CN106374048A - 有机发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机发光元件，包括：阳极；依序形成在该阳极上的第一空穴辅助层及第二空穴辅助层；发光层，接触形成于该第二空穴辅助层上，且该发光层还含有具咔唑基团的化合物的主发光体；至少一电子传输层，形成于该发光层上；以及阴极，形成于该电子传输层上，其中，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物，藉此提升有机发光元件的性能。
Description
技术领域
本发明有关一种有机发光元件，尤指一种提高元件性能的有机发光元件。
背景技术
近年来，有机发光元件(Organic light-emitting devices，简称OLED)因高亮度、快刷新率、广色域等性质获得关注，且因该特性使OLED更适于可携式电子装置的应用。
一般而言，有机发光元件包含藉由真空沉积法或涂布法依序沉积的阳极、空穴传输层、发光层、电子传输层及阴极。当有机发光元件导通电压，阳极注入空穴，阴极注入电子进入(多个)有机层中。注入的空穴通过空穴传输层进入发光层，而电子通过电子传输层迁移入发光层。于发光层中，电子与空穴结合产生激子(excitons)。激子通过发光机制松弛而发射光。
以多层薄膜结构来制造有机发光元件的理由包含电极与有机层的介面间的稳定性。此外，于有机材料中，电子及空穴的迁移率有显著的差异，据此，如果选用适当的空穴传输层及电子传输层，空穴及电子可有效率地传输至发光层，以可提高该种元件的发光效率。
但是，于实际显示器的制程，仍难以发现能满足上述各种要求的有机材料。例如，仍有困难在维持发射蓝光的有机发光元件的性能的同时，提升元件的寿命。因此，亟需开发可提升元件寿命并维持高性能的有机发光元件。
发明内容
本发明提供一种有机发光元件，包括：阳极；依序形成在该阳极上的第一空穴辅助层及第二空穴辅助层，其中，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物；发光层，接触形成于该第二空穴辅助层上，且该发光层还含有具咔唑基团的化合物的主发光体；至少一电子传输层，形成于该发光层上；以及阴极，形成于该电子传输层上，
其中，R1和R2为相同或不同，且各该R1和R2表示氢、未经取代的苯基、或具有C1-C4烷基取代基的苯基；及R3表示氢、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或氯。
本发明另提供一种有机发光元件，包括：阳极；依序形成在该阳极上的第一空穴辅助层、第二空穴辅助层及第三空穴辅助层，其中，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物，该第三空穴辅助层含有具式(IV)结构的化合物；发光层，形成于该第三空穴辅助层上，且该发光层还含有具咔唑基团的化合物的主发光体；至少一电子传输层，形成于该发光层上；以及阴极，形成于该电子传输层上，
其中，R1和R2为相同或不同，且各该R1和R2表示氢、未经取代的苯基、或具有C1-C4烷基取代基的苯基；及R3表示氢、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或氯，
于一具体实施例中，该有机发光元件是发射荧光的发光元件，因此，该发光层含有荧光材料。此外，较佳地，该发射荧光的发光元件为蓝光有机发光元件。
于另一具体实施例中，该有机发光元件是发射磷光的发光元件，因此，该发光层含有磷光材料。此外，较佳地，该发射磷光的发光元件为红光有机发光元件或绿光有机发光元件。
本发明有机发光元件中设置至少二层空穴辅助层，并使用含有具式(I)的空穴传输化合物形成于第二层空穴辅助层，以提升有机发光元件的性能，例如，在蓝光有机发光元件中，可改善既有蓝光有机发光元件寿命较短的问题，在红光或绿光的有机发光元件中，可降低元件驱动电压，并提升发光效率。
附图说明
图1为本发明有机发光元件的结构剖视示意图；
图2为本发明另一实施例的有机发光元件的结构剖视示意图；
图3为发射荧光的有机发光元件的电激发光光谱；
图4为发射磷光的有机发光元件的电激发光光谱；以及
图5为发射磷光的有机发光元件的电激发光光谱。
其中，附图标记说明如下：
100 阳极
111 第一空穴辅助层
112 第二空穴辅助层
113 第三空穴辅助层
120 发光层
130 电子传输层
140 阴极。
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示内容轻易地了解本发明的其它优点及功效。
须知，本说明书所附附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供该领域技术人员了解与阅读，并非用以限定本发 明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明权利要求书能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“第三”等用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种有机发光元件，包括：阳极；依序形成在该阳极上的第一空穴辅助层及第二空穴辅助层，其中，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物；发光层，接触形成于该第二空穴辅助层上，且该发光层还含有具咔唑基团的化合物的主发光体；至少一电子传输层，形成于该发光层上；以及阴极，形成于该电子传输层上，
