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CN103165817B - 串联型白色有机发光器件 - Google Patents

串联型白色有机发光器件 Download PDF

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CN103165817B CN201210512813.XA CN201210512813A CN103165817B CN 103165817 B CN103165817 B CN 103165817B CN 201210512813 A CN201210512813 A CN 201210512813A CN 103165817 B CN103165817 B CN 103165817B
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Abstract

一种具有改善的效率、电压和寿命的串联型白色有机发光器件，所述器件包含彼此相对的第一电极和第二电极，形成于第一电极与第二电极之间的电荷生成层，设置在第一电极与电荷生成层之间的第一堆叠，所述第一堆叠包含发蓝光的第一发光层，和设置在电荷生成层与第二电极之间的第二堆叠，所述第二堆叠包含第二发光层，所述第二发光层包含掺杂有发射波长比蓝光更长的光的磷光掺杂剂的一种或多种主体，其中所述电荷生成层包含掺杂有金属的n型电荷生成层和由有机材料制成的p型电荷生成层。

Description

串联型白色有机发光器件
本申请要求2011年12月8日递交的韩国专利申请第10-2011-0131378号的权利，通过援引将其并入如同在此进行了完全阐述。
技术领域
本发明涉及一种白色有机发光器件。更具体而言，本发明涉及一种串联型白色有机发光器件，其效率、电压和寿命通过改变电荷生成层的构造而得到改善。
背景技术
近年来向依赖于信息的时代发展的趋势使可视化显示电信息信号的显示领域得到了迅速发展。在此方面，已经开发了许多具有如纤薄、轻质和低能耗等优异性质的平面显示装置，并被积极地用作传统阴极射线管(CRT)的替代品。
平面显示装置的具体实例包括液晶显示装置(LCD)、等离子显示面板装置(PDP)、场发射显示器件(FED)和有机发光器件(OLED)等。
其中，不需要附加光源、可实现小型化设计并可赋予清晰色彩的有机发光器件被认为是富有竞争力的应用。
有机发光显示器件需要形成有机发光层。有机发光层的形成通常利用阴影掩模通过沉积法进行。
但是，大面积的阴影掩模可能会因负载而弯曲。因此，不可能多次使用大面积阴影掩模，并且会出现与有机发光层的图案形成相关的缺陷。因此，需要替代方法。
下面将描述被提出作为阴影掩模以外的另一种选择的串联型有机发光器件(下文中称为“串联型有机发光器件”)。
串联型有机发光器件的特征在于，夹在阳极和阴极之间的各发光二极管层在不使用掩模的情况下沉积，并且使用不同材料在真空下顺序沉积包含有机发光层的有机膜。
同时，使用串联型有机发光器件实现白光可以通过混合两个以上发光层所发的光而进行。在这种情况中，串联型有机发光器件包含夹在阳极和阴极之间的发射具有不同颜色的光的多个发光层，和设置在各发光层之间的电荷生成层(CGL)。基于各发光层而将堆叠分开。
在这种串联型有机发光器件中，一种材料不发光，含有在各波长具有不同光致发光峰(PL峰)的发光材料的多个发光层在器件的不同位置发光，并且这些光被合并，从而实现了发光。
但是，常规串联型有机发光器件具有以下问题。
串联型器件包含位于不同堆叠之间的电荷生成层。此外，电荷生成层将电子或空穴输送至相邻堆叠。关于这一点，当使用常用于串联型器件的材料形成电荷生成层时，相邻的堆叠与电荷生成层之间的电子或空穴的输送可能会因与电荷生成层相邻的堆叠的不良的界面性质而无法实现。在此情形下，发光可能通常发生于相邻的磷光或荧光堆叠中。
