CN102272972B - 发射辐射的装置 - Google Patents
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Abstract
在本发明中描述了一种用于发射如下电磁辐射的发射辐射的装置:所述电磁辐射是第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的至少三个不同的部分辐射的混合。该发射辐射的装置在此包括衬底(1)、第一电极(2)和第二电极(6)、设置在第一电极和第二电极之间的至少一个第一层序列(3)、设置在第一电极和第二电极之间的至少一个第二层序列(5)以及至少一个中间层(4),所述第一层序列(3)包括至少一个带有发射第一波长范围中的辐射的第一发荧光的发射器的第一层(31)、至少一个带有发射第二波长范围中的辐射的第一发磷光的发射器的第二层(32),所述第二层序列(5)包括至少一个带有发射第一波长范围中的辐射的第二发荧光的发射器的第一层(51)、至少一个带有发射第三波长范围中的辐射的第二发磷光的发射器的第二层(52),所述至少一个中间层(4)没有发射器材料并且被设置在第一层序列和第二层序列之间。
Description
本发明涉及一种带有发荧光的和发磷光的发射器层的发射辐射的装置。
本专利申请要求德国专利申请DE 10 2008 054 234.2的优先权,其公开内容通过引用结合于此。
在带有发荧光的和发磷光的发射器的发射辐射的装置中,该装置的效率和稳定性强烈地取决于在发射辐射的装置中产生的辐射的有效性和可用性。
本发明的任务是,提供一种具有所发射的辐射的改进的产出的发射辐射的装置。
该任务通过根据独立权利要求所述的发射辐射的装置来解决。其他扩展方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的第一实施例的发射辐射的装置适于发射如下电磁辐射:该电磁辐射包括第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的至少三个不同的部分辐射的混合。这种发射辐射的装置在此具有:
-衬底,
-第一电极和第二电极,
-至少一个设置在第一电极和第二电极之间的第一层序列,该第一层序列包括:至少一个第一层,其带有发射第一波长范围中的辐射的第一发荧光的发射器;和至少一个第二层,其带有发射第二波长范围中的辐射的第一发磷光的发射器,
-至少一个设置在第一电极和第二电极之间的第二层序列,该第二层序列包括:至少一个第一层,其带有发射第一波长范围中的辐射的第二发荧光的发射器;和至少一个第二层,其带有发射第三波长范围中的辐射的第二发磷光的发射器,以及
-至少一个中间层,其没有发射器材料并且被设置在第一层序列和第二层序列之间。
由根据本发明的发射辐射的装置所发射的辐射(下文也称为“总辐射”)是第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的至少三个不同的部分辐射的混合。总辐射作为第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的三个不同的部分辐射的叠加促成一定的色觉。尽管该色觉是观察者所察觉的主观色觉,但是可用仪器测量的、第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的不同部分辐射的叠加并不显著地偏离于主观获得的色觉。
“第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的不同的部分辐射”根据本发明应表示具有彼此不同的发射光谱的三个部分辐射。通常,在此也可能的是,波长范围仅仅在其发射最大值方面不同;此外可能的是,第一波长范围和/或第二波长范围和/或第三波长范围的所发射的具体波长的辐射不在第一波长范围和/或第二波长范围和/或第三波长范围的至少一个另外的波长范围中。通常,至少所述第一波长范围和第二波长范围以及第二波长范围和第三波长范围的发射最大值分别处于颜色为红色、橙色、黄色、绿色、蓝色或者紫色的不同(随后予以说明的)波长范围中。
由发射辐射的装置发射的发射光谱优选地处于约380nm至约780nm的可见范围中。第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的三个不同的部分辐射的发射光谱于是例如可以分别包括具有约640nm至780nm的红色辐射、具有约600nm至640nm的橙色辐射、具有约570nm至600nm的黄色辐射、具有约490nm至570nm的绿色辐射、具有约430nm至490nm的蓝色辐射、具有约380nm至430nm的紫色辐射以及这些辐射的组合。尤其是,第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的三个不同部分辐射的发射最大值处于颜色为红色、橙色、黄色、绿色、蓝色或者紫色的上述波长范围之一中。
