CN1484476A - 有机场致发光器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种有机场致发光(EL)器件，它包括：衬底，设置在衬底上的第一电极；设置在第一电极上的包含聚合物的发射层；在发射层上形成的第二电极；以及在发射层和第二电极之间形成的金属渗透保护层，用来防止第二电极形成金属渗透到发射层中。制造方法包括制备所述场致发光器件的操作。

Description

有机场致发光器件及其制造方法
有关申请的交叉引用
本申请要求2002年9月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2002-57334的权益，所述申请内容全部作为参考资料包括在本文中。
技术领域
本发明涉及有机场致发光(EL)器件，更具体地说，涉及具有包括聚合物的发射层并且具有改进的寿命特性的有机EL器件。
背景技术
场致发光(EL)器件是利用把电流加到荧光或磷光有机化合物膜上时由于发生电子-空穴的再组合而从有机化合物膜发光的现象的一种自发射显示器。EL器件很轻，没有复杂的元件，制造过程简单，但却有很高的能见度和很宽的视角。而且，EL器件能呈现动画显示并能获得很高的色彩纯度。
有机EL器件按照其驱动方法可以分为两种类型：无源矩阵(PM)型和有源矩阵(AM)型。
根据无源矩阵(PM)型，第一组电极和第二组电极排列成相互交叉的矩阵结构，在每个交叉点形成像素区。当顺序地选择扫描线时，数据线信号选择的像素区瞬时发光。在这种PM驱动型的显示装置中，由于结构和制造过程都很简单，制造成本低廉，这是其优势。但很难获得高分辨率，大面积显示器也不易作成，而且功耗很高。
根据AM驱动型，在扫描线和数据线的各个交叉点设置许多薄膜晶体管(TFT)和与TFT电连接的像素电极，并且共用电极完全被覆盖在TFT和像素电极上。由于像素区是由作为开关器件的TFT间接驱动，所以加到各个像素上的电压可以完全独立地保持，并且按照加到扫描线和数据线的电信号而独立地驱动各个像素。与PM驱动的有机EL器件相比较，AM驱动的有机EL器件具有高分辨率，可作成大面积显示器，并可提供良好的图象质量，同时功耗较小，寿命较长。
有机EL器件根据形成有机化合物膜所用的材料也可分为低分子(小分子)有机EL器件和高分子(或聚合的)有机EL器件。
本质上这样构造低分子量(小分子)有机EL器件：在第一电极和第二电极之间形成低分子量发射层；在发射层和第一电极之间形成空穴传输层(HTL)；以及在发射层和第二电极之间形成电子传输层(ETL)，从而改善了效率和寿命特性(美国专利4356429；4539 507；4720432和4769292)。
如美国专利5247190所公开的，这样构造高分子量有机EL器件：在透明的第一电极和金属的第二电极之间形成发射层。但这种高分子量有机EL器件的效率和寿命特性都很差，因为第一和第二电极的选出功以及形成发射层的聚合物的最高已占分子轨道(HOMO)值和最低未占分子轨道(LUMO)值各不相同。为解决这些问题，曾经提出一种方法，即：使用其逸出功类似于形成发射层的聚合物的LUMO值的金属作为第二电极的形成材料。
但是，如果将从红(R)、绿(G)和蓝(B)聚合物发射层中所选择的发射层的LUMO值调节到与阴极的选出功值基本上相同，未被选择的聚合物发射层的效率则会劣化。
为了使用聚合物有机EL器件实现全彩色显示器，用喷墨打印方法形成发射层(公开让公众审查的日本专利公开10-153967，WO98/24271和美国专利号6087196)。使用喷墨打印减少了发射层形成材料的数量并允许大面积的图案形成。
利用聚合物有机EL器件实现全彩色显示器的另一方法在美国专利号5998085中公开，在此方法中通过激光诱导热成像(LITI)形成发射层。
如上所述，在聚合物有机EL器件中，形成发射层的聚合物既用作电子传输层又用作空穴传输层。因而，通常在第一和第二电极之间形成单发射层。
但是，使用这种单发射层会在淀积金属时使金属扩散到发射层中，而使EL器件的稳定性大大劣化(Surface Science表面科学500(2002)904-922)。