因此，正在进行为了发现阻碍空穴或电子由电荷生成层注入相邻堆叠的因素的大量的研究。
发明内容
于是，本发明旨在提供一种串联型白色有机发光器件，所述器件可充分避免一个或多个因现有技术的限制和缺点而导致的问题。
本发明的一个目的是提供一种串联型白色有机发光器件，其效率、电压和寿命通过改变电荷生成层的构造而得到改善。
根据本发明的一个方面，提供了一种串联型白色有机发光器件，所述器件包含：彼此相对的第一电极和第二电极；形成于第一电极与第二电极之间的电荷生成层；设置在第一电极与电荷生成层之间的第一堆叠，所述第一堆叠包含发蓝光的第一发光层；和设置在电荷生成层与第二电极之间的第二堆叠，所述第二堆叠包含第二发光层，所述第二发光层包含掺杂有发射波长比蓝光更长的光的磷光掺杂剂的一种或多种主体，其中所述电荷生成层包含掺杂有金属的n型电荷生成层和由有机材料制成的p型电荷生成层。
掺杂在n型电荷生成层中的金属可以为I或II族金属。例如，所述金属可以为锂、钠、镁、钙和铯中的任意一种。
掺杂在n型电荷生成层中的金属的量可以为所述n型电荷生成层总体积的2%～8%。
掺杂在n型电荷生成层中的金属的厚度可以为
p型电荷生成层的HOMO能级可以为-5eV以下。
n型电荷生成层可以具有含有杂环的稠合芳香环。
第一堆叠可以还包含：设置在第一电极与第一发光层之间的第一通用层；和设置在第一发光层与电荷生成层之间的第二通用层，并且所述第二堆叠还可以包含：设置在电荷生成层与第二发光层之间的第三通用层；和设置在第二发光层与第二电极之间的第四通用层。
第三通用层和第四通用层可以具有比存在于第二发光层中的主体的三线态能级高0.01eV～0.4eV的三线态能级。
第一发光层可以发射蓝色荧光。
第二发光层的磷光掺杂剂可以包含黄绿色磷光掺杂剂，黄色磷光掺杂剂和绿色磷光掺杂剂，或者红色磷光掺杂剂和绿色磷光掺杂剂。
第二发光层可以包含两种以上主体，并且所述主体至少包含具有电子输送性的第一主体和具有空穴输送性的第二主体。
应当理解，本发明的前述概括性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，用以提供对所要求保护的本发明的进一步的说明。
附图说明
附图包含在本说明书中以提供对公开内容的进一步理解，且被并入并构成本申请的一部分，其说明了本公开内容的实施方式，并与说明书一起起到解释本公开内容的原理的作用。附图中：
图1是说明本发明的串联型白色有机发光器件的截面图；
图2是显示在省略了n或p型电荷生成层的串联型白色有机发光器件中发光强度随波长的变化的图；
图3是显示使p型电荷生成层掺杂有金属时光的强度随波长的变化的图；
图4是显示使p型电荷生成层掺杂有金属时的寿命的图；
图5是显示在n型电荷生成层具有不同厚度的条件下驱动电压随锂掺杂浓度的变化的图；
图6是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时蓝色堆叠的发光强度与锂掺杂浓度的关系的图；
图7是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时磷光堆叠的发光强度与锂掺杂浓度的关系的图；
图8是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时蓝色发光层的寿命与锂掺杂浓度的关系的图；
图9是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时磷光发光层的寿命与金属掺杂浓度的关系的图；和
图10是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时电流强度与驱动电压的关系的图。
具体实施方式
下面将对本发明的具体实施方式进行详细说明，其实例如附图中所说明。
下面，将参照附图详细描述本发明的串联型白色有机发光器件。