“荧光”在此表示光在被激发的***过渡到在没有外部影响的情况下出现的低能量的状态(基本状态)时的自发发射。发荧光的***的被激发的状态是单线态状态。“磷光”表示在(三线态状态的)被激发的***过渡到基本状态时发出的辐射。
在根据本发明的层序列中分别相叠地设置至少一个带有发荧光的发射器的层和至少一个带有发磷光的发射器的层。
在发射辐射的装置的该实施形式的至少两个层序列之间设置有中间层,其没有发射器材料。中间层“没有发射器材料”意味着:中间层并不包含如下材料,其在发射辐射的装置工作期间施加电压的情况下发射可见范围中的电磁辐射。中间层将至少两个层序列在功能上彼此分开,使得发射辐射的装置被构建为使得这些层序列在工作期间彼此无关地受影响。在具有多于两个的层序列的可替选的实施形式中,在发射辐射的装置的每两个层序列之间实施中间层。
“彼此相叠地设置”在本发明的范围中意味着:一层直接地以直接的机械接触和/或电接触的方式设置在另一层上,或者间接地设置在另一层上,其中于是在所说明的层之间可以存在另外的层。这些另外层在此可以是另外的发射辐射的层和/或另外的功能层,其例如用于进一步改进发射辐射的装置的功能性并且由此改进效率。位置关系“在...之上”表示由于在制造发射辐射的装置期间相继沉积不同层而产生的层的空间布置。然而,该表述在此情况下不应排除在两个这样彼此相叠地设置的层之间可能存在其他层。概念“设置在至少两个层序列之间”不仅包含直接布置在内而且包含间接布置在内,如在前面关于表述“彼此相叠地设置”所限定的那样。
在下文将简短地限定本发明的发射辐射的装置的各个部件。
根据本发明,“衬底”例如包括如在现有技术中传统上用于发射辐射的装置的衬底。例如,衬底可以包括玻璃、石英、塑料膜、金属、金属箔、硅晶片或者其他合适的衬底材料。如果发射辐射的装置例如实施为所谓的“底部发射器”,则衬底优选透明地并且例如作为玻璃衬底来实施。在根据本发明的发射辐射的装置中,第一电极可以沉积在衬底上。
“第一电极”(如其在此所使用的那样)一方面可以是阳极。阳极可以由注入空穴的材料构成。作为注入空穴的材料可以使用在现有技术中公知的任何注入空穴的材料。如果发射辐射的装置例如构建为“底部发射器”,则阳极通常由透明材料构成。例如,阳极可以由透明导电氧化物构成或者包括由其构成的层。该透明导电氧化物(transparent conductive oxides,“TCO”)包含金属氧化物在内,诸如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或者氧化铟锡(ITO)、Zn2SnO4、CdSnO3、ZnSnO3、MgIn2O4、GaInO3、Zn2In2O5或者In4Sn3O12或者不同的透明导电氧化物的混合物,然而并不局限于此。TCO在此并不一定受制于化学计量学上的组分并且此外也可以p掺杂或者n掺杂。
第二电极设置在第一电极之上。
当第一电极是阳极时,第二电极是阴极。“阴极”可以由注入电子的材料构成。在此,可以使用在现有技术中常用的阴极材料、尤其是铝、钡、铟、银、金、镁、钙或者锂以及这些材料的化合物和合金,以及上述元素、化合物和/或合金的混合物作为阴极材料。可替选地或者附加地,也可以包含在阳极材料的情况下所提及的TCO的一种或者多种,或阴极也可以完全由这些材料之一构成。阴极也可以透明地来实施。
在发射辐射的装置中,例如一个电极可以透明地来实施,而另一电极反射性地来实施。发射辐射的装置由此可以实施为“底部发射器”或者实施为“顶部发射器”。对此可替选地,也可以两个电极都透明地来实施。
在本发射辐射的装置中的“第一层序列”设置在第一电极之上。第一层序列包括至少两个发射电磁辐射的层、即至少一个第一层,其包含发射第一波长范围中的辐射的第一发荧光的发射器;和至少一个第二层,其包含发射第二波长范围中的辐射的第一发磷光的发射器。表述“第一”和“第二”层不是对这些层在层序列中的空间顺序的预给定,而是仅用于标记。
至少一个“带有第一发荧光的发射器的第一层”表示由包括一种或多种发荧光的发射器材料的基质材料构成的功能层。
