CN100428526C - 有机电致发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机EL装置，通过该有机EL装置，阳极和阴极在发光单元爆裂情况下的短路被防止。本发明包括一个基体上的阳极、一个阳极上的有机层、一个有机层上的阴极和一个具有拉伸应力的阴极上的防短路层。
Description
本申请要求2003年12月2日提交的韩国申请号10-2003-0086832的优先权，该优先权文件在此作为附加的参考文件。
技术领域
本发明涉及有机电致发光装置，通过该有机电致发光装置，在发光单元爆裂的情况下，可防止阳极和阴极短路。
背景技术
一般来说，利用有机材料的电致发光的有机电致发光(下文缩写为EL)装置具有的结构是，有机空穴传输层(organic hole transportlayer)或有机发光层插在上、下电极之间。
为研究和开发能够通过低电压DC驱动的高亮度发光的有机EL装置，人们做出了许多努力。
特别地，如图1所示，底部发光型有机EL装置包括一个基体11上的阳极12、一个阳极12上的有机层13和一个有机层13上的阴极14。
有机层13包括至少一个由有机材料形成的层。
例如，有机层13包括一个空穴注入层(hole injection layer，HIL)13a、一个空穴传输层(hole transport layer，HTL)13b、一个发光层13c和一个电子传输层(electron transport layer)13d。
阴极14在注入电子和反射发射光中发挥作用。阳极12由透明材料，比如ITO(氧化铟锡)形成。
在上述构成的有机EL装置中，如果阳极12和阴极14分别连接到DC电源的正、负接线端，那么从空穴注入层13a注入的空穴就经由空穴传输层13b移动到发光层13c。
同时，从阴极14注入的电子经由电子传输层13d移动到发光层13c。
因而，移动到发光层13c的电子和空穴相互结合而发光。
图中箭头指示的从发光层13c发出的光经由阴极12直接向外射出。并且，沿阴极方向发射的光在阴极14上被反射，以经由阳极12向外射出。
因此，有机EL装置的阴极14在注入电子、反射光以及减小阻抗中发挥作用。
然而，如图2所示，在发光单元因内部和/或外部应力而爆裂(blowout)的情况下，阴极14向有机层13弯曲。
而且，从发光单元爆炸中生成的热量可能沿阳极12方向熔毁阴极14。这样，弯曲的阴极14就极可能与阳极12发生短路。
有机装置通常分为有源矩阵装置(active matrix device)和无源矩阵装置(passive matrix device)。
但是，由于短路在阴极14和阳极12之间的发生在有源矩阵装置中产生死象素，所以发生短路的象素变得不可用。
另外，由于短路的发生造成无源矩阵装置中的线故障，所以包括短路象素的线变得不可用。
因此，短路阴极和阳极降低有机EL装置的可靠性。
发明内容
相应地，本发明旨在提供一种有机电致发光(EL)装置，其基本地消除了因背景技术的局限和不足造成的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种有机EL装置，通过该有机EL装置，在发光单元爆裂的情况下可防止阴极和阳极发生短路。
本发明的附加优点、目的和特征将在随后的说明书中部分地提出，且在本领域普通技术人员经过下面的验证后，部分地变得明显，或者从本发明的实施中获知。本发明的目的和其它优点可通过所写的说明书和由此的权利要求书以及附图中所特别指出的结构实现和获得。
为实现这些目的和其它优点并根据本发明的目的，如此处所体现和广泛描述的一样，根据本发明的一种有机EL装置包括一个基体上的阳极、一个阳极上的有机层、有机层上的阴极和具有拉伸应力的阴极上的防短路层，所述防短路层由选自包括Co、Pt和Pd的组中的一个或者选自该组的至少两个的合金形成，其中防短路层具有的熔点高于阴极的熔点。
