CN101292372A - 界面调整以改善有机电致发光器件的效率和寿命 - Google Patents

界面调整以改善有机电致发光器件的效率和寿命 Download PDF

Info

Publication number
CN101292372A
CN101292372A CNA2006800351139A CN200680035113A CN101292372A CN 101292372 A CN101292372 A CN 101292372A CN A2006800351139 A CNA2006800351139 A CN A2006800351139A CN 200680035113 A CN200680035113 A CN 200680035113A CN 101292372 A CN101292372 A CN 101292372A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
nano particle
polymer
oled
organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800351139A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101292372B (zh
Inventor
钟维恩
斯泰利奥斯·A·舒利斯
马修·马塔伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN101292372A publication Critical patent/CN101292372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101292372B publication Critical patent/CN101292372B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02304—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment formation of intermediate layers, e.g. buffer layers, layers to improve adhesion, lattice match or diffusion barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01009—Fluorine [F]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

在本发明的至少一个实施方案中，公开了一种OLED器件(405)，其中利用沿着相邻层之间的界面布置的金属纳米颗粒来调整OLED的一层或更多层(417，420)的表面。

Description

界面调整以改善有机电致发光器件的效率和寿命
背景技术
有机发光二极管(“OLED”)显示器或器件通常由下列部分构成：在基材上的透明阳极；空穴注入/传输层；发光层(“发射层”)；和阴极，其中这些层中的一个或更多个层在性质上是有机的。当施加正向偏压时，空穴从阳极注入空穴注入/传输层，并且电子从阴极注入发光层。然后两种载流子向相反电极迁移并能够相互复合。复合的位置称为复合区并且发光层由于该复合而产生可见光。
在公开的专利申请中提出一些建议：在基于聚合物的发光层中引入金属纳米颗粒抑制光氧化并增加发光稳定性[公开号US 2004/0217696A1]。另一个专利申请提出通过在基于磷光的OLED的空穴传输层内或光发射层内引入金属纳米颗粒实现了辐射过程的促进[公开号US2005/0035346]。辐射过程的促进是通过发光物质与在金属纳米颗粒附近的表面等离子体共振的相互作用而实现的。通过将每个纳米颗粒包封在有机包覆分子(organic capping molecules)中可有效地抑制非辐射
Figure A20068003511300041
型过程。在所有上述方法中，在OLED的一个或更多个层中掺混了金属纳米颗粒。
然而，将金属纳米颗粒直接引入OLED内的有源区或其它层中可导致其他的负效应。例如，已经表明，即使以3×10-5的非常低的体积分数在发光聚合物层中引入金纳米颗粒也引起强的空穴阻挡效应和大大增加的操作电压[公开号US 2004/0217696A1和Jong Hyeok Park等，Chem.Mater.2004，16，688]。另外，在基于荧光和基于磷光的OLED中引入金属纳米颗粒可能淬灭发光并使器件性能大大劣化。提出将纳米颗粒包封在有机包覆分子中，以在淬灭与三重态辐射过程的促进之间实现最优平衡[公开号US 2005/0035346]。然而，实现这样的调整不是显而易见的并且金属纳米颗粒的包覆不是公知方法。
附图简述
图1为根据本发明的至少一个实施方案的EL器件405的实施例的横截面图。
图2为根据本发明的至少第二个实施方案的EL器件505的实施例的横截面图。
图3A-3B比较了应用和没有应用金属纳米颗粒表面调整的磷光OLED的器件特性。
发明详述
在本发明的至少一个实施方案中，公开了一种OLED器件，其中利用沿着相邻层之间的界面布置的金属纳米颗粒来调整OLED的一个或更多个层的表面。
本发明的各种实施方案涉及设计有机光源以获得高效率和延长的使用寿命。这可通过在OLED器件的相邻层之间的至少一个界面中引入至少一种金属纳米颗粒来实现。该方法的优点是避免了负面效应例如通过在OLED的层内(例如在发光层内)直接掺混金属纳米颗粒而导致的OLED的发光性能的淬灭或操作电压的大大提高。本发明不仅通过改善效率而且通过减短可导致在基于荧光和磷光的OLED中劣化机理(degradation mechanics)的单重态和三重态的寿命，改善了有机电致发光器件的寿命。在基于荧光的OLED中，通过缩短(accelerating)一些三重态的寿命或淬灭一些三重态(在基于荧光的OLED中，三重态是不发光的)可改善OLED寿命。具有基于磷光发射体的OLED可实现由单重和三重激发态的发光；因此它们可能产生高效OLED。在基于磷光的OLED的情况下，由于存在单重和三重激发态的混合物，因此认为引入纳米颗粒通过缩短单重态和三重态之间的混合物的寿命可改善OLED寿命。
