菁化合物(例如，酞菁铜)；星爆型胺衍生物，例如TCTA、m-MTDATA和m-MTDAPB；可溶性导电聚合物，例如Pani/DBSA(聚苯胺/十二烷基苯磺酸)、PEDOT/PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯))、Pani/CSA(聚苯胺/樟脑磺酸)或PANI/PSS(聚苯胺/聚(4-苯乙烯-磺酸酯)。然而，所述空穴注入材料不限于此。

在空穴注入材料中，由下式2和3表示TCTA和m-MTDATA。

式2

式3

在所述空穴注入层(HIL)310上，布置空穴传输层(HTL)320。所述空穴传输层是一种有机层，并且可通过各种适当方法，例如真空沉积、旋涂、浇铸法或LB法而形成。例如，可以采用真空沉积，因为优势在于能易于获得均匀层但却很少发生针孔。当真空沉积用于形成所述空穴传输层320时，沉积条件和涂布条件可以根据所用的化合物而变化。然而，通常，这类条件可以在与形成空穴注入层的那些条件几乎相同的条件范围中选择。

对用于形成所述空穴传输层320的材料没有特别的限制。作为该材料，可以使用N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1-联苯基]-4,4’-二胺(TPD)、N,N’-二(萘-1-基)-N,N’-二苯基联苯胺(α-NPD)等。

在本发明的有机发光装置中，有机发光层330包括主体、掺杂剂和电子陷阱材料。

在本发明中，所述发光层具有主体和发光掺杂剂形成发光物质的机理。其中，作为用于主体的材料，可以使用荧光主体或磷光主体。

用于荧光主体的材料的实例包括三(8-羟基-喹啉)铝(Alq3)、9,10-二(萘-2-基)蒽(AND)、3-叔丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽(TBADN)、4,4’-双(2,2-二苯基-乙烯-1-基)-4,4’-二甲基苯基(DPVBi)、4,4’-双(2,2-二苯基-乙烯-1-基)-4,4’-二甲基苯基(p-DMDPVBi)、叔(9,9-二芳基芴)(TDAF)、2-(9,9’-螺二芴-2-基)-9,9’-螺二芴(BSDF)、2,7-双(9,9’-螺二芴-2-基)-9,9’-螺二芴(TSDF)、双(9,9-二芳基芴)(BDAF)、4,4’-双(2,2-二苯基-乙烯-1-基)-4,4’-二(叔丁基)苯基(p-TDPVBi)、2-甲基-9,10-二(2-萘基)蒽(2-甲基-9,10-二-(2-萘基)蒽)(MADN)等。

此外，用于磷光主体的材料的实例可以包括1,3-双(咔唑-9-基)苯(mCP)、1,3,5-三(咔唑-9-基)苯(tCP)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯基胺(TcTa)、4,4’-双(咔唑-9-基)联苯(CBP)、4,4’-双(9-咔唑基)-2,2’-二甲基-联苯(CBDP)、4,4’-双(咔唑-9-基)-9,9-二甲基-芴(DMFL-CBP)、4,4’-双(咔唑-9-基)-9,9-双(9-苯基-9H-咔唑)芴(FL-4CBP)、4,4’-双(咔唑-9-基)-9,9-二-甲苯基-芴(DPFL-CBP)、9,9-双(9-苯基-9H-咔唑)芴(FL-2CBP)等。

特别地，本发明的实施方案中，可以通过将电子陷阱材料引入包括荧光主体材料的发光层中，从而显著改善装置的使用寿命。

作为掺杂剂，可以使用用作有机发光装置的发光材料的材料。对掺杂剂材料没有特别的限制，只要其能表现出发光性能即可。可以将这类掺杂剂发光材料分为发红光材料、发绿光材料和发蓝光材料。

发红光掺杂剂材料的实例可以包括四苯基萘并萘(红荧烯)、三(1-苯基异喹啉)铱(III)(Ir(piq)₃)、双(2-苯并[b]噻吩-2-基-吡啶)(乙酰丙酮酸酯)铱(III)(Ir(btp)₂(acac))、三(二苯甲酰基甲烷)邻二氮杂菲铕(III)(Eu(dbm)₃(phen))、三[4,4’-二-叔丁基-(2,2’)-二吡啶]钌(III)络合物(Ru(dtb-bpy)₃*2(PF₆))、DCM1、DCM2、Eu(噻吩甲酰基三氟丙酮)3(Eu(TTA)3)、4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃)(DCJTB)等。

