有機(jī)電致發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機(jī)電致發(fā)光裝置，包括：基板；形成于基板上的陰極；形成于陰極上發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的陽極，且進(jìn)一步包括形成于陰極與發(fā)光層之間的第一p-型有機(jī)層，以及形成于第一p-型有機(jī)層與發(fā)光層之間的的第一n-型有機(jī)層。
【專利說明】有機(jī)電致發(fā)光裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光裝置。
[0002] 本申請要求于2012年5月31日向韓國專利局提交的韓國專利申請第 10-2012-0058949號的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容以引用的方式納入本說明書。
[0003] -種有機(jī)電致發(fā)光裝置通過將來自兩個電極的電子和空穴注入到有機(jī)材料層以 使電流轉(zhuǎn)換成可見光。有機(jī)電致發(fā)光裝置具有包含兩種或多種有機(jī)材料層的多層結(jié)構(gòu)。例 如，如果需要，除發(fā)光層外，有機(jī)電致發(fā)光裝置可進(jìn)一步包括電子或空穴注入層、電子或空 穴阻擋層，或電子或空穴傳輸層。
[0004] 近年來，隨著有機(jī)電致發(fā)光裝置用途的多樣化，對于可改善有機(jī)電致發(fā)光裝置性 能的材料已在積極地研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明描述了 一種具有新型結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光裝置。
[0007] 技術(shù)方案
[0008] 本發(fā)明示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰極； 形成于陰極上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的陽極；形成于發(fā)光層和陰極之間的第一電荷傳 輸通道；形成于發(fā)光層和陽極之間的第二電荷傳輸通道。在此，第一電荷傳輸通道包含：與 陰極連結(jié)且未摻雜的第一 p-型有機(jī)材料層；以及形成于第一 p-型有機(jī)材料層和發(fā)光層之 間的第一 n-型有機(jī)材料層。
[0009] 本發(fā)明另一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰 極；形成于陰極上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的陽極；形成于發(fā)光層與陰極之間的緩沖層。 在此，緩沖層包含：與陰極連結(jié)且未摻雜的第一 P-型有機(jī)材料層，以及形成于第一 P-型有 機(jī)材料層與發(fā)光層之間的第一 n-型有機(jī)材料層。
[0010] 本發(fā)明另一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰 極；形成于陰極上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的陽極；形成于發(fā)光層與陰極之間且未摻雜 的第一 p-型有機(jī)材料層；以及形成于發(fā)光層和第一 p-型有機(jī)材料層之間的第一 n-型有機(jī) 材料層。
[0011] 本發(fā)明另一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰 極；形成于陰極上的發(fā)光層；以及形成于發(fā)光層上的陽極，其中陰極的功函數(shù)處于與其連 結(jié)的有機(jī)材料層的HOMO能級或以下。有機(jī)電致發(fā)光裝置可進(jìn)一步包括與陰極連結(jié)的第一 P-型有機(jī)材料層。第一 P-型有機(jī)材料層可未摻雜。有機(jī)電致發(fā)光裝置可進(jìn)一步包括與第 一 p-型有機(jī)材料層形成NP結(jié)的第一 n-型有機(jī)材料層。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，陰極的功函數(shù)處于第一 p-型有機(jī)材料層的 HOMO能級或以下。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，第一 P-型有機(jī)材料層的HOMO能級與第一 n-型有機(jī)材料層的LUMO能級之間的能級差為2eV或以下。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，陰極與第一P-型有機(jī)材料層接觸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個不例性實施方案，第一n-型有機(jī)材料層與第一p-型有機(jī)材料 層形成NP結(jié)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，可控制從第一n-型有機(jī)材料層與第一p-型 有機(jī)材料層之間的界面到發(fā)光層的距離以及從陽極到發(fā)光層的距離，以使發(fā)光層的空穴量 與其電子量達(dá)到平衡。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個不例性實施方案，從第一p_型有機(jī)材料層與第一n-型有機(jī)材 料層之間的界面到發(fā)光層的距離比從陽極到發(fā)光層的距離短。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，從陰極到發(fā)光層的距離比從陽極到發(fā)光層的 距離長。
