有机光电装置是一种需要通过使用空穴或电子进行电极和有机材料间 电荷交换的装置。
例如，有机光电装置包括有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池、 有机光导鼓、有机晶体管、有机记忆装置等，且其需要空穴注入或传输材料、 电子注入或传输材料，或发光材料。
虽然以下说明书中主要描述了有机发光二极管，但是空穴注入或传输材 料、电子注入或传输材料，和发光材料在有机光电装置中作用机理相似。
有机发光二极管是通过向有机材料施加电荷将电能转化为光的装置，且 具有功能性有机材料层插入到阳极和阴极间的结构。
其研究开始于20世纪60年代[美国专利3172862 1965，J.Chem.Phys.38 2042 1963]，且Eastman Kodak的C.W.Tang公开了在低电压下显示出高亮 度发光的双层有机发光二极管。最近有机发光二极管在颜色、发光效率和装 置稳定性方面已有显著地改进。这些改进为关注下一代平板显示器相同的改 进提供了启示。
理论上磷光有机发光二极管的效率是荧光有机发光二极管效率(理论效 率100％)的五倍，因此预期将被广泛使用。通过在固体荧光主体中掺杂5 至10摩尔％的磷光掺杂剂材料，磷光有机发光二极管可以显示出比荧光有 机发光二极管效率更高的发光特性和效率特性。此外，外部量子效率可以克 服荧光材料相同方面的缺点。
图1是常规磷光有机发光二极管(OLED)的横截面示意图。参照图1， 常规有机发光二极管由以下部件依次形成：位于基板110上的阳极120、位 于阳极120上并将从阳极120注入的空穴传输至发光层(EML)140的空穴 传输层(HTL)130(其中发光层(EML)140位于空穴传输层(HTL)130 上)、位于发光层上并防止空穴达到阴极170的空穴阻挡层(HBL)150、 位于空穴阻挡层(HBL)150上并将从阴极注入的电子传输至发光层的电子 传输层(ETL)160和位于电子传输层上的阴极170。多层结构具有很多问 题，例如因为大量工艺导致高生产成本，又例如有机材料和有机材料间界面 数量大导致驱动电压增加。
图2是常规磷光有机发光二极管(OLED)的能量图。参照图2，为了 捕获发光层中的三重激发态，磷光有机发光二极管的发光层结构包括在发光 层中具有大带隙的主体有机材料。发光过程包括以下步骤：在荧光主体的单 重激发态(A)吸收能量，转移至磷光掺杂剂的三重激发态(B)以因发光 而失去能量，和返回基态。
常规磷光有机发光二极管中所用的荧光主体在单重激发态(A)和三重 激发态(C)间具有非常大的能量差以将能量转移至磷光掺杂剂的三重激发 态(B)，因此引起发光效率降低的问题。
此外，因为荧光主体的高能垒和低电子迁移率导致电子很难注入，所以 应该包括将电子传输至发光层的电子传输层，且应该包括空穴阻挡层以防止 空穴达到阴极。这引起很多问题，例如生产成本增加，很难实现装置减重， 有机发光二极管的结构因电子传输层和空穴阻挡层而变得更复杂，且荧光主 体的单重激发态(A)和三重激发态(C)间能量差大导致发光效率降低。
另一方面，最近积极研究的表现白光的方法包括使用单个的R(红色)、 G(绿色)和B(蓝色)发光层的三色单独涂覆法，包括形成白色发光层和 使用彩色滤光片彩色滤光片的方法，和包括形成蓝色发光层和使用变色材料 以表现绿色和红色的方法。
图3是根据三色单独涂覆法的常规白色有机发光二极管(OLED)的横 截面示意图。
参照图3，常规有机发光二极管由以下部件依次形成：基板110、位于 基板上的阳极120、位于阳极120上并将空穴传输至发光层140的空穴传输 层(HTL)130、位于空穴传输层130上的红色发光层(R EML)141、位于 红色发光层141上的绿色发光层(G EML)142、位于绿色发光层142上的 蓝色发光层(B EML)143、位于蓝色发光层143上的空穴阻挡层(HBL) 150，以及位于空穴阻挡层150上的电子传输层(ETL)160和阴极170。
如图3所示，通过三色单独涂覆法制备有机发光二极管(OLED)是形 成R、G和B有机层的方法，包括用金属荫罩仅在所需像素上蒸镀选择的低 分子有机材料，但因为荫罩厚度引起的制备精度和蒸镀层的不均匀，而在增 大显示器尺寸方面存在局限。
当加入发白光的像素时，通过三色单独涂覆法制备的面板能改进效率并 降低功耗，因此对其的研究正在积极进行。此外，使用白色发光层和彩色滤 光片的方法和变色法正慢慢流行。特别是形成发白色的层和使用彩色滤光片 的方法具有包括由于单个有机层带来的扩大(enlargement)和高分辨率，以 及将TFT的生产装置或材料用于常规液晶工业开发方法中的优点。
然而，彩色滤光片的总透过率低至白色材料的1/3，因此需要高效率材 料。此外，白色材料寿命不足，因此不利于商业化。