此外，发绿光掺杂剂材料的实例可以包括3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙基氨基)香豆素(香豆素6)、2,3,6,7-四氢-1,1,7,7-四甲基-1H,5H,11H-10-(2-苯并噻唑基)喹嗪并-[9,9a,1gh]香豆素(C545T)、N,N’-二甲基-喹吖酮(DMQA)、三(2-苯基吡啶)铱(III)(Ir(ppy)₃)等。

此外，发蓝光掺杂剂材料的实例可以包括噁二唑二聚体染料(Bis-DAPOXP)、螺化合物(螺-DPVBi、螺-6P)、三芳基胺化合物、(双(苯乙烯基)胺)(DPVBi、DSA)、4,4’-双(9-乙基-3-咔唑亚乙烯基)-1,1’-联苯(BCzVBi)、二萘嵌苯、2,5,8,11-四-叔丁基二萘嵌苯(TPBe)、9H-咔唑-3,3’-(1,4-亚苯基-二-2,1-乙烯-二基)双[9-乙基-(9C)](BCzVB)、4,4-双[4-(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯(DPAVBi)、4-(二-对-甲苯基氨基)-4’-[(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]二苯乙烯(DPAVB)、4,4’-双[4-(二苯基氨基)苯乙烯基]联苯(BDAVBi)、双(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羟基吡啶基)铱III(FIrPic)、DPVBi等。

除了上述材料，可以将基于亚苯基、基于亚苯基亚乙烯基、基于噻吩、基于芴和基于螺-芴的聚合物以及含氮的芳香族化合物用作发光掺杂剂材料。然而，发光掺杂剂材料不限于此。

在一实施方案中，作为掺杂剂材料，选择与主体材料具有高相容性的材料。

特别地，作为掺杂剂，可以使用具有高于主体的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平的材料。例如，作为掺杂材料，可以选择具有分别高于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平的材料。

本发明实施方案的发光层中，除了主体和掺杂剂，可以使用电子陷阱材料。

一实施方案中，电子陷阱材料具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平低的LUMO水平和HOMO水平。特别地，作为电子陷阱材料，使用具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平的材料。此外，一实施方案中，将具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.3eV的LUMO水平和HOMO水平的材料用作电子陷阱材料。

如上所述，当具有分别低于LUMO水平和HOMO水平0.1eV或更多的LUMO水平和HOMO水平时，电子陷阱材料能有效起到电子陷阱的作用。

在本发明中，作为所述电子陷阱材料，使用具有激发态水平的材料，即，低于主体的LUMO(最低未占据分子轨道)水平。换言之，在本发明中，将上述电子陷阱材料引入有机发光装置的发光层，以使电子陷阱材料能捕获已流入电子层的过量的电子。

特别地，所述电子陷阱材料防止已流入发光层的过量的电子移动至空穴注入层，由此抑制有机发光装置的使用寿命的退化。当引入发光层的电子陷阱材料起到上述电子陷阱的作用时，可以延长有机发光装置的发光像素部分的使用寿命。

一实施方案中，在LUMO水平和HOMO水平方面，当电子陷阱材料和主体之间的差异分别小于0.1eV时，电子陷阱材料作为电子陷阱的作用不显著。另一方面和另一实施方案中，当差异大于0.5eV时，电子陷阱过度地发生，由此抑制发光。因此，如上所述调整电子陷阱材料和主体的LUMO水平和HOMO水平。

当使用电子陷阱材料时，特别地，其有效地延长蓝色像素的使用寿命。在某些情况下，为了延长蓝色像素的使用寿命，在对比方法中使用两种掺杂剂。然而，该对比方法由于效率降低而具有缺点。此外，本发明的实施方案中，当将电子陷阱材料引入发光层时，能将运行特性和效率维持在与对比装置相同或更高的水平，并且使用寿命与对比装置相比能增加2至3倍或更多倍。