优选地，防短路层通过电阻加热形成。
优选地，防短路层通过任一E-电子束处理(E-beam processing)形成。
优选地，防短路层通过溅射形成。
优选地，防短路层在使有机层保持完好的温度范围内形成。
更优选地，温度等于或低于80℃。
更优选地，防短路层通过在0.5～10mTorr的压力、0.1～8W/cm2的功率密度和-500～0V的基底偏置下的溅射形成。
应该理解，无论本发明的上述一般描述还是下面的详细描述，都是示范性和解释性的，并用于提供对所要求的本发明的进一步说明。
附图说明
附图，包括在其中以提供本发明的进一步理解并构成本申请的一部分，说明本发明的实施方案，并与说明书一起用于说明本发明的原理。图中：
图1为根据背景技术的有机EL装置的横截面图；
图2为根据在具有爆裂的发光单元情况下的背景技术的有机EL装置的阴极的横截面图；
图3为根据本发明的有机EL装置的横截面图；
图4为在具有爆裂的发光单元情况下根据本发明的有机EL装置的阴极的横截面图；以及
图5A和图5B为在室温下沉积Cr层时基体拉伸应力根据功率和压力变化的图表。
具体实施方式
下面详细参考本发明的优选实施方案，其实施例在附图中说明。只要可能，在整个附图中，将采用相同的标记表示相同或相似的部分。
图3为根据本发明的有机EL装置的横截面图。
参见图3，根据本发明的有机EL装置包括基体21上的阳极22、阳极22上的有机层23、有机层23上的阴极24以及具有拉伸应力的阴极24上的防短路层25。
有机层23包括至少一个由有机材料形成的层。
比如，有机层23包括空穴注入层(HIL)23a、空穴传输层(HTL)23b、发光层23c和电子传输层(ETL)23d，它们顺序地层叠在阳极22上。
阴极24在注入电子、反射从发光层23c沿基体21方向发出的光以及减小阻抗中发挥作用。
为此，除了前述背景技术阴极的作用外，拉伸应力额外地提供到由阴极24和防短路层25构成的叠层上。因而，可以说，由阴极24和防短路层25构成的叠层是一种扩展阴极(extended cathode)。
并且，防短路层25由Cr、Mo、Ni、Ti、Co、Ag、Au、Al、Pt、Pd等中的一个或者由选自包含Cr、Mo、Ni、Ti、Co、Ag、Au、Al、Pt、Pd等的组中的至少两个组成的合金形成。
再者，防短路层25通过电阻加热、E-电子束处理或溅射形成。
在通过溅射形成防短路层25的情况下，压力、功率密度、基底偏置以及温度的范围应适当设置，以不造成对有机层23的破坏。
作为实验结果，上述溅射优选地在0.5-10mTorr的压力、0.1-8W/cm2的功率密度、(-)500-0V的基底偏置和等于或低于80℃的温度下进行。
一旦防短路层25在阴极24上形成，那么防短路层25的拉伸应力就影响下面的阴极24。
图4为在具有爆裂的发光单元情况下的根据本发明的有机EL装置的阴极的横截面图。
参见图4，在发光单元因内部和/或外部应力而爆裂的情况下，阴极24因防短路层25的拉伸应力而向有机层23的反方向弯曲。
这样，它就能够防止阳极22和阴极24相互短接。
一旦阴极24因防短路层25的拉伸应力而向有机层23的反方向弯曲，那么一个预定的间隙就自然出现在有机层23之上。这样，从发光单元爆炸产生的热量就可通过该间隙很快散失。
随着内部热量的向外散失，就防止了阴极24被从发光单元的爆炸产生的热量熔毁。这样，阴极24就可以避免与阳极22的接触或者避免造成对有机层23的损坏。
另外，防短路层25的拉伸应力影响阴极24以抑制发生在阴极24中的凸起形成(hillock formation)。
因此，可以解决死象素、黑点、线故障等问题。
同时，下面考虑拉伸应力按照防短路层25的沉积条件的变化，其中以由Cr形成防短路层25作为例子。
