CN103875088B - 简化的有机发射装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有简化结构的有机发光装置及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及有机发光装置及其制造方法。
背景技术
有机发光装置是自发光装置,具有宽视角、优异的对比度、快速响应时间、高亮度和优异的驱动电压以及响应速率特性,并且可实现多色显示。
标准有机发光装置可包括阳极、阴极和夹置于所述阳极与所述阴极之间的有机层。有机层可包括电子注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极等。当在阳极与阴极之间施加电压时,从阳极注入的空穴通过空穴传输层被转移到发光层,并且从阴极注入的电子通过电子传输层被转移到发光层。载流子,例如电子和空穴,在发光层中复合而产生激子,当所述激子由激发态变成基态时,产生光。
为了提高装置的效率和寿命,已经以增加辅助层(或缓冲层)(例如空穴注入层、空穴传输层和电子传输层)的方式研发了有机发光装置。因此,用于制造所述装置的材料和工艺成本已经逐渐升高,而如何解决这些问题已经成为有机发光装置中的主要难题。
当在薄膜中形成有机发光装置的辅助层或将所述辅助层移除时,可能减小发光层与电极(例如,阳极或阴极)之间的距离,从而导致发光层中出现激子猝灭现象。即,辅助层,例如空穴注入层、空穴传输层和电子传输层,可起到防止发光层中出现激子猝灭现象的作用。
因此,为了制造高质量的有机发光装置,重要的是,通过移除辅助层(例如空穴注入层、空穴传输层和电子传输层)简化装置结构,将激子猝灭现象减到最少。
公开内容
技术问题
本发明涉及提供具有高效率和简化结构并且实现降低的制造成本的有机发光装置。
技术方案
根据本发明的一方面,有机发光装置包括依序堆叠的阳极、具有表面1A和与表面1A相反的表面2A的导电聚合物层、具有表面1B和与表面1B相反的表面2B的低分子发光层和阴极。阳极的表面与导电聚合物层的表面1A接触,导电聚合物层的表面2A与低分子发光层的表面1B接触,并且低分子发光层的表面2B与阴极的表面接触。导电聚合物层是单层,其包括电导率为1×10-7S/cm到小于0.1S/cm的导电聚合物和具有低表面能的材料,表面2A的具有低表面能的材料的浓度大于表面1A的具有低表面能的材料的浓度,表面2A的低未占据分子轨道(LUMO)能级的绝对值小于低分子发光层的LUMO能级的绝对值,并且表面2A起到防止激子猝灭的作用。低分子发光层包括低分子发光材料,并且所述低分子发光材料的电子迁移率与所述低分子发光材料的空穴迁移率相同,或所述低分子发光材料的电子迁移率比所述低分子发光材料的空穴迁移率大。
在一些实施方案中,表面1A的高占据分子轨道(HOMO)能级(即,电离电位)的绝对值可能大于阳极的功函数。
在其他实施方案中,表面2A的HOMO能级的绝对值可能大于低分子发光层的HOMO能级的绝对值。
在另外其他实施方案中,在有机发光装置操作期间,在导电聚合物层与低分子发光层之间的界面处可形成激子形成区域。
在另外其他实施方案中,具有低表面能的材料的浓度可沿着从表面1A向表面2A的方向逐渐增加。
在另外其他实施方案中,具有低表面能的材料可为包括至少一个氟(F)的氟化材料。
在另外其他实施方案中,导电聚合物可包括以下一种或多种:聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚(对-亚苯基)、聚芴、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)、自掺杂导电聚合物及其衍生物。导电聚合物可进一步包括聚合物酸,例如磺化聚苯乙烯。
在另外其他实施方案中,表面2A的电离电位可选自5.0eV到6.5eV的范围。
在另外其他实施方案中,低分子发光层可包括主体(host)和掺杂剂,并且主体可包括电子传输低分子材料。
在另外其他实施方案中,阴极可包括电子注入层和含金属层,并且电子注入层可与低分子发光层的表面2B接触。
根据本发明的另一方面,制造有机发光装置的方法包括在衬底上形成阳极,通过将用于形成导电聚合物层的组合物供应到所述阳极上并进行热处理来形成导电聚合物层,所述用于形成导电聚合物层的组合物包括导电聚合物、具有低表面能的材料和溶剂,在所述导电聚合物层上形成低分子发光层,并且在所述低分子发光层上形成阴极。
在一些实施方案中,用于形成导电聚合物层的组合物中包括的溶剂可为极性溶剂,并且所述极性溶剂可为水、醇、乙二醇、甘油、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)和丙酮中的一种或多种。
在其他实施方案中,低分子发光层的形成可使用真空沉积法和溶液法来进行。
有利效果
根据本发明的实施方案,由于有机发光装置具有简化的结构,同时具有高效率,因此可降低制造成本。
附图说明
图1是示意性地描述根据本发明的实施方案的有机发光装置的横截面的图。
图2是图解说明有机发光装置的层间能级的绝对值的图。
图3是显示评估实施例1中导电聚合物层5随溅射时间的分子分布的图。
图4A和4B显示评估实施例1中包括导电聚合物层2到5和聚合物层A的试样的光致发光(PL)光谱。
图5是显示评估实施例1中包括导电聚合物层2到5和聚合物层A的试样的PL寿命的图。
图6A到6D是显示比较实施例1到4和实施例5的有机发光装置的发光效率的图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图来全面地描述本发明的实施方案。然而,本发明可以不同形式体现并且不应被视为限定于本文所描述的实施方案。本发明应理解为包括本发明的精神和范围内包括的所有等同物和替代物。
图1是示意性地显示根据本发明的实施方案的有机发光装置100的图。有机发光装置100依序包括阳极120(其为空穴注入电极)、导电聚合物层130、低分子发光层150和阴极170(其为电子注入电极)。当在有机发光装置100的阳极120与阴极170之间施加电压时,从阳极120注入的空穴通过导电聚合物层130移动到低分子发光层150,并且从阴极170注入的电子移动到低分子发光层150,由此使得空穴和电子在导电聚合物层130与低分子发光层150之间复合,从而产生激子。当激子由激发态转移到基态时,产生光。
导电聚合物层130包括表面1A141和与表面1A141相反的表面2A145,并且低分子发光层150包括表面1B145和与表面1B145相反的表面2B147。
阳极120的表面与导电聚合物层130的表面1A141接触,导电聚合物层130的表面2A145与低分子发光层150的表面1B145接触,并且低分子发光层150的表面2B147与阴极170的表面接触。因此,表面2A和表面1B是由相同的参考编号145来表示。