具体而言，本发明的串联型白色有机发光器件通过改变电荷生成层的设计状况可以促进电子和空穴注入相邻堆叠中，并且通过控制掺杂在电荷生成层中的金属的量可以防止横向泄漏，由此即使在应用于大面积显示时也可以稳定运转。
图1是说明本发明的串联型白色有机发光器件的截面图。
如图1所示，本发明的串联型白色有机发光器件包含彼此相对的第一电极110和第二电极190，设置在第一电极110与第二电极190之间的电荷生成层，设置在第一电极110与电荷生成层150之间的包含发蓝光的第一发光层130的第一堆叠1100，和设置在电荷生成层150与第二电极190之间的包含第二发光层170的第二堆叠1200，所述第二发光层170包含掺杂有发射波长比蓝光更长的光的磷光掺杂剂的一种或两种以上主体。
此外，电荷生成层150包含掺杂有金属的n型电荷生成层151和由有机材料制成的p型电荷生成层152。
第一堆叠1100还包含夹在第一电极110与第一发光层130之间的第一通用层120，和夹在第一发光层130与电荷生成150之间的第二通用层140，并且第二堆叠1200还包含夹在电荷生成层150与第二发光层170之间的第三通用层160和夹在第二发光层170与第二电极190之间的第四通用层180。
例如，第一通用层120可以是第一空穴输送层，第二通用层140可以是第二电子输送层，第三通用层160可以是第二空穴输送层，并且第四通用层180可以是第二电子输送层。在这种情况中，第一电极110充当阳极，并且第二电极190充当阴极。
在一些情况中，当第一电极110为阴极并且第二电极190为阳极时，第一至第四通用层120、140、160和180的顺序可以是与上述顺序相反的顺序。即，依次确定为第二电子输送层、第二空穴输送层、第一电子输送层和第一空穴输送层。
当第一通用层120为第一空穴输送层时，可以还形成与第一电极110相邻的空穴注入层，并且当第四通用层180为第二电子输送层时，可以还形成与第二电极190相邻的电子注入层。
此外，第一或第二空穴输送层或者第一或第二电子输送层可以具有单层或多层结构。此外，当这些层作为单层形成时，它们可以通过混合或共沉积多种功能材料而形成。此外，如果需要，这些空穴输送层或电子输送层可以与相应堆叠的发光层一体化。
这种白色有机发光显示器件通过由第一堆叠1100的第一发光层130发射的蓝光与由第二堆叠1200发射的磷光的组合而实现了白光。由第二堆叠1200发射的光的颜色取决于包含在第二发光层170中的磷光掺杂剂，并且磷光掺杂剂例如为单一的黄绿色磷光掺杂剂，或者黄色磷光掺杂剂与绿色磷光掺杂剂的组合，或者红色磷光掺杂剂与绿色磷光掺杂剂的组合。也可以使用任何颜色的磷光掺杂剂，只要它能与由第一堆叠110发射的蓝光组合而发射白光。
第一发光层130可以使用能够发射蓝色荧光或蓝色磷光的材料。在下述试验中，因到现在为止所开发的材料的特性而使用蓝色荧光材料来进行这些试验。
此处，第二发光层170除磷光掺杂剂之外还包含主体作为主要成分。主体可以是单一主体或两种以上的主体以增强空穴输送性或电子输送性。对于磷光，通过使主体掺杂有相对于主体含量为约10%以下的磷光掺杂剂来形成第二发光层170。
同时，作为上述实例，第一电极110为由透明电极(如ITO)形成的阳极，并且第二电极190为由反射性金属电极(如Al)形成的阴极。
但是，本发明并不限于所述实例。第一堆叠1100和第二堆叠1200的上下位置可以反转。即，作为磷光堆叠的第二堆叠可以设置在作为蓝色荧光堆叠的第一堆叠的上部。各通用层的厚度可以根据各堆叠的上下位置而改变。
此外，第一电极110可以沉积在基板(未示出)上，并且第一和第二堆叠可以沉积于其上。作为另外一种选择，可以采用相反的顺序，即可以先沉积第二电极190，然后将第二和第一堆叠沉积于其上。
第一电极110和第二电极190之一是透明电极，如ITO、IZO或ITZO，并且另一电极为反射性电极，如Al或Mg。