[0019] 有益效果
[0020] 本發(fā)明的示例性實施方案可提供一種反向有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中，陰極、有機(jī)材 料層和陽極依序堆疊于基板上，該有機(jī)電致發(fā)光裝置通過包含形成于陰極與發(fā)光層之間的 P-型有機(jī)材料層以及形成于P-型有機(jī)材料層與發(fā)光層之間的n_型有機(jī)材料層而具有低驅(qū) 動電壓、高亮度和優(yōu)良的發(fā)光效率。另外，通過上述結(jié)構(gòu)，任何材料均可用作陰極材料，只要 該材料的功函數(shù)處于與陰極連結(jié)的有機(jī)材料層的HOMO能級或以下，無特別限制，因而可使 用多種陰極材料。因此，還可制造具有低電壓和高亮度的裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1示出了本發(fā)明示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置的有機(jī)材料層的堆疊結(jié) 構(gòu)。
[0022] 圖2示出了相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的有機(jī)電致發(fā)光裝置的有機(jī)材料層的堆疊結(jié)構(gòu)。
[0023] 圖3示出了在圖1所示的有機(jī)電致發(fā)光裝置中第一 p-型有機(jī)材料層與陰極之間 的電荷運動。
[0024] 圖4示出了在圖2所示的有機(jī)電致發(fā)光裝置中n-型有機(jī)材料層與陰極之間的電 荷運動。
[0025] 圖5示出了在圖1所示的有機(jī)電致發(fā)光裝置中發(fā)光層、第一 n-型有機(jī)材料層、第 一 P-型有機(jī)材料層與陰極之間的電荷運動。
[0026] 圖6示出了在圖2所示的有機(jī)電致發(fā)光裝置中發(fā)光層、n-型有機(jī)材料層與陰極之 間的電荷運動。
[0027] 圖7示出了在本發(fā)明另一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置中發(fā)光層、第二 n_型有機(jī)材料層、第一n-型有機(jī)材料層、第一p-型有機(jī)材料層與陰極之間的電荷運動。
[0028] 圖8示出了在本發(fā)明另一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置中發(fā)光層、第三 n_型有機(jī)材料層、第二n-型有機(jī)材料層、第一n-型有機(jī)材料層、第一p-型有機(jī)材料層與陰 極之間的電荷運動。
[0029]圖9示出了在本發(fā)明另一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置中陽極、第二n-型 有機(jī)材料層、發(fā)光層、第三n-型有機(jī)材料層、第二n-型有機(jī)材料層、第一n-型有機(jī)材料層、 第一 P-型有機(jī)材料層與陰極之間的電荷運動。
[0030]圖10示出了在本發(fā)明另一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置中陽極、第四 n_型有機(jī)材料層、第二n-型有機(jī)材料層、發(fā)光層、第三n-型有機(jī)材料層、第二n-型有機(jī)材 料層、第一 n-型有機(jī)材料層、第一 p-型有機(jī)材料層與陰極之間的電荷運動。
[0031]圖11為根據(jù)發(fā)光層與陰極之間的距離顯示表面等離子體+金屬損失、波導(dǎo)模式、 玻璃模式以及輸出耦合模式的曲線圖。
[0032] 最佳實施方式
[0033] 在下文中，將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施方案。
[0034] 在本發(fā)明中，n-型意指n-型半導(dǎo)體特性。換言之，n-型有機(jī)材料層為可在LUM0 能級注入或傳輸電子的有機(jī)材料層，以及具有電子遷移率大于空穴遷移率的材料的有機(jī)材 料層。反之，p_型意指p_型半導(dǎo)體特性。換言之，p_型有機(jī)材料層為可在最高占據(jù)分子軌 道（HOMO)能級注入或傳輸空穴的有機(jī)材料層，以及具有空穴遷移率大于電子遷移率的材 料的有機(jī)材料層。在本發(fā)明中，"可在HOMO能級傳輸電荷的有機(jī)材料層"和p-型有機(jī)材料 層具有相同的含義。此外，"可在LUM0能級傳輸電荷的有機(jī)材料層"和n-型有機(jī)材料層具 有相同的含義。
[0035] 本發(fā)明中，能級意指能量的大小。因此，即使當(dāng)能級從真空能級向負(fù)（_)方向表示 時，能級應(yīng)被解釋為意指相應(yīng)能量值的絕對值。例如，HOMO能級意指從真空能級到最高占 據(jù)分子軌道的距離。另外，LUM0能級意指從真空能級到最低未占分子軌道的距離。
[0036] 在本發(fā)明中，電荷意指電子或空穴。
[0037] 在本發(fā)明中，"電荷傳輸通道"意指傳輸電子或空穴的通道。該通道可形成于層間 界面，且可透過額外層形成。例如，在第一不例性實施方案中，第一電荷傳輸通道包含未摻 雜的第一 p-型有機(jī)材料層和第一 n-型有機(jī)材料層。此外，在第一不例性實施方案中，第二 電荷傳輸通道可僅包含位于陽極和發(fā)光層之間的界面，并且可包含額外形成于陽極和發(fā)光 層之間的層。