“带有第一发荧光的发射器的第一层”的发荧光的发射器材料或者带有发荧光的发射器的另一层在此可以选自:BCzVBi(4,4’-双(9-乙基-3-咔唑-1,2-亚乙烯基)-1,1’-联苯)、茈、TBPe(2,5,8,11-四-叔-丁基茈)、BCzVB(9H-咔唑-3,3’-(1,4-苯撑-二-2,1-二苯乙烯(ethendiyl))双[9-乙基-(9C)])、DPAVBi 4,4-双[4-(二-p-甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯、DPAVB(4-(二-p-甲苯基氨基)-4’-[(二-p-甲苯基氨基)苯乙烯基]芪)、BDAVBi(4,4’-双[4-(二苯胺)苯乙烯基]联苯)、BNP3FL(N,N’-双(萘-2-基))-N,N’-双(苯基)-三-(9,9-二甲基芴基)、9,10-双[(9-乙基-3-咔唑)-1,2-亚乙烯基]-蒽、4,4’-双(联苯-1,2-亚乙烯基)-联苯、1,4-双(9-乙基-3-咔唑-1,2-亚乙烯基)-2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)粗苯、4,4’-双(联苯-1,2-亚乙烯基)-蒽、1,4-双(9-乙基-3-咔唑-1,2-亚乙烯基)-9,9-十二烷-芴以及上述材料的混合物。发荧光的发射器材料发射蓝色辐射或在蓝色光谱范围中具有其发射最大值。
发荧光的和发磷光的发射器材料可以被嵌入选自由以下材料的基质材料中:MCP(1,3-双(咔唑-9-基)粗苯),TCP(1,3,5-三(咔唑)-9-基)粗苯),TcTa(4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺),CBP(4,4’-双(咔唑-9-基)联苯),CDBP(4,4’-双(9-咔唑基)-2,2’-二甲基联苯),(DMFL-CBP4,4’-双(咔唑-9-基)-9,9-二甲基芴),FL-4CBP(4,4’-双(咔唑)-9-基)-9,9-双(9-苯基-9H-咔唑)芴),DPFL-CBP(4,4’-双(咔唑-9-基)-9,9-联甲苯芴)、FL-2CBP(9,9-双(9-苯基-9H-咔唑)芴),螺-CBP(2,2’,7,7’-四(咔唑-9-基)-9,9’-螺-二芴)),ADN(9,10-二(萘-2-基)蒽),TBADN(3-叔-丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽),DPVBi(4,4’-双(2,2-联苯-乙烯-1-基)-4,4’-二甲基苯基),p-DMDPVBi(4,4’-双(2,2-联苯-乙烯-1-基)-4,4’-二甲基苯基),TDAF(叔(9,9-二芳基芴)),BSBF(2-(9,9’-螺二芴-2-基)-9,9’-螺二芴),TSBF(2,7-双(9,9’-螺二芴-2-基)-9,9’-螺二芴),BDAF双(9,9-二芳基芴),p-TDPVBi(4,4’-双(2,2-联苯-乙烯-1-基)-4,4’-二-(叔-丁基)苯基)、TPB3(1,3,5-三-(芘-1-基)粗苯)以及上述材料的混合物。此外,基质材料可以是n掺杂的和/或p掺杂的,以便例如根据该层在发射辐射的装置中的位置进一步提升该层的功能。
嵌入到基质材料中的发荧光的发射器材料的量例如可为5%。
至少一个“带有第一发磷光的发射器的第二层”表示由包括一种或多种发磷光的发射器材料的基质材料构成的功能层。
“带有第一发磷光的发射器的第二层”的发磷光的发射器材料或者带有发磷光的发射器的另一层在此可以从选自:Ir(ppy)3(三(2-苯基吡啶)铱(III)),Ir(ppy)2(acac)(双(2-苯基吡啶)(乙酰丙酮化物)铱(II)),铱(III)-三(2-(4-甲苯基)吡啶-N,C2),三(2-苯甲吡啶)铱(III),三(8-羟基喹啉)铝(III),三(2-甲基,8-羟基喹啉)铝(III),三(8-羟基喹啉)镓(III),三(3-甲基-1-苯基-4-三甲基-乙酰基-5-吡唑啉)铽(III)以及上述材料的混合物。这种发射器材料发射绿色辐射或在绿色光谱范围中具有发射最大值。
对此可替选地,“带有发磷光的发射器的层”的发磷光的发射器材料也可以选自由:Eu(dbm)3(phen)(三(二苯甲酰甲烷)菲咯啉-铕(III)),Ir(btp)2(acac)(双(2-苯并[b]噻吩-2-基-吡啶)(乙酰丙酮化物)铱(III)),Ir(piq)2(acac)(双(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮化物)铱(III)),Ir(fliq)2(acac)-1(双[1-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-异喹啉](乙酰丙酮化物)铱(III)),Ir(flq)2(acac)-2(双[3-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-异喹啉](乙酰丙酮化物)铱(III)),Ru(dtb-bpy)3*2(PF6)(三[4,4’-二-叔-丁基-(2