CN1947469A - 具有高效率和高亮度的叠层式有机发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种叠层式有机发光器件及包括该叠层式有机发光器件的显示设备。所述叠层式有机发光器件包括：与外部电源连接的阳极、与外部电源连接的阴极、至少两个置于所述阳极和阴极之间包括发光层的发光部分以及置于所述发光部分之间的内部电极。所述内部电极为由具有低于4.5eV的功函、选自包括金属、金属合金及其金属氧化物的组的一种制成的单层内部电极，每个发光部分包括含有具有高于4eV的电子亲和势的有机材料的有机材料层，且该有机材料层形成于发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个电极中的面向与外部电源连接的阳极的电极之间。

Description

具有高效率和高亮度的叠层式有机发光器件
技术领域
本发明涉及一种叠层式有机发光器件。更具体地说，本发明涉及一种包括置于叠层发光部分之间的单层内部电极的叠层式有机发光器件。
背景技术
有机发光器件是用于将电能转化成光能的半导体器件。有机发光器件包括两个用于将外部电力施加于有机发光器件的相反电极(阳极和阴极)和置于阳极和阴极之间以在空穴和电子复合时发出具有在可见光范围内的波长的光的有机材料层。当将顺向电场施加于具有上述结构的有机发光器件时，将从阳极和阴极产生的空穴和电子注入有机材料层，以使空穴与电子在有机材料层中结合，从而产生激子。当激子已转变成基态时产生光。最近，为了使由有机发光器件的电极产生的空穴和电子有效地注入或转移到有机材料层，已提出一种具有多层结构的有机材料层(参见，Applied Physics Letters，vol.51，no.12，pp.913～915，1987)。如果有机材料层形成有多层结构，可以使用显著减小的操作电压来驱动有机发光器件，从而提高有机发光器件的发光效率。
同时，已进行多种尝试以实现有机发光器件中的高亮度。例如，已提出通过将电场施加于有机发光器件来提高电流密度的方法。然而，因为有机发光器件的有机材料层以及薄膜结构的耐热性较差，所以较高的电流密度可能对有机发光器件的有机材料层以及薄膜结构产生有害影响，使得有机发光器件的稳定性可能随电流密度的升高而降低。基于上述原因，目前的研究集中于在低电流密度下表现出高亮度的有机发光器件。
有两种在低电流密度下获得高亮度的方法。第一种方法使用能够提高激子发生效率和/或光子发生效率的有机材料，所述激子由于空穴与电子的复合产生，所述光子在激子已转变为基态时产生。第二种方法串连叠层至少两个有机发光器件单元，其中，每个有机发光器件单元包括阳极、阴极和具有能够通过接收分别来自阳极和阴极的空穴和电子发光的发光层的发光部分。在以下描述中，术语“叠层有机发光器件”指包括至少两个串连叠层的有机发光器件单元的结构。如果需要，所述发光部分可包括具有多层结构的有机材料层，所述多层结构包括空穴注入层、空穴传递层、发光层和电子传递层。
多种文献中已公开制备上述叠层有机发光器件的方法。
例如，国际公开号WO95/06400公开了一种包括能够发出具有不同波长的光的有机发光器件单元的叠层式有机发光器件，以使叠层式有机发光器件可发出具有所需颜色的光。根据上述叠层式有机发光器件，每个有机发光器件单元包括两个电极和一个置于两电极之间的发光层。另外，以这样的方式将电极分别连接到外部电源上，可单独驱动有机发光器件单元。
另外，国际公开号WO99/03158公开了一种包括能够发出具有相同波长的光的有机发光器件单元的叠层有机发光器件，以使叠层有机发光器件可发出具有增强的亮度的光。除了将外部电源连接到叠层式有机发光器件的两端外，国际公开号WO99/03158公开的叠层式有机发光器件具有与国际公开号WO95/06400公开的叠层式有机发光器件相似的结构。即，将叠层式有机发光器件的外部电极连接到外部电源上，且将叠层式有机发光器件的内部电极从外部电源上断开。