虽然未在图1中显示,但阳极120可形成在衬底上。作为衬底,可使用常规用于半导体制造工艺的衬底。例如,衬底可包括玻璃、蓝宝石、硅、氧化硅、金属箔(例如铜箔或铝箔)、钢衬底(例如不锈钢等)、金属氧化物、聚合物衬底或其两种或更多种的组合。作为金属氧化物的实例,有氧化铝、氧化钼、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡、氧化钒等。作为聚合物衬底的实例,有kapton箔、聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、多芳基化合物、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纤维素(TAC)、乙酸丙酸纤维素(CAP)等,但本发明并不限于此。
阳极120可通过使用沉积法或溅射法将阳极形成材料供应于衬底上来形成。阳极120可选自具有相对较高功函数的材料以促进空穴注入。阳极120可为反射电极或透明电极。作为阳极形成材料,可使用透明且具有优异的电导率的氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、金属氧化物/金属/金属氧化物多层、石墨烯、碳纳米管等。或者,阳极120可利用镁(Mg)、铝(Al)、银(Ag)、Ag/ITO、Ag/IZO、铝-锂(Al-Li)、钙(Ca)、镁-铟(Mg-In)、镁-银(Mg-Ag)等形成为反射电极。阳极120可包括不同种类的两种材料。例如,阳极120可形成为具有包括不同种类的两种材料的双层结构,并且可以进行各种修改。
导电聚合物层130可为单层,其包括电导率为1×10-7S/cm到小于0.1S/cm的导电聚合物和具有低表面能的材料。导电聚合物层130的表面2A145处具有低表面能的材料的浓度可大于导电聚合物层130的表面1A141处具有低表面能的材料的浓度。表面2A145的高占据分子轨道(HOMO)能级的绝对值,即,电离电位,可为5.0eV或更高,例如,5.0eV到6.5eV。
在本说明书中,“具有低表面能的材料”是指能够形成具有低表面能的层的材料,且具体地是指表面能低于导电聚合物的材料。由于其中混合了具有低表面能的材料与导电聚合物的组合物,由于具有低表面能的材料与导电聚合物之间的表面能差异而经历相分离,因此具有低表面能的材料形成上相,并且导电聚合物形成下相。具有低表面能的材料是含有至少一个F并且疏水性高于导电聚合物的材料。另外,具有低表面能的材料可为能够提供高于导电聚合物的功函数的材料。例如,由具有低表面能的材料形成的薄膜可具有30mN/m或更小的表面能和10-1S/cm到10-15S/cm的电导率,且厚度为100nm。此外,使用包括具有低表面能的材料的导电聚合物组合物制造的薄膜可具有30mN/m或更小的表面能和1×10-7S/cm到小于0.1S/cm的电导率,且厚度为100nm。
因此,当在阳极120上形成含有用于形成导电聚合物层的组合物的层时,所述用于形成导电聚合物层的组合物包括导电聚合物和具有低表面能的材料,导电聚合物和具有低表面能的材料可能因具有低表面能的材料的低表面能而不均匀地混合。而是,导电聚合物和具有低表面能的材料可以如下方式分布:具有低表面能的材料的浓度沿着从表面1A141向表面2A145的方向逐渐增加,而导电聚合物的浓度沿着从表面2A145向表面1A141的方向逐渐增加。接下来,可通过烘烤形成于阳极120上的层来完成膜形成工艺,所述层含有用于形成导电聚合物层的组合物,所述用于形成导电聚合物层的组合物包括导电聚合物和具有低表面能的材料。由此,可形成导电聚合物层130,其中具有低表面能的材料的浓度沿着从表面1A141向表面2A145的方向逐渐增加。
由于导电聚合物层130是通过仅在一个溶液膜形成工艺中导电聚合物和具有低表面能的材料的自组织形成的,因此导电聚合物层130具有单层形式,其中导电聚合物层和具有低表面能的材料层并未相互区分。
图2是示意性地显示有机发光装置100的阳极120、导电聚合物层130和低分子发光层150的能级的图。
导电聚合物层130和低分子发光层150的HOMO和/或低未占据分子轨道(LUMO)值位于真空能级以下,并且是由负数来表示。然而,为了与由正数表示的阳极120的功函数X1进行比较,导电聚合物层130和低分子发光层150的HOMO和/或LUMO值由绝对数来表示。
具有低表面能的材料的浓度沿着从表面1A141向导电聚合物层130的表面2A145的方向逐渐增加。因此,在导电聚合物层130中,表面1A141的HOMO能级的绝对值Y1小于表面2A145的HOMO能级的绝对值Y3,并且表面1A141的LUMO能级的绝对值Y2大于表面2A145的LUMO能级的绝对值Y4。
导电聚合物层130的表面2A145的LUMO能级的绝对值Y4可小于低分子发光层150的LUMO能级的绝对值Z2。因此,从阴极170注入并转移到低分子发光层150的电子可能并未基本上转移到导电聚合物层130。因此,导电聚合物层130可起到电子阻挡层(EBL)的作用。
同时,导电聚合物层130的表面1A141的HOMO能级的绝对值Y1可大于阳极120的功函数X1。另外,导电聚合物层130的表面2A145的HOMO能级的绝对值Y3可大于低分子发光层150的HOMO能级的绝对值Z1。因此,可使得从阳极120到导电聚合物层130的空穴注入和从导电聚合物层130到低分子发光层150的空穴转移顺利进行。
因此,可在导电聚合物层130与低分子发光层150之间形成激子形成区域160,在所述激子形成区域160中电子和空穴复合而形成激子。由此,有机发光装置100可具有优异的发光效率。
由于在导电聚合物层130的表面2A145处具有低表面能的材料存在相对多于导电聚合物,因此表面2A145基本上防止了从激子形成区域160产生的激子由于导电聚合物层130中包括的导电聚合物而猝灭。因此,有机发光装置100可具有优异的发光效率。
具有低表面能的材料可为相对于极性溶剂具有超过90%的溶解性(例如,超过95%的溶解性)的材料。具有低表面能的材料可以平均直径为10nm或更小的纳米颗粒形式分散于极性溶剂中。作为极性溶剂的实例,但并不限于此,有水、醇(甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇等)、乙二醇、甘油、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、丙酮等。
具有低表面能的材料可为具有至少一个F的材料。例如,具有低表面能的材料可为包括至少一个氟(F)的氟化聚合物或氟化低聚物。
在一些实施方案中,具有低表面能的材料可为具有任何一个由以下化学式1到3代表的重复单元的氟化聚合物:
<化学式1>
其中a是0到10,000,000的数;
b是1到10,000,000的数;并且
Q1是-[O-C(R1)(R2)-C(R3)(R4)]c-[OCF2CF2]d-R5、-COOH或-O-Rf-R6,
其中R1、R2、R3和R4独立地为-F、-CF3、-CHF2或-CH2F;
c和d独立地为0到20的数;
Rf是-(CF2)z-(z是1到50的整数)或-(CF2CF2O)z-CF2CF2-(z是1到50的整数);并且
R5和R6独立地为-SO3M、-PO3M2或-CO2M,
