專利名稱：有機發(fā)光二極管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光二極管及其制備方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種有機發(fā)光二極管及其制備方法，其中，由具有高功函數(shù)的材料(例如透明金屬氧化物)制備的透明電極能夠被用作陰極。本申請要求于2008年10月1日向韓國專利局提交的 10-2008-0096732號韓國專利申請為的優(yōu)先權(quán)，該優(yōu)先權(quán)文件公開的內(nèi)容在此全部并入作為參考。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光二極管(OLED)通常由兩個電極(陽極和陰極)和置于電極之間的一個或多個有機材料層構(gòu)成。在具有此結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光二極管中，如果在兩個電極之間施加電壓，空穴從陽極而電子從陰極流向有機材料層，它們彼此重新結(jié)合以形成激子，并且當(dāng)激子落回基態(tài)時發(fā)出對應(yīng)能量差的光子。按照該原理，有機發(fā)光二極管發(fā)射可見光，通過利用該現(xiàn)象可以制備信息顯示二極管(information display diode)或照明二極管 (illumination diode)。在有機發(fā)光二極管中，有底部發(fā)射型，其中在有機材料層中產(chǎn)生的光向基板發(fā)射； 和頂部發(fā)射型，其中光向基板的相反方向發(fā)射。在兩側(cè)發(fā)射型中，光向基板方向和基板的相反方向發(fā)射。在頂部發(fā)射或兩側(cè)發(fā)射型有機發(fā)光二極管中，不與基板接觸并置于基板相對一側(cè)的電極應(yīng)該在可見光區(qū)是透明的。在有機發(fā)光二極管中，使用導(dǎo)電氧化物膜，例如IZO(氧化銦鋅)或ITO(氧化銦錫)作為透明電極。但是，由于導(dǎo)電氧化物膜具有非常高的功函數(shù)， 當(dāng)用其形成陰極時，難以從陰極向有機材料層注入電子。因此，有機發(fā)光二極管的操作電壓大大升高，且如發(fā)光效率等的重要二極管性能劣化。因而需要制造具有以下結(jié)構(gòu)的頂部發(fā)射或兩側(cè)發(fā)射型有機發(fā)光二極管，其中基板、陰極、有機材料層和透明陽極順序?qū)盈B，即倒序結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題在制備兩側(cè)發(fā)射型有機發(fā)光二極管時，盡管有機發(fā)光二極管被制成倒序結(jié)構(gòu)，仍難以使用其為透明材料的具有高功函數(shù)的導(dǎo)電氧化物膜作為與基板接觸的陰極材料。因此，在倒序結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光二極管中，需要開發(fā)通過使用例如導(dǎo)電氧化物膜的透明材料來形成作為上電極的陽極和與基板接觸的陰極的方法。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種有機發(fā)光二極管及其制備方法，其中由例如透明金屬氧化物的具有高功函數(shù)的材料制備的透明電極可以被用作倒序結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光二極管中的陽極和陰極。技術(shù)方案本發(fā)明提供一種有機發(fā)光二極管，其包括基板、置于基板上的透明陰極、陽極、和置于透明陰極和陽極之間的有機材料層，其中有機材料層包括發(fā)光層和η型摻雜的電子傳輸層，所述η型摻雜的電子傳輸層包括電子傳輸材料和η型摻雜劑，并且其被置于透明陰極和發(fā)光層之間。本發(fā)明提供了一種制備有機發(fā)光二極管的方法，其包括以下步驟在基板上形成透明陰極；在透明陰極上形成有機材料層；和在有機材料層上形成陽極，其中，有機材料層的形成包括在透明陰極上形成含有電子傳輸材料和η型摻雜劑的η型摻雜的電子傳輸層， 和形成發(fā)光層。此外，本發(fā)明提供了一種包含所述有機發(fā)光二極管的感光設(shè)備。有益效果根據(jù)本發(fā)明，在倒序結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光二極管中的陰極可以由例如透明金屬氧化物的具有高功函數(shù)材料制成的透明電極形成。因此，在本發(fā)明中，能夠提供可以在兩側(cè)方向發(fā)光的有機發(fā)光二極管。兩側(cè)發(fā)射型有機發(fā)光二極管可用于照明目的。


