有机发光元件的制作方法

本申请要求于2014年5月15日提交的韩国专利申请No.10-2014-0058343以及于2014年5月15日提交的韩国专利申请No.10-2014-0058351的权益，通过引用将这些专利申请结合在此，如同在此完全阐述一样。

本申请涉及一种有机发光元件。

背景技术：

有机发光现象是指利用有机材料将电能转换为光能的现象。换句话说，在阳极与阴极之间放置有机材料层的情形中，当在阳极与阴极之间施加电压时，阳极将空穴注入到有机材料层中，并且阴极将电子注入到有机材料层中。注入到有机材料层中的空穴和电子结合而产生激子，当激子迁移至基态时发光。

由于阳极与阴极之间的间隔较短，因此有机发光元件很容易具有短路缺陷。由于有机发光元件的结构中的台阶、以及涂层的粗糙度，阳极可能直接接触阴极，或者因为有机层的厚度在预计发生短路缺陷的区域中逐渐变薄，所以可能发生短路缺陷。这些缺陷区域提供了使电流能够流动的低电阻路径，由于此原因，电流难以流过有机发光元件或者根本不流过有机发光元件。结果，从有机发光元件发射的光输出减少，或者不从有机发光元件发射光。在多像素显示装置中，短路缺陷导致不发光或发射具有小于平均光强度的强度的光的坏像素(dead pixel)，引起显示质量的劣化。对于照明或低分辨率来说，由于短路缺陷，相应区域中的大部分不能操作。为了防止短路缺陷，常规上在无尘室中制造有机发光元件。然而，即使在非常干净的环境中，也未有效消除短路缺陷。在通过增加阳极与阴极之间的间隔来减少短路缺陷数量的方法中，有机层的厚度增加超过了操作元件实际必需的厚度。这种方法增加了制造有机发光元件的成本，并且不能完全消除短路缺陷。

[现有文献]

韩国专利公开No.10-2006-0130729(公开于2006年12月19日)。

公开内容

技术问题

本发明人旨在提供一种即使由于短路缺陷的原因而发生短路缺陷时仍在正常范围内执行操作的有机发光元件及其制造方法。

技术方案

本申请的实施方式提供一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或多个有机材料层；设置在所述第一电极中的辅助电极；以及设置在所述第一电极与所述辅助电极之间的短路防止层，其中所述短路防止层具有在50℃或更高温度时比在25℃时更大的电阻值。

本申请的实施方式提供一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或多个有机材料层；所述第一电极的辅助电极；以及设置在所述第一电极与所述辅助电极之间的短路防止层，所述短路防止层具有根据温度的升高而与基函数、二次函数、或指数函数成比例地增加的电阻值。

本申请的实施方式提供一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或多个有机材料层；所述第一电极的辅助电极；以及设置在所述第一电极与所述辅助电极之间的短路防止层，所述短路防止层包括导电材料以及由包含光敏聚合物的组合物形成的矩阵。

本申请的实施方式提供了一种包括所述有机发光元件的显示装置。

本申请的实施方式提供了一种包括所述有机发光元件的照明装置。

有益效果

本申请实施方式的有机发光元件即使当发生短路缺陷时仍能够正常保持有机发光元件的功能。详细地说，根据本申请实施方式的有机发光元件即使当发生短路缺陷时仍控制漏电流的量，由此解决元件整体不操作的问题。

此外，在本申请实施方式的有机发光元件中，即使当发生短路的区域的尺寸增加时，有机发光元件仍在不增加漏电流的量的情况下稳定地操作。

附图说明

图1图解了根据本申请实施方式的有机发光元件中的一个导电单元的平面图和剖面图。

图2显示了根据本申请实施方式的短路防止层的温度变化所导致的电阻率值的变化。

图3图解了根据本申请实施方式的有机发光元件中的基板上的第一电极、辅助电极、以及设置在第一电极与辅助电极之间的短路防止层。

最佳实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的典型实施方式。

在下面的公开内容中，当一个元件被称为设置在另一个元件“上”时，这包括所述一个元件接触所述另一个元件的情形以及在两个元件之间设置另一个元件的情形。

本申请的一个实施方式提供了一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或多个有机材料层；所述第一电极的辅助电极；以及设置在所述第一电极与所述辅助电极之间的短路防止层，所述短路防止层具有在50℃或更高温度时比在25℃时更大的电阻值。

