專利名稱：有機(jī)場致發(fā)光器件及其制備方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及具有有機(jī)層的有機(jī)場致發(fā)光器件，該有機(jī)層包括有機(jī)發(fā)光材料，將所述的有機(jī)發(fā)光材料排列在一對電極(其中一個是透明的)之間，以便從透明電極外部發(fā)射由有機(jī)層產(chǎn)生的光。
有機(jī)場致發(fā)光(有機(jī)EL)器件具有有機(jī)層，該有機(jī)層包括排列在一對電極之間的有機(jī)發(fā)光材料。當(dāng)電流在電極之間流動時，將空子(空穴)與電子重新結(jié)合產(chǎn)生激子。這樣將有機(jī)發(fā)光材料激發(fā)。當(dāng)回到基態(tài)時，有機(jī)發(fā)光材料發(fā)射出場致光(光)。因此，有機(jī)場致發(fā)光器件是自發(fā)光器件。
在這樣的有機(jī)EL器件中，將由有機(jī)層發(fā)射出來的光從一個電極輸出。因此，將透明電極(透明導(dǎo)電層)用作位于有機(jī)層透光面的電極。
但是，典型的透明電極具有高電阻。這提高了有機(jī)EL器件的功率消耗。
此外，參考圖4，在位于終端附近的部位X1和與遠(yuǎn)離終端的部位X2之間的透明電極100中，產(chǎn)生電位差。結(jié)果，在有機(jī)EL器件中，在部位X1和X2之間有機(jī)層300的光的量或亮度不同。換句話說，在有機(jī)層300中產(chǎn)生亮度差。
日本特開專利公開NO.11-339970提供了這個問題的解決方法。參考圖5，將有機(jī)層300和起陰極(電子注入電極)作用的對置電極疊加在起陽極(空子注入電極、空穴注入電極)作用的透明電極100的上方。有機(jī)層300包括一層或多層含有有機(jī)發(fā)光材料的疊加層。將所具有的電阻率小于透明電極100的輔助電極200疊加在透明電極100部分上并且電連接至透明電極100上。
與沒有輔助電極相比，排列在輔助電極200上的低電阻率透明電極100降低了透明電極100的平面中的電位差。這抑制了亮度差的產(chǎn)生。換句話說，降低了部位X1與X2之間的亮度差和亮度比率。
但是，在固定輔助電極200處，透明電極100和對置電極400之間的距離(厚度)比在其它位置的距離少。這就提高了在有機(jī)EL器件的光透射面(透光面)中輔助電極200周圍的亮度。此外，在有機(jī)EL器件的發(fā)光面中輔助電極200周圍出現(xiàn)了亮點(diǎn)。人們相信這是由于在輔助電極200和對置電極400之間的泄漏或輔助電極200與對置電極400的極端接近所產(chǎn)生的。因此，在以上的公開文本中所提供的技術(shù)不能從根本上抑制亮度差的產(chǎn)生。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個方面是包括兩個電極的有機(jī)場致發(fā)光器件，其中至少一個電極是透明的。將包括有機(jī)場致發(fā)光材料的有機(jī)層排列在兩個電極之間。對有機(jī)層進(jìn)行操作用于發(fā)射從透明電極透過的光。將輔助電極排列在透明電極和有機(jī)層之間。輔助電極具有的電阻率小于透明電極的電阻率，并且包括與透明電極接觸的第一表面和不接觸透明電極且已經(jīng)等離子處理的第二表面。
本發(fā)明的另一個方面是制備包括兩個電極(其中至少一個電極是透明的)和排列在兩個電極之間的有機(jī)層的有機(jī)場致發(fā)光器件的方法。該方法包括在透明電極之上形成輔助電極。輔助電極具有的電阻率小于透明電極，并且包括與透明電極接觸的第一表面和不與透明電極接觸的第二表面。該方法進(jìn)一步包括等離子處理至少部分輔助電極的第二表面，并且將有機(jī)層和另外一個電極疊加在透明電極和輔助電極之上。
根據(jù)以下描述以及附圖，通過實(shí)施例對發(fā)明原理進(jìn)行說明，將使本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯。
附圖的簡要說明參考目前的優(yōu)選實(shí)施方案和附圖，將更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是表示根本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的有機(jī)EL器件的結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖。
圖2是表示在圖1的有機(jī)EL器件中輔助電極的透視圖。
圖3是表示在一個實(shí)施例中的有機(jī)EL器件的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示有機(jī)EL器件的現(xiàn)有技術(shù)中第一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖。
圖5是表示有機(jī)EL器件的現(xiàn)有技術(shù)中第二個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的橫斷面視圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明現(xiàn)在，將參考附圖討論根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的有機(jī)EL器件。
參考圖1，優(yōu)選實(shí)施方案的有機(jī)EL器件包括透明電極1。透明電極1起陽極作用，并且形成于透明襯底5之上。輔助電極2形成于部分透明電極1之上。包括有機(jī)發(fā)光材料的有機(jī)層3形成于透明電極1和輔助電極2之上。起陰極作用的對置電極4形成于有機(jī)層3之上。當(dāng)電流在透明電極1和對置電極4之間流動時，有機(jī)層3發(fā)射光。發(fā)射的光從在透明電極1之上所定義的透光面50透過有機(jī)EL器件。對部分不與透明電極1接的輔助電極2的進(jìn)行等離子處理。
現(xiàn)在將對輔助電極2和透明電極1進(jìn)行詳細(xì)說明。
<輔助電極2>
參考圖2，輔助電極2形成于部分透明電極1(在有機(jī)層3的一邊，由虛線所示)之上。每一個輔助電極2是電阻率小于透明電極1電阻率的導(dǎo)電層，將其與透明電極1電連接。使用輔助電極2具有下述效果。
在部分起陽極作用的透明電極1之上排列低電阻率的輔助電極2總體上降低了陽極的電阻。
當(dāng)使用輔助電極2時，遍及整個透明電極1的表面的電位是均勻的。因此，產(chǎn)生光的量(亮度)變得均勻了。
輔助電極2可以由任何能夠使輔助電極2的電阻率小于透明電極1的電阻率的材料制得。例如，該材料可以選自Al、Sc、Nb、Zr、Hf、Nd、Ta、Cu、Si、Cr、Mo、Mn、Ni、Pd、Pt和W。輔助電極2可以僅由這些材料中的一種或由混合這些材料中的兩種或多種獲得的合金制得。當(dāng)使用這些材料中的兩種或多種時，這些材料可以以任意比例混合。除了與材料混合或在制備期間所包括的慣常的組分外，優(yōu)選這些材料的金屬元素為主要形成輔助電極2的元素。
在上述的材料中，優(yōu)選輔助電極2僅由Al或由包括Al作為主要成分和上述過渡元素中的一種或多種的合金形成。優(yōu)選合金中Al的含量為90at％或更大，且更優(yōu)選為95at％或更大。
透明電極1上的輔助電極2的線寬A不進(jìn)行限定。
優(yōu)選輔助電極2的厚度B小于有機(jī)層3的厚度。輔助電極2的厚度B優(yōu)選為10～1000nm，更優(yōu)選為20～500nm，且最優(yōu)選為100～300nm。當(dāng)從有機(jī)層3發(fā)射的光透過透明電極1時，輔助電極2可以是透明的。在這種情況下，優(yōu)選從有機(jī)層3發(fā)射的光的透射率為80％或更大。例如，當(dāng)輔助電極2是由Pt形成時，厚度B為1nm時可見光的透射率約為82％。因此，厚度B優(yōu)選為0.5～20nm，且更優(yōu)選為1～10nm。
對不接觸透明電極1的輔助電極2的表面進(jìn)行等離子處理。僅需要對輔助電極的表面進(jìn)行基本的等離子處理，而不必進(jìn)行完全的等離子處理。例如，僅對遠(yuǎn)離透明電極1的輔助電極2的表面或接觸有機(jī)層3的表面的等離子處理就足夠了。對無透明電極的輔助電極2的部分的50％或更大，更優(yōu)選無透明電極的輔助電極2的部分的75％或更大，且最優(yōu)選無透明電極的輔助電極2的部分的90％或更大，進(jìn)行等離子處理。
使用已知的用于處理電極表面的等離子處理，例如DC等離子處理或RF等離子處理，作為等離子處理。
在等離子處理期間使用氣體?？梢允褂萌魏螝怏w作為處理氣。例如，可以使用惰性氣體如氬氣(Ar)。任選地，可以使用如氧氣(O)或氮?dú)?N)的氣體。
