相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2015年11月16日提交的美國臨時申請第62/255,820號、2016年5月16日提交的美國臨時申請第62/336,821號和2016年9月30日提交的美國臨時申請第62/402,463號的優(yōu)先權(quán)，所述美國臨時申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
政府權(quán)利
本發(fā)明在政府支持下在由能源部(departmentofenergy)授予的合同號doede-ee0007077和由美國空軍(unitedstatesairforce)授予的合同號fa9550-14-1-0245下進(jìn)行。政府擁有本發(fā)明的某些權(quán)利。
聯(lián)合研究協(xié)議的各方
所要求的本發(fā)明是由達(dá)成聯(lián)合大學(xué)公司研究協(xié)議的以下各方中的一或多者，以以下各方中的一或多者的名義和/或結(jié)合以下各方中的一或多者而作出：密歇根大學(xué)董事會、普林斯頓大學(xué)、南加州大學(xué)和環(huán)宇顯示器公司(universaldisplaycorporation)。所述協(xié)議在作出所要求的本發(fā)明的日期當(dāng)天和之前就生效，并且所要求的本發(fā)明是因在所述協(xié)議的范圍內(nèi)進(jìn)行的活動而作出。
本發(fā)明涉及有機發(fā)光裝置(oled)，并且更具體地說，涉及向oled的各種類型和組件提供相對高性能和壽命的布置和技術(shù)。
背景技術(shù)：
出于若干原因，利用有機材料的光學(xué)電子裝置變得越來越受歡迎。用以制造這樣的裝置的材料中的許多材料相對便宜，因此有機光學(xué)電子裝置具有獲得相對于無機裝置的成本優(yōu)勢的潛力。另外，有機材料的固有性質(zhì)(例如其柔性)可以使其非常適合具體應(yīng)用，例如在柔性襯底上的制造。有機光學(xué)電子裝置的實例包括有機發(fā)光二極管/裝置(oled)、有機光電晶體管、有機光伏打電池和有機光檢測器。對于oled，有機材料可以具有相對于常規(guī)材料的性能優(yōu)點。舉例來說，有機發(fā)射層發(fā)射光的波長通常可以容易地用適當(dāng)?shù)膿诫s劑來調(diào)整。
oled利用有機薄膜，其在電壓施加于裝置上時發(fā)射光。oled正變?yōu)橛糜诶缙桨屣@示器、照明和背光應(yīng)用中的越來越引人注目的技術(shù)。美國專利第5,844,363號、第6,303,238號和第5,707,745號中描述若干oled材料和配置，所述專利以全文引用的方式并入本文中。
磷光性發(fā)射分子的一個應(yīng)用是全色顯示器。用于這種顯示器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需要適于發(fā)射具體色彩(稱為“飽和”色彩)的像素。具體地說，這些標(biāo)準(zhǔn)需要飽和的紅色、綠色和藍(lán)色像素?；蛘?，oled可經(jīng)設(shè)計以發(fā)射白光。在常規(guī)液晶顯示器中，使用吸收濾光器濾過來自白色背光的發(fā)射以產(chǎn)生紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)射。相同技術(shù)也可以用于oled。白色oled可以是單eml裝置或堆疊結(jié)構(gòu)?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中所熟知的cie坐標(biāo)來測量色彩。
綠色發(fā)射分子的一個實例是三(2-苯基吡啶)銥、表示為ir(ppy)3，其具有以下結(jié)構(gòu)：
在此圖和本文后面的圖中，將從氮到金屬(此處，ir)的配價鍵描繪為直線。
如本文所用，術(shù)語“有機”包括聚合材料以及小分子有機材料，其可以用以制造有機光學(xué)電子裝置?！靶》肿印笔侵覆皇蔷酆衔锏娜魏斡袡C材料，并且“小分子”可能實際上相當(dāng)大。在一些情況下，小分子可以包括重復(fù)單元。舉例來說，使用長鏈烷基作為取代基不會將分子從“小分子”類別中去除。小分子還可以并入到聚合物中，例如作為聚合物主鏈上的側(cè)基或作為主鏈的一部分。小分子還可以充當(dāng)樹枝狀聚合物的核心部分，所述樹枝狀聚合物由建立在核心部分上的一系列化學(xué)殼層組成。樹枝狀聚合物的核心部分可以是熒光或磷光小分子發(fā)射體。樹枝狀聚合物可以是“小分子”，并且據(jù)信當(dāng)前在oled領(lǐng)域中使用的所有樹枝狀聚合物都是小分子。
如本文所用，“頂部”意指離襯底最遠(yuǎn)，而“底部”意指離襯底最近。在將第一層描述為“安置”在第二層“上”的情況下，第一層被安置為距襯底較遠(yuǎn)。除非規(guī)定第一層“與”第二層“接觸”，否則第一與第二層之間可以存在其它層。舉例來說，即使陰極和陽極之間存在各種有機層，仍可以將陰極描述為“安置在”陽極“上”。
如本文所用，“溶液可處理”意指能夠以溶液或懸浮液的形式在液體介質(zhì)中溶解、分散或輸送和/或從液體介質(zhì)沉積。
當(dāng)據(jù)信配位體直接促成發(fā)射材料的光敏性質(zhì)時，配位體可以稱為“光敏性的”。當(dāng)據(jù)信配位體并不促成發(fā)射材料的光敏性質(zhì)時，配位體可以稱為“輔助性的”，但輔助性的配位體可以改變光敏性的配位體的性質(zhì)。
如本文所用，并且如本領(lǐng)域技術(shù)人員一般將理解，如果第一能級較接近真空能級，那么第一“最高占用分子軌道”(homo)或“最低未占用分子軌道”(lumo)能級“大于”或“高于”第二homo或lumo能級。由于將電離電位(ip)測量為相對于真空能級的負(fù)能量，因此較高h(yuǎn)omo能級對應(yīng)于具有較小絕對值的ip(負(fù)得較少的ip)。類似地，較高lumo能級對應(yīng)于具有較小絕對值的電子親和性(ea)(負(fù)得較少的ea)。在常規(guī)能級圖上，真空能級在頂部，材料的lumo能級高于同一材料的homo能級?！拜^高”homo或lumo能級表現(xiàn)為比“較低”homo或lumo能級靠近這個圖的頂部。
如本文所用，并且如本領(lǐng)域技術(shù)人員一般將理解，如果第一功函數(shù)具有較高絕對值，那么第一功函數(shù)“大于”或“高于”第二功函數(shù)。因為通常將功函數(shù)測量為相對于真空能級的負(fù)數(shù)，因此這意指“較高”功函數(shù)負(fù)得較多。在常規(guī)能級圖上，真空能級在頂部，將“較高”功函數(shù)說明為在向下方向上距真空能級較遠(yuǎn)。因此，homo和lumo能級的定義遵循與功函數(shù)不同的慣例。
可以在以全文引用的方式并入本文中的美國專利第7,279,704號中找到關(guān)于oled和上文所述的定義的更多細(xì)節(jié)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
我們引入了一種模型，其準(zhǔn)確地描述激發(fā)能態(tài)管理摻雜劑在延長裝置壽命中的降解路徑和效應(yīng)，尤其用于在小于或等于500nm的波長中發(fā)射的裝置。所述激發(fā)能態(tài)管理劑可有效用于金屬有機磷光和熱激活延遲熒光藍(lán)色oled兩者。
根據(jù)一些實施例，公開了一種有機發(fā)光裝置，其包含：陽極；陰極；和安置在所述陽極與所述陰極之間、包含發(fā)射層的有機層，其中所述發(fā)射層包含主體材料、第一摻雜劑和第二摻雜劑。所述第一摻雜劑是發(fā)射摻雜劑。所述第二摻雜劑是激發(fā)能態(tài)管理摻雜劑。所述第二摻雜劑構(gòu)成2-10體積％之間的所述發(fā)射層，并且具有最低三重態(tài)能級tm，所述能級高于所述主體和所述第一摻雜劑兩者的最低三重態(tài)能級t1并且低于所述第一摻雜劑的多重激發(fā)能級t*。
根據(jù)又一實施例，所述oled可以并入到以下中的一或多者中：消費型產(chǎn)品、電子組件模塊和/或照明面板。
附圖說明
圖1展示了有機發(fā)光裝置。
圖2展示了不具有單獨電子輸送層的倒轉(zhuǎn)的有機發(fā)光裝置。
圖3展示了含有激發(fā)態(tài)管理劑的eml的雅布隆斯基圖(jablonskidiagram)和三重態(tài)激子的可能弛豫路徑。
圖4展示了受管理裝置的能級圖。
圖5a展示了標(biāo)示為grad的分級控制pholed裝置的eml摻雜方案。
圖5b展示了標(biāo)示為s0的分級管理pholed裝置的eml摻雜方案。
圖6a-6e分別說明了裝置s1到s5中每一者中的管理劑材料的定域摻雜方案，其中管理劑材料在裝置s1到s5的50nm厚eml內(nèi)的各個位置以3體積％摻雜到10nm厚區(qū)域中。
圖7a展示了裝置grad、s0、s3和s5在j＝5ma/cm2的電流密度下測量的電致發(fā)光(el)光譜。
圖7b展示了裝置grad、s0、s3和s5的電流密度-電壓(j-v)特征。
圖7c展示了裝置grad、s0、s3和s5的外部量子效率(eqe-j)特征。
圖8a展示了grad裝置和受管理裝置s0、s3和s5的操作電壓增加和標(biāo)準(zhǔn)化亮度損失的時間演化。
