CN101340749A - 有机发光装置 - Google Patents

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CN101340749A CNA2008101306470A CN200810130647A CN101340749A CN 101340749 A CN101340749 A CN 101340749A CN A2008101306470 A CNA2008101306470 A CN A2008101306470A CN 200810130647 A CN200810130647 A CN 200810130647A CN 101340749 A CN101340749 A CN 101340749A
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Abstract

本发明提供了一种有机发光装置，该有机发光装置包括：阳极，包含阳极材料并且用于注入空穴；有机层，位于阳极上并且包括发光层；阴极，位于有机层上，并且从发光层发射的光穿过阴极，其中，阴极包括：缓冲层；金属氧化物层，包含金属氧化物；金属层，包含绝对功函数值低于阳极材料的绝对功函数值的金属，并且结合到缓冲层和金属氧化物层。

Description

有机发光装置
本申请要求于2007年7月3日在韩国知识产权局提交的第10-2007-0066773号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及一种有机发光装置，更具体地讲，本发明涉及一种包括具有高透光率的阴极的有机发光装置。
背景技术
有机发光装置作为自发射装置，与液晶显示装置相比具有高亮度，并且由于有机发光装置不使用背光单元，所以还可以比液晶显示装置薄。
有机发光装置具有这样的结构，该结构包括顺序堆叠在基底上的阳极、有机层和阴极，其中，像素电路布置在所述基底上并且像素电路可以被实施为例如薄膜晶体管。有机发光装置根据发光的方向可以分为两种发射类型。这两种发射类型是顶部发射型和底部发射型。在顶部发射型有机发光装置中，在远离其上设置有有机发光器件的基底的方向上(即，朝向阴极)发光，从而形成图像。因此，与在朝向基底的方向上发光来形成图像的底部发射型有机发光装置相比，顶部发射型有机发光装置可以具有高的开口率，从而具有高的透光率。尽管形成在有机发光装置的顶部上的阴极需要是透明的，但是提高阴极的透明度受到了限制。即，在阴极需要具有比阳极的功函数低的功函数的同时，功函数低的材料(例如，金属)通常具有低的透光率。
传统的透明阴极由功函数低的金属的薄膜形成。然而，由于这种金属的透光率低，所以提高透光率受到了限制。
作为提高顶部发射型发光结构的透光率受到限制的结果，已经报道了放大从发光层发射的光的微腔来作为可能的方案。然而，由于不同的颜色具有不同的理想厚度的微腔，所以要改变插入在阳极和阴极之间的有机层的厚度。即，由于通过从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子在有机发光层中复合而形成的激子来发光，所以针对每种颜色改变有机层(特别是空穴注入层或电子注入层、或者空穴传输层或电子传输层)的厚度来控制从激子到共振子(resonance)的距离。对于每种颜色，需要单独的掩模来改变沉积的有机层的厚度。然而，这种单独沉积具有使工艺进一步复杂化并且增加制造工艺的成本的缺点。
另外，随着显示装置的分辨率增加，形成间距更精细的掩模图案变得越来越困难，并且单独沉积变得越来越难以应用到大面积的显示装置。
此外，由于当空穴层或者电子层的厚度发生变化时装置的电学特性变差，所以不能简单地由光学效率来确定有机层的厚度。
发明内容
本发明实施例的一方面指向一种顶部发射型有机发光装置，当在朝向阴极的方向上发光形成图像时，该有机发光装置不需要共振结构也具有高的透光率。
本发明的实施例提供了一种有机发光装置，该有机发光装置包括：阳极，包含阳极材料并且用于注入空穴；有机层，位于阳极上并且包括发光层；阴极，位于有机层上，并且从发光层发射的光穿过阴极，其中，阴极包括：缓冲层；金属氧化物层，包含金属氧化物；金属层，包含绝对功函数值低于阳极材料的绝对功函数值的金属，并且结合到缓冲层和金属氧化物层。
金属氧化物层可以包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、SnO2、AZO、Ca12Al7Ox以及它们的组合组成的组中选择的材料。
金属层可以包含功函数在从大约1eV到大约4.5eV范围内的金属或者由至少两种上述金属形成的合金。
金属层可以包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca、In以及它们的组合组成的组中选择的金属。
金属层的厚度可以在从大约50
Figure A20081013064700081
到大约150
Figure A20081013064700082
的范围内。
缓冲层可以包含有机偶极材料。
缓冲层可以包含从由富勒烯、含金属的富勒烯基配合物、碳纳米管、碳纤维、碳黑、石墨、碳炔、MgC60、SrC60、CaC60、C60、C70、MgO、YbO以及它们的组合组成的组中选择的材料。
缓冲层的厚度可以小于大约20
阴极可以具有至少大约85％的透光率。
阴极可以具有在从大约0.001Ω/□到大约1000Ω/□范围内的电阻。
阴极可以具有在从大约1eV到大约6eV范围内的功函数。
所述有机发光装置还可以包括位于缓冲层和金属层之间的电子注入层。
电子注入层可以包含从由BaF2、LiF、NaF、MgF2、AlF3、CaF2、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq以及它们的组合组成的组中选择的材料。
电子注入层的厚度可以小于大约10
Figure A20081013064700091
所述有机发光装置还可以包括金属层和金属氧化物层之间的中间层。
中间层可以包含功函数在大约1eV到大约5eV的范围内的金属或者由至少两种上述金属形成的合金。
中间层可以包含从由In、Ag、Al、Ca、Mg以及它们的组合组成的组中选择的金属。
中间层的厚度可以在从大约1到大约200
Figure A20081013064700093
的范围内。
阳极还可以包括反射层。
反射层可以包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr以及它们的组合组成的组中选择的材料。
阳极材料可以包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌和它们的组合组成的组中选择的材料。
