CN1783531A - 有机发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机发光器件，其可以包括第一电极、空穴注入层、空穴传输层、发射层和第二电极，其中空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比例是约1∶1至约1∶10。因为控制空穴注入层和空穴传输层的相对厚度，有机发光器件中的漏泄电流降低。结果，可以改善有机发光器件的电特性和可试性。
Description
相关专利申请的交叉参考
本申请要求2004年10月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2004-0082570的优先权，其中公开的内容在此处全部引入作为参考。
发明背景
技术领域
本发明涉及一种有机发光器件，更特别地，涉及具有减少漏泄电流的空穴注入层的有机发光器件。
相关技术说明
有机发光器件是自发射器件，它可以通过荧光或磷光有机层中电子和空穴的复合发光，作为电流提供给有机层。有机发光器件是轻型的，包括简单的元件，并具有可以通过简单方法生产的结构，优异的图像质量和宽广的视角。此外，有机发光器件可以产生完美的移动图像，可以实现高色纯度，并具有电性质例如低电耗、低驱动电压等，适用于电子器件。
该有机发光器件包括有机层，有机层可以包含空穴传输层、发射层、电子传输层等。根据一种或更多种有机层的厚度，有机发光器件的效率、驱动电压、色度座标可以改变。因此根据空穴传输层、发射层、电子传输层等的厚度，操作特性可以改变。
随着施加反向偏压至空穴传输层，空穴传输层中荧光材料可以产生较大的断开状态漏泄电流(Loff)。当这出现时，通常不能表达黑色，得到的装置的可试性变差。
发明概述
本发明提供了一种有机发光器件，其中调节空穴传输层与空穴注入层的厚度比，以减少漏泄电流。
本发明的一个实施方案可以提供一种有机发光器件，其包含第一电极、空穴注入层、空穴传输层、发射层和第二电极。空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比可以为约1∶1至约1∶10。
附图简述
通过参考附图详细描写示范性实施方案，本发明的上述和其它特征和优点变得更加清晰可见。
图1图解了根据本发明实施方案的有机发光器件的结构。
图2图解了根据本发明实施方案的有机发光显示器的结构，其包含图1的有机发光器件。
图3是实施例1中描述的有机发光器件和对比实施例1中描述的有机发光器件的电流对电压的图。
图4是说明实施例1和对比实施例1中描述的有机发光器件的漏泄电流特性的图。
发明的详细说明
参考图1将描述生产本发明实施方案的有机发光器件的方法。
最初，将阳极材料涂布在基材表面上以形成阳极。可以使用任何适合通常用于有机发光器件的基材。可以使用玻璃基材或透明塑料基材，其具有优异的表面光滑度和防水性，并易于操作。透明并具有优异导电性的氧化锡铟(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)等可以用作阳极材料。
将形成空穴注入层的材料通过真空热沉积或旋涂涂布在阳极上以形成空穴注入层(HIL)。空穴注入层可以具有约50-800，优选约5-150的厚度。如果空穴注入层薄于50，得到的器件寿命和可靠性可能变差。如果空穴注入层厚于约800，驱动电压可能不合乎需要地升高。
可以使用的形成空穴注入层的材料实例包括，但是不局限于铜酞菁、星爆式(starburst)胺，例如TCTA，m-MTDATA等。
韩国专利公开未审号2004-0065667和美国专利号5,837,166和6,074,734中公开的空穴注入材料可以用作形成本发明中空穴注入层的材料。
将空穴传输材料涂布在通过上述描述方法形成的空穴注入层表面上以形成空穴传输层(HTL)。空穴传输材料的实例包括，但是不局限于，N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′二苯基-[1，1-联苯]-4，4′-二胺(TPD)，N，N′-二-1-基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPB)等。空穴传输层可以是约50至约1500，优选约200至约1200厚。如果空穴传输层薄于50，其运输空穴能力可能变差。如果空穴传输层厚于1500，驱动电压可能不合乎需要地升高。
然后，在空穴传输层上形成发射层(EML)。任何材料可以用于发射层，没有限定。然而，优选单独使用磷光材料。可用于本发明的磷光材料实例包括Ir(ppy)3(ppy是苯基吡啶的缩写)(绿色)(4，6-F2ppy)2lrpic(Chihaya Adachi等Appl.Phys.Lett.，79，2082-2084，2001)等。除了磷光材料用作掺杂剂之外，发射层可以进一步包括常用主体，例如CBP。在这种情况下，掺杂剂的量可以是约0.2至约3重量份，按发射层(包括掺杂剂和主体)的重量为100重量份计。如果掺杂剂的量小于约0.2重量份，发光效率变差，驱动电压升高。大于3重量份的掺杂剂可能缩短得到的发光器件的寿命。任选可以在发射层上形成空穴阻挡层(HBL)。
