專利名稱：有機發光器件的制作方法
相關專利申請的交叉參考本申請要求2004年10月15日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2004-0082570的優先權，其中公開的內容在此處全部引入作為參考。
發明
背景技術：
領域本發明涉及一種有機發光器件，更特別地，涉及具有減少漏泄電流的空穴注入層的有機發光器件。
相關技術說明有機發光器件是自發射器件，它可以通過熒光或磷光有機層中電子和空穴的復合發光，作為電流提供給有機層。有機發光器件是輕型的，包括簡單的元件，并具有可以通過簡單方法生產的結構，優異的圖像質量和寬廣的視角。此外，有機發光器件可以產生完美的移動圖像，可以實現高色純度，并具有電性質例如低電耗、低驅動電壓等，適用于電子器件。
該有機發光器件包括有機層，有機層可以包含空穴傳輸層、發射層、電子傳輸層等。根據一種或更多種有機層的厚度，有機發光器件的效率、驅動電壓、色度座標可以改變。因此根據空穴傳輸層、發射層、電子傳輸層等的厚度，操作特性可以改變。
隨著施加反向偏壓至空穴傳輸層，空穴傳輸層中熒光材料可以產生較大的斷開狀態漏泄電流(Loff)。當這出現時，通常不能表達黑色，得到的裝置的可試性變差。
發明概述本發明提供了一種有機發光器件，其中調節空穴傳輸層與空穴注入層的厚度比，以減少漏泄電流。
本發明的一個實施方案可以提供一種有機發光器件，其包含第一電極、空穴注入層、空穴傳輸層、發射層和第二電極。空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比可以為約1∶1至約1∶10。
附圖簡述通過參考附圖詳細描寫示范性實施方案，本發明的上述和其它特征和優點變得更加清晰可見。
圖1圖解了根據本發明實施方案的有機發光器件的結構。
圖2圖解了根據本發明實施方案的有機發光顯示器的結構，其包含圖1的有機發光器件。
圖3是實施例1中描述的有機發光器件和對比實施例1中描述的有機發光器件的電流對電壓的圖。
圖4是說明實施例1和對比實施例1中描述的有機發光器件的漏泄電流特性的圖。
發明的詳細說明參考圖1將描述生產本發明實施方案的有機發光器件的方法。
最初，將陽極材料涂布在基材表面上以形成陽極。可以使用任何適合通常用于有機發光器件的基材。可以使用玻璃基材或透明塑料基材，其具有優異的表面光滑度和防水性，并易于操作。透明并具有優異導電性的氧化錫銦(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)等可以用作陽極材料。
將形成空穴注入層的材料通過真空熱沉積或旋涂涂布在陽極上以形成空穴注入層(HIL)。空穴注入層可以具有約50-800，優選約5-150的厚度。如果空穴注入層薄于50，得到的器件壽命和可靠性可能變差。如果空穴注入層厚于約800，驅動電壓可能不合乎需要地升高。
可以使用的形成空穴注入層的材料實例包括，但是不局限于銅酞菁、星爆式(starburst)胺，例如TCTA，m-MTDATA等。
韓國專利公開未審號2004-0065667和美國專利號5,837,166和6,074,734中公開的空穴注入材料可以用作形成本發明中空穴注入層的材料。
將空穴傳輸材料涂布在通過上述描述方法形成的空穴注入層表面上以形成空穴傳輸層(HTL)。空穴傳輸材料的實例包括，但是不局限于，N，N′-雙(3-甲基苯基)-N，N′二苯基-[1，1-聯苯]-4，4′-二胺(TPD)，N，N′-二-1-基)-N，N′-二苯基聯苯胺(NPB)等。空穴傳輸層可以是約50至約1500，優選約200至約1200厚。如果空穴傳輸層薄于50，其運輸空穴能力可能變差。如果空穴傳輸層厚于1500，驅動電壓可能不合乎需要地升高。
然后，在空穴傳輸層上形成發射層(EML)。任何材料可以用于發射層，沒有限定。然而，優選單獨使用磷光材料。可用于本發明的磷光材料實例包括Ir(ppy)3(ppy是苯基吡啶的縮寫)(綠色)(4，6-F2ppy)2lrpic(Chihaya Adachi等Appl.Phys.Lett.，79，2082-2084，2001)等。除了磷光材料用作摻雜劑之外，發射層可以進一步包括常用主體，例如CBP。在這種情況下，摻雜劑的量可以是約0.2至約3重量份，按發射層(包括摻雜劑和主體)的重量為100重量份計。如果摻雜劑的量小于約0.2重量份，發光效率變差，驅動電壓升高。大于3重量份的摻雜劑可能縮短得到的發光器件的壽命。任選可以在發射層上形成空穴阻擋層(HBL)。
當形成空穴阻擋層時，使用真空沉積或旋涂將形成空穴阻擋層用材料有選擇地涂布在發射層上以形成空穴阻擋層。任何能夠運輸電子并具有比發光化合物更高電離電位的材料可以用于形成空穴阻擋層而沒有限定。形成空穴阻擋層的該材料的代表性實例包括Balq、BCP、TPBI等。空穴阻擋層可以為約30至約70厚。如果空穴阻擋層薄于約30，不能令人滿意地阻擋空穴。如果空穴阻擋層厚于約70，驅動電壓可能不合乎需要地升高。
