有机发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种有机发光二极管及其制备方法，所述有机发光二极管包括：基板；第一电极，其设置于所述基板上；一个或多个有机材料层，其设置于所述第一电极上；第二电极，其设置于所述有机材料层上；以及光提取层，其设置于所述第二电极的顶部上。根据本发明专利技术的有机发光二极管最大程度地降低了从器件发出的光的全内反射，提高了发光效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。具体而言，本专利技术涉及一种有机 发光二极管及其制备方法，该有机发光二极管最大程度地降低了从器件发射的光的全内反 射，提高了出光效率。本申请要求于2008年5月23日向韩国知识产权局(KIPO)提交的第 10-2008-0048216号韩国专利申请的优先权，并在此将其公开的全部内容通过引用方式并 入本申请。
技术介绍
如图1所示，有机发光二极管(OLED)由两个电极(即阳极20和阴极40)组成，它 们形成于具有合适的机械强度且平坦的基板10上，且有机材料的薄膜多层30夹于其中。此 有机发光二极管商业上用于彩色平板显示器的制备，且近来，在OLED的光学应用上进行了 许多研究。通常，有机发光二极管通过这样的现象运行其中空穴和电子分别由阳极和阴极 注入有机材料中，且这些载流子再结合以使光从器件发出。此时，驱动电压受到在阳极材料 和有机材料之间的界面处的空穴注入势垒高度和在阴极材料和有机材料之间的界面处的 电子注入势垒高度的影响。有机发光二极管需要具有高功率效率和耐久度的性能。如图2所示，为了实现这 些性能，组成器件的有机材料具有多层结构空穴注入层31、空穴传输层32、发光层33和电 子传输层34，且已经持续研发了具有新的和稳定的分子结构的材料作为组成各个层的有机 材料。在具有这样结构的有机发光二极管中，在基板的底部设置有光提取层，以防止由 器件发射的光在基板和空气之间的界面处的全内反射。图3图示说明了一种有机发光二极 管，其在基板的底部上设置有光提取层90。特别地，发光层由主体材料和掺杂物构成，其中主体材料同时接收电子和空穴，掺 杂物将通过电子和空穴的再结合而形成的激子有效地转换为光。通常使用将单重态激子转 换为光的荧光掺杂物。最近，采用了将三重态激子转换为光的磷掺杂物以制备高量子效率 的器件。最近，本专利技术人已专利技术了一种新的运行方法，其中电子和空穴在空穴注入层和空 穴传输层之间产生，且它们各自被传输到阳极和发光层，而不是由阳极向空穴注入层注入 空穴。这个新的运行方法是在有机材料之间产生电荷，而不是由阳极注入空穴。因此，其不 再需要克服空穴注入势垒，且由于使用在稳定界面处产生的电荷，也确保了低驱动电压和 高稳定性。为了有效地向有机层注入电子和空穴，已经开发了不同的材料作为阴极和阳极材 料。将有机发光二极管制备为穿过基板发光的器件(底部发射)或在基板的相反方向发光 的器件(顶部发射)。发光方向由穿过光线的电极的透明度决定。在使用厚的具有高反射率的材料，如铝的情况下，电极反射光。在使用具有高透明度的材料，如金属氧化物或具有 能通过光的厚度的金属薄膜的情况下，光穿过电极。此外，如果两个电极都具有高透明度， 光可以从两侧发射。在有机发光二极管中，阴极要求具有迅速向与其交界的电子传输层注入电子的性 能。由阴极向电子传输层的电子注入与电子传输层的LUMO(最低未占分子轨道)能级和阴 极材料的功函数的差密切相关，且这个差被称为电子注入势垒。有机发光二极管的驱动电 压取决于电子注入势垒高度。低电子注入势垒有助于降低驱动电压，且高电子注入势垒会 导致驱动电压增加。因此，为了降低电子注入势垒的高度，并在低电压下驱动器件，使用了 具有低功函数的金属。合适的阴极材料包括镁(Mg)、锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)等，且为了改 进界面粘合性、抗氧化活性和反射性的目的，可以将它们与其他金属混合。由于这些材料具 有小于^V的功函数，电子注入势垒(即功函数和电子传输材料的LUMO能级之间的差)较 低。相反，可以使用具有高于4eV的功函数的金属，如铝(Al)作为阴极。