为了解决这些问题，本发明的目的是提供一种有机光电装置，具有高效 率和低驱动电压、能以简化的薄结构制备并降低生产成本。
本发明的另一个目的是提供一种即使发光层包括掺杂在主体中的少量 磷光掺杂剂，仍表现出高效率和低驱动电压的有机光电装置。
本发明的又一个目的是提供具有新的有效能量转移和电子传输特性，且 能够提供有机光电装置的低分子发光层结构的主体材料。
本发明的实施方式不限于以上技术目的，本领域普通技术人员能明白其 它技术目的。
为了实现以上目的，本发明的一个实施方式提供一种有机光电装置，其 包括基板、位于所述基板上的阳极、位于所述阳极上的空穴传输层(HTL)、 位于所述空穴传输层(HTL)上的发光层和位于所述发光层上的阴极。发光 层包括主体和磷光掺杂剂，且所述主体的还原电势或氧化电势和所述磷光掺 杂剂的还原电势或氧化电势之间的差小于0.5eV。
主体的单重激发态和三重激发态之间的能量差为0.3eV或更低，且优选 0.2eV或更低。
主体是下式1或2所示的有机金属配位化合物。
[化学式1]
ML
[化学式2]
ML1L2
在上式中，M选自由Li、Na、Mg、K、Ca、Al、Be、Zn、Pt、Ni、Pd 和Mn组成的组中，且L、L1和L2独立地为配体。L1和L2相同或不同。
主体由下式3所示：
[化学式3]

