專利名稱：有機(jī)發(fā)光器件和使用它的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光器件和使用它的顯示器。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光器件(有機(jī)發(fā)光二極管；OLED)的結(jié)構(gòu)部件基于電致發(fā)光原理進(jìn)行工作。電子和空穴注入到半導(dǎo)體材料，以使其重新組合，并變成電中性。來自于例如聚芴的激發(fā)分子在躍遷回基態(tài)時產(chǎn)生光。用于OLED的各種已知有機(jī)化合物可以分成兩類小分子量化合物(SM-OLED)和有機(jī)聚合物(pLED)。
各種現(xiàn)象，例如電子傳導(dǎo)(電子傳輸)、空穴傳導(dǎo)和發(fā)光都涉及OLED的工作效率，該工作效率定義為發(fā)光量與注入的電荷載體的比值。用于OLED的大多數(shù)材料與這些現(xiàn)象即電子傳導(dǎo)、空穴傳導(dǎo)和發(fā)光之一有關(guān)。為了更高效，有人建議使用各層結(jié)合在一起的多層結(jié)構(gòu)部件。在這種結(jié)構(gòu)中，某層可能在傳導(dǎo)空穴上扮演主導(dǎo)部分，而另一層在傳導(dǎo)電子上是主導(dǎo)部分。為了具有更高能量效率的OLED，將這些多層結(jié)構(gòu)按照預(yù)定模式排列。為更高能量效率的OLED而將材料層進(jìn)行排列的具體方法公開在各種參考文獻(xiàn)中。
美國專利4 885 211公開了通過改進(jìn)電子注入陰極使SM-OLED的效率得以增高。在一種類似方法中，Appl.Phys.Lett.，1991，58，1992(Heger等)提出了對陰極使用具有較小逸出功的金屬。
美國專利5 061 569公開了通過改進(jìn)空穴的注入和傳導(dǎo)使SM-OLED的效率得以增高。由叔胺制成的特殊層用于降低OLED結(jié)構(gòu)器件之間的能壘，由此改進(jìn)空穴的注入和傳導(dǎo)。
WO 2003001569 A2(普林斯頓大學(xué))公開了一種OLED，其結(jié)構(gòu)包括陽極、聚合物空穴傳輸層和發(fā)光層、低分子量激發(fā)子(exiton)阻斷層、低分子量電子傳導(dǎo)層和陰極。聚乙烯基咔唑(PVK)在OLED中用作空穴傳導(dǎo)體。為了獲得全色顯示器，PVK層用發(fā)光著色材料進(jìn)行摻雜來規(guī)定其上的綠、紅和藍(lán)色光譜區(qū)。另外，由低分子量物質(zhì)制成的激發(fā)子阻斷層位于PVK層和陰極之間。
盡管OLED結(jié)構(gòu)層的效率可能得以改進(jìn)，但是為了達(dá)到預(yù)定的亮度等級，OLED或許要求較高的能量輸入，由于較差的耐久性，其壽命或許較短。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光器件和使用它的顯示器，其基本上消除了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點產(chǎn)生的一個或多個問題。
本發(fā)明提供了一種有機(jī)發(fā)光器件(有機(jī)發(fā)光二極管；OLED)的結(jié)構(gòu)部件和使用OLED的顯示器。
本發(fā)明的其他特征由以下描述列出，從這些描述將會部分明顯化，或可以通過本發(fā)明的實踐來領(lǐng)會。
本發(fā)明公開了一種OLED，其包括陽極、陰極和置于陰極與陽極之間的有機(jī)發(fā)光層。陰極和陽極之間也配置有離子配位材料層。
本發(fā)明也公開了一種OLED，其包括陽極、陰極和置于陰極與陽極之間的有機(jī)發(fā)光層。陰極和陽極之間也配置有離子配位材料層。
本發(fā)明也公開了一種設(shè)備，用于抑制離子遷移進(jìn)入有機(jī)發(fā)光層，其包括位于陰極和陽極之間的離子配位材料層。
應(yīng)該理解到，無論是在前的概括性描述還是之后的詳細(xì)描述都是舉例性質(zhì)和解釋性的，只為對請求專利保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


參照附圖用于為本發(fā)明提供了進(jìn)一步的理解，其引入說明書并構(gòu)成本說明書的一部分，其舉例說明了本發(fā)明的實施方案，與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
附圖1顯示了本發(fā)明第一個示范性實施方案的OLED結(jié)構(gòu)部件。
