有机发光器件及其制备方法
【专利说明】
[0001] 本申请为申请日为2009年1月19日，申请号为200980102508. X，发明名称为"有 机发光器件及其制备方法"的发明专利申请（国际【申请号】PCT/KR2009/000283)的分案申 请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种有机发光器件，其具有对于将电荷从电极注入到有机化合物层的 低能皇、低驱动电压、以及高效能和亮度。本发明还涉及制备所述有机发光器件的方法。
[0003] 本申请要求于2008年1月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2008-0005812号的提交日的权益，其公开内容以引用的方式整体并入本文。
【背景技术】
[0004] -般而言，有机发光器件包括两个电极和插入在这两个电极间的有机化合物层。 在有机发光器件中，电子和空穴被从两个电极中注入到有机化合物层中，并将电流转换成 可见光。在有机发光器件中，为了提高性能，除了用于将电流转换成可见光的有机化合物层 以外，还可以进一步设置电子/空穴注入层或电子/空穴传输层。
[0005] 但是，由金属、金属氧化物或导电聚合物形成的电极和有机化合物层之间的界面 不稳定。因此，由外部施加的热、从内部产生的热、或施加到器件上的电场对器件的性能具 有不利影响。此外，由于电子/空穴注入层或电子/空穴传输层和与其相邻的其它有机化 合物层之间在导电能级上的差异，导致器件操作的驱动电压增加。因此，稳定电子/空穴注 入层或电子/空穴传输层和其它有机化合物层之间的界面是很重要的。通过尽量降低从电 极向有机化合物层注入电子/空穴的能皇，使电子/空穴的注入更容易，也是很重要的。
[0006] 已经开发了有机发光器件，以调节两个或多个电极与插置在这些电极之间的有机 化合物层之间的能级差。例如，阳极被调节成具有类似于空穴注入层的HOMO(最高占有分 子轨道）能级的费米能级，或选择具有类似于阳极的费米能级的HOMO能级的材料作为空穴 注入层。但是，因为空穴注入层需要根据空穴传输层或接近空穴注入层的发光层的HOMO能 级以及阳极的费米能级进行选择，因此，对空穴注入层材料的选择有限制。
[0007] 因此，在制备有机发光器件的方法中，采用了调节电极费米能级的方法。因为通常 使用Η0Μ0能级为约5. 0~5. 5eV的材料作为与阳极毗邻的有机化合物层，所以阳极材料被 限于具有5. 0~5. 5eV的高费米能级的材料，例如ΙΤ0、ΙΖ0、Au、Ni、Mo等。根据传输电子 的电子传输层的LUMO能级，同样选择阴极材料以具有适当的费米能级。电子传输层通常具 有约3. OeV的LUMO能级，因此优选使用费米能级小于3. OeV的材料作为阴极材料。阴极材 料的实例包括锂（Li)、钙（Ca)、镁（Mg)等。但是，大多数上述材料都不稳定。因此，使用具 有相对较高费米能级的材料（例如铝（Al)、银（Ag)等）作为阴极，同时在电极和电子传输 层之间使用电子注入层，以改善电子的注入。可以使用例如LiF、NaF、KF等的材料作为电子 注入层，且上述材料已知可以降低向电子传输层注入电子的能皇。
[0008] 为了改善向有机化合物注入电荷，根据它们的费米能级，被用作阳极材料或阴极 材料的电极材料是有限的。当具有高费米能级的透明电极材料（例如ITO、IZO等）可被 用作阳极材料时，具有低费米能级和高反射率的材料（例如Al、Ag等）可以被用作阴极材 料。由于在电极材料选择上的限制，大多数有机发光器件的结构为通过透明阳极发光。近 来，需要透过阴极发光，因此需要具有高反射率的阳极材料和具有高透明性的阴极材料。此 外，在通过阳极和阴极两面都发光的透明OLED的开发中，也增加了对具有优异透明性的阴 极材料的需求。具有低费米能级并且当沉积成薄膜时具有半透明性的材料（例如Mg、Ag、 MgAg、Ca、CaAg等）被用作透明阴极材料。所述半透明阴极材料的问题在于，为了改善其透 明性，电极必须被形成为薄膜，因此降低了它们的导电性。
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 考虑到相关技术中的固有缺陷而完成了本发明，且本发明的一个目的在于提供一 种制备方法简单且性能优异的有机发光器件，其降低了从电极注入电子到有机化合物中的 能皇，由此降低了驱动电压，并可以使用各种电极材料作为阳极和阴极而没有任何限制。
[0011] 技术方案