在上式中：
A1至A6独立地为CR1R2(其中R1和R2独立地选自由氢、卤素、腈、 氰基、硝基、酰胺、羰基、酯、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧 基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺、取 代或未取代的杂芳胺、取代或未取代的杂环、取代或未取代的氨基，和取代 或未取代的环烷基组成的组中，或A1至A6的R1和R2中至少一个与A1至 A6的至少一个不相邻的R1和R2连接以形成稠环)；
B1至B6独立地为CR3R4或NR5(其中R3、R4和R5独立地为氢、卤素、 腈、氰基、硝基、酰胺、羰基、酯、取代或未取代的烷基、取代或未取代的 烷氧基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺、 取代或未取代的杂芳胺、取代或未取代的杂环、取代或未取代的氨基、和取 代或未取代的环烷基，或B1至B6的R3、R4和R5中至少一个与B1至B6的 至少一个不相邻的R3、R4和R5连接以形成稠环)；或
A1至A6的R1和R2中至少一个与B1至B6的R3、R4和R5中至少一个连 接以形成稠环；
p、q和r独立地为0或1的整数；
L选自由OR6和OSiR7R8(其中R6、R7和R8独立地为芳基、烷基取代 的芳基、芳胺、环烷基和杂环)组成的组中；
M选自由Li、Na、Mg、K、Ca、Al、Be、Zn、Pt、Ni、Pd和Mn组成 的组中；
X是氧或硫；
n是金属化合价；且a和b独立地为0或1。
基于发光材料总量(主体和磷光掺杂剂的总和)，磷光掺杂剂的含量为 0.5至20重量％。
发光层通过同时沉积或涂覆主体和磷光掺杂剂来形成。
有机光电装置可以进一步包括位于发光层上的空穴阻挡层或电子传输 层(ETL)。
有机光电装置可以进一步包括位于发光层上的空穴阻挡层和位于空穴 阻挡层上的电子传输层(ETL)。
下文将详细描述本发明的其它实施方式。
下文将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。然而，这些实施方 式仅是示例性，且本发明不受此限制而是由所附权利要求书的范围所限定。
图4是根据本发明一个实施方式的磷光有机发光二极管(OLED)的横 截面示意图，且图5显示了图4所示的磷光有机发光二极管(OLED)的发 光机理。
参照图4和图5，根据本发明的有机发光二极管通过先后布置基板210、 阳极220、空穴传输层230、发光层240和阴极250形成。
首先，将阳极220置于基板210上。
基板210优选为具有优异整体透明度、表面平滑度、处理便易和防水的 玻璃基板或透明塑料基板。基板的厚度优选为0.3至1.1mm。
优选地，阳极220包括具有足以促使空穴注入到空穴传输层(HTL)中 的高功函材料。阳极材料可包括：如镍、铂、钒、铬、铜、锌、铱、金等金 属，或其合金；金属氧化物，如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化 铟锌(IZO)；金属和氧化物，如ZnO和Al或SnO2和Sb；导电聚合物， 如聚(3-甲基噻吩)、聚[3，4-(亚乙基-1，2-二氧)噻吩](聚亚乙二氧基噻吩： PEDT)、聚吡咯(polypyrrol)和聚苯胺，但不限于此。阳极优选为ITO(氧 化铟锡)透明电极。
优选地，在清洗形成有阳极220的基板后，进行UV臭氧处理。该清洗 方法使用如异丙醇(IPA)、丙酮等有机溶剂。
将空穴传输层(HTL)230置于阳极220的表面上。用于形成空穴传输 层230的材料不受限制，但可以至少包括选自由1，3，5-三咔唑基苯、4，4′-双 咔唑基联苯、聚乙烯基咔唑、间双咔唑基苯基(m-biscarbazolylphenyl)、 4，4′-双咔唑基-2，2′-二甲基联苯、4，4′，4″-三(N-咔唑基)三苯胺、1，3，5-三(2-咔唑 基苯基)苯、1，3，5-三(2-咔唑基-5-甲氧基苯基)苯、双(4-咔唑基苯基)硅烷、N，N′- 双(3-甲苯基)-N，N′-二苯基-[1，1-联苯基]-4，4′二胺(TPD)、N，N′-二(萘-1- 基)-N，N′-二苯基联苯胺(α-NPD)、N，N′-二苯基-N，N′-双(1-萘基)-(1，1′-联苯 基)-4，4′-二胺(NPB)、IDE320(由Idemitu生产)、聚(9，9-二辛基芴-共-N-(4- 丁苯基)二苯胺)(TFB)和聚(9，9-二辛基芴-共-双-N，N-苯基-1，4-亚苯基二胺 (PFB)组成的组中的一种。
优选地，空穴传输层230的厚度为5nm至200nm。当空穴传输层(HTL) 230的厚度小于5nm，空穴传输特性降低；另一方面，当厚度大于200nm 时，由于驱动电压增加而不为优选。
将发光层240置于空穴传输层(HTL)230的表面上。根据本发明的有 机发光二极管的发光层240通过同时沉积或涂覆主体有机材料和磷光掺杂 剂来形成。
用于形成发光层240的主体材料是有机金属配位化合物，其主体的还原 电势或氧化电势和磷光掺杂剂的还原电势或氧化电势之间的差小于0.5eV， 并将在下文中对其详细说明。
磷光掺杂剂的实例至少包括选自由Ir、Pt、Tb、Eu、Os、Ti、Zr、Hf 和Tm组成的组中的一种，且更具体地它们可以包括双噻吩基吡啶乙酰丙酮 合铱、双(1-苯基异喹啉)乙酰丙酮合铱(bis(1-phenylisoquinoline)iridium acetylacetonate)、双(苯并噻吩基吡啶)乙酰丙酮合铱、双(2-苯基苯并噻唑) 乙酰丙酮合铱、三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)、三(4-联苯基吡啶)铱、三(苯 基吡啶)铱、三(1-苯基异喹啉)铱(Ir(piq)3)、双(2-苯基喹啉)乙酰丙酮合铱 (Ir(phq)2acac)(bis(2-phenylquinoline)iridium acetylacetonate)等，但不限 于此。
沉积可以通过如蒸镀、溅射、等离子镀和离子镀等方法进行，且涂覆方 法可以包括旋涂、浸渍和流涂。
优选地，发光层240的厚度范围可以为10nm至500nm，且更优选为 30nm至50nm。当发光层240的厚度小于10nm时，由于泄漏电流增加会 降低效率和寿命而不优选；当其厚度大于500nm时，驱动电压显著增加。
优选地，为促进电子注入阴极250具有低功函。阴极材料的具体实例可 以包括如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅、铯、钡 等金属或其合金，但它们不限于此。可以提供具有如LiF/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、 LiF/Al、BaF2/Ca、CsF/Al、Cs2CO3/Al等多层结构的电子注入层(EIL)/阴 极。阴极优选使用诸如铝等金属电极材料。
优选地，阴极250的厚度范围为50至300nm。
如图5所示，当在两个电极220和250间施加电压时，空穴通过阳极 220注入，且电子通过阴极250注入。
在根据本发明的有机发光二极管中，将从阴极250注入的电子直接转移 至发光层240。
从空穴传输层230转移来的空穴与从阴极250转移来的电子在发光层 240相遇通过再结合形成激子，且激子的电能转化为光能。发出与发光层的 能量带隙对应颜色的光。
更具体地，发光层240的材料通过在发光层240中由注入的空穴和电子 形成激子来发光。当仅使用发光材料时，其由于激子间的分子间相互作用会 引起颜色纯度改变和发光效率降低的问题。因此，其通常使用主体/掺杂剂 体系。
主体/掺杂剂体系进行如下：当空穴和电子激发主体时，掺杂剂吸收产 生的能量，且再次发光。
根据本发明的一个实施方式，主体是有机材料，所述有机材料在主体的 还原电势或氧化电势和磷光掺杂剂的还原电势或氧化电势之间具有小于 0.5eV的差，优选0.4eV或更低，且更优选0.2eV或更低。当主体的还原电 势或氧化电势和磷光掺杂剂的还原电势或氧化电势之间的差小于0.5eV时， 有可能实现从主体的单重激发态到磷光掺杂剂的三重激发态的更有效的能 量传输。然而，在磷光有机发光二极管(OLED)中，因为空穴传输通常比 电子传输更快所以很难形成激子，但是根据本发明，通过使用其中电子传输 很快且电子易于注入的有机材料主体，激子可易于形成。
上述主体是下式1或2所示的有机金属配位化合物。
[化学式1]
ML
[化学式2]
ML1L2
在上式中，M选自由Li、Na、Mg、K、Ca、Al、Be、Zn、Pt、Ni、Pd 和Mn组成的组中，且L、L1和L2独立地为配体。L1和L2相同或不同。
更具体地，主体可以是下式3的有机金属配位化合物。
[化学式3]