一般导体具有当温度升高时电阻减小的特性，因而导电率变得更高。然而，根据本发明实施方式的短路防止层被设计为具有随着温度升高而增加的电阻，因而具有与一般导体不同的特性。

此外，可在从辅助电极起到第一电极为止的短路防止层的起点和终点之间连接万用表来测量短路防止层的电阻。此外，可在用热板(hotplate)基于一温度加热短路防止层的同时测量基于一温度的最大电阻，并且可将最大电阻绘制图表。

短路防止层防止如下问题：当在有机发光元件的部分区域中发生短路缺陷时，电流流到发生短路缺陷的部分区域，并且由于此原因有机发光元件不能操作。

当第二电极直接接触第一电极时，可能发生短路缺陷。或者，当由于设置在第一电极与第二电极之间的有机材料层的厚度减小或变化而使得有机材料层的功能丧失，并且由于此原因第一电极和第二电极彼此接触时，可能发生短路缺陷。当发生短路缺陷时，有机发光元件的电流流到电阻较低的短路缺陷区域，并且由于此原因，有机发光元件不能正常操作。由于因为短路缺陷而从第一电极直接流到第二电极的漏电流，有机发光元件的电流在非缺陷区域外部流动。在这种情形中，有机发光元件的发光输出减少，并且在严重的情形中，有机发光元件不能操作。此外，当分散地在具有较宽区域的有机材料中流动的电流集中在发生短路的部分中并在此部分中流动时，局部产生高热量，由于此原因，存在元件破裂或着火的风险。

然而，根据本申请实施方式的短路防止层位于辅助电极与第一电极之间并且在短路缺陷发生之前充当电流移动路径，由此使由短路防止层导致的元件的操作电压的增加最小化。此外，当发生短路缺陷时，只有少量的电流泄漏到发生短路的点，因而有机发光元件的效率不会劣化，元件能够正常操作。

就是说，当发生短路缺陷时，通过给流到短路缺陷区域的电流的移动路径施加适当的电阻，短路防止层防止电流流出到短路缺陷区域。

详细地说，根据本申请实施方式的短路防止层具有随着温度升高，电阻值增加的特性。当在有机发光元件的一个区域中发生短路时，漏电流局部地提供高温，与发生电路的区域相邻的短路防止层的电阻大大增加。因此，短路防止层能够防止电流过多地流到发生短路的区域。

根据本申请实施方式的有机发光元件，当未发生短路时，短路防止层的电阻能够保持较低值，由此使由短路防止层导致的驱动电压的增加最小化。

此外，根据本申请实施方式的有机发光元件，具有下述优点：当发生短路时，只有与发生短路的区域相邻的一部分短路防止层的电阻增加，因而能够控制漏电流。

根据本申请的实施方式，在50℃或更高温度时短路防止层的电阻值可比在25℃时的电阻值大两倍或更多倍。

根据本申请的实施方式，在50℃或更高温度时短路防止层的电阻值可比在25℃时的电阻值大五倍或更多倍。

根据本申请的实施方式，短路防止层的电阻值可根据温度的升高与基函数、二次函数、或指数函数成比例地增加。

详细地说，本申请的实施方式提供了一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或多个有机材料层；所述第一电极的辅助电极；以及设置在所述第一电极与所述辅助电极之间的短路防止层，所述短路防止层具有根据温度的升高而与基函数、二次函数、或指数函数成比例地增加的电阻值。