根据上述叠层式有机发光器件，置于有机发光器件单元之间的内部电极包括由氧化铟锡(ITO)或具有高功函的Au制成的导电薄膜电极的形式的内部阳极及由Al(4.28eV)、Ag(4.26eV)或Ca(2.87eV)制成的金属薄膜电极的形式的内部阴极。因此，双层内部电极，即，内部阳极和内部阴极被置于叠层式有机发光器件的有机发光器件单元之间并彼此接触。图1显示此种在有机发光器件单元之间包括双层内部电极的叠层式有机发光器件。
然而，根据具有如图1所示结构的叠层式有机发光器件，因为基于ITO的透明氧化电极(内部阳极)在电子注入的金属薄膜(内部阴极)上形成，内部阳极和内部阴极之间的物理性粘结性能降低，所以双层内部电极不能有效地形成。另外，如果内部阳极由ITO制成，由于ITO的特性必须采用溅射法。然而，与蒸发法的原子动能(＜1eV)相比，此种溅射法可增加原子动能(＜KeV)。为此，如果内部阳极使用ITO通过溅射法形成，可严重破坏已形成的有机半导体薄膜(参见，Journal ofApplied Physics，Vol.86，no.8，pp.4607～4612，1999)。
同时，欧洲专利公开号1381558 A1公开了一种包括由具有高于105Ωcm的特别电阻的单一非导体薄膜制成的单层内部电极的叠层式有机发光器件，其在叠层式发光部分之间不形成双层内部电极。上述单一非导体薄膜由一种材料制成，当以空穴和电子分别注入空穴传递层和电子传递层这样的方式将电场施加于叠层式有机发光器件时，该材料能同时产生空穴和电子。然而，上述单一非导体薄膜非常昂贵，且形成单一非导体薄膜的方法非常困难。
因此，有必要提供一种易于制备并且在叠层式发光部分之间不形成双层内部电极的叠层式有机发光器件。
发明内容
本发明的发明者已经发现：在包括与外部电源连接的阳极、与外部电源连接的阴极、至少两个包括置于所述阳极和阴极之间的发光层的发光部分和置于所述发光部分之间的内部电极的叠层式有机发光器件中，如果在发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个内部电极中的面向与外部电源连接的阳极的内部电极之间形成包括具有高于4eV的电子亲和势的有机材料的有机材料层，可以通过使用具有低于4.5eV的功函的选自包括金属、该金属的合金及其金属氧化物的组的一种制成的单层内部电极来制备内部电极。
因此，本发明的一个目的是提供一种包括置于有机发光部分之间的单层内部电极的叠层式有机发光器件。
本发明提供一种叠层式有机发光器件，该器件包括：与外部电源连接的阳极、与外部电源连接的阴极、至少两个包括发光层、置于所述阳极和阴极之间的发光部分以及置于所述发光部分之间的内部电极，其中，所述内部电极是由具有低于4.5eV的功函的选自包括金属、该金属的合金及其金属氧化物的组的一种制成的单层内部电极，每个发光部分包括含有具有高于4eV的电子亲和势的有机材料的有机材料层，且所述有机材料层在所述发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个电极中的面向与外部电源连接的阳极的电极之间形成。
根据本发明的叠层式有机发光器件的结构如图2所示。
另外，本发明提供一种包括上述叠层式有机发光器件的显示设备。
下面描述中使用的术语的定义如下：
发光部分指有机材料层单元，有机材料单元置于单一有机发光器件的阳极与阴极之间，且包括能够通过接收分别来自所述阳极和阴极的空穴和电子而发光的发光层。有机材料层单元不同于包括电极和发光部分的有机发光器件单元。可以作为发光层的单一有机材料层的形式提供发光部分，或以包括空穴注入层、空穴传递层、发光层和电子传递层的多有机材料层的形式提供发光部分。
内部电极指置于叠层式有机发光器件的发光部分之间的电极。所述内部电极不同于置于叠层式有机发光器件最外部的外部电极。
叠层式有机发光器件指单一有机发光器件单元的叠层式结构，其包括与外部电源连接的阳极、与外部电源连接的阴极、至少两个置于阳极和阴极之间并包括发光层的发光部分和形成于叠层式发光部分之间的内部电极。
