专利名称：有机发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括形成在衬底上的像素电极的有机发光二极管，更特别地，涉及与衬底的粘附力(adhesion)和反射率(reflectance)得到提高的有机发光二极管。
背景技术：
有机发光二极管是利用当电流流经电极时发光的有机材料产生光的二极管，且通常包括由像素电极和对电极构成的一对电极、以及发射层(emission layer)。有机发光二极管可选地还包括像素和对电极之间的空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子注入层(EIL)、以及电子传输层(ETL)。
下面将描述传统的有机发光二极管。
有机发光二极管包括衬底、形成在衬底上的像素电极(下文称为“阳极(anode)”)、形成在阳极上的发射层、以及对电极(下文称为“阴极(cathode)”)。有机发光二极管可选地还包括形成在阳极上的空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)、以及形成在发射层上的电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)。在这种情况下，阳极具有高功函数，并且是由透明且导电的金属氧化物例如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)形成的单层构成的电极。
当电压施加到具有上述结构的有机发光二极管中阳极和阴极之间时，阳极中产生的空穴经HIL和HTL移动到发射层，且阴极中产生的电子经EIL和ETL移动到发射层。移动到发射层的空穴和电子在发射层中复合(recombine)从而发射光。发射层中产生的光经具有透明性的阳极向外发射。
然而，随着时间的推移单层阳极具有下降的功函数，其导致发光效率降低，从而不易实现客户期望具有的彩色化或高精度。为了解决下降的功函数导致的下降的发光效率的问题，近年来已经提出利用与其它金属相比具有较高反射率的银(Ag)或银合金来形成阳极。使用银或银合金的阳极具有较高的反射率从而发射层中产生的光的亮度(发光亮度)可进一步增加。
然而，在利用银或银合金形成阳极的过程中，当银或银合金与湿气接触时电离的金属会融解或受到电化学腐蚀。另外，银或银合金具有差的与衬底(例如玻璃衬底)的粘附力，其导致生产率下降，即使它具有较高的反射率。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供改进的像素电极。
本发明的另一目的是提供改进的有机发光二极管。
本发明通过提供包括具有多层结构的像素电极(即多层像素电极)的有机发光二极管解决上述问题，通过利用具有更大粘附力的银合金制造像素电极，该多层像素电极允许像素电极的生产率得到提高且反射率得到改善。
在本发明的示例性实施例中，有机发光二极管包括像素电极，该像素电极包括衬底上包括金属氧化物的第一层；该第一层上包括含有银、从含有镧系元素和锕系元素的组选择的至少第一金属的银合金的第二层；以及该第二层上包括金属氧化物的第三层。
该银合金还可含有从周期表的第11族元素(IB)选择的诸如Cu和Au的至少第二金属。该第一金属可包括钐。可含有0.1至0.6原子百分比的钐，且可含有0.4至1原子百分比的该第二金属。该银合金还可包含铽作为该第一金属。可含有0.4至1原子百分比的铽。该第一和第三层每个的厚度可小于该第二层的厚度，且该第一和第三层的每个可由铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)中的一种材料形成。该有机发光二极管还包括形成在像素电极上的发射层、以及形成在该发射层上的对电极。
通过结合附图考虑时参照下面的详细描述来更好地理解本发明，对本发明的更全面的认识以及本发明的以上和其它特征及优点将变得更加明显。附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件，其中图1是示意性示出具有传统像素电极的有机发光二极管的侧横截面图；图2是示意性示出具有根据本发明一实施例的由多个层构成的像素电极的有机发光二极管的侧横截面图；图3是示意性示出形成根据本发明一实施例的像素电极的方法的控制流程图；图4是示出基于形成根据本发明一实施例的像素电极的第二层的厚度的透射特性的曲线图；图5是示出基于形成根据本发明一实施例的像素电极的第一和第三层的厚度的反射特性的曲线图。
具体实施例方式
图1是示意性示出包括传统像素电极的有机发光二极管的侧横截面图。参照图1，有机发光二极管100包括衬底110、形成在衬底110上的像素电极120(下文称为“阳极”)、形成在阳极120上的发射层150、以及对电极180(下文称为“阴极”)。另外，有机发光二极管100包括形成在阳极120上的空穴注入层(HIL)130和空穴传输层(HTL)140、以及形成在发射层150上的电子传输层(ETL)160和电子注入层(EIL)170。在这种情况下，阳极120具有高功函数，并且是由透明且导电的金属氧化物例如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)形成的单层(见图1的A区)构成的电极。
当电压施加到具有上述结构的有机发光二极管100中阳极120和阴极180之间时，阳极120中产生的空穴经HIL 130和HTL 140移动到发射层150，且阴极180中产生的电子经EIL 170和ETL 160移动到发射层150。移动到发射层150的空穴和电子在发射层150中复合从而发射光。发射层150中产生的光经具有透明性的阳极120向外发射。