作为这类电陷子阱材料，可以使用下列通式1表示的化合物。

通式1

在通式1中，X表示芳香烃。特别地，X可以包括选自苯、萘、蒽、芘、苝、苯并菲、菲、屈、芴和螺芴中的至少一种。

R1、R2、R3、R4、R5和R6各自表示H、[EW]、R和R-[EW]中的任意一种。

其中，H表示氢，并且R1至R6不能均为氢(H)。

[EW]表示吸电子基团。具体地，[EW]可以选自吡啶、嘧啶、三嗪、氰基、三唑、三嗪、噁嗪、噁唑、噁二唑、噁二嗪和卤素。其中，卤素包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)和碘(I)。

R表示芳香族化合物。具体地，R可以选自C5至C40的芳香环、C5至C40的芳基胺、C4至C40的杂芳香族基团和咔唑。本发明的一实施方案中，R可以选自C5至C20的芳香环、C5至C20的芳基胺、C4至C20的杂芳香族基团和咔唑。

R-[EW]表示由吸电子基团(EW)取代的芳香族化合物(R)。其中，R和[EW]与上述相同。

通式1表示的电子陷阱材料特别包括下列通式4至13表示的化合物。

通式4

通式5

通式6

通式7

通式8

通式9

通式10

通式11

通式12

通式13

具体地，电子陷阱材料的实例可以包括下列式14至38表示的材料。

式14

式15

式16

式17

式18

式19

式20

式21

式22

式23

式24

式25

式26

式27

式28

式29

式30

式31

式32

式33

式34

式35

式36

式37

式38

电子陷阱材料不限于上式表示的材料。

式14至18表示的电子陷阱材料的HOMO水平、LUMO水平和单谱线发射波长记录在下列表1中。

表1

编号	HOMO(eV)	LUMO(eV)	单谱线波长(nm)
				式14	-5.51	-2.19	416
式15	-5.32	-2.06	437
				式16	-5.29	-1.93	412
式17	-5.21	-2.07	448
				式18	-5.37	-2.15	429
主体	-5.10	-1.65	398

尽管在表1中记录了由式14至18表示的电子陷阱材料的HOMO水平、LUMO水平和单谱线发射波长，但可以获得其他电子陷阱材料的HOMO水平、LUMO水平和单谱线发射波长。

此外，可以获得主体材料和掺杂剂的HOMO水平、LUMO水平和单谱线发射波长。

如上所述，可能获得各个材料的HOMO水平、LUMO水平等。因此，根据需要，本领域技术人员能选择合适的主体材料和合适的掺杂剂。然后，本领域技术人员能选通过设定值或预定值择电子陷阱材料，其具有低于主体材料的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平。另一方面，当首先选择电子陷阱材料时，可以通过设定值或预定值选择具有高于电子陷阱材料的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平的主体材料。

例如，根据需要，本领域技术人员能容易地以下列方式选择和组合主体材料和电子陷阱材料，所述方式为电子陷阱材料能具有分别低于主体材料的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。

所述发光层330可以还包括用于调节电子陷阱材料的LUMO水平和HOMO水平的其它材料。例如，还可以在发光层中包括碱金属。

相对于100重量份的主体，有机发光层可以包括1重量份至25重量份的掺杂剂和1重量份至50重量份的电子陷阱材料。

此外，可以以1:1-2(掺杂剂：电子陷阱材料)的重量比包含掺杂剂和电子陷阱材料。如上所述，当包含的电子陷阱材料的量为掺杂剂的一或两倍时，可以获得高的电子陷阱效果。这改善了装置的使用寿命。

此外，一实施方案中，当包含非常少量的掺杂剂时，发光效率降低。另一方面和另一实施方案中，当包含非常大量的掺杂剂时，由电子陷阱导致的装置使用寿命的延长效果不显著。因此，必须如上所述调整主体、掺杂剂和电子陷阱材料的含量。

根据需要，可以调整主体、掺杂剂和电子陷阱材料的含量。

以外，一实施方案中，电子陷阱材料对发光层的发光没有负面影响。当电子陷阱材料对发光层的发光具有影响时，可以改变色坐标。这可能在整体上难以实现所需的颜色。因此，以电子陷阱材料具有比掺杂剂更短的发射波长的这种方式来选择掺杂剂和电子陷阱材料。换言之，当选择掺杂剂和电子陷阱材料时，选择具有比掺杂剂更短的发射波长的电子陷阱材料。如上所述，当电子陷阱材料的发射波长比掺杂剂的发射波长更短时，电子陷阱材料对发光层的发光没有影响。

