CN1828969A - 有机发光器件和白光发射器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机发光器件(OLED)和白光发射器件。OLED包括：基板；形成于所述基板上且设计为透光的网状阳极；面对所述阳极的阴极；和位于所述阳极和阴极之间的有机发光层。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光器件(OLED)和白光发射器件，更具体而言，涉及一种使用图案电极的OLED和使用该OLED的白光发射器件。
背景技术
OLED由于其适用于彩色显示装置已经吸引了许多注意。OLED是利用有机化合物发光的发射型显示器件。它们是薄的，且与TFT-LCD相比，由于其简单的结构和制造工艺，具有低制造成本、低功耗和较快的响应时间。
图1是常规表面发光型OLED的横截面视图。
参考图1，常规OLED包括在玻璃基板110上的ITO透明阳极120、形成于ITO透明阳极120上的空穴传输层(HTL)130、形成于HTL 130上的有源层140、形成于有源层140上的电子传输层(ETL)150、和形成于ETL150上的Al阴极160。常规OLED通过复合从ITO透明阳极120注入的空穴和从由有机材料形成的有源层140中的Al阴极160注入的电子而产生激子，从而发光。光直接发射到外部，或由Al阴极160反射通过ITO透明阳极120和玻璃基板110。
图2是显示常规表面发光型OLED的表面缺陷的照片。参考图2，常规OLED由于其表面接触结构可能在HLT 130接触ITO透明电极120的表面具有缺陷，这些缺陷减少了常规OLED的寿命。而且，从发光层发射的部分的光在透过阳极时被吸收。
发明内容
本发明提供了一种减少器件缺陷且通过利用简单湿法工艺而不是复杂和昂贵的沉积方法来形成设计为透光的网状电极从而允许选择电极材料的更大范围的OLED。
本发明还提供了一种具有该OLED的白光发射器件。
根据本发明的一方面，提供有一种有机发光器件(OLED)，其包括：基板；形成于基板上且设计为透光的网状阳极；面对阳极的阴极；和位于阳极和阴极之间的有机发光层。阴极可以是设计为透光的网状阴极。
根据本发明的另一方面，提供有一种白光发射器件，其中将第一、第二和第三OLED堆叠；其中每个第一和第二OLED包括：基板；位于基板上且设计为透光的网状阳极；设计为透光且面对网状阳极的网状阴极；和位于网状阳极和阴极之间的有机发光层，其中第一、第二和第三OLED分别产生红、绿和蓝光。
有机发光层包括：空穴传输层；位于空穴传输层上的有源层；和位于有源层上的电子传输层。基板可以由玻璃或塑料形成。
网状阳极可以具有网的形状、梳形状或蜂巢形状。网状阳极可以由选自Ni、Au、Ag、Pt和Cu的材料形成。网状阳极可以由具有大于4.8eV的功函数的金属形成。
附图说明
参考附图，通过详细描述其示范性实施例，本发明的以上和其他特征和优点将变得更加显见，在附图中：
图1是常规表面发光型OLED的横截面视图；
图2是显示常规表面发光型OLED的表面缺陷的照片；
图3是根据本发明的实施例的OLED的横截面视图；
图4是根据本发明的实施例的双面发光型OLED的横截面视图；
图5是根据本发明的实施例的由湿法工艺制造的网状阳极以及从由网状阳极形成的OLED的光发射的照片；和
图6是根据本发明的实施例的从顺序堆叠的OLED发射白光的白光发射器件的横截面视图。
具体实施方式
现将参考显示本发明的示范性实施例的附图，更加全面地描述根据本发明的OLED和白光发射器件。
图3是根据本发明的实施例的OLED的横截面视图。
参考图3，OLED包括：形成于基板310上且设计为透光的网状阳极320；面对网状阳极320的阴极360；和位于网状阳极320和阴极360之间的有机发光层370。
基板310可以由具有良好表面均匀度、高机械强度和高光透射率的材料形成以用于显示器。基板310可以由玻璃或透明塑料形成。
