專利名稱：：從組合的單體和聚合體發(fā)射白光的有機(jī)光發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高效有機(jī)光發(fā)射裝置(OLED)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及發(fā)射白光的OLED,或稱WOLED。本發(fā)明的裝置在單個(gè)發(fā)射區(qū)中采用兩個(gè)發(fā)射體，以充分覆蓋可見(jiàn)光光鐠。白光發(fā)射是通過(guò)在發(fā)射中心之一形成的聚合體，從單個(gè)發(fā)射區(qū)中的兩個(gè)發(fā)射體獲得的。
背景技術(shù)：
：有機(jī)光發(fā)射裝置(OLED)，它使用受電流激發(fā)時(shí)發(fā)光的薄膜材料，有望日益成為平面顯示技術(shù)的大眾化的形式。這是因?yàn)镺LED具有廣泛應(yīng)用前景的各種形式，包括蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助手(PDA)、計(jì)算機(jī)顯示器、在運(yùn)輸工具中的信息顯示器、電視監(jiān)視器、和一般的照明光源。由于它們明亮的彩色、寬的視角、與全運(yùn)動(dòng)視頻的兼容性、寬的溫度范圍、薄及可形變的形狀因素、低功率要求、和潛在的低成本制作工藝，OLED被看成未來(lái)取代陰極射線管(CRT)及液晶顯示器(LCD)的產(chǎn)品，陰極射線管及液晶顯示器目前以年增長(zhǎng)$400億統(tǒng)領(lǐng)電子顯示器市場(chǎng)。電致磷光OLED由于它們高的發(fā)光效率，被看成有希望在某些應(yīng)用方面，取代白熾燈，甚或熒光燈?；谑褂糜袡C(jī)光電子材料層的結(jié)構(gòu)的裝置，一般依賴于導(dǎo)致光發(fā)射的共同機(jī)制。通常，該機(jī)制根據(jù)被捕獲電荷的輻射再結(jié)合。具體說(shuō)，OLED在陽(yáng)極和陰極之間至少包括兩層薄有機(jī)層。這些層之一的材料，專門根據(jù)材料輸運(yùn)空穴的能力選擇，是"空穴輸運(yùn)層，，(HTL)，另一層的材料則專門按照輸運(yùn)電子的能力選擇，是"電子輸運(yùn)層"(ETL)。借助這樣的結(jié)構(gòu)，該裝置當(dāng)加在陽(yáng)極的電勢(shì)高于加在陰極的電勢(shì)時(shí)，可以看作具有前向偏置的二極管。在這些偏置條件下，陽(yáng)極把空穴(正電荷載流子)注入HTL，同時(shí)陰極把電子注入ETL。因而與陽(yáng)極相鄰的發(fā)光介質(zhì)部分，形成空穴注入和輸運(yùn)區(qū)，同時(shí)，與陰極相鄰的發(fā)光介質(zhì)部分，形成電子注入和輸運(yùn)區(qū)。注入的空穴和電子各向帶相反電荷的電極遷移。當(dāng)電子與空穴聚集在同一分子上時(shí)，形成Frenkel激子。這些激子在有最低HOMO-LUMO禁帶寬度的材料中被捕獲。短壽命的激子的重新結(jié)合，可看作在某些條件下，隨著弛豫的出現(xiàn)，優(yōu)先通過(guò)光發(fā)射機(jī)理，電子從最低的空分子軌道(LUMO)落到最高的有分子軌道(HOMO)?？捎米鱋LED的ETL或HTL的材料，也可用作產(chǎn)生激子形成和電致發(fā)光發(fā)射的介質(zhì)。這種OLED被稱為具有"單異質(zhì)結(jié)構(gòu)"(SH)。另外，電致發(fā)光材料也可以存在于HTL和ETL之間的分開(kāi)的發(fā)射層中，被稱為"雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，，(DH)。在單異質(zhì)結(jié)構(gòu)的OLED中，或者是空穴從HTL注入ETL,在ETL中與電子結(jié)合，形成激子，或者是電子從ETL注入HTL，在HTL中與空穴結(jié)合，形成激子。因?yàn)榧ぷ釉谟凶畹徒麕挾鹊牟牧现斜徊东@，而通常使用的ETL材料，一般比通常使用的HTL材料有更小禁帶寬度，所以單異質(zhì)結(jié)構(gòu)裝置的發(fā)射層，通常是ETL。在這樣的OLED中，用作ETL和HTL的材料，應(yīng)當(dāng)選擇空穴能有效地從HTL注入ETL的材料。還有，相信最好的OLED，在HTL與ETL材料的HOMO能級(jí)之間，應(yīng)有良好的能級(jí)對(duì)準(zhǔn)。在雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的OLED中，空穴從HTL及電子從ETL注入分開(kāi)的發(fā)射層，在發(fā)射層，空穴和電子結(jié)合，形成激子。從OLED的光發(fā)射，通常都通過(guò)熒光，但是，近來(lái)發(fā)現(xiàn)OLED通過(guò)磷光發(fā)射。在本文中，"磷光，，指從有機(jī)分子的三重激發(fā)態(tài)的發(fā)射，而"熒光，，指從有機(jī)分子的單重激發(fā)態(tài)的發(fā)射。發(fā)光則指熒光發(fā)射或磷光發(fā)射。磷光的成功利用，很有希望用于有機(jī)電致發(fā)光裝置。例如，磷光的優(yōu)點(diǎn)在于，空穴和電子的重新結(jié)合形成的潛在的所有激子，不論是作為單重或三重激發(fā)態(tài)，都可能參與發(fā)光。這是因?yàn)橛袡C(jī)分子最低的單重激發(fā)態(tài)，通常比最低的三重激發(fā)態(tài)有略高的能量。例如，在典型的磷光有機(jī)金屬化合物中，最低的單重激發(fā)態(tài)可以迅速衰變到最低的三重激發(fā)態(tài)，由此產(chǎn)生磷光。相反，在熒光裝置中，只有小百分比(約25%)激子能夠產(chǎn)生從單重激發(fā)態(tài)獲得的熒光發(fā)光。在熒光裝置中，最低三重激發(fā)態(tài)中產(chǎn)生的其余的激子，通常不能轉(zhuǎn)換為更高能量的由此產(chǎn)生熒光的單重激發(fā)態(tài)。因此，這部分能量成為加熱裝置的衰變過(guò)程的損耗，而不是發(fā)射可見(jiàn)光。通常，有機(jī)分子的磷光發(fā)射不如熒光發(fā)射普遍。但是，在適當(dāng)?shù)囊唤M條件下，能夠觀察到來(lái)自有機(jī)分子的磷光。有機(jī)分子與鑭系元素配價(jià)時(shí)，常常從定域在鑭系金屬上的激發(fā)態(tài)發(fā)射。這種輻射發(fā)射不是來(lái)自三重激發(fā)態(tài)。此外，沒(méi)有證據(jù)表明，這種發(fā)射產(chǎn)生的效率，高得足以在預(yù)見(jiàn)的OLED應(yīng)用有實(shí)際價(jià)值。銪二酮鹽絡(luò)合物，是這些類型物質(zhì)的一組。有機(jī)磷光，可以在包含未共享電子對(duì)的雜原子的分子中觀察到，但通常只在極低溫度下觀察到。二苯酮[Benzophenone]和聯(lián)吡啶[2，2'-bipyridinel是這種分子。在室溫下，通過(guò)把有機(jī)分子，最好是通過(guò)成鍵，限定在高原子量的原子緊鄰，能夠使磷光增強(qiáng)，超過(guò)熒光。這一現(xiàn)象，被稱為重原子效應(yīng)，是由于熟知的自旋軌道耦合機(jī)制產(chǎn)生的。一種有關(guān)的磷光躍遷，是金屬到配位電荷轉(zhuǎn)移(MLCT)，它是在例如三(2-苯基吡咬)銥(III)[tris(2-phenylpyridine)iridium(in)中觀察到的。高效率的藍(lán)、綠、和紅的電致磷光的實(shí)現(xiàn)，是對(duì)低功耗全色顯示應(yīng)用的要求。近來(lái)，已經(jīng)展示了高效率的綠和紅的有機(jī)電致磷光裝置，它充分使用單重態(tài)和三重態(tài)激子兩種激子，得到的內(nèi)量子效率(T!int)接近100%。1:Baldo,M.A.,O'Brien,D.F.，You,Y.,Shoustikov，A.，Silbey，S.,Thompson,M.E"andForrest,S.R.,7V^"re(London),395，151-154(1998);Baldo,M.A.，Lamansky，S.，Burrows,P.E.，Thompson,M.E.，andForrest,S.R.，尸一.