可以通过真空沉积、旋涂、浇铸法、LB等形成发光层。

在本实施方案中，通过主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料的共沉积来形成所述有机发光层。对此，发光层的形成方法为非常简易的，这使得易于制备发光层。结果，有机发光装置的制备方法也为简易的，这使得易于制备装置。

将电子陷阱材料引入发光层的本发明结构不同于在发光层和阳极或阴极之间形成额外的电子阻滞层(EBL)的结构。例如，在发光层和空穴传输层之间形成电子阻滞层的结构中，可以在主发光界面上阻滞电子进入空穴传输层(HTL)，所述主发光界面即为空穴传输层(HTL)和发光层(EML)之间的界面。这不利于在发光层内形成激发子，并改善发光效率。其中，本发明的一实施方案中，电子陷阱材料使电子均匀分布在发光层内，同时防止电子在空穴传输层(HTL)和发光层(EML)之间的界面(HTL/EML界面)上聚集。这改善了发光效率并增加了装置的使用寿命。

当引入上述电子阻滞层(EBL)时，增加其他的方法和其他的设备以形成额外的EBL层。另一方面，本发明的一实施方案中，能通过将相对少量的电子陷阱材料掺入发光层(EML)来实现上述效果。因此，优势在于在本发明的实施方案中能采用常规方法和常规设备。

在所述发光层330上，形成所述电子传输层340。所述电子传输层可由具有传输注入的电子的高性能的材料制成。作为电子传输层材料，可以使用喹啉衍生物，特别是可商购材料，例如，三(8-羟基-喹啉)铝(Alq3)、TAZ或Balq。例如，作为电子传输层材料，可以使用下列式39表示的双(10-羟基苯并[h]喹啉铍)(Bebq2)及其衍生物。此外，电子传输层材料还可以包括金属氧化物。金属氧化物的实例可以包括碱金属、碱土金属、过渡金属等的氧化物。

式39

所述电子传输层材料不限于上述材料。

在所述电子传输层340上，布置所述电子注入层350。所述电子注入层350使电子易于从所述第二电极400注入。在某些情况下，根据需要，可以省略所述电子注入层350。这类电子注入层可以由LiF、NaCl、CsF、Li₂O、BaO等制成。

通过真空沉积、旋涂或浇铸法可以层叠所述电子传输层340和所述电子注入层350。沉积条件可以根据所用的化合物而变化。然而，通常，这类条件可以在与形成空穴注入层中的几乎相同的条件范围中选择。

然后，在所述电子注入层350上，形成所述第二电极400作为阴极。所述第二电极可以由低逸出功金属、合金、导电化合物或其混合物制成。具体地，第二电极可由锂(Li)、镁(Mg)、铝(Al)、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)等制成。此外，为了制备顶发射装置，可以使用由ITO或IZO制成的传送材料。

可以通过真空沉积或溅射方法来形成上述第二电极。

本发明的一方面提供了用于制备上述有机发光装置的方法。

制备有机发光装置的方法包括下列步骤：在衬底上形成第一电极；在所述第一电极上形成包括主体、掺杂剂和电子陷阱材料的发光层；以及在所述发光层上形成第二电极。

在形成所述发光层的步骤中，可以使主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料进行沉积。

可以在室中进行沉积步骤。将主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料各自放置在沉积材料容器中，同时引入室中。在本实施方案的沉积步骤中，将主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料同时沉积(同时(concurrently)或同时(simultaneously)沉积)。换言之，进行共沉积。

如上所述，因为能够进行共沉积，所以在有机发光装置制备方法中，形成发光层的步骤为非常简易的。这使得易于制备发光层。如此，制备有机发光装置的方法同样变得简易且容易。

特别地，当掺杂剂材料和电子陷阱材料具有相似的沉积温度时，在单独的常规容器中，将掺杂剂材料和电子陷阱材料以混合状态引入室中。因此，可以通过仅用一个容器来沉积掺杂剂和电子陷阱材料。结果，沉积设备可为更简易的，并且可以更容易地进行沉积。此外，为了使用上述常规容器，需要选择具有相似沉积温度的掺杂剂材料和电子陷阱材料。

