專利名稱：有機發(fā)光器件和白光發(fā)射器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光器件(OLED)和白光發(fā)射器件，更具體而言，涉及一種使用圖案電極的OLED和使用該OLED的白光發(fā)射器件。
背景技術(shù)：
OLED由于其適用于彩色顯示裝置已經(jīng)吸引了許多注意。OLED是利用有機化合物發(fā)光的發(fā)射型顯示器件。它們是薄的，且與TFT-LCD相比，由于其簡單的結(jié)構(gòu)和制造工藝，具有低制造成本、低功耗和較快的響應(yīng)時間。
圖1是常規(guī)表面發(fā)光型OLED的橫截面視圖。
參考圖1，常規(guī)OLED包括在玻璃基板110上的ITO透明陽極120、形成于ITO透明陽極120上的空穴傳輸層(HTL)130、形成于HTL 130上的有源層140、形成于有源層140上的電子傳輸層(ETL)150、和形成于ETL150上的Al陰極160。常規(guī)OLED通過復(fù)合從ITO透明陽極120注入的空穴和從由有機材料形成的有源層140中的Al陰極160注入的電子而產(chǎn)生激子，從而發(fā)光。光直接發(fā)射到外部，或由Al陰極160反射通過ITO透明陽極120和玻璃基板110。
圖2是顯示常規(guī)表面發(fā)光型OLED的表面缺陷的照片。參考圖2，常規(guī)OLED由于其表面接觸結(jié)構(gòu)可能在HLT 130接觸ITO透明電極120的表面具有缺陷，這些缺陷減少了常規(guī)OLED的壽命。而且，從發(fā)光層發(fā)射的部分的光在透過陽極時被吸收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種減少器件缺陷且通過利用簡單濕法工藝而不是復(fù)雜和昂貴的沉積方法來形成設(shè)計為透光的網(wǎng)狀電極從而允許選擇電極材料的更大范圍的OLED。
本發(fā)明還提供了一種具有該OLED的白光發(fā)射器件。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供有一種有機發(fā)光器件(OLED)，其包括基板；形成于基板上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極；面對陽極的陰極；和位于陽極和陰極之間的有機發(fā)光層。陰極可以是設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陰極。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有一種白光發(fā)射器件，其中將第一、第二和第三OLED堆疊；其中每個第一和第二OLED包括基板；位于基板上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極；設(shè)計為透光且面對網(wǎng)狀陽極的網(wǎng)狀陰極；和位于網(wǎng)狀陽極和陰極之間的有機發(fā)光層，其中第一、第二和第三OLED分別產(chǎn)生紅、綠和藍光。
有機發(fā)光層包括空穴傳輸層；位于空穴傳輸層上的有源層；和位于有源層上的電子傳輸層?；蹇梢杂刹ＡЩ蛩芰闲纬?。
網(wǎng)狀陽極可以具有網(wǎng)的形狀、梳形狀或蜂巢形狀。網(wǎng)狀陽極可以由選自Ni、Au、Ag、Pt和Cu的材料形成。網(wǎng)狀陽極可以由具有大于4.8eV的功函數(shù)的金屬形成。


參考附圖，通過詳細描述其示范性實施例，本發(fā)明的以上和其他特征和優(yōu)點將變得更加顯見，在附圖中圖1是常規(guī)表面發(fā)光型OLED的橫截面視圖；圖2是顯示常規(guī)表面發(fā)光型OLED的表面缺陷的照片；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的OLED的橫截面視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙面發(fā)光型OLED的橫截面視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的由濕法工藝制造的網(wǎng)狀陽極以及從由網(wǎng)狀陽極形成的OLED的光發(fā)射的照片；和圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的從順序堆疊的OLED發(fā)射白光的白光發(fā)射器件的橫截面視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)將參考顯示本發(fā)明的示范性實施例的附圖，更加全面地描述根據(jù)本發(fā)明的OLED和白光發(fā)射器件。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的OLED的橫截面視圖。
參考圖3，OLED包括形成于基板310上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極320；面對網(wǎng)狀陽極320的陰極360；和位于網(wǎng)狀陽極320和陰極360之間的有機發(fā)光層370。
基板310可以由具有良好表面均勻度、高機械強度和高光透射率的材料形成以用于顯示器?；?10可以由玻璃或透明塑料形成。