另外，“HOMO”为“最高已占分子轨道”的缩写，“LUMO”为“最低未占分子轨道”的缩写。
附图说明
图1为说明包括形成于叠层式发光部分之间的双层内部电极的常规叠层式有机发光器件的结构的视图。
图2为说明包括根据本发明的一种实施方式的形成于叠层式发光部分之间的单层内部电极的叠层式有机发光器件的结构的视图，其中，附图标记1～10分别表示叠层式有机发光器件、玻璃基板、外部阳极、第一发光部分、内部电极、第二发光部分、外部阴极、第一和第二有机发光单元和外部电源。
图3为说明在使用根据本发明的一种实施方式的单层内部电极的叠层式有机发光器件的有机发光器件单元中形成的有机材料层和内部电极材料的能级的视图。
图4为说明由根据参照例1的金膜和形成于金膜上并具有约20nm厚度的HAT膜产生的UPS(紫外光电子能谱)数据的图。
图5为说明由根据参照例1的积淀于玻璃表面的HAT有机材料得到的UV-VIS光谱的图。
图6为说明根据对比例1的单一有机发光器件的结构的视图。
图7为说明根据对比例2的有机发光器件的结构的视图，其中该有机发光器件包括在其间没有形成内部电极的双层发光部分。
图8为说明根据实施例1的叠层式有机发光器件的结构的视图，其中单层内部电极在双层发光部分之间形成。
具体实施方式
下文，将详细描述本发明。
在常规式叠层有机发光器件中，包括彼此接触的内部阳极和内部阴极的双层内部电极在叠层式有机发光部分之间形成。在这种常规叠层式有机发光器件中，为了空穴注入的目的，内部阳极使用具有相对高功函的材料，且为了电子注入的目的，内部阴极使用具有相对低功函的材料。
然而，本发明的发明者已经发现：如果在发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个电极中的面向外部阳极的电极之间的发光部分中形成包括具有高于4eV的电子亲和势的有机材料的有机材料层，可以通过使用具有低于4.5eV的功函的选自包括金属、该金属的合金及其金属氧化物的组的一种制成的单层内部电极来制备内部电极。
下文，将参考图3描述本发明的操作原理。
在本发明中，术语“电子亲和势”指真空能级与LUMO能级的差值。通过将光禁带加到HOMO能级可计算LUMO能级，其中，所述HOMO能级可通过测定电离电势得到。
如果在发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个电极中的面向外部阳极的电极之间的发光部分中形成包括具有高于4eV的电子亲和势的有机材料的有机材料层，有机材料层的LUMO能级与空穴传递层或有机材料层临近的发光部分的发光层的HOMO能级之间没有很大差异(现有的空穴传递层的HOMO能级设定为5.0～6.0eV)。另外，如果有机材料层具有高于4eV的电子亲合势，空穴传递层或发光层的HOMO能级中的电子可容易地传递到有机材料层。此时，如果发射空穴传输层或发光层的HOMO能级的电子，空穴在电子发射的同一位点，即在空穴传输层或发光层的HOMO能级产生。如果必要，HOMO能级中的空穴可通过HOMO能级移动到发光层。因此，当有机材料层由具有高于4eV的电子亲合势的有机材料形成时，该有机材料层可以作为阳极和/或空穴注入层。另外，移入具有高于4eV的电子亲合势的有机材料层的LUMO能级的电子可以在分子间移动，且具有电传导特性，以使电子由于与外部电源连接的外部阳极与外部阴极之间的电势可向面向外部阳极的电极移动。
设定电子亲和势高于4eV的原因是：在将空穴注入空穴传递层或发光层时接收来自空穴传递层或临近具有高于4eV的电子亲合势的有机材料层的发光层的电子，且容易将电子注入金属内部电极。
优选地，具有高于4eV的电子亲合势的有机材料层保证高载体迁移率。在这种情况下，可以降低器件的阈电压和驱动电压。