关于改善效率，认为辐射发射的促进改善了发光性能。为了改善基于荧光的OLED的效率，器件可促进来自单重态的辐射发射，这有时候是困难的。在基于磷光的OLED的情况下，辐射发射来自单重态或三重态的混合物，因此辐射发射的时间量程更长并且纳米颗粒可用于促进辐射发射，如在本文所述的本发明的一个示例性的实施方案中所示。
利用金属纳米颗粒调整层表面的另外的相关步骤是非常容易的，并且不仅可应用于聚合物或溶液处理(solution processed)的OLED而且可应用于小分子(热蒸发的)OLED或混合器件结构(通过包括溶液处理和热蒸发技术的方法制造)。此外，无需金属纳米颗粒的附加包覆即可获得效率的改善。这不仅简化了可使用的纳米颗粒的选择，而且不必制造具有包覆层的金属纳米颗粒。
根据本发明使用的纳米颗粒在可见或红外光谱范围内应具有强的吸收。根据本发明，纳米颗粒理想地应具有与分界层中的有机材料的三重激发态(能级)的共振或至少与其交迭。
对给定类型的纳米颗粒，可通过改变纳米颗粒的尺寸或者设计具有核的纳米颗粒来调控吸收光谱，其中所述核上具有纳米颗粒材料作为壳。例如，通过使用硅核并在其壳上镀覆金可再次设计金纳米颗粒。吸收光谱的共振会部分地依赖于核和壳的尺寸比率并可通过改变该比率精细地调控。
图1为根据本发明的至少一个实施方案的EL(电致发光)器件405的实施例的横截面图。该EL器件405可表示更大显示器的一个像素或子像素或者非像素型(non-pixilated)光源的一部分。如图1所示，EL器件405包括在基材408上的第一电极411。在本说明书和权利要求中所用的术语“上”包括层直接接触时或层被一层或更多中间层分离时情况。可图案化第一电极411用于像素应用或保持未图案化而用于光源应用。
沉积一种或更多种有机材料以形成一层或更多有机层的有机堆叠体416。有机堆叠体416在第一电极411上。有机堆叠体416包括阳极缓冲层(“ABL”)417和发光层(EML)420。当第一电极411用作阳极时ABL 417在第一电极411上。OLED器件405还包括在有机堆叠体416上的第二电极423。根据本发明的至少一个实施方案，在OLED器件405的各层之间的界面中可布置至少一种纳米颗粒。这种纳米颗粒的例子包括Ag、Au、Ni、Fe、Co、Ge、Cu、Pt、Pd、Os等。例如，在至少一个实施方案中，可在ABL 417和EML 420之间布置纳米颗粒。或者，在至少一个实施方案中，可在EML 420和第二电极423之间布置纳米颗粒。在另一个实施方案中，可在EML 420和第二电极423之间以及在ABL 417和EML 420之间布置纳米颗粒。在各种实施方案中，可在上述的所有层或任意层之间和在没有具体列举或公开的层中布置纳米颗粒。
除了在图1中所示的层，其他层例如电荷限制、电荷传输/注入、电荷阻挡、激子阻挡和波导层也可存在于OLED器件405中。根据本发明，可在这些所述其它层和/或在图1中说明的层之间的界面中布置至少一种纳米颗粒。
基材408：
基材408可以是在其上支撑有机和金属层的任意材料。基材408可以是透明或不透明的(例如，不透明基材用于顶部发光器件)。通过改变或过滤能够通过基材408的光的波长，可改变由器件发射的光的颜色。基材408可由玻璃、石英、硅、塑料或不锈钢构成；优选地，基材408由薄的柔性玻璃构成。基材408的优选厚度取决于使用的材料和器件的用途。基材408可以是薄片或连续膜的形式。连续膜例如可用于特别适合于塑料、金属和金属化的塑料箔的卷绕(roll to roll)制造工艺。如果OLED器件405是有源矩阵OLED器件，基材中也可具有制造用以控制操作的晶体管或其他开关元件。通常使用单一基材408以构建含有很多以某些特定的图案来重复制造和排列的像素(EL器件)例如EL器件405的更大显示器。
第一电极411：
在一个结构中，第一电极411作为阳极(该阳极是用作空穴注入层和包含功函通常大于约4.5eV的材料的导电层)。通常的阳极材料包括：金属(例如铂、金、钯等)；金属氧化物(例如氧化铅、氧化锡、ITO(氧化铟锡)等)；石墨；掺杂的无机半导体(例如硅、锗、砷化镓等)；和掺杂的导电聚合物(例如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等)。
第一电极411对器件内产生的光的波长可以是透明的、半透明的或者不透明的。第一电极411的厚度可以是约10nm至约1000nm，优选地为约50nm至约200nm，和更优选是约100nm。第一电极层411通常可使用本领域公知的用于沉积薄膜的任意技术来制造，这些技术包括例如真空蒸发、溅射、电子束沉积和化学气相沉积。
ABL 417：
ABL 417具有良好的空穴传导性能并用于有效地将空穴从第一电极411注入到EML 420(通过HT中间层418，见下面)。ABL 417由聚合物或小分子材料形成。例如，ABL 417可由以它们的小分子或聚合物形式的叔胺或咔唑衍生物、导电聚苯胺(“PANI”)、或PEDOT:PSS(聚(3，4-乙撑二氧噻吩)(“PEDOT”)和可得自HC Starck的作为BaytronP的聚苯乙烯磺酸(“PSS”)的溶液。ABL 417可具有约5nm至约1000nm的厚度，并且常规使用的厚度为约50nm至约250nm。
ABL 417的其它例子包括任意小分子材料等，例如具有0.3～3nm的优选厚度的等离子体聚合的氟碳化合物膜(CFx)、具有10～50nm的优选厚度的酞菁铜(CuPc)膜。
可使用选择性沉积技术或非选择性沉积技术来形成ABL 417。选择性沉积技术的例子包括例如：喷墨印刷、柔性印刷(flex printing)和丝网印刷。非选择性沉积技术的例子包括例如：旋涂、浸涂、网涂(webcoating)和喷涂。在第一电极411上沉积空穴传输和/或缓冲材料，然后使其干燥成膜。干燥的膜表示为ABL 417。其它沉积ABL 417的方法包括：等离子体聚合(用于CFx层)、真空沉积或气相沉积(例如用于CuPc膜)。
根据本发明的至少一个实施方案，用纳米颗粒处理暴露的表面(邻近EML 420的ABL 417的表面)。根据本发明使用的纳米颗粒应在可见或红外光谱区具有强吸收。根据本发明，纳米颗粒将理想地具有与分界层中的有机材料的三重激发态(能级)的共振或至少与其交迭。