其中M是Na+、K+、Li+、H+、CH3(CH2)wNH3 +(w是0到50的整数)、NH4 +、NH2 +、NHSO2CF3 +、CHO+、C2H5OH+、CH3OH+或CH3(CH2)wCHO+(w是0到50的整数),
<化学式2>
其中Q2是氢(H)、经取代或未经取代的C5-C60芳基或-COOH;
Q3是H或经取代或未经取代的C1-C20烷基;并且
Q4是-O-(CF2)r-SO3M、-O-(CF2)r-PO3M2、-O-(CF2)r-CO2M或-CO-NH-(CH2)s-(CF2)t-CF3,
其中r、s和t独立地为0到20的数;并且
M是Na+、K+、Li+、H+、CH3(CH2)wNH3 +(w是0到50的整数)、NH4 +、NH2 +、NHSO2CF3 +、CHO+、C2H5OH+、CH3OH+或CH3(CH2)wCHO+(w是0到50的整数),并且
<化学式3>
其中m和n是0≤m<10,000,000并且0<n≤10,000,000;
X和y独立地为0到20的数;并且
Y是-SO3M、-PO3M2或-CO2M,
其中M是Na+、K+、Li+、H+、CH3(CH2)wNH3 +(w是0到50的整数)、NH4 +、NH2 +、NHSO2CF3 +、CHO+、C2H5OH+、CH3OH+或CH3(CH2)wCHO+(w是0到50的整数)。
例如,具有低表面能的材料可为包括由化学式1代表的重复单元的氟化聚合物,但并不限于此。
例如,具有低表面能的材料可为包括由化学式1代表的重复单元的氟化聚合物,其中a是100到10000的数,b是50到1000的数,并且Q1是-[O-C(R1)(R2)-C(R3)(R4)]c-[OCF2CF2]d-R5。
例如,具有低表面能的材料可为包括由化学式1代表的重复单元的氟化聚合物,其中a是100到10000的数,b是50到1000的数,并且Q1是-[O-C(R1)(R2)-C(R3)(R4)]c-[OCF2CF2]d-R5,其中c是1到3的数,R1、R2和R3是-F,R4是-CF3,d是1到3的数,并且R5是-SO3M,但并不限于此。
此外,具有低表面能的材料可为由以下化学式10代表的氟化硅烷基材料:
<化学式10>
X-Mf n-Mh m-Ma r-(G)p
其中X是端基;
Mf是衍生自氟化单体或氟化C1-C20亚烷基的单元,所述氟化单体通过全氟聚醚醇、聚异氰酸酯和异氰酸酯反应性未氟化单体的缩合反应来制备;
Mh是衍生自未氟化单体的单元;
Ma是具有由-Si(Y4)(Y5)(Y6)代表的甲硅烷基的单元,其中Y4、Y5和Y6独立地为卤素原子、经取代或未经取代的C1-C20烷基、经取代或未经取代的C6-C30芳基或可水解取代基,并且Y4、Y5和Y6中的至少一个是可水解取代基;
G是包括链转移剂的残基的单价有机基团;
n是1到100的数;
m是0到100的数;
r是0到100的数;
n+m+r是2或更大;并且
p是0到10的数。
例如,X可为卤素原子,Mf可为氟化C1-C10亚烷基,Mh可为C2-C10亚烷基,Y4、Y5和Y6可独立地为卤素原子(Br、Cl、F等),且p可为0。例如,由化学式10代表的氟化硅烷基材料可为CF3CH2CH2SiCl3,但并不限于此。
由化学式10代表的氟化硅烷基材料的详细说明提供于美国专利No.7728098中,该专利以引用方式并入本文。
导电聚合物可为具有0.1S/cm或更高(例如,1S/cm或更高)的高电导率的导电聚合物。
例如,导电聚合物可包括聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚苯乙烯、磺化聚苯乙烯、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)、自掺杂导电聚合物、其衍生物或其两种或更多种的组合。所述衍生物可进一步包括不同种类的磺酸。
例如,导电聚合物可包括聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani:DBSA,参见以下化学式)、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS,参见以下化学式)、聚苯胺/樟脑磺酸(Pani:CSA)或聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PANI:PSS)等,但并不限于此。
R可为H或C1-C10烷基。
自掺杂导电聚合物可具有10到10,000,000的聚合度和由以下化学式13代表的重复单元:
<化学式13>
其中0<m<10,000,000,0<n<10,000,000,0≤a≤20并且0≤b≤20;
R1、R2、R3、R′1、R′2、R′3和R′4中的至少一个包括离子基团,并且A、B、A′和B′独立地选自C、Si、Ge、Sn和Pb;
R1、R2、R3、R′1、R′2、R′3和R′4独立地选自:H、卤素、硝基、经取代或未经取代的氨基、氰基、经取代或未经取代的C1-C30烷基、经取代或未经取代的C1-C30烷氧基、经取代或未经取代的C6-C30芳基、经取代或未经取代的C6-C30芳基烷基、经取代或未经取代的C6-C30芳氧基、经取代或未经取代的C2-C30杂芳基、经取代或未经取代的C2-C30杂芳基烷基、经取代或未经取代的C2-C30杂芳氧基、经取代或未经取代的C5-C30环烷基、经取代或未经取代的C5-C30杂环烷基、经取代或未经取代的C1-C30烷基酯基和经取代或未经取代的C6-C30芳基酯基,并且在化学式13中,H或卤素元素选择性地与碳(C)组合;
R4由共轭导电聚合物链构成;并且
X和X′独立地选自:简单键、O、S、经取代或未经取代的C1-C30亚烷基、经取代或未经取代的C1-C30杂亚烷基、经取代或未经取代的C6-C30亚芳基、经取代或未经取代的C6-C30芳基亚烷基、经取代或未经取代的C2-C30杂亚芳基、经取代或未经取代的C2-C30杂芳基亚烷基、经取代或未经取代的C5-C20环亚烷基和经取代或未经取代的C5-C30杂环亚烷基芳基酯基,并且在化学式13中,H或卤素元素选择性地与C组合。
例如,离子基团可包括负离子基团,其选自PO3 2-、SO3 -、COO-、I-和CH3COO-;和选自金属离子的正离子基团,所述金属离子选自Na+、K+、Li+、Mg+2、Zn+2和Al+3;和有机离子,其选自H+、NH4 +和CH3(-CH2-)nO+(n是1到50的自然数),其中正离子基团与负离子基团配对。
例如,在化学式13的自掺杂导电聚合物中,R1、R2、R3、R′1、R′2、R′3和R′4中的至少一个可为F或经F取代的基团,但并不限于此。
在本说明书中,作为未经取代的烷基的具体实例,有直链或支链甲基、乙基、丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基等,并且烷基中的至少一个H原子可经以下基团取代:卤素原子、羟基、硝基、氰基、经取代或未经取代的氨基(-NH2、-NH(R)、-N(R′)(R″)、R′和R″独立地为具有1到10的碳数的烷基)、脒基、肼基或腙基、羧基、磺酸基、磷酸基、C1-C20烷基、C1-C20卤化烷基、C1-C20烯基、C1-C20炔基、C1-C20杂烷基、C6-C20芳基、C6-C20芳基烷基、C6-C20杂芳基或C6-C20杂芳基烷基。
