有机发光二极管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种有机发光二极管，其包括：负极；正极；和提供在负极与正极之间的发光层，其中光散射层提供在发光层与正极之间。
【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日向韩国专利局提交的韩国专利申请第 10-2012-0058936号的优先权，其公开内容以引用的方式全部纳入本说明书。
【背景技术】
[0003] 有机电致发光器件通过将来自两个电极的电子和空穴注入有机材料层以使电流 转换成可见光。有机电致发光器件可具有包括两层或多层有机材料层的多层结构。例如， 视需要，除发光层外，有机电致发光器件还可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] 近年来，随着有机电致发光器件用途的多样化，已在积极地进行可改进有机电致 发光器件的性能的材料的研宄。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明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] 根据本发明的一个不例性实施方案，有机电致发光器件包括：负极（anode);正极 (cathode);和发光层，其提供在负极和正极之间；并且还包括光散射层，其提供在发光层 和正极之间。
[0009] 根据本发明的另一个不例性实施方案，有机电致发光器件包括：第一电荷传输通 道，其提供在发光层和正极之间；和第二电荷传输通道，其提供在发光层和负极之间，
[0010] 其中，所述第一电荷传输通道包括：第一p-型有机材料层，其与正极连接；和第一 n-型有机材料层，其提供在第一p-型有机材料层和发光层之间，以及
[0011] 所述光散射层为第一P-型有机材料层，或提供在第一P-型有机材料层和第一 n-型有机材料层之间。
[0012] 根据本发明的又一个示例性实施方案，有机电致发光器件包括：缓冲层，其提供在 发光层和正极之间，
[0013] 其中，所述缓冲层包括：第一P-型有机材料层，其与正极连接；和第一n-型有机 材料层，其提供在第一P-型有机材料层和发光层之间，以及
[0014] 所述光散射层为第一P-型有机材料层，或提供在第一P-型有机材料层和第一 n_型有机材料层之间。
[0015] 根据本发明的再一个不例性实施方案，有机电致发光器件包括：第一p_型有机材 料层，其提供在发光层和正极之间；和第一n-型有机材料层，其提供在发光层和第一p-型 有机材料层之间，以及
[0016] 所述光散射层为第一P-型有机材料层，或提供在第一P-型有机材料层和第一 n-型有机材料层之间。
[0017]有益效果
[0018] 本发明的示例性实施方案可通过光散射层以改变在器件中所产生的光的通道来 改进光提取效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1至3分别示出本发明示例性实施方案的有机电致发光器件的有机材料层的堆 叠结构。
[0020] 图4示出在图2和3所示的有机电致发光器件中，第一P-型有机材料层和正极之 间的电荷迀移。
[0021] 图5示出在图3所示的有机电致发光器件中，发光层、第一n-型有机材料层、第一 P-型有机材料层和正极之间的电荷迀移。
[0022] 图6和7示出在本发明的其他示例性实施方案的有机电致发光器件中，发光层、第 一n-型有机材料层、第一P-型有机材料层和正极之间的电荷迀移。
[0023] 图8和9示出在本发明的其他示例性实施方案的有机电致发光器件中，负极和正 极之间的电荷迀移。