同时，电荷生成层(CGL)150起到平衡彼此相邻的第一堆叠1100与第二堆叠1200之间的电荷的作用，并由此也被称作“中间连接层(ICL)”。在此情况中，电荷生成层150可以分为辅助电子注入第一堆叠1100中的n型电荷生成层151和辅助空穴注入第二堆叠1200中的p型电荷生成层152。
此处，掺杂在n型电荷生成层中的金属选自I族(碱金属)或II族(碱土金属)金属。例如，所述金属可以为锂(Li)、钠(Na)、镁(Mg)、钙(Ca)和铯(Cs)中的任意一种。
此外，掺杂在n型电荷生成层151中的金属的量优选为n型电荷生成层总体积的1%～10%，更优选为2%～8%，以便更有效地将载流子(如电子或空穴)输送至相邻堆叠并防止因导电性导致的横向泄漏。
此外，掺杂在n型电荷生成层151中的金属的厚度优选设定为更优选为约这样的厚度也是为了防止n型电荷生成层151的横向泄漏和提高载流子输送效率而确定的。
从第一堆叠1100的角度来看，这种n型电荷生成层151充当电子输送层和电子注入层。此外，n型电荷生成层151通过使作为主要材料的电子输送材料掺杂有碱金属或碱土金属而形成。
例如，n型电荷生成层151可以具有含有杂环的稠合芳香环作为电子输送材料。
同时，从第二堆叠的角度来看，p型电荷生成层152具有-5eV以下的HOMO能级并且充当空穴输送层。这种p型电荷生成层152含有空穴输送材料。
同时，第三通用层160和第四通用层180具有比存在于第二发光层170中的主体的三线态能级高0.01eV～0.4eV的三线态能级，使得发磷光的第二堆叠1200防止了将激发态的三线态激子引入第三通用层160或第二通用层180中，并将其限制在第二发光层170中。
另外，考虑到三线态-三线态湮灭(TTA)，发射蓝色荧光的第一堆叠1100为表现出高效率和长寿命的元件。
即，第一堆叠1100具有的器件结构设计为基于通过TTA的延迟荧光的贡献使得荧光元件的受限的内量子效率(IQE)从25%提高到约50%，由此促进了第一发光层130中的TTA对于基于TTA的效率的贡献。
即，随着第一发光层130的主体和掺杂剂的ΔEst(单线态与三线态之间的交换能)的提高，容易进行通过TTA将三线态转化为单线态。为有效地限制第一发光层130中的三线态激子，第一通用层120和第二通用层140的三线态能量应该高于荧光主体的三线态能量。具有高效率的蓝色荧光堆叠可以通过在满足这些条件的前提下优化第一通用层120和第二通用层140的载流子迁移率而获得。
另外，第二堆叠1200通过使具有较优的空穴输送性的主体和具有优异的电子输送性的主体的组合掺杂磷光掺杂剂(黄绿色磷光掺杂剂，或者黄色和绿色磷光掺杂剂，或者红色和绿色磷光掺杂剂等)而形成。
根据本发明，如可以从以下试验中看出的，最优的电荷生成层可以通过观察串联型白色有机发光器件的特性变化与各电荷生成层结构的改变的关系来确定。
在以下试验中，参照图1的截面图，第一堆叠(荧光堆叠)的发光层通过蓝色荧光层而实现，并且第二堆叠(磷光堆叠)的发光层通过黄绿色磷光层而实现。
下面将简要描述试验例的构造。以下试验例是参比例，其中图2～4所示的n型电荷生成层和p型电荷生成层同时存在，并且掺杂在n型电荷生成层中的金属的量和厚度分别为约3%和
[试验例]
下面将简要描述形成本发明的串联型白色有机发光器件的方法。
试验例仅出于说明的目的而提供。用于下述层的材料并不限于下述情况，也可以使用其他材料，只要能够保持相应的层的功能即可。
在透明基板(未示出)上形成以矩阵形式设置在各像素中的包含薄膜晶体管的薄膜晶体管阵列(未示出)。
然后，如图1所示，使用阳极材料形成第一电极110，使其连接于薄膜晶体管。通常使用氧化铟锡(ITO)作为阳极材料。