图5A和图5B为在室温下沉积Cr层时基体拉伸应力根据功率和压力变化的图表，其采用了DC磁电管溅射装置。
即，利用DC磁电管溅射装置，Cr层在硅基体上沉积约的厚度。而且，在Cr层沉积之前和之后测量基体的曲率以计算应力。
参见图5A，在处理功率200W和Ar气氛0.6mTorr下的拉伸应力为1.3Gpa。而在处理功率600W下，拉伸应力等于或小于1Gpa。
因而，可以确定，拉伸应力与处理功率成反比。
参见图5B，随着在室温和固定功率640W下压力从0.6mTorr增加到10mtorr，拉伸应力短时增加，接着又减小。
在层沉积的过程中，压缩应力通常在增加压力的情况下或在降低沉积功率的情况下转换为拉伸应力。
仅在功率变化方面，这一一般原理符合图5A和图5B的实验数据的结果，但在压力变化方面，却与该结果不符合。
实验结果与该一般原理的不一致性是由于用作防短路层的Cr的固有性质。另外，该实验结果与A.Misra等中公开的结果具有相似性，是可靠的。
通过考虑Cr层具有有拉伸应力的宽的范围(wide window)，利用Cr层作为防短路层，有机EL装置被基本制成。
作为制作其上具有防短路层的有机EL装置的结果，本发明的有机EL装置的黑点数目减小到背景技术的一半。而且，本发明的初始线故障出现时间从520小时增加到1000小时，比背景技术长两倍。
该实验结果说明了前述防短路层的用处。即，在发光单元部分爆裂的情况下，阴极24变成单纯的切口，而不易与阳极22短路，且内部热量有效地向外散失。
而且，防短路层抑制凸起形成。
另外，阴极24和阳极23之间的粘附性通过沉积防短路层时的Cr原子的物理能而增强。
同时，熔点高于阴极24并使防短路层25在前述条件下具有拉伸应力的任何材料都可用作防短路层25的原材料。
优选地，防短路层25由具有促进其沉积的高导热性的金属形成。
另外，具有高熔点的材料在发光单元爆炸情况下能有效维持形状而不熔毁。
相应地，本发明具有以下效果或优点。
首先，在发光单元爆炸的情况下，阴极因防短路层的拉伸应力而向阳极的反向弯曲。从而，阴极和阳极之间的短路发生的可能性降低，且产生的热量能通过由弯曲阴极提供的间隙而消散。
因此，可以解决死象素、黑点、线故障等问题。
第二，具有拉伸应力的防短路层可以减小阴极中的凸起的发生。
第三，由于防短路层由熔点高于阴极熔点的材料形成，所以阴极在发光单元爆炸的情况下很少熔毁，从而降低在阴极和阳极之间的短路发生的可能性。
最后，在阴极和阳极之间的粘附性通过沉积防短路层时的Cr原子的物理能增强，从而装置的寿命延长。
对于本领域技术人员来说，很明显，在本发明中可做出各种改进和变化。因此，只要它们落入所附的权利要求书及其等同的范围内，本发明将覆盖本发明的改进和变化。
Claims (5)
1、一种有机EL装置，包括：
基体上的阳极；
所述阳极上的有机层；
所述有机层上的阴极；以及
所述阴极上的具有拉伸应力的防短路层，该防短路层由从包括Co、Pt和Pd的组中选择的任意一种形成或者由从该组中选择的至少两种的合金形成，以具有拉伸应力，其中该防短路层的熔点高于所述阴极的熔点，
其中，在等于或低于80℃的温度下形成所述防短路层，以使得所述有机层保持完好并使得所述防短路层具有拉伸应力。
2、如权利要求1所述的有机EL装置，其特征在于，其中防短路层通过电阻加热形成。
3、如权利要求1所述的有机EL装置，其特征在于，其中防短路层通过任一E-电子束处理形成。
4、如权利要求1所述的有机EL装置，其特征在于，其中防短路层通过溅射形成。
5、如权利要求4所述的有机EL装置，其特征在于，其中防短路层通过在0.5～10mTorr的压力、0.1～8W/cm2的功率密度和-500～0V的基底偏置下的溅射形成。
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