[0024] 图10a至10f?为示出在实验实施例中制备的光散射层的表面特性的SEM照片。
[0025] 图11a至11c为示出在实验实施例中形成的有机材料层的表面特性的SEM照片。
【具体实施方式】
[0026] 在下文中，将详细描述本发明所阐述的示例性实施方案。
[0027] 在本发明中，n-型意指n-型半导体特性。换言之，n-型有机材料层为具有经最 低未占分子轨道（LUM0)能级来注入或传输电子的特性的有机材料层，和具有电子迀移率 大于空穴迀移率的材料特性的有机材料层。相对地，P-型意指P-型半导体特性。换言之， P-型有机材料层为具有经最高占据分子轨道（HOMO)能级来注入或传输空穴的特性的有 机材料层，和具有空穴迀移率大于电子迀移率的材料特性的有机材料层。在本发明中，"经 HOMO能级来传输电荷的有机材料层"和p-型有机材料层可当作具有相同的含义来使用。此 外，"经LUM0能级来传输电荷的有机材料层"和n-型有机材料层可当作具有相同的含义来 使用。
[0028] 在本发明中，能级意指能量的大小。因此，即使当能级表示为自真空能级呈负（_) 方向时，该能级应被理解为意指相应能量值的绝对值。例如，HOMO能级意指从真空能级到 最高占据分子轨道的距离。另外，LUM0能级意指从真空能级到最低未占分子轨道的距离。
[0029] 在本发明中，电荷意指电子或空穴。
[0030]在本发明中，"电荷传输通道"意指传输电子或空穴的通道。该通道可在层间界 面处形成，并且可通过附加层形成。例如，在示例性实施方案中，第一电荷传输通道包括第 一P-型有机材料层和第一n-型有机材料层。此外，在示例性实施方案中，第二电荷传输通 道可仅包括位于负极和发光层之间的界面，并且可包括另外地提供在负极和发光层之间的 层。
[0031] 在本发明中，"未掺杂的"意指构成有机材料层的有机材料未被具有其他特性的材 料掺杂。例如，当"未掺杂的"有机材料层为P-型材料时，"未掺杂的"可意指有机材料层未 被n-型材料掺杂。此外，"未掺杂的"可意指除有机材料外，p-型有机材料未被无机材料掺 杂。由于具有相同特性如P-型特性的有机材料在特性方面彼此相同，因此可将其中的二种 或多种混合使用。未掺杂的有机材料层意指在其特性上，仅由具有相同特性的材料所组成 的层。
[0032]根据本发明的示例性实施方案，提供一种有机电致发光器件，其包括：负极；正 极；发光层，其提供在负极和正极之间；和光散射层，其提供在发光层和正极之间。图1示出 本发明的一个示例性实施方案的有机电致发光器件的层的堆叠结构。根据图1，负极、发光 层、光散射层和正极堆叠于基板上。
[0033]所述光散射层可包括提供在层的表面中或表面上的光散射结构。
[0034]根据本发明的一个示例性实施方案，光散射结构可由颗粒结构形成，所述颗粒结 构通过组成光散射层中所包括的材料的分子簇而形成。在本文中，颗粒结构包括通过组成 分子簇而形成的单个颗粒或通过团聚这些颗粒而形成的结构。在本文中，通过团聚颗粒而 形成的结构意指各颗粒的至少一部分表面或骨架保持在团聚前的一种形态。因此，当个别 颗粒或颗粒的结构保持在团聚前的至少一部分的表面或骨架的形态时，通过团聚的结构在 光散射层的表面中或表面上产生粗糙度。
[0035]例如，通过组成光散射层中所包括的材料的分子簇而形成的颗粒结构，其所造成 的粗糙度可为2nm至50nm。在本文中，在原子力显微镜（AFM)数据中，粗糙度为Ra值。在 本文中，Ra通过计算具有粗糙度的表面上的表面高度之间的差值的平均值而得。
[0036]根据示例性实施方案，根据正极与发光层之间的前述颗粒结构，通过提供具有粗 糙度的光散射层，可通过光散射使光提取效率最大化。具体而言，通过表面等离子体使光吸 收最小化而可使发光效率最大化。此外，相比于发光层所包括的光散射结构或与发光层接 触的有机材料层的情况，当光散射层与正极连接并且一层或多层有机材料层提供在光散射 层与发光层之间时，可实现有机材料层的厚度均匀性并且可防止器件效率上的劣化。