當(dāng)使用包括氧氣的氣體用于等離子處理時，使無透明電極的輔助電極2的表面部分或完全氧化。這就阻止或完全終止了從輔助電極2到有機(jī)層3的電流的流動。特別地，當(dāng)輔助電極2不是透明的，從在輔助電極2的后側(cè)的有機(jī)層3發(fā)射出的大部分光被輔助電極2所阻擋，并且不能使其從器件中發(fā)射出來。如果在位于輔助電極2的后側(cè)的有機(jī)層3的這樣的區(qū)域沒有光的發(fā)射，將降低功率消耗而不影響透過器件的光的量(如，可用光的量)。因此，無透明電極的輔助電極2的表面可以是絕緣的，或者具有的電阻高于輔助電極2的內(nèi)部電阻。
根據(jù)操作條件或所使用氣體的類型，處理氣的流量不同。但是，在O2轉(zhuǎn)化中流量通常為5～500SCCM。優(yōu)選操作壓力通常約為0.3～5Pa。
通常，將具有高頻約為13.56MHz和功率約為0.1～5KW的高頻功率應(yīng)用于高頻感應(yīng)線圈，該感應(yīng)線圈用于等離子處理。但是，這僅僅是一個實(shí)施例，并且只要能夠使等離子產(chǎn)生并維持，外加頻率和功率可以是任意值。
等離子處理的時間優(yōu)選為1分鐘或更長，且更優(yōu)選為2～20分鐘。
采用這種方式等離子處理輔助電極2的表面基本上消除了輔助電極2周圍亮點(diǎn)的產(chǎn)生。此外，使在每一個輔助電極2附近的部位與其它部位之間的透光面50中的亮度差減到最少。
因此，優(yōu)選的實(shí)施方案的有機(jī)EL器件不具有亮度差。據(jù)信這是因?yàn)閷γ恳粋€輔助電極2的表面進(jìn)行的等離子處理將表面修勻，并且消除了輔助電極2接觸對置電極4或輔助電極2位于鄰近對置電極4的部分。
現(xiàn)有技術(shù)中能產(chǎn)生亮點(diǎn)，并且產(chǎn)生一部分比其它部分更亮。據(jù)信這是由于在每一個輔助電極2中形成的紋間表面和坑所產(chǎn)生的。紋間表面和坑導(dǎo)致形成在其位置輔助電極2與對置電極4之間的距離變得極短的部分。這導(dǎo)致在這部分，排列在輔助電極2和對置電極4之間的有機(jī)層3的厚度比其它部分的薄。在有機(jī)層3的薄的部分的電阻比其它部分低。因此，較多的電流在薄的部分流動，從而提高了薄的部分的亮度。此外，在較多電流流動的薄的部分溫度較高。這進(jìn)一步降低了電阻并提高了亮度。因此，這將在輔助電極2附近在透光面50中產(chǎn)生亮點(diǎn)，并且在這部分的亮度比其它部分的高。
另一方面，在優(yōu)選的實(shí)施方案的有機(jī)EL器件中，將輔助電極2修勻。因此，在輔助電極2和對置電極4之間提供足夠的距離。換句話說，與其它部位相比，在輔助電極2與對置電極4之間的有機(jī)層3的厚度是足夠的。這抑制了亮度的提高和亮點(diǎn)的產(chǎn)生。結(jié)果，基本上消除了亮度差。進(jìn)一步地，這延長了在這些部位元件的壽命。而這又延長了有機(jī)EL器件的壽命。
已證實(shí)當(dāng)輔助電極2的表面粗糙度如下所述時，基本沒有亮點(diǎn)和亮度差。
(1)根據(jù)由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)B0601 2001所定義的十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，將輔助電極2的表面修勻至80nm或更小。從預(yù)定取樣長度的粗糙度輪廓獲得十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓。粗糙度輪廓中最高峰至第五個最高峰的高度的平均值與粗糙度輪廓中最低谷至第五個最低谷的深度的平均值相加，將平均值的總和稱作十點(diǎn)高度的粗糙度。
(2)將輔助電極2修勻，以使其根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)的表面粗糙度小于或等于有機(jī)層3的厚度。
在以上條件下，對十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)沒有下限。但是，當(dāng)輔助電極2的表面粗糙度約為20nm時，可以獲得令人滿意的結(jié)果。
采用這種方式，輔助電極2的修勻消除了輔助電極2與對置電極4之間的泄漏，并且極大地消除了有機(jī)層3的薄的部分。
當(dāng)對輔助電極2的表面進(jìn)行設(shè)計，以便在表面的算數(shù)平均偏差為0.1nm或更大，且為5.0nm或更小之后，十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)滿足上述條件時，結(jié)果是特別令人滿意的。由JIS B0602 2001定義算術(shù)平均偏差。
當(dāng)根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，輔助電極2的表面粗糙度為有機(jī)層3的厚度的1/1.6或更小時，所得到的有機(jī)EL器件已使亮度差減到最少，并且使產(chǎn)生亮點(diǎn)的可能性極少。
使用已知的成膜方法，例如等離子化學(xué)汽相沉積(CVD)、濺射、真空汽相沉積和EB汽相沉積，將輔助電極2形成于透明電極1之上。特別優(yōu)選進(jìn)行真空汽相沉積以便由與陰極相同材料形成輔助電極2，以使電極形成于相同的真空汽相裝置中。
使用濺射法提高了透明電極1與輔助電極2之間的粘著力。
當(dāng)進(jìn)行濺射時，所用的靶子具有與輔助電極2(由以上的金屬或合金形成的燒結(jié)物)相同的組成。所形成的輔助電極2具有與靶子基本上相同的組成。
優(yōu)選在濺射期間，濺射氣的壓力為0.5～5Pa。當(dāng)進(jìn)行濺射時，通過在上述范圍內(nèi)改變?yōu)R射氣的壓力，可以容易地獲得具有濃度梯度的空子注射層。
可以使用在典型的濺射裝置中所使用的惰性氣體。在這些氣體中，優(yōu)選使用Ar、Kr和Xe中的一種或包括這些物質(zhì)中的至少一種的氣體混合物。
此外，也可以進(jìn)行使用反應(yīng)氣的反應(yīng)濺射。當(dāng)形成氧化物時，可以使用諸如O2和CO的氣體作為反應(yīng)氣。當(dāng)形成氮化物時，可以使用氣體N2、NH3、NO、NO2和N2O作為反應(yīng)氣。當(dāng)形成碳化物時，可以使用諸如CH4、C2H2、C2H4和CO的氣體作為反應(yīng)氣。這些反應(yīng)氣可以單獨(dú)使用或與其它氣體混合使用。
濺射可以是DC濺射或使用RF電源的高頻濺射。但是，優(yōu)選RF濺射。優(yōu)選成膜速率為0.5～10nm/min。
可以使用已知的制模法在透明電極1之上形成具有預(yù)定形狀的輔助電極2。例如，可以進(jìn)行采用通常使用抗蝕劑的制模法。在這種情況下，可以進(jìn)行干蝕刻或濕蝕刻。當(dāng)進(jìn)行濕蝕刻時，優(yōu)選用于濕蝕刻的蝕刻液是根據(jù)每一種金屬所選擇的一種液體。例如，當(dāng)由Al形成輔助電極2時，可以使用磷酸、硝酸和乙酸的混合溶液。
可以在輔助電極2和透明電極1之間排列由氮化鈦等形成的阻擋層。優(yōu)選相對于輔助電極2的蝕刻劑，阻擋層具有足夠的蝕刻特征。阻擋層優(yōu)選的材料是鉻、氮化物，如氮化鈦、氮化鉬、氮化鉭和氮化鉻、硅化物，如硅化鈷、硅化鉻、硅化鉬、氮化鎢和硅化鈦、碳化鈦和摻雜的碳化硅。在這些物質(zhì)中，由于它們具有優(yōu)良的防腐特性，優(yōu)選氮化鈦和鉻。氮化鈦的氮化速率為5～55％。
阻擋層的厚度優(yōu)選為5～200nm，且更優(yōu)選為30～100nm。
<透明電極1>
透明電極1是排列在有機(jī)層3的透光面之上的電極。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，透明電極1起排列在透明襯底5之上的陽極的作用。
優(yōu)選形成透明電極1的材料為能夠在有機(jī)層3(包括空穴注入層和空穴注入輸送層)中進(jìn)行有效的空穴注入的一種材料。優(yōu)選的材料是通常具有逸出功為4.5～5.5eV的物質(zhì)。更特別地，優(yōu)選的材料是其中重要組分為氧化銦-錫(ITO)、氧化銦-鋅(IZO)、氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)和氧化鋅(ZnO)的一種材料。
可以稍微使這些氧化物偏離化學(xué)計量組成。在ITO中SnO2相對于In2O3的混合比例為1～20％且更優(yōu)選為5～12％。在IZO中ZnO相對于In2O3的混合比例約為12～32％。如果在整個透明電極1中組成的平均值落入該范圍，則在垂直于透明電極1的平面的方向上就可以有濃度梯度。
另外，諸如Sn、Ti和Pb的物質(zhì)可以以氧化物的形式以1wt％或更小的含量包含于氧化物轉(zhuǎn)化中。
