CN1828968B - 有机发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种有机发光装置(OLED)以及该OLED的制造方法。该OLED包括：阳极和阴极；设置在所述阳极和所述阴极之间的空穴传输层；设置在所述空穴传输层和所述阴极之间以保护所述空穴传输层的自缓冲层；以及，设置在所述自缓冲层和所述阴极之间并且由和所述自缓冲层相同的材料形成的发光层。

Description

有机发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种有机发光装置(OLED)及其制造方法，更具体而言，涉及一种利用自缓冲层(self-buffer layer)以改善色纯度和寿命的聚合物OLED。
背景技术
OLED是利用有机化合物发光的自发光型发光显示装置。由于其具有更简单的结构和制造工艺，所以OLED轻薄并且比TFT-LCD具有更快的相应速度、更低的功耗和更低的制造成本。
OLED是在有机材料中将电能转化成光能的装置。也就是说，OLED是通过使分别从阳极和阴极注入的空穴和电子在有机材料中复合来产生激子从而发光的装置。
常规OLED的基本结构包括顺序叠置的阳极、发射材料层和阴极。OLED的性能受到多层薄膜结构变化的很大影响，通过将各种功能层添加到所述基本结构，能够改善OLED的发光效率和寿命。
通过有机分子束沉积(OMBD)、即干式工艺，来制造常规的OLED，但聚合物OLED主要通过旋涂法或喷墨法、即湿式工艺来制造，以形成多层薄膜。
图1是常规OLED的透视图。
参照图1，常规OLED包括依次叠置在透明基板110上的透明电极120、空穴注入层130、空穴传输层140、发光层150和上电极160。多层薄膜包含在常规OLED中，并且通过多层薄膜的每一层的互补功能能够改善该装置的寿命。
同时，在制造常规OLED时，通常使用旋涂法在空穴传输层140上形成发光层150。然而，用于旋涂法的溶液可能溶解作为下层的空穴注入层130和空穴传输层140，因为该溶液包含比如氯苯、甲苯、二甲苯、环己酮、氯仿或THF的溶剂，该溶剂对于发光层150的主要成分具有高溶解度。
也就是说，已经叠置的层可能被溶解，因为用于形成多层薄膜的湿式工艺的溶液通常包含具有高溶解度的溶剂。此时产生的缺陷会缩短装置的寿命和并减小其色纯度。然而，如果使用具有低溶解度的溶剂，则可能不能将每一层形成至预定厚度。
发明内容
本发明提供了一种OLED，通过将自缓冲层插入到该OLED中来减小内部缺陷，能够改善该OLED的色纯度和寿命。
本发明还提供了一种具有自缓冲层的OLED的制造方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种有机发光装置(OLED)，包括：阳极和阴极；设置在所述阳极和所述阴极之间的空穴传输层；设置在所述空穴传输层和所述阴极之间以保护所述空穴传输层的自缓冲层；以及，设置在所述自缓冲层和所述阴极之间并且由和所述自缓冲层相同的材料形成的发光层。
所述自缓冲层和所述发光层可以由导电聚合物形成。
根据本发明的另一方面，提供了一种OLED，包括：阳极和阴极；设置在所述阳极和所述阴极之间的空穴传输层；设置在所述空穴传输层和所述阴极之间的发光层；设置在所述发光层和所述阴极之间以保护所述发光层的自缓冲层；以及，设置在所述自缓冲层和所述阴极之间并且由和所述自缓冲层相同的材料形成的电子传输层。
所述自缓冲层和所述电子传输层可以由导电聚合物形成。
根据本发明的一个方面，提供了一种OLED的制造方法，包括：在基板上形成阳极；在所述阳极上形成空穴传输层；在所述空穴传输层上形成自缓冲层；在所述自缓冲层上形成发光层；以及，在所述发光层上形成阴极，其中，在形成所述自缓冲层时使用缓冲层溶剂，该缓冲层溶剂比用于形成所述发光层的溶剂对于所述空穴传输层具有更低的溶解度。
所述自缓冲层和所述发光层可以由相同类型的导电聚合物形成。
根据本发明的另一方面，提供了一种OLED的制造方法，包括：在基板上形成阳极；在所述阳极上形成空穴传输层；在所述空穴传输层上形成发光层；在所述发光层上形成自缓冲层；在所述自缓冲层上形成电子传输层；以及，在所述电子传输层上形成阴极，其中，在形成所述自缓冲层时使用缓冲层溶剂，该缓冲层溶剂比用于形成所述发光层的溶剂对于所述空穴传输层具有更低的溶解度。
所述自缓冲层和所述电子传输层可以由相同类型的导电聚合物形成。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的以上和其他特征及优点将变得更加明了，其中：
图1是常规OLED的透视图；
图2是根据本发明第一实施例的OLED的剖面图；
图3是将没有自缓冲层的OLED与根据本发明第一实施例的具有自缓冲层的OLED的发光寿命相比较的曲线图；
图4是根据本发明第二实施例的OLED的剖面图；
图5是将没有自缓冲层的OLED与根据本发明第二实施例的具有自缓冲层的OLED的波长区域相比较的曲线图；