此外，为了进一步形成空穴注入层和空穴传输层中的至少一种，在形成第一电极的步骤之后且在形成发光层的步骤之前，可以进一步进行形成空穴注入层的步骤和形成空穴传输层的步骤中的至少一种。

此外，为了进一步形成电子传输层或电子注入层中的至少一种，在形成发光层的步骤之后且在形成第二电极的步骤之前，可以进一步进行形成电子传输层的步骤或形成电子注入层的步骤中的至少一种。

作为电子陷阱材料，选择具有分别低于主体的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平的材料。特别地，作为电子陷阱材料，可以选择具有低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平的材料。根据另一实施方案，作为电子陷阱材料，可以选择具有低于主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.3eV的LUMO水平和HOMO水平的材料。

此外，本发明提供了有机发光装置，其包括：衬底100；在所述衬底上形成的第一电极200；在所述第一电极上形成的空穴层(HIL和HTL)310和320；在所述空穴层上形成的发光层330，其包括有机发光材料和电子陷阱材料；在所述发光层上形成的电子层(EIL和ETL)340和350；以及在所述电子层上形成的第二电极400，其中所述电子陷阱材料具有低于所述有机发光材料的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平。

根据本发明的一实施方案，所述空穴层可以包括空穴注入层310和空穴传输层320中的至少一种。此外，所述电子层可以包括电子传输层340或电子注入层350中的至少一种。根据本发明的一实施方案，电子陷阱材料具有低于有机发光材料的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。根据本发明的一实施方案，电子陷阱材料具有比有机发光材料更短的发射波长。

实施例：有机发光装置的制备

制备具有下述结构的有机发光装置。

作为第一电极(即，阳极)和衬底，将具有

的ITO玻璃衬底(Corning)切为50mm×50mm×0.7mm的尺寸，在异丙醇中以及在纯净水中超声清洁5分钟，经过紫外辐射30分钟，并且通过暴露于臭氧(O₃)而清洁。然后，将获得的玻璃衬底放置在真空沉积设备中。

在玻璃衬底上，通过真空沉积，形成具有

厚度的作为空穴注入层的m-MTDATA。然后，通过真空沉积，在空穴注入层上形成具有

厚度的作为空穴传输层的NPD。

然后，通过将2-甲基-9,10-二-(2-萘基)蒽(MADN)用作荧光主体、DPVBi用作掺杂剂以及通式15表示的材料用作电子陷阱材料，从而形成具有

厚度的发光层。其中，相对于100重量份的主体，使用2质量份的掺杂剂，并且使用4重量份的电子陷阱材料。

然后，沉积具有

厚度的作为电子传输层的Alq3，并且在电子传输层上，沉积具有厚度的作为电子注入层的LiF。接下来，真空沉积具有

厚度的作为第二电极(即，阴极)的Al，由此提供有机发光装置。

对比实施例：有机发光装置的制备

以与实施例中所述的相同方式制备有机发光装置，除了在形成有机发光层时未使用作为电子陷阱材料的式15表示的化合物。其用作对比实施例。

测试实施例：对使用寿命特性的测试

在来自实施例和对比实施例的装置上，随着时间推移，通过使用PR650(Spectroscan分光仪,PHOTO RESEARCH INC.)测量亮度。结果在图5中示出。图5示出随时间推移的亮度，即，相对于100%的有机发光装置的初始亮度，随时间推移的亮度率。

参考图5，当产品应用的亮度可靠性标准为97%时，实施例的有机发光装置具有约110小时的使用寿命，而对比实施例的有机发光装置具有约45小时的使用寿命。因此，能看出本发明的有机发光装置具有高的使用寿命特性。

尽管为了例示目的而描述了本发明的实施方案，但本领域技术人员应认识到在不背离所附权利要求及其等同物所公开的本发明的范围和精神的情况下可以进行各种改变、添加或替换。

Claims (26)