,2’)-二吡啶]钌(III)络合物),Ir(2-phq)3(三(2-苯基喹啉)铱(III)),Ir(2-phq)2(acac)(双(2-苯基喹啉)(乙酰丙酮化物)铱(III)),Ir(piq)3(三-(1-苯基异喹啉)铱(III)),铱(III)-双(2-(2’-苯并噻吩基)吡啶-N,C3’)(乙酰丙酮化物),三(联苯甲酰丙酮(acetonato))-单(菲咯啉)-铕(III),三(联苯甲酰甲烷)-单(菲咯啉)-铕(III),三(联苯甲酰甲烷)-单(5-氨基菲咯啉)-铕(III),三(二萘基甲烷)-单(菲咯啉)-铕(III),三(4-溴苯甲酰甲烷)-单(菲咯啉)-铕(III),三(二联苯甲烷)-单(菲咯啉)-铕(III),三(联苯甲酰甲烷)-单(4,7-二甲基菲咯啉)-铕(III),三(联苯甲酰甲烷)-单(4,7-二甲基菲咯啉-二硫酸(disulfonsaeure))-铕(III)-二钠盐,三[二(4-(2-(2-thoxy乙氧基)乙氧基)苯甲酰甲烷)-单(菲咯啉)-铕(III)、三[二(4-(2-(2-thoxy乙氧基)乙氧基)苯甲酰甲烷)-单(5-氨基菲咯啉)-铕(III)以及上述材料的混合物。这种发射器材料发射红色辐射或在红色光谱范围中具有其发射最大值。
此外,“带有发磷光的发射器的层”的发磷光的发射器也可以选自:FlrPic(双(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)-铱III)),Flr6(双(48,68-二氟苯基吡啶)-四(1-吡唑基)硼酸盐-铱III))以及上述材料的混合物。这种发射器材料发射蓝色辐射或在蓝色光谱范围中具有其发射最大值。通过结合在蓝色光谱范围中进行发射的发荧光的发射器来使用在蓝色光谱范围中进行发射的发磷光的发射器可以提高所发射的总辐射中的蓝色比例,这例如可以用于产生较冷的白光。
发磷光的发射器材料也可以被嵌入上述的基质材料。嵌入基质材料中的发磷光的发射器材料的量可以例如为4%或者5%。
根据本发明的带有发荧光的或者发磷光的发射器的层可以通过同时沉积基质材料和发射器材料来形成。例如,为此分别带有基质材料的源和带有发射器材料的源通过期望比例的发射器材料彼此调节并且随后以确定的沉积率以及在确定的沉积持续时间沉积在一层上。这样,可以在发射辐射的装置中获得具有期望的厚度和期望的功能特性(譬如n掺杂和/或p掺杂)的带有发射器材料的层。
“第二层序列”设置在第一电极和第二电极之间。该第二层序列包括:至少一个第一层,其带有发射在第一波长范围中的辐射的第二发荧光的发射器;和至少一个第二层,其带有发射在第三波长范围中的辐射的第二发磷光的发射器。与上面针对第一层序列所描述的限定相同的限定适用于第二层序列的层的结构和实施形式。第一层序列的第一层和(多个)其他层序列的第一层在此情况下可以是相同的或者是不同的。同样适用于这些层序列的第二层和任何其他层。
此外,发射辐射的装置还可以包括其结构和实施形式可类似于第一层序列和第二层序列实现的其他层序列。
根据本发明,只要未说明不同,所有针对发射辐射的装置的第一层序列描述的实施形式类似地适用于第二层序列和/或其他层序列。
利用本发明的发射辐射的装置有利地可以提供所发射的辐射的改进的产出并且由此提供改进的功能性和效率。通过适当选择这些层序列的发射辐射的层中的发荧光的和发磷光的发射器材料,可以实现发射辐射的装置所发射的总辐射的不同的色觉,并且因此例如可以有针对性地补偿发射辐射的装置的各个层序列的老化现象。这样,有利地可以进一步改进发射辐射的装置的效率、稳定性和使用寿命。这同样提高了发射辐射的装置的商业利润率并且有利于大规模制造该发射辐射的装置。
在本发明的另一实施形式中,仅在层序列的相应第一层中产生单线态激子和三线态激子。在此情况下,利用“单线态激子”表示导致荧光的激子,而利用“三线态激子”表示导致磷光的激子,其由于其形成的统计学概率而导致荧光与磷光的比例为25%比75%。
当激子基本上仅在相应第一层中形式时,单线态激子可以激发在第一层中存在的发荧光的发射器材料,三线态激子可以借助能量转移机制被传输到具有相应的发磷光的发射器的层中并且在那里有针对性地激发存在的发磷光的发射器。通过有针对性地利用相应层中的激子,可以减小在发射辐射的装置工作时激子的损耗并且由此减小在发射辐射的装置工作时的能量损耗,而且实现了明显比单独利用单线态激子和三线态激子实现的辐射产出更高的辐射产出。单线态发射器和三线态发射器的空间分离附加地导致在两个***之间可能没有无辐射的猝灭过程(Quenchvorgaenge)。
根据本发明的发射辐射的装置的这样的实施形式因此可有助于整体上改进发射辐射的装置的效率。通过有针对性地利用相应层中的激子也可以减小热辐射并且改进发射辐射的装置的使用寿命。