然后，使用真空沉積或旋涂在空穴阻擋層上形成電子傳輸層(ETL)。
可以使用任何材料形成電子傳輸層而沒有限定，優選為Alq3。電子傳輸層可以是約150至約600厚。電子傳輸層薄于約150，可能無法充分傳輸電子。如果電子傳輸層厚于600，驅動電壓可能不合乎需要地升高。
可以在電子傳輸層上有選擇地形成電子注入層(EIL)。電子注入層的合適材料可以包括LiF、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq等。電子注入層可以為約5至約20厚。如果電子注入層薄于約5，電子注入層不能有效地起作用。如果電子注入層厚于約20，驅動電壓可能不合乎需要地升高。
然后，使用真空熱沉積在電子注入層上形成為第二電極的陰極，從而完成有機發光器件。可用于形成陰極的金屬可以包括Li、Mg、Al、Al-Li、Ca、Mg-In、Mg-Ag等。
如果需要，本發明有機發光器件可以進一步包括一個或兩個中間層。例如，有機發光器件可以包含陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發射層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。
如上所述本發明有機發光器件可用于多種顯示器等。將參考圖2描述包括本發明有機發光器件和薄膜晶體管(TFT)的有機發光顯示器的實施方案。
參考圖2，在基材10上形成緩沖層11。基材10可以是玻璃基材、金屬基材或絕緣聚合物基材。特別地，對于韌性扁平顯示器，基材10可以是金屬基材例如金屬箔或絕緣聚合物基材。考慮到結晶過程期間的耐用性，可以優選金屬基材。金屬基材可以包含至少一種選自鐵、鉻、鎳、碳和錳的物質。特別地，金屬基材可以由例如不銹鋼、Ti、Mo、因瓦(Invar)合金、因科內爾(Inconel)合金、科伐(Kovar)合金等形成。可以任選在基材10上形成緩沖層11，以使基材10平面化。緩沖層11可以由二氧化硅和/或氮化硅組成。
可以在緩沖層11上形成TFT用半導體活性層31。TFT可以是，但是不局限于驅動TFT。在復雜電路中可以形成另一個轉換TFT。半導體活性層31可以是具有例如硅的無機半導體層，或具有例如并五苯的有機半導體層。
形成半導體活性層31后，可以順序在半導體活性層31的溝道區上形成柵介質層32和柵極33，并形成覆蓋全部基材10的絕緣夾層34。
在絕緣夾層34中形成接觸孔34a，并在絕緣夾層34上形成源/漏極35。源/漏極35通過接觸孔34a電連接至半導體活性層31。
還可以使用多種TFT結構，例如底部柵極結構，不限于上述圖2中TFT的結構。
形成TFT后，可以形成平面化層36，以覆蓋TFT。平面化層36類似于上述絕緣層，可以由使用有機材料和/或無機材料的單層或復合層形成。
在平面化層36中形成通孔36a后，可以在平面化層36上形成如上所述用于有機發光器件(OLED)的第一電極層21。結果，第一電極層21與TFT的源/漏極35連接。
然后，可以形成像素限定層37以覆蓋平面化層36和第一電極層21。可以在像素限定層37中形成開口37a以暴露第一電極層21的預定部分。類似于如上所述平面化層36，像素限定層37可以由使用有機材料和/或無機材料的單層或復合層形成。有機材料可以有效獲得較好的表面光滑度。
可以在第一電極層21的暴露部分上依次形成如上所述有機發射層22和第二電極層23。在這里，有機發射層22包括如上所述空穴注入層、空穴傳輸層、發射層等。
第一電極層21作為陽極，第二電極層23作為陰極。第一電極層21可以制成相應于每個像素的尺寸。可以形成第二電極層23以覆蓋全部像素。
對于用于形成第一電極層21的材料，可以參考有機發射層22和第二電極層23、其形成方法和其厚度、上述發光器件的說明。得到完全的OLED后，可以密封OLED的上端以防止外界空氣進入。
雖然已經參考圖2中有效矩陣有機發光顯示器描述本發明有機發光顯示器，這僅用于說明，本發明有機發光顯示器可以具有多種結構，例如，類似于正矩陣有機發光顯示器。
本發明將參考下列實施例進行更詳細地描述。下列實施例用于舉例說明，并不是對本發明范圍的限定。
實施例1將電阻為15歐姆/cm2(1200)的氧化錫銦(ITO)玻璃基材(可從Corning Co.獲得)切成50mm×50mm×0.7mm的尺寸，并在異丙醇和純水中各自用超聲處理洗滌5分鐘，紫外線照射30分鐘并使用臭氧，以用作陽極。
在真空中將銅酞菁(CuPc)沉積在基材上，以形成厚度為100的空穴注入層。在真空中將NPB沉積在空穴注入層上以形成厚度為800的空穴傳輸層。控制空穴注入層厚度與空穴傳輸層厚度的比例為1∶8。
