TWI464930B

TWI464930B - 有機發光裝置及製造其之方法

Info

Publication number: TWI464930B
Application number: TW100120622A
Authority: TW
Inventors: Hyung-Jun Song; Kyu-Hwan Hwang; Chang-Ho Lee; Hee-Joo Ko; Seok-Gyu Yoon; Il-Soo Oh; Se-Jin Cho; Jin-Young Yun; Jong-Hyuk Lee; Yong-Tak Kim; Won-Jong Kim
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2014-12-11
Also published as: KR101182447B1; US20110309739A1; US8415874B2; TW201212326A; CN102290531B; JP2012004116A; KR20110137087A; JP5328845B2; CN102290531A

Description

有機發光裝置及製造其之方法

本發明之具體實例係關於一種有機發光裝置及一種製造其之方法。

在包括陽極、陰極及在陽極與陰極之間的有機層的有機發光裝置中，目前廣泛使用鎂(Mg)與銀(Ag)之混合物來製造陰極，尤其是頂部發射型發光裝置之陰極。

鎂具有低功函數且適宜在電子注入層(EIL)上形成薄膜，此就電子注入及裝置穩定性而言為有利的。Ag具有良好反射特性，且當用於形成陰極時可與反射陽極一起形成微腔，從而改良裝置效率。

然而，由Mg及Ag製成之陰極具有極高電阻，且因而不適合於在前面板上提供均勻品質的影像，而且就此而言需要其他補償電路。

即使當在由Mg及Ag製成之陰極上進一步沈積由具有高折射率之有機材料或氧化物組成之罩蓋層(CPL)時，有機發光裝置中所產生之光亦可能具有低透射率。此外，具有該種薄膜之Mg-Ag陰極與由其他金屬組成之薄膜型陰極相比吸收更大量之光，且因而可能降低有機發光裝置效率。

為了解決此等缺點，已提出具有不同Mg與Ag組成比率的薄膜陰極。Ag之百分比愈高，薄膜型陰極之光吸收愈低，光反射愈高，且電阻特性愈好。然而，Ag之百分比較高可能阻礙電子注入並造成有機發光裝置之驅動電壓較高且效率較低。又，Mg之百分比愈高，由Mg所致之光吸收愈高，有機發光裝置效率愈低，且電阻愈高。

為了改良習知Mg-Ag薄膜型陰極之電阻及透射率特性，已提出包括僅由Ag組成之薄膜陰極的頂部發射型有機發光裝置。就此而言，經界定而用於改良外部發射效率之頂部發射型有機發光裝置之罩蓋區僅僅由氧化物組成，且電子注入層之材料受限於LIF/Al、Mg、Ag、鐿(Yb)、銣(Rb)、銫(Cs)、鋇(Ba)、鈣(Ca)-鋁(Al)、Mg-Al、Li/Al、Li₂O/Al及其混合物。然而，考慮到氧化物性質，關於該等有機發光裝置必需進行高溫沈積或濺鍍，此可能會損壞薄膜Ag陰極且可能限制電子注入層可利用之材料。

因此，需要一種在合理電阻下提供良好光學特性且有助於電子注入之有機發光裝置結構。

本發明之具體實例提供一種製造該有機發光裝置之方法。

根據本發明具體實例之一個態樣，提供一種有機發光裝置，其包括：一基板；一安置於該基板上之第一電極；一安置於該基板上且包含銀(Ag)之第二電極；一在該第一電極與該第二電極之間的發射層；一在該發射層與該第二電極之間且包含含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物的電子注入層；及一安置於該第二電極上之罩蓋層。

該含鹼金屬化合物可包括至少一種選自由LiF、LiQ、CsF、NaF、NaQ及Li₂O組成之群的材料。

該第一金屬可包括至少一種選自由鐿(Yb)、鋱(Tb)、鈥(Ho)、釤(Sm)、銪(Eu)、鐠(Pr)、鈰(Ce)、鋁(Al)及鎂(Mg)組成之群的金屬。

該含鹼金屬化合物與該第一金屬之重量比可為約1：9至約9：1。

該含鹼金屬化合物可包括LiQ，該第一金屬可包括Yb，且LiQ與Yb之重量比可為約1：1。

該電子注入層可具有約0.1nm至約30nm之厚度。

該第二電極可進一步包括至少一種選自由鋁(Al)、鉑(Pt)、鐿(Yb)、釹(Nd)及鎂(Mg)組成之群的第二金屬，且該第二金屬之量以100重量份Ag計為約0.01重量份至約20重量份。

該第二電極可具有約1nm至約30nm之厚度。

該罩蓋層可包括有機材料、無機材料或其混合物。

該罩蓋層可具有約1.2至約5.0之折射率。

該罩蓋層可包括無機材料，且該無機材料包含至少一種選自由ITO、IZO、SiO₂、SiN_x、Y₂O₃、WO₃、MoO₃及Al₂O₃組成之群的材料。

該罩蓋層可包括有機材料，且該有機材料包含至少一種選自由三胺衍生物、伸芳基二胺衍生物、參(8-喹啉根基)鋁(Alq3)及 4,4'-雙咔唑基聯苯(CBP)組成之群的材料。