[0038] 在本發(fā)明中，"未摻雜的"意指構(gòu)成有機(jī)材料層的有機(jī)材料未被具有其他特性的材 料摻雜。例如，當(dāng)"未摻雜的"有機(jī)材料層為P-型材料時，"未摻雜的"意指有機(jī)材料層未被 n_型材料摻雜。此外，"未摻雜的"可意指除有機(jī)材料外，p-型有機(jī)材料還未被無機(jī)材料摻 雜。由于具有相同特性例如P-型特性的有機(jī)材料彼此具有相同特性，因此可將其中的二種 或多種混合使用。未摻雜的有機(jī)材料層意指僅由具有相同特性的材料組成的層。
[0039] 本發(fā)明第一示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰 極；形成于陰極上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的陽極；形成于發(fā)光層和陰極之間的第一電 荷傳輸通道；形成于發(fā)光層和陽極之間的第二電荷傳輸通道。在此，第一電荷傳輸通道包 含：與陰極連結(jié)且未摻雜的第一 p-型有機(jī)材料層；以及形成于第一 p-型有機(jī)材料層和發(fā) 光層之間的第一 n-型有機(jī)材料層。
[0040] 本發(fā)明第二示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰 極；形成于陰極上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的陽極；形成于發(fā)光層和陰極之間的緩沖層。 在此，緩沖層包含：與陰極連結(jié)且未摻雜的第一 P-型有機(jī)材料層，以及形成于第一 P-型有 機(jī)材料層和發(fā)光層之間的第一 n-型有機(jī)材料層。
[0041] 本發(fā)明第三示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰 極；形成于陰極上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的陽極；形成于發(fā)光層與陰極之間且未摻雜 的第一p-型有機(jī)材料層；以及形成于發(fā)光層與第一p-型有機(jī)材料層之間的第一n-型有機(jī) 材料層。
[0042] 本發(fā)明第四示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括：基板；形成于基板上的陰 極；形成于陰極上的發(fā)光層；以及形成于發(fā)光層上的陽極，其中陰極的功函數(shù)處于與其連 結(jié)的有機(jī)材料層的HOMO能級或以下。第四示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置可進(jìn)一步 包括與陰極連結(jié)的第一P-型有機(jī)材料層。第一P-型有機(jī)材料層可不受摻雜。第四示例 性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置可進(jìn)一步包括與第一P-型有機(jī)材料層形成NP結(jié)的第一 n_型有機(jī)材料層。
[0043] 上述每種有機(jī)電致發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)（將在下文進(jìn)行描述）均可被應(yīng)用于第一至第 四的所有示例性實施方案中。
[0044]圖1示出了本發(fā)明示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置的有機(jī)材料層的堆疊順 序。根據(jù)圖1，陰極、未摻雜的第一p-型有機(jī)材料層、第一n-型有機(jī)材料層、發(fā)光層和陽極 依序堆疊在基板上。
[0045] 圖1示出了發(fā)光層與陽極直接接觸的結(jié)構(gòu)。然而，有機(jī)材料層還可形成于發(fā)光層 與陽極之間。可形成于發(fā)光層與陽極之間的有機(jī)材料層可為P-型有機(jī)材料層。位于發(fā)光 層和陽極之間的P-型有機(jī)材料的實例包括空穴注入層、空穴傳輸層等。
[0046] 根據(jù)圖1，第一p-型有機(jī)材料層被用作與陰極連結(jié)的有機(jī)材料層，第一n_型有機(jī) 材料層被用作形成于第一p_型有機(jī)材料層與發(fā)光層之間的有機(jī)材料層。在本發(fā)明中，"與 陰極連結(jié)的有機(jī)材料層"意指基于發(fā)光層且相比于陽極其更靠近陰極的有機(jī)材料層。同時， 與陰極連接的有機(jī)材料層可包含與陰極物理接觸的有機(jī)材料層。然而，在本發(fā)明所描述的 示例性實施方案中，不能完全排除在與陰極連接的有機(jī)材料層和陰極之間形成額外層的情 況。
[0047] 圖2示出了相比于圖1的有機(jī)電致發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)。圖2示出了在陰極和發(fā)光層 之間僅配置有n-型有機(jī)材料的結(jié)構(gòu)。
[0048] 通常，在有機(jī)電致發(fā)光裝置中，電子從陰極被注入和傳輸至發(fā)光層，空穴從陰極被 注入和傳輸至發(fā)光層。因此，在相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的有機(jī)電致發(fā)光裝置中，通過LUM0能級進(jìn)行 電子注入和傳輸?shù)膎-型有機(jī)材料層被設(shè)置于陰極和發(fā)光層之間。
[0049] 與有機(jī)電致發(fā)光裝置領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)相反，p-型有機(jī)材料層被用作與陰極連接的 有機(jī)材料層。然而，根據(jù)本發(fā)明的描述，第一P-型有機(jī)材料被用作與陰極連接的有機(jī)材料 層。此外，根據(jù)本發(fā)明的描述，第一n-型有機(jī)材料被設(shè)置在第一p-型有機(jī)材料層和發(fā)光層 之間。在此，電荷可產(chǎn)生于第一P-型有機(jī)材料層和第一n-型有機(jī)材料層之間。在產(chǎn)生于 第一P-型有機(jī)材料層和第一n-型有機(jī)材料層之間的電荷中，空穴穿過第一p-型有機(jī)材料 層的HOMO能級向陰極遷移。穿過第一p-型有機(jī)材料層的HOMO能級的空穴向陰極方向移 動。另外，在產(chǎn)生于第一 P-型有機(jī)材料層和第一n-型有機(jī)材料層之間的電荷中，電子穿過 第一n-型有機(jī)材料層的LUM0能級向發(fā)光層遷移。