其中，R1和R2为相同或不同，且各该R1和R2表示氢、未经取代的苯基、或具有C1-C4烷基取代基的苯基；及R3表示氢、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或氯。
本发明另提供一种有机发光元件，包括：阳极；依序形成在该阳极上的第一空穴辅助层、第二空穴辅助层及第三空穴辅助层，其中，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物，该第三空穴辅助层含有具式(IV)结构的化合物；发光层，形成于该第三空穴辅助层上，且该发光层还含有具咔唑基团的化合物的主发光体；至少一电子传输层，形成于该发光层上；以及阴极，形成于该电子传输层上，
其中，R1和R2为相同或不同，且各该R1和R2表示氢、未经取代的苯基、或具有C1-C4烷基取代基的苯基；及R3表示氢、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或氯，
US 5844363揭示一种结合阳极的可挠性透明基底，其全部内容为本发明所引用。举例而言，该有机发光元件中，使用的阳极材质通常为氧化铟锡，其可形成于透明的玻璃基板上或挠性透明基底，而相对阳极的阴极，如US 5703436及US 5707745所例示阴极的全部内容为本发明所引用，该阴极具有金属薄层，如：镁/银(Mg：Ag)或铝，且该金属薄层以溅镀法沉积覆盖在透明基底上。
应用于本发明的空穴辅助层例如空穴注入层、空穴传输层及空穴阻挡层或电子传输层的材料可选择常用的材料。但于一具体实施例中，第一空穴辅助层含有具式(II)结构的化合物。
另外，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物，在一具体实施例中，式(I)的R1和R2为苯基，且R3为氢。举例而言，该空穴传输化合物是具有式(Ia)结构的化合物：
在本发明中，主要发现有机发光元件须具备至少二层空穴辅助层，且该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物。因此，其它未特别说明的材料亦可应用于本发明，如US 5247190所揭示包括聚合物材料(PLEDs)的有机发光元件，其全部内容为本发明所引用。
除有特别限定，不同实施例中的任何层可使用任何适当方法来沉积形成。以有机层而言，较佳的方法包含如US 6013982及US 6087196所揭示的热蒸镀法及喷印法，其全部内容为本发明所引用；US 6337102所揭示有机气相沉积法(organic vapor phase deposition,OVPD)，其全部内容为本发明所引用；US 10/233470所揭示有机气相喷印沉积法(deposition by organic vapor jet printing,OVJP)，其全部内容为本发明所引用。其它适当方法包含旋转涂布及以溶液为基础的制程。以溶液为基础的制程较佳是在氮气或惰性气体环境中进行。对于其它层而言，较佳的方法包含热蒸镀法。较佳的图案化方法包 含如US 6294398及US 6468819所揭示通过遮罩沉积再冷焊的制程，及整合喷印或有机气相喷印沉积与图案化的制程，其全部内容为本发明所引用。当然亦可使用其它方法。用于沉积的材料可予调整以对应其所特用的沉积方法。
本发明有机发光元件中设置至少二层空穴辅助层，并使用含有具式(I)的空穴传输化合物形成于第二层空穴辅助层，以提升有机发光元件的性能，举例而言，于一具体实施例中，该有机发光元件是发射荧光的发光元件，因此，该发光层含有荧光材料。在一实施例中，该荧光材料为客发光体，且该发光层含有主发光体。例如，该客发光体是具有下式(III)结构的化合物，该主发光体是具咔唑基团的化合物。
于发射荧光的有机发光元件的一实施例中，该有机发光元件还包括第三空穴辅助层，形成于该第二空穴辅助层与发光层之间。此外，较佳地，该发射荧光的发光元件为蓝光有机发光元件，其可改善既有蓝光有机发光元件寿命较短的问题。
于另一具体实施例中，该有机发光元件是发射磷光的发光元件，因此，该发光层含有磷光材料。在一实施例中，该磷光材料是客发光体，且该发光层含有主发光体。例如，该客发光体是铱金属络合物，该主发光体是具咔唑基团的化合物。
于发射磷光的有机发光元件的一实施例中，该有机发光元件还包括第三空穴辅助层，形成于该第二空穴辅助层与发光层之间。此外，较佳地，该发射磷光的发光元件为红光有机发光元件或绿光有机发光元件，其可降低元件驱动电压，并提升发光效率。