本发明的另一实施例提供了一种有机发光装置，该有机发光装置包括：阳极，包含阳极材料并且用于注入空穴；有机发光层，位于阳极上；缓冲层，位于有机发光层上；金属层，包含绝对功函数值低于阳极材料的绝对功函数值的金属，所述金属层位于缓冲层上；金属氧化物层，包含金属层上的金属氧化物。
金属氧化物层可以包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、SnO2、AZO、Ca12Al7Ox以及它们的组合组成的组中选择的材料。
金属层可以包含功函数在从大约1eV到大约4.5eV范围内的金属。
金属层可以包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca、In以及它们的组合组成的组中选择的金属。
金属层的厚度可以在从大约60到大约150
Figure A20081013064700095
的范围内。
缓冲层可以包含有机偶极材料。
缓冲层可以包含从由富勒烯、含金属的富勒烯基配合物、碳纳米管、碳纤维、碳黑、石墨、碳炔、MgC60、SrC60、CaC60、C60、C70、MgO、YbO以及它们的组合组成的组中选择的材料。
缓冲层的厚度可以小于大约20
Figure A20081013064700101
所述有机发光装置还可以包括位于缓冲层和金属层之间的电子注入层。
电子注入层包含从由BaF2、LiF、NaF、MgF2、AlF3、CaF2、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq以及它们的组合组成的组中选择的材料。
电子注入层的厚度小于大约10
Figure A20081013064700102
所述有机发光装置还可以包括金属层和金属氧化物层之间的中间层。
中间层可以包含功函数在大约1eV到大约5eV的范围内的金属或者由至少两种上述金属形成的合金。
中间层可以包含从由In、Ag、Al、Ca、Mg以及它们的组合组成的组中选择的金属。
中间层的厚度可以在从大约1
Figure A20081013064700103
到大约200的范围内。
阳极还可以包括反射层。
反射层可以包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr以及它们的组合组成的组中选择的材料。
阳极材料可以包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌和它们的组合组成的组中选择的材料。
本发明的又一实施例提供了一种有机发光装置，该有机发光装置包括：阳极，包含阳极材料并且用于注入空穴；有机层，位于阳极上并且包括发光层；阴极，位于有机层上，并且从发光层发射的光穿过阴极，其中，阴极包括：金属氧化物层，包含金属氧化物；配合物层，结合到金属氧化物层，并且包含缓冲材料和绝对功函数值低于阳极材料的绝对功函数值的金属。
金属氧化物层可以包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、SnO2、AZO、Ca12Al7Ox以及它们的组合组成的组中选择的材料。
所述金属可以具有在从大约1eV到大约4.5eV范围内的功函数。
所述金属可以从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca、In以及它们的组合组成的组中选择。
所述缓冲材料可以包括有机偶极材料。
缓冲材料可以包括从由富勒烯、含金属的富勒烯基配合物、碳纳米管、碳纤维、碳黑、石墨、碳炔、MgC60、SrC60、CaC60、C60、C70、MgO、YbO以及它们的组合组成的组中选择的材料。
配合物层的厚度可以在从大约60
Figure A20081013064700111
到大约170
Figure A20081013064700112
的范围内。
所述有机发光装置还可以包括配合物层和金属氧化物层之间的中间层。
中间层可以包含功函数在大约1eV到大约5eV的范围内的金属或者由至少两种上述金属形成的合金。
中间层可以包含从由In、Ag、Al、Ca、Mg以及它们的组合组成的组中选择的金属。
中间层的厚度可以在从大约1
Figure A20081013064700113
到大约200
Figure A20081013064700114
的范围内。
阳极还可以包括反射层。
反射层可以包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr以及它们的组合组成的组中选择的材料。
阳极材料可以包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌和它们的组合组成的组中选择的材料。
附图说明
附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例，并且与描述部分一起来解释本发明的原理。
图1示出了根据本发明实施例的有机发光装置的示意性剖视图；
图2示出了根据本发明另一实施例的有机发光装置的示意性剖视图；
图3示出了根据本发明又一实施例的有机发光装置的示意性剖视图；
图4示出了根据本发明又一实施例的有机发光装置的示意性剖视图；
图5示出了根据本发明又一实施例的有机发光装置的示意性剖视图；
图6示出了根据本发明又一实施例的有机发光装置的示意性剖视图；
图7示出了根据本发明实施例的有机发光装置的阳极的剖视图；
图8示出了根据本发明又一实施例的有机发光装置的阳极的剖视图；
图9示出了应用图1中的有机发光装置的无源矩阵型有机发光显示装置的剖视图；
图10示出了应用图1中的有机发光装置的有源矩阵型有机发光显示装置的剖视图；
图11示出了表示根据制备示例1至制备示例4制备的有机发光装置的电流密度特性的曲线图；
图12示出了表示根据对比例1和示例1制备的有机发光装置的电流密度特性的曲线图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，仅简单地通过示出的方式示出和描述了本发明的特定示例性实施例。如本领域技术人员应该理解的，在完全不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式来修改描述的实施例。因此，附图和描述部分被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在整个说明书中，相同的标号表示相同的元件。
图1示出了根据本发明实施例的有机发光装置的示意性剖视图。
如图1中所示，根据本发明实施例的有机发光装置包括顺序堆叠在基底1上的阳极2、有机层3和阴极4。
在这种有机发光装置中，从阳极2注入的空穴和从阴极4注入的电子在有机层3中结合，从而产生光。在有机层3中产生的光朝向阴极4，即，沿着图1中示出的箭头方向发射，在从阴极4向上的方向上形成图像。这种结构被称作顶部发射型结构。
在这种顶部发射型结构中，阴极4包括顺序堆叠在有机层3上的缓冲层43、金属层41和金属氧化物层42。
基底1可以由玻璃材料、塑料材料或者金属材料形成。其中可以结合有薄膜晶体管和电容器的像素电路可以设置在基底1上。