丄e汰，75，4-6(1999);Adachi，C.，Baldo，M.A.，andForrest,S.R.，J//;/.丄e汰，77，904-卯6(2000);Adachi，C.，Lamansky,S.，Baldo,M.A.，Kwong，R.C.，Thompson,M.E,，andForrest,S.R.，/Vy;s.丄e汰，78，1622-1624(2001);和Adachi，C.，Baido,M.A.，Thompson,M.E.，andForrest,S.R.，5〃.爿附.尸/y^.Soc.，46，863(2001)。4吏用綠色磷光材料，/"c三(2-苯基吡啶)銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(ppy)3)[/"ctris(2-phenylpyridine)iridium(Ir(ppr)3)，具體說(shuō)，使用寬禁帶寬度的主體材料，3-苯基-4-(l'-萘基)-5-苯基-l，2，4-三唑(簡(jiǎn)稱TAZ)[3-phenyl-4-(l'陽(yáng)naphthyl)-5-phenyl-l，2，4畫(huà)triazole(TAZ)，可以實(shí)現(xiàn)(17.6±0.5)%的外量子效率(Tie")，相當(dāng)于>80%的內(nèi)量子效率，Adachi，C"Baldo,M.A"Thompson,M.E.，andForrest,S.R.，5w〃.爿附.i%s,紋，46，863(2001)。最近，展示了高效率(11^=7.0±0.5)%的紅色電致磷光，它采用聯(lián)(2-(2'-苯并[4，5-a噻吩基)吡啶化物-N，C3)銥(乙酰丙酮化物)(簡(jiǎn)稱Btp2Ir(acac))[(2-(2'-benzo[4，5-athienyl)pyridinato-N，C3)iridium(acetylacetonate)[Btp2Ir(acac)。1:Adachi，C.，Lamansky,S.，Baldo,M.A.，Kwong，R.C.，Thompson,M.E.，andForrest,S.R.，J//;/.iVi;;s.丄e汰，78，1622-1624(2001)。在每一種后面的情形中，借助從主體的單重態(tài)和三重態(tài)，到磷光物質(zhì)三重態(tài)的能量傳遞，或通過(guò)直接捕獲磷光材料上的電荷，能夠荻得高的效率，從而收獲高達(dá)100%的激發(fā)態(tài)。與在小分子或聚合物有機(jī)光發(fā)射裝置(OLED)中使用熒光的期望相比，這是顯著的改進(jìn)。1:Baldo,M.A.，O'Brien,D,F.，Thompson,M.E.,andForrest,S.R.，Phys.Rev.，B60,14422-14428(1999);Friend,R.H.，Gymer，R.W.，Holmes,A,B.，Buuoughes,J.H.，Marks,R,N.，Taliani，C.，Bradley,D.D.C.，DosSantos,D.A.，Bredas，J.L.，Logdlund，M.，Salaneck，W.R.，;V"^re(London)，397，121-128(1999);和Cao，Y，Parker,I.D.，Yu，G.，Zhang，C.，andHeeger,A.J.，胸一London),397，414-417(1999)。在兩種情形之一中，這些傳遞必然引起共振的、放熱過(guò)程。隨著磚光材料三重態(tài)能量的增加，很難找到有適當(dāng)高能量的三重態(tài)主體。i:Baldo,M.A.，和Forrest,S.R.，Phys.Rev.B62，10958-10966(2000)。對(duì)主體要求非常大的激子能量也指出，主體材料可能沒(méi)有合適能級(jí)與OLED結(jié)構(gòu)中j吏用的其他材料對(duì)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致效率的進(jìn)一步降1'氐。為消除主體導(dǎo)電性質(zhì)與能量傳遞性質(zhì)之間的竟?fàn)帲岣咚{(lán)色電致磷光效率的方法，可能涉及從接近主體共振激發(fā)態(tài)到磷光材料更高的三重態(tài)能量的吸熱能量傳遞。Baldo，M.A.，和Forrest,S.R.，Phys.Rev.B62，10958-10966(2000);Ford，W.E.，Rodgers，M.A.J.，J.Phys.Chem.，96.2917-2920(1992);和Harriman，A.;Hissler，M.;Khatyr，A.;Ziessel，R.C7^附.O附附w".，735-736(1999)。只要傳遞中要求的能量不顯著高于熱能，這一過(guò)程可以是非常高效率的。白光照明光源的質(zhì)量，可用一組簡(jiǎn)單的參數(shù)說(shuō)明。光源的彩色由它的CIE色坐標(biāo)x和y給出。CIE坐標(biāo)通常在兩維的圖上表示。單色性彩色，落在馬蹄形曲線的周邊，馬蹄形曲線從左下角的藍(lán)色開(kāi)始，通過(guò)光謙的彩色，沿順時(shí)針?lè)较蜃叩接蚁陆堑募t色。給定能量和光譜形狀的光源的CIE坐標(biāo)，將落在曲線區(qū)域之內(nèi)。所有波長(zhǎng)的光均勻地加起來(lái)，給出白色或非彩色點(diǎn)，位于圖的中心(CIEx，y坐標(biāo)是0.33，0.33)。從兩個(gè)或多個(gè)光源混合的光，給出的光的彩色，由各獨(dú)立光源CIE坐標(biāo)的強(qiáng)度加權(quán)平均表示。因此，可以用兩個(gè)或多個(gè)光源的混合光，產(chǎn)生白光。雖然該兩組分和三組分的白光光源，對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)似乎相同(CIE坐標(biāo)0.32，0.32)，但它們不是等效的照明光源。當(dāng)考慮用這些白光光源照明時(shí)，除光源的CIE坐標(biāo)外，還必須考慮CIE的彩色再現(xiàn)指數(shù)(CRI)。CRI給出光源施予它照明的物體的彩色有多好的指示。給定光源與標(biāo)準(zhǔn)照明完美的匹配，給出的CRI為IOO。雖然至少70的CRI值，對(duì)某些應(yīng)用是可以接受的，但優(yōu)秀的白光光源，應(yīng)有約80的CRI或更高。前述用于產(chǎn)生白光的OLED的最成功辦法，涉及把三個(gè)不同的發(fā)射體(發(fā)光摻雜物)分成分離的層。需要三個(gè)發(fā)射中心來(lái)獲得良好的彩色再現(xiàn)指數(shù)(CRI)值，因?yàn)橛蒙儆谌齻€(gè)發(fā)射體，語(yǔ)線通常不夠?qū)?，不足以覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光光鐠。設(shè)計(jì)WOLED的一種辦法，涉及把各種摻雜物分門別類放進(jìn)分離的層中。于是在這樣的裝置中，發(fā)射區(qū)包含不同的發(fā)射層。Kido，J.W."A5Wewce，267，1332-1334(1995)。這樣的裝置的設(shè)計(jì)，可能很復(fù)雜，因?yàn)橐@得良好的色平衡，每一層的厚度和成分的精心控制，都是關(guān)鍵的。把發(fā)射體分成各層，基本上避免能量在紅色、綠色、和藍(lán)色發(fā)射體之間的傳遞。問(wèn)題在于，最高的能量發(fā)射體(藍(lán)色)有效地把它的激子傳遞到綠色和紅色發(fā)射體。這一能量傳遞過(guò)程的效率，由Forster能量傳遞方程式描述。如果藍(lán)色發(fā)射體與綠色或紅色發(fā)射體的吸收i普有良好的光鐠重疊，且振子強(qiáng)度對(duì)所有的躍遷是高的，那么能量傳遞過(guò)程將是有效的。這些能量的傳遞，能夠在30A或更大的距離上發(fā)生。同樣，綠色發(fā)射體會(huì)快速地把它的激子傳遞給紅色發(fā)射體。最后的結(jié)果是，如果三者按相等的濃度摻雜進(jìn)薄膜中，則紅色發(fā)射體將支配光譜成分。用熒光染料，激子遷移的長(zhǎng)度比較短，且能夠通過(guò)改變摻雜物之比，控制該三種發(fā)射體顏色之間的平衡(藍(lán)色必須比綠色多，綠色又比紅色多，以便使所有三種顏色達(dá)到相等的強(qiáng)度)。如果摻雜物保持低的濃度，則能使摻雜物之間的平均距離保持在Forster能量傳遞距離以下，從而使能量傳遞效應(yīng)最小。