該罩蓋層可具有約1nm至約200nm之厚度。

該有機發光裝置可在該第一電極與該發射層之間進一步包括一電洞注入層、一電洞傳輸層或一電洞注入及傳輸層。

根據本發明具體實例之另一態樣，提供一種底部發射型有機發光裝置，其包括：一基板；一安置於該基板上之第一電極；一安置於該基板上且包含銀(Ag)之第二電極；一在該第一電極與該第二電極之間的發射層；一在該發射層與該第二電極之間且包含含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物的電子注入層；及一安置於該第二電極之一與該發射層相對之表面上的罩蓋層。

根據本發明具體實例之另一態樣，提供一種製造有機發光裝置之方法，該方法包括：製備一基板；在該基板上形成一第一電極；在該第一電極上形成一電洞注入及傳輸層；在該電洞注入及傳輸層上形成一發射層；在該發射層上形成一包含含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物的電子注入層；在該電子注入層上形成一包括銀(Ag)之第二電極；及在該第二電極上形成一罩蓋層。

10‧‧‧基板

20‧‧‧第一電極

25‧‧‧傳輸層

30‧‧‧電子發射層(EML)

50‧‧‧電子注入層(EIL)

60‧‧‧第二電極

70‧‧‧罩蓋層

100‧‧‧有機發光裝置

150‧‧‧EIL

160‧‧‧第二電極

170‧‧‧罩蓋層

210‧‧‧基板

220‧‧‧第一電極

225‧‧‧傳輸層

230‧‧‧發射層

230a‧‧‧R子像素

230b‧‧‧B子像素

230c‧‧‧G子像素

240‧‧‧電子傳輸層(ETL)

250‧‧‧EIL

260‧‧‧第二電極

270‧‧‧罩蓋層

300‧‧‧有機發光裝置

圖1為說明一個具體實例之有機發光裝置之結構的橫截面圖；圖2為說明一個具體實例之有機發光裝置之部分結構的放大橫截面圖，該部分結構包括一電子注入層、一第二電極及一罩蓋層；圖3為說明一個具體實例之有機發光裝置之結構的橫截面圖；圖4為實施例1及比較實施例1中所製造之有機發光裝置在藍光波長範圍內之電流密度相對於電壓的關係圖；圖5為實施例1及比較實施例1中所製造之有機發光裝置在藍光波長範圍內之發光效率相對於亮度的關係圖；圖6為實施例1及比較實施例1中所製造之有機發光裝置在綠光波長範圍內之電流密度相對於電壓的關係圖；及圖7為實施例1及比較實施例1中所製造之有機發光裝置在綠光波長範圍內之發光效率相對於亮度的關係圖。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2010年6月16日向韓國智慧財產局(Korean Intellectual Property Office)申請之韓國專利申請案第10-2010-0057112號之權益，該申請案之揭示內容係以全文引用的方式併入本文中。

本發明具體實例之以上及其他特徵及優勢將藉由參考隨附圖式詳細描述其例示性具體實例而變得更顯而易見。

現將在細節上參考具體實例，其實施例於隨附圖式中示出，以使一般熟習此項技術者能夠實施該等具體實例。就此而言，本發明之具體實例可能具有不同形式且不應被理解為受限於本文所述之說明書。因此，下文僅參考圖式描述該等具體實例以說明本說明書之態樣。

在圖式中，為清晰起見，可能放大各層及區域之厚度。相同參考數字在全文中表示相同元件。應瞭解，當諸如層、膜、區域或板之元件被稱為處於另一元件「上」時，其可能直接處於該另一元件上或可能存在插入之元件。

根據具體實例，一種有機發光裝置包括一基板；一安置於該基板上之第一電極；一安置於該基板上且包括銀(Ag)之第二電極；一在該第一電極與該第二電極之間的發射層；一在該發射層與該第二電極之間的電子注入層，該電子注入層包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物；及一安置於該第二電極上之罩蓋層。

圖1為一個具體實例之有機發光裝置100之橫截面圖。

參考圖1，有機發光裝置100包括基板10及安置於該基板10上之第一電極20。

基板10可為習用於有機發光裝置中之任何基板。基板10可包含具有良好機械強度、熱穩定性、透明度、表面光滑度、操作便利性及抗水性的材料。例如，基板10可為玻璃基板、金屬薄膜或塑膠基板。雖然圖1中未示出，但需要時可在基板10與第一電極20之間進一步安置一平坦層或絕緣層。

第一電極20可構成陽極或陰極。第一電極20可具有對應於紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)子像素之圖案。第一電極20可包含具有良好導電性之材料。第一電極20可包括任何適用於形成該第一電極20之材料。第一電極20之材料的非限制性實例包括Li、Mg、Al、Ag、Al-Li、Ca、Mg-In、Mg-Ag、Ca-Al、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)及Al-ITO。第一電極20可為透明電極、半透明電極或反射電極。第一電極20可具有一包括至少兩個使用至少兩種材料之層的結構。然而，第一電極20可具有多種結構中之任一者。