形成在基底1上的阳极2连接到外部电源并且向有机层3提供空穴。阳极2可以包含绝对功函数值相对高的材料，例如，氧化铟(InO)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)和/或氧化铟锌(IZO)以及它们的组合。
阴极4连接到外部电源并且向有机层3提供电子。阴极4可以包括由绝对功函数值低于形成阳极2的材料的绝对功函数值的金属组成的金属层41。例如，形成金属层41的金属的功函数可以在从大约1eV到大约4.5eV的范围内(或者在从1eV到4.5eV的范围内)，在一个实施例中，在从大约2eV到大约4.2eV的范围内(或者在从2eV到4.2eV的范围内)，但是不限于此。可以基于阳极2来选择功函数。更具体地讲，金属层41可以包含Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca和/或In以及它们的组合，但是不限于此。金属层41用作相对于阳极2来控制(或降低)功函数的层。
如图1中所，当从有机层3朝向阴极4发光时，所述光应该容易地穿过阴极4。为此，应该将金属层41的厚度最小化。例如，金属层41的厚度可以在从大约50
Figure A20081013064700131
到大约150
Figure A20081013064700132
的范围内(或者在从50
Figure A20081013064700133
到150
Figure A20081013064700134
的范围内)，在一个实施例中，在从大约60
Figure A20081013064700135
到大约80
Figure A20081013064700136
的范围内(或者在从60
Figure A20081013064700137
到80的范围内)，但是不限于此。金属层41的厚度可以根据阴极4的透光率和电阻特性在上述范围内调节。
然而，当金属层41形成为有机发光装置的所有像素上方的薄膜时，因为薄膜电阻(sheet resistance)或线电阻导致功率损耗相当显著。为了补偿这个问题，在金属层41上形成金属氧化物层42作为辅助电极。形成金属氧化物层42的材料可以具有相对高的功函数，从而有助于电子的注入(例如，注入到有机层)。例如，可以采用功函数在从大约2eV到大约4.5eV的范围内(或者从2eV到4.5eV的范围内)的材料，在一个实施例中，可以采用功函数在从大约2.5eV到大约4.5eV的范围内(或者从2.5eV到4.5eV的范围内)的材料，但是不限于此。
金属氧化物层42可以包含透射率和导电率相对高的材料，例如，氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化锌铟和/或SnO2、AZO、Ca12Al7Ox以及它们的组合。
金属氧化物层42的厚度可以在从大约100
Figure A20081013064700139
到大约3000的范围内(或者从100
Figure A200810130647001311
到3000
Figure A200810130647001312
的范围内)。
另外，如在本发明的背景技术部分中所述，由于由金属层41和金属氧化物层42形成的阴极4具有低透光率，所以传统上采用利用微腔结构的光共振。
然而，可以通过在有机层3和金属层41之间插入包含缓冲材料的缓冲层43来提高电子注入效率。缓冲层43可以是偶极材料。另外，由有机偶极材料形成的缓冲层43吸引(或者排斥)电子。即，当对阴极4施加电场时，特别是当对金属层41施加电场时，缓冲层43的分子在一端具有正极性，在另一端具有负极性，并且可以注入电子。因此，可以有助于空穴和电子的结合。因此，不采用微腔结构也可以提高发光效率。因此，在形成图像的同时可以提高发光效率。
根据本发明，通过形成缓冲层43可以简化顶部发射型发光结构的制造工艺。
缓冲层43可以包含含碳化合物。另外，缓冲层43可以为富勒烯、含金属的富勒烯基配合物、碳纳米管、碳纤维、碳黑、石墨、碳炔(carbyne)、MgC60、SrC60、CaC60、C60、C70、MgO和/或YbO以及它们的组合，但是不限于此。
缓冲层43的厚度可以小于大约20
Figure A20081013064700141
(或者小于20
Figure A20081013064700142
)，在一个实施例中，缓冲层43的厚度在从大约5
Figure A20081013064700143
到大约20的范围内(或者在从5
Figure A20081013064700145
到20
Figure A20081013064700146
的范围内)。当缓冲层43具有这个范围内(或者基本上在这个范围内)的厚度时，可以改进阴极4的透光率和电阻特性。
阴极4可以具有至少大约85％(或者至少85％)的透光率，在一个实施例中，阴极4可以具有大于大约90％(或者大于90％)的透光率。因此，包括阴极4的装置可以具有合适的透光率。
另外，阴极具有在从大约0.001Ω/□到大约1000Ω/□的范围内(或者从0.001Ω/□到1000Ω/□的范围内)的电阻，在一个实施例中，具有在从大约0.001Ω/□到大约100Ω/□的范围内(或者从0.001Ω/□到100Ω/□的范围内)的电阻。因此，阴极4可以具有合适的导电率。阴极4也可以具有在从大约1eV到大约6.0eV范围内(或者从1.0eV到6.0eV范围内)的功函数，在一个实施例中，阴极4可以具有在从大约2.0eV到大约5.0eV范围内(或者从2.0eV到5.0eV范围内)的功函数。因此，阴极4可以具有合适的电子注入能力。因此，包括阴极4的有机发光装置可以具有合适的发光效率。
图2更详细地示出了图1中的有机发光装置的有机层3。
有机层3包括发光层32。空穴注入-传输层31插入在发光层32和阳极2之间，电子注入-传输层33插入在发光层32和阴极4之间。
通常用来形成发光层的材料可以用来形成发光层32。另外，可以采用已知的主体和掺杂剂。例如，发光层32可以包括：主体，例如，Alq3、4，4′-N，N′-二咔唑联苯(CBP)、聚(N-乙烯基咔唑)(poly(N-vinylcarbazole，PVK)或者二苯乙烯基芳烃(DSA)；蓝色掺杂剂，例如，噁二唑二聚体染料(oxadiazoledimer dyes，Bis-DAPOXP)、螺化合物(螺-DPVBi、螺-6P)、二苯乙烯基胺(DPVBi、DSA)、F2Irpic、(F2ppy)2Ir(tmd)、Ir(dfppz)3、三芴(ter-fluorene)、Firpic或者TBPe；或者绿色掺杂剂，例如，香豆素6、C545T、喹吖啶酮、Ir(ppy)3(ppy＝苯基吡啶)、Ir(ppy)2(acac)或者Ir(mpyp)3；或者红色掺杂剂，例如，PtOEP、Ir(piq)3、Btp2Ir(acac)、铕(III)-噻吩甲酰三氟丙酮(Eu(thenoyltrifluoroacetone)3，Eu(TTA)3)或者4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2-butyl-6-(1，1，7，7，-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran，DCJTB)。
