用于有机场致发光设备的无机电极及其制造方法技术

一种电极（４０，６０）包括由至少一种绝缘无机物（８０）和至少一种至少部分导电的无机材料（７０）混合而成的无机合成层（３０）。在这种电极的应用中，一种有机场致发光设备包括第一和第二导体层（２０，６５）。有机层（５０）排列于第一和第二导体层（２０，６５）之间。前面所述的合成层３０排列于有机层（５０）和第一导体层（２０，６５）之间。同时还叙述了制作这种电极和设备的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及到一种用于有机场致发光设备的无机电极专利技术背景这里感兴趣的仍然是发展中的场致发光设备，如基于有机材料的发光二极管。继续对此感兴趣的首要动机是因为许多有机物在可见光光谱的荧光量子效率很高，这使得其在彩色显示应用方面有重大潜力。美国专利5,608,287描述了一种典型有机发光二极管(OLED)的例子。这种设备通常包括在排列在基底上的第一电极层，至少一个排列在第一电极层上的有机层和排列在有机层上的第二电极层。在操作中，通过电极对有机层加一个电压。一个电极(阴极)向有机层注入电子。另一个电极(阳极)向有机层注入空穴。对立地带电载体所产生的辐射复合使设备产生了光子的发射。阳极更适合采用有效注入空穴的功函数相对较高的材料制成。由于需要把光有效的传送出设备，因此希望至少有一个电极是透明的。在绝大多数传统应用中，光通过透明的阳极传送。典型的，这种阳极由功函数在4.2～4.8eV的氧化铟锡(ITO)，氧化锌或铝掺杂氧化锌组成。为优化设备的性能，阴极适合采用功函数相对较低，有机层电子亲合性排列的材料来制成。美国专利5,677,572和美国专利5,776,623描述了多层电极结构，这种结构中，不同功能层堆叠起来共同发挥效力。专利技术概述根据本专利技术，现在这里提供一种电极，该电极包含一种由至少一种无机绝缘材料和至少一种至少部分导电的无机材料的混合物制成的无机合成层。这里与传统的多层电极中材料被隔离为独立层的结构不同。在本专利技术的实施例中，在可变的组合里，至少一个绝缘的无机材料与至少一种至少部分导电的无机材料相混合。绝缘材料有着可以促进带电载体注入效率的能量级别。在阳极结构中，这种带电载体包括空穴。而在阴极结构中，这种带电载体包括空穴。这种至少部分导电的的材料有效地使合成层具有至少部分导电性。可以认为，合成层包括至少一种绝缘或半导体无机材料和至少一种半导体或金属无机材料。举个例子，这种绝缘材料和至少部分导电的材料可以包括氧化物，氟化物，氯化物，溴化物，碘化物或硫化物，氢氧化物，亚硫酸盐，硫酸盐或碳酸盐。在阳极结构中，合成层适宜的平均功函数应大于4eV。在阴极结构中，合成层适宜的平均功函数应小于4eV。合成层的电阻率应低于1000千兆欧姆—米。合成层中材料的晶粒的长度最好应大于1纳米。本专利技术中具体的电极优选例子中还包括一个导电层。该导电层可以包括金属，如镍，钨或钴或其他类似的。同等地，也可以使用这些金属的合金。同样，可以使用半金属如石墨，半导体或掺杂半导体材料或有机导电材料。本专利技术延伸到一种包括上文所描述的基底和电极的设备。举个例子，在专利技术一个特别优选实施例中，提供了一种有机场致发光设备包括第一和第二导体层；排列于第一和第二导体层之间的有机层；排列于有机层和第一导体层之间的合成层，合成层包含一种由至少一种无机绝缘材料和至少一种至少部分导电的无机材料混合而成的混合物。这种设备可以包括基底。第一导体层可以排列于基底和有机层之间。另外，也可以是第二导体层排列于基底和有机层之间。在本专利技术的另一个优选实施例中，提供了一种有机场致发光设备包括第一和第二导体层；排列于第一和第二导体层之间的有机层；第一合成层排列于有机层和第一导体层之间，第二合成层排列于有机层和第二导体层之间，第一和第二合成层均包含一种由至少一种无机绝缘材料和至少一种至少部分导电的无机材料混合而成的混合物。性能增强层可以排列于第一导体层和第一有机层之间，性能增强层可具有光反射性。二中择一的，性能增强层可具有光吸收性。第一导体层可以是阳极的构成的一部分，二中择一的，第一导体层也可以是阴极构成的一部分。