短路防止层具有当部分区域的温度由于短路的发生而升高时，温度较高的区域的电阻快速增加的特性。因此，短路防止层能够有效控制漏电流。

电阻值与基函数、二次函数和指数函数成比例表示：电阻相对于温度的升高曲线表现出这些函数的每一个函数的形状，但并不表示升高曲线与每个函数精确匹配。

根据本申请的实施方式，短路防止层可包括具有10^-7S/cm到10³S/cm的导电率的材料。

详细地说，根据本申请的实施方式，短路防止层可包括具有10^-7S/cm到10²S/cm的导电率的材料。

根据本申请的实施方式，具有所述导电率的材料可以是导电纳米粒子。

根据本申请的实施方式，具有所述导电率的材料可包括选自由金属、金属化合物、碳和碳化合物构成的集合中的一种或多种材料。

根据本申请的实施方式，具有所述导电率的材料可以是诸如C、Au、Ag、Ni、Cu、Al等之类的金属及其化合物，但并限于此。

根据本申请的实施方式，具有所述导电率的材料可具有球形、板形、条形或线形。

根据本申请的实施方式，具有所述导电率的材料的直径可以是200nm或更小。详细地说，具有所述导电率的材料可以是具有5nm到200nm的直径的纳米粒子。

根据本申请的实施方式，具有所述导电率的材料的含量相对于短路防止层可以是10wt％到70wt％。

根据本申请的实施方式，短路防止层可包括选自由无机材料、有机材料和聚合物构成的集合中的一种或多种材料。详细地说，短路防止层可包括矩阵，所述矩阵包含选自由无机材料、有机材料和聚合物构成的集合的一种或多种材料。

根据本申请的实施方式，所述矩阵可由包含光敏聚合物的组合物形成。

详细地说，本申请的实施方式提供了一种有机发光元件，所述有机发光元件包括：第一电极；与所述第一电极相对设置的第二电极；设置在所述第一电极与所述第二电极之间的一个或多个有机材料层；所述第一电极的辅助电极；以及设置在所述第一电极与所述辅助电极之间的短路防止层，所述短路防止层包括导电材料以及由包含光敏聚合物的组合物形成的矩阵。

根据本申请的实施方式，光敏聚合物可以是正型或负型光敏聚合物。

根据本申请的实施方式，光敏聚合物可具有基于溶剂的溶解度，当暴露于具有400nm或更小的波长的光时所述溶解度变化。

详细地说，根据本申请的实施方式，光敏聚合物可具有基于溶剂的溶解度，当暴露于具有400nm或更小的波长的光时所述溶解度增加或减小。

根据本申请的实施方式，短路防止层可包括选自由无机材料、有机材料和聚合物构成的集合中的一种或多种材料，并且具有导电率的材料可分布在所述矩阵中。

根据本申请的实施方式，无机材料、有机材料和聚合物的每一个的热膨胀系数可以是10^-6T或更大。详细地说，根据本申请的实施方式，所述矩阵的热膨胀系数可以是50×10^-6m/m·K或更大。

根据本申请的实施方式，短路防止层可包括选自由具有10^-2S/cm或更大导电率的无机材料、有机材料和聚合物构成的集合中的一种或多种材料；以及选自由具有10²S/cm或更小导电率的金属、金属化合物、碳和碳化合物构成的集合中的一种或多种材料。

根据本申请实施方式的短路防止层可由聚合物和具有导电率的材料形成。具有导电率并且形成短路防止层的材料分布在聚合物中，导电纳米粒子使电力能流经短路防止层。

此外，当短路防止层的温度升高时，聚合物膨胀，因而分布在聚合物中的具有导电率的材料之间的间隔增大，导致短路防止层的电阻增加。

在不影响有机发光元件的情况下进行由温度的升高而导致的聚合物的体积膨胀。详细地说，根据本申请的实施方式，由于温度的升高，聚合物的体积膨胀可小于10％。

根据本申请的实施方式，短路防止层的一端可设置在第一电极的顶表面、底表面和侧表面中的至少一个上，短路防止层的另一端可设置在辅助电极的顶表面、底表面和侧表面中的至少一个上。