美国专利号5807627公开了一种具有四层结构的聚合物有机EL器件，其中在第一和第二电极之间顺序地叠加第一载流子注入层、用半导体共轭PPV基聚合物制成的第一和第二层和第二载流子注入层。如上所述，在第一和第二电极之间形成包含载流子注入层的多层薄膜，以增加因聚合物传输电子和空穴的能力较差而受影响的有机EL器件的效率。
但在有机EL器件中，为了在制造多层薄膜的过程中形成上层时避免下层被破坏，应使用在用于旋涂的有机溶剂中具有不同溶解度的聚合物作为形成上层和下层的材料。而且，由于在薄膜形成时采用旋涂，发射层的图案形成是不可能的，使全彩色显示很困难。
发明内容
本发明提供一种具有改进的寿命和效率特性的有机EL器件。
本发明的其他方面和优点，部分将在以下的说明中提出，部分从说明中就很明显，或可以通过实施本发明了解。
根据本发明的一个方面，有机EL器件包括：衬底；在衬底上形成的第一电极；在第一电极上形成的包含聚合物的发射层；在发射层上形成的第二电极；以及在发射层和第二电极之间形成的金属渗透保护层，以防止第二电极材料渗透到发射层中。
金属渗透保护层可以包括选自空穴阻挡层和电子传输层中的至少一层。
本发明的有机EL器件还可以包括第一电极和发射层之间的空穴注入层。
而且，本发明的有机EL器件还可以包括空穴注入层和发射层之间的有机可溶空穴传输层。
在一个实施例中，将TFT设置在衬底和第一电极之间，在TFT上设置绝缘层，第一电极通过绝缘层上的通孔连接到TFT的源/漏电极。
根据本发明的另一方面，形成有机EL器件的方法包括：在衬底上形成第一电极；在第一电极上形成包含聚合物的发射层；在发射层上形成金属渗透保护层；以及在金属渗透保护层上形成第二电极。
根据本发明的有机EL器件的形成方法还包括在第一电极和发射层之间形成空穴注入层。可以通过以下方法来形成空穴注入层：旋涂空穴注入层形成成分并在100到200℃下退火。
而且，根据本发明的有机EL器件的形成方法还可以包括在空穴注入层和发射层之间形成有机可溶空穴传输层。
发射层可以通过旋涂、激光诱导热成像或喷墨打印等方法来形成。
而且，金属渗透保护层可以通过旋涂或淀积形成。在形成金属渗透保护层之前，可以在70到200℃下进行退火。
附图说明
从以下参考附图对实施例的说明中，本发明的这些和/或其他特征和优点将变得显而易见因而更易理解，附图中：
图1A-1E是根据本发明实施例的有机EL器件的叠层结构的示意图；
图2是说明根据本发明实施例的通过热转移法形成发射层的过程的示意图；
图3是根据本发明实施例的AM驱动型有机EL器件的示意图；
图4A和4B说明根据本发明的对比例1和实例12的有机EL器件中亮度随时间的变化；以及
图5说明根据本发明的对比例1和实例16和17的有机EL器件中亮度随时间的变化。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例做详细说明，其实例在附图中示出，图中相同的标号代表相同的元件。以下描述各实施例以便参考附图
说明本发明。
根据本发明一个实施例的有机EL器件在发射层和第二电极之间具有金属渗透保护层。所述金属渗透保护层最好是从由空穴阻挡层和电子阻挡层构成的组中选择的至少一层，但是，只要所选的层能避免形成第二电极的金属渗透到发射层，所述金属渗透保护层就不受叠层结构和层成分的限制。
在采用聚合物发射层的有机EL器件中，很难选择共用阴极的材料，下面将作详细说明。  聚合物的LUMO值的范围很宽，即，从2.3到3.5eV。如果将蓝色(B)发射层的LUMO值调节到与阴极的逸出功值基本上相同，绿色(G)和红色(R)发射层的效率就会劣化。但是。根据本发明，由于空穴阻挡层和电子传输层都起缓冲层的作用，无论R、G、B发射层都可以使用共用电极，同时呈现优异的效率和寿命特性。也就是说，根据本发明的有机EL器件在选择共用电极材料方面提供了较广的选择可能。
图1A-1E是根据本发明实施例的有机EL器件的叠层结构的示意图。参阅图1A，包含聚合物的发射层12叠加在第一电极10上，作为金属渗透保护层的空穴阻挡层13叠加在发射层12上，而第二电极14形成在空穴阻挡层13上。