在感兴趣的设备性能优化中，合成层或每一个合成层最好应该包括一个与有机层毗连的区域，该区域的至少部分导电的材料是耗尽的。看一下本专利技术的另一个方面，现在提供一种制成电极的方法包括采用绝缘无机材料与至少部分导电的无机材料混合物而形成无机合成层的步骤。形成步骤可以包括在一种导电层上形成合成层。形成步骤也可包括使导电层感光为初级粒子。如初级粒子可以是氢气或水。形成步骤还可包括对导电层进行表面处理，如氧气等离子体处理，紫外(UV)臭氧处理，离子轰击和离子注入。这种方法还可包括调整混和物中绝缘无机材料与至少部分导电的无机材料比例的步骤。调整步骤可以包括初级粒子量的定量测量。调整步骤可以包括对合成层进行表面处理，如氧气等离子体处理，UV—臭氧处理，离子轰击和离子注入，用X-射线对合成层照射和用蚀刻剂对合成层蚀刻以耗尽混和物中的一种材料。本专利技术还延伸到一种制作包含有制作上文所述电极的有机场致发光设备的方法。附图简述现在参考附图，仅作为举例描述本专利技术的一个优选实施例，其中附图说明图1为本专利技术中具体的一种OLED的剖面图；图2为本专利技术中具体的另一种OLED局部的剖面图；图3为图2所示OLED一种变体的剖面图；图4为本专利技术中具体的另一种OLED的剖面图；图5为本专利技术中另一种具体的OLED的剖面图；图6为本专利技术中另一种具体的OLED的剖面图；图7为本专利技术中另一种具体的OLED的剖面图；图8仍为本专利技术中另一种具体的OLED的剖面图；和图9为本专利技术中另一种具体的OLED的剖面图；专利技术详述首先参考图1所示，本专利技术一种具体的OLED包括排列于基底10上的阳极40。基底10包含有单晶半导体。在本专利技术的其他实施例中，基底可以包含有玻璃，塑料薄膜，陶瓷和其他类似的。适用于实现基底的半导体材料包括硅，锗和砷化镓。有机层50排列于阳极40之上。在本专利技术的其他实施例中，排列于阳极40之上的有机层可能是多层的。阴极60排列于有机层50之上。阴极60可以是透明的并可包括导电层65。导电层65可以由功函数低的金属，这些金属的合金或氧化铟锡，氧化锌或其他类似的与有机和无机注入层相结合而形成。在操作中，通过阳极40和阴极60，给有机层50施加一个电压。阴极60向有机层注入电子，同样地，阳极40向有机层50注入空穴。阳极40包括排列于基底10上的导电层20和排列于导电层20与有机层50之间的合成无机层30。适用于实现导电层20的材料包括金属，半金属，如石墨，导电聚合物，化学掺杂有机层和掺杂半导体。非限制的，特别适用于实现导电层20的材料包括镍，钨，硅，钼，钴，银，铝和石墨。参考图2所示，合成层30第一至少包含无机绝缘成分80，第二包括一种或更多的至少半导电的无机成分70。第一种无机成分80提供充分高的功函数，使空穴能够高效的注入到有机层50。第二种成分70使合成层30能够至少部分导电。本专利技术具体的另一种OLED以如下方式构成。首先，镍制导电层20排列于硅制基底10之上。镍层20被暴露于初级粒子之中，继而为氧气等离子体。合适的初级粒子包括如氢气和水。镍被暴露于氧气等离子体时在镍层的表面形成了一个相对较厚的层30，该层成分包括氢氧化镍和氧化镍的混合物。在本例中，氧化镍为合成层30提供第一种成分80，氢氧化镍为合成层30提供第二种成分70。镍不是一种能有效注入空穴的材料。不过，氧化镍适用于向有机材料注入空穴。这是因为氧化镍是一种具有相对较高电离电势的绝缘氧化物。氢氧化镍是一种电阻率约为10千兆欧姆毫米的半绝缘材料。测试显示氢氧化镍不适合用于向有机材料注入空穴。这可能是因为氢氧化镍的电离电势相对较低。导电层20上的相对厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极（４０，６０），包括由至少一种绝缘无机物（８０）和至少一种至少部分的导电无机材料（７０）的混合物制成的无机合成层（３０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TA贝尔雷恩，J福佩里尼，E哈斯卡尔，H里尔，W里斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]