有机发光器件及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种有机发光器件及其制造方法。更具体而言，本发明为一种有机发光器件，其包含：阳极；阴极；以及置于所述阳极和阴极之间的一个或多个有机层。所述有机层包括发光层，和一个置于所述阳极和发光层之间且包含荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物的有机层。
【专利说明】有机发光器件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热发射体及其制造方法。更具体而言，本发明涉及一种其中热发射均匀产生并且视野不受阻碍的热发射体及其制造方法。本申请要求享有2010年12月24日在KIPO提交的第10-2010-0134759号韩国专利申请的优先权，其公开内容以引用的方式全部纳入本说明书中。
【背景技术】
[0002]有机发光现象是通过特定的有机分子的内部过程将电流转化为可见光的一个实例。有机发光现象的原理基于以下机制。当有机材料层置于阳极和阴极之间时，如果在两个电极之间施加电压，则电子和空穴分别从阴极和阳极注入有机材料层。注入有机材料层的电子和空穴重组形成激子(exciton)，然后所述激子回到基态而发射光。利用该原理的有机发光器件可通常包括阴极、阳极和有机材料层，例如包含设置在其间的空穴注入层、空穴传输层、发光层以及电子传输层的有机材料层。
[0003]有机发光器件中使用的材料主要为纯有机材料或有机材料与金属的络合物，并且根据其用途，可分为空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料或电子注入材料。关于这一点，具有P型特性的有机材料——其易被氧化并且当其被氧化时为电化学稳定——通常用作空穴注入材料或空穴传输材料。同时，具有η型特性的有机材料——其易被还原并且当其被还原时为电化学稳定——通常用作电子注入材料或电子传输材料。作为发光层材料，优选具有P型和η型特性二者的有机材料，当其被氧化和还原时是稳定的。当形成激子时，具有用于将激子转换成光的高发光效率的材料是优选的。
[0004]此外，优选的是有机发光器件中使用的材料还具有以下特性。
[0005]首先，优选的是有机发光器件中使用的材料具有优异的热稳定性。这是由于通过电荷在有机发光器件中移动产生的`焦耳热。目前用作空穴传输层材料的NPB具有100°C或更低的玻璃化转变温度，因此难以将NPB施用于需要高电流的有机发光器件。此外，为了提高有机发光器件的使用寿命，材料本身的稳定性至关重要，并且由于OLED器件是提供电力以产生光的器件，因此电荷的稳定性至关重要。这意味着当电子引入材料或从材料发射的现象被重复时，材料本身没有发生改变或损坏。
[0006]其次，为了获得能够在低电压下驱动并且具有高效率的有机发光器件，被注入有机发光器件的空穴或电子须平稳地传输至发光层，并且同时须防止所注入的空穴和电子从发光层释放出。为了实现这一点，有机发光器件中使用的材料需要具有适当的带隙(bandgap)和适当的HOMO和LUMO能级。PEDOT:PSS——其目前用作通过用溶液涂布法制造的有机发光器件的空穴传输材料——的LUMO能级低于用作发光层材料的有机材料的LUMO能级，因此难以制造具有高效率和长使用寿命的有机发光器件。
[0007]此外，有机发光器件中使用的材料需要具有优异的化学稳定性、电荷迁移率以及与电极或毗邻层的界面特性。也就是说，有机发光器件中使用的材料须对湿气或氧气有最小程度地变形。此外，需要确保适当的空穴或电子迁移率，从而使有机发光器件的发光层中的空穴和电子的密度平衡以使激子的形成最大化。此外，需要与含有金属或金属氧化物的电极能够有良好的界面以确保器件的稳定性。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]为了充分实现上述有机发光器件的优异性能，构成器件中有机材料层的材料(例如空穴注入材料、空穴传输材料、发光材料、电子传输材料、电子注入材料等)首要的是需要得到稳定且高效的材料的支持，但是还没有充分地实现用于有机发光器件的稳定且高效的有机层材料的开发。因此，需要对有机发光器件进行持续的研究。
[0010]技术方案
[0011]本发明的一个不例性实施方案提供一种有机发光器件，其包括:一个阳极；一个阴极；以及置于所述阳极和阴极之间的一层或多层的有机材料层，其中所述有机材料层包括发光层，并且包含荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物的有机材料层被置于所述阳极和发光层之间。
[0012]有益效果
[0013]根据本发明的示例性的实施方案，可提供一种具有高发光效率和优异的使用寿命的有机发光器件，所述高发光效率和优异的使用寿命通过抑制当具有高荧光发光效率的空穴注入层或空穴 传输层与发光层接触时产生的空穴注入材料或空穴传输材料的自发光效应而实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1阐明了有机发光器件的一个实例,所述有机发光器件包括衬底1、第一电极2、空穴注入层5、空穴传输层6、发光层7、电子传输层8以及第二电极4。