在上式中：
A1至A6独立地为CR1R2(其中R1和R2独立地选自由氢、卤素、腈、 氰基、硝基、酰胺、羰基、酯、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧 基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺、取 代或未取代的杂芳胺、取代或未取代的杂环、取代或未取代的氨基和取代或 未取代的环烷基组成的组中，或A1至A6的R1和R2中至少一个与A1至A6 的至少一个不相邻的R1和R2连接以形成稠环)；
B1至B6独立地为CR3R4或NR5(其中R3、R4和R5独立地为氢、卤素、 腈、氰基、硝基、酰胺、羰基、酯、取代或未取代的烷基、取代或未取代的 烷氧基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳胺、 取代或未取代的杂芳胺、取代或未取代的杂环、取代或未取代的氨基和取代 或未取代的环烷基，或B1至B6的R3、R4和R5中至少一个与B1至B6的至 少一个不相邻的R3、R4和R5连接以形成稠环)；或
A1至A6的R1和R2中至少一个与B1至B6的R3、R4和R5中至少一个连 接以形成稠环；
p、q和r独立地为0或1的整数；
L选自由OR6和OSiR7R8组成的组中(其中R6、R7和R8独立地为芳基、 烷基取代的芳基、芳胺、环烷基或杂环)；
M选自由Li、Na、Mg、K、Ca、Al、Be、Zn、Pt、Ni、Pd和Mn组成 的组中；
X是氧或硫；
n是金属化合价；且a和b独立地为0或1。
在本说明书中，当未有具体定义时，烷基是指C1至C30烷基且优选 C1至C20烷基，烷氧基是指C1至C30烷氧基且优选C1至C20烷氧基， 芳基是指C6至C50芳基且优选C6至C30芳基，环烷基是指C3至C50环 烷基且优选C4至C30环烷基，卤素是指F、Cl、Br或I，且优选F，烯基 是指C2至C30烯基且优选C2至C20烯基，杂环是指C2至C30杂环烷基 或C2至C30杂芳基，且氨基是指C1至C30氨基。
在本说明书中，当未有具体定义时，取代的烷基、烷氧基、芳基、环烷 基、烯基、芳胺、杂芳胺或杂环是指用选自由芳基、杂芳基、烷基、氨基、 烷氧基、卤素(F、Cl、Br或I)和硝基组成的组中的至少一个取代基取代。
以上式3的具体实例用下式5至36表示。
[式5]                  [式6]                         [式7]

[式8]                       [式9]                 [式10]

[式11]                            [式12]

[式13]                            [式14]

[式15]                            [式16]

[式17]                            [式18]

[式19]

[式20]

[式21]                                   [式22]

[式23]                                   [式24]

[式25]                                   [式26]

[式27]                                   [式28]

[式29]                                    [式30]

[式31]                                            [式32]

[式33]                                         [式34]

[式35]                                         [式36]