圖8b展示了grad裝置的eml中的測量三重態(tài)密度分布n(x)。
圖9a展示了具有藍(lán)色摻雜劑、管理劑、qa和qb的eml的能量圖。圖9b展示了既定eml中的三重態(tài)激子態(tài)的能量圖。
圖9c展示了在相同操作時間t＝100小時之后，conv、grad和受管理pholed的eml中的激子在其自然衰減時間期間產(chǎn)生qa、qb和qa+qb兩者的概率，分別是pra(t)、prb(t)和prtot(t)。
圖9d展示了conv、grad和受管理pholed的δveml(t)/v0和δvext(t)/v0，其是在t＝100小時時由eml內(nèi)和外的缺陷誘導(dǎo)的總電壓上升相對于v0的相對比重。
圖10a展示了僅空穴的裝置的示意性結(jié)構(gòu)。
圖10b展示了僅電子的裝置的示意性結(jié)構(gòu)。
圖11a展示了具有eml結(jié)構(gòu)eml1、eml2、eml3和eml4的僅空穴的裝置的電流密度-電壓特征。
圖11b展示了具有eml結(jié)構(gòu)eml1、eml2、eml3和eml4的僅電子的裝置的電流密度-電壓特征。
圖12a展示了在位置x處探測eml中的局部三重態(tài)密度的示意圖。
圖12b展示了gradpholed的eml的局部激子密度分布n(x)，其中x是距空穴輸送層與eml之間的界面的距離。n(x)在j＝0.1、1、5、10,100ma/cm2(從上到下布置)的不同電流密度下測量。
圖12c展示了在x處具有傳感層的圖12b的pholed的操作電壓，其在不同j下測量。
圖13a展示了pholed結(jié)構(gòu)的示意圖，展示在pholed結(jié)構(gòu)上形成的缺陷的可能位置以考慮壽命模型。
圖13b和13c展示了基于缺陷a和b的不同組合的壽命模型擬合。圖13b展示了亮度退化數(shù)據(jù)的時間演化的模型擬合，并且圖13c展示了操作電壓上升數(shù)據(jù)的模型擬合。
圖13d和13e展示了基于缺陷產(chǎn)生速率kqn、kqa、kqb、kqp和kqext的壽命模型擬合。圖13d展示了亮度退化數(shù)據(jù)的時間演化的模型擬合，并且圖13e展示了操作電壓上升數(shù)據(jù)的模型擬合。
圖13f和13g展示了生成態(tài)和老化的受管理pholeds3的j-v-l和eqe-j特征。
圖13h和13i展示了針對缺陷產(chǎn)生速率kqn、kqa、kqb、kqp和kqext的壽命模型擬合，其中迫使單一參數(shù)相對于其最終值小或大出一數(shù)量級，并且擬合中的誘導(dǎo)性偏差嘗試通過改變剩余四種參數(shù)來補償。圖13h展示了亮度退化數(shù)據(jù)的時間演化的模型擬合，并且圖13i展示了操作電壓上升數(shù)據(jù)的模型擬合。
具體實施方式
一般來說，oled包含安置在陽極與陰極之間并且電連接到陽極和陰極的至少一個有機層。當(dāng)施加電流時，陽極注入空穴并且陰極注入電子到有機層中。所注入的空穴和電子各自朝帶相反電荷的電極遷移。當(dāng)電子和空穴局限于同一分子上時，形成“激子”，其為具有激發(fā)能量狀態(tài)的局部化電子-空穴對。當(dāng)激子經(jīng)由光電發(fā)射機制弛豫時，發(fā)射光。在一些情況下，激子可以局限于激元或激態(tài)復(fù)合物上。非輻射機制(例如熱弛豫)也可能發(fā)生，但通常被視為不合需要的。
最初的oled使用從單態(tài)發(fā)射光(“熒光”)的發(fā)射分子，如例如美國專利第4,769,292號中所公開，所述專利以全文引用的方式并入。熒光發(fā)射通常在小于10納秒的時間范圍中發(fā)生。
最近，已經(jīng)論證了具有從三重態(tài)發(fā)射光(“磷光”)的發(fā)射材料的oled。巴爾多(baldo)等人的“從有機電致發(fā)光裝置的高效磷光發(fā)射(highlyefficientphosphorescentemissionfromorganicelectroluminescentdevices)”，自然(nature)，第395卷，第151-154頁，1998；(“巴爾多-i”)和巴爾多等人的“基于電致磷光的非常高效綠色有機發(fā)光裝置(veryhigh-efficiencygreenorganiclight-emittingdevicesbasedonelectrophosphorescence)”，應(yīng)用物理學(xué)報(appl.phys.lett.)，第75卷，第3期，第4-6頁(1999)(“巴爾多-ii”)以全文引用的方式并入。以引用的方式并入的美國專利第7,279,704號第5-6列中更詳細(xì)地描述磷光。
圖1展示了有機發(fā)光裝置100。圖不一定按比例繪制。裝置100可以包括襯底110、陽極115、空穴注入層120、空穴輸送層125、電子阻擋層130、發(fā)射層135、空穴阻擋層140、電子輸送層145、電子注入層150、保護(hù)層155、陰極160和屏障層170。陰極160是具有第一導(dǎo)電層162和第二導(dǎo)電層164的復(fù)合陰極。裝置100可以通過依序沉積所描述的層來制造。在以引用的方式并入的us7,279,704的第6-10列中更詳細(xì)地描述這些各種層以及實例材料的性質(zhì)和功能。
這些層中的每一者有更多實例。舉例來說，以全文引用的方式并入的美國專利第5,844,363號中公開柔性并且透明的襯底-陽極組合。經(jīng)p摻雜的空穴輸送層的實例是以50:1的摩爾比率摻雜有f4-tcnq的m-mtdata，如以全文引用的方式并入的美國專利申請公開案第2003/0230980號中所公開。以全文引用的方式并入的頒予湯普森(thompson)等人的美國專利第6,303,238號中公開發(fā)射材料和主體材料的實例。經(jīng)n摻雜的電子輸送層的實例是以1:1的摩爾比率摻雜有l(wèi)i的bphen，如以全文引用的方式并入的美國專利申請公開案第2003/0230980號中所公開。以全文引用的方式并入的美國專利第5,703,436號和第5,707,745號公開了陰極的實例，其包括具有例如mg:ag等金屬薄層與上覆的透明、導(dǎo)電、經(jīng)濺鍍沉積的ito層的復(fù)合陰極。以全文引用的方式并入的美國專利第6,097,147號和美國專利申請公開案第2003/0230980號中更詳細(xì)地描述阻擋層的原理和使用。以全文引用的方式并入的美國專利申請公開案第2004/0174116號中提供注入層的實例。可以在以全文引用的方式并入的美國專利申請公開案第2004/0174116號中找到保護(hù)層的描述。
圖2展示了倒轉(zhuǎn)的oled200。所述裝置包括襯底210、陰極215、發(fā)射層220、空穴輸送層225和陽極230。裝置200可以通過依序沉積所描述的層來制造。因為最常見oled配置具有安置在陽極上的陰極，并且裝置200具有安置在陽極230下的陰極215，所以裝置200可以稱為“倒轉(zhuǎn)”oled。在裝置200的對應(yīng)層中，可以使用與關(guān)于裝置100所描述的材料類似的材料。圖2提供了可以如何從裝置100的結(jié)構(gòu)省略一些層的一個實例。
圖1和2中所說明的簡單分層結(jié)構(gòu)是作為非限制實例而提供，并且應(yīng)理解，可以結(jié)合各種各樣的其它結(jié)構(gòu)使用本發(fā)明的實施例。所描述的具體材料和結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是示范性的，并且可以使用其它材料和結(jié)構(gòu)?？梢曰谠O(shè)計、性能和成本因素，通過以不同方式組合所描述的各個層來實現(xiàn)功能性oled，或可以完全省略若干層。還可以包括未具體描述的其它層?？梢允褂貌煌诰唧w描述的材料的材料。盡管本文所提供的實例中的許多實例將各種層描述為包含單一材料，但應(yīng)理解，可以使用材料的組合(例如主體與摻雜劑的混合物)或更一般來說，混合物。并且，所述層可以具有各種子層。本文中給予各個層的名稱不意欲具有嚴(yán)格限制性。舉例來說，在裝置200中，空穴輸送層225輸送空穴并且將空穴注入到發(fā)射層220中，并且可以被描述為空穴輸送層或空穴注入層。在一個實施例中，可以將oled描述為具有安置在陰極與陽極之間的“有機層”。此有機層可以包含單個層，或可以進(jìn)一步包含如例如關(guān)于圖1和2所描述的不同有機材料的多個層。
還可以使用未具體描述的結(jié)構(gòu)和材料，例如包含聚合材料的oled(pled)，例如以全文引用的方式并入的頒予弗蘭德(friend)等人的美國專利第5,247,190號中所公開。作為另一實例，可以使用具有單個有機層的oled。oled可以堆疊，例如如以全文引用的方式并入的頒予福利斯特(forrest)等人的第5,707,745號中所描述。oled結(jié)構(gòu)可以脫離圖1和2中所說明的簡單分層結(jié)構(gòu)。舉例來說，襯底可以包括有角度的反射表面以改進(jìn)出耦(out-coupling)，例如如頒予福利斯特等人的美國專利第6,091,195號中所述的臺式結(jié)構(gòu)，和/或如頒予布利維克(bulovic)等人的美國專利第5,834,893號中所述的凹點結(jié)構(gòu)，所述專利以全文引用的方式并入。