在本说明书中,杂烷基是指烷基的主链中的至少一个碳原子(优选1-5个碳原子)被杂原子(如氧原子、硫原子、氮原子、磷原子等)取代。
在本说明书中,芳基是指包括至少一个芳环的芳族碳环体系,并且所述环可以通过悬垂法(pendant method)连接在一起或稠合。作为芳基的具体实例,有芳族基团,如苯基、萘基和四氢萘基,并且芳基的至少一个氢原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本说明书中,杂芳基是指具有5至30个环原子的芳环体系,其包括1个2个或3个选自N、O、P和S的杂原子,其中其余的环原子为碳。所述环可以通过悬垂连接在一起或稠合。此外,所述杂芳基中的至少一个氢原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本说明书中,烷氧基是指基团-O-烷基,其中烷基如上所定义。作为具体实例,烷氧基可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基、戊氧基、异戊氧基、己氧基等,并且烷氧基的至少一个氢原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本发明的实施方案中使用的作为取代基的杂烷氧基固有地是指烷氧基,只是至少一个杂原子,例如O、S或N,可能存在于烷基链中。例如,杂烷氧基是CH3CH2OCH2CH2O-、C4H9OCH2CH2OCH2CH2O-、CH3O(CH2CH2O)nH等。
在本说明书中,芳基烷基表示已定义的芳基的一些H原子被低级烷基(例如基团,例如甲基、乙基和丙基)取代的基团。例如,芳基烷基为苯甲基、苯乙基等。芳基烷基的至少一个氢原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本说明书中,杂芳基烷基表示杂芳基的一些H原子被低级烷基取代的基团,并且杂芳基烷基的杂芳基的定义如上所述。杂芳基烷基的至少一个氢原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在说明书中,芳氧基是指基团-O-芳基,其中芳基如上文所定义。作为具体实例,芳氧基可为苯氧基、萘氧基、蒽氧基、菲氧基、芴氧基、茚氧基等。芳氧基的至少一个H原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本说明书中,杂芳氧基是指基团-O-杂芳基,并且杂芳基如上文所定义。
在本说明书中,作为杂芳氧基的具体实例,有苯甲氧基、苯乙氧基等。杂芳氧基的至少一个H原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本说明书中,环烷基是指具有5到30个碳原子的单价单环体系。环烷基的至少一个H原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本说明书中,杂环烷基是指具有5到30个环原子(包括1个、2个或3个选自N、O、P和S的杂原子,其中剩余环原子为碳)的单价单环体系。杂环烷基的至少一个H原子可以被与所述烷基相同的取代基取代。
在本说明书中,烷基酯基是指组合烷基与酯基的官能团,其中烷基如上文所定义。
在本说明书中,杂烷基酯基是指组合杂烷基与酯基的官能团,其中杂烷基如上文所定义。
在本说明书中,芳基酯基是指组合芳基与酯基的官能团,其中芳基如上文所定义。
在本说明书中,杂芳基酯基是指组合杂芳基与酯基的官能团,其中杂芳基如上文所定义。
在本发明的实施方案中,氨基是指-NH2、-NH(R)或-N(R′)(R″),并且R′和R″独立地为具有1到10的碳数的烷基。
在本说明书中,卤素是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)或砹(At),并且优选F。
导电聚合物层130中具有低表面能的材料的总浓度可为每100重量份导电聚合物,10重量份到500重量份,例如,20重量份到400重量份,但并不限于此。当具有低表面能的材料的含量满足上述范围时,导电聚合物层130具有如上文所述具有低表面能的材料的浓度梯度,并且可实现具有高发光效率的有机发光装置。
导电聚合物层130的厚度可为2nm到300nm,例如,5nm到100nm。当导电聚合物层130的厚度满足上述范围,可实现所需特性,例如能级梯度、高表面电离电位Y3和高发光效率。
低分子发光层150可包括低分子发光材料。所述低分子发光材料的电子迁移率与所述低分子发光材料的空穴迁移率相同,或所述低分子发光材料的电子迁移率比所述低分子发光材料的空穴迁移率大。
由于如图2中所示的有机发光装置100具有X1<Y1<Y3的关系,因此大量空穴可从阳极120快速地转移到低分子发光层150。同时,由于如图2中所示的有机发光装置100具有Y4<Z2的关系,因此可阻碍从阴极170到低分子发光层150的电子注入。因此,即使在将电子迁移率与空穴迁移率相同或电子迁移率比空穴迁移率大的低分子发光材料用于低分子发光层150时,由于到导电聚合物层130的电子转移受阻,因此电子仍然会累积于导电聚合物层130与低分子发光层150之间的界面处,并且由此在导电聚合物层130与低分子发光层150之间有效地形成其中电子和空穴复合而形成激子的激子形成区域160。因此,有机发光装置100可具有高发光效率。
低分子发光层150的厚度可为10nm到100nm,例如,10nm到60nm。当低分子发光层150的厚度满足所述范围内时,可获得优异的发光特性,并且不增加驱动电压。
低分子发光层150可包括主体和掺杂剂。主体可包括双极性传输材料和电子传输材料中的至少一种。
双极性传输材料可选自同时具有空穴传输能力和电子传输能力的公知材料。例如,双极性传输材料可为三(9,9-二芳基芴)衍生物(例如2,7-双[9,9-二(4-甲基苯基)-芴-2-基]-9,9-二(4-甲基苯基)氟)(TDAF)、2,7-双(9,9-螺联芴-2-基)-9,9-螺联芴(BDAF)、9,10-二(萘-2-基)蒽(ADN)、2-叔丁基-9,10-双-(β-萘基)-蒽(TBADN)、2,6-二(叔丁基)-9,10-二(2-萘基)蒽(2TBADN)、2,6-二(叔丁基)-9,10-二-[6-(叔丁基)(2-萘基)]蒽(3TBADN)、2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN)、三芴(E3)等,但并不限于此。