[0012] 本发明的一个方面提供了一种有机发光器件，其包括：第一电极、两个或多个有机 化合物层以及第二电极，其中，第一电极包括导电层和与该导电层接触的η型有机化合物 层，在第一电极的η型有机化合物层和第二电极之间插置的有机化合物层之一为ρ型有机 化合物层，其与第一电极的η型有机化合物层一起形成NP结，这些层的能级满足下列表达 式（1)和（2)，并且插置在ρ型有机化合物层和第二电极之间的一个或多个层为用碱土金属 η型掺杂的：
[0013] 〇θν<ΕΛ-ΕΡ1^ 4eV (I) _4] EpH_EnL< IeV ⑵
[0015] 其中，En为第一电极的导电层的费米能级，E 1为第一电极的η型有机化合物层的 LUMO (最低空分子轨道）能级，以及Eph为与第一电极的η型有机化合物层一起形成NP结 的P型有机化合物层的HOMO (最高占有分子轨道）能级。
[0016] 本发明的另一方面提供了一种制备有机发光器件的方法，所述有机发光器件包括 第一电极、两个或多个有机化合物层以及第二电极，其中，所述方法包括：在导电层上形成 η型有机化合物层使得该η型有机化合物层与导电层相接触以形成第一电极；在第一电极 的η型有机化合物层上形成ρ型有机化合物层以使该ρ型有机化合物层与η型有机化合物 层相接触；在P型有机化合物层的上方形成用碱土金属η型掺杂的有机化合物层；以及在 用碱土金属η型掺杂的有机化合物层上形成第二电极使得该第二电极与用碱土金属η型掺 杂的有机化合物层相接触，其中这些层的能级满足下列表达式（1)和（2):
[0017] 〇θν<ΕΛ-ΕΡ1^ 4eV (I)
[0018] EpH_En# IeV ⑵
[0019] 其中，En为第一电极的导电层的费米能级，E 1为第一电极的η型有机化合物层的 LUMO (最低空分子轨道）能级，以及Eph为与第一电极的η型有机化合物层一起形成NP结 的P型有机化合物层的HOMO (最高占有分子轨道）能级。
[0020] 本发明的另一方面提供了一种制备有机发光器件的方法，所述有机发光器件包括 第二电极、两个或多个有机化合物层以及第一电极，其中，所述方法包括：形成第二电极，在 第二电极上形成用碱土金属η型掺杂的有机化合物层使得该η型掺杂的有机化合物层与第 二电极相接触；在η型掺杂的有机化合物层的上方形成ρ型有机化合物层；在ρ型有机化合 物层上形成η型有机化合物层以使该η型有机化合物层与ρ型有机化合物层相接触；以及 在η型有机化合物层上形成导电层使得该导电层与η型有机化合物层相接触以形成第一电 极，其中这些层的能级满足下列表达式（1)和（2):
[0021] 〇θν<ΕΛ-ΕΡ1^ 4eV (I)
[0022] EpH-EnL< IeV ⑵
[0023] 其中，En为第一电极的导电层的费米能级，E &为第一电极的n型有机化合物层的 LUMO (最低空分子轨道）能级，以及Eph为与第一电极的η型有机化合物层一起形成NP结 的P型有机化合物层的HOMO (最高占有分子轨道）能级。
[0024] 本发明的另一方面提供了一种叠层有机发光器件，其包括两个或多个重复单元， 其中每个重复单元都包括：第一电极、两个或多个有机化合物层以及第二电极，第一电极包 括导电层和与该导电层接触的η型有机化合物层，在第一电极的η型有机化合物层和第二 电极之间插置的有机化合物层之一为P型有机化合物层，其与第一电极的η型有机化合物 层一起形成NP结，这些层的能级满足下列表达式（1)和（2)，并且插置在ρ型有机化合物层 和第二电极之间的一个或多个层为用碱土金属η型掺杂的：
[0025] 0θν<ΕΛ-ΕΡ1^ 4eV (I)
[0026] EpH_En# IeV ⑵
[0027] 其中，En为第一电极的导电层的费米能级，E &为第一电极的η型有机化合物层的 LUMO (最低空分子轨道）能级，以及Eph为与第一电极的η型有机化合物层一起形成NP结 的P型有机化合物层的HOMO (最高占有分子轨道）能级，
[0028] 其中，一个重复单元的第二电极连接至与这个重复单元串联连接的另一个重复单 元的第一电极。
[0029] 本发明的另一方面提供了一种叠层有机发光器件，其包括：第一电极、第二电极、 插置在第一电极和第二电极之间的两个或多个发光单元、以及插置在这些发光单元之间的 中间电极，其中，第一电极包括导电层和与该导电层接触的η型有机化合物层，中间电极包 括导电层和与该导电层接触的η型有机化合物层，每一个发光单元都包括与第一电极或中 间电极的η型有机化合物层一起形成NP结的ρ型有机化合物层，这些层的能级满足下列表 达式（1)和（2)，并且每一个发光单元都进一步包括用碱土金属η型掺杂的有机化合物层