把所有三種染料放在單一層內(nèi)，涉及四成分的薄膜，每種摻雜物<1%。這樣的薄膜的制備，難以可靠地實(shí)施。摻雜物比值的任何變化，都將嚴(yán)重影響裝置的彩色質(zhì)量。用磷光發(fā)射體，情況有些不同。雖然磷光摻雜物的Forster半徑，比熒光摻雜物低，但激子擴(kuò)散長(zhǎng)度可以>1000A。為了使電致磷光裝置獲得高的效率，磷光材料一般必須以比熒光摻雜物高得多的濃度存在(通常>6%)。最終的結(jié)果是，在單一層中把磷光材料混合在一起，導(dǎo)致嚴(yán)重的能量傳遞問(wèn)題，正如對(duì)熒光發(fā)射體觀察到的一樣。已經(jīng)成功地使用的辦法，是把磷光材料分門別類放進(jìn)分開(kāi)的層中，消除能量的傳遞問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容—本發(fā)明針對(duì)高效的有機(jī)光發(fā)射裝置(OLED)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明針對(duì)發(fā)射白光的OLED，或叫WOLED。本發(fā)明的裝置，在單個(gè)發(fā)射區(qū)中采用兩層發(fā)光發(fā)射體，或叫發(fā)光體(lumophore)，以充分覆蓋可見(jiàn)光光鐠。該發(fā)光體可以通過(guò)萸光發(fā)射(從單重激發(fā)態(tài))，或通過(guò)磷光發(fā)射(從三重激發(fā)態(tài))。白光發(fā)射是通過(guò)發(fā)光體之一形成的聚合體，從單個(gè)發(fā)射區(qū)中的兩個(gè)發(fā)光發(fā)射體獲得的。該兩個(gè)發(fā)射中心(聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體)被摻雜成單一的發(fā)射層。這樣能使呈現(xiàn)高彩色再現(xiàn)指數(shù)的WOLED結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高亮度、和高效。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的，是提供發(fā)射白光的OLED，它呈現(xiàn)高的外發(fā)射效率(next)和亮度。本發(fā)明的另一個(gè)目的，是產(chǎn)生發(fā)射白光的OLED，它呈現(xiàn)高的彩色再現(xiàn)指數(shù)。本發(fā)明還有一個(gè)目的，是產(chǎn)生發(fā)射白光的有機(jī)光發(fā)射裝置，它產(chǎn)生的白光發(fā)射的CIEx，y色坐標(biāo)接近(0.33,0.33)。本發(fā)明還有一個(gè)目的，是提供可在漫射照明應(yīng)用中使用的大面積、高效光源，例如目前到處可見(jiàn)的常規(guī)熒光燈。例如，本發(fā)明的一個(gè)目的，是產(chǎn)生發(fā)射白光的OLED，它包括發(fā)射區(qū)，其中該發(fā)射區(qū)包括聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體，其中從聚合體發(fā)射體的發(fā)射，在能量上低于從單體發(fā)射體的發(fā)射，且其中聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體的發(fā)射光譜，充分覆蓋可見(jiàn)光光譜，給出白光的發(fā)射。為說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中舉出有代表性的實(shí)施例，但應(yīng)指出，本發(fā)明不受畫(huà)出的精確排列和手段的限制。圖1畫(huà)出TAZ中FPt(激態(tài)復(fù)合物)的電致發(fā)光光譜，和CBP中FIrpic(只畫(huà)出摻雜物)的電致發(fā)光光鐠，以及兩種光語(yǔ)的和。合成的光鐠不是單個(gè)裝置的，而是在計(jì)算上把兩個(gè)裝置的輸出組合一起，說(shuō)明使用單體和激態(tài)復(fù)合物發(fā)射體，獲得真正白光發(fā)射的潛在可能性。圖2畫(huà)出以<1%和>6%FPt摻雜的CBP薄膜的光致發(fā)光光i昝。在1%裝填時(shí)，光鐠由單體發(fā)射支配。在6%裝填時(shí)，單體信號(hào)仍然存在，但主要成分相對(duì)地發(fā)黃，是準(zhǔn)分子的發(fā)射。圖3對(duì)ITO/PEDOT(400)/NPD(300)/CBP:Firpic6。/。(300)/Firpic(500)/LiF(5)/Al(1000)裝置，畫(huà)出在若干不同電流電平下的EL光語(yǔ)。對(duì)每一光i普，在圖例中給出CIE坐標(biāo)。在所有電流密度上，裝置呈現(xiàn)白色，CRI值高達(dá)70。圖4對(duì)ITO/PEDOT(400)/NPD(300)/CBP:Firpic60/0(300)/Firpic(500)/LiF(5)/Al(1000)裝置，畫(huà)出量子效率(空心圓)和功率效率(空心方框)曲線。電流密度電壓曲線畫(huà)在插入的圖中。該裝置表明準(zhǔn)分子的發(fā)射能夠在單個(gè)OLED中與單體的發(fā)射耦合，獲得白光的發(fā)射。圖5畫(huà)出薄膜1-4的光致發(fā)光發(fā)射(實(shí)線)和激發(fā)光譜(空心圓)。各薄膜厚1000A,在石英襯底上生長(zhǎng)。薄膜1表明CBPPL光譜在X-390nm有峰，而對(duì)應(yīng)的PLE則在人=220-和370nm之間。CBP的PLE在nm有肩，且主峰在人=350nm。該CBPPLE峰對(duì)應(yīng)于在人-300-和350nm上的吸收峰(箭頭，圖6的插圖)。這兩個(gè)CBP特征出現(xiàn)在所有把CBP用作主體的薄膜的PLE光譜中；因此，這是所有薄膜的主要吸收物質(zhì)，且能量必須有效地從CBP傳遞到FPt(acac)和Fir(pic)兩者，以便發(fā)生從這些分子的發(fā)射。圖6畫(huà)出裝置ITO/PEDOT國(guó)PSS/NPD(30nm)/CBP:Firpic6。/。:FPt6%(30nm)/BCP(50nm)/LiF(5)在若干電流密度下的歸一化電致發(fā)光光語(yǔ)，為了看得清楚，光鐠在豎直方向錯(cuò)開(kāi)。左上角的插圖，表明石英上1000A厚CBP薄膜的吸收對(duì)波長(zhǎng)曲線。下方插圖畫(huà)出裝置的結(jié)構(gòu)。圖7對(duì)裝置ITO/PEDOT畫(huà)PSS/NPD(30nm)/CBP:Firpic6%:FPt6%(30nm)/BCP(50nm)/LiF，畫(huà)出外量子效率和功率效率對(duì)電流密度的曲線。發(fā)射層由CBP中摻雜6wt。/o的Fir(pic)和6wt°/。的FPt(acac)組成。左側(cè)的插圖表明該裝置的電流密度對(duì)電壓特性。右側(cè)的插圖畫(huà)出能級(jí)圖，以實(shí)線表示CBP的能級(jí)，CBP中摻雜Fir(pic)和FPt(acac)(虛線)。圖中HOMO表示最高有分子軌道的位置，而LUMO表示最低空分子軌道的位置。圖8畫(huà)出以變化濃度FPt摻雜的CBP薄膜的光致發(fā)光光i普。圖9畫(huà)出以變化濃度FPt2摻雜的CBP薄膜的光致發(fā)光光語(yǔ)。圖10畫(huà)出以變化濃度FPt3摻雜的CBP薄膜的光致發(fā)光光鐠。圖11畫(huà)出以變化濃度FPt4摻雜的CBP薄膜的光致發(fā)光光譜。圖12對(duì)以各種FPt3濃度摻雜的OLED:ITO/NPD(400A)/Ir(ppz)3(200A)/CBP畫(huà)Fpt3(300A)/BCP(150A)/Alq3(200A)/Mg-Ag，畫(huà)出其電流密度對(duì)電壓的曲線。圖13畫(huà)出圖12各種FPt3濃度摻雜的OLED的電致發(fā)光光譜。圖14畫(huà)出圖12各種FPt3濃度摻雜的OLED的CIE坐標(biāo)。圖15畫(huà)出圖12各種FPt3濃度摻雜的OLED的亮度對(duì)電壓曲線。圖16畫(huà)出圖12各種FPt3濃度摻雜的OLED的量子效率對(duì)電流密度曲線。