CN105474426A - 制备有机发光器件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备有机发光器件的方法。本发明的制备有机发光器件的方法包括:1)在基板上形成第一电极的步骤;2)在第一电极的至少部分区域上形成辅助电极的步骤;3)在辅助电极上形成绝缘层以及形成突出结构的步骤,其中绝缘层具有比辅助电极更大的宽度;以及4)在第一电极和绝缘层上形成第二电极的步骤,从而具有使提供在第一电极上的第二电极与提供在绝缘层上的第二电极彼此电性短路的结构。
Description
技术领域
本申请要求于2013年9月30日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请号10-2013-0116195的优选权和权益,其全部内容以引用的方式纳入本申请。
本申请涉及一种制备有机发光器件的方法。
背景技术
有机发光器件由两个相对的电极和置于其间的具有类半导体特性的多层有机材料薄膜组成。具有该构造的有机发光器件利用通过用有机材料使电能转化为光能的现象,即有机发光现象。具体而言,在将有机材料层置于负极(anode)和正极(cathode)之间的结构中,当将电压施加在两个电极之间时,来自负极的空穴和来自正极的电子被注入有机材料层中。当注入的空穴和电子彼此相遇时,形成激子,并且激子降回基态以发光。
在上述有机发光器件中,由有机材料层产生的光通过透光电极而发出,并且有机发光器件通常可分为顶部发光型、底部发光型和双面发光型。对于顶部发光型或底部发光型,两个电极中的一个需为透光电极,对于双面发光型,两个电极都需为透光电极。
关于上述有机发光器件,自从KodakCo.,Ltd.宣称当使用多层结构时可在低压下驱动所述器件,已有许多研究集中于此,并且近来,将使用有机发光器件的自然色彩显示器附到手机上并商业化。
另外,由于近来对有机发光器件中使用磷光材料来代替现有的荧光材料进行了研究,效率得到显著提高,并且还预期在不久的将来所述器件会被现有的照明设备所代替。
为了使用有机发光器件作为照明设备,不同于现有的自然色彩显示器,所述器件需要在高亮度下进行驱动,并且类似于现有的照明设备,需要保持恒定的亮度。为了充分提高有机发光器件的亮度,需要大面积地进行发光,并且为了大面积地进行发光,需要使用高驱动电流。另外,为了大面积地保持恒定的亮度,需将上述高电流均匀地注入具有大面积的器件中。
发明内容
技术问题
在本技术领域中,有必要对可通过更简单的方法制备的有机发光器件进行研究。
技术方案
本申请的一个示例性实施方案提供了一种制备有机发光器件的方法,包括:1)在基板上形成第一电极;2)在第一电极的至少部分区域上形成辅助电极;3)在辅助电极上形成绝缘层,并且形成突出(overhang)结构,其中绝缘层具有比辅助电极更大的宽度;以及4)在第一电极和绝缘层上形成第二电极,以使提供在第一电极上的第二电极与提供在绝缘层上的第二电极彼此电性短路。
有益效果
在本申请示例性实施方案的有机发光器件中,通过形成第一电极和在突出结构上电性短路的第二电极,可在第二电极的制备方法期间,排除使用在相关领域中用于形成图案的掩膜(mask)。因此,可降低用于制备有机发光器件的工艺成本。
附图说明
图1和2为示出在相关领域中用于有机发光器件的电极的图。
图3至5为示出用于本申请示例性实施方案的有机发光器件的电极的图。
图6为示出本申请示例性实施方案的突出结构的电子图片的视图。
附图标记的说明:
10:基板
20:负极
30:辅助电极
40:绝缘层
50:正极
具体实施方式
在下文中,将详细描述本申请。
一般而言,用于照明的有机发光器件具有透明电极、有机材料层和金属电极依序沉积在基板上的结构。当制备有机发光器件时,在平面图中有机材料层与金属电极的沉积图案具有不同的面积,因此在沉积有机材料层和金属电极时使用不同的掩膜。因此,存在的问题在于需要在沉积过程中替换掩膜,生产能力因复杂的沉积设备而不高,而且制备成本也高。
因此,本发明人研究了一种导电图案,其可通过更简单的方法进行制备并且可被应用到有机发光器件的电极,从而完成本发明。