在本說明書中，術(shù)語“透明的”指的是透光率，其中器件的透光率為50％或更大，優(yōu)選為80％或更大，且更優(yōu)選為90％或更大。通常，將具有波長為400～800nm的光(可見光)從器件中發(fā)射出來。當(dāng)透射率太低時，從發(fā)光層發(fā)射的光變?nèi)?。這使得難以從發(fā)光器件中獲得必需的亮度。
僅僅需要透明電極1的厚度能夠在有機(jī)層3中進(jìn)行有效的空穴注入。通常透明電極1優(yōu)選的厚度為10～50nm。盡管對厚度的上限沒有限制，當(dāng)透明電極1太厚時，也可能降低透射率或發(fā)生透明電極的剝落。如果透明電極1太薄，可能不能進(jìn)行空穴注入，并且制備器件時薄膜強(qiáng)度也不夠。降低驅(qū)動電壓以提高器件的可靠性是必要的。優(yōu)選電極是具有電阻為3～30Ω和厚度為50～300nm的ITO片。就實(shí)際使用而言，可以對電極的厚度和光學(xué)常數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以使在ITO等空穴注入電極界面的反射引起的緩沖效應(yīng)足夠滿足透光率或色純度。
可以通過已知的成膜法，如汽相沉積，形成透明電極1。但是，優(yōu)選通過濺射形成透明電極1。當(dāng)進(jìn)行濺射以形成ITO或IZO電極時，優(yōu)選使用在其中的In2O3中摻雜SnO2或ZnO的靶子。當(dāng)通過濺射形成ITO透明電極時，與通過汽相沉積形成透明電極時相比，在發(fā)射光的亮度方面片刻間的改變很少。優(yōu)選的濺射為DC濺射或RF濺射。所用功率優(yōu)選為0.1～4W/cm2。成膜速率為2～100nm/min，且更優(yōu)選為5～50nm/min。濺射氣并不限定并且可以使用惰性氣體，例如Ar、He、Ne、Kr和Xe，或這些氣體的混合物。在濺射期間，濺射氣的壓力通常約為0.1～20Pa。
此外，采用與輔助電極2相同的方式，可以對透明電極1進(jìn)行等離子處理。當(dāng)進(jìn)行等離子處理時，可以將透明電極1和輔助電極2一起(同時)處理或分別處理。
現(xiàn)在，將說明有機(jī)層3和對置電極4。
<有機(jī)層3>
有機(jī)層3包括諸如Alq3或DCM的有機(jī)發(fā)光材料。當(dāng)在透明電極1和對置電極4之間施加電壓時，其中主要組成為有機(jī)材料的有機(jī)層3發(fā)出場致光。
有機(jī)層3包括一層或多層疊加層。當(dāng)有機(jī)層3具有重疊結(jié)構(gòu)時，將包括有機(jī)發(fā)光材料的層稱作發(fā)光層。參考圖1，起陽極作用的透明電極1形成于襯底5之上。輔助電極2形成于透明電極1之上?？兆幼⑷胼斔蛯?0、發(fā)光層31和電子注入輸送層32形成于透明電極1和遠(yuǎn)離透明襯底5的面之上的輔助電極2之上。空子注入輸送層30、發(fā)光層31和電子注入輸送層32形成有機(jī)層3。但是，有機(jī)層3并不限制為這種結(jié)構(gòu)，并且可以具有其它結(jié)構(gòu)。
例如，通過提供具有空子注入輸送層功能，即空子注入功能和空子輸入功能的發(fā)光層，可以將空子注入輸送層30排除。此外，可將電子注入輸送層32分離成具有電子注入功能的電子注入層和具有電子注入功能的電子輸送層。在這種情況下，電子注入層和電子輸送層彼此重疊。下面列出了有機(jī)層3其它可選擇的結(jié)構(gòu)的例子。
(陽極)/空子注入層/空子輸送層/發(fā)光層/不發(fā)光層/電子輸送層/電子注入層/(陰極)(陽極)/空子注入層/空子輸送層/發(fā)光層/不發(fā)光層/電子注入輸送層/(陰極)(陽極)/空子注入輸送層/發(fā)光層/不發(fā)光層/電子輸送層/電子注入層/(陰極)(陽極)/空子注入輸送層/發(fā)光層/不發(fā)光層/電子注入輸送層/(陰極)(陽極)/發(fā)光層/不發(fā)光層/電子輸送層/電子注入層/(陰極)(陽極)/發(fā)光層/不發(fā)光層/電子注入輸送層/(陰極)可以使每一個上述層具有不同的功能。例如，可以使發(fā)光層具有空子輸送功能、空子注入功能、電子注入功能和/或電子輸送功能。
也可以包括以上未描述的層。也可以將這些層疊加至開始于陰極的襯底中以形成有機(jī)EL器件。將空子注入輸送層30(空子從透明電極1注入其中并且該空子注入輸送層30將注入的空子輸送到發(fā)光層31)排列在透明電極1與發(fā)光層31之間。通常將空子注入輸送層30的電離能(設(shè)定在透明電極1的逸出功和發(fā)光層31的電離能之間)設(shè)定為5.0～5.5eV。
包括空子注入輸送層30的圖1的有機(jī)EL器件具有以下特征。
(1)驅(qū)動電壓低。
(2)從透明電極至發(fā)光層31的空子的注入穩(wěn)定。這延長了器件的壽命。
(3)提高了起陰極作用的對置電極4和發(fā)光層31之間的粘著力。這提高了發(fā)光表面的均勻性。
(4)在陽極表面上涂覆凸起減少了器件的缺陷。
當(dāng)通過空子注入輸送層30輸出由發(fā)光層31發(fā)射的光時，空子注入輸送層30是透明的。在可以形成空子注入輸送層30的材料中，該材料選自由其形成薄膜時，可輸送發(fā)射光的材料。通常，相對于發(fā)射光，空子注入輸送層30的透射率高于10％。
用于形成空子注入輸送層30的材料并不特別限定，只要賦予空子注入輸送層30上述特征即可?？梢允褂糜米鞴鈱?dǎo)裝置的空子注入材料的任意已知的材料或用于有機(jī)EL器件中的空子注入輸送層的任意已知的材料。
用于形成空子注入輸送層30的材料的例子包括酞菁衍生物、三唑衍生物、三芳基甲烷衍生物、三芳基胺衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、腙衍生物、.芪衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、聚硅烷衍生物、咪唑衍生物、苯二胺衍生物、氨基取代的苯基苯乙烯酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺共聚物、卟啉化合物、多芳基烷烴衍生物、聚亞苯基乙烯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚-N-乙烯基咔唑衍生物、導(dǎo)電高分子型低聚物如噻吩低聚物、金屬酞菁如銅酞菁和四(叔丁基)銅酞菁、無金屬酞菁、喹吖酮化合物、芳香族叔胺化合物和苯乙烯胺化合物。
三芳基胺衍生物的例子包括4，4’-雙[N-苯基-N-(4”-甲基苯基)氨基]聯(lián)苯、4，4’-雙[N-苯基-N-(3”-甲基苯基)氨基]聯(lián)苯、4，4’-雙[N-苯基-N-(3”-甲氧基苯基)氨基]聯(lián)苯、4，4’-雙[N-苯基-N-(1”-萘基)氨基]聯(lián)苯、3，3’-二甲基-4，4’-雙[N-苯基-N-(3”-甲基苯基)氨基]聯(lián)苯、1，1-雙[4’-[N，N-二(4”-甲基苯基)氨基]苯基]環(huán)己烷、9，10-雙[N-(4’-甲基苯基)-N-(4”-正丁基苯基)氨基]菲、3，8-雙(N，N-二苯基氨基)-6-菲啶、4-甲基-N，N-雙[4”，4-雙[N’，N”-二(4-甲基苯基)氨基]二苯基-4-基]苯胺、N，N”-雙[4-(二苯基氨基)苯基]-N，N’-二苯基-1，3-二氨基苯、N，N’-雙[4-(二苯基氨基)苯基]-N，N’-二苯基-1，4-二氨基苯、5，5”-雙[4-(雙[4-甲基苯基]氨基)苯基]-2，2’5’2”-三噻吩、1，3，5-三(二苯基氨基)苯、4，4’，4”-三(N-咔唑基)三苯基胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺、4，4’，4”-三[N，N-雙(4-叔丁基二苯基-4””-基)氨基]三苯基胺和1，3，5-三[N-(4’-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯。
卟啉化合物的例子包括卟吩、1，10，15，20-四苯基-21H，23H-卟吩銅(II)、1，10，15，20-四苯基-21H，23H-卟吩鋅(II)、5，10，15，20-四(五氟苯基)-21H，23H-卟吩、氧化硅酞菁、氯化鋁酞菁、(無金屬)酞菁、二鋰酞菁、銅四甲基酞菁、銅酞菁、鉻酞菁、鋅酞菁、鉛酞菁、氧化鈦酞菁、鎂酞菁和銅八甲基酞菁。