在根据本发明的发射辐射的装置的另一改进方案中,第一层序列包括带有发荧光的发射器的第三层。
发荧光的发射器在此可以选自上面给出的发荧光的发射器材料的列表。第三层的构型可以对应于上面所描述的第一层的构型。
在发射辐射的装置的这种实施变型方案中可以将发荧光的辐射在发射辐射的装置的总辐射中的比例加倍。
在本发明的另一实施形式中,发射辐射的装置在层序列的第一层和第二层之间具有阻挡层。可替选地或者附加地,也可以在层序列的第二层和第三层之间设置这种阻挡层。这种阻挡层例如可以用于阻挡单线态激子,并且在此构建为使得其厚度大于在第一层中形成的单线态激子的平均自由路径长度,使得这些单线态激子基本上不能到达第二层。这种阻挡层因而可用于选择性地阻挡单线态激子。该阻挡层可以包括基质材料或者由其构成,其中合适的基质材料选自上面公开的基质材料。在这样实施的发射辐射的装置中,在利用和控制在发荧光的层和发磷光的层之间的单线态-三线态管理的情况下可以进一步改进效率并且提高所发射的辐射的总产出。
此外,这种阻挡层在具有多个发射辐射的层的实施变型方案中设置在第一层序列和/或第二层序列和/或层序列中的任何其他层序列中,和/或在具有三个或更多的层序列的实施变型方案中设置在每两个发射辐射的层之间。
在一种实施形式中,中间层可以具有传导空穴的和传导电子的有机层和/或金属层和/或金属氧化层。例如可能的是,使用金属膜、如金膜、银膜、氧化膜、譬如MoO3和/或p掺杂的和n掺杂的双层、譬如由掺杂的有机膜构成的双层。
n掺杂的层例如可以包括掺杂Li的Alq或者掺杂Li的TPBI,p掺杂的层例如可以包括掺杂FeCl3的NPB。在发射辐射的装置的另一实施形式中,层序列之间的中间层不仅是传导空穴的而且是传导电子的。这意味着,中间层不仅是n掺杂的而且是p掺杂的。
合适的p掺杂物包括F4-TCNQ(2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷(tetracyanochinodimethan))和萘的同族化合物及其较高的同系物,但是也包括如MoO3、WO3、V2O5等的过渡金属氧化物(以及所有前述化合物的组合)。这些p掺杂物优选地存在于基质材料NPD和2T-NATA中。
针对基于菲咯啉的基质材料,合适的n掺杂物例如包括碱金属和碱土金属以及镧系元素(如Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Yb)。
此外,也可以在两个电极之间使用盐和金属有机化合物如CsCO3、Ca(acac)2及其组合以及优选地设置在阴极侧的LiF层。
利用这样的扩展方案可以进一步改进发射辐射的装置的效率,该发射辐射的装置基于电子和空穴在合适的发射辐射的层中的彼此相遇及其复合。由于中间层例如可以被构建为电荷生成层(所谓的Charge-Generation-Layer),该中间层可以有利地提供其他电压供给。用作一类“双电极”起作用的中间层于是可以在阴极侧执行针对处于阴极与中间层之间的层序列的阳极的功能,而在阳极侧执行针对处于阳极与中间层之间的层序列的阴极的功能。因此可以有针对性地激励各个层序列。在发射辐射的装置工作中施加在两个电极之间的电压在此可以可变地分布到两个层序列上,必要时也可以分布到仅一个层序列上。在此情况下,该分布在发射辐射的装置工作期间也可以变化。通过这样有针对性地激励可以补偿发射辐射的装置的老化现象,并且进一步改进发射辐射的装置的效率。通过单独地调整各个层序列所发射的辐射,此外还可以提供发射辐射的装置的高可变性,并且进一步提高商业利润率。
在另一扩展方案中,第一层序列的第一层和第二层序列的第一层是相同的。在此情况下,“相同”意味着:两个层相同地构建并且具有相同的成分。发射辐射的装置的这种扩展方案可以使发射辐射的装置的可制造性变得容易并且由此有助于其商业利润率。
此外,例如层序列的各第三层也是相同的。
在另一实施形式中,发射辐射的装置发射通过叠加第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的辐射形成的白光。
所发射的白光在此也可以是“冷”白色或者“暖”白色,如通常根据CIE色图所限定的那样。例如通过将发蓝色荧光的发射器材料设置在各第一层序列和第二层序列的各第一层和第三层中并且将发绿色磷光的发射器材料设置在第一层序列的第二层中以及将发红色磷光的发射器材料设置在第二层序列的第二层中,可以获得产生白光的发射辐射的装置。此外可以利用发蓝色荧光的发射器材料与发红橙色磷光的发射器材料结合来产生白光。
发射辐射的装置也可以具有其他的功能层。这种层例如可以是电子传输层、电子注入层、空穴传输层和/或空穴注入层。这种层可以用于进一步提高发射辐射的装置的效率,并且构建在发射辐射的装置的一个或者更多个合适的部位上。这些层可以包括合适的电子传输材料和/或空穴传输材料和/适于改善空穴注入的材料。