[0050] 在陰極和與陰極連接的有機(jī)材料層之間進(jìn)行電荷注入的方法將詳述如下。
[0051] 圖2所示的有機(jī)電致發(fā)光裝置包括作為與陰極連接的有機(jī)材料層的n-型有機(jī)材 料層。因此，從陰極注入電子的勢壘成為陰極的功函數(shù)與n-型有機(jī)材料層的LUM0能級的 差值。圖4示出了在圖2的有機(jī)電致發(fā)光裝置中電子在n-型有機(jī)材料和陰極之間的運動。 根據(jù)圖4,為了從陰極的功函數(shù)遷移至n-型有機(jī)材料層的LUMO能級，電子需要克服相當(dāng)于 陰極的功函數(shù)與n-型有機(jī)材料的LUM0能級之間的差值的電子注入勢壘。
[0052] 然而，根據(jù)本發(fā)明所述的示例性實施方案，如上所述，電荷產(chǎn)生于第一 p-型有機(jī) 材料層與第一 n-型有機(jī)材料層之間，并且在所產(chǎn)生的電荷中，空穴穿過第一 p-型有機(jī)材料 層的HOMO能級向陰極遷移。圖3示出了在本發(fā)明所述的有機(jī)電致發(fā)光裝置例如圖1所示 的有機(jī)電致發(fā)光裝置中電子在陰極和第一 P-型有機(jī)材料層之間運動的示意圖。根據(jù)圖3， 傳輸至第一 P-型有機(jī)材料層的HOMO能級的空穴與陰極的電子相遇并湮沒。因此，在陰極 和第一 P-型有機(jī)材料層之間不存在電子注入勢壘。因而，在本發(fā)明所述的有機(jī)電致發(fā)光裝 置中，不需要努力降低從陰極至有機(jī)材料層的電子注入勢壘。
[0053] 因此，根據(jù)本發(fā)明的描述，陰極材料可從具有多種功函數(shù)的材料中進(jìn)行選擇。此 夕卜，無需引入電子注入層或摻雜金屬至與陰極連接的有機(jī)材料層中以降低電子注入勢壘。
[0054] 同時，有機(jī)電致發(fā)光裝置中的發(fā)光特性為該裝置的重要特性之一。為了使有機(jī)電 致發(fā)光裝置有效發(fā)光，在發(fā)光區(qū)域中達(dá)到電荷平衡是非常重要的。為此，從陰極傳輸?shù)碾娮?和從陽極傳輸?shù)目昭ㄐ枰_(dá)到數(shù)量平衡，并且電子和空穴彼此相遇而形成激子的點必須位 于發(fā)光區(qū)域內(nèi)。
[0055] 同時，在有機(jī)電致發(fā)光裝置中，可將根據(jù)發(fā)光顏色控制裝置共振腔（cavity)的方 法用作增加發(fā)光效率的方法之一。通過控制裝置的共振腔可進(jìn)一步增加發(fā)光效率，以便適 用于發(fā)光顏色的波長。在此，裝置的共振腔意指能使光在裝置中產(chǎn)生共振的長度。在一個 實施例中，當(dāng)上電極為透明電極且下電極為反射電極時，裝置的共振腔可意指從上電極的 頂部到下電極的頂部的長度。
[0056] 例如，圖11示出了根據(jù)從發(fā)光層到陰極的距離來顯示吸收、表面等離子體+金屬 損失、波導(dǎo)模式、玻璃模式以及輸出耦合模式的模擬結(jié)果。在圖11中，吸收可定義為裝置中 可發(fā)生光吸收的部分，以及有機(jī)材料和基板中可發(fā)生光吸收的部分。當(dāng)陰極由金屬材料形 成時，表面等離子體+金屬損失的模式可通過包括由用作反射板的金屬界面的金屬的表面 電子震蕩造成的損失、由有機(jī)電致發(fā)光裝置產(chǎn)生的光的波長干涉，以及金屬吸收而產(chǎn)生。波 導(dǎo)模式定義為由于有機(jī)電致發(fā)光裝置中各有機(jī)材料層（折射率為約1. 7至1. 9)、金屬氧化 物（折射率為約1. 8至1. 9)和玻璃（折射率為約1. 5)之間的折射率不同，由裝置中產(chǎn)生的 光線無法導(dǎo)出裝置且困于其中的部分。玻璃模式定義為在光線到達(dá)玻璃（折射率為約1. 5) 的過程中，由于空氣（折射率為約1)與玻璃（折射率為約1. 5)之間的折射率不同，由有機(jī) 材料（折射率為約1.7至1.9)產(chǎn)生的光線受困于玻璃內(nèi)的部分。輸出耦合模式指可最終 透過玻璃發(fā)散至外部空氣層的一些光線。
[0057] 當(dāng)表面等離子體+金屬損失被控制而降低時，可制造具有高效率的有機(jī)電致發(fā)光 裝置。如圖11的模擬圖中所示，當(dāng)發(fā)光層到陰極（金屬層，可作為反射板）的距離增加時， 表面等離子體+金屬損失隨之降低，因此可制造具有高效率的裝置。在圖11中，縱軸為關(guān) 于每個模式的能量值的相對比例，其中每個模式的總數(shù)為1。橫軸表示電子傳輸層的厚度， 也就是說，發(fā)光層至反射板的距離。
