有机发光装置和用于有机发光装置的阴极

摘要

本发明公开了一种有机发光装置和用于有机发光装置的阴极。所述有机发光装置包括阳极、具有双层结构的阴极以及在阳极和阴极之间的发射层，其中，阴极包括第一层和第二层，第一层中共沉积有LiF或Liq以及从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属，第二层中共沉积有Ag或Al以及从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属。

说明书

本申请要求于2010年11月9日提交到韩国知识产权局的第10-2010- 0110998号韩国专利申请的权益，该申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明实施例涉及一种包括阳极、具有双层结构的阴极以及阳极和阴极 之间的发射层的有机发光装置。

背景技术

随着21世纪的到来，朝向信息社会的趋势日益加快，伴随着随时随地接 收和传输信息的需要，传统的阴极射线管(CRT)显示器正在被平板显示器 取代。当前使用的一种最通用的类型的平板显示器液晶显示器(LCD)。这是 由于LCD重量轻并且功耗低。然而，由于LCD是被动式发光器件而不是自 发光器件，所以LCD在对比度、视角和面积尺寸方面具有技术限制。因此， 正在全世界范围研究能够克服这种技术限制的新型平板显示器。一种这样的 新型平板显示器使用有机发光二极管(OLED)。OLED能够以低功率驱动， 具有宽视角和快的响应速度，是自发光的、重量轻并且薄。因此，在日本、 韩国和美国已经加快对OLED的实际使用进行研究和开发。

当前在移动显示器中使用的有源矩阵有机发光装置(AMOLED)的阴极 通过沉积镁(Mg)和银(Ag)的组合来形成。然而，阴极在的厚度下 可具有高达大约50Ω/sq.的面积比电阻(ASR)，因此由于IR降的问题而不能 应用于4英寸或更大的移动显示器。

发明内容

本发明实施例提供一种有机发光装置，与使用镁(Mg)-银(Ag)阴极 的有机发光装置的结构相比，该有机发光显示装置具有的结构提供改善了的 有源矩阵有机发光装置(AMOLED)效率和更可靠的高温特性。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种有机发光装置，所述有机发光 装置包括阳极、阴极、以及位于阳极和阴极之间的发射层，其中，阴极包括 第一层和第二层，第一层中共沉积有LiF或Liq以及从由镱(Yb)、钙(Ca)、 钐(Sm)、铕(Eu)、铽(Tb)、锶(Sr)、钡(Ba)、镧(La)和铈(Ce)组 成的组中选择的金属，第二层中共沉积有银(Ag)或铝(Al)以及从由Yb、 Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属。

第一层中的LiF或Liq与从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和 Ce组成的组中选择的金属的组成比可为大约2∶8至大约8∶2。

第一层的厚度可为大约至大约

基于第二层的总重量，第二层中的从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、 La和Ce组成的组中选择的金属可为大约1％至大约50％。

第二层的厚度可为大约至大约

阴极可包括：第一层，在第一层中是共沉积的LiF与从由Yb、Ca、Sm、 Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属；第二层，在第二层中是 共沉积的Ag与从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中 选择的金属。

阴极可包括：第一层，在第一层中是共沉积的LiF与从由Yb、Ca、Sm、 Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属；第二层，在第二层中是 共沉积的Ag与从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中 选择的金属，其中，第一层的厚度可为大约至大约第二层的厚度 可为大约至大约

阴极可包括：第一层，在第一层中是共沉积的LiF或Liq与Yb；第二层， 在第二层中是共沉积的Ag或Al与Yb，其中，第一层的厚度可为大约至大约第二层的厚度可为大约至大约

阴极可包括：第一层，在第一层中是共沉积的LiF与从由Yb、Ca、Sm、 Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属；第二层，在第二层中是 共沉积的Ag与从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中 选择的金属，其中，第一层中的LiF与从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、 La和Ce组成的组中选择的金属的组成比可为大约3∶7至大约7∶3，基于第二 层的总重量，第二层中的从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组 成的组中选择的金属可为大约5％至大约15％。