然后，在第一电极110上形成第一通用层120。第一通用层120通过依次将HAT-CN(式1)沉积至厚度为将NPD(式2，4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]-联苯)和N,N'-二苯基-N-萘基-N'-联苯-1,1'-联苯-4,4"-二胺沉积至厚度为并将TCTA(式3)沉积至厚度为而形成。
然后，在第一通用层120上形成第一发光层130。第一发光层130被形成为包含ADN(式4)和叔丁基苝(式5)，厚度为约
然后，在第一发光层130上形成第二通用层140。第二通用层140使用LGCETL(式6)形成至厚度为约
然后，依次沉积n型电荷生成层151和p型电荷生成层152。n型电荷生成层151使用掺杂有3%的锂的BPhen(式7)形成至厚度为约并且p型电荷生成层152使用HAT-CN而形成至厚度为约
然后，在p型电荷生成层152上形成第三通用层160。第三通用层160通过分别将NPD和TCTA连续沉积至和的厚度而形成。
然后，在第三通用层160上形成第二发光层170。
将第二发光层形成至厚度为作为包含BAlq(式8)和YG掺杂剂(式9)的发光层。
然后，在第二发光层170上形成第四通用层180。第四通用层180通过分别将LGCETL和LiF连续沉积至厚度为约和约而形成。
然后，使用反射性金属(如Al)在第四通用层180上形成第二电极160作为阴极。
[式1]
[式2]
[式3]
[式4]
[式5]
[式6]
[式7]
[式8]
[式9]
首先，为评价n型电荷生成层和p型电荷生成层对于串联型器件的作用，将其中选择性地省略了两种电荷生成层中的一种的实例与其中两种电荷生成层都存在的参比(ref.)例进行比较。
表1
名称 电压(V) Cd/A CIEx CIEy EQE
Ref. 6.90 80 0.323 0.338 32
无N-CGL 10.24 69.8 0.454 0.536 20.46
无P-CGL 19.54 6.5 0.142 0.067 9.85
图2是显示在省略了n或p型电荷生成层的串联型白色有机发光器件中发光强度随波长的变化的图。
在表1和图2的试验中，电流密度为10mA/cm2。
如图2所示，同时包含n型电荷生成层和p型电荷生成层的参比例(ref.)在对应于由第一堆叠和第二堆叠中的发光层发射的光的颜色的波长处表现出峰值。
另一方面，在其中只省略了n型电荷生成层的实例(无N-CGL)中，只有第二堆叠(磷光堆叠)的发光层发光，而在其中只省略了p型电荷生成层的实例(无P-CGL)中，只有第一堆叠(荧光堆叠)的发光层发光。即，可以看出，在选择性省略n或p型电荷生成层的情况中，第二或第一堆叠独立地发光。
另外，如从表1中可以看出的，与参比(ref.)例(其中两种电荷生成层都存在的实例)相比，其中省略了n型电荷生成层的实例(无N-CGL)表现出驱动电压增加了3V以上，这意味着该实例表现出仅仅第二堆叠(磷光堆叠)的功能。此表现的原因被认为是，对应于第一堆叠的从第一通用层120至第二通用层140的所有有机层都受到第二堆叠(磷光堆叠)的空穴注入层影响，并且第一发光层130和第二通用层140是使驱动电压增加的主要因素。这是由于没有电子从p型电荷生成层152注入第二通用层140。
另外，如从表1中可以看出的，与其中两种电荷生成层都存在的参比例(ref.)相比，其中省略了p型电荷生成层的实例(无P-CGL)表现出驱动电压增加了13V，这意味着该实例仅表现出第一堆叠的功能。
驱动电压的增加被认为归因于以下因素，即，因引入第二堆叠(磷光堆叠)中的第三通用层与n型电荷生成层之间的界面处的能级差很大而使电子注入势垒增加，以及第二堆叠的空穴输送层充当了电子流动通道。
因此，当n型或p型电荷生成层作为电荷生成层存在时，第二堆叠和第一堆叠独立地发挥作用，并且驱动电压增加。通过上述试验，可以看出，不同种类的电荷生成层被堆积为电荷生成层。
图3是显示使p型电荷生成层掺杂有金属时光的强度随波长的变化的图。图4是显示使p型电荷生成层掺杂有金属时的寿命的图。
