一种有机发光器件，其包括第一电极、第二电极、和设置在第一电极和第二电极之间的发光层，该发光层包括至少两种适合作为基质的电子传输材料和磷光掺杂剂。使用至少两种作为基质的电子传输材料有助于在邻近有机层内的空穴和电子的重组，从而改进有机发光器件的发光效率和使用寿命。
在第一电极和第二电极之间设置的发光层，该发光层包括适合作为基质的至少两种电子传输材料和磷光掺杂剂，其中所述至少两种电子传输材料有不同的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级，其中至少两种电子传输材料中的至少一种的HOMO能级比磷光掺杂剂的HOMO能级低，且至少两种电子传输材料中的至少一种的LUMO能级比磷光掺杂剂的LUMO能级高。
2.如权利要求1所述的有机发光器件，其中所述至少两种电子传输材料之一包括螺芴化合物。
3.如权利要求2所述的有机发光器件，其中所述螺芴化合物是2，5-二螺芴-1，3，4-噁二唑。
4.如权利要求1所述的有机发光器件，其中所述至少两种电子传输材料之一包括至少一种有机金属络合物。
5.如权利要求4所述的有机发光器件，其中所述有机金属络合物包括至少一种选自于BAlq3、双(8-羟基喹啉合)二苯氧基金属化合物、双(8-羟基喹啉合)苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-羟基喹啉合)二苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-羟基喹啉合)苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-喹啉醇合)(对-苯基-苯酚合)金属化合物和双(2-(2-羟基苯基)喹啉合)金属化合物的化合物。
6.如权利要求1所述的有机发光器件，其中基于100重量份的形成所述发光层的材料，该发光层包括70-99重量份的基质和1-30重量份的磷光掺杂剂。
7.如权利要求1所述的有机发光器件，其中所述至少两种电子传输材料中的一种与所述至少两种电子传输材料中的另一种的重量比为1∶9-9∶1。
8.如权利要求1所述的有机发光器件，其中所述磷光掺杂剂包括选自下列的化合物：二噻吩基吡啶乙酰丙酮铱、双(苯并噻吩基吡啶)乙酰丙酮铱、双(2-苯基苯并噻唑)乙酰丙酮铱、双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮铱、三(1-苯基异喹啉)铱、三(苯基吡啶)铱、三(2-联苯基吡啶)铱、三(3-联苯基吡啶)铱、三(4-联苯基吡啶)铱和Ir(pq)2(acac)，其中pq代表2-苯基喹啉，且acac代表乙酰丙酮。
9.如权利要求1所述的有机发光器件，其还包括设置在所述第一电极和发光层间的至少一层，该至少一层包括选自于空穴注入层和空穴传输层的层。
10.如权利要求1所述的有机发光器件，其还包括设置在所述发光层和第二电极间的至少一层，该至少一层包括选自空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层的层。
11.如权利要求1所述的有机发光器件，其中所述发光层包括螺芴化合物、铝络合物和磷光掺杂剂。
12.如权利要求11所述的有机发光器件，其中所述螺芴化合物包括2，5-双螺芴-1，3，
13.如权利要求11所述的有机发光器件，其中基于100重量份的形成所述发光层的材料，所述磷光掺杂剂的含量为5-15重量份，该磷光掺杂剂包括和Ir(pq)2(acac)，其中pq代表2-苯基喹啉，且acac代表乙酰丙酮。
14.如权利要求11所述的有机发光器件，其中所述螺芴化合物与铝络合物的重量比为
15.如权利要求1所述的有机发光器件，所述至少两种电子传输材料彼此不同。
通过在该透明玻璃衬底的上表面涂覆阳极材料而在该透明玻璃衬底上形成阳极；
在该空穴传输层上形成发光层，该发光层至少包括第一种电子传输材料、与之不同的第二种电子传输材料以及磷光掺杂剂；