附圖2顯示了本發(fā)明第二個示范性實施方案的OLED。
附圖3和4顯示了本發(fā)明第三和四個示范性實施方案的OLED。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)闡述本發(fā)明的實施方案，其實施例舉例說明于附圖之中。
參照附圖1，本發(fā)明第一個示范性實施方案的OLED的結(jié)構(gòu)部件包括基體1、陽極2、任選的空穴傳輸層(HTL)3、有機(jī)發(fā)光層4、陰極5和離子配位材料層6?；w1可以是玻璃基體。陽極2可以是用銦錫氧化物(ITO)涂覆基體形成的透明傳導(dǎo)層。ITO層(陽極)可以具有約100nm的厚度，電導(dǎo)率低于20Ω。HTL3通過旋涂沉積于陽極(ITO層)2之上，其可以由PDOT∶PSS(聚(乙烯二氧噻酚)-聚苯乙烯砜酸)制成。HTL3可以通過1000rpm的旋涂形成約50nm的厚度。HTL3的厚度范圍為約30nm～約150nm。(包括陽極2和HTL3的)基體1然后在200℃的加熱板上加熱10min。
然后通過旋涂把冠醚沉積于HTL3上形成離子配位材料層6?？梢允褂?.5％的18-冠-5(1，4，7，0，13-pentaoxyazyclopentadekan)的乙酸丁酯溶液(p.A.)。可以旋涂成厚度為約10nm。接著，將基體1、陽極2、HTL3和離子配位材料層6在100℃加熱10min。或者，離子配位材料層可以由形成配合物的離子載體形成或由沸石形成。另外，離子配位材料層6的厚度范圍為約5nm～約15nm。
有機(jī)發(fā)光層4然后通過旋涂把發(fā)光聚合物的溶液沉積于離子配位材料層6之上而形成。聚芴或聚(亞苯基1，2-亞乙烯基)可以作為發(fā)光聚合物。無水間二甲苯可以作為溶液的溶劑。例如，1.5％的聚芴溶液可以以1600rpm旋涂成約70nm的厚度。有機(jī)發(fā)光層4的厚度可以為約50nm～120nm。然后在惰性氣體(氮氣)中將基體1、陽極2、HTL3、離子配位材料層6和有機(jī)發(fā)光層4在160℃下在加熱板上加熱30min。
接著，使用熱沉積形成具有多層結(jié)構(gòu)的陰極5。至少部分陰極可以包括至少一個堿金屬氟化物層或堿土金屬氟化物層。堿金屬氟化物層可以是氟化鋰層?？蓪⒓s1nm厚的氟化鋰層和約10nm厚的鈣層用熱沉積進(jìn)行依次沉積。反射金屬接觸層可以在高真空條件下使用熱沉積進(jìn)行沉積，以獲得完全活性的結(jié)構(gòu)。用于反射金屬接觸層的合適金屬包括鋁、銀、鐿、鈣和其他物質(zhì)。
然后，用另外的玻璃基體密封該結(jié)構(gòu)以避免摻入雜質(zhì)。
在這種OLED中，由于離子配位材料層6，使離子向有機(jī)發(fā)光層4的遷移(發(fā)生于帶電粒子在電場中遷移或粒子根據(jù)濃度梯度進(jìn)行擴(kuò)散之時)可以被阻止和/或抑制。因此，通過使用離子配位材料層6，OLED的效率(OLED發(fā)光量與應(yīng)用電流的比值)和耐久度(在工作期內(nèi)OLED發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定性)就可以增加。
附圖2舉例說明了本發(fā)明第二個示范性實施方案的OLED。附圖2的OLED包括基體1、陽極2、離子配位材料層6、任選的HTL 3、有機(jī)發(fā)光層4和陰極5，它們可以依次相互形成在其上。與附圖1不同，離子配位材料層6在陽極2和HTL3之間形成，而不是在HTL3和有機(jī)發(fā)光層4之間。
盡管參照其示范性實施方案已經(jīng)具體顯示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)員將理解到，只要離子配位材料層形成于陰極陽極之間，就可以在形式和細(xì)節(jié)上作出各種變化。例如，盡管在附圖1和附圖2中陽極在基體1的表面上形成，如附圖3和4中舉例說明的其他層(可以包括用作有源陣列型OLED中的驅(qū)動單元的薄膜晶體管)可以形成于基體1和陽極2之間。其他可能的OLED層包括絕緣層、像素定義層、平面化層、鈍化層、附加電極層等層。而且，盡管以這些層的橫截面圖呈水平狀來舉例說明，但它們可以形成任何形狀，包括具有凹進(jìn)部分、蝕刻部分、開口和上下校準(zhǔn)線。另外。盡管示范性實施方案都顯示了陰極形成于陽極之上，但是陽極也可以形成于陰極之上。
