有機(jī)發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光裝置，該有機(jī)發(fā)光裝置包括第一電極、與所述第一電極相對(duì)的第二電極和位于所述第一電極和所述第二電極之間的發(fā)光層，并且所述第一電極包含釤(Sm)。
【專利說(shuō)明】有機(jī)發(fā)光裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，對(duì)顯示器或電視等要求輕量化和薄型化，隨著這些要求，陰極射線管(cathode ray tube, CRT)逐漸被液晶顯示裝置(liquid crystal display, IXD)代替。但是，液晶顯示裝置作為無(wú)源發(fā)光元件不僅需要額外的背光(backlight)，而且在響應(yīng)速度和視角等方面存在局限性。
[0003]近年來(lái)，作為能夠克服這種局限性的顯示裝置，有機(jī)發(fā)光裝置(organic lightemitting diode display, OLED display)受到了關(guān)注。
[0004]有機(jī)發(fā)光裝置包括兩個(gè)電極和位于該兩個(gè)電極之間的發(fā)光層，從一個(gè)電極注入的電子(electron)和從另一個(gè)電極注入的空穴(hole)在發(fā)光層上結(jié)合以形成激子(exc iton)，激子釋放能量的同時(shí)進(jìn)行發(fā)光。
[0005]此外，從發(fā)光層發(fā)射的光通過(guò)兩個(gè)電極中的至少一個(gè)后向外部發(fā)射。此時(shí)，電極的光學(xué)特性會(huì)影響到元件效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種包括具有高透過(guò)率的電極的有機(jī)發(fā)光裝置。
[0007]根據(jù)一實(shí)施例，提供一種有機(jī)發(fā)光裝置，包括:第一電極；與上述第一電極相對(duì)的第二電極；和位于上述第一電極和上述第二電極之間的發(fā)光層，上述第一電極包含衫(Sm) ο
[0008]上述第一電極可以進(jìn)一步包含選自由銀(Ag)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銦(In)、錫(Sn)、鑰(Mo)、銀(Nb)、釕(Ru)或包含它們中的至少一種的合金構(gòu)成的組中的至少一種金屬。
[0009]上述第一電極可以是包含上述金屬和上述釤(Sm)的合金的單層。
[0010]上述單層可以具有約3θΑ ~ I 50A的厚度。
[0011]上述第一電極可以包括包含上述釤(Sm)的第一層以及包含上述金屬和上述釤(Sm)的合金的第二層。
[0012]上述第一層可以具有約10A的厚度，上述第二層可以具有約30Α~ 15θΑ
的厚度。
[0013]上述合金可以以約1:100?約100:1的體積比包含上述釤(Sm)和上述金屬。
[0014]上述合金可以以約1:100?約20:100的體積比包含上述釤(Sm)和上述金屬。
[0015]上述第一電極可以在約450nm?700nm的波長(zhǎng)段具有約60%以上的透光率。
[0016]上述第一電極可以在約450nm?700nm的波長(zhǎng)段具有約60%?95%透光率。
[0017]上述第二電極可以包括反射電極，上述發(fā)光層可以發(fā)出白光。[0018]上述第二電極可以包括透明電極，上述發(fā)光層可以發(fā)出白光。
[0019]上述第一電極可以是陰極。
[0020]通過(guò)提高電極的透光率，能夠?qū)崿F(xiàn)光效率優(yōu)異的有機(jī)發(fā)光裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為表不一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的剖視圖；
[0022]圖2為表不另一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的剖視圖；
[0023]圖3為表示實(shí)施例1、2和比較例I的薄膜的透過(guò)率的曲線圖；
[0024]圖4為表示實(shí)施例1、2和比較例I的薄膜的反射率的曲線圖；
[0025]圖5為表示實(shí)施例1、2和比較例I的薄膜的吸收率的曲線圖；
[0026]圖6為表示實(shí)施例3、4和比較例I的薄膜的透過(guò)率的曲線圖；
[0027]圖7為表示實(shí)施例3、4和比較例I的薄膜的反射率的曲線圖；