根据上述操作原理，具有高于4eV的电子亲合势的有机材料层可以用作阳极，该有机材料层在发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个电极中的面向外部阳极的电极之间形成。因此，根据本发明的叠层式有机发光器件，可通过使用具有低于4.5eV的功函的金属、该金属的合金或其金属氧化物形成单层内部电极，而在叠层式有机发光器件的发光部分之间没有形成分开的内部电极，公认所述金属、金属合金或其金属氧化物用作有机发光器件的阴极材料，施加外部电源时阴极用于将电子注入所述有机发光器件的有机材料层。
具有高于4eV的电子亲合势的有机材料的实例如化学式1所示。
化学式1
Figure A20058001228200111
在上述化学式1中，R1～R6为选自包括氢、卤素原子、腈基(-CN)、硝基(-NO2)、磺酰基(-SO2R)、亚砜(-SOR)、氨磺酰(-SO2NR2)、磺酸酯(-SO3R)、三氟甲基(-CF3)、酯(-COOR)、酰胺(-CONHR或-CONRR’)、取代或未取代的直链或支链的C1～C12烷氧基、取代或未取代的直链或支链的C1～C12烷基、取代或未取代的芳香或非芳香杂环化合物、取代或未取代的芳基、取代或未取代的单芳基胺或双芳基胺和取代或未取代的芳烷基的组的一种。另外，R和R’为选自包括取代或未取代的C1～C60烷基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的5～7元杂环化合物的组的一种。
R和R’的C1～C60烷基、芳基和杂环化合物可用至少一种选自包括胺、酰胺、醚和酯基的组的一种官能团取代。
另外，芳基为选自包括苯基、联二苯基、联三苯基、苯甲基、萘基、蒽基、四茂基(tetracenyl)、五茂基(pentacenyl)、二萘嵌苯基(perylenyl)和晕苯基(coronenyl)的组的一种，其可被单取代、多取代或未取代。
如果吸电子官能团(氢、卤素原子、腈基(-CN)、硝基(-NO2)、磺酰基(-SO2R)、亚砜(-SOR)、氨磺酰(-SO2NR2)、磺酸酯(-SO3R)、三氟甲基(-CF3)、酯(-COOR)、酰胺(-CONHR或-CONRR’))被应用于R1～R6，通过吸电子官能团吸引引入化学式1所示核心结构的π-轨道的电子，以使电子稳定化，即，重新定位(re-localized)，从而使电子亲合势处于水平提高，即，LUMO级会下降。
根据本发明，R1～R6优选使用-CN。
上述化学式1的实例和合成方法详细公开在韩国专利申请号10-2003-87159中，本文引用其内容作为参考。
具有高于4eV的电子亲合势的有机材料的其他实例包括：2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷(F4TCNQ，LUMO能级＝5.24eV)、氟化3，4，9，10-二萘嵌苯四羧酸二酐(perylenetetracarboxylicdianhydride)(PTCDA)、氰基PTCDA、萘四羧酸二酐(naphthalenetetracarboxylicdianhydride)(NTCDA)、氟化NTCDA和氰基NTCDA。
根据本发明，单层内部电极由选自包括具有低于4.5eV、优选低于4.3eV、更优选在3.5eV～4.3eV范围内的功函的金属、该金属的合金及其金属氧化物的组的一种制成。因为所述单层内部电极可以由具有低功函的材料制成，所以如果该单层电极用作有机发光器件的阴极，可以有效地注入电子。
另外，因为用于内部电极的具有低于4.5eV的功函的金属可以通过加热熔化，所以可通过热蒸发法代替溅射法来形成内部电极。从而，可以防止叠层式有机发光器件被破坏，且可以降低加工成本。然而，所有具有低于4.5eV的功函的金属合金或金属氧化物不适应热蒸发法。如果金属合金或金属氧化物具有高熔点，采用电子束蒸发法或溅射法。
用于制备单层内部电极的金属包括Al(4.28eV)、Ag(4.26eV)、Zn(4.33eV)、Nb(4.3eV)、Zr(4.05eV)、Sn(4.42eV)、Ta(4.25eV)、V(4.3eV)、Hg(4.49eV)、Ga(4.2eV)、In(4.12eV)、Cd(4.22eV)、B(4.4eV)、Hf(3.9eV)、La(3.5eV)、Ti(4.3eV)、Nd或其Pd合金、Ca(2.87eV)、Mg(3.66eV)、Li(2.9eV)、Na(2.75eV)、K(2.3eV)、Cs(2.14eV)或其合金。然而，本发明不限于上述材料。优选地，单层内部电极由选自包括Al(4.28eV)，Ag(4.26eV)及其合金的组的一种制成。