其中所述至少两种电子传输材料有不同的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级，其中至少两种电子传输材料中的至少一种的HOMO能级比磷光掺杂剂的HOMO能级低，且至少两种电子传输材料中的至少一种的LUMO能级比磷光掺杂剂的LUMO能级高。
17.如权利要求16所述的方法，通过选自热蒸发、喷墨印刷以及激光转印和光刻的工艺来形成所述发光层。
18.如权利要求16所述的方法，所述第一种电子传输材料是包括螺芴环的螺芴化合物，而所述第二种电子传输材料包括至少一种选自下列的材料：双(8-羟基喹啉合)二苯氧基金属化合物、双(8-羟基喹啉合)苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-羟基喹啉合)二苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-羟基喹啉合)苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-喹啉醇合)(对-苯基-苯酚合)金属化合物和双(2-(2-羟基苯基)喹啉合)金属化合物，其中所述金属选自Al、Zn、Be和Ga。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述磷光掺杂剂是一种选自二噻吩基吡啶乙酰丙酮铱、双(苯并噻吩基吡啶)乙酰丙酮铱、双(2-苯基苯并噻唑)乙酰丙酮铱、双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮铱、三(1-苯基异喹啉)铱、三(苯基吡啶)铱、三(2-联苯基吡啶)铱、三(3-联苯基吡啶)铱、三(4-联苯基吡啶)铱和Ir(pq)2(acac)，其中pq代表2-苯基喹啉，且acac代表乙酰丙酮的发光材料。
有机发光器件
[0001] 优先权
[0002] 本申请依据35 U.S.C§119的规定，要求以2004年11月24日在韩国知识产权局提交的申请号为No.10-2004-0098371的韩国在先申请“有机电致发光显示器”为优先权文本，在此将其引用并结合到本申请中。
[0003] 发明背景发明领域
[0004] 本发明涉及一种有机发光器件，更具体地，涉及一种具有长的使用寿命和具有优异的发光效率的，含有由磷光掺杂剂制成的发光层的有机发光器件。
[0005] 相关技术描述
[0006] 将用于形成有机发光器件的发光材料分为利用单重态激子的荧光材料和利用三重态激子的磷光材料。该磷光材料是具有重原子的有机金属化合物。在磷光材料中，发生了作为禁戒跃迁的三重态激子的衰减，因此发光。在荧光材料中，使用产生可能性为25％的单重态激子。因此，使用产生可能性为75％的三重态激子的磷光材料比荧光材料有更好的发光效率。
[0007] 由磷光材料制成的发光层包括基质和掺杂剂。该掺杂剂接收来自基质的能量，因此发光。这样的掺杂剂一直不断地在研制。例如，Princeton University和South California University研制出的使用Ir金属化合物的材料。
[0008] 最近，研制出了由咔唑化合物作为基质所构成的发光层。同4，4’-二咔唑基联苯(CBP)相比，该咔唑化合物有三重态能量带隙。然而，当使用已知的咔唑化合物形成磷光器件时，该器件的效率和使用寿命远低于理想的水平。因此，需要一种有优良的发光效率和长使用寿命的改进的磷光发光层。
[0009] 发明概述
[0010] 为此，本发明的一个目的是提供一种改进的有机发光器件。
[0011] 本发明的另外一个目的是提供一种具有优异的发光效率和长使用寿命的有机发光器件。
[0012] 这些和其他目的可以通过磷光有机发光器件来实现，该磷光有机发光器件中的发光层由作为用于磷光掺杂剂的基质的两种不同的电子传输材料所构成。根据本发明的一个方面，提供一种包括第一电极、第二电极以及设置在该第一电极和第二电极之间的发光层的有机发光器件，该发光层包括至少两种适合作为基质的电子传输材料和一种磷光掺杂剂。
[0013] 附图的简要描述
[0014] 参照以下结合附图的详细描述，对本发明更完整的理解以及伴随而来的许多的优点，会变得更加清楚易懂，在附图中同样的附图标记表示相同或相似的部件，其中：