根据本申请的实施方式，短路防止层的一个侧表面的至少一部分可与第一电极的至少一部分接触，并且短路防止层的另一侧表面的至少一部分可与辅助电极的至少一部分接触。

根据本申请的实施方式，第一电极可包括彼此分隔开的两个或更多个导电单元。

根据本申请的实施方式，两个或更多个导电单元中的每一个导电单元可通过短路防止层电连接至辅助电极。

详细地说，根据本申请的实施方式，在第一电极包括彼此分隔开的两个或更多个导电单元的情形中，短路防止层可与每个导电单元的至少一部分物理地接触。

在短路防止层与每个导电单元的至少一部分接触的情形中，即使当在包括一个导电单元的区域中发生短路缺陷时，短路防止层也能够防止所有操作电流都流到短路缺陷区域。就是说，短路防止层执行控制，使得由短路缺陷导致的漏电流的量不会无限地增加。因此，包括不具有短路缺陷的其他导电单元的区域能够正常操作。

本申请的短路防止层可设置在第一电极与辅助电极之间，第一电极和辅助电极可彼此不物理接触。根据本申请实施方式的第一电极、短路防止层和辅助电极可以以各种设计形成。

图3图解了根据本申请实施方式的有机发光元件中的基板上的第一电极、辅助电极、以及设置在第一电极与辅助电极之间的短路防止层。详细地说，图3图解了与设置在基板上的第一电极的一个区域接触的短路防止层的剖面以及与第一电极分隔开的辅助电极的剖面。图3的第一电极可以是未被图案化的第一电极。或者，图2的第一电极可表示被图案化为两个或更多个导电单元的第一电极中的一个导电单元。

根据本申请的实施方式，辅助电极可与每个导电单元分隔开并且可设置成围绕一个或多个导电单元的网结构。

因为设置了短路防止层，所以即使在有机发光元件正常操作的情形中，发射的光的强度由于压降(IP降)而相对减小，由于此原因，短路防止区域的外围变暗。在辅助电极设置成网结构的情形中，即使当由于短路缺陷而发生压降时，漏电流也能流到外围。因此，在辅助电极设置成网结构的情形中，缓解了短路缺陷区域的外围变暗的现象。

根据本申请的实施方式，相邻导电单元之间的电阻在25℃时可以是10kΩ或更小，并且在90℃时可以是50kΩ或更大。

术语“相邻”可表示两个或更多个导电单元之中的一些导电单元彼此靠近设置。

根据本申请的实施方式，每个导电单元与辅助电极之间的电阻在25℃时可以是5kΩ或更小，并且在90℃时可以是25kΩ或更大。

根据本申请的实施方式，导电单元的数量可以是400或更多。

根据本申请的实施方式，第一电极可以是透明电极。

在第一电极为透明电极的情形中，第一电极可以是诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)之类的导电氧化物。此外，第一电极可以是半透明电极。在第一电极为半透明电极的情形中，第一电极可由诸如Ag、Au、Mg、Ca或其合金之类的半透明金属形成。在半透明金属用作第一电极的情形中，有机发光元件可具有微腔结构。

根据本申请的实施方式，辅助电极可由金属材料形成。就是说，辅助电极可以是金属辅助电极。

辅助电极一般可使用所有金属。详细地说，辅助电极可包括导电率优良的铝(Al)、铜(Cu)、和/或银(Ag)。在为了实现与透明电极的粘合力以及光学工艺中的稳定性而使用的铝的情形中，辅助电极可使用钼(Mo)/Al/Mo层。

根据本申请的实施方式，有机发光元件可进一步包括基板，所述基板设置在第一电极的与设置有有机材料层的表面相对的表面上。

基板可使用透明度、表面平滑度、易处理性和抗水性优良的基板。详细地说，基板可使用玻璃基板、薄膜玻璃基板或透明塑料基板。塑料基板可包括包含诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)和聚酰亚胺(PI)等之类的膜的单层或多层。此外，基板自身可具有光散射功能。然而，基板并不限于此，可使用通常应用于有机发光元件的基板。