纳米颗粒在性质上可以是金属的并可包括：例如Ag、Au、Ni、Fe、Co、Ge、Cu、Pt、Pd、Os、Ti等或可以是这些金属的氧化物或化合物(例如TiO2)。纳米颗粒也可以是非金属例如二氧化硅等。对给定类型的纳米颗粒，通过改变纳米颗粒的尺寸或者设计其上具有纳米颗粒材料作为壳的核的纳米颗粒来根据需要调整吸收光谱。例如，通过使用硅核并在其壳上镀金可再次设计金纳米颗粒。吸收光谱的共振部分地依赖于核和壳的尺寸比率并可通过改变此比率精细地调控。此外，无需金属纳米颗粒的附加包覆即可获得效率的改善。这不仅简化了可使用的纳米颗粒的选择，而且不必制造具有包覆层的金属纳米颗粒。
利用金属纳米颗粒调整层表面的步骤是非常容易的，并且不仅可应用于聚合物或溶液处理的OLED而且可应用于小分子(热蒸发的)OLED或混合器件结构(通过包括溶液处理和热蒸发技术的方法制造)。纳米颗粒可通过溅射、蒸发、旋涂、喷涂、浸渍等来沉积，并可产生在ABL 417和EML 420之间的界面中形成的纳米颗粒的超薄“层”。纳米颗粒的尺寸可以是0.01～10nm并且可溶液处理(例如利用溶解在溶液或悬浮液(例如溶于甲苯中)的纳米颗粒旋涂于ABL 417的表面上)。纳米颗粒的典型浓度为0.01至10重量百分比，但也可高达50重量百分比。
EML 420：
对于作为EL器件405的有机LED(OLED)，EML 420包含至少一种发光的有机材料。有机发光材料通常分为两类。第一类OLED指的是聚合物发光二极管或PLED，使用聚合物作为EML 420的一部分。聚合物实质上可以是有机或有机金属的。当用于本文时，术语“有机的”也包括有机金属材料。在这些材料中的发光可能是由于荧光和/或磷光而产生。对于磷光，EML 420可包括任意三重态发光化合物，例如铱络合物、镧络合物、有机三重态发光体、卟啉和锇络合物。对于荧光，EML420可包括单重态发光体，例如有机染料、共轭聚合物、共轭寡聚物和小分子。
在EML 420中的发光有机聚合物可以是例如具有共轭重复单元的EL聚合物，特别是以共轭方式结合邻近重复单元的EL聚合物，例如聚噻吩、聚亚苯基、聚噻吩亚乙烯基(polythiophenevinylenes)、或聚对苯撑乙炔或它们的族(families)、共聚物、衍生物或其混合物。更具体地，有机聚合物可以是例如聚芴；发射白、红、蓝、黄或者绿光的聚对苯撑乙炔和2-或2，5-取代的聚对苯撑乙炔；多螺环聚合物(polyspiro polymers)。虽然其它的沉积方法也是可能的，但是优选的是，这些聚合物在有机溶剂例如甲苯或二甲苯中溶剂化，并将其旋涂于器件上。
除了聚合物外，通过荧光或通过磷光发光的更小的有机分子可作为置于EML 420中的发光材料。与作为溶液或悬浮液应用的聚合物材料不同，小分子发光材料优选通过蒸发、升华或有机气相沉积方法来沉积。也存在可通过溶液方法应用的小分子材料。PLED材料和更小有机分子的组合也可用作有源电子层。例如，可用小的有机分子化学性地衍生出PLED或者可将PLED与小的有机分子简单混合以形成EML 420。电致发光小分子材料的例子包括三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、蒽、红荧烯、三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)、三嗪、任意这些物质的任意金属鳌形化合物和衍生物。
除了发光的有源电子材料外，EML 420可包括能够传输电荷的材料。电荷传输材料包括能够传输电荷载流子的聚合物或小分子。例如，有机物质例如聚噻吩、聚噻吩衍生物、寡聚噻吩、寡聚噻吩衍生物、并五苯、三苯胺及三苯二胺。EML 420也可包括半导体，例如硅、砷化镓、砷化镉或硫化镉。
根据本发明的至少一个实施方案，用纳米颗粒处理暴露的表面(邻近第二电极423的EML 420的表面)。根据本发明使用的纳米颗粒应在可见或红外光谱区具有强吸收。根据本发明，纳米颗粒将理想地具有与在分界层中的有机材料的三重激发态(能级)的共振或至少与其交迭。
纳米颗粒性质上可以是金属的并且可包括：例如Ag、Au、Ni、Fe、Co、Ge、Cu、Pt、Pd、Os、Ti等或可以是这些金属的氧化物或化合物(例如TiO2)。纳米颗粒也可以是非金属例如二氧化硅等。对给定类型的纳米颗粒，可通过改变纳米颗粒的尺寸或者设计具有核的纳米颗粒来调整吸收光谱，其中所述核上具有用作壳的纳米颗粒材料。例如，通过使用硅核并在其壳上镀覆金可再次设计金纳米颗粒。吸收光谱的共振会部分地依赖于核和壳的尺寸比率并可通过改变此比率来精细地调控。而且，无需金属纳米颗粒的附加包覆即可获得效率的改善。这不仅简化了可使用的纳米颗粒的选择，而且不必制造具有包覆层的金属纳米颗粒。
利用金属纳米颗粒调整层表面的步骤是非常容易的，并且不仅可应用于聚合物或溶液处理的OLED而且可应用于小分子(热蒸发的)OLED或混合器件结构(通过包括溶液处理和热蒸发技术的方法制造)。纳米颗粒可通过溅射、蒸发、旋涂、喷涂、浸渍等来沉积，并可产生在EML 420和第二电极423之间的界面中形成的纳米颗粒的超薄“层”。纳米颗粒的尺寸可以是0.01nm～10nm并且可溶液处理(例如利用溶解于溶液或悬浮液(例如溶于甲苯)的纳米颗粒来旋涂在EML 420的表面上)。纳米颗粒的一般浓度为0.01至10重量百分比，但也可高达50重量百分比。
可通过沉积有机溶液或通过旋涂或其它沉积技术来喷墨印刷所有的有机层例如ABL 417和EML 420。该有机溶液可以是任意“流体”或能够在压力下流动的可形变的物质，可包括溶液、墨、糊、乳液、分散体等。该液体也可包含或补充另外的影响沉积液滴的粘度、接触角、稠度、亲合性、干燥、稀释等的物质。另外，如果需要的话，可根据后续层的沉积所需的稳定性和维持一定的表面特性，交联或以其他方式物理或化学性地硬化任意或所有的层417和420。或者，如果使用小分子材料替代聚合物，可通过蒸发、升华、有机气相或与其它沉积技术组合来沉积ABL 417和EML 420。
第二电极(423)：
在一个实施方案中，当通过第一电极411和第二电极423施加电势时，第二电极423作为阴极。在该实施方案中，当通过作为阳极的第一电极411和作为阴极的第二电极423施加电势时，光子从有源电子层420释放并穿过第一电极411和基材408。
虽然很多可作为阴极的材料为本领域技术人员所公知，但最优选使用包括铝、铟、银、金、镁、钙、氟化锂、氟化铯、氟化钠、钡或其组合，或其合金的组合物。也可使用铝、铝合金和镁与银的组合或它们的合金。在本发明的一些实施方案中，通过以三层或组合方式热蒸发不同量的氟化锂、钙和铝制造第二电极423。