[0037]根据本发明的示例性实施方案，光散射层所包括的材料为有机材料。换言之，通过 组成有机材料颗粒簇而形成的颗粒结构的粗糙度可赋予光散射功能。
[0038] 具体类型的有机材料可具有有如上所述的粗糙度的颗粒结构，其仅通过沉积法而 形成层。
[0039]通过以特定成分比例沉积两种或多种材料可形成颗粒结构，并且甚至还可通过仅 沉积一种材料且通过该材料固有的物理特性来形成具有上述粗糙度的颗粒结构。
[0040] 根据光散射层所包括的材料类型，当形成光散射层时，通过组成材料的颗粒簇而 形成的颗粒大小为可变的。例如，通过组成发光层所包括的材料的分子簇而形成的颗粒的 粒径可为几微米，例如，粒径可为0. 5ym至30ym，特别是，1ym至10ym。根据颗粒的粒径 可控制上述粗糙度。为了控制颗粒的粒径，可选择材料的类型和用于形成光散射层的材料 组合或其组合比例。
[0041] 甚至根据光散射层的厚度，通过组成光散射层所包括的材料的分子簇而形成的颗 粒的大小或粗糙度为可变的。通过材料类型或工艺条件可选择光散射层的厚度，并且可形 成的光散射层的厚度为例如，20nm至500nm，尤其是，50nm至200nm〇 [0042]根据本发明的另一个示例性实施方案，提供的光散射层与正极物理接触。此时，与 光散射层接触的正极的表面可具有颗粒结构的形态，该颗粒结构在与正极接触的光散射层 的表面上具有粗糙度。根据实施例，甚至在与光散射层接触的正极的表面相反的表面可具 有颗粒结构的形态，该颗粒结构在与正极接触的光散射层的表面上具有粗糙度。
[0043] 根据本发明的又一个不例性实施方案，有机电致发光器件包括：第一电荷传输通 道，其提供在发光层与正极之间；和第二电荷传输通道，其提供在发光层与负极之间，其中 第一电荷传输通道包括：第一P-型有机材料层，其与正极连接；和第一n-型有机材料层， 其提供在第一P-型有机材料层与发光层之间，且光散射层为第一P-型有机材料层，或提供 在第一p-型有机材料层与第一n-型有机材料层之间。
[0044] 根据本发明的再一个示例性实施方案，有机电致发光器件包括：缓冲层，其提供在 发光层与正极之间，其中所述缓冲层与正极连接且包括第一P-型有机材料层；和第一n-型 有机材料层，其提供在第一P-型有机材料层与发光层之间，且光散射层为第一P-型有机材 料层，或提供在第一P-型有机材料层与第一n-型有机材料层之间。
[0045] 根据本发明的又一个不例性实施方案，有机电致发光器件包括：第一p_型有机材 料层，其提供在发光层与正极之间；和第一n-型有机材料层，其提供在发光层与第一p-型 有机材料层之间，其中光散射层为第一P-型有机材料层，或提供在第一P-型有机材料层与 第一n-型有机材料层之间。
[0046] 当光散射层提供在第一p-型有机材料层与第一n-型有机材料层之间时，通过光 散射层和第一P-型有机材料层可同时呈现如下所述的效果，且第一P-型有机材料层可改 进光散射层与正极之间的粘附特性。图2示出呈现所述效果的有机电致发光器件的实例。
[0047] 根据图2,负极、发光层、第一n-型有机材料层、光散射层、第一p-型有机材料层和 正极依序地堆萱于基板上。图2不出其中负极提供在基板上的实例，但其中正极提供在基 板上的情况亦包括在本示例性实施方案的范围内。例如，本发明的示例性实施方案的有机 电致发光器件可具有其中正极、第一P-型有机材料层、光散射层、第一n-型有机材料层、发 光层和负极依序地堆叠于基板上的结构。