網(wǎng)狀陽極320可以由即使不透明也允許電流平穩(wěn)流動的材料形成，因為可以將由有機發(fā)光層370產(chǎn)生的光通過網(wǎng)的肋之間的空間而發(fā)射到外部。網(wǎng)可以采取任何形式，比如網(wǎng)的形狀、梳形狀或蜂巢形狀，只要光可以透過網(wǎng)中的空間即可。通過控制驅(qū)動電壓、網(wǎng)中的間隙和網(wǎng)厚度可以控制器件的亮度。網(wǎng)狀陽極的寬度為大約100μm或更小，且網(wǎng)的相鄰肋之間的距離為1μm或更大。
如果網(wǎng)狀陽極320由濕法工藝形成，則網(wǎng)狀陽極320可以由至少一種可以被無電鍍覆的材料形成，比如Pd、Ni、Au、Ag、Pt或Cu，或由具有大于4.8eV的功函數(shù)的金屬形成，所述濕法工藝包括在基板上涂布光催化劑膜，比如TiOx材料；通過將光催化劑膜暴露于光來選擇性地產(chǎn)生潛像；以及在潛像上進行無電鍍敷。
參考圖4，如果陰極410是設(shè)計為相應(yīng)于網(wǎng)狀陽極320的透光的網(wǎng)狀電極，則具有陰極410的OLED可以被用作雙面發(fā)光器件。這里，陰極410一般由具有低功函數(shù)的材料形成，比如Mg-Ag合金或Al-Li合金。
有機發(fā)光層370包括空穴傳輸層(HTL)330；位于HTL 330上的有源層340；和位于有源層340上的電子傳輸層(ETL)350。
空穴傳輸層(HTL)330由空穴注入層(HIL)、空穴輸運層(HTL)和電子阻擋層(EBL)的至少一種組成。而且，空穴傳輸層(HTL)330可以利用具有低電離電位的電子施主分子來形成，比如二胺(diamine)、三胺(triamine)或基于三苯胺的四胺(tetraamine)，從而促進空穴從網(wǎng)狀陽極320注入。
有源層340通過復(fù)合注入的空穴和電子來產(chǎn)生各種顏色的光，且可以由低分子量化合物或聚合物形成。
電子傳輸層(ETL)350由電子輸運層(ETL)、電子注入層(EIL)和空穴阻擋層(HBL)的至少一種組成。電子輸運層(ETL)通過將從陰極提供的電子平穩(wěn)地輸運到有源層且通過促進有源層340中未合并空穴的遷移，增加了在有源層340中復(fù)合空穴和電子的機會。電子輸運層350可以由將電子注入有源層的材料形成，比如PBD或Alq3，該材料具有高電子親合性以及與陰極的高粘附性。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的由濕法工藝制造的網(wǎng)狀陽極以及從由網(wǎng)狀陽極形成的OLED的光發(fā)射的照片。
通過濕法工藝來形成網(wǎng)狀陽極和陰極的金屬圖案。形成金屬圖案的方法包括(i)在基板上通過涂布光催化劑化合物來形成光催化劑膜；(ii)通過涂布水溶性聚合物化合物來形成水溶性聚合物層；(iii)通過選擇性地曝光光催化劑膜和所述水溶性聚合物層來產(chǎn)生用于生長晶體的核的潛在圖案；以及(iv)通過鍍覆用于生長晶體的核的潛在圖案且生長金屬晶體來產(chǎn)生金屬圖案。
參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的OLED具有比常規(guī)表面發(fā)光型OLED更少的表面缺陷，且具有與常規(guī)表面發(fā)光型OLED相似的亮度。通過簡單工藝來有效和迅速地形成網(wǎng)狀金屬電極，而不需要要求高真空和高溫的金屬薄膜工藝或用于精細成形電極的曝光工藝和蝕刻工藝。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，與表面發(fā)光型OLED相比，將陽極形成網(wǎng)狀可以減小陽極和有機發(fā)光層之間的接觸表面。而且，將光通過網(wǎng)中的空間發(fā)射到外部的結(jié)構(gòu)給選擇陽極材料提供了更大的范圍。順便提及，OLED的堆疊結(jié)構(gòu)不僅可以通過現(xiàn)有的成批處理(batch process)來形成，而且還可以通過卷到卷(roll to roll)處理來形成。因此，可以應(yīng)用多種工藝來制造OLED。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的從順序堆疊的OLED發(fā)射白光的白光發(fā)射器件的橫截面視圖。在圖3、4和6中，執(zhí)行相同功能的元件被指定相同的參考標(biāo)號。
參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的實施例的白光發(fā)射器件包括第一有機發(fā)光單元610、堆疊在第一有機發(fā)光單元610上的第二有機發(fā)光單元620、和堆疊在第二有機發(fā)光單元620上的第三有機發(fā)光單元630。第一和第二有機發(fā)光單元610和620均包括形成于基板310上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極320；設(shè)計為透光且面對網(wǎng)狀陽極320的網(wǎng)狀陰極410；和位于網(wǎng)狀陽極320和網(wǎng)狀陰極410之間的有機發(fā)光層370。第三有機發(fā)光單元630包括基板310；網(wǎng)狀陽極320；面對網(wǎng)狀陽極320的陰極360；和在網(wǎng)狀陽極320和陰極360之間的有機發(fā)光層370。有機發(fā)光單元610、620和630的每一個發(fā)射三種不同顏色的光。