在上式5至36中，M根据化合价确定，且选自由Li、Na、Mg、K、 Ca、Al、Be、Zn、Pt、Ni、Pd和Mn组成的组中。
有机金属配位化合物优选具有10-6cm2/Vs或更高的电子迁移率。
优选选择满足以下公式1或2的式1或2所示的金属(M)和配体(L、 L1和L2)，使得主体和磷光掺杂剂的还原电势/氧化电势之间的差小于0.5eV。
[公式1]
|HR-DR|＜0.5eV
[公式2]
|Ho-Do|＜0.5eV
在公式1中，HR是主体的还原电势，且DR是磷光掺杂剂的还原电势； 在公式2中，Ho是主体的氧化电势，且Do是磷光掺杂剂的氧化电势。
主体优选为具有强荧光的荧光主体。
优选地，主体满足公式1和2的条件，且主体的荧光量子产率为0.01 或更大，且更优选0.1或更大。
优选地，主体的三重激发态能量等于或高于磷光掺杂剂的三重激发态能 量。
主体的单重激发态和三重激发态之间的能量差为0.3eV或更低，且优 选0.2eV或更低。如果主体的单重激发态和三重激发态之间的能量差在0.3 eV之内，主体具有优异的电荷传输特性，且移动电荷的能垒低，使得即使 没有电子传输层也可以稳定地将电子从阴极提供至发光层。
根据本发明，由主体和磷光掺杂剂形成的发光层240具有与空穴迁移率 相等或更快的电子迁移率。
基于发光材料(主体+掺杂剂)总重量，向发光层中加入0.5至20重量 ％的磷光掺杂剂，且优选其范围为0.5至10重量％，更优选其范围为0.5至 5重量％，且进一步更优选其范围为0.5至3重量％。当加入大于20重量％ 的磷光掺杂剂时，在磷光掺杂剂中发生淬灭从而降低发光效率。当其小于 0.5重量％时，因为能量不从主体转移至磷光掺杂剂，并发生非发光湮没从 而降低装置的发光效率和寿命，所以不为优选。
根据本发明的主体具有主体的还原电势或氧化电势和磷光掺杂剂的还 原电势或氧化电势之间能量差小，以促进低浓度下的能量转移，使得磷光掺 杂剂的掺杂量显著降低。因此，可以节省高成本的磷光掺杂剂，从而可以降 低装置的生产成本。
当主体的还原电势或氧化电势和磷光掺杂剂的还原电势或氧化电势之 间的能量差小于0.2eV或更低时，磷光掺杂剂的量可以降至1重量％或更低。
此外，参照图1，在常规磷光有机发光二极管(OLED)中空穴阻挡层 150位于发光层140上，以防止当空穴通过发光层140到达阴极170时装置 的寿命和效率降低。另一方面，在图2所示的本发明的磷光有机发光二极管 中，因为形成激子的区域位于空穴传输层230的界面上，且其具有高能量的 荧光主体单重激发态，所以即使未安装单独的空穴阻挡层，也可能阻止空穴 到达阴极250。
因此，通过省略电子传输层和空穴阻挡层来简化结构，使得可以实现装 置的减重。尽管没有电子传输层且没有空穴阻挡层，仍可能制备具有足够低 电压和高效率的有机发光二极管。为了进一步提高发光效率，可以进一步包 括电子传输层的有机薄膜或空穴阻挡层的有机薄膜。在此情况下，有机薄膜 的厚度优选范围为10至30nm。
或者，可以包括电子传输层和空穴阻挡层。优选地，电子传输层的厚度 范围为10至30nm，且空穴阻挡层的厚度范围为5至10nm。如果电子传输 层或空穴阻挡层在此范围内，可以进一步改进有机发光二极管的发光效率。
优选地，涂覆发光层240的主体材料以提供电子传输层和空穴阻挡层。 根据主体材料的特性，形成在发光层240表面上的薄层起电子传输层和/或 空穴阻挡层的作用。
从阳极220注入到空穴传输层230的空穴被传输进发光层240中。为了 解决阳极220和空穴传输层(HTL)230之间界面降低问题，在阳极220和 空穴传输层(HTL)230之间可以进一步包括空穴注入层(HIL)(未显示)， 以通过适宜的表面能改进界面特性。
通过蒸镀或旋涂铜酞菁(CuPc)、m-MTDATA(星爆炸状胺)、TCTA 或PEDOT:PSS(导电聚合物组合物)等来形成空穴注入层(HIL)。
当以此方式形成空穴注入层时，可以降低阳极220和发光层240之间的 接触电阻且改进阳极向发光层240的电子传输能力，使得可能整体上改进有 机发光二极管的驱动电压和寿命特性。
当空穴注入层厚度小于5nm时，因为空穴注入层薄导致难以进行空穴 注入，所以不优选；当空穴注入层(HIL)的厚度大于100nm时，因为透光 率降低或驱动电压增加所以不优选。因此，空穴注入层可以5nm至200nm 的厚度形成，且其优选范围为20nm至100nm。
根据本发明的另一个实施方式，通过使用蓝色主体和红色掺杂剂或黄色 掺杂剂作为发光层材料来提供白色有机发光二极管(OLED)。通过将阳极 320、空穴传输层330、白色发光层340和阴极350依次布置在基板310上 来制备此白色有机发光二极管。
发光层340通过同时沉积或涂覆主体/掺杂剂组合来形成，所述主体/掺 杂剂组合选自由蓝色主体和红色掺杂剂、蓝色主体和黄色掺杂剂、蓝色主体 和绿色及红色掺杂剂以及蓝色主体和绿色及黄色掺杂剂组成的组中。主体是 有机材料，所述有机材料在主体的还原电势或氧化电势和磷光掺杂剂的还原 电势或氧化电势之间具有小于0.5eV的差，优选0.4eV或更低，且更优选 0.2eV或更低。因此，优选地，其可以是上式1至36所示的有机金属配位 化合物。
白色发光层340利用从主体的单重激发态向磷光掺杂剂的三重激发态 转移的能量转移现象，以及同时从主体的三重激发态向磷光掺杂剂的三重激 发态转移的能量转移现象来发出白光。
参照图7，为了研究白色发光层340的发光机理，将蓝色主体和红色掺 杂剂，和蓝色主体和黄色掺杂剂用作其实例。蓝色荧光主体吸收光成为蓝色 荧光主体的单线态并失去能量，因此蓝色荧光主体发光并同时返回蓝色荧光 主体的基态，且蓝色荧光主体的单线态转移至红色或黄色磷光掺杂剂的三重 激发态，同时蓝色荧光主体的三线态转移至红色或黄色磷光掺杂剂的三重激 发态并失去能量，因此磷光掺杂剂发出红色或黄色磷光并同时返回至磷光掺 杂剂的基态。因此，通过混合发出的蓝色荧光和发出的红色或黄色磷光来发 白光。
根据本发明的另一个实施方式，白色发光层340可以形成为多层发光 层。例如，其可以形成为多层发光层，所述多层发光层选自由包括蓝色主体 的第一发光层和包括蓝色主体和红色掺杂剂的第二发光层、包括蓝色主体的 第一发光层和包括蓝色主体和黄色掺杂剂的第二发光层、包括蓝色主体的第 一发光层和包括蓝色主体和绿色和红色掺杂剂的第二发光层、和包括蓝色主 体和红色掺杂剂的第一发光层和包括蓝色主体和绿色掺杂剂的第二发光层 组成的组中，但不限于此。
与常规白色有机发光二极管相比，根据实施方式的具有低分子单发光层 结构的白色有机发光二极管通过包括含有主体/磷光掺杂剂的某种组合的发 光层，进一步改进从主体的单重激发态向掺杂剂的三重激发态的能量转移， 因此可以通过使用单发光层实现高效率和低驱动电压并实现白光。因此，由 于省略了空穴阻挡层和电子传输层，所以简化了结构并降低了生产成本。
虽然以上详细描述了有机发光二极管(OLED)，但是可以以相同方式 使用其它有机光电装置。
根据本发明的有机光电装置可以用于薄膜晶体管(TFT-LCD)的背光、 有源矩阵聚合物发光显示器的发光元件、发光装置等，但不限于此。