当形成空穴阻挡层时，使用真空沉积或旋涂将形成空穴阻挡层用材料有选择地涂布在发射层上以形成空穴阻挡层。任何能够运输电子并具有比发光化合物更高电离电位的材料可以用于形成空穴阻挡层而没有限定。形成空穴阻挡层的该材料的代表性实例包括Balq、BCP、TPBI等。空穴阻挡层可以为约30至约70厚。如果空穴阻挡层薄于约30，不能令人满意地阻挡空穴。如果空穴阻挡层厚于约70，驱动电压可能不合乎需要地升高。
然后，使用真空沉积或旋涂在空穴阻挡层上形成电子传输层(ETL)。
可以使用任何材料形成电子传输层而没有限定，优选为Alq3。电子传输层可以是约150至约600厚。电子传输层薄于约150，可能无法充分传输电子。如果电子传输层厚于600，驱动电压可能不合乎需要地升高。
可以在电子传输层上有选择地形成电子注入层(EIL)。电子注入层的合适材料可以包括LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq等。电子注入层可以为约5至约20厚。如果电子注入层薄于约5，电子注入层不能有效地起作用。如果电子注入层厚于约20，驱动电压可能不合乎需要地升高。
然后，使用真空热沉积在电子注入层上形成为第二电极的阴极，从而完成有机发光器件。可用于形成阴极的金属可以包括Li、Mg、Al、Al-Li、Ca、Mg-In、Mg-Ag等。
如果需要，本发明有机发光器件可以进一步包括一个或两个中间层。例如，有机发光器件可以包含阳极、空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层、电子注入层和阴极。
如上所述本发明有机发光器件可用于多种显示器等。将参考图2描述包括本发明有机发光器件和薄膜晶体管(TFT)的有机发光显示器的实施方案。
参考图2，在基材10上形成缓冲层11。基材10可以是玻璃基材、金属基材或绝缘聚合物基材。特别地，对于韧性扁平显示器，基材10可以是金属基材例如金属箔或绝缘聚合物基材。考虑到结晶过程期间的耐用性，可以优选金属基材。金属基材可以包含至少一种选自铁、铬、镍、碳和锰的物质。特别地，金属基材可以由例如不锈钢、Ti、Mo、因瓦(Invar)合金、因科内尔(Inconel)合金、科伐(Kovar)合金等形成。可以任选在基材10上形成缓冲层11，以使基材10平面化。缓冲层11可以由二氧化硅和/或氮化硅组成。
可以在缓冲层11上形成TFT用半导体活性层31。TFT可以是，但是不局限于驱动TFT。在复杂电路中可以形成另一个转换TFT。半导体活性层31可以是具有例如硅的无机半导体层，或具有例如并五苯的有机半导体层。
形成半导体活性层31后，可以顺序在半导体活性层31的沟道区上形成栅介质层32和栅极33，并形成覆盖全部基材10的绝缘夹层34。
在绝缘夹层34中形成接触孔34a，并在绝缘夹层34上形成源/漏极35。源/漏极35通过接触孔34a电连接至半导体活性层31。
还可以使用多种TFT结构，例如底部栅极结构，不限于上述图2中TFT的结构。
形成TFT后，可以形成平面化层36，以覆盖TFT。平面化层36类似于上述绝缘层，可以由使用有机材料和/或无机材料的单层或复合层形成。
在平面化层36中形成通孔36a后，可以在平面化层36上形成如上所述用于有机发光器件(OLED)的第一电极层21。结果，第一电极层21与TFT的源/漏极35连接。
然后，可以形成像素限定层37以覆盖平面化层36和第一电极层21。可以在像素限定层37中形成开口37a以暴露第一电极层21的预定部分。类似于如上所述平面化层36，像素限定层37可以由使用有机材料和/或无机材料的单层或复合层形成。有机材料可以有效获得较好的表面光滑度。
可以在第一电极层21的暴露部分上依次形成如上所述有机发射层22和第二电极层23。在这里，有机发射层22包括如上所述空穴注入层、空穴传输层、发射层等。
第一电极层21作为阳极，第二电极层23作为阴极。第一电极层21可以制成相应于每个像素的尺寸。可以形成第二电极层23以覆盖全部像素。
对于用于形成第一电极层21的材料，可以参考有机发射层22和第二电极层23、其形成方法和其厚度、上述发光器件的说明。得到完全的OLED后，可以密封OLED的上端以防止外界空气进入。
虽然已经参考图2中有效矩阵有机发光显示器描述本发明有机发光显示器，这仅用于说明，本发明有机发光显示器可以具有多种结构，例如，类似于正矩阵有机发光显示器。
本发明将参考下列实施例进行更详细地描述。下列实施例用于举例说明，并不是对本发明范围的限定。