除非另外規(guī)定，否則可以通過任何合適方法來沉積各種實施例的層中的任一者。對于有機層，優(yōu)選方法包括熱蒸發(fā)、噴墨(例如以全文引用的方式并入的美國專利第6,013,982號和第6,087,196號中所述)、有機氣相沉積(ovpd)(例如以全文引用的方式并入的頒予福利斯特等人的美國專利第6,337,102號中所述)和通過有機蒸氣噴射印刷(ovjp)的沉積(例如以全文引用的方式并入的美國專利第7,431,968號中所述)。其它合適沉積方法包括旋涂和其它基于溶液的工藝。基于溶液的工藝優(yōu)選在氮或惰性氣氛中進(jìn)行。對于其它層，優(yōu)選方法包括熱蒸發(fā)。優(yōu)選的圖案化方法包括通過掩模的沉積、冷焊(例如以全文引用的方式并入的美國專利第6,294,398號和第6,468,819號中所述)和與例如噴墨和ovjd等沉積方法中的一些方法相關(guān)聯(lián)的圖案化。還可以使用其它方法?？梢愿倪M(jìn)待沉積的材料，以使其與具體沉積方法相容。舉例來說，可以在小分子中使用具支鏈或無支鏈并且優(yōu)選含有至少3個碳的例如烷基和芳基等取代基，來增強其經(jīng)受溶液處理的能力?？梢允褂镁哂?0個或更多個碳的取代基，并且3-20個碳是優(yōu)選范圍。具有不對稱結(jié)構(gòu)的材料可以比具有對稱結(jié)構(gòu)的材料具有更好的溶液可處理性，因為不對稱材料可以具有更低的再結(jié)晶傾向性。可以使用樹枝狀聚合物取代基來增強小分子經(jīng)受溶液處理的能力。
根據(jù)本發(fā)明實施例制造的裝置可以進(jìn)一步任選地包含屏障層。屏障層的一個用途是保護(hù)電極和有機層免于因暴露于環(huán)境中的有害物質(zhì)(包括水分、蒸氣和/或氣體等)而受損。屏障層可以沉積在襯底、電極上，沉積在襯底、電極下或沉積在襯底、電極旁，或沉積在裝置的任何其它部分(包括邊緣)上。屏障層可以包含單個層或多個層。屏障層可以通過各種已知的化學(xué)氣相沉積技術(shù)形成，并且可以包括具有單一相的組合物以及具有多個相的組合物。任何合適材料或材料組合都可以用于屏障層。屏障層可以并入有無機化合物或有機化合物或兩者。優(yōu)選的屏障層包含聚合材料與非聚合材料的混合物，如以全文引用的方式并入本文中的美國專利第7,968,146號、pct專利申請案第pct/us2007/023098號和第pct/us2009/042829號中所述。為了被視為“混合物”，構(gòu)成屏障層的前述聚合材料和非聚合材料應(yīng)在相同反應(yīng)條件下和/或在同時沉積。聚合材料對非聚合材料的重量比率可以在95:5到5:95的范圍內(nèi)。聚合材料和非聚合材料可以由同一前體材料產(chǎn)生。在一個實例中，聚合材料與非聚合材料的混合物基本上由聚合硅和無機硅組成。
根據(jù)本發(fā)明的實施例而制造的裝置可以并入到各種各樣的電子組件模塊(或單元)中，所述電子組件模塊可以并入到多種電子產(chǎn)品或中間組件中。此類電子產(chǎn)品或中間組件的實例包括可以為終端用戶產(chǎn)品制造商所利用的顯示屏、照明裝置(如離散光源裝置或照明面板)等。此類電子組件模塊可以任選地包括驅(qū)動電子裝置和/或電源。根據(jù)本發(fā)明的實施例而制造的裝置可以并入到各種各樣的消費型產(chǎn)品中，所述消費型產(chǎn)品具有一或多種電子組件模塊(或單元)并入于其中。此類消費型產(chǎn)品將包括含一或多個光源和/或某種類型的視覺顯示器中的一或多者的任何種類的產(chǎn)品。此類消費型產(chǎn)品的一些實例包括平板顯示器、計算機監(jiān)視器、醫(yī)療監(jiān)視器、電視機、告示牌、用于內(nèi)部或外部照明和/或發(fā)信號的燈、平視顯示器、全透明或部分透明的顯示器、柔性顯示器、激光印刷機、電話、手機、平板計算機、平板手機、個人數(shù)字助理(pda)、可佩戴裝置、膝上型計算機、數(shù)碼相機、攝錄像機、取景器、微型顯示器、3-d顯示器、交通工具、大面積墻壁、劇院或體育館屏幕，或指示牌。可以使用各種控制機制來控制根據(jù)本發(fā)明而制造的裝置，包括無源矩陣和有源矩陣。意欲將所述裝置中的許多裝置用于對人類來說舒適的溫度范圍中，例如18攝氏度到30攝氏度，并且更優(yōu)選在室溫下(20-25攝氏度)，但可以在此溫度范圍外(例如-40攝氏度到+80攝氏度)使用。
一般來說，不同類型、布置和色彩的oled可以具有顯著不同的操作壽命。舉例來說，藍(lán)色磷光oled(pholed)通常具有相對短的操作壽命并且對于其在顯示器和照明中的使用仍然不充足，阻礙oled技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化的進(jìn)展。
藍(lán)色發(fā)射取決于woled色彩坐標(biāo)和照明色溫而構(gòu)成白色oled(woled)中的約15-25％的發(fā)射。因為藍(lán)色pholed壽命典型地遠(yuǎn)短于紅色和綠色pholed的壽命，所以藍(lán)色pholed的短壽命對于在woled應(yīng)用中使用藍(lán)色pholed呈現(xiàn)了主要限制。
紅色和綠色oled幾乎普遍地基于電致磷光發(fā)射，歸因于能夠?qū)崿F(xiàn)100％內(nèi)部量子效率(iqe)和大于10,000小時的t95操作壽命，這對于大多數(shù)顯示器和照明應(yīng)用是充足的。此處，t95是指在恒定電流操作下亮度降低到l0＝1,000cd/m2的其初始值的95％所經(jīng)過的時間。
藍(lán)色pholed的短壽命已經(jīng)導(dǎo)致將顯著較為低效的熒光oled用于藍(lán)色發(fā)射組件。盡管如此，甚至藍(lán)色熒光oled的壽命對于許多要求高的應(yīng)用仍是不充足的并且比目前先進(jìn)技術(shù)的紅色和綠色pholed小至少十倍。同樣，綠色熱激活延遲熒光(tadf)oled的壽命僅是t95＝1,300小時，并且對于藍(lán)色顯著更小。
藍(lán)色pholed的相對短操作壽命已經(jīng)被歸于導(dǎo)致俄歇復(fù)合(augerrecombination)的在裝置發(fā)射層(eml)中的激發(fā)態(tài)(即激子-激子或激子-極化子)之間的消滅，所述俄歇復(fù)合能量上產(chǎn)生導(dǎo)致分子解離的“熱”(即多重激發(fā))三重態(tài)。熱狀態(tài)可以達(dá)到初始激發(fā)態(tài)的能量的多達(dá)雙倍
具體來說，磷光體上的激子可以遇到主體分子上的自由電子(即“電子-極化子”)或激子，導(dǎo)致極化子(或激子)能量瞬時加倍，如例如圖3a-3b中所展示。圖3a-3b展示了經(jīng)由分子物質(zhì)解離成非發(fā)射并且永久的俘獲狀態(tài)而導(dǎo)致pholed失效的兩種機制，如圖3a中所示的r(虛線)—激子極化子(即電荷)，和如圖3b中所示的激子-激子消滅。實線對應(yīng)于分子基態(tài)(s0)和激發(fā)態(tài)(單重態(tài)s0，三重態(tài)t1)。水平虛線表示分子振動能量。此處，δr表示分子內(nèi)的原子距離的平均值，并且e表示能量。最低e(δr)對應(yīng)于平衡狀態(tài)。
如果集中到主體上的單一分子鍵上，那么過量能量可以導(dǎo)致分子分解或碎裂，產(chǎn)生非輻射陷阱。這是基本的能量驅(qū)動過程。預(yù)期最高能量(藍(lán)色)激子產(chǎn)生具有最大斷鍵概率的最高能量極化子。這正好是所觀察到的：與綠色和紅色相比，藍(lán)色pholed典型地具有短若干數(shù)量級的壽命。這最終決定了可能需要在藍(lán)色中發(fā)射大約25％的其光以產(chǎn)生某些類型的白色的白色pholed的壽命。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過管理熱三重態(tài)以防止分子解離，高能量發(fā)射pholed(例如藍(lán)色pholed)的操作壽命可以顯著增加。這可以通過減少雙分子消滅或通過完全“繞過”解離過程而實現(xiàn)。減少雙分子消滅最近已經(jīng)通過經(jīng)由摻雜劑分級將激發(fā)態(tài)和極化子均勻地分布在eml上而展現(xiàn)。此處，我們展現(xiàn)了熱化熱三重態(tài)而不損害eml中的藍(lán)色摻雜劑或主體分子的策略。此方法導(dǎo)致藍(lán)色pholed的操作穩(wěn)定性有超出迄今為止所觀察到的顯著提高。出于此目的，我們添加了稱為激發(fā)態(tài)“管理劑”的輔助性摻雜劑到eml中。管理摻雜劑稱為輔助性的，因為其不發(fā)射光。管理劑具有三重態(tài)激子能量，其介于eml分子的最低能量三重態(tài)與由雙分子消滅產(chǎn)生的熱三重態(tài)的能量之間。通過實現(xiàn)從熱狀態(tài)向管理摻雜劑的快速放熱能量轉(zhuǎn)移，eml中的直接解離反應(yīng)的概率降低，導(dǎo)致裝置壽命顯著增加。