网状阳极320可以由即使不透明也允许电流平稳流动的材料形成，因为可以将由有机发光层370产生的光通过网的肋之间的空间而发射到外部。网可以采取任何形式，比如网的形状、梳形状或蜂巢形状，只要光可以透过网中的空间即可。通过控制驱动电压、网中的间隙和网厚度可以控制器件的亮度。网状阳极的宽度为大约100μm或更小，且网的相邻肋之间的距离为1μm或更大。
如果网状阳极320由湿法工艺形成，则网状阳极320可以由至少一种可以被无电镀覆的材料形成，比如Pd、Ni、Au、Ag、Pt或Cu，或由具有大于4.8eV的功函数的金属形成，所述湿法工艺包括：在基板上涂布光催化剂膜，比如TiOx材料；通过将光催化剂膜暴露于光来选择性地产生潜像；以及在潜像上进行无电镀敷。
参考图4，如果阴极410是设计为相应于网状阳极320的透光的网状电极，则具有阴极410的OLED可以被用作双面发光器件。这里，阴极410一般由具有低功函数的材料形成，比如Mg-Ag合金或Al-Li合金。
有机发光层370包括：空穴传输层(HTL)330；位于HTL 330上的有源层340；和位于有源层340上的电子传输层(ETL)350。
空穴传输层(HTL)330由空穴注入层(HIL)、空穴输运层(HTL)和电子阻挡层(EBL)的至少一种组成。而且，空穴传输层(HTL)330可以利用具有低电离电位的电子施主分子来形成，比如二胺(diamine)、三胺(triamine)或基于三苯胺的四胺(tetraamine)，从而促进空穴从网状阳极320注入。
有源层340通过复合注入的空穴和电子来产生各种颜色的光，且可以由低分子量化合物或聚合物形成。
电子传输层(ETL)350由电子输运层(ETL)、电子注入层(EIL)和空穴阻挡层(HBL)的至少一种组成。电子输运层(ETL)通过将从阴极提供的电子平稳地输运到有源层且通过促进有源层340中未合并空穴的迁移，增加了在有源层340中复合空穴和电子的机会。电子输运层350可以由将电子注入有源层的材料形成，比如PBD或Alq3，该材料具有高电子亲合性以及与阴极的高粘附性。
图5是根据本发明的实施例的由湿法工艺制造的网状阳极以及从由网状阳极形成的OLED的光发射的照片。
通过湿法工艺来形成网状阳极和阴极的金属图案。形成金属图案的方法包括：(i)在基板上通过涂布光催化剂化合物来形成光催化剂膜；(ii)通过涂布水溶性聚合物化合物来形成水溶性聚合物层；(iii)通过选择性地曝光光催化剂膜和所述水溶性聚合物层来产生用于生长晶体的核的潜在图案；以及(iv)通过镀覆用于生长晶体的核的潜在图案且生长金属晶体来产生金属图案。
参考图5，根据本发明的OLED具有比常规表面发光型OLED更少的表面缺陷，且具有与常规表面发光型OLED相似的亮度。通过简单工艺来有效和迅速地形成网状金属电极，而不需要要求高真空和高温的金属薄膜工艺或用于精细成形电极的曝光工艺和蚀刻工艺。
根据本发明的实施例，与表面发光型OLED相比，将阳极形成网状可以减小阳极和有机发光层之间的接触表面。而且，将光通过网中的空间发射到外部的结构给选择阳极材料提供了更大的范围。顺便提及，OLED的堆叠结构不仅可以通过现有的成批处理(batch process)来形成，而且还可以通过卷到卷(roll to roll)处理来形成。因此，可以应用多种工艺来制造OLED。
图6是根据本发明的实施例的从顺序堆叠的OLED发射白光的白光发射器件的横截面视图。在图3、4和6中，执行相同功能的元件被指定相同的参考标号。
参考图6，根据本发明的实施例的白光发射器件包括：第一有机发光单元610、堆叠在第一有机发光单元610上的第二有机发光单元620、和堆叠在第二有机发光单元620上的第三有机发光单元630。第一和第二有机发光单元610和620均包括：形成于基板310上且设计为透光的网状阳极320；设计为透光且面对网状阳极320的网状阴极410；和位于网状阳极320和网状阴极410之间的有机发光层370。第三有机发光单元630包括：基板310；网状阳极320；面对网状阳极320的阴极360；和在网状阳极320和阴极360之间的有机发光层370。有机发光单元610、620和630的每一个发射三种不同颜色的光。