芳香族叔胺化合物和苯乙烯胺化合物的例子包括N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基苯、N，N’-二苯基-N，N’-雙-(3-甲基苯基)-[1，1’-二苯基]-4，4’-二胺、2，2-雙(4-二對甲苯基氨基苯基)丙烷、1，1-雙(4-二對甲苯基氨基苯基)環(huán)己烷、N，N，N’，N’-四對甲苯基-4，4’-二氨基苯、1，1-雙(4-二對甲苯基氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷、雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷、雙(4-二對甲苯基氨基苯基)苯基甲烷、N，N’-二苯基-N，N’-二(4-甲氧基苯基)-4，4’-二氨基聯(lián)苯、N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基苯基醚、4，4’-雙(二苯基氨基)聯(lián)四苯、N，N，N-三(對甲苯基)胺、4-(二對甲苯基氨基)-4’-[4-(二對甲苯基氨基)苯乙烯基]芪、4-N，N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4’-N，N-二苯基氨基芪(stilbenzene)和N-苯基咔唑。此外，可以使用芳香族二亞甲基(dimethylidene)化合物作為空子注入輸送層30的材料。
空子注入輸送層30可以由上述材料的一種或上述材料的多種的混合物形成。此外，空子注入輸送層30可以具有包括具有相同組成或不同組成的多層的多層結(jié)構(gòu)。
采用已知的薄膜形成方法，例如真空汽相沉積、旋涂、澆鑄或LB法，可以將空子注入輸送層30形成于陽極之上。盡管其取決于所選材料，但層厚通常為5nm～5μm。發(fā)光層31主要由有機(jī)材料形成。發(fā)光層31具有從透明電極1和對置電極4注入的空子和電子，至少輸送空子或電子，重新結(jié)合空子和電子以產(chǎn)生激子，然后當(dāng)激子返回基態(tài)時，發(fā)射場致光(光)。
因此，僅需要發(fā)光層31的材料(有機(jī)材料)具有以下功能具有從空子注入輸送層30(或透明電極1)注入空子的空子注入功能；具有從電子注入輸送層32注入電子的電子注入功能；采用電場力至少輸送空子或電子的輸送功能；重新結(jié)合空子和電子以產(chǎn)生激發(fā)態(tài)(激子)的功能；和當(dāng)發(fā)生從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時產(chǎn)生場致光的功能。
具有以上功能的典型的例子包括Alq3和苯并喹啉醇(BeBq2)。此外，也可以使用以下材料。
苯并噁唑材料如2，5-雙(5，7-二叔戊基-2-苯并噁唑基)-1，3，4-噻二唑、4，4’-雙(5，7-戊基-2-苯并噁唑基)芪、4，4’-雙[5，7-二-(2-甲基-2-丁基)-2-苯并噁唑基]芪、2，5-雙(5，7-二-叔戊基-2-苯并噁唑基)噻吩、2，5-雙([5-，α-二甲基芐基]-2-苯并噁唑基)噻吩、2，5-雙[5，7-二-(2-甲基-2-丁基)-2-苯并噁唑基]-3，4-二苯基噻吩、2，5-雙(5-甲基-2-苯并噁唑基)噻吩和4，4’-雙(2-苯并噁唑基)聯(lián)苯、5-甲基-2-[2-[4-(5-甲基-2-苯并噁唑基)苯基]乙烯基]苯并噁唑、2-[2-(4-氯苯基)乙烯基]萘并[1，2-d]噁唑；苯并噻唑材料如2，2’-(對亞苯基二亞乙烯基)-雙苯并噻唑；苯并咪唑熒光增白劑如2-[2-[4-(2-苯并咪唑基)苯基]乙烯基]苯并咪唑和2-[2-(4-羧基苯基)乙烯基]苯并咪唑；8-羥基喹啉金屬絡(luò)合物如雙(8-喹啉醇)鎂、雙(苯并-8-喹啉醇)鋅、雙(2-甲基-8-喹啉醇化)氧化鋁、三(8-喹啉醇)銦、三(5-甲基-8-喹啉醇)鋁、8-喹啉醇鋰、三(5-氯-8-喹啉醇)鎵、雙(5-氯-8-喹啉醇)鈣和多[鋅-雙(8-羥基-5-喹啉醇基)甲烷]；金屬螯合oxynoid化合物如dilithium epindrydione；苯乙烯基苯化合物如1，4-雙(2-甲基苯乙烯基)苯、1，4-(3-甲基苯乙烯基)苯、1，4-雙(4-甲基苯乙烯基)苯、二苯乙烯基苯、1，4-雙(2-乙基苯乙烯基)苯、1，4-雙(3-乙基苯乙烯基)苯和1，4-雙(2-甲基苯乙烯基)2-甲基苯；二苯乙烯基吡嗪衍生物如2，5-雙(4-甲基苯乙烯基)吡嗪、2，5-雙(4-乙基苯乙烯基)吡嗪、2，5-雙[2-(1-萘基)乙烯基]吡嗪、2，5-雙(4-甲氧基苯乙烯基)吡嗪、2，5-雙[2-(4-聯(lián)苯基)乙烯基]吡嗪和2，5-雙[2-(1-芘基)乙烯基]吡嗪；萘亞甲基亞胺衍生物；苝衍生物；噁二唑衍生物；醛連氮衍生物；環(huán)戊二烯衍生物；苯乙烯胺衍生物；α-苯并吡喃酮衍生物；芳香族二亞甲基衍生物；蒽；水楊酸酯；芘；六苯并苯和磷光材料如(外消旋)fac-三(2-苯基吡啶)銥。
此外，發(fā)光層31可以包含具有產(chǎn)生場致光的功能的材料(有機(jī)發(fā)光材料/摻雜劑)和具有其它功能的材料(主材)。在這種情況下，主材注入和輸送載流子，并通過重新結(jié)合將其激起至激發(fā)態(tài)。受激的主材向摻雜劑輸送激發(fā)能。當(dāng)回到基態(tài)時，摻雜劑產(chǎn)生場致光。通常，將熒光材料和磷光材料用作摻雜劑。
僅需要主材具有上述性能，并且可以使用已知材料作為主材。主材的例子包括二苯乙烯基丙炔衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、二苯乙烯基胺衍生物、喹啉醇化金屬絡(luò)和物、三芳基胺衍生物、甲亞胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑啉喹啉衍(Pyrazoloquinoline)生物、silole衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、聯(lián)咔唑衍生物、苝衍生物、低聚噻吩衍生物、α-苯并吡喃酮衍生物、芘衍生物、四苯基丁二烯衍生物、苯并吡喃衍生物、銪絡(luò)合物、紅熒烯衍生物、喹吖(二)酮衍生物、三唑衍生物、苯并噁唑衍生物和苯并噻唑衍生物。
熒光材料是從主材吸收激發(fā)能之后輸送至基態(tài)時能夠發(fā)射光的諸如熒光染料或熒光摻雜劑的材料。這使得在常溫下從激發(fā)的單重態(tài)能夠透射光。通常，選擇具有高量子效率的熒光的材料作為熒光材料。相對于主材，摻雜到主材的熒光材料的量為0.01wt％或更大～20wt％或更小。
僅需要將熒光材料選自具有上述特征的已知材料。熒光材料的例子包括銪絡(luò)合物、苯并吡喃衍生物、若丹明衍生物、苯并噻噸衍生物、卟啉衍生物、尼羅紅、2-(1，1-二甲基乙基)-6-(2-(2，3，6，7-四氫-1，1，7，7-四甲基-1H，5H-苯并(ij)喹嗪-9-基)乙烯基)-4H-吡喃-4H-叉)丙二腈(DCJTB)、DCM、α-苯并吡喃酮衍生物、喹吖啶酮衍生物、二苯乙烯基胺衍生物、芘衍生物、苝衍生物、蒽衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、屈衍生物、菲衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、四苯基丁二烯衍生物和紅熒烯。
磷光材料是從主材吸收激發(fā)能之后輸送至基態(tài)時能夠發(fā)射光的諸如磷光染料或磷光摻雜劑的材料。這使得在常溫下從單重態(tài)和三重態(tài)能夠透射光。通常，相對于主材，摻雜到主材的熒光材料的量為0.01wt％或更大～30wt％或更小。
磷光材料不進(jìn)行限定，只要在室溫下能夠具有從激發(fā)的單重態(tài)和三重態(tài)發(fā)射光的用途。可以使用已知的磷光材料作為磷光材料。通常，使用能夠發(fā)射磷光的重金屬絡(luò)合物作為磷光材料。
例如，可以使用三(2-苯基吡啶)銥作為綠磷光材料。此外，可以使用2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H23H-卟吩鉑(II)作為紅磷光材料?？梢杂闷渌饘倩蚍墙饘偃〈鲜霾牧系闹行慕饘?。
采用已知的薄膜形成方法，如真空汽相沉積、旋涂、澆鑄或LB法，將發(fā)光層31形成于空子注入輸送層30之上。盡管其取決于所用材料，發(fā)光層31的層厚一般約為1nm～100nm，且優(yōu)選約為20nm～50nm。
此外，如果在相同的層中摻雜多種摻雜劑，就能夠混合發(fā)射光的顏色，發(fā)射兩種或多種光的顏色，并且在從主材向具有低能級的第一種摻雜劑輸送能量之后，可有效地向具有較低能級的第二種摻雜劑輸送能量。
通過選擇發(fā)光層31的材料的種類、調(diào)節(jié)所摻雜的摻雜劑的用量和調(diào)節(jié)發(fā)光層31的厚度，可調(diào)節(jié)從發(fā)光層12發(fā)射的光(場致光)的色度、飽和度、輝度和亮度。通過下述方法，也能夠調(diào)節(jié)從發(fā)光層31發(fā)射的光的色彩。發(fā)光色彩可以通過使用這些方法中的一種或通過使用這些方法中的多種進(jìn)行調(diào)節(jié)。