[0058] 為了控制裝置的共振腔或發(fā)光層與其陰極（如上所述）之間的距離，在圖2所示 的有機(jī)電致發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)與陰極連接的n-型有機(jī)材料層（例如電子傳輸層）的厚 度增加時，可引起電荷失衡。然而，根據(jù)本發(fā)明的描述，在有機(jī)電致發(fā)光裝置中，可控制與陰 極連接的第一P-型有機(jī)材料層的厚度。也就是說，通過控制第一P-型有機(jī)材料層的厚度 可以控制裝置的共振腔或發(fā)光層與其陰極之間的距離。在本發(fā)明的示例性實施方案中，到 達(dá)發(fā)光層的電子并非由陰極傳輸，且產(chǎn)生于第一 P-型有機(jī)材料層與第一 n-型有機(jī)材料層 之間。因此，控制第一P-型有機(jī)材料層的厚度不會影響發(fā)光層中的電荷平衡。此外，在本 發(fā)明的示例性實施方案中，當(dāng)控制第一P-型有機(jī)材料層的厚度時，在相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的結(jié)構(gòu) 中，驅(qū)動電壓隨電子傳輸層（為n-型有機(jī)材料層）厚度的增加而增加的問題可被最小化。 圖6示出了在圖2的有機(jī)電致發(fā)光裝置中從陰極至發(fā)光層的結(jié)構(gòu)。在相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的結(jié)構(gòu) 中，當(dāng)控制陰極至發(fā)光層的距離（D)時，可影響發(fā)光層的電荷平衡。原因為當(dāng)控制n-型有機(jī) 材料層（例如電子注入層或電子傳輸層）的厚度時，到達(dá)發(fā)光層的電子數(shù)量是變化的。圖 5示出了在圖1所示的本發(fā)明的示例性實施方案的有機(jī)電致發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)中從陰極至發(fā) 光層的結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)控制與陰極連接的第一P-型有機(jī) 材料層的厚度0)h)時，可影響對發(fā)光層的發(fā)光點至陰極的距離（D)(如同與裝置的共振腔 相關(guān)的距離）的控制，但因為不會影響與電子量相關(guān)的長度0)e)，故不會影響電荷平衡。在 此，發(fā)光層中的發(fā)光點意指根據(jù)電子和空穴平衡而實際發(fā)光的點。發(fā)光點可根據(jù)發(fā)光層材 料的不同而變化。在本發(fā)明所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】中，發(fā)光層的中心點或發(fā)光層與另一層之間的 界面可作為發(fā)光點。
[0059] 例如，當(dāng)陰極作為反射板時，從發(fā)光層的發(fā)光點至陰極的距離D可被控制為[有機(jī) 材料層的折射率*X/4]的整數(shù)倍。同時，A為由發(fā)光層發(fā)射的光的波長。由于不同的顏 色的光具有不同的波長，因此可根據(jù)由發(fā)光層發(fā)射的光的顏色來區(qū)別控制發(fā)光層的發(fā)光點 至陰極的距離D。此外，可根據(jù)有機(jī)材料層的折射率來區(qū)別控制發(fā)光層的發(fā)光點至陰極的距 離D。同時，當(dāng)有機(jī)材料層由二層或多層組成時，有機(jī)材料層的折射率可通過獲得每層的折 射率然后獲得它們的總和而計算出。
[0060] 此外，當(dāng)朝向陰極的光線到達(dá)陰極表面并被反射時，光線的穿透深度根據(jù)陰極材 料類型的不同而變化。因此，陰極材料的類型會引起陰極表面反射光的相位變化。同時，考 慮到相位差的變化，有必要控制從發(fā)光層的發(fā)光點到陰極的距離D。因此，陰極的材料也會 影響發(fā)光層至陰極的距離。
[0061] 當(dāng)由發(fā)光層至陰極的光線和由陰極反射的光線發(fā)生相位匹配時，會發(fā)生相長干 涉，并因此產(chǎn)生強(qiáng)光，反之，當(dāng)光線之間的相位不匹配時，會發(fā)生相消干涉，并因此相消部分 光線。根據(jù)上述相位匹配和相位不匹配現(xiàn)象，發(fā)光強(qiáng)度根據(jù)發(fā)光層至陰極的距離而呈正弦 曲線形式。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，根據(jù)發(fā)光層至陰極的距離，裝置的發(fā)光強(qiáng)度呈現(xiàn) 在正弦曲線中。最大光強(qiáng)度處的x軸的值可設(shè)置為發(fā)光層至陰極的距離。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，可控制從第一p-型有機(jī)材料層與第一n型有機(jī)材 料層之間的界面到發(fā)光層的距離以及陽極至發(fā)光層的距離，以使發(fā)光層中的空穴量與電子 量平衡。在此，空穴量與電子量間的平衡意指注入至發(fā)光層的空穴和電子在發(fā)光層中彼此 重組并因此有效形成用于光發(fā)射的激子，且使參與形成激子的空穴和電子的損失最小。例 如，當(dāng)裝置中的空穴量大于其電子量時，除了參與形成激子的空穴外，不會發(fā)光且會消失的 空穴因空穴過量而產(chǎn)生，因而造成裝置中量子效率的損失。反之，當(dāng)電子量大于空穴量時， 會引起電子損失。因此，通過使注入的空穴和電子的量達(dá)到平衡，而試圖降低空穴和電子的 數(shù)量（會消失且不發(fā)光）。
[0064] 例如，為了實現(xiàn)發(fā)光層中空穴與電子之間的量平衡，控制空穴和電子的遷移速率 也很重要。當(dāng)發(fā)光層中存在過量空穴時，通過增加電子的注入速率，可實現(xiàn)發(fā)光層中空穴和 電子的平衡。通常，形成于陽極和發(fā)光層之間的材料（即第二電荷傳輸通道和空穴傳輸層 內(nèi)）的空穴遷移率大于陰極與發(fā)光層間形成的材料的電子遷移率。例如，NPB的空穴遷移 率為 8. 8Xl(T4cm2/Vs，然而 Alq3 的電子遷移率為 6. 7Xl(T5cm2/Vs。
[0065] 因此，在增強(qiáng)裝置的發(fā)光效率時，提高電子遷移率是很重要的，且增加并利用陰極 至發(fā)光層的距離可有效增加第一P-型有機(jī)材料的厚度而非增加第一n-型有機(jī)材料層的厚 度。