图1B所示的有机EL器件还包括在第一电极10和发射层12之间的空穴注入层11。
图1C所示的有机EL器件具有和图1B所示的相同的叠层结构，除了设置电子传输层15而不是空穴阻挡层13作为金属渗透保护层之外。
图1D所示的有机EL器件具有和图1B所示的相同的叠层结构，除了使用顺序地叠加的空穴阻挡层13和电子传输层15的双层结构而不是单层空穴阻挡层13作为金属渗透保护层之外。
图1E所示的有机EL器件具有和图1B所示的相同的叠层结构，除了在发射层12和空穴注入层11之间又加了一层有机可溶空穴传输层16之外。所述有机可溶空穴传输层16用来防止杂质从空穴注入层11渗透入发射层12。
下面说明具有图1A到1E所示的叠层结构的有机EL器件的制造方法。首先，在衬底(未示出)上形成带有图案的第一电极10。所述衬底是一般有机EL器件中使用的衬底，最好是玻璃或透明塑料衬底，应具有良好的透明度，表面均匀度，可处理性以及防水。衬底厚度最好大约0.3到1.1mm。
形成第一电极10的材料是能够容易地注入空穴的导电金属或导电金属的氧化物，例如ITO(氧化铟锑)、IZO(氧化铟锡)、Ni、Pt、Au、Ir等。作有第一电极10的衬底经清洗后进行UV/O3处理。清洗步骤中通常使用诸如异丙醇(IPA)或丙酮的有机溶剂。
任选地在清洗后的衬底的第一电极10上形成空穴注入层11。空穴注入层11降低了第一电极10和发射层12之间的接触电阻，并相对于发射层12提高了第一电极10的空穴传输能力，从而改进了器件的整体驱动电压和寿命特性。用含水材料，例如PEDOT{聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)}/PSS(聚苯乙烯对磺酸酯)，或星形聚合物(starburst)材料形成空穴注入层11。将这种材料旋涂在第一电极10上并进行干燥，形成空穴注入层11。空穴注入层11的厚度约为30到200nm以获得理想的空穴注入特性。
干燥温度最好在大约100到250℃，更好是在大约200℃。
在空穴注入层11上形成发射层12。在用激光诱导热成像法(LITI)形成发射层12时，还可以在发射层12和空穴注入层11之间形成有机可溶空穴传输层16，如图1E所示。没有含水空穴注入层也可以使用有机可溶空穴注入层或传输层。
可以使用任何具有空穴传输能力并在有机溶剂(例如甲苯或二甲苯)中具有良好可溶性的材料作为形成有机可溶空穴传输层16的材料。所述材料最好是具有空穴传输能力的聚合物或具有空穴传输能力的聚合物和低分子量化合物的混合物。具有空穴传输能力的聚合物通常从由下列材料构成的材料组中选择：芳胺基(arylamine-)，苝基(perylene-)，咔唑基(carbazole-)，腙基(hydrazone-)，芪基(stilbene-)，吡咯基(pyrrole-based)聚合物以及它们的组合。用作混合物的聚合物通常从由下列材料构成的材料组中选择：聚苯乙烯，苯乙烯丁二烯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚-α-甲基苯乙烯，苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚丁二烯，聚碳酸脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯型磺酸酯，聚丙烯酸脂，氟化聚酰亚胺，透明氟树脂和透明丙烯树脂及其组合。具有空穴传输能力的低分子量化合物通常从由下列材料构成的材料组中选择：芳胺类(arylamines)，苝类(perylenes)，咔唑类(carbazoles)，氏类(stilbenes)，吡咯类(pyrrols)，包含其衍生物的星芒(starburst)化合物或其组合。最好将10到80重量百分比的低分子量化合物分散在10到20重量百分比的聚合物中来形成混合物。
有机可溶空穴传输层16用旋涂法形成。有机可溶空穴传输层16的厚度大约为10到200nm，最好是20nm。
在空穴注入层11上形成发射层12。可以采用LITI，喷墨涂复，旋涂等方法形成发射层12。在采用LITI的情况下，也可以在空穴注入层11上形成有机可溶空穴传输层16。