*通過在發(fā)光層31的透光面之上排列濾色片調(diào)節(jié)發(fā)光色彩的方法濾色片通過限制透過濾色片的光的波長范圍調(diào)節(jié)發(fā)光色彩。濾色片由使用已知的材料制成。例如，藍(lán)色濾光片由氧化鈷制成，綠色濾光片由氧化鈷和氧化鉻的混合物制成，且紅色濾光片由氧化亞鐵制成。通過使用已知的薄膜形成方法，如真空汽相沉積，將濾色片形成于襯底5之上。
*通過摻雜用于增強(qiáng)或抑制發(fā)光的材料，調(diào)節(jié)發(fā)光色彩的方法例如，對發(fā)光層31摻雜所謂的輔助摻雜劑，該輔助摻雜劑吸收來自主材的能量，并向摻雜劑輸送能量。這有利于從主材向摻雜劑的能量輸送。輔助摻雜劑選自己知材料，如用作上述主材和摻雜劑的材料。
*通過在發(fā)光層31的透光面，采用用于改變發(fā)射光的波長的材料對一層(包括襯底5)進(jìn)行摻雜，調(diào)節(jié)發(fā)光色彩的方法可以使用已知的波長轉(zhuǎn)換材料作為這種材料。例如，所用材料可以是將從發(fā)光層31發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為具有低能量的波長的光的熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)。根據(jù)從有機(jī)EL器件發(fā)射的光的波長和從發(fā)光層31發(fā)射的光的波長所需要的，對熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)進(jìn)行選擇。此外，盡管所用熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)的用量取決于熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)的種類，可以如所需要的進(jìn)行選擇，只要它不導(dǎo)致濃縮猝滅即可。相對于透明(未固化的)樹脂，約10-5～10-4摩爾/升是適宜的?？赡苁褂脙H僅已知類型的熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)或多種類型的熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)。當(dāng)使用多種熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)時，取決于物質(zhì)的組合，除了藍(lán)光、綠光和紅光外，可以發(fā)射白光和具有中間色的光。作為上述熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)，可以使用以下段落(a)～(c)中描述的材料。
(a)用紫外線激發(fā)時發(fā)射藍(lán)光的熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)芪染料，如1，4-雙(2-甲基苯乙烯)苯和反式-4，4’-二苯基芪；基于香豆素的染料，如7-羥基-4-甲基香豆素；和基于芳香族二亞甲基的染料，如4，4’-雙(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯。
(b)用藍(lán)光激發(fā)時發(fā)射綠光的熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)香豆素染料，如2，3，5，6-1H，4H-四氫化-8-三氟甲基喹嗪并(9，9a，1-gh)香豆素(香豆素153)。
(c)用具有藍(lán)色至紅色的波長的光激發(fā)時，發(fā)射具有橙色至紅色的波長的光的熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)花青染料，如4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(對二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃、4-(二氰基亞甲基)-2-苯基-6-(2-(9-久洛尼定基)乙烯基)-4H-吡喃、4-(二氰基亞甲基)-2，6-二(2-(9-久洛尼定基)乙烯基)-4H-吡喃、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(2-(9-久洛尼定基)乙烯基)-4H-吡喃和4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(2(9-久洛尼定基)乙烯基)-4H-硫代吡喃(thiopyrane)；吡啶染料如1-乙基-2-(4-(對二甲基氨基苯)-1，3-丁二烯基)-鹽酸苯偶氮二氨基吡啶-高氯酸鹽(percolate)(吡啶1)；黃嘌呤染料，如若丹明B和若丹明6G；和噁嗪染料。將電子注入輸送層32排列在對置電極4與發(fā)光層31之間，以便輸送從對置電極4向發(fā)光層31注入的電子，并為有機(jī)EL器件提供下述特性(1)降低驅(qū)動電壓。
(2)穩(wěn)定從對置電極4至發(fā)光層31的空子的注入。這延長了器件的壽命。
(3)提高了起陰極作用的對置電極4與發(fā)光層31之間的粘著力。這提高了發(fā)光表面的均勻性。
(4)在陽極表面上涂覆凸起減少了器件的缺陷。
電子注入輸送層32的材料選自用作光導(dǎo)材料的電子注入材料的已知材料和在有機(jī)EL器件中形成電子注入輸送層的已知材料。通常，使用具有的電子親和能在陰極的逸出功和發(fā)光層31的電子親和能之間的材料。
這種材料的特別的例子包括1，3-雙[5’-(對叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2’-基]苯和2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑；和三唑衍生物如3-(4’-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4”-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑。此外，可以使用三嗪衍生物、苝衍生物、喹啉衍生物、喹噁啉衍生物、聯(lián)苯醌衍生物、硝化芴酮衍生物、二氧化硫代吡喃衍生物、蒽醌基二甲烷(anthraquinodimethane)衍生物、二氧化硫代吡喃衍生物、雜環(huán)四羧酸酐如萘苝、碳化二亞胺、亞芴基甲烷衍生物、蒽醌基二甲烷(anthraquinodimethane)洐生物、蒽酮衍生物和二苯乙烯基吡嗪衍生物。
優(yōu)選使用有機(jī)金屬絡(luò)合物如雙(10-苯并[h]喹啉醇化)鈹、5-羥基黃酮的鈹鹽和5-羥基黃酮的鋁鹽。更優(yōu)選使用8-羥基喹啉的金屬的絡(luò)合物或其衍生物。更特別地，可能使用具有羥基喹啉(又稱為8-喹啉醇或8-羥基喹啉)配位基的金屬螯合oxynoid化合物，例如三(8-喹啉醇化)鋁、三(5，7-二氯-8-喹啉醇化)鋁、三(5，7-二溴-8-喹啉醇化)鋁、三(2-甲基-8-喹啉醇化)鋁。也可能使用銦、鎂、銅、鈣、錫和鉛取代上述金屬絡(luò)合物的中心金屬形成的金屬絡(luò)合物。也可以使用無金屬酞菁或具有由烷基或砜基取代這些化合物的端基的化合物。
電子注入輸送層32可以僅由上述材料的一種或由上述材料的多種混合形成。此外，電子注入輸送層32可以具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括具有相同組成或不同組成的多層。
通過實(shí)行任意一種已知的薄膜形成方法，如濺射、離子電鍍、真空汽相沉積、旋涂和電子束汽相沉積法，使用上述材料的一種或多種，形成電子注入輸送層32。電子注入輸送層32的厚度通常為5nm～5μm。
當(dāng)將電子注入輸送層32排列在發(fā)光層31的透光面時，要求電子注入輸送層32相對于透射光是透明的。因此，該材料選自能夠形成電子注入輸送層32的上述材料，所述材料在形成薄膜時是透明的。通常，相對于透射光，將電子注入輸送層32的透射率設(shè)定為高于10％。
(其它層和摻雜劑)優(yōu)選的實(shí)施方案的有機(jī)EL器件可以具有不同于圖1所示的層的已知層。此外，形成的層摻雜有已知的摻雜劑。例如，下述的變動是可能的。提供用于增強(qiáng)電子注入和空子注入的中間層。例如，由共沉積對置電極4和電子注入輸送層32的材料形成的陰極界面層(混合電極)可以插入到對置電極4和電子注入輸送層32之間。這使得減緩能壘(阻擋發(fā)光層31和對置電極4之間電子注入)成為可能。這也提高了對置電極4與電子注入輸送層32之間的粘著力。
陰極界面層可以通過使用賦予陰極界面層上述特性的任意已知材料形成。例如，可能使用堿金屬，如氟化鋰、氧化鋰、氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶和氟化鋇，和堿土金屬的氟化物、氧化物、氯化物和硫化物。陰極界面層可以僅由一種上述材料或由多種上述材料形成。陰極界面層的厚度約為0.1nm～10nm，優(yōu)選為0.3nm～3nm。