為了優(yōu)化熱三重態(tài)的非破壞性去激發(fā)，管理摻雜劑優(yōu)選位于三重態(tài)具有最高密度的區(qū)域中，在所述區(qū)域中雙分子消滅是最可能的。實施此策略，與先前報告的常規(guī)和目前先進(jìn)技術(shù)的分級eml裝置的t80＝93±9和173±3小時相比，最長壽命的受管理藍(lán)色pholed分別實現(xiàn)大約260％和90％的壽命增加，在l0＝1,000cd/m2下達(dá)到t80＝334±5小時。本發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了基于三重態(tài)-三重態(tài)消滅的模型，其準(zhǔn)確地預(yù)測受管理pholed用于若干不同裝置配置的壽命特征?；谖覀兊慕Y(jié)果，我們對可以實現(xiàn)產(chǎn)生高能量發(fā)射λ<500nm的oled(例如藍(lán)色磷光和基于tadf的oled)的穩(wěn)定性的進(jìn)一步提高的管理摻雜劑分子提供了選擇準(zhǔn)則。
圖3展示了含有激發(fā)態(tài)管理摻雜劑的eml的雅布隆斯基圖和三重態(tài)激子的可能弛豫路徑。所述圖是展示eml中的管理摻雜劑與主體或發(fā)射體摻雜劑之間的不同能級之中的定性關(guān)系的示意圖。換句話說，圖3的左側(cè)上展示的s0、t1和t*能級和圖3的右側(cè)上展示的其與tm的關(guān)系適用于eml中的主體和藍(lán)色摻雜劑(發(fā)射摻雜劑)兩者。s0是藍(lán)色摻雜劑或主體的基態(tài)。t1是藍(lán)色摻雜劑或主體的最低三重態(tài)能量。t*是藍(lán)色摻雜劑或主體的在本文中稱為激發(fā)熱三重態(tài)能量的較高能量三重態(tài)電子多樣態(tài)(electronicmanifold)。d表示經(jīng)由eml材料的預(yù)解離潛力的解離反應(yīng)。tm是管理摻雜劑的最低三重態(tài)能量?？赡艿哪芰哭D(zhuǎn)移路徑如下編號：1)輻射復(fù)合，2)三重態(tài)-三重態(tài)消滅tta，2)'內(nèi)轉(zhuǎn)換和振動弛豫,3)和4)使分子破裂的解離反應(yīng)，3)'和4)'稱為熱激發(fā)態(tài)管理過程的放熱dexter能量轉(zhuǎn)移。
雖然本發(fā)明使用pholed作為實例，但此過程也表示tadf裝置中可用的激發(fā)態(tài)能量。類似降解路徑在兩種情況下都假定為具活性。管理摻雜劑可以經(jīng)由過程3'實現(xiàn)由tta(圖4中的過程2)產(chǎn)生的熱三重態(tài)能量t*向管理劑的最低激發(fā)態(tài)tm的轉(zhuǎn)移。我們注意到，熱三重態(tài)能態(tài)可以是由tta產(chǎn)生的三重態(tài)能態(tài)或由三重態(tài)-極化子消滅tpa產(chǎn)生的極化子態(tài)。如下文將展示，此處研究的系統(tǒng)由tta控制，但任一或這兩種機制可以具活性。此外，熱三重態(tài)能量t*可以是高于最低輻射三重態(tài)能量t1的許多潛在電子態(tài)多樣態(tài)之一。然而，考慮到從較高狀態(tài)的極快速衰減速率，t2三重態(tài)能級很可能是誘導(dǎo)解離反應(yīng)的最可能的主體狀態(tài)t*。
參考圖3，通過引入最低三重態(tài)能級tm大于主體和藍(lán)色摻雜劑兩者的最低三重態(tài)能級的管理摻雜劑，使得從t*向tm的轉(zhuǎn)移(過程3')自旋對稱，并且使經(jīng)由解離反應(yīng)(過程3)對這些分子(主體和藍(lán)色摻雜劑)的損害最小化，其限制條件為t*→tm的速率大于t*→d，其中d是eml中的摻雜劑或主體的解離態(tài)。tm的激發(fā)態(tài)然后經(jīng)由過程4'轉(zhuǎn)移回到藍(lán)色摻雜劑或主體(tm→t1)，導(dǎo)致輻射復(fù)合(過程1)；或通過與鄰近三重態(tài)(或極化子態(tài))的額外碰撞再循環(huán)回到t*，tta(過程2)。過程3'和4'最可能經(jīng)由快速放熱dexter轉(zhuǎn)移進(jìn)行。還有可能的是，熱三重態(tài)向tm可能導(dǎo)致管理摻雜劑自身經(jīng)由tm→dm(過程4)解離，即其中管理摻雜劑充當(dāng)eml的犧牲添加劑。過程4是非所要的，因為有效管理劑的數(shù)目隨時間減少，向主體和藍(lán)色摻雜劑提供較少保護(hù)。盡管如此，即使在此情況下，其仍可以增加裝置穩(wěn)定性。
如以上論述所展示，有效管理摻雜劑具有最低三重態(tài)能量tm，其介于多重激發(fā)態(tài)能量t*與主體和藍(lán)色摻雜劑的最低三重態(tài)能量t1的能量之間。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，有效管理摻雜劑將使得從藍(lán)色摻雜劑向管理劑的能量轉(zhuǎn)移t*→tm的速率與藍(lán)色摻雜劑解離成解離狀態(tài)t*→d(過程3)的速率相比相當(dāng)或更大，其中d是eml中的藍(lán)色摻雜劑或主體的解離態(tài)。另外，優(yōu)選的是，管理摻雜劑是充分穩(wěn)定的材料，使得管理劑經(jīng)由解離反應(yīng)的降解(過程4)不會比非受管裝置中的主體或藍(lán)色摻雜劑的降解(經(jīng)由過程3)發(fā)生得更早。
實驗
本發(fā)明人使用n-雜環(huán)碳烯(nhc)ir(iii)絡(luò)合物作為藍(lán)色摻雜劑和管理劑兩者。具體來說，相對穩(wěn)定藍(lán)色摻雜劑三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶]銥(iii)[ir(dmp)3]和主體4,4'-雙[n-(1-萘基)-n-苯基-氨基]-聯(lián)苯(mcbp)分別具有2.7ev和2.8ev的t1，最低三重態(tài)能量。這些分子受作為eml中的管理摻雜劑的經(jīng)式-三-(n-苯基,n-甲基-吡啶并咪唑-2-基)銥(iii)[mer-ir(pmp)3]保護(hù)。mer-ir(pmp)3和ir(dmp)3的分子式展示如下：
管理劑的特征在于相對強的金屬-配位體鍵和136℃的高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg。管理劑mer-ir(pmp)3的最低三重態(tài)能量tm從其峰值磷光光譜(λ＝454nm)計算為≈2.8ev，而管理劑的磷光光譜的起點在λ＝400nm處開始，對應(yīng)于3.1ev(參看圖7a)。因此，mer-ir(pmp)3滿足了管理摻雜劑的能量需求。如下文描述的數(shù)據(jù)所展示，與非受管理藍(lán)色pholed相比，對于受管理裝置觀察到pholed壽命的顯著增加。
受管理pholed的性能
圖4展示了受管理裝置的能級圖。藍(lán)色摻雜劑的homo與主體的homo相比的較低能量(>1ev)表明，空穴轉(zhuǎn)移主要由摻雜劑分子負(fù)載并且僅略微由管理劑負(fù)載，而電子由具有幾乎相同lumo能量的主體和管理劑兩者輸送(參看以下補充信息s1章節(jié)中的論述)。分級控制pholed和受管理pholed的eml摻雜方案給出于圖5a和5b中(分別標(biāo)示為grad和s0；參看以下方法章節(jié)中的論述)。對于grad裝置，藍(lán)色摻雜劑的濃度從eml/空穴輸送層(htl)界面到eml/電子輸送層(etl)界面從18到8體積％線性分級以實現(xiàn)激子和極化子在整個區(qū)域中的均勻分布。此結(jié)構(gòu)在工業(yè)中已經(jīng)顯示具有減少的雙分子消滅，并且因此實現(xiàn)了與常規(guī)非分級eml裝置(標(biāo)示為conv；參看以下方法章節(jié))相比延長的壽命。
在裝置s0中，3體積％的管理劑均勻地?fù)诫s遍及eml，并且藍(lán)色摻雜劑的濃度從eml/htl界面到eml/etl界面從15到5體積％分級。為了研究eml內(nèi)的導(dǎo)致操作壽命最長的管理劑位置，管理劑在分級裝置s1到s5的50nm厚eml內(nèi)的各個位置以3體積％摻雜到10nm厚區(qū)域中。分級裝置s1到s5中摻雜有管理劑的10nm厚區(qū)域的位置分別展示于圖6a-6e中。除了具有管理劑的區(qū)域，裝置s1到s5中的eml的剩余部分與gradpholed相同。
圖7a展示了裝置grad、s0、s3和s5在j＝5ma/cm2的電流密度下測量的電致發(fā)光(el)光譜。gradpholed和受管理pholed展現(xiàn)幾乎相同的el光譜，國際照明委員會(commissionintermationaledel’elcairage，cie)色度坐標(biāo)是[0.16,0.30]。這證實了，在受管理pholed中，輻射復(fù)合僅僅在藍(lán)色摻雜劑上進(jìn)行而不涉及從管理劑的發(fā)射。注意，激子可以通過直接電子-空穴復(fù)合在管理劑上形成或經(jīng)由過程3'從熱三重態(tài)轉(zhuǎn)移(展示于圖3中)。因為管理劑的最低三重態(tài)的能級tm是2.8ev，其高于藍(lán)色摻雜劑的最低三重態(tài)的能級t12.7ev，所以管理劑上的三重態(tài)經(jīng)由圖3中的過程4'高效地轉(zhuǎn)移回到藍(lán)色摻雜劑。