[0015] 图1是根据本发明的实施方案的有机发光器件的剖面图；
[0016] 图2是关于实施例1和2与比较实施例1的有机发光器件的效率的发光度曲线图。
[0017] 图3是关于实施例1和2与比较实施例1的有机发光器件的发光度的使用寿命曲线图。
[0018] 发明的详细描述
[0019] 根据本发明实施方案的发光层是由磷光掺杂剂和至少两种用作基质的电子传输材料制成的。使用至少两种电子传输材料作为基质有助于基质和电子的重组，因此提高发光效率。
[0020] 所述至少两种电子传输材料可以具有不同的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)能级，其中至少两种电子传输材料之一的HOMO能级比磷光掺杂剂的HOMO能级低，且至少两种电子传输材料之一的LUMO能级比磷光掺杂剂的LUMO能级高。
[0021] 就是说，具有不同能级的至少两种电子传输材料的共存使得各个电子传输材料的最低未占分子轨道(LUMO)彼此影响。结果，由至少两种电子传输材料制成的基质比由单种电子传输材料制成的基质具有更宽能带的LUMO。因此，电子能容易地输送到发光掺杂剂中。此外，具有宽能带的LUMO使来自邻近电子传输层的载流子容易移动。因此，当两个有机层接触时由能垒所产生的载流子注入的中断能减至最小。此外，使用至少两种电子传输材料作为基质能防止各个基质材料结晶，并在基质和掺杂剂的能级间产生能形成阱的缺陷，以致于载流子能容易移动。此外，由于能垒的存在，在电子传输层和发光层之间的界面处的载流子密度显著低子使用单一基质的载流子密度，以致于受激准分子能均匀分散。因此，能提高发光效率，而且，有时该器件不需要空穴阻挡层。如上所述，使用混合的基质有助于能量的有效传递，因此，能提高有机发光器件的发光效率和使用寿命。
[0022] 第一种电子传输材料是含有螺芴环的螺芴(spirobifluorene)化合物。这类螺芴可以具有不同的结构。例如，能够通过连接基团将两个螺芴彼此连接，并且可以用三唑、噁二唑、萘、蒽、苯基等取代该连接基团。或者，可以用O、S、Se、N-R、P-R等取代每个螺芴的第9位置，或者通过N-R或P-R将一个螺芴连接到其它螺芴上。这种情况中，R可以是H，也可以是C1-20烷基、含有C1-20烷基的C5-20芳基、C2-20杂芳基、以及含有C1-20烷氧基的C6-20芳基。该螺芴化合物可以是2，5-二螺二芴-1，3，4-噁二唑。
[0023] 第二种电子传输材料可以是双(8-羟基喹啉合(hydroxyquinolato))二苯氧基金属化合物、双(8-羟基喹啉合)苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-羟基喹啉合)二苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-羟基喹啉合)苯氧基金属化合物、双(2-甲基-8-喹啉醇合(quinolinolato))(对苯基苯酚合(phenolato))金属化合物、以及双(2-(2-羟基苯基)喹啉合(quinolato))金属化合物中的一种或多种。在这种情况中，金属可以是AL、Zn、Be或Ga。
[0024] 第一种电子传输材料与第二种电子传输材料的重量比为1∶9-9∶1，优选为2∶1-1∶3，更优选为1∶3。当第一种电子传输材料与第二种电子传输材料的比率小于
1∶9时，和单种基质相比没有效果，其是不理想的。当第一种电子传输材料与第二种电子传输材料的比率大于该范围时，发光效率不会提高，其也是不理想的。
[0025] 该发光层可以包括70-99重量份的基质和1-30重量份的掺杂剂。当发光层包括少于70重量份的基质时，发生三重态衰减，因此降低效率，其是不理想的。当发光层包括大于99重量份的基质时，由于缺少发光材料使得有机发光器件的发光效率和使用寿命降低，其也是不理想的。