图1是常规磷光有机发光二极管(OLED)的横截面示意图。
图2是磷光有机发光二极管(OLED)的能量图。
图3是常规白色有机发光二极管(OLED)的横截面示意图。
图4是根据本发明一个实施方式的磷光有机发光二极管(OLED)的横 截面示意图。
图5显示了图4中所示磷光有机发光二极管(OLED)的发光机理。
图6是白色磷光有机发光二极管(OLED)的横截面示意图。
图7显示了图6中所示白色磷光有机发光二极管(OLED)的发光机理。
图8和图9分别显示了根据实施例1和比较例1的绿色有机发光二极管 (OLED)的I-V(电流-电压)和V-L(电压-亮度)特征。
图10和图11显示了根据实施例1和比较例1的绿色有机发光二极管 (OLED)的发光效率和电功率效率。
图12显示了根据实施例2～4的红色有机发光二极管(OLED)的I-V (电流-电压)特征。
图13显示了根据实施例2～4的红色有机发光二极管(OLED)的发光 效率特征。
图14和图15分别显示了根据实施例5和比较例2的红色有机发光二极 管(OLED)的I-V(电流-电压)和V-L(电压-亮度)特征。
图16和图17显示了根据实施例5和比较例2的红色有机发光二极管 (OLED)的发光效率和电功率效率。
图18和图19分别显示了根据实施例8～11的红色有机发光二极管 (OLED)的I-V(电流-电压)和V-L(电压-亮度)特征。
图20和图21显示了根据实施例8～11的红色有机发光二极管(OLED) 的发光效率和电功率效率。
图22和图23分别显示了根据实施例12～15的红色有机发光二极管 (OLED)的I-V(电流-电压)和V-L(电压-亮度)特征。
图24和图25显示了根据实施例12～15的红色有机发光二极管(OLED) 的发光效率和电功率效率。
图26和图27分别显示了根据实施例16的白色有机发光二极管(OLED) 的I-V(电流-电压)和V-L(电压-亮度)特征。
图28和图29显示了根据实施例16的白色有机发光二极管(OLED)的 发光效率和电功率效率。

以下实施例更具体地说明本发明。然而，应明白本发明不限于这些实施 例。
实施例：
主体和掺杂剂材料：
用于有机发光二极管(OLED)的发光层材料包括具有以下特点的主体 和掺杂剂。HOMO(氧化电势)和LUMO(还原电势)的值通过循环伏安法 测定。
[式37]

[式38]

[式39]

[式40]

[式41]

[表1]

实施例1和比较例1：绿色有机发光二极管(OLED)的制备
实施例1
将Corning 15Ω/cm2ITO玻璃基板切割为50mmx50mmx 0.7mm的大小，分别在异丙醇和纯水中进行超声波清洗5分钟，并进行UV 和臭氧清洗30分钟。
在基板的表面上蒸镀N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPD)以提 供40nm厚的空穴传输层(HTL)。
在空穴传输层(HTL)的表面上，同时沉积上式40所示的主体材料 (Bepp2)和三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)掺杂剂以提供发光层，且在其上沉 积LiF/Al阴极以提供绿色有机发光二极管(OLED)。每层的厚度和所用材 料在下表2中说明。
比较例1
根据与实施例1相同的步骤制备绿色有机发光二极管(OLED)，不同 之处在于将CBP(4，4′-N，N′-二咔唑-联苯)主体和Ir(ppy)3掺杂剂用作发光层 材料，并进一步将BAlq空穴阻挡层、Alq3电子传输层和LiF电子注入层依 次涂覆在发光层上。
[表2]
  空穴传输层   (HTL)   发光层   空穴阻挡层   电子传输层   (ETL)   阴极  实施例1   NPD   40nm   Bepp2:Ir(ppy)3   8重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/Al   100nm  比较例1   NPD   40nm   CBP:Ir(ppy)3   8重量％   30nm   BAlq   (5nm)   Alq3   30nm   LiF(1nm)/Al   100nm
测定根据实施例1和比较例1的绿色有机发光二极管的导通电压、驱动 电压、发光效率、最大效率和色坐标，且结果显示于以下表3中。
[表3]