优选地，第二电极423的总厚度为约10～约1000纳米(nm)，更优选约50～约500nm，并且最优选约100～约300nm。虽然可沉积第一电极材料的许多方法为本领域技术人员所公知，但真空沉积方法例如物理气相沉积(PVD)是优选的。
在阴极沉积之前，经常可实施其它工艺例如膜的洗涤和中和、掩模和光刻胶的添加。然而，由于它们与本发明的新方面不是特别相关，所有没有具体阐述。其它制造工艺如加入金属线以使得阳极线和电源连接也可以是所希望的。也可使用其它层(未显示)例如势垒层和/或吸气剂层和/或其它封装方案来保护电子器件。这样的其它加工步骤和层在本领域中是公知的，因此不在本文具体讨论。
图2为根据本发明的至少第二实施方案的EL器件505的实施例的横截面图。在器件405和505中相同编号的元件与上文所述具有相似的说明，将不再重复。除了下文的说明以外，器件505和图1中的器件405在大多数方面是相同的。器件505具有包括附加的HT中间层418的有机堆叠体516。
HT中间层418：
HT中间层418的作用如下所述：辅助将空穴注入EML 420，减少在阳极的激子淬灭，提供比电子传输更好的空穴传输，阻挡电子进入ABL 417并使之劣化。一些材料可具有所列出的所需性能中的一种或两种，但是，认为作为中间层的材料的效用是随着所表现的这些性能的数目而改善。通过慎重选择空穴传输材料，可发现高效的中间层材料。HT中间层418由空穴传输材料制造，该材料可至少部分地由下面化合物、它们的衍生物、部分(moieties)中的一种或多种组成或可由其衍生：聚芴衍生物、聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)-(1，4-亚苯基-((4-仲丁基苯基)亚氨基)-1，4-亚苯基)及其可交联形式的衍生物、非发光形式的聚对苯撑乙炔、三芳胺型材料(例如三苯二胺(TPD)、α-萘苯基-联苯(NPB))、噻吩(thiopene)、氧杂环丁烷官能化的聚合物和小分子等。在本发明的一些实施方案中；利用可交联的空穴传输聚合物制造HT中间层418。HT中间层418也可包含一种或多种发光组分，例如磷光掺杂剂、聚合物等。
可选择性地或非选择性地通过旋涂、真空沉积、气相沉积或其它沉积技术沉积有机溶液来喷墨印刷HT中间层418。另外，如果需要的话，可根据后续层的沉积所需要的稳定性和维持一定的表面特性来交联或物理或化学性地硬化HT中间层418。
根据本发明的至少一个实施方案，用纳米颗粒处理暴露的表面(邻近EML 420的HT中间层418的表面)。根据本发明使用的纳米颗粒应在可见或红外光谱区具有强吸收。根据本发明，纳米颗粒将理想地具有与在分界层中的有机材料的三重激发态(能级)的共振或至少与其交迭。
纳米颗粒性质上可以是金属的并且可包括：例如Ag、Au、Ni、Fe、Co、Ge、Cu、Pt、Pd、Os、Ti等或可以是这些金属的氧化物或化合物(例如TiO2)。纳米颗粒也可以是非金属例如二氧化硅等。对于给定类型的纳米颗粒，通过改变纳米颗粒的尺寸或者设计具有的核的纳米颗粒来调控吸收光谱，其中所述核上具有作为壳的纳米颗粒材料。例如，通过使用二氧化硅核并在其壳上镀覆金可再次设计金纳米颗粒。吸收光谱的共振部分地依赖于核和壳的尺寸比率并可通过改变此比率来精细地调控。而且，无需金属纳米颗粒的附加包覆即可获得效率的改善。这不仅简化了可使用的纳米颗粒的选择，而且不必制造具有包覆层的金属纳米颗粒。
利用金属纳米颗粒调整层表面的步骤是非常容易的，并且不仅可应用于聚合物或溶液处理的OLED而且可应用于小分子(热蒸发的)OLED或混合器件结构(通过包括溶液处理和热蒸发技术的方法制造)。纳米颗粒可通过溅射、蒸发、旋涂、喷涂、浸渍等沉积，并可产生在EML 420和HT中间层418之间的界面中形成的纳米颗粒的超薄“层”。纳米颗粒的尺寸可以是0.01nm～10nm并且可溶液处理(例如利用溶解于溶液或悬浮液(例如溶于甲苯)的纳米颗粒来旋涂在HT中间层418的表面上)。纳米颗粒的典型浓度为0.01至10重量百分比，但也可高达50重量百分比。
在图2中所示的实施方案中，由于加入中间层，ABL 417不再与EML420相邻。因此，将改变上文给出的ABL 417的说明，因为在ABL 417和HT中间层418之间具有附加的可任选引入纳米颗粒的界面，如上所述。因此HT中间层418应该替代在上述图1的ABL 417的讨论中的EML 420。
实施例
作为一个实施例，在基于磷光的OLED应用本发明。图3A-3B比较了应用和没有应用金属纳米颗粒表面调整的磷光OLED的器件特性。对照器件基于下面的结构：由ITO构成的阳极/PEDOT:PSS(商品名AI4083)构成的ABL/EML/由CsF/Al构成的阴极。为提高器件的效率，根据本发明，在第二器件中，用金纳米颗粒调整PEDOT:PSS(即ABL)层的表面。在表面处理的器件中，所有其它层和对照器件保持相同。对于所有的器件，EML包含三(2-4(4-甲苯基)-苯基吡啶)铱(“Ir(mppy)3”)，其使用非共轭的聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)作为主体，利用N，N’-二苯基-N-N’-二(3-甲基苯基)-[1，1-二苯基]-4-4’-二胺(TPD)和2-(4-联苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1，3，4，-噁二唑(PBD)分子掺杂。对于所有研究的器件，EML含有重量百分比浓度的61％PVK+24％PBD+9％TPD+6％Ir(mppy)3。金纳米颗粒溶于甲苯溶液，金纳米颗粒的尺寸为1～10nm。然后通过在其上旋涂甲苯中的金纳米颗粒溶液调整PEDOT:PSS层的表面。
图3A-3B比较了应用和没有应用金属纳米颗粒表面调整的磷光OLED的器件特性。图3A说明上述两个器件的功率效率。第二器件，即用金纳米颗粒调整的器件的功率效率和发光效率(以1m/W计)比对照器件高约30-35％。图3B说明了上述两种器件的发光效率。通常，第二器件，即用金纳米颗粒调整的器件的发光效率比对照器件高约20-25％，以Cd/A计。认为通过在PEDOT:PSS和基于磷光的EML之间的界面中引入金纳米颗粒导致辐射发射的促进，改善器件效率，因此改善发光性能。
电子器件制造领域中的任意技术人员通过说明书、附图和实施例可认识到，可以对本发明的实施方案做出改变和变化而不脱离由所附权利要求所限定的范围。