根据本申请的实施方式，第一电极可以是阳极，第二电极可以是阴极。此外，第一电极可以是阴极，第二电极可以是阳极。

阳极可使用功函数较大的材料，以使空穴平滑地注入到有机材料层中。在此可用的阳极的材料的示例可包括：金属，比如钒、铬、铜、锌、金或其合金；金属氧化物，比如氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)；金属和氧的组合，比如ZnO:Al或SnO₂:Sb；和导电聚合物，比如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(乙撑-1,2-二氧)噻吩]、聚吡咯和聚苯胺，但并不限于此。

阳极的材料并仅不限于阳极，其也可被用作阴极的材料。

阴极可使用功函数较小的材料，以使电子容易注入到有机材料层中。阴极的材料的示例可包括：金属，比如镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)、钛(Ti)、铟(In)、钇(Y)、锂(Li)、钆(Gd)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)和铅(Pb)或其合金；和具有多层结构的材料，比如LiF/Al或LiO₂/Al，但并不限于此。

阴极的材料并仅不限于阴极，其也可被用作阳极的材料。

根据本申请的实施方式，有机材料层可包括一个或多个发光层并可进一步包括选自由下述层构成的集合中的一个或多个层：空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电荷生成层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层。

电荷生成层是当被施加电压时产生空穴和电子的层。

根据本申请实施方式的空穴传输层的材料是从阳极或空穴注入层接收空穴并且将空穴传输至发光层的材料，空穴的迁移率较高的材料适用于空穴传输层的材料。空穴传输层的材料的具体示例可包括：芳胺基有机材料、导电聚合物、以及包括共轭部分和非共轭部分的嵌段共聚物，但并不限于此。

根据本申请实施方式的发光层的材料是将分别从空穴传输层和电子传输层提供的空穴和电子组合，以发射可见光的材料，其可以是对于荧光或磷光来说量子效率优良的材料。发光层的材料的具体示例可包括：8-羟基喹啉铝络合物(Alq₃)；咔唑基化合物；二聚苯乙烯化合物；BAlq；10-羟基苯并喹啉金属化合物；苯并恶唑、苯并噻唑和苯并咪唑系列化合物；聚(p-苯撑乙烯撑)(PPV)系列聚合物；螺环化合物；聚芴；和红荧烯，但并不限于此。

根据本申请实施方式的电子传输层的材料是将从阴极注入的电子传输至发光层的材料，电子迁移率较高的材料适用于电子传输层的材料。电子传输层的材料的具体示例可包括：8-羟基喹啉铝络合物；包含Alq3的络合物；有机自由基化合物；羟基黄酮-金属络合物，但并不限于此。

根据本申请的实施方式，有机发光元件可被封装层密封。

封装层可由透明树脂层形成。封装层保护有机发光元件免受氧和污染物的影响并且封装层可由透明材料形成，从而不阻碍来自有机发光元件的光的发射。透明度可指透射60％或更多的光。详细地说，透明度可指透射75％或更多的光。

根据本申请的实施方式，有机发光元件可发射2,000K到12,000K的白光。

图1图解了根据本申请实施方式的有机发光元件中的一个导电单元的平面图和剖面图。详细地说，图1图解了设置在基板5上的第一电极1的一个导电单元。

图2显示了根据本申请实施方式的短路防止层的温度变化所导致的电阻率值的变化。如图2中所示，能够看出根据本申请实施方式的短路防止层显示出随着温度升高，电阻率值增加的指数曲线。详细地说，图2的CB表示作为短路防止层的导电材料的碳黑，LDPE表示低密度聚乙烯，EVA/LDPE表示形成短路防止层的矩阵的聚合物。