[0015]图2为当实施例1至16和对比实施例1至8中使用的空穴传输材料沉积在玻璃衬底上至厚度为IOOnm后用400W氙灯照射波长为350nm的光时的PL光谱。
[0016]图3为当对比实施例1至8和实施例1至4中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0017]图4为当对比实施例1至8和实施例5至8中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0018]图5为当对比实施例1至8和实施例9至12中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0019]图6为当对比实施例1至8和实施例13至16中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0020]图7为当对比实施例1至8和实施例17至20中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0021]图8为当对比实施例1至8和实施例21至24中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0022]图9为当对比实施例1至8和实施例25至28中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。[0023]图10为当对比实施例1至8和实施例29至32中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0024]图11为当对比实施例1至8和实施例33至36中使用的器件以20mA/cm2的电流密度驱动时产生的自420nm至500nm范围的放大发光特性的对比图。
[0025]最佳实施方式
[0026]下文将详细描述本发明。
[0027]为了提高有机发光器件的热稳定性和电稳定性，已经开发了趋于增加化合物的芳基大小的空穴注入和传输材料。如果分子中的芳基所占的区域增加，则P-轨道的重叠区域会加宽，由此可制造出因电荷的进-出而具有最小特性改变的电稳定材料。此外，分子本身的分子量增加，因此经受高沉积温度或驱动温度的热学特性也变得优良。
[0028]然而，为了具有上述特性而大量包含的芳基基团倾向于增加荧光量子效率。荧光量子效率是指当由外界光或电荷产生激发并随后所述状态稳定至基态时的发光程度。具有优异的量子效率的发光材料自然具有优异的特性，这是因为发光材料是用于发射光的材料。然而，空穴注入和传输材料却使器件的性能恶化。
[0029]对于NPB (其主要用作空穴传输材料)，由Shumei Liu等发表的文章(AppliedPhysics Letters, 97，083304, 2010)公开了在作为空穴传输材料的NPB和发光层之间纳入另一种材料层，从而防止器件的性能由于与发光层接触的NPB的发光而恶化，并且在这种情况下，与其中NPB与发光层直接接触的器件相比，就亮度而言的特性提高了 1.6倍。此外，由 Ming-Te Lin 等发表的文章(Solid-State Electronics, 56，196, 2011)报道了就功率效率(lm/W)而言，与其中作为空穴传输层 的NPB与发光层直接接触的器件相比，当另一种材料层嵌于NPB和发光层之间时， 性能改善了约14倍。
[0030]上述列举的两个实例均示出了通过将另一种材料层嵌于发光层和空穴传输层之间来改善性能的方法，所述方法解决了以下问题:当具有优异的荧光量子效率的空穴注入和传输材料与发光层接触时，从阳极和阴极注入且无法在发光层中转换为光的电荷(电子和空穴)转移至与发光层接触的空穴注入或传输材料层，并且导致空穴注入或传输材料的发光，这恶化了器件的性能。
[0031]然而，上述方案的缺点在于，由于需要将制造另一层的额外工序插入器件的生产过程中，因此就生产设施上的投入或方法效率方面而言并不是优选的。
[0032]因此，本发明的有机发光器件包括一个阳极、一个阴极以及置于所述阳极和阴极之间的一层或多层有机材料层，其中所述有机材料层包括发光层，并且包含突光发光效率等于或大于NPB的突光发光效率的化合物的有机材料层被置于所述阳极和发光层之间。
[0033]在本发明中，荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物意指这样的化合物:其中在最大峰位置处的PL (光致发光)光谱的强度等于或大于NPB在最大峰位置处的PL光谱的强度，所述PL光谱在用与NPB相同的UV波长照射后产生自350nm至500nm范围。