下面将更详细地说明发射层12的形成方法。在韩国专利1998-051814以及美国专利5998085，5220348，5256506，5278023和5308737中说明了LITI的处理条件(但不限于此)，这些专利公开的内容已作为参考包含在本文中。
如图2所示，在支持薄膜28上顺序地形成发射层22、层间绝缘层26和光-热转换(LTHC)层27，以形成施主薄膜。以预定厚度涂复在施主薄膜上的发射层22通过LITI法转移到衬底上，形成衬底上带有图案的发射层22’。发射层22的厚度最好大约为10到100nm。在图2中，标号23代表空穴注入层，标号24代表第一电极，标号25代表空穴传输层。
可以在与传统的EL器件相同的处理条件下执行通过喷墨打印法形成发射层的方法，例如美国专利号6087196中说明的条件，所述专利公开的内容已作为参考包含在此文中。下面将说明通过旋涂形成发射层的方法。
首先，将从形成R、G、B发射层的各种成分中选择的一种成分旋涂在空穴注入层的整个表面上，并对其进行干燥处理。然后对所得的产品进行构成图案的处理，形成R、G、B发射层之一。用同样方法形成其余的发射层。每种形成R、G、B发射层的成分都包含发射材料和有机溶剂。最好这样选择有机溶剂、使得下面的各层不会被溶解。
根据本发明的形成发射层的材料的实例包括(但不限于)芴基聚合物，聚对亚苯基亚乙烯基或其衍生物以及螺(spiro)聚芴基聚合物。
而且，形成根据本发明的发射层的材料还可以包括掺杂剂，例如光学惰性矩阵聚合物，基质(host)聚合物以及能带隙大于发射聚合物以诱导能量转移的小分子，空穴传输聚合物和小分子，或电子传输聚合物和小分子。掺杂剂的含量根据形成发射层的材料而不同，最好是发射层形成材料的总重量的5到80重量百分比。如果掺杂剂的含量超过上述范围，EL器件的发射特性会变差到不希望有的水平。
形成根据本发明的发射层的材料包括：聚乙烯，苯乙烯丁二烯共聚物，聚甲基丙烯酸酯，聚-α-甲级苯乙烯，苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚丁二烯，聚碳酸脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯型磺酸酯，聚磺酸酯，聚丙烯酸脂，氟化聚酰亚胺，透明氟基树脂，透明丙烯酸类树脂，芳胺，苝类，吡咯类，腙类，咔唑类，芪类，星形聚合物材料，恶二唑类等等。
发射层的厚度最好是大约10到100nm。如果发射层的厚度小于10nm，发射效率下降。如果发射层的厚度大于100nm，驱动电压就会增加得过高。
发射层12形成之后，可以在70到200℃下进行退火，以改善EL器件的寿命特性。
在发射层12上形成金属渗透保护层。所述金属渗透保护层是用淀积或旋涂法形成的空穴阻挡层13和/或电子传输层15。空穴阻挡层13防止由荧光材料产生的激子迁移到电子传输层15或防止空穴迁移到电子传输层15。
在通过淀积法形成空穴阻挡层13和/或电子传输层15的情况下，也可以使用开口掩模形成第二电极。这样，由于不需要复杂的制造过程，所以，例如可以使用利用精细的金属掩模的工艺、从而简化整个制造过程。
在用旋涂法形成空穴阻挡层13和/或电子传输层15时，将形成空穴阻挡层和电子传输层的材料分别溶解在溶剂中，制备形成空穴阻挡层和电子传输层的成分，然后旋涂在衬底上并将其干燥。所述溶剂包括不溶解发射层的极性非质子溶剂，例如异丙醇(IPA)或乙醇。
形成空穴阻挡层13的材料实例包括菲咯啉(例如UDC公司制造的BCP)，米唑，三唑，恶二唑(例如PBD)，具有以下分子式的铝络合物BAlq(UDC公司)，氟化化合物(例如，TOYOTA制造的CF-X或CF-Y)。此外，其电离电位比形成发射层材料的电离电位至少大0.5eV且其电子亲合度在发射层的电子亲合度和电子传输层的电子亲合度之间的任何材料也可使用。
包含菲咯啉的有机化合物
Figure A0312431000142
包含米唑的有机化合物
Figure A0312431000143
包含三唑的化合物，包含恶二唑的化合物