OLED的實際效率典型地比其理想效率低很多。這主要是由于以下事實所致電荷被捕獲以致即使當(dāng)將足夠量的電子和空穴注入OLED時也不能產(chǎn)生大量的電子-空穴對(激發(fā)子)。傳統(tǒng)OLED的效率一般是很低的，因為當(dāng)一些電子-空穴偶合發(fā)光時有一些電子-空穴對發(fā)生分解。一些電子-空穴對沒有發(fā)生輻射或電致發(fā)光就分解了。存在于OLED聚合物層的重金屬離子或許會導(dǎo)致電荷被捕獲，以及非輻射性再組合。
用于陽極的銦錫氧化物(ITO)可以作為重金屬離子源。其它重金屬離子源可以是金屬陰極和有機(jī)材料，例如，PDOT∶PSS(聚(乙烯二氧噻酚)-聚苯乙烯砜酸)和發(fā)光聚合物如PPV或PFO(可以用于空穴傳導(dǎo))。
為了防止激發(fā)子被捕獲或電荷非輻射性分解，將離子配位材料層配置于陰極和陽極之間，優(yōu)選陽極和發(fā)射層之間。重金屬離子將降低OLED效率，其會通過化學(xué)反應(yīng)在OLED中累積，并限制電荷的流動性。
來自離子配位材料層的污染可以在OLED層之中累積。然而這種累積不會導(dǎo)致OLED的效率和壽命顯著降低。
在包括圖1或圖2的OLED的顯示器中，最大效率可以大幅度增加。與在本發(fā)明OLED顯示器相同的條件下，除了本發(fā)明的離子配位材料層6并不形成于pLED中實驗生產(chǎn)的pLED顯示器相比較，OLED顯示器的最大效率可以高出30～100％。因此，本發(fā)明的OLED顯示器可能比沒有離子配位材料層的pLED顯示器要求更低的能量輸入。
另外，使用本發(fā)明pLED的顯示器的效率在初始電壓2～3V時達(dá)到最大。然而，在傳統(tǒng)的pLED顯示器中，其效率在高于初始電壓的電壓下可以緩慢增加，或許在6～8V的工作電壓下達(dá)到最大。在接近初始電壓的3～5V下的高效率是有源陣列型pLED監(jiān)視器屏幕能量平衡的重要因子，因為pLED圖像點(像素)就在那個電壓范圍內(nèi)工作。使用本發(fā)明，有源陣列型pLED監(jiān)視器屏幕的輸入能量得以減少。低能量輸入對于電池驅(qū)動器件如手機(jī)來說也是一個優(yōu)點。
最后，離子配位材料層6可以延長pLED的壽命。對于本發(fā)明示范性實施方案的顯示器，其壽命(定義為亮度衰減為初始亮度50％的時間，在該實施方案中初始亮度為1000cd/m2)比傳統(tǒng)顯示器可以增長30％。而且，pLED顯示器元件的工作穩(wěn)定性可以適合于商業(yè)用途。
對于本技術(shù)的技術(shù)員很明顯的是，不用偏離本發(fā)明的精神和范圍就可以作出各種修改和變化。因此，本發(fā)明意在涵蓋本發(fā)明的這些改進(jìn)和變化，只要其處于所附權(quán)利要求和其等同方案的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光器件(OLED)，包括陽極；陰極；位于陽極和陰極之間的有機(jī)發(fā)光層；和位于陽極和陰極之間的離子配位材料層。
2.權(quán)利要求1的OLED，其中離子配位材料層位于陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
3.權(quán)利要求2的OLED，進(jìn)一步含有空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位材料層之上。
4.權(quán)利要求1的OLED，其中離子配位材料層包含形成離子配位的離子載體、冠醚或沸石。
5.權(quán)利要求4的OLED，其中離子配位層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
6.權(quán)利要求5的OLED，進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
7.權(quán)利要求1的OLED，其中離子配位材料層厚度為約5nm～15nm。
8.權(quán)利要求7的OLED，其中離子配位層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
9.權(quán)利要求8的OLED，進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
10.權(quán)利要求3的OLED，其中空穴傳輸層由聚(乙烯二氧噻酚)-聚苯乙烯砜酸制成，其厚度范圍為約30nm～150nm。
11.權(quán)利要求1的OLED，其中有機(jī)發(fā)光層包括聚(亞苯基1，2-亞乙烯基)或聚芴中的至少一種。
12.權(quán)利要求11的OLED，其中離子配位層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