第一和第二有机发光单元610和620的每一个都是双面发光型。从每个有机发光层370发射的光可以通过每个电极的网的肋之间的空间。第三有机发光单元630是单面发光型，且当其以这样一种方式被堆叠在第二有机发光单元620上使得第三有机发光单元630的基板310可以接触第二有机发光单元620的有机发光层370时，利用阴极360作为反射表面，使从每个有机发光层370发射的光离开第三有机发光单元630的阴极360发射。当第一、第二和第三有机发光单元610、620和630分别发射红、绿和蓝光时，无论是什么次序，白光发射器件都向外发射白光。第一到第三有机发光单元610、620和630的网状阳极320的每个网图案都可以彼此不成直线以促进通过网中的空间的光的发射，并混合从有机发光层370发射的光。
根据本发明的白光发射器件比在同一平面上发射红、绿和蓝光的常规OLED具有更少的缺陷，由此增加了白光发射器件的寿命。
现将详细描述本发明的示例，但本发明不限于此。
示例：形成网状金属阳极
使用旋涂在透明的聚酯膜上涂布聚丁基钛酸酯(polybutyltitanate)的异丙醇溶液(2.5wt％)。通过在150℃下干燥5分钟，从而控制透明聚酯膜的厚度为大致100nm。制备聚乙烯醇聚合物(分子量为25,000)的5wt％的水溶液(Polyscience Co.的产品)。在将作为光增强剂的三乙醇胺(triethanolamine)(相对于聚合物1wt％)加入到水溶液并混合之后，将该溶液涂布到一片聚丁基钛酸酯上，且在60℃的温度干燥2分钟。使用由Oriel Inc.U.S.A.制造的UV曝光设备，将光催化剂膜通过其上形成有精细图案的光掩模暴露于宽谱的紫外线。在将光催化剂膜暴露于紫外线之后，将所得的产物浸于由在1升水中稀释0.6g的PdCl2和1ml的HCl来形成核的负性图案，用于通过在光催化剂膜的暴露的表面上沉积Pd颗粒来生长晶体。
使用其上形成有网图案的光掩模，通过将制备的基板浸于表1的无电镀Ni溶液中来选择性地生长金属线路。在表2中总结了所得图案的物理性质。此时，通过Dektak Co.的α阶(α-step)来测量厚度，通过四点探针来测量电阻率，由光学显微镜来测量分辨率，且通过透明胶带脱落测试来估计粘附力。图5是从形成有网状金属图案的OLED的光发射的光学显微图像。
表1
| 无电镀Ni溶液 |
| NiCl26H2O10g |
| NaH2PO22H2O30g |
表2
| 金属厚度(μm) | 电阻率(μΩ·cm) | 分辨率(μm) | 粘附力 |
| 1.0 | 2.0 | ＜8 | 良好 |
示例1：制造构图的OLED
在净化其上涂布有ITO的透明玻璃基板以及其上形成有网状金属图案的基板之后，用UV-臭氧来表面处理基板持续15分钟。
在金属电极的上部分上涂布厚度为50-110nm的Baytron P A14083(Bayer Inc.的产品)。接下来，通过在110℃的温度下烘焙所得的产物约10分钟，从而形成空穴传输层(HTL)。
通过在10g的氯苯(溶剂)中稀释聚芴(polyfluorene)聚合物TS-9从而制造形成发光层的复合材料，且将该复合材料采用0.2μm的过滤器过滤，然后使用旋涂方法在HTL的上部分上涂布。在烘焙所得的产物之后，通过在真空炉中完全去除溶剂来形成发光层。通过控制复合材料的浓度和旋涂速度来将发光层的厚度控制为50-100nm。
接下来，在发光层的上部分上通过在其中压力被保持在1×10-6torr或更小的压强的真空室中顺序沉积Ca和Al的膜形成阴极，从而完成OLED的制造。通过使用晶体传感器来控制膜的厚度和膜生长速度。
如上制造的电致发光(EL)器件是具有ITO电极或网状金属图案/空穴传输层/发光聚合物/Ca/Al的结构的多层型器件。在图2中显示了形成于ITO电极上的器件的光发射，且在图6中显示了由构图的网状金属电极形成的器件的光发射。