Claims (20)

1.一种电致发光器件，包括：
阳极层；
阴极层；和
在所述阳极层和所述阴极层之间的堆叠层，所述堆叠层包括至少一个包含有机材料的层，其中在所述堆叠层中的各层之间或在所述堆叠层和所述阴极层之间的至少一个界面中布置至少一种纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的器件，其中所述堆叠层包括下列层中的至少之一：
在所述阳极层上布置的阳极缓冲层；
发光层，所述发光层能够发光；和
空穴传输中间层。
3.根据权利要求2所述的器件，其中在所述堆叠层中的任意所述层还可包括发光元件。
4.根据权利要求1所述的器件，其中利用至少一种聚合物有机材料至少部分地形成所述堆叠层内的任意层。
5.根据权利要求1所述的器件，其中利用至少一种小分子材料至少部分地形成所述堆叠层内的任意层。
6.根据权利要求2所述的器件，其中所述发光层包含共轭的聚对苯撑乙炔聚合物。
7.根据权利要求2所述的器件，其中所述发光层包含共轭的多螺环聚合物。
8.根据权利要求2所述的器件，其中所述发光层包含共轭的芴聚合物。
9.根据权利要求1所述的器件，其中所述至少一种纳米颗粒包括Ag、Au、Ni、Fe、Co、Ge、Cu、Pt、Pd、Os、Ti、Si或其化合物中的至少一种。
10.根据权利要求3所述的器件，其中所述发光元件包含至少一种基于磷光的发射体。
11.根据权利要求3所述的器件，其中所述发光元件包含至少一种基于荧光的发射体。
12.根据权利要求3所述的器件，其中所述发光元件包含至少一种基于磷光的发射体和至少一种基于荧光的发射体。
13.根据权利要求1所述的器件，其中所述至少一种纳米颗粒是通过溅射、旋涂、喷涂或热蒸发中的至少一种来布置的。
14.根据权利要求1所述的器件，其中当布置所述至少一种纳米颗粒时所述至少一种纳米颗粒形成为纳米颗粒的超薄层。
15.根据权利要求1所述的器件，其中所述至少一种纳米颗粒的每一个均具有0.01～10纳米的尺寸。
16.根据权利要求1所述的器件，其中所述至少一种纳米颗粒包含第一材料的核和第二不同材料的壳。
17.根据权利要求16所述的器件，其中所述第一材料是二氧化硅。
18.根据权利要求17所述的器件，其中所述第二材料包括Ag、Au、Ni、Fe、Co、Ge、Cu、Pt、Pd、Os、Ti、Si或其化合物中的至少一种。
19.根据权利要求1所述的器件，其中所述至少一种纳米颗粒具有吸收光谱，所述光谱与在限定布置有所述至少一种纳米颗粒的界面的任意一层中的所述材料的三重激发态交迭。
20.根据权利要求19所述的器件，其中所述至少一种纳米颗粒具有与限定布置有所述至少一种纳米颗粒的界面的任意一层中的所述材料的三重激发态的共振。
CN2006800351139A 2005-09-26 2006-09-14 界面调整以改善有机电致发光器件的效率和寿命 Active CN101292372B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/236,176 US8101941B2 (en) 2005-09-26 2005-09-26 Interface conditioning to improve efficiency and lifetime of organic electroluminescence devices
US11/236,176 2005-09-26
PCT/EP2006/008975 WO2007039062A1 (en) 2005-09-26 2006-09-14 Interface conditioning to improve efficiency and lifetime of organic electroluminescence devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101292372A true CN101292372A (zh) 2008-10-22
CN101292372B CN101292372B (zh) 2011-08-31