Figure A20081013064700151
基于形成发光层的材料按重量计为100份，即，基于主体和掺杂剂的总重量按重量计为100份，掺杂剂的量按重量计可以在从大约0.1份到大约20份的范围内(或者可以按重量计在从0.1份到20份的范围内)，在一个实施例中，掺杂剂的量按重量计可以在从大约0.5份到大约12份的范围内(或者可以按重量计在从0.5份到12份的范围内)。当掺杂剂的量在(或者基本上在)该范围内时，可以基本上抑制浓度猝灭。
发光层32也可以包含聚苯撑乙烯撑(PPV)类聚合物或其衍生物、聚苯撑(PPP)类聚合物或其衍生物、聚噻吩(PT)类聚合物或其衍生物、聚芴(PF)类聚合物或其衍生物和/或聚螺芴(PSF)类聚合物或其衍生物。
空穴注入-传输层31可以具有空穴注入层(HIL)311和空穴传输层(HTL)312堆叠在阳极2上的结构。图2示出了具有两层的结构，但是空穴注入-传输层31可以包括所述层中的至少一层。这里，可以采用已知的空穴注入材料和/或空穴传输材料。
形成HIL 311的材料不受限制，可以为铜酞菁(CuPc)、星放射型胺衍生物(例如，TCTA和m-MTDATA)、可溶的和导电的聚合物(例如，聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA)、聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PEDOT/PSS)和聚苯胺/樟脑磺酸(Pani/CSA)或者(聚苯胺)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(PANI/PSS))。
Figure A20081013064700171
HIL 311的厚度可以在从大约100
Figure A20081013064700172
到大约10,000
Figure A20081013064700173
的范围内(或者在从100
Figure A20081013064700174
到10,000
Figure A20081013064700175
的范围内)，在一个实施例中，在从大约100到大约1000
Figure A20081013064700177
的范围内(或者在从100
Figure A20081013064700178
到1000
Figure A20081013064700179
的范围内)。当HIL 311的厚度在(或者基本上在)这个范围内时，可以得到合适的空穴注入，并且可以基本上抑制驱动电压增加。
形成HTL 312的材料不受限制，可以包括具有传输空穴的芳胺基和/或咔唑基的化合物、酞菁化合物和/或苯并菲衍生物。另外，空穴传输层312可以包含1，3，5-三咔唑基苯、4，4′-二咔唑基联苯、聚乙烯咔唑、间二咔唑基苯、4，4′-二咔唑基-2，2′-二甲基联苯、4，4′，4″-三(N-咔唑基)三苯胺、1，3，5-三(2-咔唑基苯基)苯、1，3，5-三(2-咔唑基-5-甲氧苯基)苯、二(4-咔唑基苯基)硅烷、N，N′-二(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-[1，1′-联苯]-4，4′-二胺(TPD)、N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基联苯胺(α-NPD)、N，N′-二苯基-N，N′-二(1-萘基)-(1，1′-联苯)-4，4′-二胺(NPB)、IDE320(Idemitsu公司)、9，9-二辛基芴与N-(4-丁基苯基)二苯胺的共聚物(poly(9，9-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenylamine，TFB)、9，9-二辛基芴与二-(4-丁基苯基-二-N，N′-苯基-1，4-亚苯基二胺)的共聚物(poly(9，9-dioctylfluorene-co-bis-(4-butylphenyl-bis-N，N′-phenyl-1，4-phenylenediamin)，PFB)和/或9，9-二辛基芴与二-N，N′-(4-丁基苯基)-二-N，N′-苯基联苯胺的共聚物(poly(9，9-dioctylfluorene-co-bis-N，N′-(4-butylphenyl)-bis-N，N′-phenylbenzidine)，BFE)，但是本发明不限于此。
Figure A20081013064700181
α-NPD
HTL 312的厚度在从大约50
Figure A20081013064700182
到大约1000
Figure A20081013064700183
的范围内(或者在从50
Figure A20081013064700184
到1000
Figure A20081013064700185
的范围内)，在一个实施例中，在从大约100
Figure A20081013064700186
到大约600
Figure A20081013064700187
的范围内(或者在从100
Figure A20081013064700188
到600的范围内)。当HTL 312的厚度在上述范围内时，可以得到合适的空穴传输特性，并且可以基本上抑制驱动电压增加。
空穴注入-传输层31还可以包括用来延长有机发光装置的寿命的电子阻挡层(EBL)。
还可以在发光层32上形成空穴阻挡层(HBL)，用来在发光层32包含磷光掺杂剂时防止(或阻挡)三重态激子或空穴扩散到电子传输层331。这里，形成HBL的材料不受限制，可以为已知的HBL材料。例如，HBL可以包括噁二唑衍生物、三唑衍生物、二氮杂菲衍生物或者在JP11-329734(A1)中公开的空穴阻挡材料、BAlq、BCP等。
HBL的厚度在从大约50
Figure A200810130647001810
到大约1000
Figure A200810130647001811
的范围内(或者在从50
Figure A200810130647001812
到1000
Figure A200810130647001813
的范围内)，在一个实施例中，在从大约100到大约300
Figure A200810130647001815
的范围内(或者在从100到300的范围内)。当HBL的厚度在(或者基本上在)这个范围内时，可以得到相对高的空穴传输特性，并且可以基本上抑制驱动电压增加。
电子注入-传输层33可以包括电子注入层(EIL)332和电子传输层(ETL)331。如图2中所示，电子注入-传输层33可以具有两层堆叠的结构或者具有所述层中的一个层的结构。这里，可以采用通常用来形成有机发光装置中的电子注入-传输层的材料。