电子传输材料可为在相同电场下电子迁移率大于空穴迁移率的材料。例如,电子传输材料可选自用于有机发光装置的电子传输层和/或电子注入层的材料。电子传输材料可为三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、2,2′,2″-(苯-1,3,5-三基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑(TPBI)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(Bphen)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚合(phenylphenolato))铝(Balq)、1,3-双[2-(2,2′-联吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑(oxadiazo)-5-基]苯(Bpy-OXD)、6,6′-双[5-(联苯-4-基)-1,3,4-噁二唑-2-基]-2,2′-联吡啶(BP-OXD-Bpy)、3-(4-联苯)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑(TAZ)、4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑(NTAZ)、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(NBphen)、三(2,4,6-三甲基-3-(吡啶-3-基)苯基)硼烷(3TPYMB)、苯基-二芘基氧化膦(POPy2)、3,3′,5,5′-四[(间-吡啶基)-苯-3-基]联苯(BP4mPy)、1,3,5-三[(3-吡啶基)-苯-3-基]苯(TmPyPB)、1,3-双[3,5-二(吡啶-3-基)苯基]苯(BmPyPhB)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(Bepq2)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)-铍(Bebq2)、二苯基双(4-(吡啶-3-基)苯基)硅烷(DPPS)或(1,3,5-三(对-吡啶-3-基-苯基)苯(TpPyPB),但并不限于此。
低分子发光层150的主体除了包括上述双极性传输材料和电子传输材料中的一种或多种以外,可进一步包括空穴传输材料。
空穴传输材料可为在相同电场下空穴迁移率大于电子迁移率的材料。例如,空穴传输材料可为用于有机发光装置的空穴注入层或空穴传输层的材料。例如,空穴传输材料可为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)、N,N′-双(萘-1-基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺(NPB)、N,N′-双(萘-2-基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺(β-NPB)、N,N′-双(萘-1-基)-N,N′-双(苯基)-2,2′-二甲基联苯胺(α-NPD)、二-[4-(N,N-二甲苯基-氨基)-苯基]环己烷(TAPC)、N,N,N′,N′-四-萘-2-基-联苯胺(β-TNB)、N4,N4,N4′,N4′-四(联苯-4-基)联苯-4,4′-二胺(TPD15)等,但并不限于此。
作为低分子发光层150的掺杂剂,可使用红色掺杂剂、绿色掺杂剂和蓝色掺杂剂中的至少一种。
作为低分子发光层150的红色掺杂剂,可使用红荧烯(5,6,11,12-四苯基并四苯)((5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene))、Pt(II)八乙基卟吩(PtOEP)、三(1-苯基异喹啉)铱(III)(Ir(piq)3)、双(1-苯基异喹啉)(乙酰基丙酮)铱(III)(Ir(piq)2(acac))、Btp2Ir(acac)、5,6,11,12-四苯基并四苯(Rubrene)等,但并不限于此。
作为低分子发光层150的绿色掺杂剂,可使用三(2-苯基吡啶)铱(III)(Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶)(乙酰基丙酮)铱(III)(Ir(ppy)2(acac))、Ir(mpyp)3、C545T(10-(2-苯并噻唑基)-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H,11H-[1]苯并吡喃[6,7,8-ij]喹嗪-11-酮,参见以下化学式)等,但并不限于此。
同时,作为低分子发光层150的蓝色掺杂剂,可使用双(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)铱(III)(FIrPic)、F2Irpic、(F2ppy)2Ir(tmd)、Ir(dfppz)3、三芴、4,4′-双[4-(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯(DPAVBi)、2,5,8,11-四-叔丁基苝(TBP)等,但并不限于此。
低分子发光层150可通过含有红色掺杂剂、绿色掺杂剂和蓝色掺杂剂中的相应一种来实现红光、绿光和蓝光,或通过含有红色掺杂剂、绿色掺杂剂和蓝色掺杂剂中的两种或更多种来实现白光,并且可以进行各种修改。
掺杂剂可仅掺杂到低分子发光层150的一部分中。例如,当低分子发光层150的总厚度为70nm时,主体和掺杂剂可存在于低分子发光层150与导电聚合物层130接触的界面,即,距离低分子发光层150的表面1B14520nm内的厚度为20nm的区域,并且仅不含掺杂剂的主体可存在于厚度为50nm的剩余区域中。此外,当低分子发光层150的总厚度为70nm时,仅不含掺杂剂的主体可存在于低分子发光层150与导电聚合物层130接触的界面,即,距离低分子发光层150的表面1B14510nm内的厚度为10nm的区域,主体和掺杂剂可存在于厚度为20nm且与表面1B145间隔10nm到30nm的区域,并且仅不含掺杂剂的主体可存在于厚度为40nm的剩余区域中。此外,可以进行各种修改。
根据本发明的实施方案的低分子发光层150可通过真空沉积法和溶液法制造。真空沉积法通常使用热沉积法,并且溶液法使用旋涂法、喷墨印刷法、喷嘴印刷法、喷涂法、丝网印刷法、刮刀涂覆方法、凹版印刷法或胶版印刷法。
阴极170可使用金属、合金、导电化合物及其组合。作为具体实例,可使用Li、Mg、Al、Al-Li、Ca、Mg-In、Mg-Ag、石墨烯、碳纳米管和导电聚合物等。另外,为了获得顶部发射装置,可使用ITO、IZO等。
阴极170可具有单层或多层结构。例如,阴极170可包括电子注入层和含金属层。例如,电子注入层可使用作为公知电子注入材料的LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO、BaF2、Liq(喹啉锂)等作为加速电子注入的材料。含金属层可为单金属层,或可包括两种或更多种金属或金属氧化物。作为含金属层,可使用Li、Mg、Al、Al-Li、Ca、Mg-In、Mg-Ag等,但并不限于此。
当阴极170包括电子注入层和含金属层时,低分子发光层150的表面2B147可与阴极170的表面接触。电子注入层的厚度可为约0.1nm到10nm,例如,0.5nm到5nm。当电子注入层的厚度满足上述范围时,可基本上获得足够的电子注入特性,而不会升高驱动电压。
