CN1333927A - 有机发光装置 - Google Patents
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Abstract
一种有机发光装置,该装置包含:位于第一电极和第二电极之间的发光有机材料层,至少一个第一和第二电极包含位于发光有机材料层上的一个或多个电极层,以将载荷子注入发光有机材料中,其中,有机发光装置进一步包含介电材料层,该介电材料层位于远离发光有机材料层的最外电极层表面。
Description
本发明涉及有机发光装置(OLED)。
诸如第5247190号美国专利或第4539507号美国专利中所述的有机发光装置具有巨大的应用于显示装置的潜力，该专利的内容在这里共同用作参考。根据一种方法，OLED通过用诸如氧化铟锡(ITO)的透明第一电极(阳极)对玻璃或者塑料衬底进行涂敷而制成。至少一层电致发光有机材料薄膜在最末层之前沉积，该末层为第二电极(阴极)的膜，该第二电极一般为金属或者合金。
从电子注入性能的角度上看，具有较低功函数的金属或者包含具有较低功函数金属的合金的层为阴极的优选材料。但是，这些低功函数的元素的一个固有特性是，它们非常易于与诸如氧气或者湿气的周围活性物质发生反应。这些反应损害了阴极的电子注入特性，导致形成不发光的黑点，从而降低了装置的性能。
因此，本发明的目的是为了提供有机发光装置，该有机发光装置不易形成不发光的黑点，并且由此提高了防止显示器性能降低的能力。
本发明的另一目的是为了提供制作保护帽的方法，该保护帽用于有机发光装置的电极，从而使得对位于下面的有机层的损害降到最低。
根据本发明的一个方面，提供了有机发光装置，该有机发光装置包含：至少一层位于第一电极和第二电极之间的发光有机材料，至少一个第一电极和第二电极包含位于发光材料上的一层或多层电极层，其中有机发光装置进一步具有叠层(stack)，该叠层包含惰性阻挡层和至少一个吸气层，该吸气层置于最外层电极层和惰性阻挡层之间，用于吸收湿气和氧气。
当其上形成有叠层的电极包含至少一层通过真空蒸发沉积的层时，本发明的这一方面的优点尤为明显。
惰性阻挡层是为了尽量降低活性物质进入装置，并且吸气层是为了吸收任何微量的通过惰性阻挡层渗入的活性物质。
惰性阻挡层优选为无机介电材料层，该无机介电材料优选自AlN、Al2O3、SiO2和Si3N4，并且厚度优选为在0.01-10微米的范围内，特别优选为在1-10微米的范围内。惰性阻挡层优选通过溅射技术进行沉积以提供无微孔的层。
吸气层优选为表现出与湿气或氧气较高反应性的材料层，该材料诸如Li、Ca、Ba或Cs，或者诸如LiAl的它们的合金，或者诸如BaO的吸湿氧化物。其厚度优选为在0.01-5微米的范围内。钙为用作吸气层的特别优选材料。吸气层可以通过溅射技术沉积以提供无微孔的层。另外，也可以通过真空蒸发技术进行沉积。
根据本发明的另一个方面，提供有机发光装置，该装置包含置于第一电极和第二电极之间的发光有机材料层，至少一个第一和第二电极包含位于有机发光材料层上的一个或多个电极层，用于将载荷子注入发光有机材料中，其中，有机发光装置进一步包含介电材料层，该介电材料层位于远离发光有机材料层的最外层电极层表面上。
当其上形成有介电层的电极包含至少一层通过真空蒸发沉积的层时，本发明的这一方面的优点也会变得尤为明显。
在本发明的一实施例中，有机发光装置进一步包含位于第一介电材料层上的第二介电材料层，所选介电层的厚度应有利于降低电极上的机械应力。
用于第一层和第二层的合适的介电材料包含无机介电材料，优选为SiO、AlN、SiO2、Si3N4和Al2O3。每一介电层的厚度优选为在0.01-10微米的范围内，特别优选为在1-10微米的范围内。
每一介电层可以通过溅射技术或者通过真空技术进行沉积。
本据本发明的第三方面，提供了在有机发光装置的第一电极上提供保护帽的方法，该装置包含至少一层置于第一电极和第二电极之间发光有机材料，所述电极用于将载荷子注入发光有机材料，所述方法包含通过真空蒸发技术在位于发光有机材料层对面的第一电极层的表面上形成第一介电材料层。
第一电极一般包含一个或多个金属层，介电层直接在远离有机发光材料的最外金属层上形成。
并且，可在第一介电层上提供上述各种阻挡层和/或吸气层。
同本发明的第一方面和第二方面一样，当所述电极通过真空蒸发技术沉积时，本发明的第三方面的优点十分明显。
下面参照下列附图通过例述的方法对本发明的优选实施例进行说明。
图1为根据本发明第一实施例的有机发光装置的截面示意图。
图2为根据本发明第二实施例的有机发光装置的截面示意图。
图3为根据本发明第三实施例的有机发光装置的截面示意图。
图4为根据本发明第四实施例的有机发光装置的截面示意图。