考虑到具有可见光范围内的波长的光的透过率及导电率，可以调节单层内部电极的厚度。具体地，单层内部电极必须呈现优良的可见光范围内的光的透过率，以使发光器件产生的光易于发散到外部。为此目的，内部电极优选具有尽可能薄的厚度。然而，由金属制成的薄膜会呈现低导电率，即使该金属具有优良的导电率。因此，需要以这样的方式调节内部电极的厚度，即该内部电极具有优良的导电率，且同时呈现优良的透光率。根据本发明，优选调整内部电极的厚度在1～100的范围内。
根据本发明，如果临近外部阳极放置的发光部分在发光部分的发光层和外部阳极之间包括含有具有高于4eV的电子亲合势的有机材料的有机材料层，可以通过使用如用于内部电极的具有相对低功函的材料，以及用于常规有机发光器件的阳极的具有相对高功函的材料制备外部阳极。因此，不但可以使用用于内部电极的材料，还可以使用如V、Cr、Cu、Zn、Au或其合金的具有高功函的金属，如氧化锌、氧化铟、ITO(氧化铟锡)或氧化铟锌的金属氧化物，如ZnO:Al或SnO2:Sb的金属和氧化物的组合，及如聚(3-甲基噻吩)、聚[3，4-(乙烯基-1，2-二氧)噻吩](PEDT)、聚吡咯或聚苯胺的导电聚合物制备外部阳极。然而，本发明不限于上述材料。
根据本发明，可通过使用具有相对低功函的材料制备外部阴极，以使电子易于注入有机材料层。具体地，不但可以使用用于内部电极的材料，还可以使用如Mg、Ca、Na、Yt、Li、Gd、Pb的金属或其合金及如LiF/Al或LiO2/Al的多层材料制备外部阴极。然而，本发明不限于上述材料。
可通过下面的方法制备根据本发明一种实施方式的叠层式有机发光器件。根据本发明一种实施方式制备的叠层式有机发光器件的结构示于图2。如图2所示，由上述阳极材料制成的阳极3在透明玻璃基板2上形成。然后，包括发光层的第一发光部分4在阳极3上形成。可以多层结构或单层结构制备发光部分4。所述多层结构可包括空穴注入层、空穴传递层、发光层和电子传递层。根据本发明，所述有机发光部分包括含有具有高于4eV的电子亲合势的有机材料的有机材料层，该有机材料层在发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个电极中面向外部阳极的电极之间形成。如上所述，包含具有高于4eV的电子亲合势的有机材料的有机材料层起到空穴注入层或空穴传递层的作用。另外，该有机材料层可以用于空穴注入和空穴传递的目的。然后，通过使用上述材料之一，在发光部分4上形成厚度在约几～几十范围内的内部电极5。另外，以与第一发光部分4相同的方式在内部电极上形成第二发光部分6。同时，如果必要，内部电极和发光部分可以重复形成几次。最后，通过使用上述阴极材料之一，在第二发光部分6上形成阴极7。本发明中，电极和包括有机材料层的发光部分可以通过本领域熟知的常规技术形成。
叠层式发光部分通过使用相同的材料以相同的结构形成。然而，还可以以不同的结构或通过使用不同的材料形成叠层式发光部分。
根据用于叠层式有机发光器件的材料，可以以顶部发光型有机发光器件、底部发光型有机发光器件或双面发光型有机发光器件的形式制备本发明的叠层式有机发光器件。
另外，可以通过本领域熟知的常规方法制备包括本发明的叠层式有机发光器件的显示设备。
因为在本发明的叠层式有机发光器件中有机发光器件单元彼此串连连接，所以在相同的电流密度下各个发光部分的发光层产生的光子的密度会增加，以使发光效率和光的亮度根据叠层式发光部分的数目成比例地提高。
另外，根据本发明的叠层式有机发光器件，可制备发光部分以使其具有从红色、绿色、蓝色或其组合中选择的颜色的发光光谱。因此，通过层叠发光部分可得到能够发出白色或所需颜色的光的发光器件。