制造根据本发明的实施方案的有机发光装置100的方法如下。
首先,在衬底上形成阳极120。用于形成阳极120的材料可参考上述说明。阳极120可使用多种方法形成,例如沉积法、溅射法等。
接下来,在阳极120上形成如上文所述的导电聚合物层130。导电聚合物层130可通过将用于形成导电聚合物层的组合物供应于阳极120上并进行热处理来形成,所述组合物包括导电聚合物、具有低表面能的材料和溶剂。
用于形成导电聚合物层的组合物内的导电聚合物和具有低表面能的材料的说明参考上述说明。
用于形成导电聚合物层的组合物内的溶剂可为与导电聚合物和具有低表面能的材料具有混溶性并且容易通过加热移除的溶剂。所述溶剂可为极性溶剂,例如,水、醇(甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇等)、极性有机溶剂(例如乙二醇、甘油、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等)或其两种或更多种的组合。
所述溶剂可为两种或更多种不同材料的混合物。此外,所述溶剂可包括极性有机溶剂。例如,溶剂可为极性有机溶剂、水与醇的混合物、水与极性有机溶剂的混合物、醇与极性有机溶剂的混合物或水、醇与极性有机溶剂的混合物,并且可以进行各种修改。
作为如上文所述的极性有机溶剂的实例,可以为乙二醇、甘油、DMF、DMSO及其两种或更多种的组合,但并不限于此。
由于极性有机溶剂增加用于形成导电聚合物层的组合物中包括的导电聚合物的聚集和结晶,因此可控制或改进用于形成导电聚合物层的组合物和从所述组合物制造的导电聚合物层130的电导率。
当溶剂包括极性有机溶剂时,极性有机溶剂的含量可为每100重量%用于形成导电聚合物层的组合物1重量%到30重量%,但并不限于此。
由于导电聚合物层130不是例如通过独立地形成含导电聚合物层和具有低表面能的材料层,而是如上文所述,通过单沉积法来形成,在所述单沉积法中,将用于形成导电聚合物层的组合物供应到阳极120上并且然后对其进行热处理(这是因为每一材料自布置从而由于导电聚合物与具有低表面能的材料之间的表面能差异而产生浓度梯度),所述组合物包括导电聚合物、具有低表面能的材料和溶剂,因此制造工艺简单。因此,由于导电聚合物层130是使用能够降低制造成本的溶液法来形成,所以可实现有机发光装置100的制造成本降低和大尺寸制造。
低分子发光层150可通过在各种公知方法中选择的一种来形成,例如真空沉积、流延、Langmuir-Blodgett(LB)沉积、旋涂、喷墨印刷、喷嘴印刷、喷涂、丝网印刷、刮刀涂覆、凹版印刷或胶版印刷。例如,低分子发光层150可使用真空沉积法形成。当选择真空沉积法时,沉积条件可根据目标化合物、目标层的结构和热性质等而不同。例如,沉积条件可选自100℃到500℃的沉积温度范围、10-10托到10-3托的真空度范围和到 的沉积速率范围。另外,当选择旋涂方法时,涂覆条件可根据目标化合物、目标层的结构和热性质等而不同,并且涂覆条件可选自2000rpm到5000rpm的涂覆速度范围和80℃到200℃的热处理温度范围(涂覆后用于移除溶剂的热处理温度)。
低分子发光层150中包括的低分子发光材料的详细说明参考上述说明。
接下来,在低分子发光层150上形成阴极170。用于形成阴极170的材料参考上述说明。
有机发光装置100可具有如下优点。
1)由于有机发光装置100具有上述导电聚合物层130,满足X1<Y1<Y3的关系(参见图2),并且具有从Y1到Y3逐渐增加的电离电位,因此从阳极120到低分子发光层150的空穴注入可有效地进行而不形成空穴传输层。
2)由于有机发光装置100具有上述导电聚合物层130并且满足Y4<Z2的关系(参见图2),因此从阴极170注入到分子发光层150的电子可能不被传输到导电聚合物层130。因此,电子可累积于界面处,并且可在导电聚合物层130与低分子发光层150之间形成其中空穴和电子复合的激子形成区域。因此,由于导电聚合物层130中具有相对较高浓度的具有低表面能的材料的表面2A145起到防止激子猝灭的缓冲层的作用,所以即使在导电聚合物层130与低分子发光层150之间并未形成电子阻挡层,仍可获得高发光效率。
3)由于有机发光装置100具有上述导电聚合物层130并且满足X1<Y1<Y3的关系(参见图2),因此到发光层的空穴注入可有效地进行,并且由于有机发光装置100具有上述导电聚合物层130并且满足Y4<Z2的关系(参见图2),因此电子在被传输到导电聚合物层130之前充分地累积于界面处。因此,电子迁移率与空穴迁移率相同或电子迁移率比空穴迁移率大的低分子发光材料可用于低分子发光层150中。所以即使在低分子发光层150与阴极170之间并未形成电子传输层,仍可获得高发光效率。
4)由于有机发光装置100的导电聚合物层130是仅在一个溶液法中形成的单层,并且有机发光装置100具有高发光效率,而无任何单独空穴传输层和电子传输层,因此可简化有机发光装置100的结构。因此,可节省有机发光装置100的制造成本,并且可实现大尺寸有机发光装置的大规模制造。
已参考图1和2描述了有机发光装置,但并不限于此。
尽管已参考附图描述了本发明的示例性实施方案和其优点,但对于本领域技术人员显而易见的是,可在不脱离本发明的精神或范围的前提下对本发明的上述示例性实施方案作出各种修改。因此,本发明意在覆盖所有这些修改,只要它们属于所附权利要求和其等同物的范围内。
[实施例]
评估实施例1:导电聚合物层的评估
<导电聚合物层的形成>
制备用于形成导电聚合物层的组合物(100重量%),其包括导电聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)溶液(CleviosTMAI4083,由Heraeus制造,每1重量份PEDOT6重量份PSS,电导率为1×10-3S/cm)和以下聚合物100的溶液(5重量%聚合物100,分散于水与醇的混合物(水:醇=4.5:5.5(v/v))中,由Aldrich公司制造)。此处,调节PEDOT:PSS溶液与聚合物100溶液的混合比,以使得每1重量份PEDOT,聚合物100的含量(基于固态)是1.6重量份。
<聚合物100>(在聚合物100中,x=1300,y=200并且z=1)
通过在玻璃衬底上旋涂用于形成导电聚合物层的组合物并且在200℃下进行热处理10分钟来形成厚度为50nm的导电聚合物层1。
接下来,使用与制造导电聚合物层1中所用相同的方法在玻璃衬底上形成导电聚合物层2、3、4和5(其中导电聚合物层与玻璃衬底接触的表面是表面1A,与表面1A相反的表面是表面2A),不同之处在于导电聚合物层是在调节PEDOT:PSS溶液与聚合物100溶液的混合比以使得每1重量份PEDOT聚合物100的含量分别为3.2重量份、6.3重量份、12.7重量份和25.4重量份后形成。
同时,为了进行比较,使用与制造导电聚合物层1中所用相同的方法形成聚合物层A,不同之处在于不使用聚合物100。
<分子分布的评估>