有機發光裝置100包括處於該基板10上之第二電極60。

第二電極60可包括具有良好傳導性之Ag。Ag具有低功函數及高反射率。第二電極60可實施成各種形式，例如呈透明電極或反射電極形式。

第二電極60可進一步包括至少一種選自由Al、Pt、Yb、Nd及Mg組成之群的第二金屬，該第二金屬之量以100重量份Ag計為約20重量份。第二電極60可包含Ag與第二金屬之混合物以改良第二電極60之薄膜特性，諸如透明度。當第二金屬之量處於此範圍內時，有機發光裝置可具有適當光吸收及電阻而不增加驅動電壓。

第二電極60可具有約1nm至約30nm之厚度。當第二電極60之厚度處於此範圍內時，有機發光裝置可具有能夠容易地控制透射率及反射率且產生低光吸收之良好光學特性及良好導電性。

第一電極20及第二電極60可分別充當陽極及陰極，但亦可顛倒。

有機發光裝置100可在第一電極20與第二電極60之間包括一有機層。有機層可包括發射層(EML)30及電子注入層(EIL)50。例如，有機層可包括電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、電子阻斷層(EBL)、EML 30、電洞阻斷層(HBL)、電子傳輸層(ETL)及EIL 50。可使用能夠充當此兩個層之電洞注入及傳輸層25替代HIL及HTL。EBL、HBL及ETL中之至少一者可省略。

有機發光裝置100可在第一電極20與第二電極60之間包括EML 30。

EML 30可包括多種發光材料中之任一者。發光材料之實例包括：藍色摻雜劑，諸如噁二唑二聚物染料(Bis-DAPOXP)、螺環化合物(Spiro-DPVBi、Spiro-6P)、三芳基胺化合物、雙(苯乙烯基)胺(DPVBi、DSA)、4,4'-雙(9-乙基-3-咔唑伸乙烯基)-1,1'-聯苯(BCzVBi)、苝、2,5,8,11-四-第三丁基苝(TPBe)、9H-咔唑-3,3'-(1,4-伸苯基-二-2,1-乙烯-二基)雙[9-乙基-(9C)](BCzVB)、4,4-雙[4-(二-對甲苯胺基)苯乙烯基]聯苯(DPAVBi)、4-(二-對甲苯胺基)-4'-[(二-對甲苯胺基)苯乙烯基]芪(DPAVB)、4,4'-雙[4-(二苯胺基)苯乙烯基]聯苯(BDAVBi)及雙(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)銥III(FIrPic)；綠色摻雜劑，諸如3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙胺基)香豆素(香豆素6)、2,3,6,7-四氫-1,1,7,7,-四甲基-1H,5H,11H-10-(2-苯并噻唑基)喹口井并-[9,9a,1gh]香豆素(C545T)、N,N'-二甲基-喹吖啶酮(DMQA)及參(2-苯基吡啶)銥(III)(Ir(PPy)₃)；及紅色摻雜劑，諸如四苯基并四苯(紅螢烯(Rubrene))、參(1-苯基-異喹啉)銥(III)(Ir(piq)₃)、雙(2-苯并[b]噻吩-2-基-吡啶)(乙醯基丙酮酸)銥(III)(Ir(btp)₂(acac))、參(二苯甲醯基甲烷)啡啉銪(III)(Eu(dbm)₃(phen))、參[4,4'-二-第三丁基-(2,2')-聯吡啶]釕(III)錯合物(Ru(dtb-bpy)₃*2(PF₆))、DCM1、DCM2、銪(噻吩甲醯基三氟丙酮)₃(Eu(TTA)₃)及丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久咯雷啶基(tetramethyljulolidyl)-9-烯基)-4H-哌喃(CJTB)。然而，可使用任何發光材料。發光材料可包括發光聚合物。發光聚合物之實例包括包括氮之芳族化合物及聚合物，諸如伸苯基、伸苯基伸乙烯基、噻吩、茀及螺茀。

在一些具體實例中，EML 30可包括發射主體及發射摻雜劑。發射摻雜劑可包括上文所列出之發光材料中之任一者。發射主體可包括螢光主體或磷光主體。螢光主體之實例包括參(8-羥基-喹啉)鋁(Alq3)、9,10-二(萘基-2-基)蒽(AND)、3-第三丁基-9,10-二(萘基-2-基)蒽(TBADN)、4,4'-雙(2,2-二苯基-乙烯-1-基)-4,4'-二甲基苯基(DPVBi)、4,4'-雙(2,2-二苯基-乙烯-1-基)-4,4'-二甲基苯基(p-DMDPVBi)、參(9,9-二芳基茀)(TDAF)、2-(9,9'-螺聯茀-2-基)-9,9'-螺聯茀(BSDF)、2,7-雙(9,9'-螺聯茀-2-基)-9,9'-螺聯茀(TSDF)、雙(9,9-二芳基茀)(BDAF)、4,4'-雙(2,2-二苯基-乙烯-1-基)-4,4'-二-(第三丁基)苯基(p-TDPVBi)及其類似物。磷光主體之實例包括1,3-雙(咔唑-9-基)苯(mCP)、1,3,5-參(咔唑-9-基)苯(tCP)、4,4',4"-參(咔唑-9-基)三苯胺(TcTa)、4,4'-雙(咔唑-9-基)聯苯(CBP)、4,4'-雙(9-咔唑基)-2,2'-二甲基-聯苯(CBDP)、4,4'-雙(咔唑-9-基)-9,9-二甲基-茀(DMFL-CBP)、4,4'-雙(咔唑-9-基)-9,9-雙(9-苯基-9H-咔唑)茀(FL-4CBP)、4,4'-雙(咔唑-9-基)-9,9-二-甲苯基-茀(DPFL-CBP)、9,9-雙(9-苯基-9H-咔唑)茀(FL-2CBP)及其類似物。