ETL 331的厚度可以在从大约100
Figure A20081013064700193
到大约1000
Figure A20081013064700194
的范围内(或者可以在从100
Figure A20081013064700195
到1000
Figure A20081013064700196
的范围内)，在一个实施例中，在从大约100
Figure A20081013064700197
到大约500
Figure A20081013064700198
的范围内(或者在从100
Figure A20081013064700199
到500
Figure A200810130647001910
的范围内)。当ETL 331的厚度在(或者基本上在)这个范围内时，可以得到合适的电子传输特性，并且可以基本上抑制驱动电压增加。
利用真空沉积或者旋转涂敷(例如，在发光层32上或者在发光层32上方)形成ETL 331。所述材料不受限制，可以包括三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、TAZ和二(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium，BeBq2)。
可以利用真空沉积或旋转涂敷在电子传输层331上形成电子注入层332。电子注入层332可以是BaF2、LiF、NaF、MgF2、AlF3、CaF2、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq以及它们的组合等，但是不限于此。
图3示出了根据本发明另一实施例的包括阴极4a和有机层3a的有机发光装置的示意性剖视图。当包括缓冲层43时，由于在如图3中所示当电子注入-传输层仅包括ETL 331而没有电子注入层时，可以得到相同水平的发光效率，所以可以简化上述结构。
图4示出了根据本发明又一实施例的包括阴极4b和有机层3b的有机发光装置的示意性剖视图。
如上所述，阳极2形成在基底1上，包括空穴注入层311和空穴传输层312的空穴注入-传输层31形成在阳极2上。发光层32形成在空穴注入-传输层31上，电子传输层331形成在发光层32上。
缓冲层43形成在电子传输层331上，并且电子注入层332形成在缓冲层43上。接着，金属层41和金属氧化物层42顺序形成在电子注入层332上。
电子注入层332的厚度小于大约10
Figure A200810130647001911
(或者小于10)，在一个实施例中，电子注入层332的厚度在从大约3
Figure A20081013064700201
到大约10
Figure A20081013064700202
的范围内(或者在从3
Figure A20081013064700203
到10
Figure A20081013064700204
的范围内)。当电子注入层332的厚度在(或者基本上在)这个范围内时，可以改进阴极4b的透光率和电阻特性。
这里，可以通过金属层41来调节阳极2的功函数与阴极4b的功函数的比率，金属氧化物层42补偿金属层41的导电率。由于缓冲层43插入在电子注入层332和电子传输层331之间，所以不采用微腔结构也可以增加发光效率。
也可以在金属层41和金属氧化物层42之间插入中间层。中间层可以改进金属层41和金属氧化物层42之间的欧姆接触。
中间层可以包含功函数在从大约1.0eV到大约5.0eV的范围内(或者在从1.0eV到5.0eV范围内)的金属以及至少两种金属的合金，在一个实施例中，中间层包括功函数在从大约2.0eV到大约3.5eV范围内(或者在从2.0eV到3.5eV范围内)的材料。
例如，中间层可以包括In、Ag、Al、Ca和/或Mg以及它们的组合，但是不限于此。
中间层的厚度可以在从大约1
Figure A20081013064700205
到大约200
Figure A20081013064700206
的范围内(或者从1
Figure A20081013064700207
到200的范围内)，在一个实施例中，在从大约40
Figure A20081013064700209
到大约100
Figure A200810130647002010
的范围内(或者在从40
Figure A200810130647002011
到100
Figure A200810130647002012
的范围内)。当中间层的厚度在(或者基本上在)这个范围内时，可以改进阴极4b的透光率和电阻特性。
图5示出了根据本发明又一实施例的包括阴极4c和有机层3c的有机发光装置的示意性剖视图。
如上所述，阳极2形成在基底1上，包括HIL 311和HTL 312的空穴注入-传输层31形成在阳极2上。发光层32形成在空穴注入-传输层31上，包括ETL 331和EIL 332的电子注入-传输层33形成在发光层32上。
包含缓冲材料和金属的配合物层44形成在电子注入-传输层33上。可通过共沉积缓冲材料和金属来形成配合物层44。缓冲材料与上述用来形成缓冲层43的材料相同(或者基本相同)，并且所述金属与用来形成金属层41的材料相同(或者基本相同)。
配合物层44的厚度可以在从大约60
Figure A200810130647002013
到大约170
Figure A200810130647002014
的范围内(或者在从60
Figure A200810130647002015
到170
Figure A200810130647002016
的范围内)。当配合物层44的厚度在(或者基本上在)这个范围内时，可以改进阴极4c的透光率和电阻特性，从而增加发光效率。
图6示出了根据本发明又一实施例的包括阴极4d和有机层3d的有机发光装置的示意性剖视图。当包括配合物层44时，可以不包括EIL 332，如图6中所示。
另外，在金属氧化物层42和配合物层44之间还可以插入中间层。所述中间层可以改进金属氧化物层42和配合物层44之间的欧姆接触。
所述中间层可以包括功函数在从大约1.0eV到大约5.0eV的范围内(或者从1.0eV到5.0eV范围内)的材料，在一个实施例中，所述中间层可以包括功函数在从大约2.0eV到大约3.5eV的范围内(或者从2.0eV到3.5eV的范围内)的材料。
例如，所述中间层可以包括In、Ag、Al、Ca和/或Mg以及它们的组合，但是不限于此。
中间层的厚度可以在从大约1
Figure A20081013064700211
到大约200
Figure A20081013064700212
的范围内(或者从1
Figure A20081013064700213
到200的范围内)，在一个实施例中，在从大约40
Figure A20081013064700215
到大约100
Figure A20081013064700216