当如图3所示p型电荷生成层(P-CGL)掺杂有碱金属时，如图4所示寿命自90小时开始迅速降低。这归因于以下事实，即，p型电荷生成层与碱金属的组合引起空穴有效地注入第二堆叠，由此使电荷平衡劣化。
另一方面，具有其中p型电荷生成层未掺杂有碱金属的堆叠结构的n型电荷生成层表现出寿命随时间推移而线性降低。此情况可获得与p型电荷生成层掺杂有碱金属时相比更为稳定的驱动。
因此，为实现最优的串联型器件，最优的串联型器件的结构应该被确定为可使各电荷生成层能够有效地发挥作用。
通过观察在各电荷生成层条件下串联型器件的特性的变化，本发明的串联型白色有机发光器件揭示了最优的电荷生成层。特别是，在串联型白色有机发光器件的电荷输送层中，可以控制更直接地影响器件的效率和寿命的n型电荷生成层的金属掺杂浓度和厚度。
在以下试验中，n型电荷生成层使用稠合芳香环类有机材料作为主要组分，并且锂(Li)用作掺杂于其中的碱金属或碱土金属。
图5是显示在n型电荷生成层具有不同厚度的条件下驱动电压的变化与锂掺杂浓度的关系的图。
如图5所示，当锂掺杂浓度增加时，同时n型电荷生成层的厚度依次增加 和在所有厚度和在锂的量为2%以下时驱动电压增加。
这意味着锂在p型电荷生成层所产生的电子向n型电荷生成层中的注入中起着重要作用，并且该行为与驱动电压有关。即，当锂被掺杂至至少2%时，驱动电压可以保持为约7.0V而没有显著增加。
同时，如可以从该图中看出的，当锂掺杂浓度为2%～12%时，驱动电压随着锂掺杂浓度的增加而几乎不改变或者大体地增加至7.8V以下。因此，当锂掺杂浓度为2%～12%时，可以获得低驱动电压。
另外，由图5可以看出，n型电荷生成层的厚度也影响同一锂掺杂浓度下的驱动电压。
例如，当n型电荷生成层的厚度为时，几乎未观察到驱动电压随锂掺杂浓度的变化而发生的变化，但当n型电荷生成层的厚度为时，驱动电压表现出约0.5V的增加。这被认为是由于当n型电荷生成层的厚度较小时p型电荷生成层中产生的电子向n型电荷生成层中注入而引起的。
图6是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时蓝色堆叠的发光强度与锂掺杂浓度的关系的图。
如图6所示，当掺杂在n型电荷生成层中的锂的量为约2%～8%时，蓝色堆叠(第一堆叠)在各厚度表现出恒定的蓝色发光效率，并且发光强度为0.2～0.25。然而，在锂掺杂浓度为1%以下时各厚度的发光效率迅速降低，但在锂掺杂浓度高于8%时其大体降低。
即，当掺杂在n型电荷生成层中的锂的量为约2%～8%时，电子从n型电荷生成层至第一堆叠的注入使得达到电荷平衡并得到优化，在其他条件下电子以过小或过大的量注入。
图7是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时磷光堆叠的发光强度与锂掺杂浓度的关系的图。
如图7所示，无论掺杂在n型电荷生成层中的锂的量为多少，第二堆叠(磷光堆叠)都表现出约0.15的黄绿色磷光发光强度，这意味着第二堆叠的发光强度显著地不受金属(Li)掺杂浓度的影响。
这被认为归因于以下事实，即，电子和空穴在p型电荷生成层与邻近它的空穴输送层之间产生，并且n型电荷生成层的状况显著地影响电子向第一堆叠中的注入和输送，并且不会显著地影响空穴向第二堆叠中的注入。
下面将描述本发明的串联型白色有机发光器件的第一和第二堆叠的寿命。在以下试验中，电流密度被设定为50mA/cm2。
图8是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时蓝色发光层的寿命与锂掺杂浓度的关系的图。
如图8所示，第一堆叠(蓝色荧光堆叠)的寿命的变化对于锂掺杂浓度敏感。