图5为根据本发明第五实施例的有机发光装置的截面示意图。
图6为根据本发明第六实施例的有机发光装置的截面示意图。
图7为根据本发明第七实施例的有机发光装置的截面示意图。
根据本发明第一实施例的有机发光装置如图1所示。该装置包含第一电极层4，这里包含氧化铟锡(ITO)的阳极层形成于衬底2上。衬底由诸如玻璃、柔性塑料或者玻璃-塑料层压材料制成。有机发光材料(这里为聚(亚苯基亚乙烯基)(PPV))的第一薄膜6形成于ITO层4上。该有机PPV层可以通过下述方法形成：将在适当溶剂中的PPV前体旋转涂敷至ITO层上，然后加热旋转涂敷层使前体转变为聚合物PPV。有机材料(诸如MEH-PPV)的第二薄膜8在发光有机材料的第一薄膜6上形成。该第二薄膜8可以用与诸如发光有机材料的第一薄膜6相同的方式形成。有机材料的第二薄膜可以用作发光层或者电荷传输层或者其它用途。并且可以提供进一步的发光有机层。
层6也可以为电荷传输层，该电荷传输层诸如添加聚苯乙烯磺酸的聚乙烯二氧噻吩(PEDT：PSS)或者聚苯胺，并且第二薄膜8可以为发光层，该发光层例如为包含5％聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)-3，6-(苯噻二唑))和95％的聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)(5F8BT)的混合物，聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)(8F)，聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)-(1，4-亚苯基-((4-甲基苯基)亚氨基)-1，4-亚苯基-((4-甲基苯基)亚氨基)-1，4-亚苯基))/聚(2，7-(9，9-二-n-辛基芴)(PFM：F8)，聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)-1，4-亚苯基-((4-甲氧苯基)亚氨基)-1，4-亚苯基)-((4-甲氧苯基)亚氨基)-1，4亚苯基))/聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)/聚(2，7-(9，9-二-正-辛基芴)-1，4-亚苯基-1，4-((亚苯基-((4-仲丁基苯基)亚氨基)-1，4-亚苯基))(PFMO：F8：TFB)。
厚度为200nm的钙的薄层10形成于有机材料的第二薄膜8上。该钙层用作阴极并且通过诸如rf溅射或者dc磁控管溅射(优选使用氖作为放电气体)或者通过真空蒸发而成。真空蒸发为优选技术是因为它比溅射技术产生对位于下面的有机材料层较少的损伤。
厚度约为10微米的氮化铝的厚层12形成于钙的薄层10上。该氮化铝层优选通过溅射沉积以提供无微孔的层。可以使用由铝制成的溅射靶/阴极和包含氮的放电气体，采用诸如rf溅射或者dc磁控管溅射的传统溅射技术。
该氮化铝的厚层12对于诸如氧气和湿气的周围气体是极其难于渗透的，由此作为有效保护层，以使下面钙阴极层免受这些活性气体的损害。
根据本发明的第二实施例的有机发光装置如图2所示。除了在薄钙层10和氮化铝的厚层12之间提供厚度为5微米的用作第二阴极层的铝的附加层14外，它与图1所示的装置相同。这里，铝的该中间层通过真空蒸发而形成，但是也可以通过诸如溅射技术的方法形成。
根据本发明的第三实施例的有机发光装置如图3所示。除了在氮化铝的厚层12上提供厚度约为10微米氧化铝的厚层16外，它与图2所示的装置相同。该氧化铝的顶层优选通过溅射技术形成以提供无微孔的层。
根据本发明的第四实施例的有机发光装置如图4所示。除了在铝层14和氮化铝层12之间提供厚度约为5微米的第二钙层18外，它与图2所示的装置相同。该第二钙层用作吸收所有的通过上面的氮化铝渗入的活性气体，从而提供对于下面阴极的保护。该第二钙层18优选通过溅射技术形成以提供无微孔的层。
根据本发明的第五实施例的有机发光装置如图5所示。除了在蒸发铝层14和第二钙层18之间提供厚度约为10微米的铝的溅射层20外，它与图4所示的装置相同，该溅射层用作附加阻挡层。根据如图6所示的进一步的变化，在第二钙层18和氮化铝层12之间再提供铝的溅射层。
根据本发明的第七实施例的有机发光装置如图7所示。除了Ca/Al双层阴极被1000埃的SiO层24和10微米的氮化铝层26盖住外，它与图3所示的装置相同，该SiO层通过从高温陶瓷船形器皿的热蒸发而沉积，该氮化铝通过溅射沉积。本实施例所用的该保护性的SiO/AlN双层帽提供优异的阴极保护。这是由于SiO层不但作为物理阻挡层，而且还通过与湿气反应而作为吸气层。
虽然上述装置都说明了将本发明用于阴极保护，但本发明可以同样用于阳极保护，或者同时用于阳极和阴极保护。