的范围内(或者在从40
Figure A20081013064700217
到100
Figure A20081013064700218
的范围内)。当中间层的厚度在这个范围内时，可以改进阴极4d的透光率和电阻特性。
另外，阳极2可以包括基底1上的反射层22和反射层22上的阳极材料层21，如图7中所示，其中，阳极材料层21将空穴注入到空穴注入-传输层31中。
阳极材料层21可以包含从氧化铟(InO)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)和氧化铟锌(IZO)以及它们的组合中选择的具有足够高的功函数的材料。
反射层22可以包含从Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr及其组合中选择的具有高反光率的材料。
图8示出了根据本发明又一实施例的包括阳极2a的有机发光装置的示意性剖视图。阳极2a可以具有如图8中所示的具有由与阳极材料层21的材料相同(或者基本相同)的材料形成并设置在反射层22下方的层23的夹层结构。
所述结构可以用在如图9中所示的无源矩阵型(PM)顶部发射有机发光显示装置中，或者用在如图10中所示的有源矩阵型(AM)顶部发射有机发光有机发光显示装置中。图9和图10中示出的实施例是对图1的应用。图2至图8的实施例也可以应用到图9和图10中的实施例。
参照图9，在无源矩阵型有机发光显示装置中，阳极2在基底1上形成为带状图案，在阳极2上形成内部绝缘层24。分隔件25在内部绝缘层24上以直角与阳极2交叉，从而将有机层3和阴极4图案化。通过分隔件25与阳极2交叉来将有机层3和阴极4图案化。在阳极2上形成密封构件(未示出)，从而将有机发光装置与空气隔离。可以不采用分隔件25而是通过图案化的掩模来形成有机层3和阴极4。
由于在PM有机发光显示装置中不采用微腔结构也可以增加光提取效率，所以可以得到合适水平的发光效率。
参照图10，在有源矩阵型有机发光显示装置中，包括薄膜晶体管(TFT)的像素电路位于基底1上。所述像素电路包括至少一个TFT，并且所述TFT电连接到有机发光装置。
缓冲层11位于基底1上，具有图案(该图案可以为预定图案)的半导体有源层12位于缓冲层11上。由SiO2、SiNx等形成的栅极绝缘层13位于有源层12上，栅电极14位于栅极绝缘层13的一部分上。栅电极14连接到栅极线，所述栅极线向TFT施加导通/截止信号。层间介电层15位于栅电极14上，源电极16a和漏电极16b分别接触有源层12的源区和漏区。
为了保护TFT，用平坦化层17覆盖TFT，平坦化层17的上表面可以是平坦的，从而阳极2容易地形成在平坦化层17上。
阳极2位于平坦化层17上，像素限定层18是覆盖平坦化层17的绝缘材料。像素限定层18可以具有通过其暴露阳极2的开口。有机层3沉积在暴露的阳极2上，阴极4沉积在阳极2和有机层3上方。
在这种AM有机发光显示装置中，不采用微腔结构也可以增加光提取效率，因此可以得到合适水平的发光效率。
将参照下面的示例来更详细地描述本发明。然而，本发明不受这些示例的限制。
示例
制备示例1
通过形成基准电极(MgAg层(18nm)/LiF电子注入层(0.5nm))/Bebq2电子传输层(60nm)/LiF电子注入层(0.5nm)/MgAg层(18nm)来制备具有以上结构的电子专用装置(electron only device)。
电子专用装置是这样一种装置，在该装置中，只有电子流动，并且所述电子专用装置通过利用真空沉积在玻璃基底上顺序设置具有上述结构的装置的每层来形成。通过按照10∶1的比率共沉积Mg和Ag来形成MgAg层。
制备示例2
通过形成第一电极(InO金属氧化物层(100nm)/Mg金属层(5nm)/LiF电子注入层(0.5nm))/Bebq2电子传输层(30nm)/基准电极(LiF电子注入层(0.5nm)/MgAg层(18nm))来制备具有以上结构的电子专用装置。
所述电子专用装置是这样一种装置，在该装置中，只有电子流动，并且所述电子专用装置通过利用真空沉积在玻璃基底上顺序设置具有上述结构的装置的每层来形成。通过按照10∶1的比率共沉积Mg和Ag来形成MgAg层。
制备示例3
通过形成第二电极(InO金属氧化物层(100nm)/LiF电子注入层(0.5nm)/C60缓冲层(3nm))/Bebq2电子传输层(30nm)/基准电极(LiF电子注入层(0.5nm)/MgAg层(18nm))来制备具有以上结构的电子专用装置。
所述电子专用装置是这样一种装置，在该装置中，只有电子流动，并且所述电子专用装置通过利用真空沉积在玻璃基底上顺序设置具有上述结构的装置的每层来形成。通过按照10∶1的比率共沉积Mg和Ag来形成MgAg层。
制备示例4
通过形成第三电极(InO金属氧化物层(100nm)/Mg金属层(5nm)/LiF电子注入层(0.5nm)/C60缓冲层(3nm))/Bebq2电子传输层(30nm)/基准电极(LiF电子注入层(0.5nm)/MgAg层(18nm))来制备具有以上结构的电子专用装置。
所述电子专用装置是这样一种装置，在该装置中，只有电子流动，并且所述电子专用装置通过利用真空沉积在玻璃基底上顺序设置具有上述结构的装置的每层来形成。通过按照10∶1的比率共沉积Mg和Ag来形成MgAg层。
评价示例1
利用Keithley 238源测量单元来评价根据制备示例1至制备示例4制备的有机发光装置的电流-电压特性，结果如图11中所示。根据图11，包括根据制备示例4制备的具有InO金属氧化物层(100nm)/Mg金属层(5nm)/LiF电子注入层(0.5nm)/C60缓冲层(3nm)的结构的本发明的第三电极的有机发光装置具有最高的电流密度特性。因此，第三电极具有合适的电子注入特性。
对比例1
通过形成ITO阳极/CuPc空穴注入层(60nm)/NPD空穴传输层(30nm)/DSA+3wt％TBPe蓝色发光层(25nm)/BAlq空穴阻挡层(5nm)/Bebq2电子传输层(20nm)/阴极(LiF电子注入层(1nm)/MgAg层(100nm))来制备具有以上结构的有机发光装置。
首先，将15Ω/cm2(1000
Figure A20081013064700241
)的ITO玻璃基底切成尺寸为50mm×50mm×0.7mm的块，接着，这些块分别在异丙醇和去离子水中超声波清洗15分钟，然后这些块被紫外线臭氧清洗30分钟，从而制备包括ITO阳极的基底。
接着，在ITO阳极上将作为空穴注入材料的CuPc沉积60nm的厚度，从而形成空穴注入层。在空穴注入层上将作为空穴传输材料的NPD沉积30nm的厚度，从而形成空穴传输层。
在空穴传输层上将DSA(三星SDI有限公司)和TBPe(三星SDI有限公司)沉积25nm的厚度，从而形成蓝色发光层，其中，按重量计每100份的DSA采用按重量计3份的TBPe，并且在蓝色发光层上将BAlq沉积为5nm的厚度，从而形成空穴阻挡层。接着，在空穴阻挡层上将Bebq2沉积为20nm的厚度，从而形成电子传输层，并且在电子传输层上将LiF沉积为1nm的厚度，从而形成电子注入层。按照10∶1的比率将Mg和Ag共沉积为100nm的厚度，来形成MgAg层，从而制备阴极。