[0048] 当光散射层为第一p-型有机材料层时，可通过引入一层而同时呈现通过引入第 一P-型有机材料层所导致的效果和由光散射层所导致的效果。图3示出呈现所述效果的 有机电致发光器件的实例。
[0049] 作为一个实例，光散射层可包括多环的稠环化合物和芳胺化合物。含有多环的稠 环化合物和芳胺化合物的光散射层可为第一P-型有机材料层，或可提供在第一P-型有机 材料层与第一n-型有机材料层之间。
[0050] 芳胺化合物的实例包括下式1的化合物：
[0051][式1]
[0052]
【权利要求】
1. 一种有机电致发光器件，其包括： 负极； 正极； 发光层，其提供在负极与正极之间；以及 光散射层，其提供在发光层与正极之间。
2. 权利要求1的有机电致发光器件，其还包括： 第一电荷传输通道，其提供在发光层与正极之间；以及 第二电荷传输通道，其提供在发光层与负极之间， 其中所述第一电荷传输通道包括与正极连接的第一P-型有机材料层；以及提供在第 一P-型有机材料层与发光层之间的第一n-型有机材料层，以及 所述光散射层为第一P-型有机材料层，或提供在第一P-型有机材料层与第一n-型有 机材料层之间。
3. 权利要求1的有机电致发光器件，其还包括： 缓冲层，其提供在发光层与正极之间， 其中所述缓冲层包括：与正极连接的第一P-型有机材料层；以及提供在第一P-型有 机材料层与发光层之间的第一n-型有机材料层，以及 光散射层为第一P-型有机材料层，或提供在第一P-型有机材料层与第一n-型有机材 料层之间。
4. 权利要求1的有机电致发光器件，其还包括：第一p_型有机材 料层，其提供在发光层与正极之间；以及 第一n-型有机材料层，其提供在发光层与第一P-型有机材料层之间， 其中光散射层为第一P-型有机材料层，或提供在第一P-型有机材料层与第一n-型有 机材料层之间。
5. 权利要求1至4任一项的有机电致发光器件，其中光散射层包 括提供在该层的表面中或表面上的光散射结构。
6. 权利要求5的有机电致发光器件，其中光散射层由有机材料形成。
7. 权利要求5的有机电致发光器件，其中光散射结构为通过组成有机材料分子簇而形 成的颗粒结构。
8. 权利要求5的有机电致发光器件，其中光散射结构通过沉积有机材料而形成。
9. 权利要求7的有机电致发光器件，其中颗粒的粒径为0. 5ym至30ym。
10. 权利要求7的有机电致发光器件，其中颗粒结构的粗糙度为2nm至50nm。
11. 权利要求5的有机电致发光器件，其中光散射层包含多环的稠环化合物和芳胺化 合物。
12. 权利要求11的有机电致发光器件，其中芳胺化合物包括下式1的化合物： [式1]
在式1中，AivAr2，以及Ar3各自独立地为H或烃基。
13. 权利要求12的有机电致发光器件，其中芳胺化合物包括NPB(N，N'-双（萘 基）-N，N'_双（苯基）联苯胺）。
14. 权利要求11的有机电致发光器件，其中多环稠环化合物包括下式2的化合物： [式2]
在式2中，R11^R6b各自为H、卤素原子、氰基（-CN)、硝基（-NO2)、磺酰基（_S02R)、亚 砜基（-S0R)、磺酰胺基（-SO2NR)、磺酸酯基（-SO3R)、三氟甲基（-CF3)、酯基（-C00R)、酰胺基 (-C0NHR或-C0NRR'）、取代或未取代的直链或支链的(^至C12烷氧基、取代或未取代的直链 或支链的(^至C12烷基、取代或未取代的直链或支链的C2至C12烯基、取代或未取代的芳族 或非芳族杂环、取代或未取代的芳基、取代或未取代的单芳胺或二芳胺、或取代或未取代的 芳烷基胺，其中R和R'各自为取代或未取代的(^至C6tl烷基、取代或未取代的芳基、或取代 或未取代的5元至7元杂环。
15. 权利要求14的有机电致发光器件，其中式2选自下式2-1至2-6 :
16. 权利要求11的有机电致发光器件，其中在光散射层中多环稠合化合物的含量与芳 胺化合物的含量的重量比为1/7至5/7。