同时，如果适当地调节安装在根据本发明的叠层式有机发光器件中的发光部分的厚度，由于微腔效应，可以产生至少两个重叠的光学峰，使得产生宽范围的白光，虽然其与CRI(光照指数)中定义的白光并不精确地相符。即，如果使用具有高反射性能的内部电极，部分由发光部分产生的光由内部电极反射而没有发散到外部，从而在叠层式有机发光器件中引起光干涉。在这种状态下，如果适当地调节安装在发光部分中的有机材料层的厚度，可以改变发光光谱，其称为“微腔效应”。
另外，因为本发明使用单层内部电极，所以发生在常规叠层式有机发光器件中如内部电极之间较差的物理粘合力的与双层内部电极有关的问题不会发生。常规地，在通过溅射法制备内部电极时容易破坏有机发光器件。然而，本发明的单层内部电极可以由适用于蒸方法的材料制成，所以可以防止破坏本发明的叠层式有机发光器件，从而提高叠层式有机发光器件的稳定性。另外，因为本发明使用单层内部电极，所以与使用必须彼此结合的双层内部电极的常规技术相比，在制备成本和制备方法方面本发明具有优势。
下文，将详细描述本发明的实施方式。应注意，下面的实施方式仅用于说明性目的，且不打算限制本发明的范围。
实施方式
参照例1：HAT的HOMO能级和LUMO级(USP和UV-VIS吸收图)
为了检测六腈六氮三苯(Hexanitrile hexaazatriphenylene)(HAT)的HOMO能级，使用UPS(紫外光电子能谱)图。根据UPS图，超高真空状态下(＜10-8托)，在由氦灯产生的真空UV线(21.20eV)照射到样品上时分析样品发出的电子的动能，从而检测金属的功函及有机材料的电离能，即HOMO级和费密能级。当真空UV线(21.20eV)照射到样品上时，样品发出的电子的动能相当于真空UV能(21.20eV)与待测定的样品的电子结合能之间的差值。因此，可以通过分析样品发出的电子的动能的分布来分析样品中材料的结合能分布。如果电子的动能表现最大值，样品的结合能表现最小值。从而，可以确定样品的功函(费密能级)及HOMO级。
在参照例1中，通过使用金膜得到金的功函后，为获得HAT的HOMO级，当将HAT膜沉淀在金膜上时，分析由HAT膜发出的电子的动能。图4表示从金膜和形成于金膜上、具有约20nm厚度的HAT膜产生的UPS数据。下文，将参考文献(H.Ishii等，Advanced Materials，11，605-625(1999))中公开的术语进行描述。基于由金属膜测定的功函，计算图7的X轴所示的结合能。即，参照例1中金的功函可以由真空UV线(21.20eV)减去结合能的最大值(15.92eV)得到。根据参照例1，金的功函为5.28eV。另外，HAT的HOMO级可以由照射到沉淀在金膜上的HAT的真空UV线(21.20eV)减去结合能的最大值(15.19eV)与最小值(3.79eV)之间的差值得到。根据参照例1，HAT的HOMO级为9.80eV，且费密能级为6.02eV。
通过使用由将HAT沉淀于玻璃表面形成的有机材料得到如图5所示的UV-VIS光谱。另外，通过分析吸收端得到3.26eV的能带隙。从而，应当理解，HAT的LUMO低于6.54eV。上述值会根据HAT膜的激子结合能变化。即，因为6.54eV大于HAT膜的费密能级(6.02eV)，所以为使LUMO级低于费密级，HAT膜的激子结合能必须超过0.52eV。通常，有机材料的激子结合能为0.52eV(其最大值低于1eV)，所以HAT的LUMO级在5.54～6.02eV的范围内。
对比例1
包括单一有机发光部分的单一有机发光器件按如下步骤制备：
(1)阳极的形成
使用ITO(氧化铟锡)，通过溅射法在透明玻璃基板上形成具有约1500的厚度的透明阳极。然后，通过使用由将4％H2加入Ar中得到的组成气体对透明阳极进行等离子处理。
(2)发光部分的形成
如化学式1a所示的六腈六氮三苯(HAT)通过真空淀积法沉淀于透明阳极上，从而形成具有约500的厚度的空穴注入层。
化学式1a
Figure A20058001228200181