示例1
除了形成具有C60缓冲层(3nm)/LiF电子注入层(1nm)/Mg金属层(5nm)/InO金属氧化物层(100nm)的结构的电极作为阴极来代替具有LiF电子注入层(1nm)/MgAg层(100nm)/ITO阳极/CuPc空穴注入层(60nm)/NPD空穴传输层(30nm)/DSA+3wt％TBPe蓝色发光层(25nm)/BAlq空穴阻挡层(5nm)/Bebq2电子传输层(20nm)/阴极(C60缓冲层(3nm)/LiF电子注入层(1nm)/Mg金属层(5nm)/InO金属氧化物层(100nm))的结构的电极之外，按照与对比例1的方式相同(或者基本相同)的方式制备具有以上结构的有机发光装置。
评价示例2
利用Keithley238源测量单元来评价根据对比例1和示例1制备的有机发光装置的电流-电压特性，结果如图12中所示。根据图12，与对比例1的有机发光装置相比，本发明的示例1的有机发光装置具有更合适的电流密度和效率特性。
另外，示例1的有机发光装置的电流效率是大约6.5cd/A，因此，该有机发光装置具有良好的电学特性。
根据以上描述，在如上所述根据本发明实施例的发光装置中，在顶部发射型发光结构中，不采用微腔结构也可以增加光提取效率，并且可以降低驱动电压。
尽管已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的实施例，而且相反，本发明意图覆盖包含在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (53)

1、一种有机发光装置，包括：
阳极，包含阳极材料并且用于注入空穴；
有机层，位于阳极上并且包括发光层；
阴极，位于有机层上，并且从发光层发射的光穿过阴极，
其中，阴极包括：
缓冲层，
金属氧化物层，包含金属氧化物，
金属层，包含绝对功函数值低于阳极材料的绝对功函数值的金属，并且结合到缓冲层和金属氧化物层。
2、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，金属氧化物层包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、SnO2、AZO、Ca12Al7Ox以及它们的组合组成的组中选择的材料。
3、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，金属层包含功函数在从1eV到4.5eV范围内的金属。
4、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，金属层包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca、In以及它们的组合组成的组中选择的金属。
5、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，金属层的厚度在从
Figure A2008101306470002C1
到
Figure A2008101306470002C2
的范围内。
6、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，缓冲层包含有机偶极材料。
7、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，缓冲层包含从由富勒烯、含金属的富勒烯基配合物、碳纳米管、碳纤维、碳黑、石墨、碳炔、MgC60、SrC60、CaC60、C60、C70、MgO、YbO以及它们的组合组成的组中选择的材料。
8、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，缓冲层的厚度小于
Figure A2008101306470002C3
9、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，阴极具有至少85％的透光率。
10、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，阴极具有在从0.001Ω/□到1000Ω/□范围内的电阻。
11、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，阴极具有在从1eV到6eV范围内的功函数。
12、根据权利要求1所述的有机发光装置，还包括位于缓冲层和金属层之间的电子注入层。
13、根据权利要求12所述的有机发光装置，其中，电子注入层包含从由BaF2、LiF、NaF、MgF2、AlF3、CaF2、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq以及它们的组合组成的组中选择的材料。
14、根据权利要求12所述的有机发光装置，其中，电子注入层的厚度小于
Figure A2008101306470003C1
15、根据权利要求1所述的有机发光装置，还包括金属层和金属氧化物层之间的中间层。
16、根据权利要求15所述的有机发光装置，其中，中间层包含功函数在1eV到5eV的范围内的金属或者由至少两种上述金属形成的合金。
17、根据权利要求15所述的有机发光装置，其中，中间层包含从由In、Ag、Al、Ca、Mg以及它们的组合组成的组中选择的金属。
18、根据权利要求15所述的有机发光装置，其中，中间层的厚度在从
Figure A2008101306470003C2
Figure A2008101306470003C3
到
Figure A2008101306470003C4
的范围内。
19、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，阳极还包括反射层。
20、根据权利要求19所述的有机发光装置，反射层包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr以及它们的组合组成的组中选择的材料。
21、根据权利要求1所述的有机发光装置，其中，阳极材料包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌和它们的组合组成的组中选择的材料。
22、一种有机发光装置，包括：
阳极，包含阳极材料并且用于注入空穴；
有机发光层，位于阳极上；
缓冲层，位于有机发光层上；
金属层，包含绝对功函数值低于阳极材料的绝对功函数值的金属，所述金属层位于缓冲层上；
金属氧化物层，包含金属层上的金属氧化物。