根据本申请示例性实施方案所述的制备有机发光器件的方法包括:1)在基板上形成第一电极;2)在第一电极的至少部分区域上形成辅助电极;3)在辅助电极上形成绝缘层,并且形成突出结构,其中绝缘层具有比辅助电极更大的宽度;以及4)在第一电极和绝缘层上形成第二电极,以使提供在第一电极上的第二电极与提供在绝缘层上的第二电极彼此电性短路。
在本申请中,提供在第一电极上的第二电极和辅助电极可具有电性短路形式的结构,并且提供在第一电极上的第二电极和绝缘层可具有电性短路形式的结构。
即,可在第一电极的部分而非整个表面上提供辅助电极。
在本申请中,电性短路形式的结构意指第二电极与辅助电极或绝缘层是物理上隔开的并且结构上设置为彼此间隔开的形式。
在相关领域中,使用用于形成图案的掩膜以形成第二电极,即第二电极的图案,包括电性短路结构。然而,在本申请中,通过形成第一电极以及在形成于第一电极上的具有突出结构的双层(duallayer)上形成第二电极,可制备包括电极结构的有机发光器件,其中形成在第一电极上的第二电极和形成在具有突出结构的双层上的第二电极无需用于形成图案的隔离掩膜而被电性短路。
在本申请中,3)的突出结构可通过分别或同时蚀刻辅助电极和绝缘层而形成。
在本申请中,辅助电极和绝缘层包括在相同的蚀刻剂下具有不同的蚀刻速率的材料,从而可形成具有突出结构的绝缘层,所述绝缘层具有比辅助电极更大的宽度。即,绝缘层可包括在相同的蚀刻剂下其蚀刻速率低于辅助电极的蚀刻速率的材料。
此外,具有突出结构的绝缘层也可通过对用于形成辅助电极和绝缘层的蚀刻剂种类进行区分而形成。
蚀刻剂的具体实例包括氢氟酸(HF)、磷酸(H3PO4)、缓冲氧化物蚀刻剂(BOE)、缓冲HF溶液(BHF)、过氧化氢基蚀刻剂、CH3COOH、HCl、HNO3和铁基蚀刻剂,但不限于此。
具体而言,在辅助电极和绝缘层的蚀刻过程期间,可通过适当地调节蚀刻时间、温度等来形成最佳的突出结构。本申请示例性实施方案的突出结构的图片示于图6中。
在本申请中,辅助电极的目的在于改进第一电极的电阻,且可通过沉积或印刷一种以上的导电密封剂和金属而形成。更具体而言,辅助电极可包括一种以上的镁、钙、钠、钾、钛、铟、铱、锂、钆、铝、银、锡、铅、铬、钼、铜及其合金,但不限于此。辅助电极的厚度可为50nm至5μm,但不限于此。
绝缘层可通过使用本领域中已知的材料和方法而形成。更具体而言,绝缘层可通过使用下列材料而形成:常规的光阻材料;聚酰亚胺;聚丙烯;氮化硅;二氧化硅;氧化铝;氮化铝;碱金属氧化物;碱土金属氧化物等,但其材料不限于此。绝缘层的厚度可为10nm至10μm,但不限于此。
在本申请中,可使用本领域中已知的基板作为基板而没有限制,并且更具体的基板实例包括玻璃基板、塑料基板等,但不限于此。
在本申请中,第一电极可包括透明导电氧化物。透明导电氧化物可为至少一种选自以下元素的氧化物:铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镓(Ga)、铈(Ce)、镉(Cd)、镁(Mg)、铍(Be)、银(Ag)、钼(Mo)、钒(V)、铜(Cu)、铱(Ir)、铑(Rh)、钌(Ru)、钨(W)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、铝(Al)和镧(La)。
此外,第一电极可包括一种以上的镁、钙、钠、钾、钛、铟、铱、锂、钆、铝、银、铂、金、钨、钽、铜、锡、铅,及其合金。
第一电极可通过使用任何一种物理气相沉积法(PVD)、任何一种化学气相沉积法或原子层沉积法(ALD)而形成,所述物理气相沉积法选自溅射法、电子束蒸发法、热蒸发法、激光分子束外延法(L-MBE)以及脉冲激光沉积法(PLD);所述化学气相沉积法选自热化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)、光化学气相沉积法、激光化学气相沉积法、金属有机化学气相沉积法(MOCVD)以及氢化物气相外延法(HVPE)。