圖7b和7c展示了裝置grad、s0、s3和s5的電流密度-電壓(j-v)和外部量子效率(eqe)-j特征。以下提供的表1概述了在l0＝1,000cd/m2下其el特征的性質(zhì)。受管理pholeds0到s5的初始操作電壓(v0)比grad裝置高約1v。這與管理劑與藍(lán)色摻雜劑相比較低的空穴遷移率一致。舉例來說，當(dāng)小濃度(<5體積％)的管理劑作為相同量的藍(lán)色摻雜劑的替代物添加時，裝置電阻略增加(參看以下補充信息s1章節(jié))。這歸因于管理劑的homo能級5.3±0.1ev與藍(lán)色摻雜劑的homo能級4.8±0.1ev的差異，產(chǎn)生阻礙管理劑分子之間的空穴輸送的小能障。受管理pholed在l0＝1000cd/m2下的eqe略(<1.0％)高于grad裝置的eqe，導(dǎo)致實現(xiàn)相同l0需要的驅(qū)動電流密度的最大差異j0<0.6ma/cm2。
表1grad和受管理pholed(s0-s5)在l0＝1,000cd/m2下的電致發(fā)光和壽命特征
cie在j＝5ma/cm2的電流密度下測量。
所測量的值的誤差是來自三個裝置的標(biāo)準(zhǔn)差。
圖8a展示了grad和受管理pholeds0、s3和s5的操作電壓增加δv(t)＝v(t)-v0和標(biāo)準(zhǔn)化亮度損失l(t)/l0的時間演化。對于這些實驗，pholed在恒定電流下連續(xù)地操作以在t＝0小時時得到l0＝1,000cd/m2。表1概述了gradpholed和受管理pholed的壽命特征(t90、t80和相應(yīng)δv(t))。受管理pholed(s0到s5)相對于grad裝置具有增加的t90和t80。舉例來說，最長壽命的裝置s3具有141±11和334±5小時的t90和t80，分別對應(yīng)于與grad裝置相比200±30％和90±10％的增加。當(dāng)與conv裝置相比時，s3實現(xiàn)分別為440±120和260±40％的t90和t80增加。在此研究中，t90和t80用以確定激發(fā)態(tài)管理的短期和長期有效性，指示其在基于pholed的顯示器和照明應(yīng)用中的潛在使用。盡管這些應(yīng)用可能施加稍微不同的要求(例如分別為t95或t70)，但t90和t80兩者的一致增加表明管理劑可用于兩種應(yīng)用。
管理劑所致的壽命增加從t90到t80的減少(例如對于s3，200±30％到90±10％)歸于管理劑分子經(jīng)由過程4的降解。然而，將管理劑濃度增加到大于3體積％歸因于其較低空穴遷移率而導(dǎo)致較高操作電壓。裝置效率和壽命可以通過使用比mer-ir(pmp)3更穩(wěn)定并且電荷輸送能力更高的管理劑分子而進(jìn)一步增加。
圖8b展示了grademl中在j0＝5ma/cm2下測量的三重態(tài)密度分布n(x)，其中x是距eml/htl界面的距離(參看以下方法和補充s2章節(jié)中的論述)。在圖8b的下圖中展示受管理pholed(s1到s5)的t90和t80值相對于其在eml中的位置。舉例來說，對于具有最大t90和t80值的s3裝置，其管理劑分子在距htl/eml界面為20nm<x<30nm的距離x處位于10nm厚區(qū)域中。根據(jù)圖8b中的上圖，s3中的管理劑分子的位置相對于其它受管理裝置具有最高激子密度。因此，預(yù)期管理劑的有效性在裝置s3中反射的位置處最大。完整受管理pholed組(s1到s5)的t80和t90數(shù)據(jù)可以見于表1中。
最終，維持受管理pholed的恒定電流密度j0所需的電壓變化δv(t)大于gradpholed，而其亮度退化更慢。參看圖8a。這表明形成了對亮度不具有影響的極化子陷阱。
討論
通過分子解離降解的產(chǎn)物可以在任何和所有pholed層中形成，但位于eml中的降解產(chǎn)物在影響裝置亮度方面起主要作用。另一方面，裝置操作電壓的變化可能起因于eml內(nèi)和外產(chǎn)生的缺陷。因此，理解裝置壽命的前提是，pholed中的缺陷的能量學(xué)和位置兩者可能以不同方式影響其性能。為了模型化壽命數(shù)據(jù)，我們假定兩種類型的解離產(chǎn)物或缺陷a和b(qa和qb分別代表解離產(chǎn)物a和b的量)由eml內(nèi)的熱三重態(tài)產(chǎn)生。參考圖9a，為簡單起見，qa和qb兩者都假定為空穴陷阱，與qb相比，qa位于主體和摻雜劑的能隙中的更深處?？昭ㄍㄟ^藍(lán)色摻雜劑和管理劑輸送，并且可能由qa和qb俘獲。電子通過主體和管理劑輸送。圖9b展示了既定eml中的三重態(tài)激子狀態(tài)的能量圖。“新鮮”裝置中歸因于電荷復(fù)合的三重態(tài)激子的來源是雙重的：主體與藍(lán)色摻雜劑之間產(chǎn)生的三重態(tài)激發(fā)復(fù)合物(et,激發(fā)復(fù)合物)，和管理劑上直接形成的三重態(tài)激子(et,管理劑)。兩者都可以放熱轉(zhuǎn)移到藍(lán)色摻雜劑的激子(et,藍(lán)色)。深陷阱qa具有低能量三重態(tài)以淬滅激子(et,qa)，而淺陷阱qb(et,qb)將激子轉(zhuǎn)移到較低能量位點。兩種陷阱當(dāng)填充時都帶電，導(dǎo)致電壓增加δv(t)。對于qa上俘獲的空穴，發(fā)生肖克萊-里德-霍爾(shockley-read-hall，srh)非輻射復(fù)合。同樣，經(jīng)由qa的三重態(tài)進(jìn)行激子淬滅導(dǎo)致亮度降低。另一方面，淺qb缺陷可以捕獲激發(fā)態(tài)，所述激發(fā)態(tài)隨后轉(zhuǎn)移到藍(lán)色摻雜劑，并且因此不會影響pholed亮度。注意，藍(lán)色摻雜劑上的三重態(tài)能量(在能量et,藍(lán)色下)從藍(lán)色摻雜劑上的空穴與主體上的電子之間最初形成的激發(fā)復(fù)合物狀態(tài)(et,激發(fā)復(fù)合物)轉(zhuǎn)移，以及從管理劑上直接形成的激子(et,管理劑)轉(zhuǎn)移。后者是可能的，因為如圖9a和9b中的能量方案所暗示，管理劑顯示為輸送既定eml中的電子和空穴兩者(參看補充信息s1)。
基于這些考慮因素，本發(fā)明人已經(jīng)通過擬合conv、grad和受管理pholed的l(t)/l0和δv(t)而定義了一種壽命模型(參看圖8b和以下方法章節(jié))。最佳擬合通過假定eml中產(chǎn)生的缺陷是tta的結(jié)果而提供(參看以下補充信息s3中的論述)。這與本發(fā)明人先前的結(jié)論不同，所述先前的結(jié)論要求tpa是導(dǎo)致失效的主要路徑，但注意到，tpa和tta兩者都可能在缺陷形成中具活性。實際上，tpa還是tta是主要降解機制取決于若干因素，包括用于主體和客體的材料的細(xì)節(jié)、eml內(nèi)的電荷和激子在特定電流密度下的分布等等。在任一情況下，本發(fā)明人的模型暗示了激發(fā)熱三重態(tài)為所研究的受管理pholed中的亮度損失和操作電壓上升的根源。因此，在具有最高激子密度的區(qū)域中引入三重態(tài)管理劑應(yīng)導(dǎo)致壽命最長，如圖7b中顯而易見，s3pholed的情況的確如此。
所述模型還包括eml外的層降解導(dǎo)致操作電壓增加而不影響亮度的效應(yīng)。其包括電荷輸送(即htl和etl)或阻擋材料和電極的降解，其全部通常在老化裝置中觀察到。此“外部”降解被假定歸因于密度的極化子誘導(dǎo)性電荷陷阱qext(ref.)。然而，不同于qa和qb，qext僅考慮δv并且不考慮δl(參看方法中的方程式(6)和補充s3)。為模型的簡單起見，假定裝置的電荷和激子阻擋性質(zhì)隨時間無變化。
表2概述了用于擬合conv、grad和受管理pholed的壽命數(shù)據(jù)的參數(shù)。
模型參數(shù)的誤差是擬合的95％置信區(qū)間。
缺陷產(chǎn)生速率kqa和kqb對于大多數(shù)裝置類似，在受管理pholed中產(chǎn)生幾乎類似的qa和qb，其小于grad和conv裝置經(jīng)相同操作時間段t的qa和qb。舉例來說，對于t＝100小時，受管理s3裝置中的qa和qb分別是(5.4±0.1)和(5.5±0.1)×1016cm-3，而grad裝置中的qa和qb是(6.1±0.2)和(6.3±0.1)×1016cm-3，并且conv裝置中的qa和qb是(7.3±0.2)和(8.2±0.1)×1016cm-3。導(dǎo)致亮度損失的途徑是：(i)qa上的俘獲空穴與電子之間在速率kqnqan下的srh復(fù)合，和(ii)通過qa經(jīng)由kqnqan的直接激子淬滅。此處，kqn和kqn分別是降低的郎之萬(langevin)和缺陷-激子復(fù)合速率，并且n和n分別是電子和激子的穩(wěn)態(tài)密度(參看以下方法章節(jié)中的方程式(3))。受管理pholed與conv和grad裝置相比兩種術(shù)語的減少都主要歸于其相應(yīng)較低的qa，這導(dǎo)致其亮度退化速率降低。
三重態(tài)激子在其自然衰減時間
對于大多數(shù)裝置，kqnqan和kqnqan對亮度退化的相對比重分別是90％和10％。這表明，srh復(fù)合是老化裝置中的主要亮度損失機制。此復(fù)合機制由存在大密度的注入極化子產(chǎn)生，所述極化子在激子形成之前損失。