关于电子传输层，有机碱金属/碱土金属络合物(organic alkali/alkaline metal complexes)、氧化物(oxides)、卤化物(halides)、碳酸盐(carbonates) 及含有至少一种选自锂和铯金属的磷酸碱金属/碱土金属盐(phosphates of alkali/alkaline group metals containing at least one metal selected from lithium and cesium)。此有机金属络合物在上述专利或他处为已知，并可选择合适的有机金属络合物于本发明中使用。举例而言，喹啉锂(Liq)可作为电子传输层的电性传导掺质。
如图1所示，是本发明有机发光元件的结构剖视示意图，于该有机发光元件中，包括：阳极100；依序形成在该阳极100上的第一空穴辅助层111及第二空穴辅助层112，其中，该第二空穴辅助层112含有具式(I)的空穴传输化合物；发光层120，形成于该第二空穴辅助层112上；至少一电子传输层130，形成于该发光层120上；以及阴极140，形成于该电子传输层130上。
如图2所示，其为显示本发明具有第三空穴辅助层的有机发光元件的结构剖视示意图。在本实施例中，与图1所示有机发光元件的差异在于，该第三空穴辅助层113形成于该第二空穴辅助层112与发光层120之间。
实施例1 发射荧光的有机发光元件的制造
于基底载入蒸镀系统使用前，先以溶剂及紫外线臭氧清洗基底进行脱脂。之后，将基底传送至真空沉积室，于基底的顶部沉积所有层。各层由加热的蒸镀舟在约10-6托的真空度依序沉积：
a)氧化铟锡层(ITO)，厚度
b)第一空穴辅助层，厚度HI；
c)第二空穴辅助层，厚度式(Ia)化合物；
d)第三空穴辅助层，厚度HT2化合物；
e)发光层，厚度包含主发光体EPH及掺杂于其中的4重量％的客发光体BD，(BD及EPH为中国台湾昱镭光电科技股份有限公司的商品名)；
f)电子传输层，厚度包含掺杂有50重量％喹啉锂(Liq)的化合物ET；
g)电子注入层，厚度氟化锂(LiF)；及
f)阴极，厚度约包含A1。
元件结构可表示如：ITO/HI/(Ia)/HT2/BD:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
于沉积形成上述各层后，该元件自沉积室传送至干燥箱中，随即以UV可固化环氧树脂及含有吸湿剂的玻璃盖板进行封装。该有机发光元件具有3平方毫米的发光区域。于连接外部电源后，该有机发光元件于直流电压下运作，其所发光性质确认于后列表1。有机发光元件的电激发光光谱如图3所 示，该等有机发光元件发射蓝光。
比较例1-3 发射荧光的有机发光元件的制造
比较例1-3的有机发光元件的制造如实施例1的方式进行，其差异在于比较例1-3的第二空穴辅助层的化合物为HC，且其厚度分别为 及
比较例1-3的元件结构可表示如：ITO/HI/HC/HT2/BD:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
表1
实施例2 发射磷光的有机发光元件的制造
于基底载入蒸镀系统使用前，先以溶剂及紫外线臭氧清洗基底进行脱脂。之后，将基底传送至真空沉积室，于基底的顶部沉积所有层。各层由加热的蒸镀舟在约10-6托的真空度依序沉积：
a)氧化铟锡层(ITO)，厚度
b)第一空穴辅助层，厚度HI；
c)第二空穴辅助层，厚度包含掺杂有3重量％HI的式(Ia)化合物；
d)第三空穴辅助层，厚度HT2化合物；
e)发光层，厚度包含主发光体EPH及掺杂于其中的6重量％的铱金属络合物的客发光体PEG(PEG及EPH为中国台湾昱镭光电科技股份有限公司的商品名)；
f)电子传输层，厚度包含掺杂有50重量％喹啉锂(Liq)的化合物ET；
g)电子注入层，厚度氟化锂(LiF)；及
f)阴极，厚度约包含A1。
元件结构可表示如：ITO/HI/HI:(Ia)/HT2/PEG:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
实施例3及4 发射磷光的有机发光元件的制造
实施例3的有机发光元件的制造如实施例2的方式进行，其差异在于实施例3的第二空穴辅助层的化合物仅使用式(Ia)化合物。
实施例3的元件结构可表示如：ITO/HI/(Ia)/HT2/PEG:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
实施例4的有机发光元件的制造如实施例2的方式进行，其差异在于实施例4不具有第三空穴辅助层，且第二空穴辅助层的厚度为
实施例4的元件结构可表示如：ITO/HI/HI:(Ia)/PEG:EPH/Liq:ET/LiF/Al。比较例4发射磷光的有机发光元件的制造
比较例4的有机发光元件的制造如实施例2的方式进行，其差异在于比较例4不具有第三空穴辅助层，且第二空穴辅助层的材料为HT2(厚度为 )。
比较例4的元件结构可表示如：ITO/HI/HT2/PEG:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
该有机发光元件于直流电压下运作的发光性质确认于后列表2。有机发光元件的电激发光光谱如图4所示，该等有机发光元件发射绿光。
表2
实施例5 发射磷光的有机发光元件的制造
于基底载入蒸镀系统使用前，先以溶剂及紫外线臭氧清洗基底进行脱脂。之后，将基底传送至真空沉积室，于基底的顶部沉积所有层。各层由加热的蒸镀舟在约10-6托的真空度依序沉积：
a)氧化铟锡层(ITO)，厚度
b)第一空穴辅助层，厚度HI；
c)第二空穴辅助层，厚度包含掺杂有3重量％HI的式(Ia)化合物；