陰極界面層可以具有均勻厚度或不均勻厚度。此外，陰極界面層可以具有海島狀，并且可由使用已知的薄膜形成方法，如真空汽相沉積法，形成。為了抑制有機(jī)EL器件100與氧氣和水接觸，可以提供保護(hù)層(防水層、鈍化膜)。可以使用有機(jī)聚合物材料、無機(jī)材料和光固化樹脂作為保護(hù)層的材料。當(dāng)形成保護(hù)層時，可以使用這些材料的一種或多種。保護(hù)層可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
有機(jī)聚合物材料的例子包括氯三氟乙烯聚合物、二氯二氟乙烯聚合物、含氟樹脂如氯三氟乙烯聚合物和二氯二氟乙烯聚合物的共聚物、丙烯樹脂如聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、環(huán)氧-硅樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚對二甲苯樹脂、聚乙烯樹脂和聚苯醚樹脂。
作為無機(jī)材料，可以使用金剛石的薄膜、無定形二氧化硅、絕緣玻璃、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物和金屬硫化物。
上述材料可以摻雜有前述的熒光轉(zhuǎn)換物質(zhì)。此外，可以通過將有機(jī)EL器件封入惰性物質(zhì)，如石蠟、液體石蠟、硅油、氟代烴油和加有沸石的氟代烴油中，保護(hù)有機(jī)EL器件?？梢詫兆幼⑷胼斔蛯?0和電子注入輸送層32摻雜有機(jī)發(fā)光材料(摻雜劑)，如熒光材料和磷光材料，以便從空子注入輸送層30和電子注入輸送層32中也能發(fā)射光。當(dāng)使用金屬如鋁，形成陰極15時，對與對置電極4鄰接的層摻雜堿金屬或堿金屬化合物，以減緩存在于對置電極4和有機(jī)發(fā)光層31之間的能壘。由金屬或化合物化學(xué)還原有機(jī)層以產(chǎn)生陰離子。這提高了電子注入且降低了外加電壓。作為堿金屬化合物，例如，可以使用氧化物、氟化物和螯合的鋰化合物。與透明電極3配合以支承在其間的有機(jī)層3的對置電極4起陰極作用，用于將電子注入到電子注入輸送層32。對置電極4由金屬、合金、導(dǎo)電化合物或這些物質(zhì)的混合物制成，這些物質(zhì)具有的逸出功為，例如小于4.5eV，通常為4.9eV或更小，且典型地為3.7eV或更小，以便提高電子注入效率。例如，可以使用K、Li、Na、Mg、La、Ce、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Zn、Zr。這些成分可以單獨(dú)使用或以兩組分或三組分合金的狀態(tài)使用，以提高穩(wěn)定性。合金如Ag·Mg(Ag0.01～50at％)、Al·Li(Li0.01～12at％)、In·Mg(Mg50～80at％)和Al·Ca(Ca0.01～20at％)，抑制了對置電極4被氧化，且優(yōu)選將合金用于提高對有機(jī)層3(電子注入輸送層32)的粘著力。此外，優(yōu)選使用這些材料的氧化物或氧化鋰。采用為氧化物的對置電極4和為氧化物如ITO的透明電極2包圍有機(jī)層4。這提高了耐候性。此外，也可以使用用于形成陽極的材料。
當(dāng)將對置電極4用作反射電極時，在上述材料中，選擇具有反射內(nèi)部發(fā)射的光的功能的材料。通常，選擇金屬、合金和金屬合金。
對置電極4可具有多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括由相同組份和不同組份構(gòu)成的多層。例如，為降低對置電極4的逸出功，將氧化物、氟化物、金屬和具有少的逸出功的化合物插入到對置電極4和電子注入輸送層32之間的交界面，以降低對置電極4的逸出功。例如，對置電極的材料可以是鋁，然后將氟化鋰或氧化鋰插入到交界面中。
通過已知的薄膜形成方法，如濺射、離子真空沉積、離子電鍍和電子束發(fā)射法，形成對置電極4。取決于電極材料，對置電極4的厚度應(yīng)能使電子充分注入到有機(jī)層3中，且為0.1nm或更大，且優(yōu)選為1nm或更大。盡管沒有上限，但上限通常約為5nm～1μm，更優(yōu)選約為5～1000nm，進(jìn)一步優(yōu)選約為10nm～500nm，且最優(yōu)選約為50nm～200nm。對置電極4的電阻優(yōu)選小于或等于幾百毫歐/片。
當(dāng)進(jìn)行汽相沉積以形成對置電極時，汽相沉積的條件不進(jìn)行限定。但是優(yōu)選真空度為10-4Pa或更低，且汽相沉積速率約為0.01～1nm/sec。
當(dāng)形成對置電極4的材料與形成輔助電極2的材料相同，并且適當(dāng)?shù)卦O(shè)定汽相沉積的條件，如汽相沉積速率時，可以使用同一個真空汽相沉積裝置形成有機(jī)EL器件。
當(dāng)通過濺射形成對置電極4和保護(hù)電極時，優(yōu)選濺射氣的壓力為0.1～1Pa。濺射氣為通常用于標(biāo)準(zhǔn)濺射裝置的惰性惰性氣體。
當(dāng)通過濺射形成對置電極4時，可以進(jìn)行高頻濺射或DC濺射。優(yōu)選濺射裝置的功率為1～10W/cm2(對于DC濺射)和1～10W/cm2(對于RF濺射)。成膜速率優(yōu)選為5～100nm/min，且更優(yōu)選為10～50nm/min。
通過進(jìn)行掩蔽(mask)汽相沉積或通過在成膜后進(jìn)行蝕刻，將對置電極4定型。這使裝置分離并形成所需要的發(fā)光模型。
<襯底5>
襯底5是用于支撐有機(jī)EL器件的板狀構(gòu)件。有機(jī)EL器件的各層都極薄，因而通常采用襯底5進(jìn)行支撐。
襯底5是在其上疊加有機(jī)EL器件的構(gòu)件。因此，優(yōu)選襯底具有光滑平面。
當(dāng)襯底5位于發(fā)光層31的透光面之上時，襯底5是透明的。
只要襯底5具有上述功能，可以使用任一種襯底作為襯底5。襯底5的例子包括玻璃襯底、硅襯底、陶瓷襯底如石英襯底、和塑料襯底。此外，可以使用金屬襯底或?qū)⒔饘賹邮┘拥匠休d體上的襯底。也可以使用將多個相同或不同的襯底組合形成的襯底。
<改進(jìn)>
如上所述，優(yōu)選的實(shí)施方案的有機(jī)EL器件僅需要具有以下所列要求(1)將包括有機(jī)發(fā)光層的有機(jī)層3固定在一對電極之間。
(2)至少一個電極是透明的(透明電極1)，并且另一個電極是對置電極4。
(3)至少從透明電極1發(fā)射由有機(jī)層3產(chǎn)生的光。
(4)將其電阻小于透明電極1的輔助電極2排列在部分透明電極1和有機(jī)層3之間。
(5)不與透明電極1接觸的輔助電極2的表面或與有機(jī)層3接觸的表面基本上是平滑的。
因此，可以進(jìn)行如下的改進(jìn)?？梢赃M(jìn)行已知的修勻方法如通過拋光的修勻或通過化學(xué)處理的修勻。當(dāng)使用這樣修勻方法時，僅將輔助電極2修勻，可以保護(hù)透明電極1。任選地，可以將透明電極1連同輔助電極2一起修勻。當(dāng)以這樣的方式進(jìn)行修勻時，為提供具有極小亮度差的有機(jī)EL器件，進(jìn)行修勻以滿足一種下述條件。
根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，將輔助電極2的表面修勻至2～80nm或更小。此外，使輔助電極2的表面平滑，以便根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，表面粗糙度小于或等于有機(jī)層3的厚度，且優(yōu)選為有機(jī)層3的厚度的1/1.6。
如上所述，根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，輔助電極2的表面粗糙度的下限是不限定的。例如，即使十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)為20nm～80nm，也可以形成基本上沒有亮度差的有機(jī)EL器件。
此外，當(dāng)將輔助電極2的表面如上所述進(jìn)行設(shè)定且將其修勻至約為1.1nm～5.0nm(在算術(shù)平均偏差內(nèi))時，形成高度符合要求的沒有亮度差的有機(jī)EL器件。除修勻外，可以對輔助電極2的表面(特別是與有機(jī)層3接觸的表面)進(jìn)行處理，以便使其氧化、以便使其變得絕緣、或以便其具有的電阻高于輔助電極2其它部分的電阻，以降低功率消耗而不降低從器件發(fā)射的光的量(與不進(jìn)行處理比較)。