13.權(quán)利要求12的OLED，進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
14.權(quán)利要求1的OLED，其中有機(jī)發(fā)光層的厚度為約50nm～120nm。
15.權(quán)利要求14的OLED，其中離子配位層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
16.權(quán)利要求15的OLED，進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
17.權(quán)利要求1的OLED，其中陽極由銦錫氧化物制成，陰極包括至少一個由選自鋁、銀、鐿或鈣的至少一種制成的層。
18.權(quán)利要求1的OLED，其中陰極的至少一部分包括堿金屬氟化物層或堿土金屬氟化物層中的至少一種。
19.權(quán)利要求18的OLED，其中堿金屬氟化物層是氟化鋰層
20.權(quán)利要求1的OLED，進(jìn)一步包含兩個基體，其中OLED密封于這兩個基體之間。
21.使用有機(jī)發(fā)光器件的顯示器，包括陽極；陰極；位于陽極和陰極之間的有機(jī)發(fā)光層；和位于陽極和陰極之間的離子配位材料層。
22.權(quán)利要求21的顯示器，其中離子配位材料層位于陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
23.權(quán)利要求22的顯示器，其中進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
24.權(quán)利要求21的顯示器，其中離子配位材料層含有形成配合物的離子載體、冠醚或沸石。
25.權(quán)利要求24的顯示器，其中離子配位材料層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
26.權(quán)利要求25的顯示器，其中進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
27.權(quán)利要求21的顯示器，其中離子配位材料層厚度為約5nm～15nm。
28.權(quán)利要求27的顯示器，其中離子配位層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
29.權(quán)利要求28的顯示器，其中進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
30.權(quán)利要求23的顯示器，其中空穴傳輸層由聚(乙烯二氧噻酚)-聚苯乙烯砜酸制成，其厚度范圍為約30nm～150nm。
31.權(quán)利要求21的顯示器，其中有機(jī)發(fā)光層包括聚(亞苯基1，2-亞乙烯基)或聚芴中至少一種。
32.權(quán)利要求31的顯示器，其中離子配位層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
33.權(quán)利要求32的顯示器，其中進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
34.權(quán)利要求21的顯示器，其中有機(jī)發(fā)光層之間厚度為約50nm～120nm。
35.權(quán)利要求34的顯示器，其中離子配位層在陽極和有機(jī)發(fā)光層之間。
36.權(quán)利要求35的顯示器，其中進(jìn)一步包含空穴傳輸層，其中空穴傳輸層直接形成于陽極之上或直接形成于離子配位層之上。
37.權(quán)利要求21的顯示器，其中陽極由銦錫氧化物制成，陰極包括至少一個由選自鋁、銀、鐿或鈣的至少一種制成的層。
38.權(quán)利要求21的顯示器，其中陰極的至少一部分包括堿金屬氟化物層或堿土金屬氟化物層中的至少一種。
39.權(quán)利要求38的顯示器，其中堿金屬氟化物層是氟化鋰層
40.權(quán)利要求21的顯示器，進(jìn)一步包含兩個基體，其中OLED密封于這兩個基體之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種有機(jī)發(fā)光器件(OLED)和使用該OLED的顯示器，OLED包括陽極，有機(jī)發(fā)光層，陰極和離子配位材料層。離子配位材料層位于陽極和陰極之間。
文檔編號H05B33/14GK1612662SQ200410087760
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者A·尤赫里格, T·施拉德 申請人:三星Sdi株式會社