[0066] 因此，根據(jù)一個實施例，第一 p-型有機(jī)材料層與第一 n-型有機(jī)材料層之間的界面 至發(fā)光層的距離可短于陽極至發(fā)光層的距離。作為一個具體實例，第一 P-型有機(jī)材料層與 第一n-型有機(jī)材料層之間的界面至發(fā)光層的距離可為1〇〇A至500A。作為另一具體 實例，陽極至發(fā)光層的距離可為人至5000A。然而根據(jù)發(fā)光層的特性或使用者的 不同可對具體值進(jìn)行調(diào)整。
[0067] 根據(jù)本發(fā)明的一個不例性實施方案，可控制第一 p_型有機(jī)材料層的厚度以穩(wěn)定 所述裝置。當(dāng)?shù)谝?P-型有機(jī)材料層的厚度增加時，可在不影響裝置中電荷平衡或電壓增加 的情況下，進(jìn)一步提商裝置的穩(wěn)定性。
[0068] 在此，裝置的穩(wěn)定性意指當(dāng)裝置較薄時由于陽極與陰極接觸而產(chǎn)生短路現(xiàn)象的程 度。通常，當(dāng)形成于陰極與陽極之間的n-型有機(jī)材料層的厚度增加時，可提高裝置的穩(wěn)定 性，但其驅(qū)動電壓將迅速增大，從而降低其功率效率（power efficiency)。為了解決相關(guān)技 術(shù)領(lǐng)域的問題，已嘗試增加形成于陰極與發(fā)光層之間的n-型有機(jī)材料層的厚度，并將金屬 摻雜于有機(jī)材料層中，但會產(chǎn)生光吸收效率增加、使用壽命減少及其制作方法復(fù)雜的問題。 [0069] 然而，根據(jù)本發(fā)明的描述，在不影響電荷平衡或電壓增加的情況下，通過控制第一 P-型有機(jī)材料層的厚度可增加發(fā)光層與陰極間的距離，而非控制形成于陰極與發(fā)光層之間 的n-型有機(jī)材料層厚度。因此，提高了裝置的穩(wěn)定性，使驅(qū)動電壓最小，從而增加功率效 率。
[0070] 根據(jù)一個實施例，考慮到裝置的穩(wěn)定性，陰極至發(fā)光層的距離可長于陽極至發(fā)光 層的距離。即使在此構(gòu)型中，電荷平衡或電壓增加不會像相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】那樣受影響。在一 個具體實施例中，第一P-型有機(jī)材料層的厚度可為5nm或以上，并且隨著第一p-型有機(jī)材 料層的變厚，可提高裝置的穩(wěn)定性。對第一 P-型有機(jī)材料層的厚度的上限沒有特別限制， 且取決于本領(lǐng)域的【技術(shù)領(lǐng)域】人員。例如，考慮到方法的簡易性，第一 P-型有機(jī)材料層的厚 度可選自500nm或以下。
[0071] 根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方案，可對第一 P-型有機(jī)材料層的厚度進(jìn)行控制， 以使有機(jī)電致發(fā)光裝置的共振腔長度為發(fā)光層的發(fā)光波長的整數(shù)倍。通過將有機(jī)電致發(fā)光 裝置的共振腔長度控制為發(fā)光層的發(fā)光波長的整數(shù)倍（如上所述）可引起光的相長干涉以 提高發(fā)光效率。
[0072] 根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方案，可對第一 p-型有機(jī)材料層與第一 n_型有機(jī) 材料層之間的界面至發(fā)光層的距離和陽極至發(fā)光層的距離進(jìn)行控制，以使發(fā)光層的空穴量 與其電子量平衡，并且可對第一P-型有機(jī)材料層的厚度進(jìn)行控制，以使有機(jī)電致發(fā)光裝置 的共振腔長度為發(fā)光層的發(fā)光波長的整數(shù)倍。
[0073] 根據(jù)本發(fā)明的另一不例性實施方案，可對電子從第一p_型有機(jī)材料層與第一 n_型有機(jī)材料層之間的界面遷移至發(fā)光層的時間以及空穴從陽極遷移至發(fā)光層的時間進(jìn) 行控制，以使裝置的空穴與電子在發(fā)光層中達(dá)到量平衡，并且可對第一P-型有機(jī)材料層的 厚度進(jìn)行控制，以使有機(jī)電致發(fā)光裝置的共振腔長度為發(fā)光層的發(fā)光波長的整數(shù)倍。
[0074] 根據(jù)本發(fā)明，第一 p-型有機(jī)材料層的HOMO能級與第一 n-型有機(jī)材料層的LUM0 能級的能級差可為2eV或以下。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，第一p-型有機(jī)材料層 的HOMO能級與第一 n-型有機(jī)材料層的LUM0能級的能級差可為大于OeV小于等于2eV，或 大于OeV小于等于0. 5eV。根據(jù)本發(fā)明的另一不例性實施方案，用于第一 p-型有機(jī)材料層 和第一 n-型有機(jī)材料層的材料可以是選擇性的，以使第一 p-型有機(jī)材料層的H0M0能級與 第一 n-型有機(jī)材料層的LUM0能級的能級差為0. OleV至2eV。
[0075] 在第一p_型有機(jī)材料層的HOMO能級與第一n-型有機(jī)材料層的LUM0能級的能級 差為2eV或以下的情況下，當(dāng)?shù)谝籶-型有機(jī)材料層與第一n-型有機(jī)材料層彼此接觸時，在 它們之間很容易產(chǎn)生NP結(jié)。在這種情況下，可降低用于注入電子的驅(qū)動電壓。
[0076] 第一p-型有機(jī)材料層與第一n-型有機(jī)材料層可彼此接觸。在這種情況下，在第 一P-型有機(jī)材料層與第一n-型有機(jī)材料層之間會形成NP結(jié)。當(dāng)NP結(jié)形成時，第一p-型 有機(jī)材料層的H0M0能級與第一n-型有機(jī)材料層的LUM0能級的能級差會降低。因此，當(dāng)施 加額外電壓時，空穴和電子可容易地由NP結(jié)產(chǎn)生。