輔助電極2也可以是透明的。此外，為獲得必需的亮度，可以調(diào)節(jié)輔助電極2在透明電極1之上的排列，且可以改變輔助電極2所占用透明電極的比例以獲得足夠的亮度。可以將透明電極1用作陰極，且將對置電極4用作陽極?？色@得如優(yōu)選實(shí)施方案相同的優(yōu)點(diǎn)。在上述構(gòu)造中，有機(jī)EL器件是底端發(fā)射型構(gòu)造，其中將透明電極1、輔助電極2、有機(jī)層3和對置電極4在透明電極5之上一個接著一個地疊加，且其中從有機(jī)層3發(fā)射的光從透明襯底5透過。但是，有機(jī)EL器件可以是頂端發(fā)射型器件，其中將對置電極4、有機(jī)層3、輔助電極2和透明電極1在襯底之上一個接著一個疊加，且其中光從遠(yuǎn)離襯底的面透過。此外，可以使用其中光從有機(jī)層3的另一側(cè)透過的構(gòu)造或其它已知的透光構(gòu)造。
<實(shí)施例>
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的實(shí)施例和比較例。但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例和比較例。將透明電極1(由ITO制成、層厚為220nm、寬為4cm和長為5cm的層)形成于玻璃襯底(襯底5)的一個表面上。通過連續(xù)進(jìn)行堿洗和純水清洗，洗滌玻璃襯底。然后，在干燥之后，對玻璃襯底進(jìn)行紫外線臭氧清洗。
然后，通過真空汽相沉積裝置(石墨坩鍋、沉積速率1nm/s；真空度約5.0×10-5Pa)，形成由Al制成的、寬為0.3mm且厚為10nm的輔助電極2。圖3顯示了在透明電極1上以0.8cm間隔排開的四個輔助電極2。圖3用示意圖顯示了從透光面50觀測到的輔助電極2的排列。
形成輔助電極2之后，在輔助電極2的表面(不受透明電極1限制的)上，使用Ar和O2作為處理氣(Ar與O2流速比例為3∶1)進(jìn)行等離子處理10分鐘。用于產(chǎn)生等離子的AC功率為200W，頻率為13.56MHz，且操作壓力為3.6Pa。
用粗糙度計(由Shimadzu Corporation制造，產(chǎn)品名稱SPM-9500J2)測量不與透明電極1接觸的輔助電極2的表面的表面粗糙度。根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果是50nm。
對輔助電極2進(jìn)行等離子處理之后，通過使用真空汽相沉積裝置(石墨坩鍋、沉積速率0.1nm/s；真空度約5.0×10-5Pa)將具有厚度為30nm的TPTE層形成于透明電極1和輔助電極2之上。將該層用作空子注入輸送層30。TPTE由化學(xué)式1表示。
(化學(xué)式1)
使用真空汽相沉積裝置(石墨坩鍋、沉積速率0.1nm/s；真空度約5.0×10-5Pa)，通過共沉積由化學(xué)式2表示的DPVBi(93.0wt％)和由化學(xué)式3表示的BCzVBi(7wt％)，將具有厚度為30nm的層形成于空子注入輸送層30之上。將該層用作發(fā)光層31。
(化學(xué)式2) (化學(xué)式3) 使用真空汽相沉積裝置(石墨坩鍋、沉積速率0.1nm/s；真空度約5.0×10-5Pa)，將由化學(xué)式4表示的2，5-雙(6’-(2’，2”-二吡啶基))-1，1-二甲基-3，4-二苯基硅雜環(huán)戊二烯(silole)制成的層，形成于發(fā)光層31之上。將該層用作電子注入輸送層32。
(化學(xué)式4)
使用鎢板，將具有厚度為150nm的鋁層形成于電子注入輸送層32之上(沉積速率1nm/s；真空度約5.0×10-5Pa)。將該層用作對置電極4。這樣就制得有機(jī)EL器件。
用已知的鈍化膜密封有機(jī)EL器件。將透明電極1和對置電極4連接到已知的驅(qū)動電路。然后，直觀上可確定在亮度為1600cd/m2下產(chǎn)生的亮點(diǎn)數(shù)。在透光面50中，采用亮度測量裝置(由Topcon Co.制備，產(chǎn)品名稱為BM7)測量在輔助電極2附近(如，圖3中所示的部位P1)的亮度相對于與輔助電極2分離的部位(如，圖3中所示的部位P2)的亮度的比例。結(jié)果列于表1。在實(shí)施例2～7中，采用如實(shí)施例1相同的方式，形成分別具有表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))為20nm、30nm、40nm、60nm、70nm和80nm的有機(jī)EL器件，除了改變等離子處理的條件以獲得每一種粗糙度。如實(shí)施例1，對實(shí)施例2～7進(jìn)行同樣的測試。結(jié)果列于表1。在比較例1中，采用如同實(shí)施例1相同的方式制備有機(jī)EL器件，除了不對輔助電極2進(jìn)行等離子處理。輔助電極2的表面的十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)為126.1nm。輔助電極2的表面粗糙度的算術(shù)平均值為3.6nm。對比較例1進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測試。結(jié)果列于表1。在比較例2～5中，采用如實(shí)施例1相同的方式，形成分別具有表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))為90nm、100nm、110nm和120nm的有機(jī)EL器件，除了改變等離子處理的條件以獲得每一種粗糙度。對比較例2～5進(jìn)行與實(shí)施例1相同的測試。結(jié)果列于表1。
表1 從實(shí)施例1～7和比較例1～5可見，當(dāng)不受透明電極1的影響的輔助電極2的表面的表面粗糙度為20nm或更大～80nm或更小時，直觀上證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.10。因此，差異很小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
但是，在比較例中，在輔助電極2的附近證實(shí)有亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位與其它部位的亮度比超過1.10。
從實(shí)施例1～7和比較例1～5也可以看出，當(dāng)無透明電極的輔助電極2的表面的表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))為20nm或更大～小于90nm時，直觀上證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.10。因此，差異很小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
但是，在比較例中，在輔助電極2的附近證實(shí)有亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位與其它部位的亮度比超過1.10。
從實(shí)施例1～7和比較例1～5可見，當(dāng)不受透明電極1的影響的輔助電極2的表面的表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))與有機(jī)層3的厚度相同或更小時，直觀上證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.10。因此，差異很小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
但是，在比較例中，在輔助電極2的附近證實(shí)有亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位與其它部位的亮度比超過1.10。
從實(shí)施例1～7和比較例1～5也可以看出，當(dāng)無透明電極的輔助電極2的表面的表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))不超過有機(jī)層3的厚度的1/0.89時，直觀上證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.10。因此，差異很小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
但是，在比較例中，在輔助電極2的附近證實(shí)有亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位與其它部位的亮度比超過1.10。
當(dāng)用粗糙度計進(jìn)行測量時，實(shí)施例1～7中的算術(shù)平均偏差為0.1nm或更大～5.0nm或更小。另一方面，對于其它算術(shù)平均偏差，如果將十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定在前述范圍內(nèi)，也能獲得實(shí)施例1～7的優(yōu)點(diǎn)。