有機發光裝置100可在EML 30與第二電極60之間包括EIL 50。

EIL 50可包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物。含鹼金屬化合物可包括至少一種選自由LiF、LiQ、CsF、NaF、NaQ及Li₂O組成之群的材料。第一金屬可包括至少一種選自由鐿(Yb)、鋱(Tb)、鈥(Ho)、釤(Sm)、銪(Eu)、鐠(Pr)、鈰(Ce)、鋁(Al)及鎂(Mg)組成之群的材料。在含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物中，若含鹼金屬化合物及第一金屬相對於混合物總重量之重量比分別以X及Y表示，則可滿足以下關係：10≦x≦90，10≦y≦90，且x+y=100。當含鹼金屬化合物及第一金屬之重量比處於此等範圍內時，可促進電子注入，且包括Ag之第二電極60可具有改良之薄膜特性，且因此可有利地吸收較少光。

例如，EIL 50可包括LiQ與Yb之混合物，例如重量比為1：1。

EIL 50可具有約0.1nm至約30nm之厚度。當EIL 50之厚度處於此範圍內時，EIL 50可具有良好電子注入特性而不顯著增加驅動電壓。

雖然未示出，但有機發光裝置100可在EML 30與EIL 50之間進一步包括ETL。

ETL可包含具有良好電子傳輸能力之材料。例如，ETL可包括任何已知的電子傳輸材料。電子傳輸材料之實例包括參-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、雙(8-羥基-2-甲基喹啉)-(4-苯基苯氧基)鋁(Balq)、3-(4-聯苯)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(TAZ)、雙(10-羥基苯并[h]喹啉根基)鈹(Bebq2)及其衍生物。電子傳輸材料可進一步包括金屬氧化物。例如，金屬氧化物可為鹼金屬、鹼土金屬或過渡金屬之氧化物。

有機發光裝置100可在EML 30與第一電極20之間進一步包括HIL及HTL中之至少一者。或者，有機發光裝置100可在EML 30與第一電極20之間進一步包括充當HIL及HTL兩者之電洞注入及傳輸層25。

與第一電極20接觸且與其形成一界面的有機層可為HIL，或者若有機發光裝置不包括HIL，則其可為HTL。在一些具體實例中，有機層可為充當HIL及HTL兩者之電洞注入及傳輸層25。

HIL可包括任何已知的電洞注入材料。電洞注入材料之實例包括酞菁化合物，諸如銅酞菁(CuPc)或其類似物；星爆型(star-burst type)胺衍生物，諸如4,4',4"-參(N-咔唑基)三苯胺(TCTA)及4,4',4"-參(3-甲基苯基苯基胺基)三苯胺(m-MTDATA)；及可溶性聚合物，諸如聚苯胺/十二烷基苯磺酸(Pani/DBSA)、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟腦磺酸(Pani/CSA)及聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(PANI/PSS)。然而，可使用任何電洞注入材料。

HTL可包括任何已知的電洞傳輸材料。典型電洞傳輸材料包括咔唑衍生物、具有芳族縮合環之胺衍生物及其類似物。電洞傳輸材料之實例包括N-苯基咔唑、聚乙烯咔唑、1,3,5-三咔唑基苯、4,4'-雙咔唑基聯苯、間雙咔唑基苯基、4,4'-雙咔唑基-2,2'-二甲基聯苯、4,4',4"-三(N-咔唑基)三苯胺、1,3,5-三(2-咔唑基苯基)苯、1,3,5-參(2-咔唑基-5-甲氧苯基)苯、雙(4-咔唑基苯基)矽烷、N,N'-二苯基-N,N'-雙(1-萘基)-(1,1'-聯苯)-4,4'-二胺(NPB)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1-聯苯]-4,4'-二胺(TPD)、聚(9,9-二辛基茀-共-N-(4-丁基苯基)二苯胺(TFB)或聚(9,9-二辛基茀-共-雙-(4-丁基苯基-雙-N,N-苯基-1,4-苯二胺)(PFB)及其類似物。然而，可使用任何電洞傳輸材料。

電洞注入及傳輸層25可包括上文所列出之電洞注入材料與電洞傳輸材料之任何混合物。然而，可使用上文未列出之電洞注入材料與電洞傳輸材料之任何適合混合物。

有機發光裝置100可在第二電極60上包括罩蓋層70。

罩蓋層70可包括有機材料、無機材料或此等材料之混合物。通常安置於第二電極60上之罩蓋層70可改良視角特性及外部發射效率。罩蓋層70可保護處於下方之第二電極60及有機層免於因外部水分或氧氣而劣化。