d)第三空穴辅助层，厚度HT2化合物；
e)发光层，厚度包含主发光体EPH及掺杂于其中的3重量％的铱金属络合物的客发光体PER(PER及EPH为中国台湾昱镭光电科技股份有限公司的商品名)；
f)电子传输层，厚度包含掺杂有50重量％喹啉锂(Liq)的化合物ET；
g)电子注入层，厚度氟化锂(LiF)；及
f)阴极，厚度约包含A1。
元件结构可表示如：ITO/HI/HI:(Ia)/HT2/PER:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
实施例6及7 发射磷光的有机发光元件的制造
实施例6的有机发光元件的制造如实施例5的方式进行，其差异在于实施例6的第二空穴辅助层的化合物仅使用式(Ia)化合物。
实施例6的元件结构可表示如：ITO/HI/(Ia)/HT2/PER:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
实施例7的有机发光元件的制造如实施例5的方式进行，其差异在于实施例7不具有第三空穴辅助层，且第二空穴辅助层的厚度为
实施例7的元件结构可表示如：ITO/HI/HI:(Ia)/PER:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
比较例5及6发射磷光的有机发光元件的制造
比较例5及6的有机发光元件的制造如实施例5的方式进行，其差异在 于比较例5不具有第三空穴辅助层，且第二空穴辅助层的材料为HT2(厚度为 )；至于比较例6，其与实施例5的差异在于第二空穴辅助层中以化合物HC取代式(Ia)化合物。
比较例5的元件结构可表示如：ITO/HI/HT2/PER:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
比较例6的元件结构可表示如：ITO/HI/HI:HC/HT2/PER:EPH/Liq:ET/LiF/Al。
该有机发光元件于直流电压下运作的发光性质确认于后列表3。有机发光元件的电激发光光谱如图5所示，该等有机发光元件发射红光。
表3
上述实施例用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何该领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (12)
1.一种有机发光元件，包括：
阳极；
依序形成在该阳极上的第一空穴辅助层及第二空穴辅助层，其特征在于，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物；
发光层，接触形成于该第二空穴辅助层上，且含有具咔唑基团的化合物的主发光体；
至少一电子传输层，形成于该发光层上；以及
阴极，形成于该电子传输层上，
式中，R1和R2为相同或不同，且各R1和R2表示氢、未经取代的苯基、或具有C1-C4烷基取代基的苯基；及
R3表示氢、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或氯。
2.一种有机发光元件，包括：
阳极；
依序形成在该阳极上的第一空穴辅助层、第二空穴辅助层及第三空穴辅助层，其特征在于，该第二空穴辅助层含有具式(I)的空穴传输化合物，该第三空穴辅助层含有具式(IV)结构的化合物；
发光层，形成于该第三空穴辅助层上，且含有具咔唑基团的化合物的主发光体；
至少一电子传输层，形成于该发光层上；以及
阴极，形成于该电子传输层上，
式中，R1和R2为相同或不同，且各R1和R2表示氢、未经取代的苯基、或具有C1-C4烷基取代基的苯基；及
R3表示氢、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或氯，
3.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于，该阳极为氧化铟锡，该阴极为铝。
4.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于，第一空穴辅助层含有具式(II)结构的化合物：
5.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于，式(I)的R1和R2为苯基，且R3为氢。
6.如权利要求5所述的有机发光元件，其特征在于，该空穴传输化合物具有式(Ia)结构的化合物：
7.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于，该发光层含有荧光材料。
8.如权利要求7所述的有机发光元件，其特征在于，该荧光材料为客发光体，且该发光层发射蓝光。
9.如权利要求8所述的有机发光元件，其特征在于，该客发光体为具有式(III)结构的化合物：
10.如权利要求1或2所述的有机发光元件，其特征在于，该发光层含有磷光材料，且该磷光材料为客发光体。
11.如权利要求10所述的有机发光元件，其特征在于，该客发光体为铱金属络合物。
12.如权利要求10所述的有机发光元件，其特征在于，该发光层发射红光或绿光。
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