Figure A0312431000144
形成电子传输层15的材料实例包括恶唑，异恶唑，三唑，异塞唑，恶二唑，塞二唑，苝类，铝络合物(例如Alq3(三(8-喹啉醇合)-铝)，BAlq，SAlq，Almq3，以及镓络合物(例如Gaq’2OPiv，Gaq’2Oac，或2(Gaq’2))。
  恶唑            异恶唑             噻唑            异噻唑     恶二唑     噻二唑
Figure A0312431000152
                   苝化合物
Figure A0312431000153
  Gaq’2OPiv Gaq’2OAc，2(Gaq’2)
金属渗透保护层的总厚度大约为0.1到50nm，最好是4到7nm。如果金属渗透保护层的厚度小于0.1nm，各层显示的效应，包括电子传输能力或空穴传输能力都会下降。如果金属渗透保护层的厚度大于50nm，彩色坐标可能由于金属渗透保护层的本征发光效应而发生变化。
如上所述，在金属渗透保护层形成之后，在其上形成第二电极14，然后封装所得的产品，这样就制成有机EL器件。
通过淀积具有小选出功的金属，例如Li，Ca，LiF/Ca，LiF/Al，Al，Mg/Ag，BaF2/Al，Yb，Mg，或Mg合金来形成第二电极14。第二电极14的厚度最好是大约5到300nm。
图3是根据本发明实施例的AM驱动型EL器件的示意图。参阅图3，所述有机EL器件包括显示图象的像素区20和驱动像素区20的驱动区40。像素区20包括透明衬底308和在其上叠加的多个绝缘层。多个绝缘层包括顺序地叠加的缓冲绝缘层309、中间绝缘层311、层间绝缘层312和平面层316。
在平面层316上形成包括第一电极、空穴注入层、发射层和第二电极的面板(像素)区。更具体地说，将空穴注入层303、发射层304、空穴阻挡层305、电子传输层306和第二电极307顺序地形成在第一电极301上。空穴注入层303、发射层304、空穴阻挡层305、电子传输层306和第二电极307均延伸到驱动区40，如图3所示。标号317代表绝缘层。
驱动区40具有用于源驱动的TFT。换句话说，在透明衬底308上形成缓冲绝缘层309，在其上设置半导体层310。
在半导体层310上设置栅极315与之相对应。通过接触孔313a分别在半导体层10的相对的两侧形成覆盖栅极315的层间绝缘层312、源极313和漏极314。
在源极313和漏极314上形成平面层316。像素区20的第一电极301通过通孔318电连接到漏极314。
参考以下实例对本发明作进一步的说明，但是，应当指出，本发明不限于所述实例。
实例1-5
实例1-5具有表1所列的HBL层和ETL层厚度，制备方法如下。清洗带有图案的ITO衬底并进行UV-O3处理15分钟，然后旋涂形成空穴注入层的成分(BAYER制造的PEDOT/PSS)，涂复厚度为62nm，转速5000rpm，200℃下干燥5分钟，于是形成了空穴注入层。
将形成有机可溶空穴传输层的成分旋涂到空穴注入层上，厚度为25nm，转速4000rpm，于是形成有机可溶空穴传输层。使用0.05克的BFE聚合物(DOW化学公司制造)和10毫升甲苯的混合物作为形成有机可溶空穴传输层的成分。
另外，按如下方法制备用于形成发射层的LITI转移膜。使用等量混合的BLUE J(DOW化学公司制造)和聚苯乙烯(ALDRICH制造，MW＝2500)作为发射聚合物。所述混合物以1.0-1.5重量百分比的量溶于甲醇中，然后在60℃搅拌3小时。将所得的混合物涂复在支持薄膜上，涂复厚度为65nm，速度为2000rpm，形成发射层，然后在其上顺序地形成层间绝缘层和光电转换层，这样制成LITI的施主薄膜。
对施主薄膜的发射层进行LITI，在有机可溶空穴传输层上形成发射层，在120℃退火大约1小时，然后冷却并装入有机蒸发器中。然后，顺序地淀积BAlq和Alq3，厚度如表1所示，形成HBL和ETL。然后，将LiF和Al顺序地淀积在ETL上，以便形成厚度为1nm的LiF层和厚度为300nm的Al层，这样制成有机EL器件。
实例6
