[发明专利]具有由双极材料制成的阻挡层的有机发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及包括下电极和上电极的有机发光二极管(OLED)，所述电极之一用作阳极，另一个用作阴极，电致发光有机层插设在这两个电极之间。在红、绿和蓝色范围内发光的该二极管特别用于彩色图像显示面板的制造。

背景技术

该二极管基于这样的工作原理：通过阴极将电子注入到电致发光有机层中以及通过阳极将空穴注入到电致发光有机层中，注入到电致发光有机层中的电子和空穴复合并产生电磁辐射。

实际上，重要的是防止由阳极注入的空穴在与电子复合之前沿一个方向通过电致发光有机层，并防止由阴极注入的电子在与空穴复合之前沿另一个方向通过电致发光层。为此，有机发光二极管通常还包括：

-有机空穴阻挡层，与电致发光层接触并插设在此电致发光层与用作阴极的电极之间；

-和/或有机电子阻挡层，与电致发光层接触并插设在此电致发光层与用作阳极的电极之间。

如果E_EL-V表示电致发光有机层的基材(base material)的电离电势或HOMO能级，并且E_HBL-V表示有机空穴阻挡层的基材的电离电势或HOMO能级，这些电势相对于真空中无限远处电子的能量确定为正的，那么E_BP-V＞E_EL-V，这表明在电致发光有机层与有机空穴阻挡层之间的界面处产生对于空穴的势垒。如果E_EL-C表示电致发光有机层的基材的电子亲和能或LUMO能级，并且E_EBL-C表示有机电子阻挡层的基材的电子亲和能或LUMO能级，这些电势相对于真空中无限远处电子的能量确定为正的，那么E_EBL-C＜E_EL-C，这表明在电致发光有机层与有机空穴阻挡层之间的界面处产生对于电子的势垒。因此，在显示面板的制造中使用的OLED二极管的结构通常包括在发射红、绿或蓝色范围的电致发光层的任一侧的电荷阻挡层。因此，这些阻挡层的目的是将电荷(电子和空穴)限制在发射层内以便增大电子和空穴在此发射层中的复合几率，并由此提高二极管的量子效率。空穴阻挡层的基材(例如为BPhen型)是电子的良好输运体但通常是空穴的非常差的输运体。此外，它的电离电势或HOMO能级通常是高的(在BPhen的情况下为6.2eV)以便有效地阻挡空穴。

最近已经发现，电致发光层的基材在电致发光层与阻挡层的界面处的电荷积累(阴极侧的空穴，阳极侧的电子)的影响下会退化；例如在杂志“科学”中的文章(283，5409，页码1900-1902(1999))中，来自Xerox的小组已经指出AlQ3(三(8-羟基喹啉)铝，tris(8-hydroxyquinoline aluminum))分子(在OLED型的结构中)当正电荷的电流从其流过时的“本征”退化；此退化已经归因于阳离子基(cation radical)AlQ3+的不稳定性；这已经由以下推断出：广泛用于电子输运的AlQ3分子更易聚集负电荷，这是因为阴离子基AlQ3-是稳定的，而不易聚集正电荷，这是因为阳离子基AlQ3+是不稳定的；实际上，阳离子基AlQ3+由于其反应产生的退化副产物而减少了激子类(exciton species)AlQ3*的寿命，其用作荧光抑制剂(“荧光猝灭剂”)。在常规的基于NPB/AlQ3的电致发光结构中，已经表明这些激子类AlQ3*进一步在材料NPB和材料AlQ3之间的界面处产生电荷的“陷阱”能级，并用作电子和空穴之间的非辐射复合的中心(参见Aziz，H.；Popovic，Z.D.Chem.Mater.；(Review)；2004；16(23)；4522-4532)。然后该不稳定性和该“陷阱”能级同样是通过发光的抑制(“猝灭(quenching)”)的退化的来源，其导致二极管的效率和它的寿命的显著的损失。

在蓝色范围发射的二极管的情况下，其中各种有机层的材料因此具有宽的禁带(“带隙”)，已经观察到空穴限制在光致发光有机层中产生不稳定的离化基，该离化基导致退化副产物的形成，其依次产生位于光致发光有机层的材料的带隙中的中间能级。该中间能级然后同样是由于发光的消灭(“猝灭”)的退化的来源，其导致二极管效率的显著的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电荷限制的新的阻挡方法，不再只靠势垒，该方法使得可以通过阻挡层限制退化和在电致发光层的界面处的电荷积累。