有机发光二极管的制作方法

有机发光二极管的制作方法
【专利摘要】本说明书公开了一种有机电致发光器件，其包括阳极、阴极、设置在阴极和阳极之间的发光层、设置在阴极和发光层之间的第一p-型有机材料层以及设置在第一p-型有机材料层和发光层之间的第一n-型有机材料层。
【专利说明】有机发光二极管 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及一种有机电致发光器件。
[0002] 本申请要求于2012年5月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利第 10-2012-0058941 号、第 10-2012-0058938 号和第 10-2012-0058945 号申请案的优先权，其 公开的全部内容在此通过引证的方式纳入本说明书。 【【背景技术】】
[0003] 有机电致发光器件通过将来自两极电子和空穴注入至有机材料层而将电流转化 为可见光。有机电致发光器件可具有包括两层以上有机材料层的多层结构。例如，如有所 需，除了发光层之外，该有机电致发光器件可进一步包括电子或空穴注入层、电子或空穴阻 挡层或电子或空穴传输层。
[0004] 近来，随着有机电致发光器件的用途的多样化，已积极开展对可提高有机电致发 光器件性能的材料的研究。 【
【发明内容】
】
[0005] 【技术问题】
[0006] 本说明书描述了一种具有新结构的有机电致发光器件。
[0007] 【技术方案】
[0008] 本说明书的第一个示例性实施方案的有机电致发光器件包括：阳极；阴极；设置 在所述阳极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的第一电荷传输 通道和设置在所述发光层和所述阳极之间的第二电荷传输通道。在此，第一电荷传输通道 包括：与所述阴极相连且非掺杂的第一 P-型有机材料层；和设置在所述第一 P-型有机材 料层和所述发光层之间的第一 η-型有机材料层。
[0009] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第一个示例性实施方案中，阴极的功函 数处于第一 P-型有机材料层的HOMO能级以下。
[0010] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第一个示例性实施方案中，第一 P-型有 机材料层的HOMO能级和第一 η-型有机材料层的LUMO能级之差为2eV以下。
[0011] 根据本说明书的一个不例性实施方案，在第一个不例性实施方案中，阴极与第一 P-型有机材料层接触。
[0012] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第一个示例性实施方案中，第一 η-型有 机材料层和第一 ρ-型有机材料层形成NP结（NP junction)。
[0013] 根据本说明书的一个例性实施方案，在第一个例性实施方案中，控制从第一 P-型有机材料层和第一 η-型有机材料层之间的边界到发光层的距离以及从阳极到发光层 的距离，以使发光层中空穴含量与其中的电子含量平衡。
[0014] 根据本说明书的一个不例性实施方案，在第一不例性实施方案中，从第一 Ρ-型有 机材料层和第一 η-型有机材料层之间边界到发光层的距离小于从阳极到发光层的距离。
[0015] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第一个示例性实施方案中，从阴极到发 光层的距离大于从阳极到发光层的距离。
[0016] 本说明书的第二个示例性实施方案的有机电致发光器件包括：阳极；阴极；设置 在所述阳极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的第一有机材 料层；和设置所述发光层和所述第一有机材料层之间的第二有机材料层。在，第一有机材 料层将电荷传输至最高占据分子轨道（highest occupied molecular orbital, HOMO)能 级，且为非掺杂的。第二有机材料层将电荷传输至最低空置分子轨道（lowest unoccupied molecular orbital，LUM0)能级。
[0017] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第二个示例性实施方案中，阴极的功函 数处于第一有机材料层的Η0Μ0能级以下。
[0018] 根据本说明书的一个例性实施方案，在第二个例性实施方案中，第一有机材 料层的Η0Μ0能级和第二有机材料层的LUMO能级之差为2eV以下。
[0019] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第二个示例性实施方案中，阴极与第一 有机材料层接触。
[0020] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第二个示例性实施方案中，第二有机材 料层和第一有机材料层形成NP结。
[0021] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第二个示例性实施方案中，控制从第一 有机材料层和第二有机材料层之间的边界到发光层的距离以及从阳极到发光层的距离以 使发光层中空穴含量与其中的电子含量平衡。
[0022] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第二个示例性实施方案中，从第一有机 材料层和第二有机材料层之间的边界到发光层的距离小于从阳极到发光层的距离。
[0023] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第二个示例性实施方案中，从阴极到发 光层之间的距离大于从阳极到发光层之间的距离。