圖17對(duì)圖12各種FPt3濃度摻雜的OLED,畫(huà)出作為電流密度函數(shù)的功率效率和亮度。圖18畫(huà)出如下化合物的結(jié)構(gòu)鉑(II)(2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶化物-N,C2)(2，4-戊二醇化物)(簡(jiǎn)稱FPt，F(xiàn)Pt(acac))[platinum(II)(2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N，C2)(2，4-pentanedionato)(FPt，F(xiàn)Pt(acac))；鉑(11)(2誦(4'，6'-二氟苯基)吡咬化物-N，C2)(2，2，6，6-四甲基-3,5-庚二醇化物)(簡(jiǎn)稱FPt2)[platinum(II)(2-(4'，6'-difluorophenyl)pyridinato-N，C2)(2，2，6，6-tetramethyl-3，5-heptanedionato)(FPt2)j;鉑(II)(2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶化物-N，C2)(6-甲基-2,4-庚二醇化物)(簡(jiǎn)稱FPt3)[platinum(II)(2-(4'，6'-difluorophenyl)pyridinato-N，C2)(6-methyl-2，4-heptanedionato)(FPt3)j;鉑(II)(2-(4',6'-二氟苯基)吡啶化物-N，c2)(3國(guó)乙基-2，4-庚二醇化物)(簡(jiǎn)稱FPt4)[platinum(II)(2-(4'，6'-difluorophenyl)pyridinato-N，C2)(3-ethyl-2，4-pentanedionato)(FPt4)j;銥-雙(4，6，^2-苯基-吡啶化物-1\，(:2)-甲基吡啶化物(簡(jiǎn)稱FIrpic)\'-雙(3-曱基苯基)-民1^'-聯(lián)苯-[1，1''-聯(lián)苯4，4''-聯(lián)氨(簡(jiǎn)稱TPD)、4，4'-雙[N-(2-萘基)-N-苯基-氨基聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱P-NPD)、4，4'-雙[N，N'-(3-甲苯基)氨基-3，3'-二甲基聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱M14)、4,4'，4〃-三(30曱基苯基苯基氨基)三苯胺(簡(jiǎn)稱MTDATA)、4，4'-雙[N，N'-(3-甲苯基)氨基-3，3'-二甲基聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱HMTPD)、3，3'-二甲苯-7V4，7V4，iV4'，7V4'-四-對(duì)-甲苯基-聯(lián)苯-4，4'-聯(lián)氡(簡(jiǎn)稱R854)、N，N'，N〃-l，3，5-三咔唑基苯(簡(jiǎn)稱tCP)、和4，4'-N，N'-聯(lián)吵唑-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱CBP)。另外適合空穴輸運(yùn)的材料，本領(lǐng)域是熟知的，適合用作空穴輸運(yùn)層的材料例子，可以在如下專利申請(qǐng)中找到:U.S.PatentNo.5，707，745，本文收入該申請(qǐng)，供參考。除上面討論的小分子外，基體可以包括聚合物或聚合物的摻合物。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射材料是作為自由分子添加的，即沒(méi)有與聚合物鍵合，而是在聚合物"溶劑"中分解。推薦用作基體材料的一種聚合物是，聚(9-乙烯咔唑)(簡(jiǎn)稱PVK)[poly(9-vinylcalbazole)(PVK)I。在另外的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射體是聚合物重復(fù)單元的一部分，例如是Dow的聚芴材料。熒光發(fā)射體和磷光發(fā)射體兩者都可以附著在聚合物鏈上，并可用來(lái)制作OLED。包括聚合物基體的裝置中的層，通常是用旋轉(zhuǎn)涂布淀積的。推薦用于發(fā)射層的主體基體材料，包括咔唑聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱CBP)及其衍生物、N，N'-聯(lián)咔唑苯及其衍生物、N，N'，N〃-l，3，5-三咔唑基苯及其衍生物。衍生物包括上述化合物被下面的一種或多種基團(tuán)取代烷基、鏈烯基、炔基、芳基、CN、CF3、C02aikyl、C(O)alkyl、N(alkyl)2、N02、O-alkyl、和卣。特別推薦的用于發(fā)射層的主體基體材料，包括4，4'-N，N'-聯(lián)呻唑-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱CBP)、N，N'-w""-聯(lián)咔唑基苯(簡(jiǎn)稱mCP)、和N，N'，N〃-l，3，5-三呼唑基苯(簡(jiǎn)稱tCP)。CBP有許多作為基體材料的重要性質(zhì)，如高的2.56eV(484nm)的三重態(tài)能級(jí)，和雙極性電荷輸運(yùn)性質(zhì)，這使它成為磷光摻雜物的優(yōu)良主體。良好的CBP薄膜結(jié)晶迅速。把小分子摻雜進(jìn)CBP中(如發(fā)射摻雜)，使薄膜穩(wěn)定在非晶態(tài)或玻璃態(tài)，能穩(wěn)定相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。另一方面，mCP即使在未摻雜時(shí)也形成穩(wěn)定的玻璃態(tài)。在裝置操作時(shí)發(fā)生結(jié)晶，可能導(dǎo)致裝置失效，所以是應(yīng)當(dāng)避免的。有了即使在未摻雜時(shí)也形成穩(wěn)定玻璃態(tài)的材料，是有利的，因?yàn)榻Y(jié)晶過(guò)程更不易發(fā)生。用來(lái)評(píng)價(jià)給定材料的玻璃態(tài)形成能力的一種尺度，是它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg。該溫度表征玻璃質(zhì)材料的熱穩(wěn)定性，因此對(duì)OLED材料，希望有高的Tg。在Tg上，通常發(fā)生顯著的熱膨脹，導(dǎo)致裝置失效。mCP的Tg值是65°C。雖然該值對(duì)裝置的制備是可接受的，但對(duì)制作有最長(zhǎng)可能壽命的裝置，最好有更高的Tg。通過(guò)向分子添加大的、堅(jiān)固的基團(tuán)，如苯基及聚苯基基團(tuán)和類似的芳基基團(tuán)，增加Tg是容易實(shí)現(xiàn)的。但是，該苯基添加物/取代物，應(yīng)當(dāng)按不降低三重態(tài)能量，或按主體材料不適合用作藍(lán)色或白光發(fā)射裝置的方式實(shí)施。例如，向咔唑單元本身(如化合物I的4'位置)添加苯基基團(tuán)，通常將降低三重態(tài)的能量，使mCP衍生物更不適合用于藍(lán)色或白光發(fā)射裝置。用苯基或聚苯基基團(tuán)在化合物I的2，4，5,或6位置取代，最可能不會(huì)導(dǎo)致三重態(tài)能量的顯著移動(dòng)。這些取代物一般將增加材料的Tg，使它們成為長(zhǎng)壽命的OLED的更好的材料。該種化合物的例子包括，但不限于及其衍生物。適合的電極(即陽(yáng)極和陰極)材料，包括導(dǎo)電材料，如金屬、金屬的合金、或?qū)щ姷难趸锶鏘TO，這些材料與電的接點(diǎn)連接。電接點(diǎn)的淀積，可以通過(guò)汽相淀積或其他適當(dāng)?shù)慕饘俚矸e:技術(shù)實(shí)施。這些電接點(diǎn)可以由，例如銦、鎂、鉑、金、銀或其組合，如Ti/Pt/Au、Cr/Au、或Mg/Ag等制成。當(dāng)?shù)矸e上電極層(即陽(yáng)極或陰極，通常是陽(yáng)極)，就是說(shuō)，在OLED離襯底最遠(yuǎn)的一側(cè)的電極時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免損壞有機(jī)層。