[0028]圖8為表示實(shí)施例3、4和比較例I的薄膜的吸收率的曲線圖。
[0029]符號(hào)說(shuō)明
[0030]10:基板 20:下部電極
[0031]30:發(fā)光層 40:上部電極
[0032]40a:第一層 40b:第二層
[0033]50:輔助層
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實(shí)施。但是，本發(fā)明可以以多種不同的形式進(jìn)行體現(xiàn)，并且本發(fā)明并不限于在此說(shuō)明的實(shí)施例。
[0035]附圖中，為了明確表示各個(gè)層和區(qū)域，以放大厚度的方式表示。對(duì)于整個(gè)說(shuō)明書(shū)中的類似部分，標(biāo)記了相同的附圖符號(hào)。層、膜、區(qū)域、板等部分位于其他部分“上方”時(shí)，這不僅包括位于其他部分的“正上方”的情況，而且還包括其之間有另一其他部分的情況。相反，某個(gè)部分位于其他部分的“正上方”時(shí)，意味著在其之間沒(méi)有其他部分。
[0036]那么，參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0037]圖1為表不本發(fā)明的一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的剖視圖。
[0038]參照?qǐng)D1，一實(shí)施例所涉及的有機(jī)發(fā)光裝置包括基板10、下部電極20、與下部電極20相對(duì)的上部電極40以及位于下部電極20和上部電極40之間的發(fā)光層30。
[0039]基板10例如可以利用玻璃等無(wú)機(jī)物質(zhì)或聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚酰胺、聚醚砜或它們的組合等有機(jī)物質(zhì)、硅片等來(lái)制造。
[0040]在下部電極20和上部電極40中，一個(gè)為陰極(cathode),另一個(gè)為陽(yáng)極(anode)。例如可以如下:下部電極20為陽(yáng)極，上部電極40為陰極。
[0041]在下部電極20和上部電極40中，至少一個(gè)為透明電極，在下部電極20為透明電極的情況下，可以是向基板10側(cè)發(fā)光的底部發(fā)光(bottom emission),在上部電極40為透明電極的情況下，可以是向基板10的相反側(cè)發(fā)光的頂部發(fā)光(top emission)。此外，在下部電極20和上部電極40均為透明電極的情況下，可以向基板10側(cè)和基板10的相反側(cè)進(jìn)行雙向發(fā)光。[0042]上述透明電極可以包含釤(Sm)。釤(Sm)不僅對(duì)有機(jī)層的粘接性(adhesion)優(yōu)異，而且由于具有低的功函數(shù)而提高電子注入特性。此外，釤(Sm)有效地防止銀(Ag)等金屬的凝聚(aggregation),從而能夠防止金屬的凝聚導(dǎo)致的電極的透過(guò)率的降低。
[0043]上述透明電極可以是釤(Sm)合金，上述釤(Sm)合金除了釤(Sm)以外，可以包含選自由銀(Ag)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銦(In)、錫(Sn)、鑰(Mo)、鈮(Nb)、釕(Ru)或包含它們中的至少一種的合金構(gòu)成的組中的至少一種金屬。
[0044]上述釤(Sm)合金例如可以以約1:100~100:1的體積比包含上述釤(Sm)和上述金屬。在上述范圍內(nèi)，可以以約1:100~20:100的體積比包含。
[0045]上述透明電極可以是包含上述釤(Sm)合金的單層。這種情況下，上述單層可以具有約3θΑ~ 〗?)Α Il勺厚度。通過(guò)具有上述范圍的厚度，能夠以適當(dāng)?shù)墓舱窬S持高效率的同時(shí)提高透過(guò)率。
[0046]上述透明電極可在可見(jiàn)光區(qū)域特別是在約450nm~700nm的波長(zhǎng)段具有約60%以上的透光率。在上述范圍內(nèi)，可以具有約60%~95%，尤其在其中還可以具有約60%~85%的透光率。
[0047]在下部電極20和上部電極40均為透明電極的情況下，可以如下:一個(gè)為由如上所述的釤(Sm)合金來(lái)制造的電極，另一個(gè)為由如上所述的釤(Sm)合金或透明導(dǎo)電性氧化物來(lái)制造的電極。透明導(dǎo)電性氧化物例如可以是銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)或銦鋒氧化物(indium zinc oxide, IZ0)等。