1.有机发光装置，其包括：

衬底；

在所述衬底上的第一电极；

在所述第一电极上的有机发光层；以及

在所述有机发光层上的第二电极，

其中所述有机发光层包括主体、掺杂剂和电子陷阱材料，以及

所述电子陷阱材料具有分别低于所述主体的LUMO(最低未占据分子轨道)水平和HOMO(最高占据分子轨道)水平的LUMO水平和HOMO水平。

2.如权利要求1所述的有机发光装置，其中在所述第一电极和所述有机发光层之间布置有空穴注入层和空穴传输层中的至少一种。

3.如权利要求1所述的有机发光装置，其中在所述有机发光层和所述第二电极之间布置有电子传输层和电子注入层中的至少一种。

4.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述主体为荧光主体。

5.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述电子陷阱材料具有分别低于所述主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。

6.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述电子陷阱材料具有分别低于所述主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.3eV的LUMO水平和HOMO水平。

7.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述电子陷阱材料由下列通式1表示：

[通式1]

其中：

X表示芳香烃，以及

R1、R2、R3、R4、R5和R6各自表示H、[EW]、R或R-[EW]，以及

其中：

H表示氢，

[EW]表示吸电子基团，以及

R表示芳香族化合物，以及

其中：

R1至R6不均为氢(H)。

8.如权利要求1所述的有机发光装置，其中相对于100重量份的所述主体，所述有机发光层包括1重量份至25重量份的所述掺杂剂和1重量份至50重量份的所述电子陷阱材料。

9.如权利要求1所述的有机发光装置，其中以1:1-2(掺杂剂：电子陷阱材料)的重量比包含所述掺杂剂和所述电子陷阱材料。

10.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述电子陷阱材料具有比所述掺杂剂更短的发射波长。

11.如权利要求1所述的有机发光装置，其中通过主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料的共沉积来形成所述有机发光层。

12.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述掺杂剂具有分别高于所述主体的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平。

13.如权利要求1所述的有机发光装置，其中所述掺杂剂具有分别高于所述主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。

14.制造有机发光装置的方法，所述方法包括：

在衬底形成第一电极；

在所述第一电极上形成包括主体、掺杂剂和电子陷阱材料的发光层；以及

在所述发光层上形成第二电极；

其中，所述电子陷阱材料具有分别低于所述主体的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平，以及

所述有机发光层的形成包括使用用于主体材料、掺杂剂材料和所述电子陷阱材料的沉积源的沉积步骤。

15.如权利要求14所述的方法，其中在所述沉积步骤中，所述主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料同时沉积。

16.如权利要求14所述的方法，其中在室中进行所述沉积步骤，以及

将所述主体材料、掺杂剂材料和电子陷阱材料各自放置在沉积材料容器中，同时引入所述室中。

17.如权利要求16所述的方法，其中在单独的沉积材料容器中，将所述掺杂剂材料和电子陷阱材料以混合状态引入所述室中。

18.如权利要求14所述的方法，其还包括在形成所述第一电极之后且在形成所述发光层之前，形成空穴注入层和形成空穴传输层中的至少一种。

19.如权利要求14所述的方法，其还包括在形成所述发光层之后且在形成所述第二电极之前，形成电子传输层和形成电子注入层中的至少一种。

20.如权利要求14所述的方法，其中所述电子陷阱材料具有分别低于所述主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。

21.如权利要求14所述的方法，其中所述电子陷阱材料具有分别低于所述主体的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.3eV的LUMO水平和HOMO水平。

22.有机发光装置，其包括：

衬底；

在所述衬底上的第一电极；

在所述第一电极上的空穴层；

在所述空穴层上的发光层，并且其包括有机发光材料和电子陷阱材料；

在所述发光层上的电子层；以及

在所述电子层上的第二电极，

其中，所述电子陷阱材料具有低于所述有机发光材料的LUMO水平和HOMO水平的LUMO水平和HOMO水平。

23.如权利要求22所述的有机发光装置，其中所述空穴层包括空穴注入层和空穴传输层中的至少一种。

24.如权利要求22所述的有机发光装置，其中所述电子层包括电子传输层和电子注入层中的至少一种。

25.如权利要求22所述的有机发光装置，其中所述电子陷阱材料具有分别高于所述有机发光材料的LUMO水平和HOMO水平0.1eV至0.5eV的LUMO水平和HOMO水平。

26.如权利要求22所述的有机发光装置，其中所述电子陷阱材料具有比所述有机发光材料更短的发射波长。

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