为了研究导电聚合物层5的表面(即表面2A)的分子分布,对导电聚合物层5进行X射线光电子光谱分析(XPS,ESCALAB220iXL型,由VGScientific制造)。结果示于图3中。图3是导电聚合物层5随溅射时间(即,相对于导电聚合物层5的深度)的XPS光谱。通过分析导电聚合物层5的XPS光谱中的PEDOT(164.5eV)峰、PSS和PSSH(168.4eV和168.9eV)峰(S2p)和聚合物100的峰(CF3和F1s),对每一部分的浓度进行评估。
参考图3,沿着从导电聚合物层5的表面2A(溅射时间=0秒)向导电聚合物层5的表面1A的方向,代表聚合物100的浓度的CF3部分的浓度显著降低,并且PEDOT的浓度显著增加。因此,发现导电聚合物层5中的PEDOT:PSS和聚合物100的浓度具有根据导电聚合物层5的深度而变化的梯度。
<功函数的评估>
使用紫外光电子光谱分析(AC2型,由Riken Keiki制造)在空气中评估导电聚合物层1到5和聚合物层A的电离电位。结果示于表1中。
【表1】
导电聚合物层1到5的电离电位值对应于图2中的Y3。
<在导电聚合物层上形成的低分子发光层的光致发光(PL)强度的评估>
具有玻璃衬底/导电聚合物层1(50nm)/发光层(5nm)的结构的试样1(50nm)是通过在导电聚合物层1上(即,在导电聚合物层1的表面2A上)共沉积Bebq2和C545T(重量比为98:2)以形成厚度为50nm的发光层来制造。
试样2(50nm)、试样3(50nm)、试样4(50nm)、试样5(50nm)和试样A(50nm)是分别使用与制造试样1(50nm)中所用相同的方法形成,不同之处在于使用导电聚合物层2到5和聚合物层A,而非导电聚合物层1。
使用其中安装有氙灯的ISC PC1荧光光度计来评估试样2(50nm)到试样5(50nm)和试样A(50nm)的PL光谱。结果示于图4A中。
参考图4A,发现分别采用导电聚合物层2到5的试样2(50nm)到试样5(50nm)的PL强度大于试样A(50nm)的PL强度,并且试样2(50nm)到试样5(50nm)具有优于试样A(50nm)的激子猝灭阻挡能力。
试样1(10nm)到试样5(10nm)和试样A(10nm)是使用与制造试样1(50nm)到试样5(50nm)和试样A(50nm)中所用相同的方法来制造,不同之处在于发光层的厚度变成10nm,并且试样2(10nm)到试样5(10nm)和试样A(10nm)的PL光谱是根据上述说明来评估。结果示于图4B中。
参考图4B,发现分别采用导电聚合物层2到5的试样2(10nm)到试样5(10nm)的PL强度大于试样A(10nm)的PL强度,并且试样2(10nm)到试样5(10nm)具有优于试样A(10nm)的激子猝灭阻挡能力。
<PL寿命特性的评估>
试样1(50nm)到试样5(50nm)和试样A(50nm)的PL寿命是使用时间相关性单光子计数(TCSPC)实验来评估。结果示于图5中。
参考图5,发现分别在导电聚合物层1到5上分别采用低分子发光层的试样1(50nm)到试样5(50nm)具有优于试样A(50nm)的PL寿命特性。另外,发现PL寿命随着导电聚合物层中聚合物100的含量增加而增加,并且可通过采用导电聚合物层来减少低分子发光层的激子猝灭现象。
实施例1
制备15Ω/cm2由Corning公司制造的ITO玻璃衬底()并将其切割成2mm×2mm的大小,并且对ITO玻璃的表面进行UV-臭氧处理15分钟。使用与评估实施例1中所述相同的方法在ITO阳极上形成导电聚合物层1,并且然后通过共沉积Bebq2和C545T(重量比为98:2)在导电聚合物层1上形成70nm发光层。接下来,制造有机发光装置(ITO阳极/导电聚合物层1(50nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极),其方式为通过依序沉积Liq和Al形成1nm Liq层和130nm Al层来形成Li/Al阴极。
实施例2
有机发光装置(ITO阳极/导电聚合物层2(50nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于形成导电聚合物层2,而非导电聚合物层1。
实施例3
有机发光装置(ITO阳极/导电聚合物层3(50nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于形成导电聚合物层3,而非导电聚合物层1。
实施例4
有机发光装置(ITO阳极/导电聚合物层4(50nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于形成导电聚合物层4,而非导电聚合物层1。
实施例5
有机发光装置(ITO阳极/导电聚合物层5(50nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于形成导电聚合物层5,而非导电聚合物层1。
比较实施例1
有机发光装置(ITO阳极/NPB层(20nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于通过在ITO阳极上沉积NPB形成厚度为20nm的NPB层,而非导电聚合物层1。
比较实施例2
有机发光装置(ITO阳极/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于未形成导电聚合物层1。
比较实施例3
有机发光装置(ITO阳极/2-TNATA层(50nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于通过在ITO阳极上沉积2-TNATA(4,4′,4″-三(N-(2-萘基)-N-苯基-氨基)-三苯基胺)形成厚度为50nm的2-TNATA层,而非导电聚合物层1。
比较实施例4
有机发光装置(ITO阳极/导电聚合物层A(50nm)/发光层(70nm)/Liq(1nm)/Al阴极)是使用与实施例1中所述相同的方法来制造,不同之处在于使用与评估实施例1中所述相同的方法形成聚合物层A,而非导电聚合物层1。
评估实施例2:装置的评估
实施例5和比较实施例1到4中的有机发光装置的发光效率是使用Keithley236源测量设备和Minolta CS2000分光辐射计来评估。结果示于图6A(比较实施例1和2)、图6B(比较实施例3)、图6C(比较实施例4)和图6D(实施例5)中。
参考图6A到6D,发现实施例5的有机发光装置具有优于比较实施例1到4)的发光效率。
【附图的参考编号的说明】
120:阳极
130:导电聚合物层
150:低分子发光层
170:阴极
Claims (18)
1.有机发光装置,其包括:
依序堆叠的阳极、具有表面1A和与所述表面1A相反的表面2A的导电聚合物层、具有表面1B和与所述表面1B相反的表面2B的低分子发光层,以及阴极,
所述阳极的表面与所述导电聚合物层的所述表面1A接触,所述导电聚合物层的所述表面2A与所述低分子发光层的所述表面1B接触,并且所述低分子发光层的所述表面2B与所述阴极的表面接触,