[0048]在下部電極20和 上部電極40中一個(gè)為透明電極的情況下，可以如下:透明電極為由如上所述的釤(Sm)合金來(lái)制作的電極，另一個(gè)為由不透明導(dǎo)電體來(lái)制造的反射電極。不透明導(dǎo)電體例如可以包含鋁(Al)、銅(Cu)、鑰(Mo)、銀(Ag)、它們的合金或它們的組合等金屬。
[0049]上述透明電極可以與上述反射電極一同形成微腔(microcavity)。由此從發(fā)光層30發(fā)射的光在以規(guī)定間隔相隔的透明電極和反射電極之間反復(fù)反射，在這些光之間產(chǎn)生強(qiáng)的干涉效果，使得特定波長(zhǎng)的光放大，從而能夠提高光效率。
[0050]發(fā)光層30由固有地發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色這三原色等基色(primary color)中任一顏色的有機(jī)物質(zhì)或有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的混合物來(lái)制造，例如可以包含聚荷(polyfIuorene)衍生物、聚對(duì)苯乙塊((poly)paraphenylenevinylene)衍生物、聚亞苯基(polyphenylene)衍生物、聚乙烯咔唑(polyvinylcarbazole)、聚噻吩(polythiophene)衍生物、或者這些高分子材料中摻雜有花(perylene)系色素、香豆素(cumarine)系色素、羅丹明系色素、紅突烯(rubrene)、花(perylene)、9，10-二聯(lián)苯蒽(9，10-diphenyIanthracene)、四苯基丁二烯(tetraphenylbutadiene)、尼羅紅(Nilered)、香豆素(coumarin)、喹Π丫唳酮(quinacridone)等的化合物。有機(jī)發(fā)光裝置以從發(fā)光層發(fā)射的基色光的空間之和來(lái)表示所需圖像。
[0051]發(fā)光層30可以通過(guò)紅色、綠色、藍(lán)色的三原色等基色的組合來(lái)發(fā)出白光，此時(shí)顏色的組合可以是組合相鄰的子像素的顏色來(lái)發(fā)出白光，還可以是組合垂直方向上堆疊的顏色來(lái)發(fā)出白光。
[0052]在發(fā)光層30和上部電極40之間包括用于改善發(fā)光層30的發(fā)光效率的輔助層50。附圖中，僅在發(fā)光層30和上部電極40之間圖示輔助層50，但并不限于這些，可以位于發(fā)光層30和下部電極20之間，還可以位于發(fā)光層30和上部電極40之間以及發(fā)光層30和下部電極20之間。
[0053]輔助層50有用于使電子和空穴平衡的電子傳輸層(electron transport layer)和空穴傳輸層(hole transport layer)以及增強(qiáng)電子和空穴的注入的電子注入層(electron injection layer)和空穴注入層(hole injection layer)等,可以包括從中選出的一個(gè)或兩個(gè)以上的層。
[0054]下面，對(duì)另一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置，參照?qǐng)D2進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]圖2為表不另一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置的剖視圖。
[0056]參照?qǐng)D2，本實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光裝置與上述的實(shí)施例相同地，包括基板10、下部電極20、發(fā)光層30、上部電極40和輔助層50。
[0057]但是與上述實(shí)施例不同地，上部電極40包括多個(gè)層40a、40b。在此，以上部電極40為上述透明電極的情況為例圖示上部電極40為多層的結(jié)構(gòu)，但并不限于這些，在下部電極20為透明電極的情況下，下部電極20可以具有多層結(jié)構(gòu)，在下部電極20和上部電極40均為透明電極的雙面發(fā)光結(jié)構(gòu)的情況下，下部電極20和上部電極40中至少一個(gè)可以具有