当n型电荷生成层具有约的厚度时，其表现出相似的寿命性质，而当锂掺杂浓度为2%以下或8%以上时，第一堆叠表现出寿命的迅速降低。这是由器件特性的劣化导致的，劣化的原因在于在发光层与通用层之间的界面处形成了激子，考虑到蓝色发光效率随锂掺杂浓度的变化，这又是由于电荷平衡的变化而导致的。此外，当锂掺杂浓度为2%～8%时，可确保150小时以上的寿命。
但是，与磷光堆叠相比，当n型电荷生成层具有约的厚度时，在锂掺杂浓度为2%以上时寿命线性增加，但在锂掺杂浓度为6%以下时寿命显著地降低至150小时以下。因此，可以认为，当白色有机发光器件的第一堆叠(荧光堆叠)中的n型电荷生成层的厚度过小时，寿命无法得到适当保持。
由以上试验可以看出，n型电荷生成层具有约的厚度并且锂掺杂浓度为2%～8%，第一堆叠可以确保150小时以上的寿命。
同时，由上述附图可以看出，寿命与金属掺杂浓度成正比地增加，但在掺杂条件为9%以下时寿命特性很差。即，需要有金属掺杂浓度的下限。
图9是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时磷光发光层的寿命与金属掺杂浓度的关系的图。
如图9所示，对于第二堆叠(磷光堆叠)的寿命随锂掺杂浓度的变化，在锂掺杂浓度为约2%时寿命表现发生显著变化，并且在锂掺杂浓度为约8%时寿命表现根据厚度而改变。
即，当n型电荷生成层具有约约的厚度时，寿命在锂掺杂浓度为2%以下时降低。在此，当n型电荷生成层具有约的厚度时，在锂掺杂浓度为2%～8%时无法确保寿命的恒定性。在该范围内，可以获得150小时以上的寿命。
此外，当n型电荷生成层具有的厚度时，在锂掺杂浓度为2%～8%时基本可以保持180小时的预定寿命。
另外，当n型电荷生成层具有的厚度时，在锂掺杂浓度为2%以下时可以保持约230小时的预定寿命，并且如同在n型电荷生成层的厚度为的情况中一样，在锂掺杂浓度为2%～8%时可以保持170小时～180小时的寿命。
由以上附图可以看出，在2%～8%的锂掺杂浓度范围内，这种情况表现出与n型电荷生成层掺杂有等量锂的图8的蓝色荧光堆叠基本相似的寿命行为。即，在上述厚度范围内，第一堆叠(蓝色荧光堆叠)和第二堆叠(黄绿色磷光堆叠)表现出相似的寿命行为。另外，如图8的试验结果中所述，当n型电荷生成层具有约约的厚度并且锂掺杂浓度为2%～8%时，可确保150小时以上的第一堆叠寿命。
图10是显示在n型电荷生成层具有不同厚度时电流强度与驱动电压的关系的图。
如图10所示，驱动电压随n型电荷生成层厚度的降低而升高。其原因在于，n型电荷生成层的导电性优异，并且电子可有效注入第一堆叠中。
同时，掺杂在n型电荷生成层中的金属不限于锂，并可以为碱金属或碱土金属。当使用其他金属代替锂时，可以改变n型电荷生成层的掺杂浓度或厚度，以能够获得长寿命和高效率。所述掺杂浓度为约1%～约10%。此外，n型电荷生成层的厚度为约约
由于n型电荷生成层与p型电荷生成层相比表现出优异的导电性，因此其容易发生横向泄漏。因此，在考虑能够防止横向泄漏的掺杂浓度和厚度之后，应该采用能够实现针对串联型器件优化的功能的条件。确定这些试验条件，以避免横向泄漏并获得最优的效率和寿命。当n型电荷生成层具有约约的厚度并且锂掺杂浓度为2%～8%时，可确保150小时以上的第一堆叠寿命。
同时，可以将本发明的串联型白色有机发光器件应用于显示器。从小尺寸显示器到大尺寸显示器，像素之间的距离可以改变。因此，这会引起横向泄露的标准的改变。结果，当将本发明的串联型白色有机发光器件应用于显示器时，可以根据显示器的像素大小在上述条件下改变n型电荷生成层的厚度。
本发明的串联型白色有机发光器件具有以下优点。
首先，包含n型电荷生成层和p型电荷生成层的堆叠被形成为在相邻堆叠的界面处形成的电荷生成层从而提供了二极管效应，由此改善了输送至相邻堆叠的电子或空穴的效率，而不会使电子和空穴被捕捉在电荷生成层中。