Family

ID=37332599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800351139A Active CN101292372B (zh) 2005-09-26 2006-09-14 界面调整以改善有机电致发光器件的效率和寿命

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8101941B2 (zh)
EP (1) EP1938401B1 (zh)
JP (1) JP5108775B2 (zh)
KR (1) KR20080056746A (zh)
CN (1) CN101292372B (zh)
DE (1) DE112006002463T5 (zh)
TW (1) TWI369797B (zh)
WO (1) WO2007039062A1 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103782411A (zh) * 2012-07-13 2014-05-07 首尔大学校产学协力团 一种嵌有纳米颗粒的电子装置的制备方法
CN103855265A (zh) * 2012-11-28 2014-06-11 海洋王照明科技股份有限公司 发光器件制备方法及发光器件
CN105047827A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 上海和辉光电有限公司 一种顶发射型有机电致发光器件
CN105794009A (zh) * 2013-09-27 2016-07-20 韦克森林大学 频率依赖的发光装置
CN106848091A (zh) * 2017-01-11 2017-06-13 瑞声科技（南京）有限公司 白光oled器件
CN107039602A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法、显示装置
CN108832014A (zh) * 2018-06-22 2018-11-16 南京邮电大学通达学院 基于CdTe/CdS量子点的发光二极管及其制备方法
CN109801951A (zh) * 2019-02-13 2019-05-24 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、电致发光显示面板及显示装置
CN113410410A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 安徽熙泰智能科技有限公司 一种提高硅基oled发光效率的器件及其制备方法
CN113921739A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 Oppo广东移动通信有限公司 Oled显示模组、oled显示模组的制备方法及电子设备