作为电子传输材料,例如是Liq(8-羟基喹啉-锂)、TPBi(2,2’,2”-(1,3,5-次苯基(benzintriyl))-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑))、PBD(2-(4-联苯基)-5-(4-叔-丁基苯基))、BCP(2,9-二甲基-4,7-联苯基-1,10-菲咯啉)、BPhen(4,7-联苯基-1,10-菲咯啉)、BAlq(双-(2-甲基-8-喹啉)-4-(苯基苯酚)铝)以及上述材料的混合物。
作为空穴传输材料,例如是NPB(N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺、β-NPB(N,N’-双(萘-2-基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺)、TPD(N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺)、螺-TPD(N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-联苯胺)、螺-NPB(N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-螺)、DMFL-TPD(N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-9,9-二甲基芴)、DMFL-NPB(N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-9,9-二甲基芴)、DPFL-TPD(N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双(苯基)-9,9-二苯基芴)、DPFL-NPB(N,N’-双(萘-1-基)-N,N’-双(苯基)-9,9-二苯基芴)、螺-TAD(2,2’,7,7’-四(n,n-二苯胺)-9,9’-螺双芴)或者上述材料的混合物。
作为适于改善空穴注入的材料,例如是CuPC(酞菁、铜络合物)、TiOPC(氧钛酞菁)、m-MTDATA(4,4’,4”-三(N-3-甲苯基-N-苯氨基)三苯胺)、2T-NATA(4,4’,4”-三(N-(2-萘基)-N-苯基-氨基))三苯胺、IT-NATA(4,4’,4”-三(N-(1-萘基)-N-苯氨基)三苯胺)、NATA(4,4’,4”-三(N,N-二苯氨)三苯胺)以及上述材料的混合物,其中所给出的材料可以可选地被掺杂。
此外,可以由多个薄层构建发射辐射的装置的各个功能层。
可选地,也可能结构化衬底和/或至少一个电极,使得发射辐射的装置发射图案。
概括而言,根据上述第一实施例的发射辐射的装置可以提供改进的所发射的辐射的产出。因为可以提高发荧光的辐射的比例,所以可能产生“较冷的”白光。此外,可能的老化现象可以以有利的方式被补偿。这种发射辐射的装置可以实现更好的表面效率(Flaecheneffizienzen)并且因此有助于提高发射辐射的装置的效率。耐久性和稳定性可以以有利的方式来改进并且由此要求发射辐射的装置的商业利润率。
此外,本发明的任务也通过根据本发明的第二实施例的仅具有一个层序列的发射辐射的装置来解决。这种发射辐射的装置(在工作时)发射包括第一波长范围和第二波长范围的至少两个不同的部分辐射的混合的电磁辐射。在此,这种发射辐射的装置的一个合适的实施形式可以具有衬底、第一电极和第二电极以及一个层序列,该层序列包括带有发射在第一波长范围中的辐射的第一发荧光的发射器的第一层和第三层以及带有发射在第二波长范围中的辐射的发磷光的发射器的第二层。
与上面针对第一实施例说明的限定和实施形式相同的限定和实施形式适用于该发射辐射的装置的不同的功能层和其他元件。在一个实施形式中,仅在第一层和第三层中产生单线态激子和三线态激子。
可替选地在第一层与第二层之间和/或在第二层与第三层之间分别设置有阻挡层。
在另一实施形式中,发射辐射的装置发射通过叠加第一波长范围和第二波长范围形成的白光。
根据本发明的仅具有一个层序列的这种发射辐射的装置可以以有效的方式改进该发射辐射的装置所发射的辐射的产出,并且由此提高这种装置的效率、稳定性和耐久性。根据本发明的发射辐射的装置的一个优选的实施变形方案例如实施为有机发光二极管(OLED)。
在下文中参照附图借助实施形式来描述本发明。
在附图中使用相同的附图标记来表示相同的元件。这些例子仅仅用于阐明本发明并且对本发明无任何限制。