所述导电聚合物层是单层,其包括电导率为1×10-7S/cm到小于0.1S/cm的导电聚合物和具有低表面能的材料,所述表面2A的具有低表面能的材料的浓度大于所述表面1A的具有低表面能的材料的浓度,所述表面2A的最低未占据分子轨道能级的绝对值小于所述低分子发光层的最低未占据分子轨道能级的绝对值,并且所述表面2A起到防止激子猝灭的作用,并且
所述低分子发光层包括低分子发光材料,并且所述低分子发光材料的电子迁移率与所述低分子发光材料的空穴迁移率相同,或所述低分子发光材料的电子迁移率比所述低分子发光材料的空穴迁移率大,
其中在操作期间,在所述导电聚合物层与所述低分子发光层之间的界面处形成激子形成区域。
2.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述表面1A的最高占据分子轨道能级的绝对值大于所述阳极的功函数。
3.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述表面2A的最高占据分子轨道能级的绝对值大于所述低分子发光层的最高占据分子轨道能级的绝对值。
4.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述具有低表面能的材料的浓度沿着从所述表面1A向所述表面2A的方向逐渐增加。
5.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述具有低表面能的材料是包括至少一个氟(F)的氟化材料。
6.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述具有低表面能的材料是具有以下化学式1到3的重复单元中任何一个的氟化聚合物:
其中a是0到10,000,000的数,
b是1到10,000,000的数,
Q1是-[O-C(R1)(R2)-C(R3)(R4)]c-[OCF2CF2]d-R5、-COOH或-O-Rf-R6,
R1、R2、R3和R4独立地为-F、-CF3、-CHF2或-CH2F,
c和d独立地为0到20的数,
Rf是-(CF2)z-(z是1到50的整数)或-(CF2CF2O)z-CF2CF2-(z是1到50的整数),
R5和R6独立地为-SO3M、-PO3M2或-CO2M,并且
M是Na+、K+、Li+、H+、CH3(CH2)wNH3 +(w是0到50的整数)、NH4 +、NH2 +、NHSO2CF3 +、CHO+、C2H5OH+、CH3OH+或CH3(CH2)wCHO+(w是0到50的整数);
其中Q2是氢(H)、经取代或未经取代的C5-C60芳基或-COOH,
Q3是H或经取代或未经取代的C1-C20烷基,
Q4是-O-(CF2)r-SO3M、-O-(CF2)r-PO3M2、-O-(CF2)r-CO2M或-CO-NH-(CH2)s-(CF2)t-CF3,
r、s和t独立地为0到20的数,并且
M是Na+、K+、Li+、H+、CH3(CH2)wNH3 +(w是0到50的整数)、NH4 +、NH2 +、NHSO2CF3 +、CHO+、C2H5OH+、CH3OH+或CH3(CH2)wCHO+(w是0到50的整数);并且
其中m和n是0≤m<10,000,000并且0<n≤10,000,000,
X和y独立地为0到20的数,
Y是-SO3M、-PO3M2或-CO2M,并且
M是Na+、K+、Li+、H+、CH3(CH2)wNH3 +(w是0到50的整数)、NH4 +、NH2 +、NHSO2CF3 +、CHO+、C2H5OH+、CH3OH+或CH3(CH2)wCHO+(w是0到50的整数)。
7.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述具有低表面能的材料是由以下化学式10代表的氟化低聚物:
<化学式10>
X-Mf n-Mh m-Ma r-(G)p
其中X是端基,
Mf是衍生自氟化C1-C20亚烷基或氟化单体的单元,所述氟化单体是通过全氟聚醚醇、聚异氰酸酯和异氰酸酯反应性未氟化单体的缩合反应来制备,
Mh是衍生自未氟化单体的单元,
Ma是具有由-Si(Y4)(Y5)(Y6)代表的甲硅烷基的单元,
Y4、Y5和Y6独立地为卤素原子、经取代或未经取代的C1-C20烷基、经取代或未经取代的C6-C30芳基或可水解取代基,并且Y4、Y5和Y6中的至少一个是可水解取代基,
G是包括链转移剂的残基的单价有机基团,
n是1到100的数,
m是0到100的数,
r是0到100的数,
n+m+r是2或更大,并且
p是0到10的数。
8.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述导电聚合物包括以下一种或多种:聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚(对-亚苯基)、聚芴、聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)、自掺杂导电聚合物及其衍生物。
9.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述表面2A的电离电位选自5.0eV到6.5eV的范围。
10.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述低分子发光层包括主体和掺杂剂,并且
所述主体包括双极性传输材料和电子传输材料中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的有机发光装置,其中所述主体进一步包括空穴传输材料。
12.根据权利要求10或11所述的有机发光装置,其中所述掺杂剂掺杂于所述发光层的一部分中。
13.根据权利要求1所述的有机发光装置,其中所述阴极包括电子注入层和含金属层,并且
所述电子注入层与所述低分子发光层的所述表面2B接触。
14.制造根据权利要求1所述的有机发光装置的方法,其包括:
在衬底上形成阳极;
通过将用于形成导电聚合物层的组合物供应到所述阳极上并且进行热处理来形成导电聚合物层,所述组合物包括导电聚合物、具有低表面能的材料和溶剂;
在所述导电聚合物层上形成低分子发光层;并且
在所述低分子发光层上形成阴极。
15.根据权利要求14所述的方法,其中在所述用于形成导电聚合物层的所述组合物中包括的溶剂是极性溶剂,并且
所述极性溶剂是水、醇、乙二醇、甘油、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)和丙酮中的一种或多种。
16.根据权利要求14所述的方法,其中所述低分子发光层的形成是使用真空沉积法来进行。
17.根据权利要求14所述的方法,其中所述低分子发光层的形成是使用流延、Langmuir-Blodgett(LB)沉积、旋涂、喷涂、丝网印刷、刮刀涂覆、凹版印刷或胶版印刷来进行。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述低分子发光层的形成是使用喷墨印刷或喷嘴印刷来进行。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160824 Termination date: 20171012 |