多層結(jié)構(gòu)。
[0058]上述透明電極可以包括第一層和第二層，其中，第一層包含釤(Sm)，第二層包含上述釤(Sm)和選自由銀(Ag)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銦(In)、錫(Sn)、鑰(Mo)、鈮(Nb)、釕(Ru)或包含它們中的至少一種的合金構(gòu)成的組中的至少一種金屬的合金。
[0059]此時(shí)，上述釤(Sm)合金例如可以以約1:100?100:1的體積比包含上述釤(Sm)和上述金屬。在上述范圍內(nèi)，可以以約1:100?20:100的體積比包含上述釤(Sm)和上述金屬。通過(guò)以上述比率包含釤(Sm)和上述金屬，能夠有效地改善透過(guò)率和電子注入特性。
[0060]這樣，上述透明電極包括包含釤(Sm)的第一層和包含上述釤(Sm)合金的第二層，由此使電子注入變得順利，可以降低發(fā)光驅(qū)動(dòng)電壓。
[0061]在這種情況下，上述第一層可以具有約5A.~ IOOA的厚度，上述第二層可以具有
約30A~ 150A的厚度。通過(guò)具有上述范圍的厚度，能夠以適當(dāng)?shù)墓舱窬S持高效率的同時(shí)，還能夠提高透過(guò)率。
[0062]下面，通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。但下述實(shí)施例只是為了說(shuō)明的目的，而并不限制本發(fā)明的范圍。
_3] 透明薄膜的形成
[0064]實(shí)施例1
[0065]在玻璃基板上，以5:95體積比熱蒸鍍(thermal evaporator)衫(Sm)和銀(Ag),形成了厚度8.0nm的衫-銀合金(AgSm)薄膜。
[0066]實(shí)施例2
[0067]在玻璃基板上，以5:95體積比熱蒸鍍釤(Sm)和銀(Ag)，形成了厚度14.0nm的衫-銀合金(AgSm)薄膜。
[0068]實(shí)施例3[0069]在玻璃基板上，利用熱蒸鍍方法形成了厚度1.5nm的釤(Sm)薄膜和以5:95體積比包含衫(Sm)和銀(Ag)的厚度8.0nm的衫-銀合金(AgSm)薄膜,從而形成了雙層的薄膜。
[0070]實(shí)施例4
[0071]在玻璃基板上，利用熱蒸鍍方法形成了厚度1.5nm的釤(Sm)薄膜和以5:95體積比包含衫(Sm)和銀(Ag)的厚度13.0nm的衫-銀合金(AgSm)薄膜,形成了雙層的薄膜。
[0072]比較例I
[0073]在玻璃基板上，利用熱蒸鍍方式由90:10的體積比的鎂(Mg)和銀(Ag)形成了厚度12.0nm的鎂(Mg) -銀(Ag)合金薄膜。
[0074]評(píng)價(jià):透光率、反射率、吸收率
[0075]測(cè)定了實(shí)施例1?4和比較例I的薄膜的透光率、反射率和吸收率。透光率、反射率和吸收率是使用紫外線可見(jiàn)光分光光度計(jì)(UV visible spectrophotometer)測(cè)定的。
[0076]其結(jié)果如圖3?圖8所示。
[0077]圖3為表示實(shí)施例1、2和比較例I的薄膜的透光率的曲線圖，圖4為表示實(shí)施例
1、2和比較例I的薄膜的反射率的曲線圖，圖5為表示實(shí)施例1、2和比較例I的薄膜的吸收率的曲線圖，圖6為表示實(shí)施例3、4和比較例I的薄膜的透光率的曲線圖，圖7為表示實(shí)施例3、4和比較例I的薄膜的反射率的曲線圖，圖8為表示實(shí)施例3、4和比較例I的薄膜的吸收率的曲線圖。
[0078]參照?qǐng)D3?圖8，可知實(shí)施例1?4的薄膜與比較例I的薄膜相比透光率高、反射率和吸收率低。這意味著，當(dāng)實(shí)施例1?4的薄膜用作電極時(shí)，能夠減少?gòu)陌l(fā)光層發(fā)射的光被電極反射或吸收而損失的量，增加通過(guò)電極發(fā)射到外部的光量，從而能夠改善效率。
[0079]有機(jī)發(fā)光元件的制作
[0080]實(shí)施例5
[0081]在玻璃基板上，濺射形成ITO陽(yáng)極后進(jìn)行了圖形化。在上述基板上部真空蒸鍍m-MTDATA,以厚度75θΑ形成空穴注入層。接著，在上述空穴注入層上部以厚度15θΑ真空蒸鍍?chǔ)?NPD，形成空穴傳輸層。形成空穴傳輸層后，在該空穴傳輸層上部分別以厚度400A, 200A.200A形成作為紅色發(fā)光層的三苯胺衍生物、作為綠色發(fā)光層的芴衍生物和作為藍(lán)色發(fā)光層的茈衍生物。
[0082]接著，在上述發(fā)光層上部真空蒸鍍Alq3,形成厚度200A的電子傳輸層。接著，在其上方利用熱蒸鍍方法以5:95體積比蒸鍍釤(Sm)和銀(Ag)，形成厚度y()A的由釤(Sm)-銀