Claims (32)
1.一种有机发光装置，该装置包含：位于第一电极和第二电极之间的发光有机材料层，至少一个第一电极和第二电极包含位于发光有机材料层上的一个或多个电极层，以将载荷子注入发光有机材料中，其中，有机发光装置进一步包含介电材料层，该介电材料层位于远离发光有机材料层的最外电极层表面。
2.如权利要求1所述的有机发光装置，其中，介电材料选自SiO、AlN、SiO2、Si3N4和Al2O3。
3.如权利要求2所述的有机发光装置，其中，介电材料为AlN。
4.如上面权利要求任一项所述的有机发光装置，其中，介电层的厚度在0.01-10微米的范围内。
5.如权利要求1所述的有机发光装置，进一步至少包含位于第一介电材料层上的第二介电材料层，各层所选厚度使得阴极上机械应力降低。
6.如权利要求5所述的有机发光装置，其中，第一介电材料层和第二介电材料层包含不同介电材料层。
7.如权利要求5或6所述的有机发光装置，其中，第一介电材料层和第二介电材料层包含选自AlN、SiO2、Si3N4和Al2O3的材料层。
8.如权利要求5所述的有机发光装置，其中，第一介电材料层为AlN层并且第二介电材料层为Al2O3层。
9.如权利要求5-8任一项所述的有机发光装置，其中，第一介电材料层和第二介电材料层的每层厚度都在0.01-10微米的范围内。
10.一种有机发光装置，该装置包含：位于第一电极和第二电极之间的至少一层发光有机材料层，至少一个第一电极和第二电极包含位于发光有机材料层上的一个或多个电极层，以将载荷子注入发光有机材料中；其中，有机发光装置进一步具有叠层，该叠层包含第一惰性阻挡层和至少一个吸气层，该吸气层位于最外层电极层和第一惰性阻挡层之间，用于吸收湿气和氧气。
11.如权利要求10所述的有机发光装置，其中，第一惰性阻挡层为选自AlN、Al2O3、SiO2和Si3N4的材料层，优选为AlN层。
12.如权利要求10所述的有机发光装置，其中，第一惰性阻挡层厚度在0.01-10微米的范围内。
13.如权利要求1所述的有机发光装置，其中，叠层进一步包含第二惰性阻挡层，该第二阻挡层位于吸气层和远离发光有机材料层的最外电极层表面之间。
14.如权利要求13所述的有机发光装置，其中，第二惰性阻挡层为溅射铝层，并且第一惰性阻挡层为AlN层。
15.如权利要求13所述的有机发光装置，其中，每个第一惰性阻挡层和第二惰性阻挡层的厚度均在0.01-10微米的范围内。
16.如权利要求10-15任一项所述的有机发光装置，其中，吸气层为活性金属层或活性金属合金层或者吸湿氧化物层。
17.如权利要求16所述的有机发光装置，其中，吸气层为BaO层。
18.如权利要求16所述的有机发光装置，其中，吸气层为选自Li、Ca、LiAl、Ba和Cs的材料层。
19.如权利要求18所述的有机发光装置，其中，吸气层为Ca层。
20.如权利要求10-19中任一项所述的有机发光装置，其中，吸气层的厚度在0.01-10微米的范围内。
21.如权利要求10所述的有机发光装置，其中，至少一个第一电极和第二电极为多层电极，该多层电极包含位于发光有机材料上的第一低功函数传导层和位于远离发光有机材料层的第一低功函数传导层表面上的第二传导层。
22.如权利要求21所述的有机发光装置，其中，第一低功函数传导层为厚度小于200nm的蒸发钙层，并且第二传导层为厚度小于5微米的蒸发铝层。
23.一种向有机发光装置的第一电极上提供保护帽的方法，该有机发光装置包含：位于在第一电极和第二电极之间的至少一层有机发光材料，所述电极层用于将载荷子注入所述发光有机材料层中，所述方法包含下述步骤：通过真空蒸发技术在位于发光有机材料层对面的第一电极层的表面上形成第一介电材料层。
24.如权利要求23所述的方法，进一步包含下述步骤：在位于第一电极对面的第一介电材料层的表面上形成第二介电材料层。
25.如权利要求23或24所述的方法，其中，第一介电材料层包含一氧化硅层。
26.如权利要求23-25所述的方法，其中，第一介电材料层的厚度在10-10000埃的范围内。
27.如权利要求26所述的方法，其中，第一介电材料层的厚度在100-2000埃的范围内。
28.如权利要求27所述的方法，其中，第一介电材料层的厚度约1000埃。
29.如权利要求24所述的方法，其中，第二介电材料层通过溅射技术形成。
30.如权利要求24所述的方法，其中，第二介电材料层包含选自AlN、SiO2、Si3N4和Al2O3的材料层。
31.一种通过如权利要求23-30任一项所述的方法制成的有机发光装置。
32.一种参照附图基本如上所述的有机发光装置。
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