23、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，金属氧化物层包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、SnO2、AZO、Ca12Al7Ox以及它们的组合组成的组中选择的材料。
24、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，金属层包含功函数在从1eV到4.5eV范围内的金属。
25、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，金属层包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca、In以及它们的组合组成的组中选择的金属。
26、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，金属层的厚度在从
Figure A2008101306470004C1
到
Figure A2008101306470004C2
的范围内。
27、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，缓冲层包含有机偶极材料。
28、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，缓冲层包含从由富勒烯、含金属的富勒烯基配合物、碳纳米管、碳纤维、碳黑、石墨、碳炔、MgC60、SrC60、CaC60、C60、C70、MgO、YbO以及它们的组合组成的组中选择的材料。
29、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，缓冲层的厚度小于
Figure A2008101306470004C3
30、根据权利要求22所述的有机发光装置，还包括位于缓冲层和金属层之间的电子注入层。
31、根据权利要求30所述的有机发光装置，其中，电子注入层包含从由BaF2、LiF、NaF、MgF2、AlF3、CaF2、NaCl、CsF、Li2O、BaO、Liq以及它们的组合组成的组中选择的材料。
32、根据权利要求30所述的有机发光装置，其中，电子注入层的厚度小于
33、根据权利要求22所述的有机发光装置，还包括金属层和金属氧化物层之间的中间层。
34、根据权利要求33所述的有机发光装置，其中，中间层包含功函数在1eV到5eV的范围内的金属或者由至少两种上述金属形成的合金。
35、根据权利要求33所述的有机发光装置，其中，中间层包含从由In、Ag、Al、Ca、Mg以及它们的组合组成的组中选择的金属。
36、根据权利要求33所述的有机发光装置，其中，中间层的厚度在从
Figure A2008101306470004C6
到
Figure A2008101306470004C7
的范围内。
37、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，阳极还包括反射层。
38、根据权利要求37所述的有机发光装置，反射层包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr以及它们的组合组成的组中选择的材料。
39、根据权利要求22所述的有机发光装置，其中，阳极材料包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌和它们的组合组成的组中选择的材料。
40、一种有机发光装置，包括：
阳极，包含阳极材料并且用于注入空穴；
有机层，位于阳极上并且包括发光层；
阴极，位于有机层上，并且从发光层发射的光穿过阴极，
其中，阴极包括：
金属氧化物层，包含金属氧化物，
配合物层，结合到金属氧化物层，并且包含缓冲材料和绝对功函数值低于阳极材料的绝对功函数值的金属。
41、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，金属氧化物层包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌、SnO2、AZO、Ca12Al7Ox以及它们的组合组成的组中选择的材料。
42、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，所述金属具有在从1eV到4.5eV范围内的功函数。
43、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，所述金属从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca、In以及它们的组合组成的组中选择。
44、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，所述缓冲材料包括有机偶极材料。
45、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，缓冲材料包括从由富勒烯、含金属的富勒烯基配合物、碳纳米管、碳纤维、碳黑、石墨、碳炔、MgC60、SrC60、CaC60、C60、C70、MgO、YbO以及它们的组合组成的组中选择的材料。
46、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，配合物层的厚度在从
Figure A2008101306470005C1
到
Figure A2008101306470005C2
的范围内。
47、根据权利要求40所述的有机发光装置，还包括配合物层和金属氧化物层之间的中间层。
48、根据权利要求47所述的有机发光装置，其中，中间层包含功函数在1eV到5eV的范围内的金属或者由至少两种上述金属形成的合金。
49、根据权利要求47所述的有机发光装置，其中，中间层包含从由In、Ag、Al、Ca、Mg以及它们的组合组成的组中选择的金属。
50、根据权利要求47所述的有机发光装置，其中，中间层的厚度在从
Figure A2008101306470006C1
到
Figure A2008101306470006C3
的范围内。
51、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，阳极还包括反射层。
52、根据权利要求51所述的有机发光装置，反射层包含从由Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr以及它们的组合组成的组中选择的材料。
53、根据权利要求40所述的有机发光装置，其中，阳极材料包含从由氧化铟、氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌和它们的组合组成的组中选择的材料。
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