其次，n型电荷生成层在特定条件下设计而成，由此防止了横向泄漏，改善了电荷输送，优化了蓝色发光堆叠与磷光堆叠之间的电荷平衡，并降低了驱动电压，且增加了串联型结构的寿命。此外，因此，可以稳定地实现串联型白色有机发光器件。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以对本发明进行各种修改和变化，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明意在涵盖对本发明的修改和变化，只要这些修改和变化是在所附权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (12)

1.一种串联型白色有机发光器件，所述器件包含：
彼此相对的第一电极和第二电极；
形成于所述第一电极与所述第二电极之间的电荷生成层；
设置在所述第一电极与所述电荷生成层之间的第一堆叠，所述第一堆叠包含发蓝光的第一发光层；和
设置在所述电荷生成层与所述第二电极之间的第二堆叠，所述第二堆叠包含第二发光层，所述第二发光层包含掺杂有发射波长比蓝光更长的光的磷光掺杂剂的一种或多种主体，
其中，所述电荷生成层包含由金属和稠合芳香环类有机材料构成的n型电荷生成层和由有机材料制成的p型电荷生成层，
其中，掺杂在所述n型电荷生成层中的所述金属的量为所述n型电荷生成层总体积的2％～8％，并且
其中，掺杂在所述n型电荷生成层中的所述金属的厚度为
2.如权利要求1所述的串联型白色有机发光器件，其中，掺杂在所述n型电荷生成层中的所述金属为I或II族金属。
3.如权利要求2所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述金属为锂、钠、镁、钙和铯中的任意一种。
4.如权利要求1所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述p型电荷生成层的HOMO能级为-5eV以下。
5.如权利要求1所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述n型电荷生成层中的稠合芳香环含有杂环。
6.如权利要求1所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述第一堆叠还包含：
设置在所述第一电极与所述第一发光层之间的第一通用层；和
设置在所述第一发光层与所述电荷生成层之间的第二通用层，并且
所述第二堆叠还包含：
设置在所述电荷生成层与所述第二发光层之间的第三通用层；和
设置在所述第二发光层与所述第二电极之间的第四通用层。
7.如权利要求6所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述第三通用层和所述第四通用层具有比存在于所述第二发光层中的所述主体的三线态能级高0.01eV～0.4eV的三线态能级。
8.如权利要求2所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述第一发光层发射蓝色荧光。
9.如权利要求2所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述第二发光层的磷光掺杂剂包含黄绿色磷光掺杂剂。
10.如权利要求2所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述第二发光层的磷光掺杂剂包含黄色磷光掺杂剂和绿色磷光掺杂剂。
11.如权利要求2所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述第二发光层的磷光掺杂剂包含红色磷光掺杂剂和绿色磷光掺杂剂。
12.如权利要求1所述的串联型白色有机发光器件，其中，所述第二发光层包含两种以上主体，并且所述主体至少包含具有电子输送性的第一主体和具有空穴输送性的第二主体。
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