例如，有機材料可為至少一種選自由三胺衍生物、伸芳基二胺衍生物、Alq3及4,4'-雙咔唑基聯苯(CBP)組成之群的材料。

無機材料可為至少一種選自由ITO、IZO、SiO₂、SiN_x、Y₂O₃、WO₃、MoO₃及Al₂O₃組成之群的材料。

罩蓋層70可具有多種結構中之任一者，例如包括選自有機材料、無機材料及其混合物之材料的單層結構，或包括具有不同折射率之材料的多層結構。

罩蓋層70可具有不同於空氣之折射率。例如，罩蓋層70可具有約1.2至約5.0之折射率。當罩蓋層70之折射率處於此範圍內時，罩蓋層70可有效地減少第二電極60之全反射，且因而可產生較高的外部光效率。此外，罩蓋層70可減少色彩座標及發光強度隨使用者視角而產生之變化。例如，罩蓋層70可具有約1.2至約3.0之折射率。

自罩蓋層70傳出之光在罩蓋層70與外界空氣之間的界面處朝向第二電極60表面被反射。入射於第二電極60之表面上的光自罩蓋層70被反射回來。然而，由於路徑不同，自罩蓋層70反射之光干擾由罩蓋層70反射至第二電極60中之光。因而，較小量之光可能因第二電極60之全反射而損失，且較大量之光可傳輸，因而增加有機發光裝置100之發射效率。自紅色、綠色及藍色像素發出之光具有不同的波長，且因而罩蓋層70之對應於紅色、綠色及藍色子像素之區域可能具有不同厚度，例如在約1nm至約200nm範圍內。當罩蓋層70之厚度為約1nm或1nm以上時，罩蓋層70可向外發光。當罩蓋層之厚度為約200nm或200nm以下時，罩蓋層70之光吸收可能不是很高，以至於可獲得良好發光效率。

圖2為說明一個具體實例之有機發光裝置之部分結構的放大橫截面圖，該結構包括EIL 150、第二電極160及罩蓋層170。

參考圖2，作為有機發光裝置之最上層的罩蓋層170可包括有機材料、無機材料或其混合物以改良視角特性及外部發射效率。罩蓋層170可包括折射率不同於空氣之材料以有助於光自有機發光裝置發出。罩蓋層70可具有約1nm至約200nm之厚度以改良傳輸特性及視角特性。雖然罩蓋層170在圖2中展示為包含材料之單層，但其可為具有不同折射率之材料的層之堆疊。罩蓋層170可藉由熱沈積、塗佈或其類似技術形成。

包括Ag之第二電極160位於罩蓋層170之下。第二電極160可傳輸光，且同時可反射部分光。與包括Mg及Ag之常見電極相比，第二電極160可具有較低吸光度、較高透光率及較高光反射率。

考慮到其透光率及反射率，第二電極160可具有約1nm至約30nm之厚度。第二電極160可包括至少一種選自由Al、Pt、Yb、Nd及Mg組成之群的第二金屬，其量以100重量份Ag計為約20重量份，以獲得良好薄膜特性。第二電極160可藉由多種方法中之任一者形成，例如熱沈積、濺鍍或其類似技術。

有助於電子注入之EIL 150位於第二電極160之下。EIL 150可包含至少一種選自由LiF、LiQ、CsF、NaF、NaQ及Li₂O組成之群的含鹼金屬化合物與至少一種選自由Yb、Tb、Ho、Sm、Eu、Pr、Ce、Al及Mg組成之群的第一金屬之混合物。含鹼金屬化合物與第一金屬之重量比可為約10：90至約90：10。EIL 150可具有約0.1nm至約30nm之厚度。EIL 150可藉由多種方法中之任一者形成，例如藉由經由熱沈積、真空沈積、化學氣相沈積(CVD)、濺鍍、旋塗或旋鑄共同沈積含鹼金屬化合物與第一金屬，或沈積含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物來形成。

圖3為說明一個具體實例之有機發光裝置300之結構的橫截面圖。

參考圖3，有機發光裝置300包括基板210；處於該基板210上之第一電極220；包括Ag之第二電極260；及在該第一電極220與該第二電極260之間的發射層230，其包括R、G及B子像素230a、230b及230c。包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物的EIL 250在該發射層230與該第二電極260之間。ETL 240係安置於該EIL 250與該發射層230之間。電洞注入及傳輸層225係安置於該發射層230與該第一電極220之間。罩蓋層270係安置於該第二電極260上。

基板210可包括薄膜電晶體、電路及用於驅動有機發光裝置300之配線。引入之外部信號在自基板210向第一電極220傳遞並到達第一電極220時被改變成特定電流位準。

對於頂部發射型有機發光裝置，第一電極220可包含金屬反射層。第一電極220可與第二電極260一起向有機發光裝置300施加電場。在本發明具體實例中，第一電極20可充當陽極。第一電極220具有良好反射特性。因而，第一電極220可將入射光朝向有機發光裝置300之前側反射，且可與具有高反射率之第二電極260一起提供微腔效應。

安置於第一電極220上之電洞注入及傳輸層225注入並傳輸電荷。

位於電洞注入及傳輸層225上之發射層230包括R、G及B子像素。

安置於發射層230上之ETL 240傳輸電子。

安置於ETL 240上之EIL 250包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物，如上文所述。