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008010031B4 (de) * 2007-09-27 2016-12-22 Osram Oled Gmbh Strahlungsemittierende Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
TWI401818B (zh) * 2007-11-21 2013-07-11 Univ Nat Cheng Kung Surface plasmon resonance enhanced light emitting device and its preparation method
WO2009086337A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Buffer bilayers for electronic devices
DE102008035559A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-11 Rupert Goihl Elektrolumineszenz oder Photovoltaikquelle
WO2010031243A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 The University Of Hong Kong Hybrid organic/nanoparticle devices
KR101007653B1 (ko) * 2008-10-08 2011-01-13 한국과학기술원 유기 발광 다이오드 디바이스
KR100970265B1 (ko) * 2008-12-15 2010-07-16 한국기계연구원 표면 플라즈몬 공명 구조를 갖는 유기 발광 표시장치 및 이의 제조 방법
US8766239B2 (en) 2008-12-27 2014-07-01 E I Du Pont De Nemours And Company Buffer bilayers for electronic devices
US8785913B2 (en) 2008-12-27 2014-07-22 E I Du Pont De Nemours And Company Buffer bilayers for electronic devices
KR101652789B1 (ko) 2009-02-23 2016-09-01 삼성전자주식회사 다중 양자점층을 가지는 양자점 발광소자
JP5312145B2 (ja) * 2009-03-30 2013-10-09 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド エレクトロルミネッセンス素子
JP5324287B2 (ja) * 2009-03-30 2013-10-23 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 発光素子
JP5306038B2 (ja) * 2009-04-24 2013-10-02 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2011034541A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Light-emitting diode including a metal-dielectric-metal structure
KR101692305B1 (ko) * 2010-04-19 2017-01-03 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광소자
DE102010050110B3 (de) * 2010-10-29 2012-01-19 Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel Metall-Komposit-Beschichtung mit hoher optischer Transmissivität im visuellen Spektrum
WO2012160522A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Organic light emitting device with improved light extraction
KR101244135B1 (ko) 2011-11-15 2013-03-15 성균관대학교산학협력단 구리 및 산화구리 나노 물질을 이용한 유기 태양 전지
KR101981747B1 (ko) * 2011-12-06 2019-05-23 노발레드 게엠베하 유기 발광 장치 및 제조 방법
KR101912923B1 (ko) * 2011-12-12 2018-10-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
JPWO2013157563A1 (ja) * 2012-04-20 2015-12-21 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101328477B1 (ko) * 2012-08-20 2013-11-13 포항공과대학교 산학협력단 유기발광다이오드의 제조방법
KR101383777B1 (ko) * 2013-03-21 2014-04-10 한국과학기술원 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬을 이용한 유기 발광 소자
KR102113581B1 (ko) * 2013-05-22 2020-05-22 삼성디스플레이 주식회사 증착 장치, 그 방법 및 이를 이용한 양자점층 형성 방법
DE102013113486B4 (de) * 2013-12-04 2022-03-17 Pictiva Displays International Limited Organisches Licht emittierendes Bauelement
CN103730584A (zh) * 2013-12-27 2014-04-16 北京京东方光电科技有限公司 一种显示面板及显示装置
CN103698839A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 京东方科技集团股份有限公司 一种导光结构、oled显示器件及显示装置
KR20160015498A (ko) 2014-07-30 2016-02-15 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법
US20180248144A1 (en) * 2015-08-18 2018-08-30 Wake Forest University Frequency dependent light emitting devices
CN105552244B (zh) * 2016-02-17 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种发光器件及其制备方法、显示装置
GB2549938A (en) 2016-04-29 2017-11-08 Sumitomo Chemical Co Electroluminescence device
US20180175319A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Universal Display Corporation Spectral emission modification using localized surface plasmon of metallic nanoparticles
US10752834B2 (en) * 2018-05-17 2020-08-25 Chung Yuan Christian University Composite fluorescent gold nanoclusters with high quantum yield and method for manufacturing the same
CN108997384B (zh) * 2018-08-28 2020-01-17 清华大学 一类螺环银簇发光簇合物及其制备方法与应用
US10756243B1 (en) * 2019-03-04 2020-08-25 Chung Yuan Christian University Light-emitting diode package structure and method for manufacturing the same
EP4006994A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-01 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Optoelectronic device

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5677545A (en) * 1994-09-12 1997-10-14 Motorola Organic light emitting diodes with molecular alignment and method of fabrication
ATE332572T1 (de) * 1996-06-19 2006-07-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photoelektronisches material, dieses verwendende vorrichtungen und herstellungsverfahren
WO1998008360A1 (fr) * 1996-08-19 1998-02-26 Tdk Corporation Dispositif electroluminescent organique
US6852252B2 (en) 1997-03-12 2005-02-08 William Marsh Rice University Use of metalnanoshells to impede the photo-oxidation of conjugated polymer
US6777871B2 (en) * 2000-03-31 2004-08-17 General Electric Company Organic electroluminescent devices with enhanced light extraction
JP2002124387A (ja) 2000-10-19 2002-04-26 Sharp Corp キャリア注入型発光素子
US6846565B2 (en) * 2001-07-02 2005-01-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Light-emitting nanoparticles and method of making same
US6903505B2 (en) * 2001-12-17 2005-06-07 General Electric Company Light-emitting device with organic electroluminescent material and photoluminescent materials
TW595259B (en) 2003-01-28 2004-06-21 Ind Tech Res Inst Organic electroluminescent device
EP1611775B1 (en) * 2003-03-26 2020-05-13 Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd. Electroluminescent device with improved light decoupling
KR100537966B1 (ko) 2003-04-30 2005-12-21 한국과학기술연구원 나노복합체를 발광층으로 이용하는 고분자 전기발광 소자
US6853134B2 (en) 2003-05-20 2005-02-08 Canon Kabushiki Kaisha Anode structure for organic light emitting device
US6946319B2 (en) 2003-05-29 2005-09-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Electrode for an electronic device
US6999222B2 (en) 2003-08-13 2006-02-14 The Regents Of The University Of California Plasmon assisted enhancement of organic optoelectronic devices
US20050069726A1 (en) 2003-09-30 2005-03-31 Douglas Elliot Paul Light emitting composite material and devices thereof
KR100718101B1 (ko) 2003-10-29 2007-05-14 삼성에스디아이 주식회사 나노 금속 입자를 이용한 전계 발광 소자
ATE410792T1 (de) * 2003-12-02 2008-10-15 Koninkl Philips Electronics Nv Elektrolumineszenzbauelement
US7629061B2 (en) 2004-01-16 2009-12-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Heterostructure devices using cross-linkable polymers
KR20060070716A (ko) * 2004-12-21 2006-06-26 한국전자통신연구원 유기 메모리 소자 및 제조 방법