然而，随着时间的推移单层阳极120具有下降的功函数，其导致发光效率降低，从而不易实现客户期望具有的彩色化或高精度。为了解决下降的功函数导致的下降的发光效率的问题，近年来已经提出利用与其它金属相比具有较高反射率的银(Ag)或银合金来形成阳极。使用银或银合金的阳极具有较高的反射率从而发射层中产生的光的亮度(发光亮度)可进一步增大。
在利用银或银合金形成阳极的过程中，当银或银合金与湿气接触时电离的金属会融解或受到电化学腐蚀。另外，银或银合金具有差的与衬底(例如玻璃衬底)的粘附力，其导致生产率降低，即使它具有较高的反射率。
下面将参照图2至5详细描述本发明。
图2是示意性示出具有根据本发明一实施例的像素电极的有机发光二极管的侧横截面图。
参照图2，有机发光二极管200包括衬底210、形成在衬底210上的像素电极220(下文称为“阳极”)、HIL 230、HTL 240、发射层250、ETL 260、EIL 270、以及对电极280(下文称为“阴极”)。根据本发明一实施例的有机发光二极管200的发光原理与传统有机发光二极管100的发光原理相同，为了描述的简洁，其描述将被省略。
根据本发明一实施例的有机发光二极管200的阳极220包括形成在衬底210上的第一层221、第二层222、以及第三层223(见图2的区B)。
第一层221形成在衬底210上从而用于提高第二层222与衬底210之间的粘附力，并且由透明且导电的金属氧化物例如ITO和IZO形成。利用含有银的合金(即银合金)在第一层221上形成第二层222。构成第二层222的银合金优选包括从含有镧系元素例如镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)以及锕系元素例如锕(Ac)、钍(Th)、镤(Pa)、铀(U)、镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)、锔(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、镄(Fm)、钔(Md)、锘(No)、铹(Lr)的组选择的至少一种。从周期表的第11族元素中选择的至少一种金属(例如Au和Cu)还可以与镧系元素和锕系元素一起加到构成第二层222的银合金中。
下文中，本实施例中采用的银合金，即其中含有Sm、Tb、Au和Cu的银合金，称为ATD合金。ATD合金中含有的Sm优选具有0.1至0.6的原子百分比，且Tb、Au和Cu中的每种具有0.4至1的原子百分比。优选地将具有0.3原子百分比的Sm加到本实施例的ATD合金中。另外，ATD合金的厚度是1000或更大，而且在其设计工艺的容限(tolerance)内厚度增加得越大越好。当ATD合金的厚度增加时，这防止发射层250中产生的光损失掉，其可以导致反射率的提高。
第三层223形成在第二层222上，且为了整个阳极220的均匀性而优选形成在第二层222的整个表面上。第三层223不限于特定材料，且具有足够透明度的可用作电极的任何材料可用于第三层。然而，本实施例中采用导电金属氧化物例如用于形成第一层221的材料(例如ITO和IZO)。
第一层221和第三层223可以由相同的导电金属氧化物形成，或可由彼此不同的材料形成(例如第一层由ITO形成而第三层由IZO形成)。另外，第一和第三层221和223可由非晶的ITO形成，且由非晶的ITO形成的第一和第三层221和223也具有良好粘附力和热特性。第一和第三层221和223与第二层222的厚度相比形成得相对薄从而防止发射层250中产生的光的自有颜色被改变。本实施例公开第一层221和第三层223形成为具有100或更小的厚度。
图3是示意性示出形成根据本发明一实施例的像素电极的方法的框图。参照图3，形成根据本发明一实施例的像素电极220的方法开始于准备由玻璃或有机材料形成的衬底210的步骤S31。在下一步骤S32中，第一层221形成在衬底210上，其通过沉积工艺(例如溅射工艺)由ITO形成。在下一步骤S33中，第二层222利用ATD合金(含有Ag、Sm、Au、Cu、以及Tb)形成在第一层221上。本实施例的第二层222具有约1000的沉积厚度以提高反射率。第二层222形成之后，使用ITO的第三层223形成在第二层222上(步骤S34)。本实施例中第三层223具有约65的厚度。
通过上述工艺步骤(步骤S32至S34)形成多层阳极220后，形成HIL 230和HTL 240(步骤S35)，形成HIL 230和HTL 240上的发射层250(步骤S36)，形成发射层250上的ETL 260和EIL 270(步骤S37)，且形成阴极280(步骤S38)。
在上述实施例中，HIL、HTL、EIL、以及ETL全部形成。然而，这些层可以选择地形成。
图4是示出基于形成根据本发明一实施例的像素电极的第二层的厚度的透射特性的曲线图。参照图4，示出了三条曲线，其表示基于具有ATD合金结构的第二层222的厚度的透射率。
图4中，曲线4a示出第二层222的厚度为520时的透射率，曲线4b示出第二层222的厚度为780时的透射率，曲线4c示出第二层222的厚度为1000时的透射率。参照图4，可以看出当由ATD合金形成的第二层222的厚度增加时，透射率下降。即，为了减小发射层250中产生的光的损失，优选使得第二层222厚。
图5是示出基于形成根据本发明一实施例的像素电极的第一和第三层221和223的厚度的反射特性的曲线图。