[0026] 根据本发明实施方案，用于形成发光层的磷光掺杂剂是发光材料。这样的发光材料可以是但不限于二噻吩基吡啶乙酰丙酮铱、双(苯并噻吩基吡啶)乙酰丙酮铱、双(2-苯基苯并噻唑)乙酰丙酮铱、双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮铱、三(1-苯基异喹啉)铱、三(苯基吡啶)铱、三(2-联苯基吡啶)铱、三(3-联苯基吡啶)铱、三(4-联苯基吡啶)铱和Ir(pq)2(acac)等，其中pq代表2-苯基喹啉，且acac代表乙酰丙酮。
[0027] 该发光层的基质可以是混合比例为2∶1-1∶3，优选比例为1∶3的螺芴化合物与BAlq3的混合物。该磷光掺杂剂可以是Ir(pq)2(acac)或三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)，其中pq表示2-苯基喹啉，且acac表示乙酰丙酮。发光层可以包括5-15重量份的磷光掺杂剂。使用螺芴化合物与BAlq3的混合物引起发光效率增加和使用寿命增加并降低有机发光器件的驱动电压。
[0028] 参照附图1，本发明的一个实施方案描述了制造有机发光器件的方法。首先，用阳极材料涂覆衬底的上表面以形成阳极。该阳极作为第一电极。衬底是常规的有机发光器件使用的衬底，优选玻璃或透明的和防水的玻璃衬底，该衬底具有光滑表面，并且容易处理。该衬底也可以是透明的塑料衬底。阳极材料可以是高功函金属(≥4.5eV)，以及如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、SnO2和ZnO等透明的高导电金属。
[0029] 然后，有机层能够通过热-真空蒸发在阳极上形成。或者，在将用于形成有机层的材料溶解在溶剂中之后，使用旋涂、浸涂、刮刀、喷墨印刷或热转印形成各个有机层。优选地，由热真空蒸发形成有机层。
[0030] 用于形成HIL的合适材料，可以通过热真空蒸发、旋涂、浸涂、刮刀、喷墨印刷和热转印中的一种方法在阳极上任选形成空穴注入层(HIL)。该HIL可以有 的厚度。当HIL的厚度小于 时，空穴注入性能降低，其是不理想的。当HIL厚度大于 时，有机发光器件的驱动电压增加，其也是不理想的。
[0031] 该空穴注入层可以由铜酞菁(CuPc)、星爆型(starburst-type)胺如TCTA、m-MTDATA、IDE406(Idemitsu Co.可售)等制成。然而，空穴注入层也可以由其它材料制成。
[0032] 在HIL形成后，通过热真空蒸发、旋涂、浸涂、刮刀、喷墨印刷和热转印中的一种方法在HIL上任选形成空穴传输层(HIL)。形成HTL的材料可以是但不限于N，N’-双(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-联苯胺(NPD)、IDE320(Idemitsu公司可售)、N，N’-二苯基-N，N’-双(1-萘基)-(1，1’-联苯)-4，4’-二胺(NPB)等。HTL的厚度可以在 的范围内。当HIL的厚度小于 时，空穴传输性能降低，其是不理想的。当HIL厚度大于 时，有机发光器件的驱动电压增加，其也是不理想的。
[0033] 在HTL形成后，由至少两种电子传输材料和磷光掺杂剂制成的发光层(EML)形成在HTL上。通过热蒸发、喷墨印刷以及激光转印或光刻中的一种方法可以形成EML。然而，EML也可以用其它的方法形成。
[0034] 该EML的厚度可以是 优选为 当EML的厚度小于时，有机发光器件的效率和使用寿命降低，其是不理想的。当EML厚度大于 时，有机发光器件的驱动电压增加，其也是不理想的。
[0035] 当利用磷光掺杂剂形成发光层时，可以通过在EML上真空蒸发或旋涂空穴阻挡材料形成空穴阻挡层(HBL)(未示出)。
[0036] 然后，通过在EML上真空蒸发或旋涂电子传输材料，或通过旋涂具有电子传输材料的EML以形成电子传输层(ETL)。该电子传输材料可以是Alq3，但是并不限制于此。该电子传输层的厚度范围可以是 当ETL的厚度小于 时，有机发光器件的使用寿命降低，其是不理想的。当ETL的厚度大于 时，驱动电压增加，其也是不理想的。