如上所述，根据本发明的OLED减少了器件缺陷，增加了器件的寿命，且通过将电极形成网状提供了选择电极材料的更宽的范围。根据本发明，通过堆叠具有以上结构的OLED可以获得白光发射器件的新结构。
虽然参考其示范性实施例具体显示和描述了本发明，然而本领域的一般技术人员可以理解在不脱离由权利要求所界定的本发明的精神和范围内，可以在这里做出形式和细节上的多种变化。
Claims (17)
1、一种有机发光器件，包括：
基板；
形成于所述基板上且设计为透光的网状阳极；
面对所述阳极的阴极；和
位于所述阳极和所述阴极之间的有机发光层。
2、根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述阴极是设计为透光的网状阴极。
3、根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述有机发光层包括：
空穴传输层；
位于所述空穴传输层上的有源层；和
位于所述有源层上的电子传输层。
4、根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述基板由玻璃或塑料形成。
5、根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述网状阳极由选自Ni、Au、Ag、Pt和Cu的材料形成。
6、根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述网状阳极由具有大于4.8eV的功函数的金属形成。
7、根据权利要求1所述的有机发光器件，其中所述网状阳极由湿法工艺形成。
8、根据权利要求7所述的有机发光器件，其中所述湿法工艺包括：
在基板上通过涂布光催化剂材料而形成光催化剂膜；
在所述光催化剂膜上通过涂布水溶性聚合物化合物来形成水溶性聚合物层；
通过选择性地曝光所述光催化剂膜和所述水溶性聚合物层来产生用于生长晶体的核的潜在图案；以及
通过镀覆所述核的潜在图案且生长金属晶体来产生金属图案。
9、一种双面有机发光器件，包括：
基板；
设计为透光且位于所述基板上的网状阳极；
设计为透光且面对所述网状阳极的网状阴极；和
位于所述网状阳极和所述网状阴极之间的有机发光层。
10、一种白光发射器件，其中将第一、第二和第三有机发光器件堆叠，其中
所述第一有机发光器件和所述第二有机发光器件的每个包括：
基板；
位于所述基板上且设计为透光的网状阳极；
设计为透光且面对所述网状阳极的网状阴极；和
位于所述网状阳极和所述网状阴极之间的有机发光层，且其中
所述第三有机发光器件包括：
基板；
位于所述基板上且设计为透光的网状阳极；
面对所述网状阳极的阴极；和
位于所述网状阳极和所述阴极之间的有机发光层，其中
所述第一、第二和第三有机发光器件分别产生红、绿和蓝光。
11、根据权利要求10所述的白光发射器件，其中每个所述有机发光器件的网状阳极的网图案彼此不成直线。
12、根据权利要求10所述的白光发射器件，其中所述有机发光层包括：
空穴传输层；
位于所述空穴传输层上的有源层；和
位于所述有源层上的电子传输层。
13、根据权利要求10所述的白光发射器件，其中所述基板由玻璃或塑料形成。
14、根据权利要求10所述的白光发射器件，其中所述网状阳极由选自Ni、Au、Ag、Pt和Cu的材料形成。
15、根据权利要求10所述的白光发射器件，其中所述网状阳极由具有大于4.8eV的功函数的金属形成。
16、根据权利要求10所述的白光发射器件，其中所述网状阳极和所述网状阴极由湿法工艺形成。
17、根据权利要求16所述的白光发射器件，其中所述湿法工艺包括：
在基板上通过涂布光催化剂材料而形成光催化剂膜；
在所述光催化剂膜上通过涂布水溶性聚合物化合物来形成水溶性聚合物层；
通过选择性地曝光所述光催化剂膜和所述水溶性聚合物层来产生用于生长晶体的核的潜在图案；以及
通过镀覆所述核的潜在图案且生长金属晶体来产生金属图案。
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