根据本申请的实施方式，有机发光元件可包括光散射层。

根据本申请的实施方式，有机发光元件可进一步包括设置在第一电极的、与设置有有机材料层的表面相对的表面上的基板，此外可进一步包括设置在基板与第一电极之间的内部光散射层。

根据本申请的实施方式，光散射层可包括平坦化层。根据本申请的实施方式，平坦化层可设置在第一电极与光散射层之间。

或者，根据本申请的实施方式，有机发光元件可进一步包括设置在第一电极的、与设置有有机材料层的表面相对的表面上的基板，并且可进一步包括光散射层，光散射层位于基板的、与设置有第一电极的表面相对的表面上。

根据本申请的实施方式，光散射层可使用诱导光的散射以提高有机发光元件的光提取效率的结构，该结构没有特别限制。详细地说，根据本申请的实施方式，光散射层可使用其中散射粒子分散到粘合剂中的结构、具有凹凸图案的膜、和/或具有浑浊性的膜。

根据本申请的实施方式，光散射层可通过诸如旋涂、棒涂或狭缝涂布之类的工艺直接形成在基板上。或者，光散射层可以以膜的形式制备并可贴附在基板上。

根据本申请的实施方式，有机发光元件可以是柔性有机发光元件。在这种情形中，基板可包括柔性材料。详细地说，基板可以是可弯曲的薄膜型玻璃、塑料基板或膜型基板。

塑料基板的材料没有特别限制，但一般来说塑料基板可包括包含诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)和聚酰亚胺(PI)之类的膜的单层或多层。

在本申请中，提供了一种包括有机发光元件的显示装置。在显示装置中，有机发光元件可充当像素或背光。此外，所属领域技术人员熟知的元件可应用于显示装置。

在本申请中，提供了一种包括有机发光元件的照明装置。在照明装置中，有机发光元件可充当发光部件。此外，所属领域技术人员熟知的元件可应用于照明装置。

本申请的实施方式提供了一种制造有机发光元件的方法。

本申请的实施方式提供了一种制造有机发光元件的方法，包括：制备基板；在所述基板上形成第一电极；在所述基板上形成所述第一电极的辅助电极，所述辅助电极与所述第一电极分隔开；形成设置在所述第一电极与所述辅助电极之间的短路防止层；在所述第一电极上形成一个或多个有机材料层；以及在所述一个或多个有机材料层上形成第二电极。

根据本申请的实施方式，形成短路防止层可包括：制备包含光敏聚合物和导电纳米粒子的组合物、以及在所述基板上涂布并显影所述组合物。

详细地说，所述组合物可包括：光敏聚合物；导电纳米粒子；和溶剂。光敏聚合物、导电纳米粒子和溶剂可与上述光敏聚合物、导电纳米粒子和溶剂相同。

根据本申请的实施方式，在基板上涂布组合物可表示在上面形成有第一电极的基板上涂布组合物。

根据本申请实施方式的制造有机发光元件的方法可通过使用光敏聚合物以简单工艺形成短路防止层。详细地说，根据本申请实施方式的制造有机发光元件的方法可仅在涂布组合物、照射光以及执行显影的工艺中形成短路防止层。此外，在短路防止层不使用光敏聚合物的情形中，额外需要下述工艺，比如基于蚀刻工艺的光刻胶涂布、光刻胶蚀刻、以及去除光刻胶，导致工艺效率降低且制造成本增加的问题。

涂布工艺没有特别限制，但可使用喷射工艺、辊涂工艺、旋涂工艺等。一般来说，涂布工艺广泛地使用旋涂工艺。此外，可形成涂层，然后根据情况，可通过减小压力来去除一些残留溶剂。

根据本申请的实施方式，形成第一电极可包括将第一电极图案化。

在根据本申请实施方式的制造有机发光元件的方法中，可通过图案化第一电极形成两个或更多个导电单元，辅助电极可形成为与两个或更多个导电单元中的每一个导电单元分隔开，并且短路防止层可由组合物形成。

符号说明

1：基板

2：第一电极

3：短路防止层

4：辅助电极