[0024] 本说明书的第三个示例性实施方案的有机电致发光器件包括：阳极；阴极；设置 在所述阳极和所述阴极之间的发光层；和设置在所述发光层和所述阴极之间的缓冲层。在， 缓冲层包括：第一有机材料层，其设置成与阴极的距离近于与发光层的距离，并传输电荷到 Η0Μ0能级，且为非掺杂的；和第二有机材料层，其设置成与发光层的距离近于与阴极的距 离，并传输电荷到LUMO能级。
[0025] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第三个示例性实施方案中，阴极的功函 数处于第一有机材料层的Η0Μ0能级以下。
[0026] 根据本说明书的一个例性实施方案，在第三个例性实施方案中，第一有机材 料层的Η0Μ0能级与第二有机材料层的LUMO能级之差为2eV以下。
[0027] 根据本说明书的的一个示例性实施方案，在第三个示例性实施方案中，阴极与第 一有机材料层接触。
[0028] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第三个示例性实施方案中，第二有机材 料层和第一有机材料层形成NP结。
[0029] 根据本说明书的一个例性实施方案，在第三个例性实施方案中，控制从第一 有机材料层和第二有机材料层之间的边界到发光层的距离以及从阳极到发光层的距离以 使发光层中的空穴含量与其中的电子含量平衡。
[0030] 根据本说明书的一个例性实施方案，在第三个例性实施方案中，从第一有机 材料层和第二有机材料层之间的边界到发光层的距离小于从阳极到发光层的距离。
[0031] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第三个示例性实施方案中，从阴极到发 光层的距离大于从阳极到发光层的距离。
[0032] 本说明书的第四个示例性实施方案的有机电致发光器件包括：阳极；阴极；设置 在所述阳极和所述阴极之间的发光层；和设置在所述发光层和所述阴极之间的缓冲层。在 此，缓冲层包括：第一 P-型有机材料层，其与阴极相连且未掺杂；和第一 η-型有机材料层， 其设置在第一 ρ-型有机材料层和发光层之间。
[0033] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第四个示例性实施方案中，阴极的功函 数处于第一 P-型有机材料层的HOMO能级以下。
[0034] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第四个示例性实施方案中，第一 P-型有 机材料层的HOMO能级与第一 η-型有机材料层的LUMO能级之差为2eV以下。
[0035] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第四个示例性实施方案中，阴极与第一 P-型有机材料层接触。
[0036] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第四个示例性实施方案中，第一 η-型有 机材料层和第一 P-型有机材料层形成NP结。
[0037] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第四示例性实施方案中，控制从第一 P-型有机材料层和第一 η-型有机材料层之间的边界到发光层的距离以及从阳极到发光层 的距离以使发光层中的空穴含量与其中的电子含量平衡。
[0038] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第四个示例性实施方案中，从第一 ρ-型 有机材料层和第一 η-型有机材料层之间的边界到发光层之间的距离小于从阳极到发光层 之间的距离。
[0039] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第四个示例性实施方案中，从阴极到发 光层之间的距离大于从阳极到发光层之间的距离。
[0040] 本说明书的第五个示例性实施方案的有机电致发光器件包括：阳极；阴极；设置 在阳极和阴极之间的发光层；和设置在阳极和阴极之间的一层或多层有机材料层，其中阴 极的功函数处于与之相连的有机材料层的HOMO能级以下。
[0041] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第五个示例性实施方案中，与阴极相连 的有机材料层是第一 ρ-型有机材料层。
[0042] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第五个示例性实施方案中，第一 P-型有 机材料层是未掺杂的。
[0043] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在第五个示例性实施方案中，有机电致发 光器件还包括第一 η-型有机材料层，其与第一 ρ-型有机材料层形成NP结。
[0044] 根据本所描述的一个不例性实施方案，在第五个不例性实施方案中，第一 P-型有 机材料层的Η0Μ0能级与第一 η-型有机材料层的LUMO能级之差为2eV以下。
[0045] 【有益效果】
[0046] 本说明书的示例性实施方案可提供一种具有低驱动电压、高亮度以及优异发光效 率的有机电致发光器件，该装置包括设置在阴极和发光层之间的P-型有机材料层和设置 在P-型有机材料层和发光层之间的η-型有机材料层。此外，在前述结构中，只要材料的功 函数处于与阴极相连的有机材料层的HOMO能级以下，所述材料就可以不加限制地用作阴 极材料。因此，还可制造一种具有低电压和高亮度的有机电致发光器件。 【【专利附图】

【附图说明】】