例如，有機(jī)層不應(yīng)加熱到它們的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度之上。上電極最好從與襯底基本上垂直的方向淀積。用作陽(yáng)極的電極，最好用高逸出功(24.5eV)的金屬，或透明的導(dǎo)電氧化物，如銦錫氧化物(ITO)、鋅錫氧化物、等等。在各優(yōu)選實(shí)施例中，陰極最好是低逸出功的電子注入的材料，如金屬層。最好是，陰極材料的逸出功小于約4電子伏特。如果陰極層是不透明的，那么，金屬的陰極層可以由基本上較厚的金屬層構(gòu)成。如果要求陰極層是透明的，則可以用薄的低逸出功的金屬，結(jié)合透明的導(dǎo)電氧化物，如ITO。透明的陰極可以有厚度為50-400A的金屬層，最好約100A。也可以用如LiF/Al的透明陰極。對(duì)頂發(fā)射的裝置，可以用公開(kāi)在下面專利申請(qǐng)的透明陰極U.S.PatentNo.5，703，436，或待決專利申請(qǐng)U.S.SerialNos.08/964,863和09/054,707，本文收入這些申請(qǐng)，供參考。透明陰極的光透射特性，要能使OLED的光透射至少約50%。最好是，透明陰極的光透射特性，能使OLED至少有70%的光透射，更為可取的是至少約85%。本發(fā)明的裝置可以有附加的層，例如激子阻擋層(EBL)、空穴阻擋層(HBL)、或空穴注入層(HIL)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使用阻擋激子擴(kuò)散的激子阻擋層，從而改進(jìn)整個(gè)裝置的效率，激子阻擋層例如公開(kāi)在下面的專利申請(qǐng)中U.S.PatentNo.6,096,147，本文收入該申請(qǐng)全文，供參考。為防止激子的電子從發(fā)光層泄漏進(jìn)空穴輸運(yùn)層，特別是在有高能(藍(lán)色)磷光發(fā)射體的裝置中，可以在發(fā)光層與HTL之間包括電子/激子阻擋層。高能磷光摻雜物趨于具有高能的LUMO能級(jí)，接近輸運(yùn)材料和主體材料的能級(jí)。如果摻雜物的LUMO能級(jí)，接近HTL材料的LUMO能級(jí)，那么，電子可能泄漏進(jìn)HTL。同樣，如果摻雜物的發(fā)射能量接近HTL材料的吸收能量，可以發(fā)生激子泄漏進(jìn)HTL層。因此，在HTL與發(fā)光層之間引進(jìn)電子/激子阻擋層，可以改進(jìn)裝置的特性。有效的電子/激子阻擋層材料，要有防止激子泄漏進(jìn)HTL的寬的禁帶寬度、阻擋電子的高的LUMO能級(jí)、和高于HTL的HOMO能級(jí)。用于電子/激子阻擋層的優(yōu)選材料，是/"c-三(1-苯基吡啶化物-N，C2')銥(III)(簡(jiǎn)稱Irppz)。在本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中，空穴注入層在陽(yáng)極層與空穴輸運(yùn)層之間。作為本發(fā)明的空穴注入材料的材料特征，要能使陽(yáng)極表面成為平滑的或把陽(yáng)極表面浸潤(rùn)，以便提供足夠的空穴，從陽(yáng)極注入空穴注入材料。本發(fā)明的空穴注入材料，還有如下特征由它們的相對(duì)IP能量定義的HOMO能級(jí)，有助于與相鄰的在HIL層一側(cè)的陽(yáng)極層、及發(fā)射體摻雜的在HIL層另一側(cè)的電子輸運(yùn)層匹配。從每一種材料獲得的最高有分子軌道(HOMO)，與它的電離電勢(shì)(IP)對(duì)應(yīng)。最低的空分子軌道(LUMO),等于IP加上由吸收光譜確定的光學(xué)禁帶寬度。在整個(gè)組裝了的裝置中，能量的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)，可能與預(yù)測(cè)有某些差別，例如與從吸收光鐠預(yù)測(cè)的有差別。HIL材料，雖然依舊是空穴輸運(yùn)材料，但與常規(guī)的、通常用于OLED空穴輸運(yùn)層的空穴輸運(yùn)材料不同，其不同點(diǎn)，在于該種HIL材料的空穴遷移率，基本上小于常規(guī)空穴輸運(yùn)材料的空穴遷移率。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，m-MTDATA對(duì)促進(jìn)空穴從ITO注入包含例如a-NPD或TPD的HTL，是有效的。原因可能是，HIL有效地注入空穴是由于HILHOMO能級(jí)/ITO偏移能量的降低，或ITO表面的浸潤(rùn)。相信HIL材料m-MTDATA的空穴遷移率約3xl(T5cm2/Vsec，可分別與a-NPD和TPD的空穴遷移率約5x10—4cm2/Vsec和9x10—4cm2/Vsec比較。由此，m-MTDATA材料的空穴遷移率比通常用作HTL材料的a-NPD和TPD，小一個(gè)數(shù)量級(jí)還多。其他HIL材料包括酞青化合物，如銅酞青，還有其他材料，包括聚合物材料如，聚3，4-亞乙二氧基噻吩(簡(jiǎn)稱PEDOT),或聚(乙基-二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(簡(jiǎn)稱PEDOT:PSS)，這些材料對(duì)促進(jìn)空穴從陽(yáng)極注入HIL材料，繼而進(jìn)入HTL，是有效的。本發(fā)明的HIL厚度，必需足夠厚，有助于使陽(yáng)極層表面平滑或浸潤(rùn)。例如，對(duì)十分光滑的陽(yáng)極表面，HIL的厚度可以小到10nm。但是，因?yàn)殛?yáng)極表面大都非常粗糙，在某些情形下，可能要求HIL的厚度高達(dá)50腿。按照本發(fā)明的襯底，可以是不透明的或基本上透明的、堅(jiān)固的或柔性的、和/或塑料的、金屬的、或玻璃的。雖然本文對(duì)厚度范圍不加限制，但如果作為柔性塑料或金屬膜襯底，可以薄到10mm,如果作為堅(jiān)固的、透明的或不透明的襯底，或襯底由硅制成，則基本上要求更厚。本發(fā)明的OLED和OLED的結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要的作用可以任選地包含另外的材料或?qū)?，如保護(hù)層(在制作過(guò)程中保護(hù)某些材料)、絕緣層、沿某些方向引導(dǎo)光波的反射層、和覆蓋電極及有機(jī)層的防護(hù)罩，以免這些層受環(huán)境的影響。絕緣層和防護(hù)罩的說(shuō)明，例如包括在U.S.PatentNo.6,013,538中，本文引用該申請(qǐng)，供參考。雖然高的CRI值常常是希望的，但本發(fā)明的裝置，同樣用于產(chǎn)生提供其他顏色的光源。白熾燈泡實(shí)際略帶黃色，不是純白色。如本文所說(shuō)明的，通過(guò)改變單體發(fā)射體對(duì)聚合體發(fā)射體之比，可以調(diào)整得到的裝置的顏色，例如，仿效白熾燈泡發(fā)射的光。通過(guò)調(diào)整摻雜物的濃度、摻雜物的空間堆積、和用于發(fā)射層的主體材料，可以構(gòu)造提供不飽和(非單色)顏色發(fā)射的裝置。本文給出的層的類型、數(shù)量、厚度、和次序，可以有基本的變化，依賴于是否存在OLED層的相反序列，或是否使用還有的其他設(shè)計(jì)變化。本領(lǐng)域熟練人員應(yīng)當(dāng)能識(shí)別對(duì)本文說(shuō)明并列舉的本發(fā)明實(shí)施例的各種修改。這些修改應(yīng)被認(rèn)為包括在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。就是說(shuō)，雖然本發(fā)明已經(jīng)參照某些實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明，但本領(lǐng)域熟練人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明在權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍之內(nèi)，還有其他的實(shí)施例。舉例這里可購(gòu)買的溶劑和試劑，均購(gòu)自AldrichChemicalCompany。試劑是最高純度的，并在收到后立刻使用。