第一和第二有機發(fā)光單元610和620的每一個都是雙面發(fā)光型。從每個有機發(fā)光層370發(fā)射的光可以通過每個電極的網(wǎng)的肋之間的空間。第三有機發(fā)光單元630是單面發(fā)光型，且當(dāng)其以這樣一種方式被堆疊在第二有機發(fā)光單元620上使得第三有機發(fā)光單元630的基板310可以接觸第二有機發(fā)光單元620的有機發(fā)光層370時，利用陰極360作為反射表面，使從每個有機發(fā)光層370發(fā)射的光離開第三有機發(fā)光單元630的陰極360發(fā)射。當(dāng)?shù)谝?、第二和第三有機發(fā)光單元610、620和630分別發(fā)射紅、綠和藍光時，無論是什么次序，白光發(fā)射器件都向外發(fā)射白光。第一到第三有機發(fā)光單元610、620和630的網(wǎng)狀陽極320的每個網(wǎng)圖案都可以彼此不成直線以促進通過網(wǎng)中的空間的光的發(fā)射，并混合從有機發(fā)光層370發(fā)射的光。
根據(jù)本發(fā)明的白光發(fā)射器件比在同一平面上發(fā)射紅、綠和藍光的常規(guī)OLED具有更少的缺陷，由此增加了白光發(fā)射器件的壽命。
現(xiàn)將詳細描述本發(fā)明的示例，但本發(fā)明不限于此。
示例形成網(wǎng)狀金屬陽極使用旋涂在透明的聚酯膜上涂布聚丁基鈦酸酯(polybutyltitanate)的異丙醇溶液(2.5wt％)。通過在150℃下干燥5分鐘，從而控制透明聚酯膜的厚度為大致100nm。制備聚乙烯醇聚合物(分子量為25,000)的5wt％的水溶液(Polyscience Co.的產(chǎn)品)。在將作為光增強劑的三乙醇胺(triethanolamine)(相對于聚合物1wt％)加入到水溶液并混合之后，將該溶液涂布到一片聚丁基鈦酸酯上，且在60℃的溫度干燥2分鐘。使用由Oriel Inc.U.S.A.制造的UV曝光設(shè)備，將光催化劑膜通過其上形成有精細圖案的光掩模暴露于寬譜的紫外線。在將光催化劑膜暴露于紫外線之后，將所得的產(chǎn)物浸于由在1升水中稀釋0.6g的PdCl2和1ml的HCl來形成核的負性圖案，用于通過在光催化劑膜的暴露的表面上沉積Pd顆粒來生長晶體。
使用其上形成有網(wǎng)圖案的光掩模，通過將制備的基板浸于表1的無電鍍Ni溶液中來選擇性地生長金屬線路。在表2中總結(jié)了所得圖案的物理性質(zhì)。此時，通過Dektak Co.的α階(α-step)來測量厚度，通過四點探針來測量電阻率，由光學(xué)顯微鏡來測量分辨率，且通過透明膠帶脫落測試來估計粘附力。圖5是從形成有網(wǎng)狀金屬圖案的OLED的光發(fā)射的光學(xué)顯微圖像。
表1

表2

示例1制造構(gòu)圖的OLED在凈化其上涂布有ITO的透明玻璃基板以及其上形成有網(wǎng)狀金屬圖案的基板之后，用UV-臭氧來表面處理基板持續(xù)15分鐘。
在金屬電極的上部分上涂布厚度為50-110nm的Baytron P A14083(Bayer Inc.的產(chǎn)品)。接下來，通過在110℃的溫度下烘焙所得的產(chǎn)物約10分鐘，從而形成空穴傳輸層(HTL)。
通過在10g的氯苯(溶劑)中稀釋聚芴(polyfluorene)聚合物TS-9從而制造形成發(fā)光層的復(fù)合材料，且將該復(fù)合材料采用0.2μm的過濾器過濾，然后使用旋涂方法在HTL的上部分上涂布。在烘焙所得的產(chǎn)物之后，通過在真空爐中完全去除溶劑來形成發(fā)光層。通過控制復(fù)合材料的濃度和旋涂速度來將發(fā)光層的厚度控制為50-100nm。
接下來，在發(fā)光層的上部分上通過在其中壓力被保持在1×10-6torr或更小的壓強的真空室中順序沉積Ca和Al的膜形成陰極，從而完成OLED的制造。通過使用晶體傳感器來控制膜的厚度和膜生長速度。
如上制造的電致發(fā)光(EL)器件是具有ITO電極或網(wǎng)狀金屬圖案/空穴傳輸層/發(fā)光聚合物/Ca/Al的結(jié)構(gòu)的多層型器件。在圖2中顯示了形成于ITO電極上的器件的光發(fā)射，且在圖6中顯示了由構(gòu)圖的網(wǎng)狀金屬電極形成的器件的光發(fā)射。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的OLED減少了器件缺陷，增加了器件的壽命，且通過將電極形成網(wǎng)狀提供了選擇電極材料的更寬的范圍。根據(jù)本發(fā)明，通過堆疊具有以上結(jié)構(gòu)的OLED可以獲得白光發(fā)射器件的新結(jié)構(gòu)。
雖然參考其示范性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解在不脫離由權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以在這里做出形式和細節(jié)上的多種變化。
權(quán)利要求