圖1和2為表示根據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光二極管的層結(jié)構(gòu)的視圖；圖3表示實施例1至3的有機發(fā)光二極管的依據(jù)直流偏電壓的電流密度；圖4表示實施例1至3的有機發(fā)光二極管的依據(jù)電流密度的電流效率；圖5表示實施例1至3的有機發(fā)光二極管的依據(jù)偏電壓的電流密度；圖6表示實施例3和對比實施例1的各個有機發(fā)光二極管的依據(jù)偏電壓的電流密度；和圖7為表示在正序結(jié)構(gòu)和倒序結(jié)構(gòu)中電子注入效率差異的圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光二極管包括基板、置于基板上的透明陰極、陽極和置于透明陰極和陽極之間的有機材料層，其中，有機材料層包括發(fā)光層和η型摻雜的電子傳輸層， 所述η型摻雜的電子傳輸層包括電子傳輸材料和η型摻雜劑，并且其被置于和陰極和發(fā)光層之間。本發(fā)明的特征在于有機發(fā)光二極管具有倒序結(jié)構(gòu)，其中陰極置于基板上并且陰極是透明的。在具有正序結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光二極管中，當(dāng)由透明電極形成陰極時，通常使用濺射法，在這種情況下，由于電子傳輸層不能承受濺射損害，則由于有機材料層的損傷而導(dǎo)致發(fā)生二極管缺陷。但是，在本發(fā)明中，由透明電極形成陰極，且形成包含作為下部電極的陰極的倒序結(jié)構(gòu)，因而可以解決上述問題。另外，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)當(dāng)由透明材料制成陰極時，由于透明陰極的功函數(shù)非常高， 不能依靠電子傳輸材料的能級差來驅(qū)動二極管。因此，在本發(fā)明中，為了克服有機材料層和透明陰極之間的功函數(shù)差，需要提供η型摻雜的電子傳輸層。通過該結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，當(dāng)在通過采用例如具有非常高的功函數(shù)的金屬氧化物的透明材料在基板上形成透明陰極的情況下，可以驅(qū)動二極管，其結(jié)果是，能夠提供其中透明陰極設(shè)置于基板上的倒序結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光二極管。
當(dāng)用不透明材料制成陰極時，即使電子傳輸層為η型摻雜和非η型摻雜，二極管可以被驅(qū)動。但是，當(dāng)陰極由透明材料制成時，如果僅通過使用電子傳輸材料制備電子傳輸層，僅通過以η型摻雜電子傳輸層的形式形成電子傳輸層驅(qū)動二極管。因而，當(dāng)由透明材料形成陰極時和當(dāng)其由不透明材料形成時，電子傳輸層是否是η型摻雜的具有非常不同的技術(shù)含義。詳細而言，當(dāng)由不透明材料制成陰極時，電子傳輸層為η型摻雜的技術(shù)應(yīng)用具有提高載體濃度的含義。但是，當(dāng)由透明材料形成陰極時，電子傳輸層為η型摻雜的技術(shù)應(yīng)用具有確定二極管驅(qū)動可能性的絕對技術(shù)含義。換句話說，僅在當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的電子傳輸層為 η型摻雜型時，可以形成倒序結(jié)構(gòu)的透明有機發(fā)光二極管的陰極。另外，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)相比于正向結(jié)構(gòu)，由于表面偶極子在譜帶排列(band alignment)中的變化，倒序結(jié)構(gòu)中電子傳輸量增長了 2至3倍。圖7為表示在正序結(jié)構(gòu)和倒序結(jié)構(gòu)中電子注入性質(zhì)的對比圖。即使在根據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光二極管中，也優(yōu)選陽極是透明的。在本發(fā)明中，當(dāng)電極是透明的，從有機發(fā)光二極管的發(fā)光層產(chǎn)生的光的透過率為 50%以上，優(yōu)選為80%以上，更優(yōu)選為85%以上，再優(yōu)選為90%以上。透明陰極和陽極各自可以由具有2. 7eV以上功函數(shù)的電極材料形成。電極材料的功函數(shù)為2. 7eV以上對處理是有利的?？紤]到透明度，更優(yōu)選功函數(shù)為4. 5eV以上。透明陰極和陽極各自由選自IZO(氧化銦鋅)和氧化鋅(SiO)中的一個或多個透明金屬氧化物形成。由于在根據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光二極管中，陰極是透明的，其可以為底部發(fā)射型，并且當(dāng)陰極和陽極是透明的時，其可以為兩側(cè)發(fā)射型。在此，η型摻雜的電子傳輸層包括電子傳輸材料和η型摻雜劑。η型摻雜劑可以包括選自金屬商化物、金屬氧化物、有機金屬、堿金屬、堿土金屬、堿金屬化合物和堿土金屬化合物中的一種或多種。 η 型摻雜劑可以為，例如，NaF、CSF、MgF2, CaF2、MgO、CaO, BaO, SrO, Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Cs2Co3> Mg、Ca、Li、Na、K、Cs、LiF 或 KF。此外，LiF 和 KF 可以用作 η 型摻雜劑。在本發(fā)明中，在形成有機材料層中作為電子傳輸層的層時，通過向電子傳輸材料摻雜η型摻雜劑，可以由具有高功函數(shù)的透明材料形成陰極，有機發(fā)光二極管的性質(zhì)可以大大改善。因此，即使不單獨地形成電子注入層(為了有效驅(qū)動已知的有機發(fā)光二極管，其被認為是必需的)，也可以有效地驅(qū)動有機發(fā)光二極管。另外，當(dāng)向上述電子傳輸材料摻雜 η型摻雜劑時，有利于二極管的壽命。在本發(fā)明中，電子傳輸材料是能夠?qū)年帢O注入的電子傳輸?shù)桨l(fā)光層的材料，并具有高電子遷移率。電子傳輸材料可以為包括選自咪唑基、噁唑基、噻唑基、喹啉基和鄰二氮雜菲基團 (phenanthroline group)中的一個或多個官能團的化合物。包括選自咪唑基、噁唑基和噻唑基中的一個或多個官能團的化合物的詳細例子為下式1或式2的化合物[式1]