然后，將CBP和Irppy沉積在空穴傳輸層上以形成厚度約400的發射層。將Alq3沉積在發射層上以形成厚度為250的電子傳輸層。
將LiF沉積在電子傳輸層上以形成厚度為10的電子注入層，然后將Al沉積在電子注入層上以形成厚度為1000的陰極，從而產生完整的有機發光器件。
實施例2以與實施例1相同的方式生產有機發光器件，除了將空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比設定為1∶1。
實施例3以與實施例1相同的方式生產有機發光器件，除了將空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比設定為1∶10。
對比實施例1以與實施例1相同的方式生產有機發光器件，除了將空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比設定為8∶2。
對比實施例2以與實施例1相同的方式生產有機發光器件，除了將空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比設定為1∶0.5。
對比實施例3以與實施例1相同的方式生產有機發光器件，除了將空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比設定為1∶10.5。
對實施例1和對比實施例1中生產的有機發光器件分別測量電流-電壓特性和漏泄電流特性。結果顯示于圖3和5。
參見圖3，實施例1有機發光器件中，電流漏泄在關閉區域中減少。參考圖4，實施例1有機發光器件中漏泄電流小于對比實施例1有機發光器件中的漏泄電流。
如上所述，本發明有機發光器件中，控制空穴注入層和空穴傳輸層之間的相對厚度以降低由于空穴注入材料引發的漏泄電流。這改善了有機發光器件的電特性和可試性。
雖然本發明已經參考示范性實施方案詳細地進行展示并描述，但是本領域普通技術人員可以理解在不脫離下列權利要求限定的本發明實質和范圍情況下，可以對形式細節作出多種改變。
權利要求
1.一種有機發光器件，包含第一電極；在第一電極上形成的空穴注入層；在空穴注入層上形成的空穴傳輸層；在空穴傳輸層上形成的發射層；和在發射層上形成的第二電極，其中空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比例是約1∶1至約1∶10。
2.權利要求1的有機發光器件，其中空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比例是約1∶4至約1∶8。
3.權利要求1的有機發光器件，其中空穴注入層是約50至約800厚，空穴傳輸層是約50至約1500厚。
4.權利要求1的有機發光器件，其中空穴注入層由空穴注入材料制成，所述空穴注入材料具有1e-3cm2/Vs或更大的遷移率、約2.7eV或更低的LUMO(最低未占分子軌道)能級、約5.0eV或更大的HOMO(最高占據分子軌道)能級。
5.權利要求4的有機發光器件，其中空穴注入材料是銅酞菁或具有下列結構式的m-MTDATA
6.權利要求1的有機發光器件，其中空穴傳輸層由空穴傳輸材料制成，所述空穴傳輸材料具有1e-4m2/Vs或更大的遷移率、約3.3eV或更低的LUMO能級、約5.0eV或更大的HOMO能級。
7.權利要求5的有機發光器件，其中空穴傳輸材料是N，N′-雙(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-[1，1-聯苯]-4，4′-二胺(TPD)或N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基聯苯胺(NPB)。
8.權利要求1的有機發光器件，其中發射層包含磷光材料。
9.一種有機發光顯示器，包含權利要求1的有機發光器件。
10.權利要求1的有機發光器件，所述器件還包含在發射層上形成的空穴阻擋層，其中空穴阻擋層是約30至約70厚。
11.權利要求1的有機發光器件，所述器件還包含在發射層上形成的空穴阻擋層和在空穴阻擋層上形成的電子傳輸層；和在電子傳輸層上形成的電子注入層；其中電子傳輸層為約150至約600厚；其中電子注入層是約5至約20厚。
全文摘要
本發明公開了一種有機發光器件，其可以包括第一電極、空穴注入層、空穴傳輸層、發射層和第二電極，其中空穴注入層和空穴傳輸層之間的厚度比例是約1∶1至約1∶10。因為控制空穴注入層和空穴傳輸層的相對厚度，有機發光器件中的漏泄電流降低。結果，可以改善有機發光器件的電特性和可試性。
文檔編號H05B33/12GK1783531SQ20051013150
公開日2006年6月7日 申請日期2005年10月14日 優先權日2004年10月15日
發明者李樹美, 樸峻永 申請人:三星Sdi株式會社