阴极可包括：第一层，在第一层中是共沉积的LiF或Liq与Yb；第二层， 在第二层中是共沉积的Ag或Al与Yb，其中，第一层中的LiF或Liq与Yb 的组成比可为大约3∶7至大约7∶3，基于第二层的总重量，第二层中的Yb可 为大约5％至大约15％。

阴极可包括：第一层，在第一层中是共沉积的LiF和Yb；第二层，在第 二层中是共沉积的Ag和Yb，其中，第一层中的LiF与Yb的组成比可为大 约3∶7至大约7∶3，基于第二层的总重量，第二层中的Yb可为大约5％至大约 15％。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种用于有机发光装置的阴极， 所述阴极包括：第一层，在第一层中共沉积有LiF或Liq以及从由Yb、Ca、 Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属；第二层，在第二层 中共沉积有Ag或Al以及从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组 成的组中选择的金属。

附图说明

通过参照附图对本发明实施例的示例实施例进行详细描述，本发明实施 例的上述和其它特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1示意性地示出了根据实施例的有机发光装置的结构；

图2是比较示例1至示例3以及对比示例的有机发光装置的高温储存特 性的曲线图；

图3A至图3D是比较在不同的阴极中的银(Ag)扩散程度的透射电子 显微(TEM)图像。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述本发明实施例，在附图中示出了示例实施 例。

根据实施例，有机发光装置包括阳极、阴极以及在阳极和阴极之间的发 射层(EML)，其中，阴极包括第一层和第二层，第一层中共沉积有LiF或 Liq(羟基喹啉锂)以及从由镱(Yb)、钙(Ca)、钐(Sm)、铕(Eu)、铽(Tb)、 锶(Sr)、钡(Ba)、镧(La)和铈(Ce)组成的组中选择的金属，第二层中 共沉积有从由银(Ag)和铝(Al)中选择的金属以及从由Yb、Ca、Sm、Eu、 Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属。

图1示意性地示出了根据实施例的有机发光装置的结构。

参照图1，根据实施例的有机发光装置包括具有双层结构的阴极，该双 层结构包括第一层和第二层。

阴极的第一层或第二层可包括从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La 和Ce组成的组中选择的金属，这些金属是具有有助于电子从包括EML的有 机层注入和传输的低逸出功的金属。

具体地说，当从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组 中选择的金属与LiF或Liq一起用于形成与包括EML的有机层相邻的第一层 时，第一层可有助于电子从有机层注入。

当从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金 属与在Ag和Al之间选择的金属一起用于形成与第一层相邻的第二层时，第 二层可具有低的光吸收特性，因此第二层可提高有机发光装置的效率。

Ag和Al具有在可见区中的低的吸收率和低的折射率，因此具有良好的 反射特性。

在下文中，现在将详细描述第一层和第二层的组成和厚度。

在一些实施例中，第一层中的LiF或Liq与从由Yb、Ca、Sm、Eu、Tb、 Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属的组成比可为大约2∶8至大约8∶2， 在一些其它实施例中，可为大约3∶7至大约7∶3。

在一些实施例中，第一层的厚度可为大约至大约在一些其 它实施例中，第一层的厚度可为大约至大约

在一些实施例中，基于第二层的总重量，第二层中的从由Yb、Ca、Sm、 Eu、Tb、Sr、Ba、La和Ce组成的组中选择的金属可为大约1％至大约50％， 在一些其它实施例中，可为大约5％至大约15％。

在一些实施例中，第二层的厚度可为大约至大约在一些 其它实施例中，第二层的厚度可为大约至大约

当第一层和第二层的厚度和组成比例在这些范围之内时，有机发光装置 可具有最佳的效率。

在一些实施例中，阴极可包括由LiF或Liq与Yb共沉积的第一层以及由 Ag或Al与Yb共沉积的第二层，其中，LiF或Liq与Yb的组成比可为大约 3∶7至大约7∶3，基于第二层的总重量，第二层中的Yb可为大约5％至大约15％。