當(dāng)產(chǎn)生激發(fā)熱三重態(tài)時，分子解離很可能經(jīng)由芳香族主體(例如mcbp)中的相對弱c-n鍵進(jìn)行。然而，在藍(lán)色發(fā)射裝置中，所有分子鍵因激發(fā)熱三重態(tài)的極高能量而對于解離是脆弱的(其中能級t*為約5.4-6ev)。也就是說，qa和qb可以由許多可能的分子片段或缺陷物質(zhì)產(chǎn)生，但出于我們的目的，我們簡單地指定兩個離散能級而無不鑒別特定物質(zhì)。此假設(shè)可以導(dǎo)致空穴俘獲速率(kqp)與從模型提取的其它參數(shù)相比不確定性略大(參看表2)。盡管如此，我們注意到，受管理pholed的kqp通常高于conv或grad裝置的kqp，可能由起因于多種物質(zhì)的能級引起。這由受管理pholed中的小qa密度、qb上的額外激子產(chǎn)生抵消(參看方程式(3))，并且經(jīng)由較小kqn值減少激子損失。
與conv和grad裝置相比，受管理pholed具有較低的激子-缺陷相互作用速率(kqn)，表明較少激子歸因于通過qa淬滅而消除(參看圖9c)。現(xiàn)在，受管理pholed的
圖9d展示了conv、grad和受管理pholed的δveml(t)/v0和δvext(t)/v0，其是在t＝100小時時由eml內(nèi)和外的缺陷(即，分別是qa+qb和qext)誘導(dǎo)的總電壓上升相對于v0的相對比重。與受管理裝置相比，conv和gradpholed歸因于eml中的較高缺陷密度而具有相對高的δveml(t)。此外，注意，總電壓上升的相對比重對于還具有稍高v0的電阻裝置(即grad和受管理pholed與convpholed相比)通過qext控制。歸因于此考慮因素的缺乏，先前模型低估了δv(t)或添加定值以解釋模型與測量值之間的偏差(還參看以下補充信息s3章節(jié)中的論述)。
導(dǎo)致電壓上升δvext(t)的qext產(chǎn)生速率是kqext，其對于受管理pholed通常高于conv和gradpholed。這由裝置歸因于厚eml的較高電阻率以及管理劑相對于藍(lán)色摻雜劑的低空穴遷移率產(chǎn)生(參看圖3b和以下補充信息s1章節(jié)中的論述)。使用基于空間電荷限制輸送的簡單近似，與gradpholed中的eml的有效遷移率相比，受管理eml中的有效遷移率降低接近20％。歸因于受管理裝置中的限制空穴輸送，其htl中的極化子密度增加，促進(jìn)其降解。注意，當(dāng)從擬合提取kqext和因此δvext(t)時，使用在j0下eml中的極化子密度。然而，kqext應(yīng)更準(zhǔn)確反映輸送層中歸因于通過qext的電荷俘獲和因此層導(dǎo)電性降低的極化子密度。與其它參數(shù)相比，此簡化假設(shè)在裝置之中導(dǎo)致其大的變化。
總之，l(t)/l0通過假定eml中深(qa)和淺缺陷(qb)兩者的形成而準(zhǔn)確模型化。然而，為了全面考慮δv(t)，pholed的其它非發(fā)光層中形成的缺陷(qext)必須也考慮在內(nèi)。
最終，本文所述的激發(fā)熱三重態(tài)管理策略還可以適用于延長基于tadf發(fā)射的oled的壽命。類似于電致磷光，tadf工藝基于在典型地大于5μs的自然壽命下產(chǎn)生三重態(tài)。因此，這些裝置原則上應(yīng)經(jīng)歷與pholed相同的降解過程。實際上，迄今為止，tadfoled已經(jīng)展示出顯著短于基于磷光的oled的壽命，所述問題對于藍(lán)色發(fā)射再次尤其嚴(yán)峻。
總之，本發(fā)明人引入了一種管理熱激發(fā)態(tài)的策略，所述熱激發(fā)態(tài)否則的話將導(dǎo)致解離反應(yīng)并且劣化較高能量發(fā)射體、尤其藍(lán)色pholed的操作穩(wěn)定性。通過在pholedeml中引入激發(fā)態(tài)管理劑，可以達(dá)到較長壽命(參看以下補充信息s4章節(jié)中的論述)。我們的發(fā)現(xiàn)強調(diào)了除了對于穩(wěn)定摻雜劑、主體和輸送材料的需求之外，基于物理學(xué)的解決方案的重要性，所述解決方案例如激發(fā)態(tài)管理或進(jìn)一步增加藍(lán)色pholed的壽命的類似方法?；谖覀兊难芯浚覀兘ㄗh，成功管理劑分子所需的性質(zhì)如下：(i)高分子穩(wěn)定性，(ii)介于主體與摻雜劑分子之間的寬能隙和其熱激發(fā)態(tài)，(iii)與eml組分的顯著分子軌道重疊，以確保在分子降解之前的快速能量轉(zhuǎn)移，和(iv)可以幫助電荷輸送的能量和形態(tài)性質(zhì)。我們還開發(fā)了一種現(xiàn)象理論，其確定裝置中存在的缺陷的作用和特征。
基于本發(fā)明，根據(jù)一實施例，公開了一種有機發(fā)光裝置，例如pholed或其它oled。所述有機發(fā)光裝置包含：陽極；陰極；和安置在所述陽極與所述陰極之間、包含發(fā)射層的有機層，其中所述發(fā)射層包含主體材料、第一摻雜劑和第二摻雜劑。所述第一摻雜劑是發(fā)射摻雜劑，并且具有一解離能級，在所述解離能級下多重激發(fā)激子和/或極化子經(jīng)歷可能會導(dǎo)致對主體分子的損害的解離反應(yīng)。一般來說，大多數(shù)損害反應(yīng)處于摻雜劑上的激子和主體上的極化子經(jīng)歷三重態(tài)-極化子淬滅時，這典型地將導(dǎo)致對主體的損害。所述第二摻雜劑是激發(fā)能態(tài)管理摻雜劑。所述第二摻雜劑構(gòu)成2-10體積％之間的所述發(fā)射層，并且具有最低三重態(tài)能級tm，所述能級高于所述主體和所述第一摻雜劑兩者的最低三重態(tài)能級t1并且低于所述第一摻雜劑的多重激發(fā)能級t*。
一般來說，所述第一摻雜劑可以是磷光發(fā)射摻雜劑或熒光發(fā)射摻雜劑。所述第一摻雜劑還可以是經(jīng)選擇以提供熱激活延遲熒光(tadf)的摻雜劑。所述摻雜劑可以是發(fā)射任何色彩的光的摻雜劑，但預(yù)期本發(fā)明的益處將尤其適合于藍(lán)色發(fā)射摻雜劑或在小于或等于500nm的波長中發(fā)射的摻雜劑。
在一些優(yōu)選實施例中，所述第二摻雜劑構(gòu)成小于或等于6體積％的所述發(fā)射層。在一些優(yōu)選實施例中，所述第二摻雜劑構(gòu)成小于或等于3體積％的所述發(fā)射層。
在一些優(yōu)選實施例中，所述第二摻雜劑位于所述發(fā)射層中的在所述發(fā)射層內(nèi)具有最高激子密度的區(qū)域中。
在一些實施例中，所述有機發(fā)光裝置進(jìn)一步包含：提供于所述發(fā)射層eml與所述陽極之間并且與所述eml直接接觸并且形成htl/eml界面的空穴輸送層htl；和提供于所述eml與所述陰極之間并且與所述eml直接接觸并且形成etl/eml界面的電子輸送層etl；其中所述第一摻雜劑以線性分級濃度水平存在于所述發(fā)射層中，在所述htl/eml界面處處于最高濃度水平并且在所述etl/eml界面處處于最低濃度水平。
管理摻雜劑候選物
根據(jù)一些實施例，第二摻雜劑(激發(fā)能量管理摻雜劑)可以選自以下基于咔唑的化合物。這些候選化合物具有大于2.9ev的高t1三重態(tài)能量，其適用于在小于500nm的波長下發(fā)射的pholed或熒光oled。這些候選化合物還具有針對形態(tài)穩(wěn)定性的大于100℃的tg玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
根據(jù)一些實施例，第二摻雜劑可以選自以下基于鉑的化合物：
方法
裝置制造和表征-使得用于產(chǎn)生實驗數(shù)據(jù)的pholed通過在圖案化氧化銦錫(ito)玻璃襯底(視覺科技系統(tǒng)有限公司(visionteksystemsltd.),聯(lián)合王國(unitedkingdom))上在4×10-7托的基準(zhǔn)壓力下真空升華而生長。使用蔽蔭掩模將裝置面積界定為2mm2，并且grad和受管理pholed的裝置結(jié)構(gòu)如下：70nmito作為陽極/5nmhatcn作為空穴注入層(hil)/10nmcpd作為空穴輸送層(htl)/50nmeml/5nmmcbp:ir(dmp)38體積％作為激子阻止層(esl)/5nmmcbp作為空穴阻擋層(hbl)/25nmalq3作為電子輸送層(etl)/1.5nmliq作為電子注入層/100nm鋁作為陰極。常規(guī)pholed(conv)具有以下結(jié)構(gòu)：5nmhatcn/30nmcpd/35nm13體積％ir(dmp)3均勻地?fù)诫s于mcbp中/5nmmcbp/25nmalq3/1.5nmliq/100nm鋁。此處，hatcn是二吡嗪并[2,3,-f:2',3'-h]喹喔啉2,3,6,7,10,11-六腈的化學(xué)首字母縮寫詞，cpd是n,n'-二(苯基-咔唑)-n,n'-雙-苯基-(1,1'-聯(lián)苯)-4,4'-二胺，alq3是三-(8-羥基喹啉)鋁，并且liq是8-羥基喹啉基-li。此處，安置esl以便防止激子從管理劑滲漏到hbl(即純mcbp層)，尤其用于受管理pholeds0和s5。esl保持于其它裝置中以便一致。hatcn和alq3購自發(fā)光技術(shù)公司(luminescencetechnologycorporation),臺灣(taiwan)，并且cpd來自p&h技術(shù)(p&htechnology),韓國(southkorea)。mcbp和ir(dmp)3由通用顯示器公司(universaldisplaycorporation),美國(unitedstates)提供，并且mer-ir(pmp)3根據(jù)李j.(lee,j.)