配體2-(2，4-二氟苯基)吡啶(F2ppy)，是通過(guò)Suzuki耦合2，4-二氟苯基硼酸與2-溴吡啶(Aldrieh)制備的。Pt(II)p-二氯橋連二聚體[(F2ppy)2Pt(p-Cl)2Pt(F2ppy)2j，是通過(guò)Lewis法的修改方法制備的(Lohse，O.etal.爭(zhēng)/饑1999，7，45-48)。該二聚體用3當(dāng)量的螯合二酮配體與10當(dāng)量的Na2C03處理。2，6-二曱基-3，5-庚二酮和6-甲基畫(huà)2，4-庚二酮，購(gòu)自TCI。3-乙基-2，4-戊二酮購(gòu)自Aldrich。溶劑在降低壓力下除去，并把化合物用色i脊分析方法提純。產(chǎn)物從二氯甲烷/甲醇中重新結(jié)晶，然后升華。Irppz是通過(guò)把Ir(acac)3(3.0g)和1-苯基吡唑(3.1g)，在100ml甘油中溶解，并在惰性氣氛中回流12小時(shí)。冷卻后，產(chǎn)物通過(guò)過(guò)濾離析，并經(jīng)過(guò)去離子水、曱醇、醚、和己垸幾部分清洗，然后真空干燥。然后把粗產(chǎn)物在溫度梯度220-250。C中升華，得到灰黃的產(chǎn)物(回收率58%)。mCP是通過(guò)芳基卣和芳基胺的鈀催化交叉耦合制備的。(T.Yamamoto,M.Nishiyama，Y.Koie7W.丄C"1998，39，2367-2370)。例1電致磷光準(zhǔn)分子WOLED，是在預(yù)先鍍有銦錫氧化物(ITO)層的玻璃襯底上生長(zhǎng)的，銦錫氧化物層的薄膜電阻是20-W/sq。在有機(jī)層淀積之前，襯底在超聲溶刑浴中去油脂，然后在150mTorr下，以20W的氧等離子處理8分鐘。用來(lái)降低OLED泄漏電流和增加制作出產(chǎn)率的聚(乙基-二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS),被以4000rpm旋轉(zhuǎn)40s，旋轉(zhuǎn)涂布在ITO上，然后以120°C在真空中烘烤15分鐘，獲得約40mn的厚度?？昭ㄝ斶\(yùn)材料和主體材料，以及兩種摻雜物，按標(biāo)準(zhǔn)的處理過(guò)程制備(見(jiàn)Lamansky，S.etal.，/worg.C7^/w.40，1704-1711,2001)，再通過(guò)溫度梯度真空升華提純。隨后不必中斷真空，通過(guò)在基本壓力<8xl(T7Torr下的熱蒸發(fā)，淀積分子有機(jī)層。淀積開(kāi)始于30nm厚的4，4'-雙[N-(萘基)-N-苯基-氨基聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱a-NPD)空穴輸運(yùn)層(HTL)，后接30nm厚的發(fā)射區(qū)，發(fā)射區(qū)由發(fā)射藍(lán)色磷光的Fir(pic)和FPt(acac)構(gòu)成，兩者都按6wt。/。摻雜進(jìn)4，4'-N，N'-聯(lián)^唑-聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱CBP)的主體中。淀積的最后有機(jī)層，是30nm的浴銅靈(BCP)。該層用作空穴和激子阻擋層，還作為電子輸運(yùn)介質(zhì)。有機(jī)層淀積之后，樣品從蒸發(fā)室轉(zhuǎn)移進(jìn)含有S1ppm的H20和02的充N2手套箱。把有1mm直徑開(kāi)孔的掩模固定在樣品上之后，把樣品送進(jìn)第二真空室(<10-7Torr)，在第二真空室中，通過(guò)掩模淀積陰極金屬(包括5A的LiF和接著70nm的鋁)。樣品只在測(cè)試時(shí)暴露在空氣中。裝置結(jié)構(gòu)的橫截面示于圖6。通過(guò)考察裝置發(fā)射區(qū)使用的材料的光致發(fā)光(PL)光譜及激發(fā)(PLE)光i普，開(kāi)始WOLED的設(shè)計(jì)，是方便的。三個(gè)摻雜薄膜和一個(gè)不摻雜的"控制，，CBP薄膜，各為1000A厚，是通過(guò)熱蒸發(fā)在分開(kāi)的溶劑清潔石英襯底上生長(zhǎng)的。薄膜的PL和PLE光語(yǔ)，是用PhotonTechnologyInternationalQuantaMaster熒光系統(tǒng)測(cè)試的。圖5歹'J出薄膜的成分和與它們有關(guān)的PLCIE坐標(biāo)。圖5畫(huà)出薄膜1-4的PL(實(shí)線)和PLE(空心圓)光語(yǔ)。薄膜l表明，CBPPL鐠在i-390nm上有一峰，而相應(yīng)的PLE則在^=220和370nm之間。CBP的PLE在人=300nm上有肩，主峰在人=350nm上。該CBPPLE峰與入-300和350nm(箭頭，圖6的插圖)的吸收峰對(duì)應(yīng)。這兩個(gè)CBP特征出現(xiàn)在CBP用作主體的所有薄膜的PLE光讒中；因此，這是所有薄膜中的主要吸收光譜，為了發(fā)生從FPt(acac)和Fir(pic)分子的發(fā)射，能量必須有效地從CBP傳遞到FPt(acac)和Fir(pic)兩者。薄膜2的PL光鐠表明，頻帶只與CBP和FPt(acac)單體發(fā)射一致。CBP在人=390nm發(fā)射，而FPt(acac)單體的發(fā)射峰在、-470nm和nm(見(jiàn)圖5)。觀察到CBP中FPt(acac)的光鐠，與相同分子在稀釋溶液中的十分類似。在〈lwt。/。的情形，隨機(jī)分布的FPt(acac)分子，平均分開(kāi)30A，排除有效的準(zhǔn)分子的形成。在薄膜2中缺乏寬帶的長(zhǎng)波長(zhǎng)的峰指出，在CBP和FPt(acac)之間不形成激態(tài)復(fù)合物。就是說(shuō)，如果激態(tài)復(fù)合物在這些半分子間形成，則即使在最低的摻雜樣品中，也應(yīng)出現(xiàn)從FPt(acac)-CBP絡(luò)合產(chǎn)生的激態(tài)復(fù)合物發(fā)射。隨著FPt(acac)摻雜濃度增加至7wt%(薄膜3)，伴隨人=470nm和入=500nm上的特征單體發(fā)射，觀察到X=570nm的橘紅色的強(qiáng)準(zhǔn)分子發(fā)射。更高的摻雜濃度導(dǎo)致CBP熒光的完全淬滅。對(duì)薄膜3，在入=570隨上測(cè)量FPt(acac)發(fā)射的壽命是t=7.2ms，與入=470腿上的8.3ms比較，也與FPt(acac)絡(luò)合物上準(zhǔn)分子的形成一致。從1wt。/。到7wt。/。的FPt(acac)摻雜，導(dǎo)致與單體及準(zhǔn)分子同時(shí)從摻雜物發(fā)射一致的光譜。摻雜濃度在3wt%~4wt%時(shí)，單體和準(zhǔn)分子譜線是平衡的，導(dǎo)致白光發(fā)射。雖然該薄膜的成分，原則上可用于制作白光的OLED，但對(duì)有合理的效率并提供無(wú)CBP熒光的裝置而言，摻雜濃度太低。薄膜4由摻雜6wt。/。的FIr(pic)和6wt。/o的FPt(acac)的CBP構(gòu)成。這里要說(shuō)明的是，CBP發(fā)射沒(méi)有PL，但PLE光鐠依舊表明它是主要的吸收物質(zhì)，且能量充分傳遞至FIr(pic)和FPt(acac)兩者。雙摻雜薄膜的PL發(fā)射與圖6所示W(wǎng)OLED的電致發(fā)光(EL)類似。能量傳遞過(guò)程可以通過(guò)參照三種有機(jī)成分(圖7右下方插圖)的最高有分子軌道(HOMO)和最低空分子軌道(LUMO)的能量，按雙摻雜系統(tǒng)來(lái)理解。三重態(tài)能量從CBP到FIr(pic)的傳遞，是通過(guò)吸熱過(guò)程發(fā)生的，吸熱過(guò)程在Adachi，C.etal.，/4/7/;/.尸/y;s.79，2082-2084(2001)中有說(shuō)明。假定FIr(pic)和FPt(acac)兩者HOMO能級(jí)的相同位置為(5.8土0.1eV)，和LUMO能級(jí)為(3，2土0.1eV),可以期望CBP和FPt(acac)有相似的吸熱三重態(tài)能量傳遞。兩種摻雜物之間共振能量的傳遞同樣是可能存在的，因?yàn)樗鼈円愿邼舛却嬖谟贑BP基體中。但是，從FIr(pic)到準(zhǔn)分子直接的能量傳遞不能發(fā)生，因?yàn)闇?zhǔn)分子有零的基態(tài)吸收，阻止了能量從藍(lán)光發(fā)射中心到黃光發(fā)射中心的能量噴流。