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9349976B2 (en) 2012-07-13 2016-05-24 Snu R&Db Foundation Process for preparing nanoparticle embedded electronic device
CN103782411A (zh) * 2012-07-13 2014-05-07 首尔大学校产学协力团 一种嵌有纳米颗粒的电子装置的制备方法
CN103855265A (zh) * 2012-11-28 2014-06-11 海洋王照明科技股份有限公司 发光器件制备方法及发光器件
CN103855265B (zh) * 2012-11-28 2016-09-28 海洋王照明科技股份有限公司 发光器件制备方法及发光器件
CN105794009B (zh) * 2013-09-27 2019-02-19 韦克森林大学 频率依赖的发光装置
CN105794009A (zh) * 2013-09-27 2016-07-20 韦克森林大学 频率依赖的发光装置
CN105047827A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 上海和辉光电有限公司 一种顶发射型有机电致发光器件
CN106848091A (zh) * 2017-01-11 2017-06-13 瑞声科技（南京）有限公司 白光oled器件
CN107039602A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法、显示装置
CN108832014A (zh) * 2018-06-22 2018-11-16 南京邮电大学通达学院 基于CdTe/CdS量子点的发光二极管及其制备方法
CN108832014B (zh) * 2018-06-22 2020-12-25 南京邮电大学通达学院 基于CdTe/CdS量子点的发光二极管及其制备方法
CN109801951A (zh) * 2019-02-13 2019-05-24 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、电致发光显示面板及显示装置
US11515498B2 (en) 2019-02-13 2022-11-29 Chengdu Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Array substrate, display panel, and display apparatus
CN113410410A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 安徽熙泰智能科技有限公司 一种提高硅基oled发光效率的器件及其制备方法
CN113410410B (zh) * 2021-06-15 2022-11-25 安徽熙泰智能科技有限公司 一种提高硅基oled发光效率的器件及其制备方法
CN113921739A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 Oppo广东移动通信有限公司 Oled显示模组、oled显示模组的制备方法及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN101292372B (zh) 2011-08-31
KR20080056746A (ko) 2008-06-23
TW200739984A (en) 2007-10-16
US8101941B2 (en) 2012-01-24
WO2007039062A1 (en) 2007-04-12
EP1938401A1 (en) 2008-07-02
US20070069199A1 (en) 2007-03-29
JP2009510746A (ja) 2009-03-12
TWI369797B (en) 2012-08-01
DE112006002463T5 (de) 2008-08-07
EP1938401B1 (en) 2013-08-07
JP5108775B2 (ja) 2012-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101292372B (zh) 界面调整以改善有机电致发光器件的效率和寿命
JP5322075B2 (ja) 有機りん光発光デバイスおよびその製造方法
US20060105200A1 (en) Organic electroluminescent device
US7576356B2 (en) Solution processed crosslinkable hole injection and hole transport polymers for OLEDs
EP1816690B1 (en) OLED with area defined multicolor emission within a single lighting element
JP2003528971A (ja) 有機発光物質／ナノ粘土複合素材で製造された電気発光（ｅｌ）素子
JP2007134693A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
CN107278336A (zh) 磷光油墨
EP1705729B1 (en) Polymer and small molecule based hybrid light source
US20060199035A1 (en) Organic electroluminescent device
US7626332B2 (en) Luminance uniformity enhancement methods for an OLED light source
KR100518420B1 (ko) 유기전계발광소자 및 그 제조방법
JP2017527109A (ja) 有機発光デバイスおよびそれを製造する方法
KR101329277B1 (ko) 유기 전계발광 소자용 매트릭스 재료
Tian et al. Solution-processable electron transporting materials
JP2006244806A (ja) 発光素子の製造方法
Aleksandrova Polymer Light‐Emitting Devices by Solution Processing
Lee et al. Organic light-emitting diodes with F16CuPC as an efficient hole injection layer
CN113036062A (zh) 一种有机电致发光材料叠层器件
Lee et al. Nano-structure enhanced organic light emitting diodes made with CdSe (ZnS) quantum dots and a semiconducting polymer
JP2006236801A (ja) 発光素子の製造方法、発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160629

Address after: Regensburg, Germany

Patentee after: OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH

Address before: Regensburg, Germany

Patentee before: Osram Opto Semiconductors GmbH & Co. OHG