在一些实施例中，阴极可包括由LiF和Yb共沉积的第一层与由Ag和 Yb共沉积的第二层，其中，第一层中的LiF与Yb的组成比可为大约3∶7至 大约7∶3，基于第二层的总重量，第二层中的Yb可为大约5％至大约15％。

在下文中，将描述制造具有上述堆叠结构的有机发光装置的方法。

首先，通过使用沉积或溅射方法在基底上形成第一电极。第一电极可包 括具有高逸出功的第一电极材料。第一电极可构成阳极。基底可以是有机发 光装置中通常使用的基底，基底可包括例如具有优良的机械强度、热稳定性、 透明度、表面光滑度、易于处理性和耐水性的玻璃基底或透明塑料基底。第 一电极材料的示例包括具有优良的导电性的材料，例如，氧化铟锡(ITO)、 氧化铟锌(IZO)、氧化锡(SnO₂)、氧化锌(ZnO)、铝(Al)、银(Ag)和 镁(Mg)。第一电极可被形成为透明电极或反射电极。

然后，可通过使用诸如真空沉积、旋涂、浇铸、Langmuir-Blodgett(LB) 沉积等各种方法，在第一电极上形成空穴注入层(HIL)。

当使用真空沉积来形成HIL时，可根据用于形成HIL的材料以及HIL的 结构和热特性来改变沉积条件。例如，沉积条件可包括大约100℃至大约500 ℃的沉积温度、大约10^-8托至大约10^-3托的真空压力以及大约秒至大 约秒的沉积速度。

当利用旋涂来形成HIL时，可根据用于形成HIL的材料以及HIL的结构 和热性质来改变涂覆条件。例如，涂覆条件可包括大约2000rpm至大约 5000rpm的涂覆速度，以及可去除涂覆后剩余的溶剂的大约80℃至大约200 ℃的热处理温度。

HIL可包括通常用于形成HIL的任何材料。可用于形成HIL的材料的示 例包括酞菁化合物(例如，铜酞菁)、4，4′，4″-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺 (m-MTDATA)、N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基联苯胺(NPB)、TDATA、 2T-NATA、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA)、聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/聚 (4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟脑磺酸(Pani/CSA)和(聚苯胺)/ 聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PANI/PSS)，但不限于此。

HIL的厚度可为大约至大约在一些实施例中，HIL的厚 度可为大约至大约当HIL的厚度在这些范围内时，HIL可具 有良好的空穴注入特性而无需增大驱动电压。

然后，可以通过使用诸如真空沉积、旋涂、浇铸、LB沉积等各种方法中 在HIL上形成空穴传输层(HTL)。当使用真空沉积或旋涂来形成HTL时， 虽然沉积条件或涂覆条件可根据用于形成HTL的材料而改变，但是沉积条件 或涂覆条件可以与用于形成HIL的沉积条件或涂覆条件类似。

可使用已知的HTL材料。这种HTL材料的示例包括但不限于咔唑衍生 物(例如，N-苯基咔唑、聚乙烯咔唑)和具有缩合芳香环的胺衍生物(例如， NPB、N，N′-二(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-[1，1-联苯基]-4，4′-二胺(TPD)等)。

HTL的厚度可为大约到大约在一些实施例中，HTL的厚 度可为大约到大约当HTL的厚度在这些范围内时，HTL可具 有良好的空穴传输特性而无需显著增大驱动电压。

然后，可通过使用诸如真空沉积、旋涂、浇铸、LB沉积等各种方法在 HTL上形成EML。当使用真空沉积或旋涂来形成EML时，虽然沉积条件或 涂覆条件可根据用于形成EML的材料而改变，但是沉积条件或涂覆条件可以 与用于形成HIL的沉积条件或涂覆条件类似。

可使用任何已知的发光材料来形成EML，例如已知的主体和掺杂剂。可 用于形成EML的掺杂剂可包括本领域中众所周知的荧光体掺杂剂或磷光体 掺杂剂。

主体的示例包括Alq3、4，4′-N，N′-二咔唑-联苯(CPB)、聚(n-乙烯基咔唑) (PVK)、9，10-二(萘-2-基)蒽(ADN)、TCTA、1，3，5-三(N-苯基苯并咪唑-2- 基)苯(TPBI)、3-叔丁基-9，10-二-2-萘基蒽(TBADN)、E3和二苯乙烯基亚 芳基化合物(DSA，distyrylarylene)，但不限于此。