[0077] 此外，本發(fā)明所述的第一p-型有機(jī)材料層是"未摻雜的"。當(dāng)通過摻雜而顯示p-型 特征的有機(jī)材料層被用作第一P-型有機(jī)材料層時，發(fā)光效率根據(jù)材料類型而降低。具體而 言，當(dāng)進(jìn)行P-型摻雜時，將會形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物，并且復(fù)合物具有不同于摻雜前各材料 的光吸收峰，并且有別于摻雜前的各種材料，該復(fù)合物可吸收可見光。當(dāng)復(fù)合物吸收穿過 P-型摻雜有機(jī)材料層的可見光時，通過吸收由有機(jī)電致發(fā)光裝置的發(fā)光層所發(fā)出的光線可 降低發(fā)光效率。此外，由于通常無法確定被稱為P-型摻雜劑的材料是否通過H0M0能級，或 通過LUM0能級進(jìn)行電荷傳輸，因此存在難以選擇合適的材料且難以預(yù)測裝置效率的缺點。 然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，通過使用未摻雜的第一P-型有機(jī)材料層不會產(chǎn)生上 述問題。
[0078] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，陰極的功函數(shù)值等于或小于第一p-型有機(jī) 材料層的H0M0能級。
[0079] 當(dāng)陰極的功函數(shù)值等于或小于第一p-型有機(jī)材料層的H0M0能級時，當(dāng)電子從陰 極注入至第一P-型有機(jī)材料層的H0M0能級時，不存在注入勢壘。
[0080] 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，陰極和第一P-型有機(jī)材料層可彼此接觸。當(dāng) 陰極和第一P-型有機(jī)材料層彼此接觸且陰極功函數(shù)等于或大于第一P-型有機(jī)材料層的H0M0能級時，即使陰極的功函數(shù)與第一p-型有機(jī)材料層的H0M0能級的差異較大，仍可容易 地將電子從陰極注入至第一P-型有機(jī)材料層的H0M0能級。這是因為由第一p-型有機(jī)材 料層和第一n-型有機(jī)材料層之間的NP結(jié)所產(chǎn)生的空穴沿著第一p-型有機(jī)材料層向陰極 遷移。通常，當(dāng)電子從低能級向高能級遷移時不存在勢壘。另外，當(dāng)空穴從高能級遷移至低 能級時不產(chǎn)生勢壘。因此，電子可在無勢壘的情況下，從陰極遷移至第一P-型有機(jī)材料層 的HOMO能級。
[0081] 此外，在陰極與第一 P-型有機(jī)材料層之間可形成額外層。在這種情況下，額外層 的HOMO能級等于陰極的功函數(shù)或第一P-型有機(jī)材料層的HOMO能級，或介于陰極的功函數(shù) 與第一P-型有機(jī)材料層的HOMO能級之間。
[0082] 作為用于第一 p-型有機(jī)材料層的材料，可使用具有p-型半導(dǎo)體特性的有機(jī)材料。 例如，可使用芳香胺化合物。作為芳香胺化合物的實例，存在下式1的化合物。
[0083]【式1】
[0084]

【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)電致發(fā)光裝置，包括： 基板； 形成于基板上的陰極； 形成于陰極上的發(fā)光層； 形成于發(fā)光層上的陽極； 形成于發(fā)光層與陰極之間的第一電荷傳輸通道；以及 形成于發(fā)光層與陽極之間的第二電荷傳輸通道； 其中，第一電荷傳輸通道包括： 與陰極連接且未摻雜的第一 P-型有機(jī)材料層；以及 形成于第一 p-型有機(jī)材料層與發(fā)光層之間的第一 n-型有機(jī)材料層。
2. -種有機(jī)電致發(fā)光裝置，包括： 基板； 形成于基板上的陰極； 形成于陰極上的發(fā)光層； 形成于發(fā)光層上的陽極；以及 形成于發(fā)光層與陰極之間的緩沖層， 其中，緩沖層包括： 與陰極連接且未摻雜的第一 P-型有機(jī)材料層；以及 形成于第一 p-型有機(jī)材料層與發(fā)光層之間的第一 n-型有機(jī)材料層。
3. -種有機(jī)電致發(fā)光裝置，包括： 基板； 形成于基板上的陰極； 形成于陰極上的發(fā)光層； 形成于發(fā)光層上的陽極； 形成于發(fā)光層與陰極之間且未摻雜的第一 p-型有機(jī)材料層；以及 形成于發(fā)光層與第一 p-型有機(jī)材料層之間的第一 n-型有機(jī)材料層。
4. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括： 形成于第一 n-型有機(jī)材料層與發(fā)光層之間的第二n-型有機(jī)材料層。
5. 權(quán)利要求4的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第二n-型有機(jī)材料層摻雜有n-型摻雜劑。
6. 權(quán)利要求5的有機(jī)電致發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括： 形成于第二n-型有機(jī)材料層與發(fā)光層之間的第三n-型有機(jī)材料層。
7. 權(quán)利要求6的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第二n-型有機(jī)材料層的基質(zhì)材料與第三 n-型有機(jī)材料層的材料相同。
8. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中陰極的功函數(shù)處于第一 P-型材 有機(jī)料層的HOMO能級或以下。
9. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第一 P-型有機(jī)材料層的HOMO 能級與第一 n-型有機(jī)材料層的LUMO能級的能級差為2eV或以下。
10. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第一 n-型有機(jī)材料層包含：一 種或多種選自以下的化合物：由下式2所表示的化合物、2, 3, 5, 6-四氟-7, 7, 8, 8-四氰基 對醌二甲烷（F4TCNQ)、氟代的3, 4, 9, 10-茈四甲酸二酐（PTCDA)、氰基取代的3, 4, 9, 10-茈 四羧酸二酐（PTCDA)、萘四甲酸二酐（NTCDA)、氟代的萘四甲酸二酐（NTCDA)，以及氰基取代 的萘四甲酸二酐（NTCDA): 【式2】
在式2中，Rlb至R6b各自可為氫、鹵素原子、氰基（-CN)、硝基（-NO2)、磺?；?SO 2R)、 亞砜基（-S0R)、磺酰胺基（-SO2NR)、磺酸酯基（-SO3R)、三氟甲基（-CF 3)、酯基（-C00R)、酰胺 基（-C0NHR或C0NRR'）、取代或未取代的直鏈或支鏈的C1至C12烷氧基、取代或未取代的直 鏈或支鏈的C1至C12烷基、取代或未取代的直鏈或支鏈的C2至C 12烯基、取代或未取代的芳 香或非芳香的雜環(huán)基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的單芳胺基或二芳胺基、或取代 或未取代的芳烷基胺基，其中R和R'各自為取代或未取代的C1至C6tl烷基、取代或未取代 的芳基、或取代或未取代的5元至7元雜環(huán)基。
11. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中陰極與第一 P-型有機(jī)材料層 接觸。
12. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第一 n-型有機(jī)材料層與第一 P-型有機(jī)材料層形成NP結(jié)。
13. 權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第二電子傳輸通道包括第二P-型有機(jī)材料 層。
14. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括： 形成于發(fā)光層與陽極之間的第二P-型有機(jī)材料層。
15. 權(quán)利要求14的有機(jī)電致發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括： 形成于陽極與第二P-型有機(jī)材料層之間的第四n-型有機(jī)材料層。
16. 權(quán)利要求15的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第二P-型有機(jī)材料層與第四n-型有機(jī)材 料層形成NP結(jié)。
17. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中控制第一 P-型有機(jī)材料層與 第一 n-型有機(jī)材料層之間的界面至發(fā)光層的距離以及陽極至發(fā)光層的距離，使得發(fā)光層 的空穴量與其電子量平衡。
18. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第一 P-型有機(jī)材料層與第一 n-型有機(jī)材料層之間的界面至發(fā)光層的距離小于陽極至發(fā)光層的距離。
19. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第一 P-型有機(jī)材料層與第一 n-型有機(jī)材料層之間的界面至發(fā)光層的距離為100 A至500 A。
20. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中陽極至發(fā)光層的距離為 500 A至5,000 A。
21. 權(quán)利要求I至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中包含在第二電荷傳輸通道中的 空穴傳輸材料的空穴遷移率大于包含在第一電荷傳輸通道中的電子傳輸材料的電子遷移 率。
22. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中陰極至發(fā)光層的距離大于陽極 至發(fā)光層的距離。
23. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中第一 P-型有機(jī)材料層的厚度 為5nm或以上。
24. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中對第一 P-型有機(jī)材料層的厚 度進(jìn)行控制，使得有機(jī)電致發(fā)光裝置的共振腔長度為發(fā)光層的發(fā)射光波長的整數(shù)倍。
25. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括： 形成于與陽極或陰極的形成有有機(jī)材料層的表面相對的表面上的基板；以及 形成于陽極或陰極與基板之間，或形成于與基板的形成有陽極或陰極的表面相對的表 面上的光汲取層。
26. 權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置，其中有機(jī)電致發(fā)光裝置為柔性有機(jī) 電致發(fā)光裝置。
27. 包含權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置的顯示器。
28. 包含權(quán)利要求1至3中任一項的有機(jī)電致發(fā)光裝置的照明設(shè)備。
【文檔編號】H01L51/50GK104335378SQ201380026785
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】朱文奎, 姜旼秀, 文濟(jì)民, 咸允慧, 張星守, 劉珍雅, 李在仁 申請人:株式會社Lg化學(xué)