[0047] 图1不出本说明书的第一个不例性实施方案的有机电致发光器件的有机材料层 的层叠结构。
[0048] 图2示出相关【技术领域】中的有机电致发光器件的有机材料层的层叠结构。
[0049] 图3示出图1中示出的有机电致发光器件中的第一 P-型有机材料层与阴极之间 的电荷的迁移。
[0050] 图4示出图2中示出的有机电致发光器件中的η-型有机材料层和阴极之间的电 荷的迁移。
[0051] 图5不出图1中不出的有机电致发光器件中的发光层、第一 η-型有机材料层、第 一 ρ-型有机材料层和阴极之间的电荷d迁移。
[0052] 图6示出图2中示出的有机电致发光器件中的发光层、η-型有机材料层以及阴极 之间的电荷的迁移。
[0053] 图7至图9分别示出本说明书的第二个示例性实施方案至第四个示例性实施方案 中的有机电致发光器件中的有机材料层的层叠结构。
[0054] 图10示出本说明书的另一个示例性实施方案的有机电致发光器件中的发光层、 第二η-型有机材料层、第一 η-型有机材料层、第一 ρ-型有机材料层以及阴极之间的电荷 的迁移。
[0055] 图11示出本说明书的又一个示例性实施方案的有机电致发光器件中的发光层、 第三η-型有机材料层、第二η-型有机材料层、第一 η-型有机材料层、第一 ρ-型有机材料 层以及阴极之间的电荷的迁移。
[0056] 图12示出本说明书的另一个示例性实施方案的有机电致发光器件中的阳极、第 二P-型有机材料层、发光层、第三η-型有机材料层、第二η-型有机材料层、第一 η-型有机 材料层、第一 P-型有机材料层以及阴极之间的电荷的迁移。
[0057] 图13示出本发明的另一个示例性实施方案的有机电致发光器件中的阳极、第四 η-型有机材料层、第二ρ-型有机材料层、发光层、第三η-型有机材料层、第二η-型有机材 料层、第一 η-型有机材料层、第一 ρ-型有机材料层以及阴极之间的电荷的迁移。
[0058] 图14示出表面等离子体（surface plasmon) +金属损失、波导模式、玻璃模式以及 输出耦合模式相对贡献的能量根据发光层和阴极之间的距离，图。 【【具体实施方式】】
[0059] 在下文中，将详细描述本说明书中的示例性实施方案。
[0060] 本说明书的第一个示例性实施方案的有机电致发光器件包括：阳极；阴极；设置 在所述阳极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的第一电荷传输 通道；和设置在所述发光层和所述阳极之间的第二电子传输通道。在此，第一电荷传输通道 包括：与该阴极相连且未掺杂的第一 ρ-型有机材料层；和设置在第一 ρ-型有机材料层和 发光层之间的第一 η-型有机材料层。
[0061] 在本说明书中，η-型意指为η-型半导体特性。换言之，η-型有机材料层是具有 如下特性的有机材料层：电子在LUMO能级被注入或传输；以及是具有如下特性的有机材料 层：材料的电子迁移率大于空穴迁移率。反之，P-型意指P-型半导体特性。换言之，P-型 有机材料层是具有如下特性的有机材料层：空穴在最高占据分子轨道（HOMO)能级被注入 或传输；以及是具有如下特性的有机材料层：材料的空穴迁移率大于电子迁移率。在本说 明书中，"在HOMO能级传输电荷的有机材料层"和P-型有机材料层在使用时可具有同样的 含义。此外，"在LUMO能级传输电荷的有机材料层"和η-型有机材料层在使用时可具有同 样的含义。
[0062] 在本说明书中，能级是指能量的大小。因此，即在使能级以距离相对于真空能级的 负（_)方向表示时，所述能级也应理解为其所对应能量值的绝对值。例如，HOMO能级意指 从真空能级到最高占据分子轨道的距离。此外，LUMO能级意指从真空能级到最低空置分子 轨道的距离。
[0063] 在本说明书中，电荷是指电子或空穴。
[0064] 在本说明书中，"电荷传输通道"意指传输电子或者空穴的通道。所述通道可以在 层间界面形成，并且可以通过一层额外的层形成。例如，第一个示例性实施方案中的第一电 荷传输通道包括未掺杂的第一 p-型有机材料层和第一 η-型有机材料层。此外，在第一个 示例性实施方案中，第二电荷传输通道可仅包括位于阳极和发光层之间的界面，且可包括 额外设置在阳极和发光层之间的层。
[0065] 在本说明书中，"未掺杂的"意指构成有机材料层的有机材料没有用具有其他特性 的材料掺杂。例如，当一层"未掺杂的"有机材料层的材料是ρ-型材料时，"未掺杂的"可以 意指有机材料层没有掺杂η-型有机材料。此外，"未掺杂的"可以意指P-型有机材料没有 掺杂除有机材料之外的无机材料。由于具有同样的特性例如P-型特性的有机材料在性能 上彼此相似，因此两种或多种这样的有机材料可混合使用。未掺杂的有机材料层意指仅由 在其性能上具有相同特性的材料组成的层。
[0066] 图1不出本说明书的第一个不例性实施方案的有机电致发光器件的有机材料层 的堆叠顺序。根据图1，阳极、发光层、第一 η-型有机材料层、未掺杂的第一 ρ-型有机材料 层以及阴极依次堆叠在基板上。图1示出一个实例，其中，阳极置于基板，但是阴极置于基 板上的情况也包括在第一个示例性实施方案的范围内。例如，本说明书的第一个示例性实 施方案的有机电致发光器件可具有如下结构：其中阴极、未掺杂的第一 ρ-型有机材料层、 第一 η-型有机材料层、发光层和阳极依次堆叠在基板上。
[0067] 图1示出一种发光层直接接触阳极的结构。但是，也可在发光层和阳极之间额外 设置有机材料层。有机材料层--其可设置在发光层和阳极之间--可以是P-型有机材 料层。发光层和阳极之间的P-型有机材料层的实例包括空穴注入层、空穴传输层等。
[0068] 在第一个不例性实施方案中，第一 Ρ-型有机材料层布置为与阴极相连的有机材 料层，且第一 η-型有机材料层布置为设置在第一 ρ-型有机材料层和发光层之间的有机材 料层。在本说明书中，"与阴极相连的有机材料层"意指以基于发光层布置为与阴极的距离 近于与阳极的距离的有机材料层。同时，与阴极相连的有机材料层可包括与阴极物理接触 的有机材料层。然而，在第一个示例性实施方案中，并不完全排除在与阴极相连的有机材料 层和阴极之间设置一层额外层的情况。