实施例1
将电阻为15欧姆/cm2(1200)的氧化锡铟(ITO)玻璃基材(可从Corning Co.获得)切成50mm×50mm×0.7mm的尺寸，并在异丙醇和纯水中各自用超声处理洗涤5分钟，紫外线照射30分钟并使用臭氧，以用作阳极。
在真空中将铜酞菁(CuPc)沉积在基材上，以形成厚度为100的空穴注入层。在真空中将NPB沉积在空穴注入层上以形成厚度为800的空穴传输层。控制空穴注入层厚度与空穴传输层厚度的比例为1∶8。
然后，将CBP和Irppy沉积在空穴传输层上以形成厚度约400的发射层。将Alq3沉积在发射层上以形成厚度为250的电子传输层。
将LiF沉积在电子传输层上以形成厚度为10的电子注入层，然后将Al沉积在电子注入层上以形成厚度为1000的阴极，从而产生完整的有机发光器件。
实施例2
以与实施例1相同的方式生产有机发光器件，除了将空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比设定为1∶1。
实施例3
以与实施例1相同的方式生产有机发光器件，除了将空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比设定为1∶10。
对比实施例1
以与实施例1相同的方式生产有机发光器件，除了将空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比设定为8∶2。
对比实施例2
以与实施例1相同的方式生产有机发光器件，除了将空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比设定为1∶0.5。
对比实施例3
以与实施例1相同的方式生产有机发光器件，除了将空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比设定为1∶10.5。
对实施例1和对比实施例1中生产的有机发光器件分别测量电流-电压特性和漏泄电流特性。结果显示于图3和5。
参见图3，实施例1有机发光器件中，电流漏泄在关闭区域中减少。参考图4，实施例1有机发光器件中漏泄电流小于对比实施例1有机发光器件中的漏泄电流。
如上所述，本发明有机发光器件中，控制空穴注入层和空穴传输层之间的相对厚度以降低由于空穴注入材料引发的漏泄电流。这改善了有机发光器件的电特性和可试性。
虽然本发明已经参考示范性实施方案详细地进行展示并描述，但是本领域普通技术人员可以理解：在不脱离下列权利要求限定的本发明实质和范围情况下，可以对形式细节作出多种改变。
Claims (11)
1.一种有机发光器件，包含：
第一电极；
在第一电极上形成的空穴注入层；
在空穴注入层上形成的空穴传输层；
在空穴传输层上形成的发射层；和
在发射层上形成的第二电极，其中空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比例是约1∶1至约1∶10。
2.权利要求1的有机发光器件，其中空穴注入层和空穴传输层之间的厚度比例是约1∶4至约1∶8。
3.权利要求1的有机发光器件，其中空穴注入层是约50至约800厚，空穴传输层是约50至约1500厚。
4.权利要求1的有机发光器件，其中空穴注入层由空穴注入材料制成，所述空穴注入材料具有1e-3cm2/Vs或更大的迁移率、约2.7eV或更低的LUMO(最低未占分子轨道)能级、约5.0eV或更大的HOMO(最高占据分子轨道)能级。
5.权利要求4的有机发光器件，其中空穴注入材料是铜酞菁或具有下列结构式的m-MTDATA：
6.权利要求1的有机发光器件，其中空穴传输层由空穴传输材料制成，所述空穴传输材料具有1e-4m2/Vs或更大的迁移率、约3.3eV或更低的LUMO能级、约5.0eV或更大的HOMO能级。
7.权利要求5的有机发光器件，其中空穴传输材料是N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-[1，1-联苯]-4，4′-二胺(TPD)或N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPB)。
8.权利要求1的有机发光器件，其中发射层包含磷光材料。
9.一种有机发光显示器，包含权利要求1的有机发光器件。
10.权利要求1的有机发光器件，所述器件还包含在发射层上形成的空穴阻挡层，其中空穴阻挡层是约30至约70厚。
11.权利要求1的有机发光器件，所述器件还包含：在发射层上形成的空穴阻挡层和在空穴阻挡层上形成的电子传输层；和在电子传输层上形成的电子注入层；其中电子传输层为约150至约600厚；其中电子注入层是约5至约20厚。
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