制造过程与实例1-5相同，不同的是Alq3层(ETL)的厚度改为5.5nm，从而完成有机EL器件。
实例7
制造过程与实例6相同，不同的是形成发射层后，退火温度改为170℃，从而完成有机EL器件。
实例8-12
清洗带有图案的ITO衬底并进行UV-O3处理15分钟，然后旋涂形成空穴注入层的成分(BAYER制造的PEDOT/PSS)，涂复厚度为62nm，转速5000rpm，在球状盒中200℃下干燥5分钟，于是形成了空穴注入层。
将形成发射层的成分旋涂到空穴注入层上，厚度为65nm，转速4000rpm，于是形成发射层。使用0.1到0.05克的BFE聚合物(DOW化学公司制造)和10毫升甲苯的混合物作为形成发射层的成分。
然后进行相同的过程，以形成单位单元(unit cell)。所述单位单元在120℃退火大约1小时，然后冷却并装入有机蒸发器。然后，顺序地淀积BAlq和Alq3，淀积厚度如表1所示，形成HBL和ETL。然后，将LiF和Al顺序地淀积在ETL上，以便形成厚度为1nm的LiF层和厚度为300nm的Al层，这样制成有机EL器件。
实例13
制造过程与实例12相同，不同的是Alq3层(ETL)的厚度改为7.5nm，从而完成有机EL器件。
实例14
清洗带有图案的ITO衬底并进行UV-O3处理15分钟，然后旋涂形成空穴注入层的成分(BAYER制造的PEDOT/PSS)，涂复厚度为62nm，转速5000rpm，在球状盒中200℃下干燥5分钟，于是形成了空穴注入层。
将形成发射层的成分旋涂到空穴注入层上，涂复厚度为60nm，转速4000rpm，于是形成发射层。使用0.1到0.05克的BFE聚合物(DOW化学公司制造)和10毫升甲苯的混合物作为形成发射层的成分。
形成发射层后，发射层在135℃下退火大约1小时，将Alq3淀积到发射层上，淀积厚度为5.5nm，形成ETL。
然后，将LiF和Al顺序地淀积在ETL上，以便形成厚度为1nm的LiF层和厚度为300nm的Al层，形成第二电极，这样制成有机EL器件。
实例15
制造过程与实例14相同，不同的是形成发射层后，退火温度由135℃改为170℃，这样制成有机EL器件。
实例16
制造过程与实例12相同，不同的是使用COVION BLUE(DOW化学公司制造)来代替BLUE-J(DOW化学公司制造)作为发射聚合物以构成形成发射层的成分。
实例17
制造过程与实例16相同，不同的是在发射层上形成Alq3层(ETL)，厚度为10nm，这样制成有机EL器件。
对比例1
制造过程与实例1相同，不同的是在发射层上形成第二电极，没有形成金属渗透保护层，这样制成有机EL器件。
对于在实例1-5，8-12，以及对比例1中制备的有机EL器件，对其彩色坐标，效率，驱动电压以及寿命特性作了测定，结果示于表1。
表1中，寿命特性以半寿命期来代表，也就是说，每个器件的亮度降到初始亮度的50％所需的时间。
表1
 HBL层厚度(nm) ETL层厚度(nm) 彩色坐标(y) 效率 寿命@100nits
  实例1     5.5     0   0.26   3.0   87
  实例2     5.5     10   0.31   5.7   350
  实例3     5.5     5   0.28   5.7   385
  实例4     0     10   0.30   5.0   330
  实例5     0     5   0.27   3.1   360
  实例8     5.5     0   0.25   2.5   58
  实例9     5.5     10   0.30   5.5   280
  实例10     5.5     5   0.27   5.5   270
  实例11     0     10   0.29   4.1   240
  实例12     0     5   0.25   2.9   260
 对比例1     0     0   0.23   1.2   2.5
