[發明專利]具有由雙極材料制成的阻擋層的有機發光二極管

有效

• 申請號: 200780047625.1
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101569027A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 托尼·梅因德倫;戴維·沃夫里;海倫妮·萊克洛雷克
• 申請（專利權）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/54;H01L27/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 彭久云

技術領域

本發明涉及包括下電極和上電極的有機發光二極管(OLED)，所述電極之一用作陽極，另一個用作陰極，電致發光有機層插設在這兩個電極之間。在紅、綠和藍色范圍內發光的該二極管特別用于彩色圖像顯示面板的制造。

背景技術

該二極管基于這樣的工作原理：通過陰極將電子注入到電致發光有機層中以及通過陽極將空穴注入到電致發光有機層中，注入到電致發光有機層中的電子和空穴復合并產生電磁輻射。

實際上，重要的是防止由陽極注入的空穴在與電子復合之前沿一個方向通過電致發光有機層，并防止由陰極注入的電子在與空穴復合之前沿另一個方向通過電致發光層。為此，有機發光二極管通常還包括：

-有機空穴阻擋層，與電致發光層接觸并插設在此電致發光層與用作陰極的電極之間；

-和/或有機電子阻擋層，與電致發光層接觸并插設在此電致發光層與用作陽極的電極之間。

如果E_EL-V表示電致發光有機層的基材(base?material)的電離電勢或HOMO能級，并且E_HBL-V表示有機空穴阻擋層的基材的電離電勢或HOMO能級，這些電勢相對于真空中無限遠處電子的能量確定為正的，那么E_BP-V＞E_EL-V，這表明在電致發光有機層與有機空穴阻擋層之間的界面處產生對于空穴的勢壘。如果E_EL-C表示電致發光有機層的基材的電子親和能或LUMO能級，并且E_EBL-C表示有機電子阻擋層的基材的電子親和能或LUMO能級，這些電勢相對于真空中無限遠處電子的能量確定為正的，那么E_EBL-C＜E_EL-C，這表明在電致發光有機層與有機空穴阻擋層之間的界面處產生對于電子的勢壘。因此，在顯示面板的制造中使用的OLED二極管的結構通常包括在發射紅、綠或藍色范圍的電致發光層的任一側的電荷阻擋層。因此，這些阻擋層的目的是將電荷(電子和空穴)限制在發射層內以便增大電子和空穴在此發射層中的復合幾率，并由此提高二極管的量子效率。空穴阻擋層的基材(例如為BPhen型)是電子的良好輸運體但通常是空穴的非常差的輸運體。此外，它的電離電勢或HOMO能級通常是高的(在BPhen的情況下為6.2eV)以便有效地阻擋空穴。

最近已經發現，電致發光層的基材在電致發光層與阻擋層的界面處的電荷積累(陰極側的空穴，陽極側的電子)的影響下會退化；例如在雜志“科學”中的文章(283，5409，頁碼1900-1902(1999))中，來自Xerox的小組已經指出AlQ3(三(8-羥基喹啉)鋁，tris(8-hydroxyquinoline?aluminum))分子(在OLED型的結構中)當正電荷的電流從其流過時的“本征”退化；此退化已經歸因于陽離子基(cation?radical)AlQ3+的不穩定性；這已經由以下推斷出：廣泛用于電子輸運的AlQ3分子更易聚集負電荷，這是因為陰離子基AlQ3-是穩定的，而不易聚集正電荷，這是因為陽離子基AlQ3+是不穩定的；實際上，陽離子基AlQ3+由于其反應產生的退化副產物而減少了激子類(exciton?species)AlQ3*的壽命，其用作熒光抑制劑(“熒光猝滅劑”)。在常規的基于NPB/AlQ3的電致發光結構中，已經表明這些激子類AlQ3*進一步在材料NPB和材料AlQ3之間的界面處產生電荷的“陷阱”能級，并用作電子和空穴之間的非輻射復合的中心(參見Aziz，H.；Popovic，Z.D.Chem.Mater.；(Review)；2004；16(23)；4522-4532)。然后該不穩定性和該“陷阱”能級同樣是通過發光的抑制(“猝滅(quenching)”)的退化的來源，其導致二極管的效率和它的壽命的顯著的損失。

在藍色范圍發射的二極管的情況下，其中各種有機層的材料因此具有寬的禁帶(“帶隙”)，已經觀察到空穴限制在光致發光有機層中產生不穩定的離化基，該離化基導致退化副產物的形成，其依次產生位于光致發光有機層的材料的帶隙中的中間能級。該中間能級然后同樣是由于發光的消滅(“猝滅”)的退化的來源，其導致二極管效率的顯著的損失。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于電荷限制的新的阻擋方法，不再只靠勢壘，該方法使得可以通過阻擋層限制退化和在電致發光層的界面處的電荷積累。