(Ag)合金制造的陰極，從而制作了有機(jī)發(fā)光元件。
[0083]實(shí)施例6
[0084]形成包括厚度1.5nm的衫(Sm)層和以5:95體積比蒸鍍衫(Sm)和銀(Ag)而形成的厚度9.0nm的釤(Sm)-銀(Ag)合金層的雙層陰極來(lái)代替由釤(Sm)-銀(Ag)合金制造的陰極，除此以外，利用與實(shí)施例5相同的方法制作了有機(jī)發(fā)光元件。
[0085]比較例2
[0086]利用熱蒸鍍方法由10:1體積比的鎂(Mg)和銀(Ag)形成厚度13.0nm的鎂(Mg)-銀(Ag)合金陰極，并以此來(lái)代替由釤(Sm)-銀(Ag)合金制造的陰極，除此以外，與利用與實(shí)施例5相同的方法制作了有機(jī)發(fā)光兀件。[0087]評(píng)價(jià):有機(jī)發(fā)光元件的效率
[0088]對(duì)實(shí)施例5、6和比較例2的有機(jī)發(fā)光元件的白色發(fā)光效率進(jìn)行了評(píng)價(jià)。效率是利用CA210進(jìn)行評(píng)價(jià)的，以比較例2為基準(zhǔn)(ref.)評(píng)價(jià)了相對(duì)的效率提升率。
[0089]其結(jié)果如表1所示。
[0090]【表1】
[0091]
【權(quán)利要求】
1.一種有機(jī)發(fā)光裝置，包括: 第一電極； 與所述第一電極相對(duì)的第二電極；和 位于所述第一電極和所述第二電極之間的發(fā)光層， 所述第一電極包含釤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第一電極進(jìn)一步包含: 選自由銀、鋁、鎂、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、銦、錫、鑰、鈮、釕或包含它們中的至少一種的合金構(gòu)成的組中的至少一種金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第一電極為包含所述金屬和所述釤的合金的單層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述單層具有30A?150A的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第一電極包括: 包含所述釤的第一層；和 包含所述金屬和所述釤的合金的第二層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第一層具有-ΙΟΟΑ的厚度，所述第二層具有30A ~ 150A的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求5所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述合金以1:100?100:1的體積比包含所述釤和所述金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述合金以1:100?20:100的體積比包含所述釤和所述金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第一電極在450nm?700nm的波長(zhǎng)段具有60%以上的透光率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機(jī)發(fā)光裝置,其中,所述第一電極在450nm?700nm的波長(zhǎng)段具有60%?95%的透光率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第二電極包括反射電極，所述發(fā)光層發(fā)出白光。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第二電極包括透明電極，所述發(fā)光層發(fā)出白光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光裝置，其中，所述第一電極為陰極。
【文檔編號(hào)】H01L51/52GK103985819SQ201310305594
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】鄭寶羅, 黃圭煥, 尹錫奎, 金應(yīng)道, 金東贊, 金元鐘, 宋英宇, 李鐘赫, 金圣哲 申請(qǐng)人:三星顯示有限公司