安置於EIL 250上之第二電極260包括Ag。在本發明具體實例中，第二電極160可充當陰極。

安置於第二電極160上之罩蓋層270包括有機材料、無機材料或其混合物。

雖然當前的具體實例描述一種頂部發射型有機發光裝置，但本發明具體實例不限於此，且可應用於具有任何結構之有機發光裝置，只要其包括基板、安置於該基板上之第一電極、安置於該基板上且包括銀(Ag)之第二電極、在該第一電極與該第二電極之間的發射層、在該發射層與該第二電極之間的EIL(該EIL包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物)及罩蓋層即可。例如，對於底部發射型有機發光裝置而言，與上述頂部發射型有機發光裝置相比，包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物的EIL及包括Ag之第二電極可能更厚，且罩蓋層可能位於第一電極之下。

根據具體實例之有機發光裝置可為頂部發射型有機發光裝置，其包括一包含透明材料之罩蓋層，且其中自發射層發出之光經由該罩蓋層傳出有機發光裝置。例如，有機發光裝置可具有包括以下之結構：一基板；一在該基板上且包括至少一種選自由Ag、Mg、 Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li及Ca組成之群的金屬及至少一種選自由ITO、IZO、ZnO、SnO₂及Tn₂O₃組成之群的導電材料的反射式第一電極；一在該基板上且包括Ag之透明第二電極；一在該第一電極與該第二電極之間的發射層；一在該發射層與該第二電極之間且包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物的EIL；一在該發射層與該第一電極之間的電洞注入及傳輸層；及一在該第二電極上之罩蓋層。在該頂部發射型有機發光裝置中，該第一電極可具有約10nm至約300nm之厚度。該第二電極可具有約1nm至約30nm之厚度。自發射層發出之光可經由罩蓋層傳出該裝置。

例如，有機發光裝置可具有包括以下之結構：一基板；一第一電極；一電洞注入及傳輸層(非必需)；一發射層；一包括LiQ與Yb之1：1重量比之混合物的EIL；一包括Ag之第二電極；及一包括三胺衍生物之罩蓋層。或者，有機發光裝置可具有包括以下之結構：一基板；一電洞注入及傳輸層(視情況選用)；一發射層；一包括LiQ與Yb之1：1重量比之混合物的EIL；一包括Ag與Yb之85：15重量比之混合物的第二電極；及一包括三胺衍生物之罩蓋層。或者，有機發光裝置可具有包括以下之結構：一基板；一第一電極；一電洞注入及傳輸層(視情況選用)；一發射層；一包括LiF與Yb之1：1重量比之混合物的EIL；一包括Ag之第二電極；及一包括三胺衍生物之罩蓋層。或者，有機發光裝置可具有包括以下之結構：一基板；一第一電極；一HIL(視情況選用)；一發射層、一包括LiF與Yb之1：1重量比之混合物的EIL；一包括Ag與Yb之85：15重量比之混合物的第二電極；及一包括三胺衍生物之罩蓋層。

根據具體實例之有機發光裝置可為底部發射型有機發光裝置，其包括一包含透明材料之基板，且其中自發射層發出之光經由該基板傳出有機發光裝置。例如，有機發光裝置可具有包括以下之結構：一透明基板；一在該透明基板上且包括至少一種選自由ITO、IZO、ZnO、SnO₂及In₂O₃組成之群的導電材料的透明第一電極；一在該透明基板上且包括Ag之反射式第二電極；一在該第一電極與該第二電極之間的EML；一在該發射層與該第二電極之間且包括含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物的EIL；一在該發射層與該第一電極之間的電洞注入及傳輸層；及一在該第二電極之一與該發射層相對之表面上的罩蓋層。在該底部發射型有機發光裝置中，該第二電極可能具有約1nm至約200nm之厚度。

在下文中，將描述製造有機發光裝置之方法的具體實例。有機發光裝置可包括一基板、一第一電極、一HIL、一HTL、一EML、一ETL及EIL、一第二電極及一罩蓋層，其依序安置於彼此之上。可用電洞注入及傳輸層替代HIL及HTL。可能不形成ETL。

最初，在基板上形成第一電極。基板可為用於習知有機發光裝置中的任何基板。就此而言，考慮到透明度、表面光滑度、操作便利性及抗水性，基板可選自玻璃基板及塑膠基板。第一電極可實施成各種形式，例如呈透明電極或反射電極形式。

接著，可藉由熱沈積、真空沈積、化學氣相沈積(CVD)、濺鍍、旋塗、旋鑄或其類似技術在第一電極上形成HIL。

當使用真空沈積形成HIL時，沈澱條件可根據用於形成HIL之材料以及欲形成之HIL之結構及熱特性而變化。例如，沈澱條件可包括約100℃至約500℃之沈積溫度、約10^-8托至約10^-3托之真空壓力及約0.01Å/s至約100Å/s之沈積速率。

當使用旋塗形成HIL時，塗佈條件可根據用於形成HIL之材料以及欲形成之HIL之所要結構及熱特性而變化。例如，塗佈速度可為約2000rpm至約5000rpm，且在塗佈後為移除溶劑而進行之熱處理的溫度可為約80℃至約200℃。