[0037] 在ETL上可以任选地形成电子注入层(EIL)。该EIL可以由LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq等制成。该EIL的厚度可以是 当EIL的厚度小于 时，电子注入能力降低，因此增加有机发光器件的驱动电压，其是不理想的。当EIL的厚度大于 时，EIL起绝缘体作用，因此增加有机发光器件的驱动电压，其也是不理想的。
[0038] 接下来，在EIL上热-真空蒸发或溅射阴极金属而形成阴极，其为第二电极。该阴极金属可以是Li、Mg、Al、Al-Li、Ca、Mg-In、Mg-Ag等。从而，完成有机发光器件。
[0039] 根据本发明的有机发光器件包括阳极、HIL、HTL、EML、ETL、EIL、阴极、以及视需要而定的一或两层中间层。比外，该有机发光器件还可以包括电子阻挡层。
[0040] 现在将参照下面的实施例进一步详细地描述本发明。下面的实施例用于解释的目的而不是限制本发明的范围。
[0041] 实施例1
[0042] 首先，将在15Ω/cm2涂覆 ITO阳极材料的Coming玻璃衬底切成50mm×50mm×0.7mm的尺寸。得到的玻璃衬底在异丙醇中用超声波清洗5分钟、在纯水中用超声波清洗5分钟、并利用UV和臭氧清洗30分钟。用真空蒸发的方法使N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基联苯胺(NPD)在衬底上形成厚度大约 的空穴传输层。
[0043] 在空穴传输层上同时沉积22重量份的2，5-二螺二芴-1，3，4-噁二唑、66重量份的BAlq3、以及12重量份的Ir(pq)2(acac)以形成厚度约为 的发光层。在发光层上沉积作为电子传输材料的Alq3而形成厚度约为 的电子传输层。
[0044] 在电子传输层上用真空蒸发的方法使LiF沉积而形成厚度约为 的电子注入层并在该电子注入层上沉积Al而形成厚度约为 的阴极，由此形成LiF/Al电极。结果，将图1所示的有机发光器件制造出来。
[0045] 实施例2
[0046] 除了使用66重量份的2，5-二螺二芴-1，3，4-噁二唑和22重量份的BAlq3之外，用与实施例1相同的方式制造有机发光器件。
[0047] 比较实施例1
[0048] 首先，将在15Ω/cm2涂覆 ITO阳极材料的Coming玻璃衬底切成50mm×50mm×0.7mm的尺寸。得到的玻璃衬底在异丙醇中用超声波清洗5分钟、在纯水中用超声波清洗5分钟、并利用UV和臭氧清洗30分钟。
[0049] 用真空蒸发的方法使NPD在衬底上沉积而形成厚度为 的空穴传输层。然后在该空穴传输层上共同沉积90重量份的作为基质的4，4’-双咔唑基联苯(CBP)，以及10重量份的作为磷光掺杂剂的Ir(pq)2(acac)而形成厚度为约 的发光层。
[0050] 在发光层上沉积作为电子传输材料的Alq3而形成厚度约为 的电子传输层。用真空蒸发的方法使LiF沉积在电子传输层上而形成厚度约为 的电子注入层并在该电子注入层上沉积Al而形成厚度约为 的阴极，由此形成LiF/Al电极。结果，将图
1所示的有机发光器件制造出来。
[0051] 测量根据实施例1和2以及比较实施例1的有机发光器件的发光效率和使用寿命，分别用图2和图3表示结果。由在800cd下每安培的发光度(cd/A)来表示发光效率，并用最初的发光度从4000cd降到2000cd所用的时间来表示使用寿命。
[0052] 参见图2，根据实施例1和2的有机发光器件比根据比较实施例1的有机发光器件有更好的发光效率。
[0053] 参见图3，实施例1和2的有机发光器件比根据比较实施例1的有机发光器件有更长的使用寿命。
[0054] 根据本发明的有机发光器件包括由至少两种作为基质的电子传输材料以及磷光掺杂剂制成的发光层。使用作为基质的至少两种电子传输材料有助于在邻近的有机层内的空穴和电子的重组，因此，改进了发光效率，并延长了器件的使用寿命。此外，在不包括空穴阻挡层的有机发光器件中可以看见关于发光效率和使用寿命的这类改进。
[0055] 尽管参照典型的实施例已经具体地示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员可以理解在形式和细节上所作出的各种变化并不脱离如下述权利要求所限定的本发明的精神和范畴的范围。