17. 权利要求5的有机电致发光器件，其中光散射层包含下式3的化合物： [式3]
在式3中， R1。至R6。彼此相同或不同，且彼此独立地为氢原子；C:至C3(|烷基，其未被取代或被一 种或多种选自下列的基团所取代：卤素原子、氨基、氰基、硝基、(^至C3(|烷基、C2至C3(|烯基、 (^至C3(|烷氧基、C3至C3(|环烷基、C3至C3(|杂环烷基、C6至C3(|芳基、以及C2至C3(|杂芳基；C3 至C3tl环烷基，其未被取代或被一种或多种选自下列的基团所取代：卤素原子、氨基、氰基、 硝基、C1SC3。烧基、C2至C3。稀基、C^C3。烷氧基、C3至C3。环烷基、C3至C3。杂环烷基、C6 至C3tl芳基、以及C2至C3(|杂芳基；C6至C3(|芳基，其未被取代或被一种或多种选自下列的基 团所取代：齒素原子、氨基、氰基、硝基、C1SC3(|烷基、C2至C3(|烯基、C:至C3(|烷氧基、C3至 C3tl环烷基、C3至C3(|杂环烷基、C6至C3(|芳基、以及C2至C3(|杂芳基；或者C2至C3(|杂芳基， 其未被取代或被一种或多种选自下列的基团所取代滷素原子、氨基、氰基、硝基、C^c3tl 烧基、02至C3(|條基、CC3(!烧氧基、C3至C3(!环烧基、C3至C3(!杂环烧基、C6至C3(!芳基、以 及(：2至C3tl杂芳基，以及可形成脂族、芳族、杂脂族、或杂芳族稠环或与相邻基团结合成的螺 键，且n和m各自为O至4的整数。
18.权利要求17的有机电致发光器件，其中式3的化合物由下式3-1至3-5中的任何 一种表不：
19. 权利要求2至4任一项的有机电致发光器件，其中正极的功函数位于第一p-型有 机材料层的HOMO能级以下。
20. 权利要求2至4任一项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LUMO能级之差为2eV以下。
21. 权利要求2至4任一项的有机电致发光器件，其还包括： 提供在第一n-型有机材料层与发光层之间的第二n-型有机材料层。
22. 权利要求21的有机电致发光器件，其中第二n-型有机材料掺杂有n-型掺杂剂。
23. 权利要求21的有机电致发光器件，其还包括： 提供在第二n-型有机材料层与发光层之间的第三n-型有机材料层。
24. 权利要求2至4任一项的有机电致发光器件，其中正极与第一P-型有机材料层接 触。
25. 权利要求2至4任一项的有机电致发光器件，其中第一n-型有机材料层与第一 P-型有机材料层形成NP结。
26. 权利要求2至4任一项的有机电致发光器件，其还包括： 提供在发光层与负极之间的第二P-型有机材料层。
27. 权利要求26的有机电致发光器件，其还包括： 提供在负极与第二P-型有机材料层之间的第四n-型有机材料层。
28. 权利要求27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。
29. 权利要求1至4任一项的有机电致发光器件，其还包括： 基板，其提供在与其上提供有正极或负极的有机材料层的基板相对的表面上；以及 光提取层，其提供在负极或正极与基板之间，或提供在与其上提供有基板的负极或正 极的表面相对的表面上。
30. 权利要求1至4任一项的有机电致发光器件，其中有机电致发光器件为柔性有机电 致发光器件。
31. 显示器，其包含权利要求1至4任一项的有机电致发光器件。
32. 照明装置，其包含权利要求1至4任一项的有机电致发光器件。
【文档编号】H01L51/52GK104508855SQ201380040855
【公开日】2015年4月8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