红色掺杂剂的示例包括但不限于八乙基卟啉铂(II)(PtOEP)、Ir(piq)₃、 Btp₂Ir(acac)和DCJTB。

绿色掺杂剂的示例包括但不限于Ir(ppy)₃(其中，“ppy”表示苯基吡啶)、 Ir(ppy)₂(acac)、Ir(mpyp)₃和C545T。

蓝色掺杂剂的示例包括但不限于F₂Irpic、(F₂ppy)₂Ir(tmd)、Ir(dfppz)₃、三 芴、4，4’-二(4-二苯基氨基苯乙烯基)联苯(DPAVBi)和2，5，8，11-四叔丁基苝 (TBP)。

基于100重量份的EML材料(其等价于主体和掺杂剂的总重量)，掺杂 剂的量可为大约0.1重量份至大约20重量份。当掺杂剂的量在这些范围内时， 可以基本上防止浓度猝灭。

EML的厚度可为大约至大约在一些实施例中，EML的厚 度可为大约至大约当EML的厚度在这些范围内时，EML可以 具有良好的发光特性而无需显著增大驱动电压。

当EML含有磷光体掺杂剂时，可以在EML上形成空穴阻挡层(HBL)， 从而防止三线态激子或空穴扩散到电子传输层(ETL)中。在这种情况下， HBL可以包括通常用于形成HBL的任何材料。这样的HBL材料的示例包括 但不限于噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲咯啉衍生物、BAlq和BCP。

HBL的厚度可为大约至大约例如，大约至大约当HBL的厚度在这些范围内时，HBL可以具有良好的空穴阻挡特性而无需 显著增大驱动电压。

然后，通过使用诸如真空沉积、旋涂、浇铸、LB沉积等各种方法在EML (或HBL)上形成ETL。当使用真空沉积或旋涂来形成ETL时，虽然沉积条 件或涂覆条件可根据用于形成ETL的材料而改变，但是沉积条件或涂覆条件 可以与用于形成HIL的沉积条件或涂覆条件类似。

ETL可包括用来形成ETL的已知材料。已知的电子传输材料的示例包括 但不限于喹啉衍生物(例如，三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃))、TAZ、BAlq等。

ETL的厚度可为大约至大约在其它实施例中，ETL的厚 度可为大约至大约当ETL的厚度在这些范围内时，ETL可以具 有良好的电子传输特性而无需显著增大驱动电压。

另外，可以在ETL上形成有助于电子从阴极注入的电子注入层(EIL)。

EIL可包括本领域已知的LiF、NaCl、CsF、Li₂O或BaO等。虽然用于 形成EIL的沉积条件和涂覆条件可根据用于形成EIL的材料而改变，但是沉 积条件或涂覆条件可以与用于形成HIL的沉积条件或涂覆条件类似。

EIL的厚度可以为大约至大约当EIL的厚度在这些范围内时， EIL可以具有良好的电子注入特性而无需显著增大驱动电压。

然后，可在EIL上形成如上所述的根据实施例的具有第一层和第二层的 阴极。

根据上述任一实施例的有机发光显示装置可包括在各种类型的平板显示 装置中，例如，包括在顶部发射型、底部发射型、双侧型、无源矩阵型和有 源矩阵型有机发光显示装置中。

在下文中，将参照下面的示例详细描述一个或更多个实施例。这些示例 不意图限制所述一个或更多个实施例的目的和范围。

示例

示例1：第一层(Yb:LiF)/第二层(Ag:Yb)