根据实施例1和比较例1的每个绿色有机二极管的I-V特性和V-L特性 分别显示在图8和图9中；发光效率(电流效率)和电功率效率分别显示在 图10和11中。
从表3和图8至11的结果可证实，与根据比较例1使用CBP的多结构 的有机发光二极管相比，根据实施例1的有机发光二极管(OLED)能够实 现低电压驱动和高效率特性。这是因为由于带隙大，根据比较例1的CBP 主体无法使电荷很容易地从空穴传输层(HTL)或空穴阻挡层注入至发光层， 但是由于带隙小，根据实施例1的主体可以很容易地实现电荷注入。
因为实施例1所用主体在主体的还原电势或氧化电势和磷光掺杂剂的 还原电势或氧化电势之间具有小于0.5eV的差，所以其能量转移比大于0.5 eV的CBP的能量转移更容易，且这些主体的LUMO激发态与Ir(ppy)3掺杂 剂的三重激发态的能级相近以使得电荷捕获最小化。
此外，在实施例1中，因为绿色有机发光二极管具有低驱动电压和高效 率特性，所以可以提供具有不含空穴阻挡层且不含电子传输层(ETL)的简 单结构的绿色有机发光二极管(OLED)。
实施例2～11和比较例2：红色有机发光二极管(OLED)的制备
实施例2
将Corning 15Ω/cm2ITO玻璃基板切割为50mmx50mmx 0.7mm的大小，分别在异丙醇和纯水中进行超声波清洗5分钟，并进行UV 和臭氧清洗30分钟。
在基板表面蒸镀40nm厚的N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPD) 以提供空穴传输层(HTL)。
在空穴传输层(HTL)表面同时沉积上式37所示的Bepq2主体材料和 三(1-苯基异喹啉)铱(Ir(piq)3)掺杂剂以提供发光层，且在其上沉积LiF/Al 阴极以提供红色有机发光二极管(OLED)。每层的厚度和所用材料在下表 4中说明。
实施例3
将Corning 15Ω/cm2ITO玻璃基板切割为50mmx50mmx 0.7mm的大小，分别在异丙醇和纯水中进行超声波清洗5分钟，并进行UV 和臭氧清洗30分钟。
在基板表面蒸镀40nm厚的N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPD) 以提供空穴传输层(HTL)。
在空穴传输层表面同时沉积上式37所示的Bepq2主体材料和三(1-苯基 异喹啉)铱(Ir(piq)3)掺杂剂以提供发光层。
在发光层表面蒸镀5nm厚的化学式8所示的化合物以提供电子传输层。 在电子传输层上沉积LiF/Al阴极以提供红色有机发光二极管。每层的厚度 和所用材料在下表4中说明。
实施例4
将Corning 15Ω/cm2ITO玻璃基板切割为50mmx50mmx 0.7mm的大小，分别在异丙醇和纯水中进行超声波清洗5分钟，并进行UV 和臭氧清洗30分钟。
在基板表面旋涂PEDOT:PSS以提供40nm厚的空穴注入层(HIL)。
在空穴注入层(HIL)表面蒸镀40nm厚的N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯 基联苯胺(NPD)以提供空穴传输层(HTL)。
在空穴传输层表面同时沉积上式37所示的Bepq2主体材料和三(1-苯基 异喹啉)铱(Ir(piq)3)掺杂剂以提供发光层。
在发光层的表面蒸镀5nm厚的化学式8所示的化合物以提供电子传输 层。在电子传输层上沉积LiF/Al阴极以提供红色有机发光二极管。每层的 厚度和所用材料描述在下表4中。
实施例5
将Corning 15Ω/cm2ITO玻璃基板切割为50mmx50mmx 0.7mm的大小，分别在异丙醇和纯水中进行超声波清洗5分钟，并进行UV 和臭氧清洗30分钟。
在基板表面蒸镀40nm厚的N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPD) 以提供空穴传输层。
在空穴传输层(HTL)表面同时沉积上式40所示的主体材料(Bepp2) 和三(1-苯基异喹啉)铱(Ir(piq)3)掺杂剂以提供发光层，且在其上进一步沉 积LiF阴极注入层(EIL)和Al阴极以提供红色有机发光二极管。每层的厚 度和所用材料在下表4中说明。
实施例6
根据与实施例5相同的步骤制备红色有机发光二极管(OLED)，不同 之处在于将化学式39所示的Bebpt2主体和Ir(piq)3掺杂剂以下表4所示的量 用作发光层材料。
实施例7
根据与实施例5相同的步骤制备红色有机发光二极管，不同之处在于将 化学式38所示的Bepbo2主体和Ir(piq)3掺杂剂以下表4所示的量用作发光 层材料。
实施例8～11
根据与实施例5相同的步骤制备红色有机发光二极管，不同之处在于将 化学式37所示的Bebq2主体和Ir(piq)3掺杂剂以下表4所示的量用作发光层 材料。
[表4]
  空穴注入层   空穴传   输层   发光层   空穴阻   挡层   电子传输层   阴极   实施例2   -   NPD   40nm   Bepq2:Ir(piq)3   10重量％   50nm   -   -   LiF(5nm)/   Al 100nm   实施例3   -   NPD   40nm   Bepq2:Ir(piq)3   10重量％   50nm   -   -   LiF(5nm)/   Al 100nm   实施例4   PEDOT:PSS   40nm   NPD   40nm   Bepq2:Ir(piq)3   10重量％   50nm   -   化学式8   (5nm)   LiF(5nm)/   Al 100nm   (1nm)   实施例5   -   NPD   40nm   Bepp2:Ir(piq)3   8重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/   Al 100nm   实施例6   -   NPD   40nm   Bebpt2:Ir(piq)3   8重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/   Al 100nm   实施例7   -   NPD   40nm   Bepbo2:Ir(piq)3   8重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/   Al 100nm   实施例8   -   NPD   40nm   Bebq2:Ir(piq)3   10重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/   Al 100nm   实施例9   -   NPD   40nm   Bebq2:Ir(piq)3   8重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/   Al 100nm   实施例10   -   NPD   40nm   Bebq2:Ir(piq)3   6重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/   Al 100nm   实施例11   -   NPD   40nm   Bebq2:Ir(piq)3   4重量％   50nm   -   -   LiF(1nm)/   Al 100nm   比较例2   -   NPD   40nm   CBP:Ir(piq)3   8重量％   30nm   BAlq   (5nm)   Alq3   20nm   LiF(1nm)/   Al 100nm
测定根据实施例2～11和比较例2的每个红色发光二极管的导通电压、 驱动电压、发光效率、最大发光效率和色坐标，且结果显示在下表5中。
[表5]