權(quán)利要求
1.一種有機發(fā)光二極管，其包括基板；設(shè)置在所述基板上的透明陰極；陽極；和設(shè)置在所述透明陰極和陽極之間的有機材料層，其特征在于，所述有機材料層包括發(fā)光層和η型摻雜的電子傳輸層，所述η型摻雜的電子傳輸層包括電子傳輸材料和η型摻雜劑，并且其設(shè)置于所述透明陰極和發(fā)光層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述透明陰極或陽極由具有 2. 7eV以上功函數(shù)的電極材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述透明陰極由選自ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)和氧化鋅(SiO)中的至少一種透明金屬氧化物形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求ι所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述陽極是透明的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述陽極為由選自ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)和氧化鋅(SiO)中的至少一種透明金屬氧化物形成的透明陽極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述η型摻雜的電子傳輸層的電子傳輸材料包括含有選自咪唑基、噁唑基、噻唑基、喹啉和鄰二氮雜菲中的至少一種官能團的化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述η型摻雜的電子傳輸層的η型摻雜劑包括選自金屬商化物、金屬氧化物、有機金屬、堿金屬、堿土金屬、堿金屬化合物和堿土金屬化合物中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述η型摻雜劑包括選自 NaF、CSF、 MgF2、CaF2、 MgO、CaO、 BaO、 SrO、 Li20、 Na20、 K2O、 Cs20、Cs2Co3、Mg、Ca、 Li、Na、 K、Cs、 LiF和KF中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，基于所述η型摻雜的電子傳輸層材料的總重量，所述η型摻雜劑的含量為0. 5至50wt%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述η型摻雜劑具有根據(jù)η 型摻雜的電子傳輸層厚度的濃度梯度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機材料層進一步包括設(shè)置于所述η型摻雜的電子傳輸層和發(fā)光層之間的電子傳輸層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述設(shè)置于η型摻雜的電子傳輸層和發(fā)光層之間的電子傳輸層由與η型摻雜的電子傳輸層的電子傳輸材料相同的材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述η型摻雜的電子傳輸層與所述透明陰極接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機材料層進一步包括空穴傳輸層和空穴注入層中的至少一層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機發(fā)光二極管，其特征在于，所述有機材料層包括置于最臨近陽極的最上側(cè)上，并含有下式23的化合物的有機材料層[式 23]
16.一種制備有機發(fā)光二極管的方法，所述方法包括以下步驟在基板上形成透明陰極；在所述透明陰極上形成有機材料層；和在所述有機材料層上形成陽極，其特征在于，所述有機材料層的形成包括在所述透明陰極上形成含有電子傳輸材料和η型摻雜劑的η型摻雜的電子傳輸層，和形成發(fā)光層。
17.—種感光設(shè)備，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至15中任意一項所述的有機發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機發(fā)光二極管及其制備方法，所述有機發(fā)光二極管包括基板、透明陰極、陽極和設(shè)置于所述透明陰極和陽極之間的有機材料層，其中所述有機材料層包括發(fā)光層和n型摻雜的電子傳輸層，所述n型摻雜的電子傳輸層包括電子傳輸材料和n型摻雜劑，并且其被設(shè)置于所述透明陰極和發(fā)光層之間。
文檔編號H05B33/20GK102172103SQ200980139154
公開日2011年8月31日 申請日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者姜旼秀, 孫世煥, 李政炯 申請人:Lg化學(xué)株式會社