在本申请中,第二电极可包括透明导电氧化物。透明导电氧化物可为至少一种选自下列元素的氧化物:铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镓(Ga)、铈(Ce)、镉(Cd)、镁(Mg)、铍(Be)、银(Ag)、钼(Mo)、钒(V)、铜(Cu)、铱(Ir)、铑(Rh)、钌(Ru)、钨(W)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、铝(Al)和镧(La)。
此外,第二电极可包括一种以上的镁、钙、钠、钾、钛、铟、铱、锂、钆、铝、银、铂、金、钨、钽、铜、锡、铅,及其合金。
第二电极可通过使用任何一种物理气相沉积法(PVD)、任何一种化学气相沉积法或原子层沉积法(ALD)而形成,所述物理气相沉积法选自溅射法、电子束蒸发法、热蒸发法、激光分子束外延法(L-MBE)以及脉冲激光沉积法(PLD);所述化学气相沉积法选自热化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)、光化学气相沉积法、激光化学气相沉积法、金属有机化学气相沉积法(MOCVD)以及氢化物气相外延法(HVPE)。
第二正极的厚度可为50nm至5μm,但不限于此。
在本申请中,在第一电极上,在其上提供辅助电极的区域是非发光区域,并且在其上不提供辅助电极的区域为发光区域。在此情况下,可在第一电极的发光区域内另外地提供有机材料层。即,可将第一电极、有机材料层和第二电极依次提供在发光区域内。
对有机材料层的具体材料和形成方法不具体限制,并且可使用本领域内广为人知的材料和形成方法。
具有少数几层的有机材料层可使用各种聚合物材料通过沉积法或溶剂法来制备,所述方法例如旋涂法、浸涂法、刮涂法、丝网印刷法、喷墨印刷法或热转印法。
有机材料层可包括发光层,并具有层压结构,所述层压结构包括选自以下的一种或多种:空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层。
作为可形成空穴注入层的材料,通常优选具有高功函数的材料,使得空穴容易地注入有机材料层中。可在本申请中使用的空穴注入材料的具体实例包括:金属,如钒、铬、铜、锌和金,或其合金;金属氧化物,如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO);金属和氧化物的结合物,如ZnO:Al或SnO2:Sb;以及导电聚合物,如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(乙烯-1,2-二氧)噻吩](PEDT)、聚吡咯和聚苯胺,但不限于此。
作为可形成电子注入层的材料,通常优选具有低功函数的材料,使得电子容易地注入有机材料层中。电子注入材料的具体实例包括:金属,如镁、钙、钠、钾、钛、铟、铱、锂、钆、铝、银、锡和铅,或其合金;多层结构材料,如LiF/Al或LiO2/Al等,且可使用与空穴注入电极材料相同的材料,但电子注入材料的实例不限于此。
作为可形成发光层的材料,优选的材料可通过接受来自空穴传输层的空穴和来自电子传输层的电子并将空穴和电子结合而在可见光区域中发射光,并且对荧光或磷光具有高的量子效率。其具体的实例包括8-羟基-喹啉-铝络合物(Alq3);咔唑基化合物;二聚苯乙烯化合物;BAlq;10-羟基苯并喹啉-金属化合物;基于苯并噁唑、苯并噻唑和苯并咪唑的化合物;基于聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)的聚合物;螺环化合物;聚芴和红荧烯;磷光主体CBP[[4,4'-双(9-咔唑基)联苯]等,但不限于此。
此外,为了改进荧光或磷光特性,发光材料还可包括磷光掺杂剂或荧光掺杂剂。磷光掺杂剂的具体实例包括ir(ppy)(3)[fac三(2-苯基吡啶)铱]、F2Irpic[铱(III)双(4,6,-二氟苯基-吡啶根合-N,C2)吡啶甲酸酯]等。对于荧光掺杂剂,可使用本领域中已知的那些。
作为可形成电子传输层的材料,适合的材料可很好地接受来自电子注入层的电子并将电子传递到发光层,并且具有高的电子迁移率。其具体的实例包括:8-羟基-喹啉铝络合物;包含Alq3的络合物;有机自由基化合物;羟基黄酮-金属络合物等,但不限于此。