等人具有極高亮度和效率的深藍(lán)色磷光有機發(fā)光二極管(deepbluephosphorescentorganiclight-emittingdiodeswithveryhighbrightnessandefficiency).自然材料(nat.mater.)15,92-98(2016)中描述的程序合成。pholed的j-v-l特征使用參數(shù)分析儀(hp4145，休利特-帕卡德(hewlett-packard))和經(jīng)校準(zhǔn)si-光電二極管(fds1010-cal，托爾拉伯(thorlab))根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程序測量。參看例如佛利斯特s.r.(forrest,s.r.),布拉德萊d.d.c.(bradley,d.d.c.)和湯普森m.e.(thompson,m.e.)測量有機發(fā)光裝置的效率(measuringtheefficiencyoforganiclight-emittingdevices).先進(jìn)材料(adv.mater.)15,1043-1048(2003)。pholed發(fā)射光譜使用經(jīng)校準(zhǔn)光譜儀(usb4000，海洋光學(xué)(oceanoptics))記錄。對于壽命測試，pholed通過恒定電流源(u2722，安捷倫(agilent))操作，并且亮度和電壓信號通過數(shù)據(jù)記錄器(安捷倫34972a)收集。
通過δ摻雜傳感的激子分布測量-通過插入厚度為約
其中isens(λ,x)是在x處具有△摻雜pqir的傳感裝置的發(fā)射光譜，由分別具有相對重量apqir(x)和air(dmp)3(x)的ir(dmp)3的光譜[iir(dmp)3(λ)]和pqir的光譜[ipqir(λ)]組成。然后，“出耦”激子密度ηout(x)n(x)等于pqir上在x處發(fā)射的激子的相對數(shù)目，即
此處，eqe是從傳感裝置提取的光子的總數(shù)目，并且因此，方程式的右手側(cè)給出了在位置x處或從pqir發(fā)射的激子的相對數(shù)目。a是標(biāo)準(zhǔn)化因子，使得∫emln(x)dx＝1.ηout(x)是基于格林函數(shù)分析(green'sfunctionanalysis)的出耦效率(史利比k.(celebi,k.),海德爾t.d.(heidel,t.d.)和巴爾多m.a.(baldo,m.a.)多層堆疊中的偶極能量輸送使用并矢格林函數(shù)的簡化計算(simplifiedcalculationofdipoleenergytransportinamultilayerstackusingdyadicgreen’sfunctions).光學(xué)快報(opt.express)15,1762-1772(2007))，經(jīng)計算為eml中在x處的偶極出耦到空氣的能量部分。
因為△摻雜pqir的厚度小于單層，所以pqir分子空間上分散，避免因濃度淬滅的激子損失。與先前使用的1-2nm厚摻雜傳感層相對，△摻雜傳感層僅稍微影響電荷輸送。這導(dǎo)致在有pqir在不同x處插入的傳感裝置之中在j0下操作電壓變化小于<0.5v(圖8b，下，并且參看補充信息s2)。
壽命退化模型-空穴(p)、電子(n)和激子(n)的比率方程式給出如下：
此處，存在兩種不同時間標(biāo)度：t'，電荷輸送和能量轉(zhuǎn)移時間的標(biāo)度(約數(shù)微秒)；和t，歸因于缺陷形成(qa(x,t)和qb(x,t))的裝置退化時間的標(biāo)度(約數(shù)小時)，由吉賓克n.c.(giebink,n.c.)等人磷光小分子有機發(fā)光裝置中歸因于雙分子消滅反應(yīng)的本質(zhì)性亮度損失(intrinsicluminancelossinphosphorescentsmall-moleculeorganiclightemittingdevicesduetobimolecularannihilationreactions).應(yīng)用物理學(xué)雜志(j.appl.phys.)103,44509(2008)推斷。三重態(tài)衰減壽命是τn＝1.4±0.1μs，獲自grad和受管理pholed的薄膜eml的瞬態(tài)pl衰減。此外，g(x)＝j(luò)0·n(x)/e·∫emln(x)dx是在電流j0下歸因于電荷注入的激子產(chǎn)生速率，γ＝e(μp+μn)/εrε0是郎之萬復(fù)合率，其中e是基本電荷，μn和μp分別是eml中的電子和空穴遷移率，并且ε0和εr～3分別是真空和相對電容率。由此斷定，kqn＝eμn/εrε0是降低的郎之萬復(fù)合率，描述固定俘獲空穴與即將到來的電子的復(fù)合。
由在速率kqa和kqb下的tta增加產(chǎn)生的qa和qb的陷阱密度給出如下：
方程式(3)在穩(wěn)態(tài)條件(t'→∞)下求解，分別得到
l(t)/l(0)＝∫n(x,t)ηb(x)dx方程式(5)
和
此處，ηb(x)是在x處發(fā)射的激子的出耦效率，并且qext(x',t)被引入以考慮由eml外存在的陷阱所引起的電壓上升。
補充信息s1：pholed的發(fā)射層(eml)中的輸送機制
僅空穴的(ho)和僅電子的(eo)裝置的結(jié)構(gòu)如下：
ho裝置-ito(經(jīng)紫外-臭氧處理)/5nmhatcn/10nmcpd/40nmemlx/10nmcpd/5nmhatcn/100nm鋁。
eo裝置-ito(未經(jīng)處理)/5nmalq3/10nmmcbp/40nmemlx/10nmmcbp/5nmalq3/1.5nmliq/100nm鋁。
此處，ho和eo裝置具有相同eml組成(標(biāo)示為eml1-eml4)，藍(lán)色摻雜劑[ir(dmp)3]和管理劑[mer-ir(pmp)3]以各種濃度摻雜到主體(mcbp)中。具體來說，
eml1-mcbp:ir(dmp)3,85:15體積％
eml2-mcbp:ir(dmp)3:mer-ir(pmp)3，85:10:5體積％
eml3-mcbp:ir(dmp)3:mer-ir(pmp)3，80:15:5體積％
eml4-mcbp:ir(dmp)3:mer-ir(pmp)3，75:15:10體積％
張y.(zhang,y.),李j.(lee,j.)和佛利斯特s.r.,藍(lán)色磷光有機發(fā)光二極管的壽命的十倍增加(tenfoldincreaseinthelifetimeofbluephosphorescentorganiclight-emittingdiodes),自然通訊(nat.commun.)5,(2014)顯示，在eml1中電子通過主體輸送而空穴主要在藍(lán)色摻雜劑之間跳躍。因此，本發(fā)明人進(jìn)行此實驗以鑒別電荷輸送特征如何通過在既定eml中包括管理劑而改性。
ho裝置的架構(gòu)示意性地展示于圖10a中。eo裝置的架構(gòu)示意性地展示于圖10b中。兩種類型具有相同eml結(jié)構(gòu)，由藍(lán)色摻雜劑[ir(dmp)3]和管理劑[mer-ir(pmp)3]以變化的濃度摻雜到主體(mcbp)中構(gòu)成。
根據(jù)ho裝置的電流密度(j)-電壓(v)特征，我們可以推斷，空穴通過藍(lán)色摻雜劑和管理劑兩者輸送。通過藍(lán)色摻雜劑的空穴注入和輸送顯示為比通過管理劑的空穴注入和輸送更高效(參看ho裝置的j-v，eml1相較于eml2)。這大概歸因于管理劑的更穩(wěn)定的最高占用分子軌道(homo)能級(5.3±0.1相較于藍(lán)色摻雜劑的4.8±0.1ev)。然而，在較高電壓(v>6v)下，管理劑也促進(jìn)空穴輸送(參看ho裝置的eml1相較于eml3和eml4)。
根據(jù)eo裝置，發(fā)現(xiàn)如果藍(lán)色摻雜劑的濃度固定在15體積％下，那么裝置的導(dǎo)電性無關(guān)于管理劑和主體濃度的變化而接近恒定(參看eml1、eml2和eml4)。因此，我們可以推斷，電子通過主體和管理劑兩者輸送，大概歸因于其相同最低未占用分子軌道(lumo)＝1.5±0.1ev。
此測量表明，管理劑在受管理eml中傳導(dǎo)電子和空穴兩者，這可能導(dǎo)致管理劑上的直接激子形成。
補充信息s2：pholed的eml中的局部激子密度分布
圖12a展示了在位置x'處探測eml中的局部三重態(tài)密度的示意圖。在x'處，插入
圖12b展示了在j＝0.1、1、5、10和100ma/cm2的不同電流密度下gradpholed(參看文字)的eml的局部三重態(tài)激子密度分布n(x)。在低j<0.1ma/cm2下，激子在接近eml的陰極側(cè)形成，表明比電子更高效的空穴滲透和輸送。這是因為電子必須首先克服電子輸送層(alq3)與空穴阻擋層(mcbp)之間約為0.5ev的lumo能障來注入到eml中。然而，在較高j或高電場條件下，克服lumo能障的電子淹沒eml中的空穴，并且因此，激子分布朝陽極側(cè)偏移。注意，空穴輸送層(htl)與eml之間的界面(x＝0)處的n(x)非零，與eml直接面對空穴注入層hatcn的情況(其淬滅附近的全部激子)相對。然而，n(x)顯著下降到接近x～0nm的低值，表明htl的三重態(tài)能量并未高到足以高效地防止全部激子從eml滲漏。另一方面，未觀察到來自htl的熒光，指示通過htl的高效電子阻擋。
在grad和受管理pholed的壽命模型中，使用在接近其操作條件的j＝5ma/cm2下的n(x)。如圖12c中所示，在不同位置處具有超薄pqir的傳感裝置的操作電壓幾乎類似，表明包括傳感層并不會顯著改性eml中的電荷輸送。這證實了所測量激子分布的正確性。
