[发明专利]具有掺杂层的有机发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管，其包括：

基板；

在与基板相同侧的第一种类的下电极和在与基板相对侧的第二种类的上电极，所述电极种类对应于阳极和阴极；

有机发射电致发光层，其置于下电极和上电极之间；

以及与所述电极之一接触的至少一个掺杂有机层，该层置于该电极和所述电致发光层之间，且如果与其接触的所述电极是阴极，则掺杂有施主掺杂剂，和/或如果与其接触的所述电极是阳极，则掺杂有受主掺杂剂。

本发明还涉及包括属于相同基板的这些二极管的阵列的照明面板或图像显示屏。

背景技术

如文献EP0498979(Toshiba)所教导(见第2页)，这样的掺杂有机层允许注入电荷并且使电荷在与其接触的电极之间传输，并且允许电致发光层与使用未掺杂的有机注入层和未掺杂的有机传输层时相比具有低得多的电阻。因此，用于此类二极管的的电源电压显著下降，且其发光效率得到改善。

代替现有技术的电荷注入和传输层，采用掺杂有机层用于注入和传输电荷(电子或空穴)在电致发光发射层中的优点在于两个方面，即以下两者：

电荷注入势垒的下降，和

电荷注入和传输层中欧姆损耗的减少，因为这些层由于掺杂而具有高的电导率。

因此，这两个已知的优点依赖于掺杂用于注入和传输电荷的有机层。然而，难于找到能同时优化所需注入属性和所需传输属性两者的材料掺杂水平。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种优化这两个优点的装置。

为此，本发明的主题是有机发光二极管，包括：

基板；

在与该基板相同侧的第一种类的下电极和在与该基板相对侧的第二种类的上电极，该电极种类对应于阳极和阴极；

有机发射电致发光层，置于该下电极和该上电极之间；

以及与所述电极之一接触的至少一个掺杂有机层，该层置于该电极和所述电致发光层之间，且如果与其接触的所述电极是阴极，则掺杂有施主掺杂剂，和/或如果与其接触的所述电极是阳极，则掺杂有受主掺杂剂，

在该二极管中，至少一个掺杂有机层的掺杂水平在该有机层和该层接触的电极之间的界面处比在该掺杂有机层的核心中高。

更准确地讲，与所述电极之一接触的层在所述接触电极是阴极时是被掺杂以施主掺杂剂的有机材料，和/或在所述接触电极是阳极时是被掺杂以受主掺杂剂的有机材料。术语“施主掺杂剂(donor dopant)”或“n掺杂剂”理解为意味着一种掺杂剂，其能够增加该材料的LUMO能级附近的电子能级密度，而术语“受主掺杂剂(acceptor dopant)，”或者“p掺杂剂”理解为意味着一种掺杂剂，其能够增加该材料的HOMO能级附近的空穴能级的密度。由于该掺杂，因此存在“主(host)”有机材料和掺杂剂之间的电荷转移-在该主材料n掺杂的情况下电子从掺杂剂到主材料中的转移，和在该主材料p掺杂的情况下电子从主材料到该掺杂剂中的转移。为了使该电荷转移能够产生，用于该转移的势垒必须受到限制。因此，如果与掺杂层接触的电极是阴极，则优选地一方面施主掺杂剂的HOMO能级能量或电离势与另一方面掺杂层的有机材料的LUMO能级能量之间的差的绝对值小于5eV，和/或如果与掺杂层接触的电极是阳极，则优选地一方面受主掺杂剂的LUMO能级能量或电子亲合势与另一方面掺杂层的有机材料的HOMO能级能量之间的差的绝对值小于5eV。通常，HOMO或LUMO能级的能量这里算作相对于电子的真空能级为正。为了确保此时掺杂层和与其接触的电极之间更好的电荷转移，如果与掺杂层接触的电极是阴极，还期望施主掺杂剂的HOMO能级能量或电离势高于掺杂层的有机材料的LUMO能级能量，和/或如果与掺杂层接触的电极是阳极，则还期望受主掺杂剂的LUMO能级能量或电子亲合势等于或小于掺杂层的有机材料的HOMO能级能量。

因此，根据本发明的掺杂剂的定义没有覆盖文献EP1347518中所给的内容，在文献EP1347518中，掺杂包括无机半导体化合物在有机基质中的“散布(dispersion)”，因此该散布特性具有增加有机材料和无机化合物之间的接触面积的目的(见该文献第6页第12行)。