图1至4示意性示出了根据本发明的各实施例的发射辐射的装置的略图。
根据图1的发射辐射的装置包括:衬底1、第一电极2、第一层序列3、中间层4、第二层序列5以及第二电极6,其中第一层序列具有带有第一发荧光的发射器的第一层31和带有第一发磷光的发射器的第二层32,以及第二层序列具有带有第二发荧光的发射器的第一层51和带有第二发磷光的发射器的第二层52。
衬底1可以是玻璃衬底。例如被构建为阳极的第一电极2可以是由ITO构成的层并且可直接设置在衬底1上。设置在第一电极2上的第一层序列3例如可以包括带有发蓝色荧光的发射器的第一层31和带有发绿色磷光的发射器的第二层32。在此,第一层31可以通过将5%的BCzVBi嵌入CBP中来形成,第二层32可以通过将5%的Ir(ppy)3嵌入CBP中来形成。在第一层序列3的第二层32上可以沉积构建为电荷生成层(Charge-Generation-Layer)的中间层4。为此使用如下金层:该金层选择性地从发射辐射的装置引导出并且设置有单独的电源。第二层序列5被设置在中间层4上。第二层序列5在此可以包括带有第二发荧光的发射器的第一层51以及带有第二发磷光的发射器的第二层52,其由第二发蓝色荧光的发射器和第二发红色磷光的发射器形成。为此目的,适合使用具有5%的BCzVBi的CBP层作为发蓝色荧光的层51,而使用掺杂有4%的PQIr的CMP层作为发红色磷光的层52。在第二层序列的第二层52上可以施加第二电极6,该第二电极6例如被构建为阴极。这种阴极层6例如可以是铝层。这种铝层形成底部发射器的反射层。
在图2中,在发射辐射的装置中设置有第三层33,该第三层33被构建为发射荧光辐射的层。合适的第三层例如是掺杂有5%的BCzVBi的CBP层。图2中的双重波状线要表示其他层和/或层序列的存在。
除了上述元件之间,图3附加地示出了两个阻挡层7,这两个阻挡层7分别设置在第一层序列3的第一层31与第二层32之间以及第一层序列3的第二层32与第三层33之间。这种阻挡层例如是10nm厚的未掺杂的CBP层。
图4示出了如下发射辐射的装置,其具有衬底10、第一电极20、带有第一发荧光的发射器的第一层301、带有发磷光的发射器的第二层302、带有第二发荧光的发射器的第三层303、阻挡层70和第二电极60。第一层301和第三层303可以是带有发蓝色荧光的发射器的层,而第二层302可以是带有发红橙色磷光的发射器的层。
在对附图进行一般性描述之后,在下文中在并不限于一般性的情况下借助例子还进一步阐述了本发明。
例子1-一般的制造条件
在真空容器中装入10个源,在这些源中可以将有机材料蒸发直至450℃的温度。这些源在此间接地通过康铜绕组来加热。源本身分别由下部封闭的石英管构成或者由Al2O3坩埚构成。源的温度通过PID调节器来控制。借助晶体振荡器来跟踪蒸发的物质量,该晶体振荡器在此用作层厚监控器。通过沉积参考层来进行校准。层厚监控器(晶体振荡器)的读数与通过轮廓曲线仪确定的实际沉积的层之商用作修正因子。
为了沉积这些层,衬底保持器距圆形布置的源35cm地设置。在这种情况下,衬底保持器用作输送基质材料的源。衬底在此可以借助衬底光阑(Substratblende)与各个源分开。在此,各个源包含发荧光的或者发磷光的发射器材料或者p掺杂物或者n掺杂物,以制造发射辐射的装置的各个功能层。衬底与相应源的分开用于调整相应的蒸发率(Dampfraten)。只要源已稳定,则打开衬底光阑并且开始这些层的实际沉积。
在表1中概括了在以下例子中使用的沉积率。
表1
例子2:
借助HF溅射(500W、50sccm Ar、5sccm O2),在玻璃板上沉积100nm厚的铟锡氧化物(ITO)层作为阳极。接着借助i线光刻和湿刻蚀来结构化ITO层。为了沉积其他功能层将衬底引入上面描述的容器中。
为了构建空穴注入层,基质材料的NPB源和F4TCNQ源作为P掺杂剂被调整到根据表1的沉积率。在调整期间保持衬底光阑闭合。通过打开衬底光阑,在ITO层上在340秒内沉积由NTB构成的掺杂有8%的F4TCNQ的40nm厚的空穴注入层。为了沉积空穴传输层,关断F4TCNQ源,并且接着在空穴注入层上沉积20nm厚的、未掺杂的NTB层。接着使NTB源冷却,并且在衬底光阑闭合时调节CBP-(基质)BCzVBi-(发蓝色荧光的发射器)源。通过打开衬底光阑,在95秒之内将掺杂有5%的BCzVBi的10nm厚的CBP层沉积为带有第一发荧光的发射器的第一层。所有其他层的沉积类似地以相应的在表1中说明的沉积率进行。10nm厚的、未掺杂的CBP层作为阻挡层沉积到带有发荧光的发射器的第一层上。发绿色磷光的层被形成为8nm厚的、掺杂有5%的Ir(ppy)3的CBP层。接着沉积6nm的CBP作为阻挡层。带有第二发荧光的发射器的第三层由10nm的掺杂有5%的BCzVBi的CBP形成。