之后，通过真空淀积法将NPB沉淀于空穴注入层上，从而形成具有约400的厚度的空穴传递层。然后，将掺杂1％的Kodak公司出售的掺杂剂(C545T)的Alq3通过真空淀积法沉淀于空穴传递层上，从而形成具有约300的厚度的发光层。之后，将韩国专利号10-2002-3025公开的如化学式2所示的化合物通过真空淀积法沉淀于发光层上，从而形成具有约200的厚度的电子传递层。
化学式2
Figure A20058001228200191
(3)阴极的形成
将LiF和Al通过蒸发法顺序沉淀于电子传递层上，从而形成阴极。
通过上述步骤制备的有机发光器件的结构示于图6。
对比例2
根据对比例2，除了形成发光部分的步骤重复两次外，采取与对比例1相同的方法制备有机发光器件。因此，该叠层式有机发光器件包括两个发光部分而没有形成内部电极(内部阴极(Al)和内部阳极(ITO))。通过上述步骤制备的叠层式有机发光器件的结构示于图7。
对比例3
根据对比例3，除了形成有机发光部分的步骤重复两次外，其中，在形成第一发光部分后通过使用Al形成具有约60的厚度的单层内部电极，然后，形成第二发光部分而没有形成HAT有机材料层，采取与对对比例1中相同的方法制备有机发光器件。因此，对比例3的有机发光器件包括两个发光部分和在两个发光部分之间插入的由Al制成的内部电极，其中该内部电极不包括内部阳极(ITO)，且从第二发光部分中省略HAT有机材料层。通过上述步骤制备的叠层式有机发光器件的结构示于8。
实施例1
根据实施例1，除了在形成第一发光部分后通过使用Al形成具有约60的厚度的单层内部电极、然后形成第二发光部分之外，采取与对比例1中相同的方法制备有机发光器件。因此，实施例1的有机发光器件包括两个发光部分和在两个发光部分之间插入的由Al制成的内部电极，其中，第二发光部分具有HAT有机材料层。通过上述步骤制备的叠层式有机发光器件的结构示于图8。
试验结果
在对比例1的单一有机发光器件的情况中，在3.9V的外加电压下，表现10mA/cm2的电流密度。此时，发光效率为7.9cd/A，且亮度为790cd/m2。在不包括内部电极的对比例2的叠层式有机发光器件的情况中，在8.7V的外加电压下，表现10mA/cm2的电流密度。此时，发光效率为7.4cd/A，且亮度为742cd/m2。在第二发光部分不包括HAT有机材料层的对比例3的叠层式有机发光器件的情况中，在16.5V的外加电压下，表现10mA/cm2的电流密度。此时，发光效率为5cd/A，且亮度为500cd/m2。另外，在实施例1的叠层式有机发光器件的情况中，类似于对比例2，在8.7V的外加电压下，表现10mA/cm2的电流密度。此时，发光效率为13.8cd/A，且亮度为1380cd/m2。表1显示上述试验结果。
表1
  电流密度   外加电压   发光效率   亮度
  对比例1   10mA/cm2   3.9V   7.9cd/A   790cd/m2
  对比例2   10mA/cm2   8.7V   7.4cd/A   742cd/m2
  对比例3   10mA/cm2   16.5V   5cd/A   500cd/m2
  实施例1   10mA/cm2   8.7V   13.8cd/A   1380cd/m2
在对比例2的叠层式有机发光器件的情况中，其中，因为在其间没有形成电极层叠发光部分，所以与对比例1相比，其叠层式发光部分的厚度增大2倍，为了得到与对比例1相同的电流密度，虽然其外加电压增加约两倍，但是其发光效率和亮度与对比例1相似。从上述结果可以理解，如果有机发光器件的有机材料层的厚度增大，为得到相同的电流密度、发光效率和亮度，必须提高驱动电压。
与对比例1的单一发光器件及不包括内部电极的对比例1的叠层式有机发光器件的相比，根据实施例1的叠层式有机发光器件的发光效率及亮度提高二倍。另外，当将实施例1与对比例3比较时，可以理解，如果将具有高于4eV的电子亲合式的有机材料层插入内部电极与发光层之间，即使内部电极只包括内部阴极而不包括内部阳极，驱动电压降低而发光效率及亮度提高。另外，从上述结果可以理解，就每个叠层式发光部分而言，插入两个发光部分之间的单层内部电极和具有高于4eV的电子亲合势的有机材料层可起到内部阳极和内部阴极的作用。即，该单层内部电极和具有高于4eV的电子亲合度的有机材料层会起到空穴注入层和电子注入层的作用。