图6是制造根据本发明第一实施例的OLED的方法的流程图；以及
图7是制造根据本发明第二实施例的OLED的方法的流程图。
具体实施方式
现将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。在附图中，为清楚起见，夸大了层和区域的厚度。由于用于形成根据本发明的OLED的材料在本领域中是公知的，所以省略了对其的详细说明。
图2是根据本发明第一实施例的OLED的剖面图。
参照图2，该OLED包括依次叠置在基板210上的阳极220、空穴传输层230、自缓冲层240、发光层250和阴极260。
基板210优选由透明材料形成，比如玻璃、石英或有机聚合物化合物。阳极220优选由具有高透明度和高功函数的材料形成，比如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
空穴传输层230包括从空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)和电子阻挡层(EBL)所构成的组中选取的至少一层。空穴传输层230可以由具有低电离能的电子施主分子形成，比如二胺(diamine)、三胺(triamine)或基于三苯胺的四胺(tetraamine)，从而有助于至穴从阳极220注入。
自缓冲层240被溶解到不对空穴传输层230造成很大损坏的溶剂中。自缓冲层240可以由能够保护空穴传输层230使其不受用于形成发光层250的溶剂影响的导电聚合物形成，所述溶剂例如是氯苯基溶剂(chlorobenzenegroup solvent)。此处，自缓冲层240由与发光层250相同的材料形成。
发光层250是通过将从阴极260注入的电子和从阳极220注入的空穴相结合来发光的层。优选地，发光层250由导电聚合物形成。阴极260优选由具有低功函数和高电导率的材料形成，比如Mg-Ag合金，从而能够以低驱动电压流畅地提供电子。
自缓冲层240的厚度优选在5至30nm之间，从而使该自缓冲层240能够用作保护薄膜并且有助于光的透射。发光层250的厚度优选在50至150nm之间从而使OLED小型化，更优选地，该厚度在50至100nm之间。
图3是将没有自缓冲层的OLED与根据本发明第一实施例的具有自缓冲层的OLED的发光寿命相比较的曲线图。
参照图3，即使间层(interlayer)条件变化，没有自缓冲层的OLED的寿命也不超过250小时，而其中自缓冲层和间层一起形成的OLED的寿命大于350小时。
图4是根据本发明第二实施例的OLED的剖面图。此处，与图2中相同的附图标记表示相同的元件并且将省略对其的描述，因为这些元件基本相同。
参照图4，该OLED包括依次叠置在基板210上的阳极220、空穴传输层230、发光层250、电子传输层410和阴极260。
电子传输层410包括从电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)和空穴阻挡层(HBL)所构成的组中选取的至少一层。自缓冲层240由与电子传输层410相同的材料形成。电子传输层410是将从阴极260供应的电子平稳地传输到发光层250并通过防止发光层250中没有复合的空穴的穿通来增大发光层250中复合可能性的层。电子传输层410可以由注入电子的材料形成，比如PBD或Alq3，该材料具有电子亲合性以及与阴极260的粘附性。
图5是将没有自缓冲层的OLED与根据本发明第二实施例的具有自缓冲层的OLED的光波长相比较的曲线图。参照图5，与没有自缓冲层的OLED的色纯度相比，具有自缓冲层的OLED的色纯度得到了改善。也就是说，在形成自缓冲层时，光的色纯度分别从(0.16，0.39)改善到(0.15，0.31)。
图6是制造根据本发明第一实施例的OLED的方法的流程图。
参照图6，该方法包括：在基板上形成阳极(步骤610)，在阳极上形成空穴传输层(步骤620)，在空穴传输层上形成自缓冲层以保护空穴传输层(步骤630)，利用与用于形成自缓冲层相同的材料在自缓冲层上形成发光层(步骤640)，以及在所述发光层上形成阴极(步骤650)。优选由导电聚合物形成所述自缓冲层。
通过湿式工艺、比如旋涂法来制造根据本发明第一实施例的OLED。尤其是，在形成自缓冲层时(步骤630)，使用对于所述空穴传输层产生更少缺陷的比如二甲苯基或甲苯基溶剂的缓冲层溶剂，该缓冲层溶剂比以下将描述的用于形成发光层的溶剂具有更低的溶解度。在于空穴传输层上涂敷包括缓冲层溶剂和作为缓冲层主要成分的导电聚合物溶质的缓冲层溶液之后，在烘烤所得产品时，由空穴传输层上的导电聚合物形成了自缓冲层。接着，当在该自缓冲层上形成发光层时(步骤640)，通常使用具有高溶解度的溶剂，比如氯苯基溶剂，但是形成在空穴传输层上的导电聚合物自缓冲层能够保护空穴传输层免受氯苯基溶剂的损害。
自缓冲层240的厚度优选在5至30nm，从而使该自缓冲层240能够用作保护膜并有助于光的透射。发光层250的厚度优选在50至150nm之间从而使装置小型化，更优选地，该厚度在50至100nm之间。