這一點(diǎn)基本上把這些分子的激發(fā)態(tài)消耦合，使要達(dá)到需要的色平衡的摻雜優(yōu)化變得簡(jiǎn)單。WOLED的光輸出功率，是用NewportPowerMeter和校準(zhǔn)的硅光二極管測(cè)量的，之后，用圖7左方的插圖所示電流密度-電壓特性，計(jì)算"ext。假定一Lambertia強(qiáng)度曲線，計(jì)算"p(圖7)和亮度。圖上，在/=lxl0—3mA/cm2和10mA/cm2之間，riext23.0%。在J>300mA/cir^上的滾降，歸因于樣品受熱和三重態(tài)-三重態(tài)湮沒(méi)。WOLED有極值"ext=(4.0±0.4)%,與(9.2±0.9)cd/A、在16.6V時(shí)亮度(31000±3000)cd/m2、tip=(4.4±0.4)lm/W、和78的CRI對(duì)應(yīng)。對(duì)一塊好的FPt(acac)薄膜測(cè)量的壽命，在nm和人=600nm上分別是t=4.8ms和t=5.2ms。因此，隨著電流密度的增加，F(xiàn)Pt(acac)的準(zhǔn)分子態(tài)與單體及FIr(pic)相比，變成飽和，從而導(dǎo)致藍(lán)色發(fā)射的增加。光譜的變化反映了在CIE坐標(biāo)中小的變化，從(0.40，0.44)變到(0.35,0.43)。例2OLED用FPt3以摻雜濃度8、10、和12%制備。裝置的結(jié)構(gòu)是ITO/NPD(400A)/Ir(ppz)3(200A)/CBP-FPt3(300A)/BCP(150A)/Alq3(200A)/Mg-Ag。三個(gè)裝置的電流電壓特性類似，在低電壓時(shí)，泄漏電流隨摻雜濃度的增加而逐漸減小。在任何摻雜濃度上，沒(méi)有觀察到CBP的主體發(fā)射，表明FPt3摻雜物充分捕獲CBP基體中形成的所有激子。雖然CBP中激子的形成，可能導(dǎo)致空穴電子再結(jié)合的結(jié)果,但它也可能使FPt3分子捕獲空穴和電子，出現(xiàn)在摻雜物上的直接再結(jié)合。后一過(guò)程將導(dǎo)致在摻雜物上形成激子，不要求從基體材料即在本例中的CBP的能量傳遞。Ir(ppz),即電子阻擋層，必須阻止電子泄漏進(jìn)NPD層，這樣會(huì)導(dǎo)致除摻雜物單體-準(zhǔn)分子發(fā)射外，還有NPD發(fā)射。該三個(gè)裝置全都表明，接通電壓在3至4伏之間，獲得的最大亮度在4,000到10,000Cd/n^之間。這些裝置的光鐠，隨電壓的升高，呈現(xiàn)非常小的變化，就是說(shuō)，單體對(duì)準(zhǔn)分子之比不受電壓和電流的明顯影響。10和12%摻雜的裝置，還分別提供8和6，5lm/W(在1Cd/m2)的非常好的功率效率。例4以變化的wt%摻雜FPt的mCP薄膜，是在玻璃上通過(guò)共同淀積兩種材料制備的。在某一濃度范圍上摻雜進(jìn)mCP的FPt的光譜，示于圖20。對(duì)摻雜進(jìn)mCP的FPt的單體態(tài)和聚合體態(tài)，發(fā)射波長(zhǎng)的極大與CBP中那些FPt相同。在摻雜濃度約15wt%時(shí)，觀察到平衡的單體/聚合體發(fā)射，該濃度粗略為要求從FPt摻雜的CBP中，獲得相等的單體/聚合體發(fā)射比的三倍。這一點(diǎn)表明，CBP對(duì)FPt是更優(yōu)良的溶劑，在摻雜的mCP薄膜中導(dǎo)致更小的FPt…FPt互作用。與CBP摻雜薄膜相反，在輕微摻雜的mCP薄膜(<1wt%FPt)的光譜中，沒(méi)有觀察到主體的發(fā)射，這表明從mCP到FPt的能量傳遞，比從CBP到FPt更有效。盡管CBP三重態(tài)的能量高(磷光波長(zhǎng)Xmax=460nm)，但從CBP到藍(lán)色磷光摻雜物，如這里使用的Pt絡(luò)合物的能量傳遞，是吸熱的過(guò)程。相反，mCP在410nm上有磷光峰，使能量從CBP到Pt絡(luò)合物摻雜物的傳遞，成為更為有效的、放熱的過(guò)程。從主體到摻雜物更有效的能量傳遞，如同觀察到的那樣，將影響淬滅發(fā)射所必需的摻雜物的量。CBP和mCP兩者都有低的偶極矩(大約0.5D)，所以，可以預(yù)期摻雜物與主體材料之間的靜電互作用與之類似。這是與觀察相符的，摻雜的mCP和CBP薄膜的單體及聚合體態(tài)光譜是相同的。不必按照理論上的限制，引起不同摻雜物溶解度的CBP和mCP的差別，是與它們的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的。平面型分子趨于有高的締合能，它促進(jìn)結(jié)晶和阻礙玻璃態(tài)的形成。預(yù)期CBP在固體狀態(tài)中是大的平面。這與我們的觀察是一致的，不摻雜的CBP薄膜，當(dāng)直接淀積在玻璃或ITO襯底上時(shí)，迅速結(jié)晶。高的CBP締合能有排斥單體摻雜物的趨勢(shì)，導(dǎo)致在合適摻雜濃度上聚合體的形成。當(dāng)把mCP淀積在無(wú)機(jī)或有機(jī)襯底上時(shí)，mCP快速形成穩(wěn)定的玻璃，表明它有非平面型基態(tài)結(jié)構(gòu)。對(duì)mCP，玻璃的轉(zhuǎn)變溫度是65。C。相鄰,唑基團(tuán)與苯基環(huán)之間的空間互作用，導(dǎo)致CBP和mCP兩者應(yīng)有非平面基態(tài)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)，如圖21中能量最低結(jié)構(gòu)的幾何形狀所示。雖然CBP的該最低結(jié)構(gòu)，似乎在某種程度上是非平面的，但重要的是應(yīng)當(dāng)指出，在如圖所示的結(jié)構(gòu)與平面的構(gòu)象異構(gòu)體之間的差，僅為18kJ/mol。對(duì)照之下，使mCP平面化的能量代價(jià)是35kJ/mo1。阻礙使mCP變平的大的壁壘，主要原因在于相鄰^t唑間的H...H排斥力，這種互作用是CBP中沒(méi)有的。由于該結(jié)構(gòu)上的差別，我們認(rèn)為，正方平面的Pt摻雜物對(duì)mCP的溶解度，與對(duì)CBP的溶解度非常不同。這種變化，在給定摻雜濃度下，顯著地影響CBP對(duì)mCP的單體/聚合體之比。對(duì)1摻雜進(jìn)mCP的光致發(fā)光光鐠的CIE坐標(biāo)及彩色再現(xiàn)指數(shù)，在表1中給出。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>濃度在4-10wt%之間，給出的CIE坐標(biāo)最接近白色(0.33，0.33)，而最大的CRI在濃度范圍15-20wt%之間觀察到。最高濃度時(shí)，CIE坐標(biāo)接近白熾燈泡(大約0.41，0.41)。因此，對(duì)1摻雜的mCP，選擇10-20wt%的濃度范圍，用于WOLED是最佳的。例5制作的裝置有結(jié)構(gòu)NPD(400A)/Irppz(200A)/mCP:FPt(16%300A)/BCP(150A)/Alq3(200A)/LiF(10A)/A1(1000A)。使用mCP主體取代CBP，顯著改進(jìn)了裝置的性能。裝置的效率、電流電壓特性、和光譜，畫(huà)在圖23、24、和25。較高的摻雜濃度和改進(jìn)的從mCP到摻雜物的能量傳遞，給出在低亮度(1cd/m2)下極大的量子效率6.4±0.6%(12，2±1.4lum/W，17.0cd/A)，而在500cd/m2下是4.3±0.5%(8.1±0.6lum/W，11.3cd/A)。這些mCP/FPtWOLED顯示的量子效率，是對(duì)WOLED報(bào)告的最高的量子效率。如同在其他裝置觀察到的一樣，量子效率隨電流密度增加而降低，但是，其降低比大多數(shù)其他電致發(fā)光裝置要小。例6OLED的制備，除省去IrppzEBL夕卜(即NPD/mCP-FPt/BCP/Alq3),與例3—樣。EL光語(yǔ)有來(lái)自NPD的顯著貢獻(xiàn)，裝置的量子效率大致下降一半(見(jiàn)圖24)?？傊琁rppz電子/激子阻擋層增加OLED的效率，從光譜中消除了NPD的發(fā)射，并使光i普與電壓無(wú)關(guān)。mCP和CBP裝置的能級(jí)圖示于圖22，圖上畫(huà)出電子從摻雜物/CBPLUMO能級(jí)到NPDLUMO的遷移勢(shì)壘，該勢(shì)壘可與空穴從NPD注入發(fā)射層的勢(shì)壘相當(dāng)。