然而，当铝用作阴 极时，由于其高电子注入势垒，需要较高的驱动电压。为了克服这个问题，如图14所示，将 绝缘材料薄膜41插入到有机层和阴极42之间，藉此极大地降低了驱动电压。绝缘材料的 例子以氟化锂(LiF)为代表。通过向器件施加电压，以5至30 A的厚度的薄膜形成的氟化 锂的作用是通过隧道效应增强由阴极向电子传输层的电子注入，或者通过在氟化锂和在其 上沉积的铝之间的化学反应而产生具有低功函数的锂原子，藉此促进了电子注入。包含具有低功函数的材料或铝的阴极通过热蒸发形成。通常，通过溅射、电子束、 化学气相沉积(CVD)、热蒸发等使用金属或金属氧化物进行形成电极的工艺。然而，在有机 发光二极管的制备中，形成阴极的工艺是在形成阳极和有机材料的工艺之后进行的。因此， 在形成阴极的工艺中需要较低能量的热蒸发最大程度地降低了对之前沉积的有机材料的 损伤。出于此原因，在制备有机发光二极管中欲使用的阴极材料选自可以用于热蒸发的具 有相对较低熔点的金属中。此外，阴极材料的选择取决于光是穿过基板还是在基板的相反方向发射。为了穿 过基板发光，放置于基板上的阳极选自具有高透明度的材料中，且阴极选自具有高反射率 的材料中，从而发光方向由基板的相反方向被诱导到向基板方向。作为适于此目的的阴极， 通常使用上述的铝。反之，为了在基板的相反方向发光，如图16所示，在具有高反射性的材 料21上沉积透明阳极22，或使用具有高反射性和高功函数(>4』eV)的材料作为阳极。 同时，如图15所示，具有低反射性的材料作为薄膜形成以形成阴极43，其中，为了防止在薄 膜阴极上发生的表面等离子体激元或者改进薄膜阴极的电导率，在阴极上以合适的厚度形 成高度透明的介电材料层或者透明导电材料层44以增加透明度。用于此目的使用的阴极 包括镁或者含镁的合金，且高介电或透明导电材料包括金属氧化物、金属混合物的氧化物、 氧化硅、氮化硅，但不限于此。为了增加每单位面积的光强，将两个或更多个有机发光二极管结构沉积在一个基 板上以制备具有多层结构的器件。该器件的特征在于将两个或更多个有机发光二极管结构 串联连接，且其包括两个外电极(阳极和阴极)和插置于重复的有机发光二极管单元之间 的电荷产生层。该器件显示出这样的性能与常规的有机发光二极管相比，每单位面积的光 强度增加，且驱动电压与重复单元的数量成比例增加，但电流以反比降低，从而改进了器件 的耐久度。如上所述，有机发光二极管可能具有彼此不同的结构，且因此可以使用不同的材 料。然而，该器件具有不同的结构，但具有一些共同的性能。也即是说，该共同性能为需 要具有适于制备有机发光二极管的机械强度的基板，在基板上需要两个或更多个具有不同 极性的电极，以及在两个不同极性的电极之间设置具有电子传输和发光性能的有机材料薄 层。两个不同极性的电极通常分为阴极和阳极，且它们分别用于向有机材料注入电子和空 穴。
技术实现思路
技术问题如上所述，本专利技术的一个目的是提供一种，该有机 发光二极管最大程度地降低了由器件发射的光的全内反射，从而提高了发光效率。具体而 言，本专利技术人发现在由玻璃或塑料制备的基板和空气之间的界面处产生的全内反射，以及 在透明电极和基板之间产生的全内反射极大地影响发光效率，因此，已知的在有机发光二 极管的基板的底部上形成光提取层的方法在提高发光效率上有局限。因此，基于这个事实， 本专利技术的一个目的是提供一种，其最大程度地降低了在由玻 璃或塑料制备的基板和空气之间的界面处产生的全内反射，以及在透明电极和基板之间产 生的全内反射。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供了一种有机发光二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机发光二极管，其包括：基板；第一电极，其设置于所述基板上；一个或多个有机材料层，其设置于所述第一电极上；第二电极，其设置于所述有机材料层上；以及光提取层，其设置于所述第二电极的顶部上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜旼秀，孙世焕，崔贤，金正凡，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]