测定根据实施例2～4的每个红色有机发光二极管以确定其I-V特性和 电功率效率，且I-V特性的测定结果示于图12中，电功率效率的测定结果 示于图13中。
测定根据实施例5和比较例2的每个红色有机发光二极管(OLED)的 I-V特性和V-L特性，且结果分别示于图14和15中。其发光效率(电流效 率)及其电功率效率分别示于图16和17中。
据实施例8～11的每个红色有机发光二极管的I-V特性和V-L特性分别 示于图18和19中，且其发光效率(电流效率)和电功率效率分别示于图 20和21中。
从表5和图12至17的结果可以证实，与根据比较例2的具有使用CBP 的多结构的有机发光二极管相比，根据实施例2～11的有机发光二极管 (OLED)能够实现低电压驱动和高效率特性。这是因为由于带隙大，根据 比较例2的CBP主体无法使电荷很容易地从空穴传输层(HTL)或空穴阻 挡层注入至发光层，但是由于带隙小，根据实施例2～11的主体可以很容易 地实现电荷注入。
因为实施例2～11所用的主体具有主体的还原电势或氧化电势和掺杂 剂的还原电势或氧化电势之间的差小于0.5eV，所以其能量转移比大于0.5 eV的CBP的能量转移更容易，且这些主体的LUMO激发态与Ir(pig)3掺杂 剂的三重激发态的能级相近以使得电荷捕获最小化。
此外，在实施例2～11中，因为红色有机发光二极管具有低驱动电压和 高效率特性，所以可能提供具有不含空穴阻挡层且不含电子传输层的简单结 构的红色有机发光二极管。
此外，可以确定，通过考虑有机发光二极管的色坐标的恒定值，将避免 常发生在有机层之间界面处的如提高基态络合物(lift-up exciplex)或激基 复合物(electroplex)等问题。由此，可能改进发光效率、界面粘合性和色 纯度。
实施例12～15：取决于掺杂浓度的有机发光二极管(OLED)特性
实施例12～15
将Corning 15Ω/cm2ITO玻璃基板切割为50mmx50mmx 0.7mm的大小，分别在异丙醇和纯水中进行超声波清洗5分钟，并进行UV 和臭氧清洗30分钟。
在基板表面蒸镀40nm厚的N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPD) 以提供空穴传输层。
同时沉积化学式33所示的主体材料(Bepq2)和双(2-苯基喹啉)乙酰丙 酮合铱(Ir(phq)2acac)掺杂剂以提供发光层。随后，沉积LiF电子注入层和 Al阴极以提供红色有机发光二极管。每层的厚度和所用材料在下表6中说 明。
[表6]红色磷光有机发光二极管(OLED)的结构
  空穴传输层   (HTL)   发光层   阴极   实施例12   NPD 40nm   Bepq2:Ir(phq)2acac   0.5重量％50nm   LiF(1nm)/Al 100nm   实施例13   NPD 40nm   Bepq2:Ir(phq)2acac   1重量％50nm   LiF(1nm)/Al 100nm   实施例14   NPD 40nm   Bepq2:Ir(phq)2acac   1.5重量％50nm   LiF(1nm)/Al 100nm   实施例15   NPD 40nm   Bepq2:Ir(phq)2acac   2重量％50nm   LiF(1nm)/Al 100nm
测定根据实施例12～15的每个红色有机发光二极管的导通电压、驱动 电压、发光效率、最大发光效率和色坐标，且结果示于下表7中。
[表7]

据实施例12～15的每个红色有机发光二极管的I-V特性和V-L特性分 别示于图22和23中，且其发光效率(电流效率)和电功率效率分别示于图 24和25中。
如表7和图22至25所示，在实施例12～15中，因为Bepq2主体的还 原电势或氧化电势和掺杂剂的还原电势或氧化电势之间的差小于0.5eV，所 以能量传输很快。此外，因为主体的三重激发态与掺杂剂的三重激发态接近， 所以促进能量转移，以改进低掺杂浓度下的发光效率。因为主体是磷光体材 料，所以从主体的单重激发态向掺杂剂的三重激发态的能量转移变得更容 易。
实施例16：白色有机发光二极管的制备
将Corning 15Ω/cm2ITO玻璃基板切割为50mmx50mmx 0.7mm的大小，分别在异丙醇和纯水中进行超声波清洗5分钟，并进行UV 和臭氧清洗30分钟。
在基板表面蒸镀40nm厚的N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPD) 以提供空穴传输层(HTL)。
将40nm厚的化学式33所示的主体材料(Bebq2)用于形成第一发光层， 随后同时沉积化学式33所示的主体材料和(Ir(phq)2acac)掺杂剂(掺杂剂 量：8重量％)以提供10nm厚的第二发光层。在其上沉积LiF电子注入层 (EIL)和Al阴极以提供白色发光二极管(OLED)。
根据实施例16的白色有机发光二极管的I-V特性和V-L特性分别示于 图26和27中。此外，实施例16的白色有机发光二极管的发光效率(电流 效率)和电功率效率分别示于图28和29中。
从图26至29的结果可以得出，根据本发明的白色发光二极管可以实现 低驱动电压和高效率特性。即，证实了可能提供具有不含空穴阻挡层且不含 电子传输层的简单结构的白色有机发光二极管。
在本发明中，因为主体具有主体的还原电势或氧化电势和掺杂剂的还原 电势或氧化电势之间的差小于0.5eV，所以其能量转移比大于0.5eV的CBP 的能量转移更容易。此外，由于主体的快速电子转移能力，其使得电荷平衡， 因此形成激子。因为新主体的单重激发态的能势与掺杂剂的三重激发态的能 势之间的能量差很小，且其是荧光主体，所以可能实现快速的能量转移和优 异的装置特性。
工业实用性
根据本发明，因为没有空穴阻挡层和电子传输层，所以有机光电装置进 一步改进了注入电子的能力，并改进了从主体的单重激发态向磷光掺杂剂的 三重激发态的能量转移效率。由此，提供了如高效率和低驱动电压等磷光有 机光电装置特性。此外，可能通过简化结构来降低制备成本。因此，根据本 发明的有机光电装置可以用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的背光、 有源矩阵有机发光显示器的发光元件、发光装置等。
虽然本发明已经通过目前认为的实际示例性实施方式来说明，应理解本 发明不限于公开的实施方式，相反其旨在涵盖所附权利要求书的精神和范围 包括的各种修改和等价替换。