如表1所示，在对比例中制备的只有发射层而没有HBL和ETL的传统有机EL器件，其半寿命期为2.5小时，而在实例8中制备的具有HBL和/或ETL作为金属渗透保护层的有机EL器件，其半寿命期为58小时，在实例9-12中制备的有机EL器件的半寿命期为280小时，比传统有机EL器件大约要长100倍。而且，在实例1中制备的有机EL器件的总体寿命特性具有的半寿命期为87小时，而在实例2-5中，有机EL器件具有HBL和/或ETL作为金属渗透保护层，发射层由LITI形成，还有HTL，其半寿命期延长到大约385小时，比传统有机EL器件大约要长100倍。
另外，还测定了在对比例1中制备的以及按本发明的实例12中制备的有机EL器件的寿命特性，结果示于图4A和4B，图4A代表在对比例1中制备的有机EL器件的寿命，图4B代表在实例12中制备的有机EL器件的寿命。
参阅图4A和4B，与对比例1相比，在实例12中制备的有机EL器件具有显著改善的寿命特性。
对在实例6-7和14-15，以及对比例1中制备的有机EL器件的各种特性作了测定，结果示于表2。
表2
  退火温度(℃)   彩色坐标(y)     效率     寿命在100尼特条件下
  实例6     120120     0.200.21     2.52.3     330375
  实例7     170170     0.190.21     2.72.5     915680
  实例14     135135     0.190.19     1.91.9     285250
  实例15     170170     0.180.19     1.92     610486
  对比例1     120     0.23     1.2     2.5
如表2所示，在实例6-7和14-15中制备的有机EL器件，在形成发射层后进行了退火并形成了ETL，与对比例1中仅有发射层的有机EL器件相比，其寿命特性有了改善。特别是，在实例7中制备的有机EL器件的最大周期寿命可达大约915小时。
对在对比例1中以及按本发明的实例9-10中制备的有机EL器件的发射效率作了测定，结果示于图5。参阅图5，在实例9-10中制备的有机EL器件的发射效率作为时间的函数略有下降，但其下降比对比例1的下降要小得多。至于寿命特性，实例9-10中制备的有机EL器件的寿命特性比传统有机EL器件要好得多。
在本发明的有机EL器件中，利用渗透保护层可以有效地防止形成第二电极的金属渗透到发射层上。这样，根据本发明，与不形成金属阻挡层的情况相比，有机EL器件的寿命和效率特性均可大大改善。
本发明的有机EL器件可以用来提供电子装置中的显示器。例如，本发明可以应用在以下任一装置中的显示器中：传呼机，蜂窝电话，便携式电话，双向无线电，视频游戏，便携式数字助理，便携式电视，便携式电脑，笔记本电脑，计算器，电脑，电话，登记购买物的付帐装置，监控装置，数字时钟，等等。
虽然对本发明的一些优选实施例作了图示和说明，本专业的技术人员应理解在这些实施例中可以进行改变而不背离本发明的原则和精神，本发明的范围在权利要求书及其等效文件中限定。

Claims (22)

1.一种有机场致发光器件，它包括：
衬底；
设置在所述衬底上的第一电极；
设置在所述第一电极上的包含聚合物的发射层；
在所述发射层上形成的第二电极；以及
设置在所述发射层和所述第二电极之间的金属渗透保护层，用来防止所述第二电极的金属渗透到所述发射层中。
2.如权利要求1所述的有机场致发光器件，其特征在于：所述金属渗透保护层包括有机材料。
3.如权利要求1所述的有机场致发光器件，其特征在于：所述金属渗透保护层包括从空穴阻挡层和电子传输层中选择的至少一层。
4.如权利要求3所述的有机场致发光器件，其特征在于：空穴阻挡层包括从由以下化合物构成的组中选择的至少一种化合物：菲咯啉，咪唑，三唑，恶二唑，铝络合物以及氟化合物。
5.如权利要求3所述的有机场致发光器件，其特征在于：电子传输层包括从由以下材料构成的组中选择的至少一种材料：恶唑，异恶唑，三唑，异噻唑，恶二唑，噻二唑，苝类，铝络合物以及镓络合物。
6.如权利要求1所述的有机场致发光器件，其特征在于还包括设置在所述第一电极和所述发射层之间的空穴注入层。