從實(shí)施例1～4可見，當(dāng)無透明電極1的輔助電極2的表面的表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))是1/1.6或更小時，證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.02。因此，差異極小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
從實(shí)施例1～7和比較例1～5可見，當(dāng)無透明電極1的輔助電極2的表面的表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))小于1/1.3，證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.02。因此，差異極小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
從實(shí)施例1～4可見，當(dāng)無透明電極1的輔助電極2的表面的表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))是50nm或更小時，證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.02。因此，差異極小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
從實(shí)施例1～7和比較例1～5可見，當(dāng)無透明電極1的輔助電極2的表面的表面粗糙度(根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn))小于60nm，證實(shí)無亮點(diǎn)。此外，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為0.98～1.02。因此，差異極小，并且相應(yīng)的有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
此外，從實(shí)施例1～7和比較例1～5也可以看出，當(dāng)無透明電極1的輔助電極2的表面的表面粗糙度在下述范圍內(nèi)時，輔助電極2附近的部位和其它部位之間的亮度比為1.19或更小。此外，在輔助電極2附近，僅有少量亮點(diǎn)(最多2個)是直觀上可控的。
*大于80nm和小于110nm*90nm或更大和100nm或更小*大于80nm和100nm或更小*90nm或更大和小于110nm*有機(jī)層3的厚度的1/0.89或更大和0.80或更小*小于有機(jī)層3的厚度的1/1和其厚度的0.80或更小*有機(jī)層3的厚度的1/0.89或更大和大于其厚度的1/0.73*小于有機(jī)層3的厚度的1/1和大于其厚度的1/0.73因此，本發(fā)明提供了其中遍及透光面50的亮度基本上相同、并且其中在輔助電極2附近基本不產(chǎn)生亮點(diǎn)的有機(jī)EL器件。因此，有機(jī)EL器件基本上沒有亮度差。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，在不背離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以采用其它形式使本發(fā)明更具體。因此，將現(xiàn)有的實(shí)施例和實(shí)施方案認(rèn)作是進(jìn)行說明而不是進(jìn)行限定，并且不僅將發(fā)明限定在此處給出的詳細(xì)說明，而且可在附加的權(quán)利要求的范圍和等效性內(nèi)對其進(jìn)行改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.有機(jī)場致發(fā)光器件，具有兩個電極(1，4)，其中至少一個是透明的；包括有機(jī)場致發(fā)光材料的有機(jī)層(3)，可對有機(jī)層進(jìn)行操作以發(fā)射從透明電極透過的光；和排列于透明電極和有機(jī)層之間的輔助電極(2)，輔助電極的電阻率小于透明電極的電阻率；有機(jī)場致發(fā)光器件的特征在于與透明電極接觸的第一表面，以及不接觸透明電極并經(jīng)等離子處理的第二表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，輔助電極的第二表面具有的粗糙度為80nm或更小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，有機(jī)層具有預(yù)定厚度，并且根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，輔助電極的第二表面具有的粗糙度小于有機(jī)層的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，輔助電極是透明的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，輔助電極的透射率為80％或更大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2和5中任一項(xiàng)的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，輔助電極的第二表面是絕緣的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2和5中任一項(xiàng)的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，輔助電極的第二表面的電阻大于第一表面的電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2和5中任一項(xiàng)的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，對輔助電極的第二表面的50％或更大進(jìn)行等離子處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2和5中任一項(xiàng)的有機(jī)場致發(fā)光器件，其特征在于，輔助電極是由包括鋁的材料形成。
10.制備包括兩個電極的場致發(fā)光器件的方法，其所述電極中至少一個是透明的，一層有機(jī)層排列在兩個電極之間，該方法包括，在透明電極之上形成輔助電極，輔助電極的電阻率小于透明電極的電阻率，并且輔助電極的第一表面與透明電極接觸，而第二表面不接觸透明電極，該方法的特征在于對輔助電極的第二表面的至少一部分進(jìn)行等離子處理；和在透明電極和輔助電極之上疊加有機(jī)層和另一個電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述等離子處理包括在其中存在氧氣的環(huán)境中對輔助電極進(jìn)行等離子處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，所述的等離子處理包括使用含有氬氣和氧氣的氣體。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，輔助電極的第二表面具有粗糙度，所述的等離子處理包括將輔助電極的第二表面修勻以使根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，第二表面的粗糙度為80nm或更小。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，有機(jī)層具有預(yù)定厚度且輔助電極的第二表面具有粗糙度，所述的等離子處理包括將輔助電極的第二表面修勻以使根據(jù)十點(diǎn)高度的粗糙度輪廓標(biāo)準(zhǔn)，第二表面的粗糙度小于有機(jī)層的厚度。
全文摘要
具有等亮度的有機(jī)EL器件，有機(jī)EL器件包括兩個電極(1，4)，其中一個是透明的。將包括有機(jī)場致發(fā)光材料的有機(jī)層(3)排列在兩個電極之間。有機(jī)層發(fā)射從透明電極透過的光，將輔助電極(4)排列在透明電極和有機(jī)層之間。輔助電極的電阻率小于透明電極的電阻率，且輔助電極包括與透明電極接觸的第一表面和不接觸透明電極并對其進(jìn)行等離子處理的第二表面。
文檔編號H05B33/28GK1610472SQ200410059550
公開日2005年4月27日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者稗田真人 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)