[0069] 与图1相比较，图2示出相关技术的有机电致发光器件的有机材料层的层叠结构。 图2示出如下结构：仅η-型有机材料层布置在阴极和发光层之间。
[0070] -般而言，在有机电致发光器件中，电子从阴极注入并传输到发光层，且空穴从 阳极注入并传输到发光层。因此，在相关【技术领域】的有机电致发光器件中，η-型有机材料 层--其中通过LUMO能级注入或传输电子--布置在阴极和发光层之间。
[0071] 与在有机电致发光器件领域所认为的相反的是，P-型有机材料层布置为与阴极相 连的有机材料层。然而，在本说明书的第一个不例性实施方案中，第一 ρ-型有机材料层布 置为与阴极相连的有机材料层。此外，在第一个不例性实施方案中，第一 η-型有机材料层 布置为位于第一 ρ-型有机材料层和发光层之间。在此，可在第一 ρ-型有机材料层和第一 η_型有机材料层之间产生电荷。在产生自第一 ρ-型有机材料层和第一 η-型有机材料层之 间的电荷中，空穴穿过第一 P-型有机材料的HOMO能级向阴极迁移。穿过第一 ρ-型有机材 料的HOMO能级迁移的空穴向着阴极的方向逸出。此外，在产生自第一 ρ-型有机材料层和 第一 η-型有机材料层之间的电荷中，电子穿过第一 η-型有机材料层的LUMO能级向发光层 迁移。
[0072] 下面将更详细地描述在阴极和与阴极相连的有机材料层之间注入电荷的方法。
[0073] 图2所示的相关【技术领域】的有机电致发光器件包括作为与阴极相连的有机材料 层的η-型有机材料层。因此，从阴极注入电子的势垒为阴极的功函数和η-型有机材料层 的LUMO能级之差。图4示出相关【技术领域】有机电致发光器件中电子在η-型有机材料和阴 极之间的迁移。根据图4,为了从阴极的功函数迁移至η-型有机材料层的LUMO能级，电子 需要克服与阴极功函数和η-型有机材料层的LUMO能级之差相应的电子注入势垒。因此， 为了减少电子注入势垒，在相关【技术领域】中的有机电致发光器件的结构中引进了一层电子 注入层，例如LiF层，电子传输层用碱金属或者碱土金属掺杂，或者使用具有低功函数的金 属作阴极材料。
[0074] 然而，根据本说明书的第一个不例性实施方案，如上述所描述，电荷产生在第一 P-型有机材料层和第一 η-型有机材料层之间，且产生的电荷中的空穴穿过第一 ρ-型有机 材料层的HOMO能级向阴极迁移。图3示出本说明书的第一个示例性实施方案的有机电致发 光器件中阴极和第一 P-型有机材料层之间的电荷迁移的示意图，有机电致发光器件如图1 所示。根据图3,传输至第一 ρ-型有机材料层的Η0Μ0能级的空穴遇到阴极的电子并湮灭。 因此，在阴极和第一 P-型有机材料层之间并不存在电子注入势垒。因此，在本说明书的第 一个示例性实施方案中，并不需要设法降低从阴极到有机材料层的电子注入势垒。
[0075] 因此，在本说明书的第一个示例性实施例中，可以选择从具有各种功函数的材料 中选择阴极材料。此外，也不需要为了降低电子注入势垒而引进电子注入层或用金属材料 掺杂与阴极相连的有机材料层。
[0076] 同时，有机电致发光器件的发光特性是器件的重要特性之一。为了在有机电致发 光器件中有效发光，重要的是在发光区域中获取电荷平衡。为此，从阴极传输的电子和从 阳极传输的空穴需要达到量的平衡，且电子与空穴彼此相遇形成激子的点应当在发光区域 内。
[0077] 同时，在有机电致发光器件中，可将根据发光的颜色而控制器件的空腔方法作为 一种提高发光效率的方法。还可以通过控制器件的空腔以适合于发光颜色的波长来提高发 光效率。本文中，器件的空腔意指光在器件中可产生共振的长度。在一个实施例中，当上部 电极为透明电极且下部电极为反射电极时，器件的空腔可以意指从上部电极的顶部到下部 电极的顶部的长度。
[0078] 此外，在有机电致发光器件中，从发光层到阴极的距离也可通过表面等离子体、金 属、波道模式、基板模式、输出-耦合模式等影响光损失。因此，可能需要调整从发光层到阴 极的距离。
[0079] 作为一个实例，图14示出吸收、表面等离子体+金属损失、波导模式、玻璃模式及 输出-耦合模式随着发光层与阴极之间的距离变化而变化的模拟结果。图14中，吸收可定 义器件中发生的光吸收部分和在有机材料和基板中发生的光吸收部分。当阴极由金属材料 形成时，表面等离子体+金属损失是通过如下方式产生模式：包括在作为反射板的金属界 面处由于表面电子振动产生的损失、由有机电致发光器件产生的光的干涉产生的损失以及 金属的吸收产生的损失。波导模式器件中由于用于有机电致发光器件的各自的有机材料层 (折射率为约1. 7至约1. 9)、金属氧化物（折射率为约1. 8至约1. 9)和玻璃（折射率为 约1.5)的折射率之间的差别而产生光的这一部分，产生的光用在有机电致发光器件中，不 会射出器件外，而是限制于器件中。玻璃模式定义由于空气（折射率为约1)折射率和玻璃 (折射率为约1. 5)折射率的不同，在有机材料（折射率为约1. 7至1. 9)中产生的光在到达 玻璃（折射率为约1.5)时限制于玻璃内部的一部分。输出-耦合模式是指最终透过玻璃 逸出至外部空气层的光的量。
[0080] 当表面等离子体+金属损失得到控制而减少时，可制造高效率的有机电致发光器 件。如图14的模拟结果所示，当发光层到被当作反射板的阴极（金属层）的距离增大时， 表面等离子体+金属损失减少，由此便可制造具有高效率的装置。图14中，纵轴是相对于 各模式的能量值的相对比率，图中各模式的相对比率的和为1。横轴表示电子传输层的厚 度，即从发光层到反射板的距离。