工业实用性
如上所述，根据本发明的叠层式有机发光器件，其发光效率和亮度根据叠层式发光部分的数目成比例地提高，且根据发光部分的波长可以发出所需的光。另外，因为本发明的叠层式有机发光器件包括单层内部电极，所以与具有双层内部电极的常规有机发光器件相比，可以以低成本容易地制备本发明的叠层式有机发光器件。进而，因为在形成内部电极时不必要使用适用于溅射法的材料，所以可以提高根据本发明的叠层式有机发光器件的稳定性。

Claims (8)

1、一种叠层式有机发光器件，该器件包括：
与外部电源连接的阳极；
与外部电源连接的阴极；
至少两个置于所述阳极和阴极之间包括发光层的发光部分；以及
置于所述发光部分之间的内部电极，其中，
所述内部电极为由具有低于4.5eV的功函、选自包括金属、金属合金及其金属氧化物的组的一种制成的单层内部电极；
每个发光部分包括含有具有高于4eV的电子亲和势的有机材料的有机材料层；以及
所述有机材料层形成于发光部分的发光层与同发光部分发生接触的两个电极中的面向与外部电源连接的阳极的电极之间。
2、如权利要求1所述的叠层式有机发光器件，其中，所述具有高于4eV的电子亲和势的有机材料为具有如下所示化学式的化合物：
其中，R1～R6为选自包括氢、卤素原子、腈基(-CN)、硝基(-NO2)、磺酰基(-SO2R)、亚砜(-SOR)、氨磺酰(-SO2NR2)、磺酸酯(-SO3R)、三氟甲基(-CF3)、酯(-COOR)、酰胺(-CONHR或-CONRR’)、取代或未取代的直链或支链的C1～C12烷氧基、取代或未取代的直链或支链C1～C12烷基、取代或未取代的芳香或非芳香杂环化合物、取代或未取代的芳基、取代或未取代的单芳基胺或双芳基胺以及取代或未取代的芳烷基的组的一种，且所述R和R’为选自包括取代或未取代的C1～C60烷基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的5～7元杂环化合物的组的一种。
3、如权利要求2所述的叠层式有机发光器件，其中，所述R1～R6为腈基(-CN)。
4、如权利要求1所述的叠层式有机发光器件，其中，所述具有高于4eV的电子亲和势的有机材料为选自包括2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷、氟化3，4，9，10-二萘嵌苯四羧酸二酐(PTCDA)、氰基PTCDA、萘四羧酸二酐(NTCDA)、氟化NTCDA和氰基NTCDA的组的一种。
5、如权利要求1所述的叠层式有机发光器件，其中，所述内部电极由选自包括Al(4.28eV)、Ag(4.26eV)、Zn(4.33eV)、Nb(4.3eV)、Zr(4.05eV)、Sn(4.42eV)、Ta(4.25eV)、V(4.3eV)、Hg(4.49eV)、Ga(4.2eV)、In(4.12eV)、Cd(4.22eV)、B(4.4eV)、Hf(3.9eV)、La(3.5eV)、Ti(4.3eV)、Ca(2.87eV)、Mg(3.66eV)、Li(2.9eV)、Na(2.75eV)、K(2.3eV)、Cs(2.14eV)及其合金的组的至少一种制成。
6、如权利要求1所述的叠层式有机发光器件，其中，所述每个叠层式发光部分具有从红色、绿色、蓝色及其组合中选出的颜色的发光光谱，以使所述叠层式有机发光器件能够发出白光。
7、如权利要求1所述的叠层式有机发光器件，其中，由于微腔效应，所述叠层式有机发光器件能够发出宽范围的白光。
8、一种包括如权利要求1～7中任一项所述的叠层式有机发光器件的显示设备。
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