ITO/Ag/ITO/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(5％，

为了制造阳极，将Corning 15Ωcm²ITO玻璃基底切割成 50mm×50mm×0.7mm的尺寸，然后分别在异丙醇和纯水中将玻璃基底声波处 理5分钟，然后通过紫外(UV)线照射清洗30分钟，并暴露于臭氧。将4，4′，4″- 三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)真空沉积在基底上以形成厚度 为大约的HIL。然后，将N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基联苯胺(α-NPD) 在HIL上真空沉积为的厚度以形成HTL。然后，将红色、绿色和蓝色 EML在HTL上分别形成为和的厚度。在红色、绿色和蓝 色EML中使用已知的发光材料。

然后，在EML上真空沉积Alq₃以形成厚度为的ETL。将LiF在 ETL上真空沉积为大约的厚度。

然后，通过真空沉积形成具有双层结构(Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(5％， 的阴极，从而完成有机发光装置的制造。

该有机发光装置的阴极(Yb:LiF/Ag:Yb)的面积比电阻(ASR)为大约 6Ω/□(ohm/sq.)，该有机发光装置的效率为大约30cd/A。

示例2

除了通过真空沉积形成具有代替结构Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(5％， 的双层结构Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(10％，的阴极之外， 用与示例1中的方式相同的方式制造有机发光装置。

该有机发光装置的阴极(Yb:LiF/Ag:Yb)的ASR为大约10Ω/□，该有 机发光装置的效率为大约29cd/A。

示例3

除了通过真空沉积形成具有代替结构Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(5％， 的双层结构Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(15％，的阴极之外， 用与示例1中的方式相同的方式制造有机发光装置。

该有机发光装置的阴极(Yb:LiF/Ag:Yb)的ASR为大约15Ω/□，该有 机发光装置的效率为大约26cd/A。

对比示例

除了通过真空沉积形成具有代替结构Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(5％， 的结构Liq/Mg:Ag(10∶1，115的阴极之外，用与示例1 中的方式相同的方式制造有机发光装置。

该有机发光装置的阴极(Liq/Mg:Ag)的ASR为大约33Ω/□，该有机 发光装置的效率为大约26cd/A。

在下面的表1中示出了示例1-3和对比示例中的有机发光装置的面积比 电阻和效率。

表1

参照表1，与对比示例的有机发光装置相比，示例1至示例3的有机发 光装置具有较低的ASR和更好的效率。

高温储存特性比较

在大约85℃下储存大约24小时之后，测量示例1至示例3和对比示例 的有机发光装置的亮度。

图2是比较示例1至示例3和对比示例的有机发光装置的高温储存特性 的曲线图。

参照图2，与对比示例的有机发光装置相比，示例2和示例3的有机发 光装置具有更好的高温储存特性。

Ag扩散比较

在大约85℃下储存大约24小时之后或之前，比较具有结构Yb:LiF(1∶1， /Ag(10％，的阴极、具有结构Yb:LiF(1∶1，/Ag:Yb(10％， 的阴极和具有结构Liq/Mg:Ag(10∶1，的阴极之间的 Ag扩散程度。

图3A至图3D是比较阴极中的Ag扩散程度的扫描电子显微(TEM)图 像。

图3A和图3B分别是在大约85℃下储存大约24小时之后，具有结构 (Yb:LiF(1∶1，/Ag(10％，的阴极和具有结构(Yb:LiF(1∶1， /Ag:Yb(10％，的阴极的TEM图像。参照图3A和图3B，在 图3A的仅包含Ag而没有将Yb与Ag共沉积的阴极中观察到较大量的Ag 扩散。然而，在图3B的共沉积有Yb和Ag阴极中，仅观察到少量的Ag扩 散。

图3C和图3D是分别是在大约85℃下储存大约24小时之前和之后，具 有结构(Liq/Mg:Ag(10∶1，的阴极的TEM图像。参照图 3C和图3D，在未添加Yb的阴极(Liq/Mg:Ag)中在储存之前与之后均观察 到显著的Ag扩散。

如上所述，与包括MgAg阴极的有机发光装置相比，根据一个或更多个 实施例，有源矩阵有机发光装置(AMOLED)可具有更可靠的高温储存特性 和更好的效率。

虽然已经参照本发明实施例的示例实施例具体示出和描述了本发明实施 例，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明 实施例的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节的各种改变。