图5中，曲线5a示出第一和第三层221和223每个的沉积厚度为65时(ITO 65/ATD 1000/ITO 65)的反射率，曲线5b示出第一和第三层221和223每个的沉积厚度为130时(ITO 130/ATD 1000/ITO 130)的反射率。假设第二层222的厚度恒定，多层阳极220的反射率取决于第一和第三层221和223的厚度。为详细说明，参照曲线5a和5b，当波长变大且第一和第三层221和223的厚度变薄时，多层阳极220的反射率更好。因此，优选使得第一和第三层薄以减小发射层250的色调的变化。
根据上述本发明实施例，导电金属氧化物沉积在第二层下面和上面从而形成第一层和第三层，使得使用ATD合金沉积的第二层的粘附力可增强。
此外，当ITO/ATD/ITO结构用于多层阳极时，衬底和多层阳极之间不需要额外的粘附材料，使得阳极的生产率可提高。
另外，采用具有良好反射率的ATD合金，使得阳极的反射率可提高且发光二极管的亮度可以增强。
上述实施例及优点只是示例性的，不应解释为对本发明的限制。本发明的教导可容易地应用于其它类型装置中。另外，本发明的实施例的描述是说明性的，不是为了限制保护范围，很多替代、修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。
本申请要求基于2004年10月28日提交的韩国专利申请No.2004-86913的优先权，在此全部引用其公开作为参考。
权利要求
1.一种用于有机发光二极管的电极，包括第一层，其包括金属氧化物；第二层，其形成在所述第一层上，该第二层包括银合金，该银合金包括银和从含有镧系元素和锕系元素的组中选择的至少一种第一金属；及第三层，其在所述第二层上且包括导电材料。
2.如权利要求1所述的电极，其中所述银合金还含有从第11族元素(IB)中选择的至少一种第二金属。
3.如权利要求1所述的电极，其中所述银合金含有银、钐、以及Cu和Au中的至少一种。
4.如权利要求3所述的电极，其中含有0.1至0.6原子百分比的钐。
5.如权利要求2所述的电极，其中含有0.4至1原子百分比的从第11族元素(IB)中选择的所述第二金属。
6.如权利要求3所述的电极，其中所述银合金还含有铽。
7.如权利要求6所述的电极，其中含有0.4至1原子百分比的铽。
8.如权利要求1所述的电极，其中所述第一层和所述第三层每个的厚度小于所述第二层的厚度。
9.如权利要求1所述的电极，其中所述第一层和所述第三层中的每个由铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)之一形成。
10.一种有机发光二极管，其包括如权利要求1所述的电极。
11.一种有机发光二极管，包括第一电极，其包括第一层，其包括金属氧化物；第二层，其形成在所述第一层上，该第二层包括银合金，该银合金包括银和从含有镧系元素和锕系元素的组中选择的至少一种第一金属；以及第三层，其在所述第二层上且包括导电材料；发射层，其形成在所述第一电极上；以及第二电极，其形成在所述发射层上。
12.如权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述银合金还包括从第11族元素(IB)中选择的至少一种第二金属。
13.如权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述银合金包括银、钐、以及Cu和Au中的至少一种。
14.如权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述银合金还包括铽。
15.如权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述银合金含有Ag、Sm、Cu、Au、以及Tb，且所述第一层和所述第三层中的每个由铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)之一形成。
16.如权利要求15所述的有机发光二极管，其中含有0.1至0.6原子百分比的钐，含有0.4至1原子百分比的Tb、Au和Cu中的每种。
17.如权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述第一层和所述第三层每个的厚度小于所述第二层的厚度。
18.如权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述第一层和所述第三层每个的厚度不大于100，所述第二层的厚度不小于1000。
19.如权利要求11所述的有机发光二极管，其中所述第一层和所述第三层中的每个由铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)之一形成。
20.一种有机发光二极管，包括第一电极，其包括第一层，其包括金属氧化物；第二层，其形成在所述第一层上，该第二层包括银合金，该银合金包括Ag、Sm、Tb、Au和Cu；以及第三层，其在所述第二层上且包括金属氧化物；发射层，其形成在所述第一电极上；以及第二电极，其形成在所述发射层上。
全文摘要
本发明涉及一种有机发光二极管，其具有像素电极，该像素电极由衬底上包括金属氧化物的第一层、该第一层上包括具有从含有镧系元素和锕系元素的组中选择的至少一种金属的银合金的第二层、以及该第二层上包括金属氧化物的第三层构成。这样，提供了包括银合金的第二层、以及包括金属氧化物且形成在第二层上面和下面的第一层和第三层，从而银合金(例如ATD合金)的粘附力可提高，且通过使用具有更高反射率的银提供具有更高反射率的阳极。
文档编号H01L51/50GK1780022SQ20051011842
公开日2006年5月31日 申请日期2005年10月28日 优先权日2004年10月28日
发明者申铉亿 申请人:三星Sdi株式会社