HIL可包含任何已知的電洞注入材料。HIL可具有約20nm至約200nm之厚度。當HIL之厚度為約20nm或20nm以上時，HIL可具有良好電洞注入特性。當HIL之厚度為約200nm或200nm以下時，可獲得適當驅動電壓。

接著，可使用熱沈積、真空沈積、CVD、濺鍍、旋塗、旋鑄或其類似技術在HIL上形成HTL。當使用真空沈積或旋塗形成HTL時，沈積及塗佈條件與形成HIL之條件相似，但沈積及塗佈條件可根據用於形成HTL之材料而變化。

HTL可包含任何已知的電洞傳輸材料。HTL可具有約10nm至約100nm之厚度。當HTL之厚度為約10nm或10nm以上時，HTL可具有良好電洞傳輸特性。當HTL之厚度為約100nm或100nm以下時，可獲得適當驅動電壓。

可使用電洞注入材料與電洞傳輸材料之混合物形成電洞注入及傳輸層來替代HIL及HTL。形成電洞注入及傳輸層之條件可與用於形成HIL之條件相似，但電洞注入及傳輸層之形成方法及厚度可根據用於形成該電洞注入及傳輸層之材料而變化。

接著，可藉由使用熱沈積、真空沈積、CVD、濺鍍、旋塗、旋鑄或其類似技術在HTL上形成EML。當使用真空沈積或旋塗形成EML時，沈積及塗佈條件與形成HIL之條件相似，但沈積及塗佈條件可根據用於形成EML之材料而變化。

可使用任何已知的發光材料來形成EML，諸如已知主體及摻雜劑。可用於形成EML之摻雜劑可包括此項技術中廣泛已知的螢光摻雜劑或磷光摻雜劑。

摻雜劑之量以100重量份EML材料計可為約0.1重量份至約20重量份，其中該100重量份等於主體及摻雜劑之總重量。當摻雜劑之量為0.1重量份或0.1重量份以上時，摻雜劑之添加可為有效的。當摻雜劑之量為20重量份或20重量份以下時，不論是使用磷光摻雜劑還是使用螢光摻雜劑，均不會發生濃度淬滅(concentration quenching)。EML可具有約10nm至約100nm之厚度。當EML之厚度為10nm或10nm以上時，EML中可出現發光特性。當EML之厚度為100nm或100nm以下時，驅動電壓不會升高。

當EML包括磷光摻雜劑時，可在EML上形成HBL以防止三重態激子或電洞擴散至ETL中。在此情況下，HBL可包含通常用於形成HBL之任何材料。HBL材料之實例包括此項技術中已知的噁二唑衍生物、三唑衍生物、啡啉衍生物、Balq及BCP。

接著，可藉由使用熱沈積、真空沈積、CVD、濺鍍、旋塗、旋鑄或其類似技術在EML上形成ETL。當使用真空沈積或旋塗形成ETL時，沈積及塗佈條件與形成HIL之條件相似，但沈積及塗佈條件可根據用於形成HTL之材料而變化。

ETL可具有約10nm至約40nm之厚度。當ETL之厚度為10nm或10nm以上時，ETL可具有適當電子傳輸速率，從而達成電荷平衡。當ETL之厚度為40nm或40nm以下時，驅動電壓不會升高。

接著，可藉由使用熱沈積、真空沈積、CVD、濺鍍、旋塗、旋鑄或其類似技術在ETL上形成EIL。當使用真空沈積或旋塗形成EIL時，沈積及塗佈條件與形成HIL之條件相似，但沈積及塗佈條件可根據用於形成EIL之材料而變化。

用於形成EIL之材料可包括上述含鹼金屬化合物與第一金屬之混合物。含鹼金屬化合物可包括至少一種選自由LiF、LiQ、CsF、NaF、NaQ及Li₂O組成之群的材料。第一金屬可包括至少一種選自由Yb、Tb、Ho、Sm、Eu、Pr、Ce、Al及Mg組成之群的材料。例如，用於形成EIL之材料可為LiQ與Yb之1：1重量比之混合物。

EIL可具有約0.1nm至約30nm之厚度。當EIL之厚度為約0.1nm或0.1nm以上時，可確保有效電子注入。當EIL之厚度為約30nm或30nm以下時，驅動電壓不會升高。

接著，可藉由在EIL上沈積包括Ag之第二電極材料來形成第二電極，從而完成有機發光裝置之製造。

第二電極材料可進一步包括具有良好導電性之第二金屬。例如，第二電極材料可進一步包括至少一種選自由Al、Pt、Yb、Nd及Mg組成之群的第二金屬，其量以100重量份Ag計為約20重量份。在頂部發射型有機發光裝置中，第二電極可具有約1nm至約30nm之厚度。

第一電極及第二電極可分別充當陽極及陰極。然而，亦可顛倒。

上文中描述了根據本發明具體實例之有機發光裝置及製造其之方法的具體實例。然而，本發明具體實例不限於圖1至圖3中所示之結構，且根據具體實例之有機發光裝置可具有其他結構。