7.如权利要求6所述的有机场致发光器件，其特征在于：所述空穴注入层包括从由以下材料构成的组中选择的至少一种材料：PEDOT{聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)}/PSS(聚苯乙烯对磺酸酯)以及星形聚合物(starburst)材料。
8.如权利要求6所述的有机场致发光器件，其特征在于还包括设置在所述空穴注入层和所述发射层之间的有机可溶空穴传输层。
9.如权利要求1所述的有机场致发光器件，其特征在于还包括设置在所述第一电极和所述发射层之间的空穴传输层。
10.如权利要求9所述的有机场致发光器件，其特征在于：所述空穴传输层具有空穴传输能力并且是从由以下材料构成的组中选择的：芳胺基、苝基(perylene-)、咔唑基，腙基，芪基，吡咯基聚合物以及它们的组合；或者包含聚合物和配置在该聚合物中具有空穴传输能力的低分子量化合物的混合物，所述聚合物从由下列材料构成的组中选择：聚苯乙烯，苯乙烯丁二烯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚-α-甲基苯乙烯，苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚丁二烯，聚碳酸脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯型磺酸酯，聚丙烯酸脂，氟化聚酰亚胺，透明氟树脂和透明丙烯树脂及其组合，所述低分子量化合物从由下列材料构成的组中选择：芳胺类、苝类(perylenes)、咔唑类、氏类、吡咯类、包括其衍生物的星芒(starburst)化合物和它们的组合。。
11.如权利要求1所述的有机场致发光器件，其特征在于：所述金属渗透保护层的厚度为0.1到50nm。
12.如权利要求11所述的有机场致发光器件，其特征在于：所述金属渗透保护层的厚度为4到7nm。
13.如权利要求1所述的有机场致发光器件，其特征在于还包括所述衬底和所述第一电极之间的薄膜晶体管(TFT)以及设置在所述TFT上的绝缘层，其中，所述第一电极通过所述绝缘层的通孔连接到所述TFT的源/漏极。
14.一种制造有机场致发光器件的方法，所述方法包括；
在衬底上形成第一电极；
在所述第一电极上形成包含聚合物的发射层；
在所述发射层上形成金属渗透保护层；以及
在所述金属渗透保护层上形成第二电极。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于还包括在形成所述第一电极之后而在形成所述发射层之前，在所述第一电极和所述发射层之间形成空穴注入层。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：通过旋涂空穴注入层形成成分并且在100到200℃下退火来形成所述空穴注入层。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于还包括在所述空穴注入层和所述发射层之间形成有机可溶空穴传输层。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于：采用旋涂或淀积的方法来形成所述金属渗透保护层。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于还包括在形成所述金属渗透保护层之前将所述衬底在70到200℃下退火。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于：通过旋涂、激光诱导热成像(LITI)和喷墨打印等方法之一来形成所述发射层。
21.一种具有包括权利要求1的有机场致发光器件的显示器的电子装置。
22.如权利要求21所述的电子装置，其特征在于所述电子装置是以下装置之一：传呼机，蜂窝电话，便携式电话，双向无线电，视频游戏，便携式数字助理，便携式电视，便携式电脑，笔记本电脑，计算器，电脑，电话，登记购买物的付帐装置，监控装置以及数字时钟。
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