補充信息s3：壽命模型的驗證
圖13a展示了在支持壽命模型的pholed結(jié)構(gòu)上形成的缺陷的可能位置。空穴輸送層(htl)、eml和電子輸送層(etl)中的缺陷密度分別是qhtl、qeml和qetl。所有這些缺陷都俘獲自由電荷載流子(假定為模型中的空穴)，并且取決于其位置和密度，其促進(jìn)裝置的操作電壓隨時間的上升δv(t)，即
在我們的模型中，eml外形成的缺陷，即qhtl和qetl定義為外部缺陷，qext＝qhtl+qetl。參考圖13b和13c，實線和點線展示了使用各種模型的數(shù)據(jù)的模型擬合(由正方形數(shù)據(jù)點表示)，所述模型各自具有圖例中所提到的不同缺陷組合。圖13b中提供的圖例適用于圖13b和13c兩者。受管理pholeds1的壽命數(shù)據(jù)l(t)/l0(其中l(wèi)0表示在時間0時的亮度并且l(t)表示在時間t之后的亮度)和δv(t)(即亮度退化和操作電壓變化的時間演化)用作一實例。圖13b展示了以正方形數(shù)據(jù)點繪制的亮度退化的時間演化。圖13c展示了以正方形數(shù)據(jù)點繪制的操作電壓上升。
與具有一組完整缺陷的模型(實線)相比，不包括qext的曲線(長虛線)低估了δv(t)，同時向l(t)/l0提供合理的擬合。這是因為l(t)/l0受eml內(nèi)的缺陷(qeml＝qa+qb)以及電子、空穴和激子影響，其通過j0的恒定電流密度和g(x)＝j(luò)0·n(x)/e∫emln(x)dx的測量復(fù)合分布確定。另一方面，如模型所展示，eml內(nèi)發(fā)生的電壓上升[δveml(t)]不足以考慮δv(t)，并且因此eml外存在的缺陷[δvext(t)]應(yīng)考慮在內(nèi)。
如果在qext的情況下僅假定一種類型的eml缺陷(qa)，那么l(t)/l0和δv(t)兩者的模型擬合都偏離數(shù)據(jù)。這使模型中的淺缺陷(qb)的需要成為必要，所述缺陷俘獲電荷而且促進(jìn)激子產(chǎn)生。最終，來自假定qa和三重態(tài)-極化子消滅(tpa)用于缺陷產(chǎn)生的傳統(tǒng)模型的擬合也顯示為偏離數(shù)據(jù)。
圖13d和13e展示了使用缺陷產(chǎn)生速率kqn、kqa、kqb、kqp和kqext擬合壽命模型的參數(shù)的靈敏度。圖13d中提供的圖例適用于圖13d和13e兩者。根據(jù)計算的參數(shù)組(產(chǎn)生黑色實線，標(biāo)示為最佳)，單一參數(shù)在擬合的界限內(nèi)修改一數(shù)量級，而其它參數(shù)固定。結(jié)果顯示，缺陷產(chǎn)生速率kqn、kqa、kqb和kqp的變化使得所述模型顯著偏離數(shù)據(jù)。如圖13d中所示，kqext的變化不影響l(t)/l0，而其在很大程度上影響δv(t)，與圖13b和13c中展示的數(shù)據(jù)一致。
圖13f和13g分別展示了生成態(tài)(新鮮)和老化的受管理pholeds3的j-v-l和eqe-j特征。老化的s3通過恒定j0＝5.29ma/cm2驅(qū)動約550小時，這時l0＝1,000cd/m2的其初始亮度降低32％。兩種類型的裝置性能概述于表3中。
表3.新鮮和老化pholeds3的el特征.
*在j＝5ma/cm2下測量。
老化的s3的j-v特征與新鮮s3的j-v特征相比展示了朝較高電壓區(qū)域和微小斜率減小的平行轉(zhuǎn)變。這些趨勢指示了構(gòu)成裝置的材料的陷阱存在和所得降低的“有效”遷移率。為模型的簡單起見，不考慮例如電極退化的外部因素。在eqe-j特征中，降低的eqe歸于在低j下通過缺陷的非輻射復(fù)合和在較高j下的激子淬滅。
參考圖13h和13i中展示的模型擬合數(shù)據(jù)，我們還迫使參數(shù)kqn、kqa、kqb、kqp和kqext中的一者相對于其最終值小或大出一數(shù)量級，并且擬合中的誘導(dǎo)性偏差嘗試通過改變剩余四種參數(shù)來補償。圖13h和13i顯示，所得模擬全部無法擬合電壓上升數(shù)據(jù)，而具有變化的kqn、kqp和kqext的一些模擬與亮度退化數(shù)據(jù)相當(dāng)一致。然而，考慮到這些擬合參數(shù)衍生自應(yīng)預(yù)測壽命和電壓特征兩者的耦合方程式，滿足這兩種特征中的僅一者的模型是不可接受的。這支持了壽命模型的正確性。
補充信息s4：報告的天藍(lán)色和青色pholed的壽命
*使用關(guān)系t(1,000cd/m2)＝t(l0)×(l0/1,000)外推。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述oled可以并入到以下中的一或多者中：消費型產(chǎn)品、電子組件模塊和照明面板。
與其它材料的組合
本文描述為可用于有機發(fā)光裝置中的具體層的材料可以與存在于所述裝置中的多種其它材料組合使用。舉例來說，本文所公開的發(fā)射摻雜劑可以與多種主體、輸送層、阻擋層、注入層、電極和其它可能存在的層結(jié)合使用。下文描述或提及的材料是可以與本文所公開的化合物組合使用的材料的非限制性實例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地查閱文獻(xiàn)以鑒別可以組合使用的其它材料。
hil/htl：
本發(fā)明中所用的空穴注入/輸送材料不受特別限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物典型地用作空穴注入/輸送材料即可?？赡艿牟牧系膶嵗?但不限于)：酞菁或卟啉衍生物；芳香族胺衍生物；吲哚并咔唑衍生物；含有氟烴的聚合物；具有導(dǎo)電性摻雜劑的聚合物；導(dǎo)電聚合物，例如pedot/pss；衍生自例如膦酸和硅烷衍生物的化合物的自組裝單體；金屬氧化物衍生物，例如moox；p型半導(dǎo)體有機化合物，例如1,4,5,8,9,12-六氮雜三亞苯六甲腈；金屬絡(luò)合物，和可交聯(lián)化合物。
ebl：
電子阻擋層(ebl)可以用以減少離開發(fā)射層的電子和/或激子的數(shù)目。與缺乏阻擋層的類似裝置相比，這種阻擋層在裝置中的存在可以產(chǎn)生實質(zhì)上較高的效率和或較長的壽命。此外，阻擋層可以用以將發(fā)射限制于oled的所要區(qū)域。在一些實施例中，與最接近ebl界面的發(fā)射體相比，ebl材料具有較高lumo(較接近真空能級)和/或較高三重態(tài)能量。在一些實施例中，與最接近ebl界面的主體中的一或多者相比，ebl材料具有較高lumo(較接近真空能級)和或較高三重態(tài)能量。在一個方面，ebl中所使用的化合物含有與下文描述的主體之一所使用相同的分子或相同的官能團(tuán)。
其它主體：
本發(fā)明的有機el裝置的發(fā)光層優(yōu)選含有至少發(fā)光摻雜材料，并且可以含有一或多種其它主體材料。主體材料的實例不受特別限制，并且可以使用許多金屬絡(luò)合物或有機化合物，只要主體的三重態(tài)能量大于發(fā)射摻雜劑的三重態(tài)能量即可。任何主體材料可以與任何摻雜劑一起使用，只要滿足三重態(tài)準(zhǔn)則即可。
發(fā)射體：
發(fā)射體實例不受特別限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物典型地用作發(fā)射體材料即可。適合發(fā)射體材料的實例包括(但不限于)可以經(jīng)由磷光、熒光、熱激活延遲熒光(即tadf，也稱為e型延遲熒光)、三重態(tài)-三重態(tài)消滅或這些工藝的組合產(chǎn)生發(fā)射的化合物。
hbl：
空穴阻擋層(hbl)可以用以減少離開發(fā)射層的空穴和/或激子的數(shù)目。與缺乏阻擋層的類似裝置相比，這種阻擋層在裝置中的存在可以產(chǎn)生實質(zhì)上較高的效率和/或或較長的壽命。此外，阻擋層可以用以將發(fā)射限制于oled的所要區(qū)域。在一些實施例中，與最接近hbl界面的發(fā)射體相比，hbl材料具有較低homo(距真空能級較遠(yuǎn))和或較高三重態(tài)能量。在一些實施例中，與最接近hbl界面的主體中的一或多者相比，hbl材料具有較低homo(距真空能級較遠(yuǎn))和或較高三重態(tài)能量。
在一個方面，hbl中所用的化合物含有用作上述主體的相同分子或相同官能團(tuán)。
etl：
電子輸送層(etl)可以包括能夠輸送電子的材料。電子輸送層可以是本質(zhì)的(未摻雜)或經(jīng)摻雜的。摻雜可以用以增強導(dǎo)電性。etl材料的實例不受特別限制，并且可以使用任何金屬絡(luò)合物或有機化合物，只要其典型地用以輸送電子即可。
應(yīng)理解，本文所述的各種實施例僅作為實例，并且無意限制本發(fā)明的范圍。舉例來說，本文所述的材料和結(jié)構(gòu)中的許多可以用其它材料和結(jié)構(gòu)來取代，而不脫離本發(fā)明的精神。如所要求的本發(fā)明因此可以包括本文所述的具體實例和優(yōu)選實施例的變化，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白。應(yīng)理解，關(guān)于本發(fā)明為何起作用的各種理論無意為限制性的。