1.一種有機發(fā)光器件，包括基板；形成于所述基板上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極；面對所述陽極的陰極；和位于所述陽極和所述陰極之間的有機發(fā)光層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光器件，其中所述陰極是設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陰極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光器件，其中所述有機發(fā)光層包括空穴傳輸層；位于所述空穴傳輸層上的有源層；和位于所述有源層上的電子傳輸層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光器件，其中所述基板由玻璃或塑料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光器件，其中所述網(wǎng)狀陽極由選自Ni、Au、Ag、Pt和Cu的材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光器件，其中所述網(wǎng)狀陽極由具有大于4.8eV的功函數(shù)的金屬形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光器件，其中所述網(wǎng)狀陽極由濕法工藝形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機發(fā)光器件，其中所述濕法工藝包括在基板上通過涂布光催化劑材料而形成光催化劑膜；在所述光催化劑膜上通過涂布水溶性聚合物化合物來形成水溶性聚合物層；通過選擇性地曝光所述光催化劑膜和所述水溶性聚合物層來產(chǎn)生用于生長晶體的核的潛在圖案；以及通過鍍覆所述核的潛在圖案且生長金屬晶體來產(chǎn)生金屬圖案。
9.一種雙面有機發(fā)光器件，包括基板；設(shè)計為透光且位于所述基板上的網(wǎng)狀陽極；設(shè)計為透光且面對所述網(wǎng)狀陽極的網(wǎng)狀陰極；和位于所述網(wǎng)狀陽極和所述網(wǎng)狀陰極之間的有機發(fā)光層。
10.一種白光發(fā)射器件，其中將第一、第二和第三有機發(fā)光器件堆疊，其中所述第一有機發(fā)光器件和所述第二有機發(fā)光器件的每個包括基板；位于所述基板上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極；設(shè)計為透光且面對所述網(wǎng)狀陽極的網(wǎng)狀陰極；和位于所述網(wǎng)狀陽極和所述網(wǎng)狀陰極之間的有機發(fā)光層，且其中所述第三有機發(fā)光器件包括基板；位于所述基板上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極；面對所述網(wǎng)狀陽極的陰極；和位于所述網(wǎng)狀陽極和所述陰極之間的有機發(fā)光層，其中所述第一、第二和第三有機發(fā)光器件分別產(chǎn)生紅、綠和藍光。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的白光發(fā)射器件，其中每個所述有機發(fā)光器件的網(wǎng)狀陽極的網(wǎng)圖案彼此不成直線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的白光發(fā)射器件，其中所述有機發(fā)光層包括空穴傳輸層；位于所述空穴傳輸層上的有源層；和位于所述有源層上的電子傳輸層。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的白光發(fā)射器件，其中所述基板由玻璃或塑料形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的白光發(fā)射器件，其中所述網(wǎng)狀陽極由選自Ni、Au、Ag、Pt和Cu的材料形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的白光發(fā)射器件，其中所述網(wǎng)狀陽極由具有大于4.8eV的功函數(shù)的金屬形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的白光發(fā)射器件，其中所述網(wǎng)狀陽極和所述網(wǎng)狀陰極由濕法工藝形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的白光發(fā)射器件，其中所述濕法工藝包括在基板上通過涂布光催化劑材料而形成光催化劑膜；在所述光催化劑膜上通過涂布水溶性聚合物化合物來形成水溶性聚合物層；通過選擇性地曝光所述光催化劑膜和所述水溶性聚合物層來產(chǎn)生用于生長晶體的核的潛在圖案；以及通過鍍覆所述核的潛在圖案且生長金屬晶體來產(chǎn)生金屬圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機發(fā)光器件(OLED)和白光發(fā)射器件。OLED包括基板；形成于所述基板上且設(shè)計為透光的網(wǎng)狀陽極；面對所述陽極的陰極；和位于所述陽極和陰極之間的有機發(fā)光層。
文檔編號H05B33/26GK1828969SQ20061000618
公開日2006年9月6日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月5日
發(fā)明者盧泰用, 黃億采, 樸鐘辰, 邊煐勛, 孫準模, 李晟熏, 樸商勛 申請人:三星Sdi株式會社