[0081] 在相关【技术领域】中的有机电致发光器件的结构中，如上所述，为了控制从器件的 发光层的空腔到器件的阴极的距离，当与阴极相连的η-型有机材料层例如电子传输层的 厚度增加时，可能会导致电荷的不平衡。然而，在本说明书的第一个示例性实施方案中的 有机电致发光器件中，可以控制与阴极相连的第一 P-型有机材料层的厚度。也就是说，控 制第一 P-型有机材料层的厚度可用于控制空腔或器件的发光器件与其阴极之间的距离。 在本说明书的第一示例性实施例中，到达发光层的电子并非从阴极传输，而是产生于第一 P-型有机材料层和第一 η-型有机材料层之间。因此，控制第一 P-型有机材料层的厚度并 不影响发光层中的电荷平衡。此外，在本说明书的第一个示例性实施方案中，当控制第一 P-型有机材料层的厚度时，可以使相关【技术领域】中由于电子传输层即P-型有机材料层的 厚度的增加而导致的驱动电压增加的问题最小化。
[0082] 图6示出图2中的相关【技术领域】中有机电致发光器件的阴极到其发光层的结构。 在相关技术的结构中，当控制阴极到发光层的距离时，可能影响发光层中的电荷平衡。这是 因为当η-型有机材料例如电子注入层或电子传输层的厚度得到控制时，到达发光层的电 子的量就会改变。图5示出图1所示的本说明书第一个示例性实施方案的有机电致发光器 件的从阴极到发光层的结构。在本说明书第一个示例性实方案的结构中，当控制与阴极相 连的第一 P-型有机材料层的厚度Dh时，就会影响控制发光层的发光点到阴极的距离D，所 述距离与器件的空腔相关，但是电荷平衡不会被影响，原因在于长度De与电子的量相关。 本文中，发光层的发光点意指根据电子和空穴的平衡实际发出光的点。发光点随发光层的 材料而变化。在本发明所属的领域中，发光层的中心点或发光层和另一层之间的界面可设 定为发光点。
[0083] 例如，当阴极起到反射板的作用时，从发光层的发光点到阴极的距离D可控制为 [有机材料层的折射率* λ/4]的整数倍。在此，λ是发光层发出光的波长。因为不同颜色 的光具有不同的波长，所以可以根据从发光层发出的光的颜色来分别控制从发光层的发光 点到阴极的距离D。此外，可以根据有机材料层的折射率来分别控制从发光层的发光点到阴 极的距离D。在此，当有机材料层由两层或者多层组成时，有机材料层的折射率可以通过获 取每层的折射率并将它们相加计算得出。
[0084] 此外，当射向阴极的光到达阴极表面并被反射时，光的穿透程度随着阴极材料类 型的变化而变化。因此，阴极材料的类型会引起阴极表面反射出来的光的相位的变化。在 此，由于相位差改变，所以有必要控制从发光层的发光点到阴极的距离D。因此，阴极的材料 也可影响发光层到阴极的距离。
[0085] 当从发光层射向阴极的光的相位与阴极反射出来的光的相位匹配时，就会出现相 长干涉，由此有可发出亮光，反之，当这两种光的相位不匹配时，就会出现相消干涉，从而一 部分光就被消除。根据上述相位匹配与相位不匹配的现象，发出的光的亮度随着从发光层 到阴极的距离而呈现正弦曲线的形式。
[0086] 根据本说明书的一个示例性实施方案，在示出器件的发光亮度随着从发光层到阴 极的距离变化而变化的正弦曲线中，X-轴上亮度最大点的值可以设定为从发光层到阴极的 距离。
[0087] 根据本说明书的一个示例性实施方案，可控制从第一 P-型有机材料层与第一 η-型有机材料层之间的边界到发光层的距离和从阳极到发光层的距离，以使发光层中的空 穴数量与其中的电子数量平衡。在此，空穴数量与电子数量的平衡意指，注入到发光层中的 空穴和电子在发光层中彼此重新结合，从而有效地形成用于发光的激子，且在形成激子的 过程中空穴和电子的损失最小化。例如，当器件中的空穴数量大于其中的电子数量时，由于 空穴过多，除了参与形成激子的空穴外，便出现不发射光线且湮灭的空穴，从而引起器件中 量子效率的损失。相应地，当电子的数量大于空穴的数量时，就会引起电子的损失。因此， 已设法通过获取注入的空穴和电子的定量平衡来减少因被湮灭而未能贡献给光发射的电 子和空穴的数量。
[0088] 例如，作为获取发光层中电子和空穴之间定量平衡的手段，控制电子和空穴的迁 移速度也是很重要的。当发光层中的空穴过多时，可以通过提高电子的注入速度来获取电 子和空穴之间的平衡。一般而言，设置在阳极和发光层之间的材料（也就是，在第二电荷传 输通道中并传输空穴的材料）的空穴迁移率大于设置在阴极和发光层之间的材料（也就 是，在第一电荷传输通道中并传输电子的材料）的电子迁移率。例如，NPB的空穴迁移率为 8.8Χ 10_4cm2/Vs，而 AlqJA电子迁移率为 6.7Χ 10_5cm2/Vs。
[0089] 因此，在提高器件的发光效率时，重要的是提高电子迁移率，且在增大和使用从阴 极到发光层的距离时，有效的方式是增加第一 P-型有机材料层的厚度而不是第一 η-型有 机材料层的厚度。
[0090] 因此，根据一个实例，从第一 p-型有机材料层与第一 η-型有机材料层之间的边面 到发光层的距离被配置成小于从阳极到发光层的距离。作为一个具体的实例，从第一 P-型 有机材料层与第一 η-型有机材料层之间的边界到发光层的距离被配置为100埃至500埃。 在另一个具体实例中，从阳极到发光层的距离被配置为500埃至5, 000埃。然而，可以根据 发光层的特性或用途来分别控制具体数值。
[0091] 根据本说明书的一个示例性实施方案，还可控制第一 P-型有机材料层的厚度以 控制器件的稳定性。当第一 P-型有机材料层的厚度控制为增加时，器件的稳定性就会进一 步提高而不会影响器件中的电荷平衡或者引起电压的增加。
[0092] 本文中，器件的稳定性意指阻止由于阳极和阴极接触而产生的短路现象的程度， 短路现象在器件薄的时候发生。一般而言，当设置在阴极和发光层之间的η-型有机材料层 的厚度控制为增加时，器件的稳定性就会提高，但是其驱动电压快速增加，从而其功率效率 降低。为了解决相关【技术领域】中的问题，已设法去控制设置在阴极和发光层之间的η-型有 机材料层的厚度使其增加并用金属掺杂有机材料层，但是这就导致光吸收率增加和服务寿 命缩短的问题，并且其工艺变复杂。
