[发明专利]从组合的单体和聚合体发射白光的有机光发射装置

说明书

本申请是基于申请号为02826319.7、申请日为2002年12月26日、 发明名称为“从组合的单体和聚合体发射白光的有机光发射装置”的 专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及高效有机光发射装置(OLED)。更具体地说，本发 明涉及发射白光的OLED，或称WOLED。本发明的装置在单个发射 区中采用两个发射体，以充分覆盖可见光光谱。白光发射是通过在发 射中心之一形成的聚合体，从单个发射区中的两个发射体获得的。

背景技术

有机光发射装置(OLED)，它使用受电流激发时发光的薄膜材 料，有望日益成为平面显示技术的大众化的形式。这是因为OLED具 有广泛应用前景的各种形式，包括：蜂窝电话、个人数字助手(PDA)、 计算机显示器、在运输工具中的信息显示器、电视监视器、和一般的 照明光源。由于它们明亮的彩色、宽的视角、与全运动视频的兼容性、 宽的温度范围、薄及可形变的形状因素、低功率要求、和潜在的低成 本制作工艺，OLED被看成未来取代阴极射线管(CRT)及液晶显示 器(LCD)的产品，阴极射线管及液晶显示器目前以年增长$400亿 统领电子显示器市场。电致磷光OLED由于它们高的发光效率，被看 成有希望在某些应用方面，取代白炽灯，甚或荧光灯。

基于使用有机光电子材料层的结构的装置，一般依赖于导致光发 射的共同机制。通常，该机制根据被捕获电荷的辐射再结合。具体说， OLED在阳极和阴极之间至少包括两层薄有机层。这些层之一的材料， 专门根据材料输运空穴的能力选择，是“空穴输运层”(HTL)，另一 层的材料则专门按照输运电子的能力选择，是“电子输运层”(ETL)。 借助这样的结构，该装置当加在阳极的电势高于加在阴极的电势时， 可以看作具有前向偏置的二极管。在这些偏置条件下，阳极把空穴(正 电荷载流子)注入HTL，同时阴极把电子注入ETL。因而与阳极相 邻的发光介质部分，形成空穴注入和输运区，同时，与阴极相邻的发 光介质部分，形成电子注入和输运区。注入的空穴和电子各向带相反 电荷的电极迁移。当电子与空穴聚集在同一分子上时，形成Frenkel 激子。这些激子在有最低HOMO-LUMO禁带宽度的材料中被捕获。 短寿命的激子的重新结合，可看作在某些条件下，随着弛豫的出现， 优先通过光发射机理，电子从最低的空分子轨道(LUMO)落到最高 的有分子轨道(HOMO)。

可用作OLED的ETL或HTL的材料，也可用作产生激子形成 和电致发光发射的介质。这种OLED被称为具有“单异质结构”(SH)。 另外，电致发光材料也可以存在于HTL和ETL之间的分开的发射层 中，被称为“双异质结构”(DH)。

在单异质结构的OLED中，或者是空穴从HTL注入ETL，在 ETL中与电子结合，形成激子，或者是电子从ETL注入HTL，在HTL 中与空穴结合，形成激子。因为激子在有最低禁带宽度的材料中被捕 获，而通常使用的ETL材料，一般比通常使用的HTL材料有更小禁 带宽度，所以单异质结构装置的发射层，通常是ETL。在这样的OLED 中，用作ETL和HTL的材料，应当选择空穴能有效地从HTL注入 ETL的材料。还有，相信最好的OLED，在HTL与ETL材料的HOMO 能级之间，应有良好的能级对准。

在双异质结构的OLED中，空穴从HTL及电子从ETL注入分 开的发射层，在发射层，空穴和电子结合，形成激子。

从OLED的光发射，通常都通过荧光，但是，近来发现OLED 通过磷光发射。在本文中，“磷光”指从有机分子的三重激发态的发射， 而“荧光”指从有机分子的单重激发态的发射。发光则指荧光发射或磷 光发射。

磷光的成功利用，很有希望用于有机电致发光装置。例如，磷光 的优点在于，空穴和电子的重新结合形成的潜在的所有激子，不论是 作为单重或三重激发态，都可能参与发光。这是因为有机分子最低的 单重激发态，通常比最低的三重激发态有略高的能量。例如，在典型 的磷光有机金属化合物中，最低的单重激发态可以迅速衰变到最低的 三重激发态，由此产生磷光。相反，在荧光装置中，只有小百分比(约 25％)激子能够产生从单重激发态获得的荧光发光。在荧光装置中， 最低三重激发态中产生的其余的激子，通常不能转换为更高能量的由 此产生荧光的单重激发态。因此，这部分能量成为加热装置的衰变过 程的损耗，而不是发射可见光。