更优选地,可将根据本申请示例性实施方案制备的有机发光器件应用于用于照明的有机发光器件,但不限于此。
用于相关领域中的有机发光器件的电极示于图1和2中,并且用于本申请示例性实施方案的有机发光器件的电极示于图3-5中。
参照图3-5的结果,本申请示例性实施方案的有机发光器件包括:基板10;提供在基板10上的负极20;提供在负极20上的辅助电极30;提供在辅助电极30上且具有突出结构的绝缘层40,所述绝缘层具有比辅助电极30更大的宽度;以及提供在负极20和绝缘层40上的正极50,其具有使提供在负极20上的正极50与提供在绝缘层40上的正极50彼此电性短路的电极结构。
在伴随着制备有机发光器件的沉积过程中,由金属材料制成的掩膜被用作荫罩。更具体而言,在有机材料沉积过程中使用一个以上的荫罩,并且在第二电极的沉积过程中使用一个荫罩。
然而,当制备本申请示例性实施方案的层压体时,金属荫罩不是必须的,因此可降低掩膜的生产成本,和对掩膜定期清洁和替换的维护成本。此外,通过接合有机材料图案化技术等,可不使用掩膜来进行沉积过程。此外,当从沉积设备移去掩膜时,可简化设备的输送部件。具体而言,由于设备、玻璃等变得较大,可显著增加由上述简化所带来的降低成本的效果。
如上所述,在本申请示例性实施方案的有机发光器件中,通过形成第一电极和突出结构上电性短路的第二电极,可在制备第二电极过程中排除使用在相关领域中用于形成图案的掩膜。因此,可降低用于制备有机发光器件的工艺成本。
Claims (14)
1.一种制备有机发光器件的方法,包括:
1)在基板上形成第一电极;
2)在第一电极的至少部分区域上形成辅助电极;
3)在辅助电极上形成绝缘层,并形成突出结构,其中绝缘层具有比辅助电极更大的宽度;以及
4)在第一电极和绝缘层上形成第二电极,以使提供在第一电极上的第二电极与提供在绝缘层上的第二电极彼此电性短路。
2.权利要求1的方法,其中提供在第一电极上的第二电极与辅助电极具有电性短路形式的结构。
3.权利要求1的方法,其中提供在第一电极上的第二电极和绝缘电极具有电性短路形式的结构。
4.权利要求1的方法,其中通过分别或同时蚀刻辅助电极和绝缘层而形成3)中的突出结构。
5.权利要求4的方法,其中辅助电极和绝缘层包括在相同的蚀刻剂下彼此具有不同的蚀刻速率的材料。
6.权利要求4的方法,其中用于形成辅助电极和绝缘层的蚀刻剂的种类彼此不同。
7.权利要求5或6的方法,其中蚀刻剂包括选自以下的一种或多种:氢氟酸(HF)、磷酸(H3PO4)、缓冲氧化物蚀刻剂(BOE)、缓冲HF溶液(BHF)、过氧化氢基蚀刻剂、CH3COOH、HCl、HNO3和铁基蚀刻剂。
8.权利要求1的方法,其中辅助电极包括选自以下的一种或多种:镁、钙、钠、钾、钛、铟、铱、锂、钆、铝、银、锡、铅、铬、钼、铜,及其合金。
9.权利要求1的方法,其中绝缘层包括选自以下的一种或多种:光阻材料;聚酰亚胺;聚丙烯;氮化硅;二氧化硅;氧化铝;氮化铝;碱金属氧化物;碱土金属氧化物。
10.权利要求1的方法,其中第一电极或第二电极包括至少一种选自以下元素的氧化物:铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镓(Ga)、铈(Ce)、镉(Cd)、镁(Mg)、铍(Be)、银(Ag)、钼(Mo)、钒(V)、铜(Cu)、铱(Ir)、铑(Rh)、钌(Ru)、钨(W)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、铝(Al)和镧(La)。
11.权利要求1的方法,其中第一电极或第二电极包括选自以下的一种或多种:镁、钙、钠、钾、钛、铟、铱、锂、钆、铝、银、铂、金、钨、钽、铜、锡、铅,及其合金。
12.权利要求1的方法,其中在第一电极上,提供辅助电极的区域为非发光区域,并且不提供辅助电极的区域为发光区域。
13.权利要求12的方法,还包括:
在第一电极的发光区域内形成有机材料层。
14.权利要求1的方法,其中有机发光器件旨在用于照明。
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