[0093] 然而，根据本说明书的描述，可以通过控制第一 P-型有机材料层的厚度的方式而 不是控制设置在阴极和发光层之间的η-型有机材料层的厚度的方式来增加发光层到阴极 的距离，这种方式并不影响电荷平衡或者引起电压增加。因此，器件的稳定性提高，且其驱 动电压的增加最小化，从而提1?功率效率。
[0094] 根据一个实例，考虑到器件的稳定性，从阴极到发光层的距离可配置为大于从阳 极到发光层的距离。不同于相关技术，即使这样配置，也没有影响电荷平衡或引起驱动电 压的增加。在一个具体实例中，第一 P-型有机材料层的厚度可控制为5nm以上，且当第一 P-型有机材料层变厚时，器件的稳定性可提高。第一 P-型有机材料层的厚度的上限没有特 别限制，可以由本领域技术人员来决定。例如，考虑到工艺的简化，第一 P-型有机材料层可 选择为500纳米以下。
[0095] 根据本说明书的另一个示例性实施方案，可控制第一 P-型有机材料层的厚度以 使有机电致发光器件的空腔的长度是发光层发出的光的波长的整数倍。如上所述，可以通 过控制有机电致发光器件的空腔长度为光波长的整数倍来提高由光的相长干涉引起的发 光效率。
[0096] 根据本说明书的又一个示例性实施方案，可以控制从第一 P-型有机材料层与第 一 η-型有机材料层之间的边界到发光层的距离和从阳极到发光层的距离以使发光层中空 穴的量与其中电子的量平衡，而且可以控制第一 P-型有机材料层的厚度以使有机电致发 光器件的空腔长度是发光层发出的光的波长的整数倍。
[0097] 根据本说明书的又一个示例性实施方案，可以控制电子从第一 P-型有机材料层 与第一 η-型有机材料层之间的边界到发光层的迁移时间和空穴从阳极到发光层的迁移时 间以使器件中的电子和空穴在发光层中达到一个定量平衡，且可控制第一 P-型有机材料 层的厚度以使有机电致发光器件的空腔长度是发光层发出的光的波长的整数倍。
[0098] 特别地，根据本说明书，第一 P-型有机材料层的HOMO能级与第一 η-型有机材料 层的LUMO能级之差为2eV以下。根据本说明书的一个示例性实施方案，第一 P-型有机材料 层的HOMO能级与第一 η-型有机材料层的LUMO能级之差可为OeV以上至2eV以下，或OeV 以上至0. 5eV以下。根据本说明书的另一个示例性实施方案，可选择第一 P-型有机材料层 和第一 η-型有机材料层的材料以使第一 P-型有机材料层的HOMO能级与第一 η-型有机材 料层的LUMO能级的差值为0. OleV至2eV。
[0099] 在第一 P-型有机材料层的HOMO能级与第一 η-型有机材料层的LUMO能级的能级 之差为2eV以下（包括2eV)的情况下，当第一 P-型有机材料层与第一 η-型有机材料层互 相接触时，NP结就可容易地产生于其间。在这种情况下，可以降低用于注入电子的驱动电 压。
[0100] 第一 P-型有机材料层与第一 η-型有机材料层可彼此接触。在这种情况下，在第一 P-型有机材料层与第一 η-型有机材料层之间就会形成NP结。当形成NP结时，第一 P-型 有机材料层的HOMO能级与第一 η-型有机材料层的LUMO能级的能差会降低。因此，当施加 外部电压于其上时，就容易由NP结形成空穴和电子。
[0101] 此外，本说明书中描述的第一 P-型有机材料层是"非掺杂的"。当由于掺杂而显 示P-型特性的有机材料层用作第一 P-型有机材料层时，发光效率可能会根据材料的类型 而降低。特别地，当进行P-型掺杂时，会形成电荷转移复合物，且复合物的吸收峰不同于掺 杂前各材料的吸收峰，且其对可见光的吸收不同于掺杂前各材料。当复合物通过P-型掺杂 有机材料层吸收可见光时，发光效率会因为吸收有机电致发光器件的发光层发出来的光而 降低。此外，由于经常无法确认，是P-型掺杂物的材料是通过Η0Μ0能级传输电荷，还是通 过LUMO能级传输电荷，所以其缺点是难以选择一种合适的材料并预期器件的效率。然而， 根据本说明书的示例性实施方案，使用非掺杂的第一 P-型有机材料层，将不需担心上述问 题的发生。
[0102] 根据本说明书的一个示例性实施方案，阴极的功函数可具有等于或小于第一 P-型有机材料层的Η0Μ0能级的值。
[0103] 当阴极的功函数具有等于或小于第一 P-型有机材料层的Η0Μ0能级的值时，当电 子从阴极注入到第一 P-型有机材料层的Η0Μ0能级时，注入势垒并不存在。
[0104] 根据本说明书的第一个示例性实施方案，阴极和第一 P-型有机材料层可彼此接 触。当阴极和第一 P-型有机材料层彼此接触且阴极的功函数等于或大于第一 P-型有机材 料层的Η0Μ0能级时，尽管阴极的功函数与第一 P-型有机材料层的Η0Μ0能级的能差很大， 电子还是能很容易地从阴极注入到第一 P-型有机材料层的Η0Μ0能级。这是因为从第一 P-型有机材料层与第一 η-型有机材料层之间的NP结中产生的空穴沿着第一 P-型有机材 料层移向阴极。一般而言，当电子从低能级向高能级迁移时，是没有势垒的。此外，当空穴 从高能级向低能级迁移时，不会产生势垒。因此，电子可从阴极移向第一 P-型有机材料层 的Η0Μ0能级而没有势垒。
[0105] 附加层可额外设置于阴极和第一 P-型有机材料层之间。在这种情况下，附加层的 Η0Μ0能级可以等于阴极的功函数或第一 P-型有机材料层的Η0Μ0能级，或者可以处于阴极 的功函数和第一 P-型有机材料层的Η0Μ0能级之间。
[0106] 第一 P-型有机材料层与第一 η-型有机材料层可彼此接触。在这种情况下，可在 第一 P-型有机材料层与第一 η-型有机材料层之间形成NP结。当形成NP结时，第一 P-型 有机材料层的Η0Μ0能级与第一 η-型有机材料层的LUMO能级之间的差减小。因此，当外部 电压施加于其上时，就会容易地由NP结形成空穴和电子。