图7是制造根据本发明第二实施例的OLED的方法的流程图。此处，与图2中相同的附图标记表示相同的元件并且将省略对其的描述，因为这些元件基本相同。
参照图7，该方法包括：在基板上形成阳极(步骤710)，在阳极上形成空穴传输层(步骤720)，在空穴传输层上形成发光层(步骤730)，在发光层上形成自缓冲层以保护该发光层(步骤740)，利用与用于形成自缓冲层相同的材料在自缓冲层上形成电子传输层(步骤750)，以及在电子传输层上形成阴极(步骤760)。所述自缓冲层优选由导电聚合物形成。
通过湿式工艺、比如旋涂法来制造根据本发明第二实施例的OLED。在形成自缓冲层时(步骤740)，使用对于所述空穴传输层能产生更少缺陷的比如二甲苯基或甲苯基溶剂的缓冲层溶剂，该缓冲层溶剂比以下将描述的用于形成发光层的溶剂具有更低的溶解度。在于空穴传输层上涂敷包括缓冲层溶剂和作为缓冲层主要成分的导电聚合物溶质的缓冲层溶液之后，在烘烤所得产品时，在发光层上叠置了对应于自缓冲层的导电聚合物。接着，在缓冲层上叠置电子传输层时(步骤750)，通常使用具有高溶解度的溶剂，比如氯苯基溶剂，但是形成在发光层上的导电聚合物自缓冲层能够保护发光层免受氯苯基溶剂的损害。
如上所述，通过在形成发光层之前插入自缓冲层来减小下层的缺陷，能够改善根据本发明的OLED的寿命。并且通过沉积另一层并通过在发光层上形成电子传输层之前插入自缓冲层来减少发光层的缺陷，能够改善根据本发明的OLED的色纯度。
尽管已经参照其示例性实施例具体表示并描述了本发明，但本领域普通技术人员应理解的是，在不偏离由所附权利要求限定的本发明的主旨和范围的前提下，可以对本发明进行形式和细节上的各种变化。

Claims (13)

1.一种有机发光装置，包括：
阳极和阴极；
设置在所述阳极和所述阴极之间的空穴传输层；
设置在所述空穴传输层和所述阴极之间以保护所述空穴传输层的自缓冲层；以及
设置在所述自缓冲层和所述阴极之间并且由和所述自缓冲层相同类型的导电聚合物形成的发光层，其中用于形成所述自缓冲层的溶剂比用于形成所述发光层的溶剂对于所述空穴传输层具有更低的溶解度。
2.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中所述自缓冲层和所述发光层由导电聚合物形成。
3.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中所述自缓冲层的厚度在5nm和30nm之间。
4.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中所述发光层的厚度在50nm和150nm之间。
5.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中所述发光层的厚度在50nm和100nm之间。
6.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中用于形成自缓冲层的溶剂是二甲苯基溶剂或甲苯基溶剂。
7.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中用于形成发光层的溶剂是氯苯基溶剂。
8.一种有机发光装置，包括：
阳极和阴极；
设置在所述阳极和所述阴极之间的空穴传输层；
设置在所述空穴传输层和所述阴极之间的发光层；
设置在所述发光层和所述阴极之间以保护所述发光层的自缓冲层；以及
设置在所述自缓冲层和所述阴极之间并且由和所述自缓冲层相同类型的导电聚合物形成的电子传输层，其中用于形成所述自缓冲层的溶剂比用于形成所述电子传输层的溶剂对于所述发光层具有更低的溶解度。
9.根据权利要求8所述的有机发光装置，其中所述自缓冲层和所述电子传输层由导电聚合物形成。
10.根据权利要求8所述的有机发光装置，其中用于形成自缓冲层的溶剂是二甲苯基溶剂或甲苯基溶剂。
11.根据权利要求8所述的有机发光装置，其中用于形成电子传输层的溶剂是氯苯基溶剂。
12.一种有机发光装置的制造方法，包括：
在基板上形成阳极；
在所述阳极上形成空穴传输层；
在所述空穴传输层上形成自缓冲层；
在所述自缓冲层上形成发光层；以及
在所述发光层上形成阴极，
其中所述自缓冲层和所述发光层由相同类型的导电聚合物形成，
其中，在形成所述自缓冲层时使用缓冲层溶剂，该缓冲层溶剂比用于形成所述发光层的溶剂对于所述空穴传输层具有更低的溶解度。
13.一种有机发光装置的制造方法，包括：
在基板上形成阳极；
在所述阳极上形成空穴传输层；
在所述空穴传输层上形成发光层；
在所述发光层上形成自缓冲层；
在所述自缓冲层上形成电子传输层；以及
在所述电子传输层上形成阴极，
其中所述自缓冲层和所述电子传输层由相同类型的导电聚合物形成，
其中，在形成所述自缓冲层时使用缓冲层溶剂，该缓冲层溶剂比用于形成所述电子传输层的溶剂对于所述发光层具有更低的溶解度。
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