20nm厚的BCP层形成电子传输层。中间层接着以由8nm厚的金层构成的电荷生成层的形式来形成。在此,金层选择性地从发射辐射的装置引导出并且与外部电源相连。作为空穴注入层或空穴传输层施加具有8%的F4TCNQ的20nm的NPB,随后施加20nm的天然NPB。随后是10nm厚的掺杂有5%的BCzVBi的CBP层作为其他的发射辐射的层。作为阻挡层设置10nm厚的CBP层。带有第二发磷光的发射器的第二层通过8nm厚的、掺杂有4%的PQIr作为红色发射器的CMP层来形成。跟随6nm的CBP阻挡层的是10nm厚的具有5%的BCzVBi的CBP层作为第三发射辐射的层。于是沉积20nm厚的BCP层作为电子传输层。n掺杂有20%的CsCO3的30nm BCP用作电子注入层。在形成150nm厚的铝层作为反射电极之前,随后的是0.6nm厚的LiF层。
以下的表2概括了例子2中所说明的层。
表2
例子3
发射辐射的装置类似于例子1地来实施,除了调换沉积发红色磷光的和发绿色磷光的发射器的顺序之外。
例子4
发射辐射的装置类似于例子2地来实施,除了发蓝色磷光的发射器在层序列DPAVB的各第一层中之外。
例子5
发射辐射的装置类似于例子3地来实施,除了不是使用DPAB而使用发射较深蓝色光的BDAVBi之外。
例子6
发射辐射的装置类似于例子1地来实施,除了代替金层而使用由掺杂有Li的BPhen和掺杂有F4TCNQ的NBP构成的两个层作为电荷生成层之外。
例子7
发射辐射的装置如在例子5中那样来实施,除了BPhen掺杂有铯之外。
例子8
发射辐射的装置如在例子5中那样来实施,除了电荷生成层由用掺杂有20%的CsCO3的BCP构成的层和用掺杂有45%的MoO3的NBP构成的层来形成之外。
例子9
发射辐射的装置如在例子1中那样来实施,除了第一发磷光的发射器和第二发磷光的发射器分别被构建为具有双-(8-羧基喹啉(Hydroxichinolinato))-锌作为发射器材料的橙色的/黄色的发射器之外。
例子10
发射辐射的装置如在例子1中那样来实施,除了不是使用CBP而是使用CPF作为层中的基质材料之外。
例子11
发射辐射的装置如在例子1中那样来实施,除了在电子注入侧不是使用BCP而是使用TAZ和/或TPBi作为基质材料并且在空穴注入侧使用TCTA和/或NPB之外。
例子12
为了调整所期望的色度坐标和发射辐射的装置的效率,所有在例子1中讨论的并且在表2中说明的层厚和掺杂材料浓度经受所谓的“试验设计(Design-off-Experiment)”过程,并且为了使所获得的结果最优化而相应地变化。
本发明的实施例可以任意进一步改变。此外要考虑的是,本发明并不限于这些例子,而是允许在此未提及的其他改进方案。
Claims (4)
1.一种用于发射电磁辐射的发射辐射的装置,所述电磁辐射包括第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围的至少三个不同的部分辐射的混合,使得在工作时发射冷白光,该发射辐射的装置具有:
-衬底(1);
-第一电极(2)和第二电极(6);
-设置在第一电极和第二电极之间的至少一个第一层序列(3),其包括:
·至少一个第一层(31)和至少一个第三层(33),其分别带有发射蓝色波长范围中的辐射的发荧光的发射器,
·至少一个第二层(32),其带有发射红色波长范围中的辐射的第一发磷光的发射器,
·其中所述第二层(32)设置在所述第一层(31)和所述第三层(33)之间,
-设置在第一电极和第二电极之间的至少一个第二层序列(5),其包括:
·至少一个第一层(51)和至少一个第三层,其分别带有发射蓝色波长范围中的辐射的发荧光的发射器,
·至少一个第二层(52),其带有发射绿色波长范围中的辐射的第二发磷光的发射器,
-至少一个中间层(4),其没有发射器材料并且设置在所述第一层序列和所述第二层序列之间,使得所述中间层不含在发射辐射的装置工作期间施加电压的情况下发射可见范围的电磁辐射的材料,以及
-多个阻挡层(7,70),所述阻挡层阻挡单线态激子,其中所述阻挡层(7,70)分别设置在所述第一层序列(3)而且所述第二层序列(5)中的第一层与第二层之间以及第二层与第三层之间。
2.根据权利要求1所述的发射辐射的装置,其中中间层(4)不仅是传导空穴的而且是传导电子的。
3.根据权利要求2所述的发射辐射的装置,其中中间层(4)包含传导空穴和传导电子的有机层和/或金属层和/或金属氧化物层。
4.根据权利要求1至3之一所述的发射辐射的装置,其中所述第一层序列(3)的第一层(31)和所述第二层序列(5)的第一层(51)相同。
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