[0107] 对于第一 P-型有机材料层的材料，可使用具有P-型半导体特性的有机材料。例 如，可以使用芳胺化合物。芳胺化合物的实例如下式1之化合物所示。
[0108] 【式1】
[0109]
【权利要求】
1. 一种有机电致发光器件，包括： 阳极； 阴极； 设置在阳极和阴极之间的发光层； 设置在发光层和阴极之间的第一电荷传输通道；和 设置在发光层和阳极之间的第二电荷传输通道， 其中，第一电荷传输通道包括： 与阴极相连且未掺杂的第一 p-型有机材料层；和 设置在第一 P-型有机材料层和发光层之间的第一 n-型有机材料层。
2. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，阴极的功函数处于第一 p-型有机材料层的 HOMO能级以下。
3. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，第一 p_型有机材料层的HOMO能级与第一 n_型有机材料层的LUM0能级之差为2eV以下。
4. 权利要求1的有机电致发光器件，还包括： 设置在第一 n-型有机材料层和发光层之间的第二n-型有机材料层。
5. 权利要求4的有机电致发光器件，其中，第二n-型有机材料层包括n-型掺杂剂。
6. 权利要求4的有机电致发光器件，还包括： 设置在第二n-型有机材料层和发光层之间的第三n-型有机材料层。
7. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，阴极与第一 p-型有机材料层接触。
8. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，第一n-型有机材料层和第一p-型有机材料 层形成NP结。
9. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，第二电荷传输通道包括第二p_型有机材料 层。
10. 权利要求9的有机电致发光器件，还包括： 设置在第二P-型有机材料层和阳极之间的第四n-型有机材料层。
11. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，控制从第一 p-型有机材料层和第一 n-型 有机材料层之间的边界到发光层之间的距离和从阳极到发光层之间的距离，以使发光层中 空穴的量与其中的电子的量平衡。
12. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，从第一 p-型有机材料层和第一 n-型有机 材料层之间的边界到发光层之间的距离小于从阳极到发光层之间的距离。
13. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，从第一 p-型有机材料层和第一 n-型有机 材料层之间的边界到发光层之间的距离为100埃至500埃。
14. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，从阳极到发光层之间的距离为500埃至 5000 埃。
15. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，第二电荷传输通道中包括的空穴传输材料 的空穴迁移率大于第一电荷传输通道中包括的电子传输材料的电子迁移率。
16. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，从阴极到发光层之间的距离大于从阳极到 发光层的距离。
17. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，第一 p-型有机材料层具有5nm以上的厚 度。
18. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，控制第一p-型有机材料层的厚度以使有机 电致发光器件的空腔长度是发光层发出的光的波长整数倍。
19. 权利要求1的有机电致发光器件，其中，第一 n-型有机材料层包括一种或多 种选自下式的化合物：2, 2, 3, 5, 6-四氟-7, 7, 8, 8-四氰基对醌二甲烷（F4TCNQ)、氟代 3, 4, 9, 10-芘四羧酸二酐（PTCDA)、氰代3, 4, 9, 10-芘四羧酸二酐（PTCDA)、萘四羧酸二酐 (NTCDA)、氟代萘四羧酸二酐（NTCDA)以及氰代萘四羧酸二酐（NTCDA): 【式2】
式2中，Rlb至R6b各自为氢、卤原子、腈基（-CN)、硝基（_N02)、磺酰基（_S0 2R)、亚砜 基（-SOR)、磺酰胺基（_S02NR)、磺酸基（_S03R)、三氟甲基（_CF3)、酯基（-COOR)、酰胺基 (-CONHR或-CONRR'）、取代或未取代的直链或支链Q至C12烷氧基、取代或未取代的直链或 支链q至C12烷基、取代或未取代的直链或支链C2至C12烯基、取代或未取代的芳族或非芳 族杂环基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的单芳胺或双芳胺或取代或未取代的芳烷 胺基，其中R和R'各自为取代或未取代的q至C6(l烷基、取代或未取代的芳基或取代或未 取代的5至7元杂环。
20. -种有机电致发光器件，包括： 阳极； 阴极； 设置在阳极和阴极之间的发光层； 设置在发光层和阴极之间的第一有机材料层，其传输电荷至第一有机材料层的HOMO 能级且为未掺杂的；以及 设置在发光层和第一有机材料层之间的第二有机材料层，其传输电荷至第二有机材料 层的LUM0能级。
21. -种有机电致发光器件，包括： 阳极； 阴极； 设置在阳极和阴极之间的发光层；以及 设置在发光层和阴极之间的缓冲层， 其中缓冲层包括： 第一有机材料层，其设置为与阴极的距离小于与发光层的距离，传输电荷至HOMO能 级，且为未掺杂的；以及 第二有机材料层，其设置为与发光层的距离小于与阴极的距离并传输电荷至LUM0能 级。
22. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，阴极的功函数处于第一有机材料层 的HOMO能级以下。
23. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，第一有机材料层的HOMO能级与第二 有机材料层的LUM0能级的能差为2eV以下。
24. 权利要求20或21的有机电致发光器件，还包括： 设置在第二有机材料层和发光层之间的额外的n-型有机材料层。
25. 权利要求24的有机电致发光器件，其中，额外的n-型有机材料层包括n-型掺杂 剂。
26. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，阴极与第一有机材料层接触。
27. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，第二有机材料层与第一有机材料层 之间形成NP结。
28. 权利要求20或21的有机电致发光器件，还包括： 设置在发光层和阳极之间的额外的P-型有机材料层。
29. 权利要求28的有机电致发光器件，还包括： 设置在额外的P-型有机材料层与阳极之间的额外的n-型有机材料层。
30. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，控制从第一有机材料层和第二有机 材料层之间的边界到发光层之间的距离以及从阳极到发光层之间的距离，以使发光层中空 穴的量与其中的电子的量平衡。
31. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，从第一有机材料层和第二有机材料 层之间的边界到发光层之间的距离小于从阳极到发光层之间的距离。
32. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，从阴极到发光层之间的距离大于从 阳极到发光层之间的距离。
33. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中，控制第一有机材料层的厚度以使有 机电致发光器件的空腔长度是发光层发出的光的波长的整数倍。
34. 权利要求20或21的有机电致发光器件，其中第二有机材料层包括一种或多 种选自下式的化合物：2, 2, 3, 5, 6-四氟-7, 7, 8, 8-四氰基对醌二甲烷（F4TCNQ)、氟代 3, 4, 9, 10-芘四羧酸二酐（PTCDA)、氰代3, 4, 9, 10-芘四羧酸二酐（PTCDA)、萘四羧酸二酐 (NTCDA)、氟代萘四羧酸二酐（NTCDA)以及氰代萘四羧酸二酐（NTCDA): 【式2】
式2中，Rlb至R6b各自为氢、卤原子、腈基（-CN)、硝基（_N02)、磺酰基（_S0 2R)、亚砜 基（-S0R)、磺酰胺基（_S02NR)、磺酸基（_S03R)、三氟甲基（_CF3)、酯基（-C00R)、酰胺基 (-CONHR或-CONRR'）、取代或未取代的直链或支链Ci至C12烷氧基、取代或未取代的直链或 支链q至C12烷基、取代或未取代的直链或支链C2至C12烯基、取代或未取代的芳族或非芳 族杂环基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的单芳胺或双芳胺或取代或未取代的芳烷 胺基，其中R和R'各自为取代或未取代的q至C6(l烷基、取代或未取代的芳基或取代或未 取代的5至7元杂环。
35. -种有机电致发光器件，包括： 阳极； 阴极；和 设置在阳极和阴极之间的一层或多层有机材料层， 其中，阴极的功函数处于与其相连的有机材料层的HOMO能级以下。
36. 权利要求35的有机电致发光器件，其中，与阴极相连的有机材料层是第一 p-型有 机材料层。
37. 权利要求36的有机电致发光器件，其中第一 p-型有机材料层是未掺杂的。
38. 权利要求36的有机电致发光器件，还包括： 第一 n-型有机材料层，其与第一 p-型有机材料层形成NP结。
39. 权利要求38的有机电致发光器件，其中，第一 p-型有机材料层的HOMO能级与第一 n_型有机材料层的LUM0能级的能级之差为2eV以下。
40. 权利要求38的有机电致发光器件，还包括： 设置在第一 n-型有机材料层与发光层之间的一层第二n-型有机材料层。
41. 权利要求40的有机电致发光器件，其中，第二n-型有机材料层包括n-型掺杂剂。
42. 权利要求35的有机电致发光器件，还包括： 设置在发光层和阳极之间的第二P-型有机材料层。
43. 权利要求42的有机电致发光器件，还包括： 设置在阳极和第二P-型有机材料层之间的第四n-型有机材料层。
44. 权利要求43的有机电致发光器件，其中，第二p-型有机材料层与第四n-型有机材 料层形成NP结。
45. 权利要求1至21中任一项的有机电致发光器件，还包括： 基板，其设置在如下表面上：所述表面对着设置有阴极或阳极的有机材料层的表面； 和 设置在阳极或阴极与基板之间的光提取层， 或设置在如下表面上：所述表面对着提供基板阳极或阴极的表面。
46. 权利要求1至21中任一项的有机电致发光器件，其中，有机电致发光器件是柔性有 机电致发光器件。
47. -种显示设备，其包括权利要求1至21中任一项的有机电致发光器件。
48. -种照明设备，其包括权利要求1至21中任一项的有机电致发光器件。
【文档编号】H01L51/54GK104350626SQ201380027228
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】朱文奎, 姜旼秀, 文济民, 咸允慧, 张星守, 刘珍雅, 李在仁 申请人:株式会社Lg化学