[0034]通常，光子或电子在材料中转换为具有不同能级的光子或电子、特别是转换为光子的比例被称作发光效率。如本文所用，“荧光发光效率”几乎不包括其中施用于空穴传输层的有机材料具有磷光发光，并且其 意指由UV照射的光子因材料而转换为其他光子以释放PL。[0035]在本发明中，优选UV作为光源照射，这是因为UV的能带如此之大以至于即使各个有机材料的能隙不同，处于基态的电子也得到充分地激发，并且被激发的电子可回到基态以发射光子。尽管电子被激发，但光子是否产生，产生的光子的数量等却是材料的固有特性。因此，鉴于通过照射相同的光源测量的PL效率，不用绝对值即可确定哪一方具有相对更高或更低的荧光发光效率。
[0036]荧光发光效率可通过使用本领域已知方法测量。例如，荧光发光效率可在15至300C的温度范围以及70%或更低的湿度下通过将有机材料层沉积在衬底(例如玻璃等)上以及随后使用下文将描述的测量装置来测量，但所述方法不限于此。在此，当测量荧光发光效率时，激发波长、荧光发光效率测量范围、增量以及积分时间可分别为350nm、350至600nm、0.5nm和0.5秒，但不限于此。[0037]此外，测量装置可包括购自HORIBA Jobin Yvon, Inc.的Fluorolog-3分光光度计系统、单光栅激发光谱仪、TBX-04-单光子探测模块等，但不限于此。本领域技术人员可根据测量装置对荧光发光效率的测量条件做适当地调节。
[0038]包含荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物的有机材料层优选与发光层接触。本发明可提供抑制空穴注入材料或空穴传输材料的自发光效应从而具有高发光效率和优异的使用寿命的有机发光器件，所述高发光效率和优异的使用寿命通过包含有机材料层一一其包含荧光发光效率等于或大于作为空穴注入层或空穴传输层的NPB的荧光发光效率的化合物——以及包含有机材料层——其包含荧光发光效率等于或大于待与发光层接触的NPB的荧光发光效率的化合物——而实现。
[0039]本发明的有机发光器件可包含一个介于阴极和发光层之间的有机材料层，其含有一个或多个选自由下式I至4表示的化合物。
[0040]
【权利要求】
1.一种有机发光器件，其包括: 阳极； 阴极；以及 置于所述阳极和阴极之间的一层或多层有机材料层， 其中所述有机材料层包括发光层，并且 包含荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物的有机材料层置于所述阳极和发光层之间。
2.权利要求1的有机发光器件，其中包含荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物的有机材料层与发光层接触。
3.权利要求1的有机发光器件，包括介于阴极和发光层之间的含有一个或多个选自由下式I至4表示的化合物的有机材料层:
4.权利要求3的有机发光器件,其中式3由下式5至8中的任一个表不:
5.权利要求3的有机发光器件,其中式4由以下结构式的任一个表不:
6.权利要求3的有机发光器件，其中含有一个或多个选自由式I至4表示的化合物的有机材料层为电子传输层、电子注入层或同时传输和注入电子的层。
7.权利要求1或3的有机发光器件，其中荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物为由下式11表示的化合物: [式
8.权利要求1或3的有机发光器件，其中荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物为由下式12表示的化合物:
[式 12]
9.权利要求1或3的有机发光器件，其中荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物为由下式13表示的化合物:
[式 13]
10.权利要求1或3的有机发光器件,其中突光发光效率等于或大于NPB的突光发光效率的化合物为由下式14或15表示的化合物:
[式 14]
11.权利要求1或3的有机发光器件，其中荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物为由下式16表示的化合物:
[式 16]`
12.权利要求3的有机发光器件，其中含有一种或多种选自由式I至4表示的化合物的化合物的有机材料层还包含还原掺杂物。
13.权利要求1的有机发光器件，其中含有荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物的有机材料层还包含P-型掺杂物。
14.权利要求1的有机发光器件，其中发光层包含磷光材料。
15.权利要求1的有机发光器件，其中含有荧光发光效率等于或大于NPB的荧光发光效率的化合物的有机材料层为空穴注入层、空穴传输层或同时注入和传输空穴的层。
【文档编号】H01L51/54GK103562342SQ201180068531
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年12月23日 优先权日:2010年12月24日
【发明者】千民承, 洪性佶, 金渊焕, 朴胎润 申请人:株式会社Lg化学