根據具體實例之有機發光裝置可包括於各種類型之平板顯示裝置中，諸如被動式矩陣有機發光顯示裝置或主動式矩陣有機發光顯示裝置中。詳言之，當有機發光裝置包括於包括薄膜電晶體之主動式矩陣有機發光顯示裝置中時，第一電極可電連接至有機發光裝置中之薄膜電晶體的源電極或汲電極。

在下文中，將參考以下實施例詳細描述一或多個具體實例。此等實施例不意欲限制該一或多個具體實例之目的及範疇。

實施例1

使用Ag在一基板上形成具有2mm×2mm之面積的第一電極。接著，在該第一電極上沈積ITO層至70Å之厚度。用超音波法清潔所得結構並進行預處理(使用UV-O₃或熱)。

接著，在經預處理之第一電極上真空沈積IDE406(Idemitsu公司(Tokyo，Japan))至650Å之厚度以形成HIL。在HIL上界定R、G及B發射層之前，藉由分別在HIL之G及B發射區上真空沈積HTM021(Merck公司)至600Å及700Å之厚度來形成輔助層。在HIL及輔助層上真空沈積IDE320(Idemitsu公司)至650Å之厚度以形成HTL。

在HTL之B發射區上真空沈積經5wt% BD052(Idemitsu公司)摻雜之BH215(Idemitsu公司)至200Å之厚度以形成B發射層。在HTL之G發射區上真空沈積經7wt% Ir(PPy)3摻雜之TMM004(Merck公司)至200Å之厚度以形成G發射層。在HTL之R發射區上真空沈積經15wt% TER021(Merck公司)摻雜之TMM004(Merck公司)至400Å之厚度以形成R發射層。在EML上真空澱積Alq3以形成具有300Å之厚度的ETL。

在ETL上以1：1之重量比沈積鐿(Yb)及氟化鋰(LiF)至20Å之厚度以形成EIL。接著，真空沈積Ag至200Å之厚度以形成第二電極。

在第二電極上沈積IDE406(折射率(n)=1.8)至600Å之厚度以形成罩蓋層。

實施例2

除了在ETL上以1：1之重量比沈積Yb及喹啉鋰(LiQ)至20Å之厚度以形成EIL，且在EIL上真空沈積Ag與Yb之85：15重量比之金屬混合物至200Å之厚度以形成第二電極以外，以與實施例1相同之方式製造有機發光裝置。

實施例3

除了在EIL上真空沈積Ag與Yb之85：15重量比之金屬混合物至200Å之厚度以形成第二電極，且在第二電極上沈積IDE406(折射率(n)=1.8)至600Å之厚度以形成罩蓋層以外，以與實施例1相同之方式製造有機發光裝置。

比較實施例1

除了在ETL上沈積喹啉鋰(LiQ)至10Å之厚度以形成EIL，且在EIL上真空沈積Mg與Ag之10：1重量比之金屬混合物以形成第二電極以外，以與實施例1相同之方式製造有機發光裝置。

比較實施例2

除了在ETL上沈積喹啉鋰(LiQ)至10Å之厚度以形成EIL以外，以與實施例1相同之方式製造有機發光裝置。

比較實施例3

除了在EIL上真空沈積Mg與Ag之10：1重量比之金屬混合物至120Å之厚度以形成第二電極以外，以與實施例1相同之方式製造有機發光裝置。

量測實施例1至實施例3及比較實施例1至比較實施例3中所製造之有機發光裝置各自在50mA/cm²之電流密度下的驅動電壓、亮度、發光效率及色彩座標。結果展示於以下表1中。

圖4及圖5為說明實施例1及比較實施例1之有機發光裝置在420至480nm藍光波長範圍內之電光學特性的圖。參考圖4，實施例1及比較實施例1之有機發光裝置在電子注入及電壓方面展現相似驅動特性。圖5為實施例1及比較實施例1之有機發光裝置之發光效率的圖。參考圖5，實施例1之有機發光裝置之發光效率與比較實施例1之有機發光裝置相比高約20%。參考表1，實施例1至實施例3之有機發光裝置與比較實施例1至比較實施例3相比具有相似驅動電壓但展現更高發光效率。

圖6及圖7為說明實施例1及比較實施例1之有機發光裝置在500至560nm綠光波長範圍內之電光學特性的圖。圖6為實施例1及比較實施例1之有機發光裝置在綠光波長範圍內之電流密度相對於電壓的關係圖。參考圖6，實施例1之有機發光裝置與比較實施例1之有機發光裝置相比在相同電壓位準下展現更高電流密度。參考圖7,與具有約30cd/A之發光效率的比較實施例1之有機發光裝置相比，實施例1之有機發光裝置展現約50cd/A或50cd/A以上之更高發光效率。總之，在藍光及綠光波長範圍內，實施例1之有機發光裝置之發光效率及驅動電壓特性優於比較實施例1之有機發光裝置。

根據具體實例之有機發光裝置包括一電穩定之第二電極，且因而具有改良之電子注入特性及透光率。因而，該有機發光裝置具有改良之驅動電壓及效率特性。

雖然已參考例示性具體實例詳盡地展示並描述了本發明具體實例，但一般熟習此項技術者應瞭解，可在不背離如由以下申請專利範圍所定義之本發明具體實例之精神及範疇的情況下在形式及細節方面作出各種改變。