消除電子/激子泄漏進(jìn)HTL,將改進(jìn)WOLED的效率和色穩(wěn)定。Irppz絡(luò)合物專門從磷光激發(fā)態(tài)發(fā)射(在77K時(shí)Xmax=414nm，T=15psec)。該絡(luò)合物的光學(xué)禁帶寬度作為吸收光語(yǔ)的下能量邊緣，是在370nm(3.4eV)。光學(xué)禁帶寬度的這一估算，代表載流子禁帶寬度較低的極限。Irppz表明，在液體溶液中0.38V(對(duì)二茂鐵/二茂鐵総)時(shí)一種可逆的氧化作用，但不降低波伸延至DMF的-3.0V，與載流子禁帶寬度>3.4eV相符。Irppz的HOMO能量，是用UltravioletPhotoelectronSpectroscopy(UPS)測(cè)量的，并發(fā)現(xiàn)為5.5eV。使用Irppz光學(xué)禁帶寬度逼近載流子禁帶寬度，我們估計(jì)IrppzLUMO是2.1eV，遠(yuǎn)在CBP和摻雜物的LUMO之上。圖22的能量圖指出，Irppz可以制成優(yōu)良的電子/激子阻擋層。雖然本發(fā)明已經(jīng)對(duì)特定例子和優(yōu)選實(shí)施例加以說(shuō)明，但應(yīng)指出，本發(fā)明不限于這些例子和實(shí)施例。特別應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明可用于廣泛的各種電子裝置。如權(quán)利要求書(shū)所要求的，也是本領(lǐng)域熟練人員熟知的，本發(fā)明包括本文說(shuō)明的特定例子和優(yōu)選實(shí)施例的各種變化。權(quán)利要求1.一種包含發(fā)射層的有機(jī)光發(fā)射裝置，其中的發(fā)射層包括準(zhǔn)分子發(fā)射體，和單體發(fā)射體，其中的發(fā)射層由單層組成，從準(zhǔn)分子發(fā)射體的發(fā)射，在能量上低于從單體發(fā)射體的發(fā)射，且其中準(zhǔn)分子發(fā)射體與單體發(fā)射體的組合發(fā)射，充分地覆蓋可見(jiàn)光光譜，給出白光的發(fā)射。2.—種包含發(fā)射層的有機(jī)光發(fā)射裝置，其中的發(fā)射層包括聚合體發(fā)射體，單體發(fā)射體，和包括化學(xué)式I的化合物的基體材料(i)其中在2、4、5、6、和每一4'位置上的取代基，是獨(dú)立地選自氫、苯基、或聚苯基；和其中從聚合體發(fā)射體的發(fā)射，在能量上低于從單體發(fā)射體的發(fā)射，且其中聚合體發(fā)射體與單體發(fā)射體的組合發(fā)射，充分地覆蓋可見(jiàn)光光謙，給出白光的發(fā)射。3.按照權(quán)利要求2的裝置，其中的聚合體發(fā)射體是準(zhǔn)分子。4.按照權(quán)利要求2的裝置，其中的聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體，是通過(guò)磷光發(fā)射的。5.按照權(quán)利要求4的裝置，其中的聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體，包括相同的化學(xué)化合物。6.按照權(quán)利要求4的裝置，其中的單體發(fā)射體和聚合體發(fā)射體，是磷光有機(jī)金屬化合物。7.按照權(quán)利要求2的裝置，其中的組合發(fā)射的彩色再現(xiàn)指數(shù)，至少約80。8.按照權(quán)利要求2的裝置，其中的組合的發(fā)射的CIEx坐標(biāo)，約0.30到約0.40,而CIEy坐標(biāo)，約0.30到約0.45。9.按照權(quán)利要求2的裝置，其中的發(fā)射層包括激態(tài)復(fù)合物發(fā)射體和單體發(fā)射體。10.按照權(quán)利要求9的裝置，其中的激態(tài)復(fù)合物發(fā)射體和單體發(fā)射體，是通過(guò)磷光發(fā)射的。11.按照權(quán)利要求10的裝置，其中的激態(tài)復(fù)合物發(fā)射體和單體發(fā)射體，是磷光有機(jī)金屬化合物。12.—種有機(jī)光發(fā)射裝置，包括陽(yáng)極；空穴輸運(yùn)層；發(fā)射層，包括聚合體發(fā)射體、單體發(fā)射體、和包含化學(xué)式I的化合物的基體材料其中在2、4、5、6、和每一4'位置上的取代基，是獨(dú)立地選自氫、苯基、或聚苯基；和電子輸運(yùn)層；和陰極；其中從聚合體發(fā)射體的發(fā)射，在能量上低于從單體發(fā)射體的發(fā)射，且其中聚合體發(fā)射體與單體發(fā)射體的組合發(fā)射，充分地覆蓋可見(jiàn)光光語(yǔ)，給出白光的發(fā)射。13.按照權(quán)利要求12的裝置，其中的發(fā)射層包括準(zhǔn)分子發(fā)射體和單體發(fā)射體。14.按照權(quán)利要求12的裝置，其中的聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體，是通過(guò)磷光發(fā)射的。15.按照權(quán)利要求14的裝置，其中的聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體，包括相同的化學(xué)化合物。16.按照權(quán)利要求14的裝置，其中的聚合體發(fā)射體和單體發(fā)射體，是磷光有機(jī)金屬化合物。17.按照權(quán)利要求12的裝置，其中的組合發(fā)射的彩色再現(xiàn)指數(shù)，至少約80。18.按照權(quán)利要求12的裝置，其中的組合的發(fā)射的CIEx坐標(biāo)，約0.30到約0.40，而CIEy坐標(biāo)，約0.30到約0.45。19.按照權(quán)利要求12的裝置，其中的聚合體發(fā)射體，是激態(tài)復(fù)合物。20.按照權(quán)利要求19的裝置，其中的激態(tài)復(fù)合物發(fā)射體和單體發(fā)射體，是通過(guò)磷光發(fā)射的。21.按照權(quán)利要求20的裝置，其中的單體發(fā)射體和激態(tài)復(fù)合物發(fā)射體，是磷光有機(jī)金屬化合物。22.按照權(quán)利要求12的裝置，其中該裝置還包括激子阻擋層。23.按照權(quán)利要求22的裝置，其中的激子阻擋層位于空穴輸運(yùn)層與發(fā)射層之間。24.按照權(quán)利要求23的裝置，其中的激子阻擋層包括/^銥(III)三(l-苯基吡唑化物-N，C2，)。25.按照權(quán)利要求2的裝置，其中的基體材料包括化學(xué)式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>的化合物。26.按照權(quán)利要求2的裝置，其中的基體材料包括mCP。27.按照權(quán)利要求12的裝置，其中的基體材料包括化學(xué)式,或的化合物。28.按照權(quán)利要求12的裝置，其中基體材料包括mCP。全文摘要本發(fā)明涉及高效的有機(jī)光發(fā)射裝置(OLED)。更具體說(shuō)，本發(fā)明涉及發(fā)射白光的OLED，或稱WOLED。本發(fā)明的裝置，在單個(gè)發(fā)射區(qū)中采用兩種發(fā)射體，以便充分覆蓋可見(jiàn)光的光譜。白光發(fā)射是通過(guò)在發(fā)射中心之一形成的聚合體，從單個(gè)發(fā)射區(qū)中的兩個(gè)發(fā)射體獲得的。這樣能使呈現(xiàn)高彩色再現(xiàn)指數(shù)的WOLED結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高亮度、和高效。文檔編號(hào)H01L51/00GK101442107SQ20081017018公開(kāi)日2009年5月27日申請(qǐng)日期2002年12月26日優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日發(fā)明者布賴恩·德安德瑞德,斯蒂芬·R.·弗瑞斯特,瓦蒂姆·艾達(dá)莫維茨,賈森·布魯克斯,馬克·E.·湯普森申請(qǐng)人:普林斯頓大學(xué)理事會(huì);南加利福尼亞大學(xué)