作为发光二极管的稳定电子注入电极的金属氧化物薄层制造技术

本发明专利技术一般涉及发光二极管（ＬＥＤｓ）领域。更具体地说，本发明专利技术涉及有机发光二极管，后者应用一种含有一种低功函金属氧化物的薄层。更具体地，本发明专利技术涉及这样的发光二极管，它含有：（ａ）空穴注入阳极层；（ｂ）电子注入阴极层；（ｃ）发射层；其中（ⅰ）所说的发射层是插入在所说的阳极层和所说的阴极层之间；（ⅱ）所说的发射层含有一种电致发光、半导体有机材料；（ⅲ）所说的阴极层含有一层厚度为约１５至约２００Ａ的金属氧化物，（ⅳ）所说的金属氧化物是选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、镧系金属氧化物以及它们的混合物。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及发光二极管(LED)的领域。更具体地说，本专利技术涉及使用一种电子注入阴极的有机发光二极管，该阴极包含一种低功函金属的氧化物薄层。更具体地说，本专利技术涉及的LED包含(a)空穴注入的阳极层；(b)电子注入的阴极层；(c)一种发射层；其中(i)所说的发射层是插入在所说的阳极层和所说的阴极层之间；(ii)所说的发射层含有一种电致发光，半导体有机材料；(iii)所说的阴极层含有一层厚度为约15至约200的金属氧化物层；(iv)所说的金属氧化物是选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、镧系金属氧化物，以及它们的混合物。
技术介绍
贯穿本申请的各种出版物、专利以及公开的专利申请都是以可鉴别的引证方式提及；这些文件的完整引证可在权利要求前的本说明书的末尾找到。在本申请中提及的出版物、专利以及公开的专利说明书的公开内容在此引入本专利技术公开内容中，以便更充分地描述本专利技术所属专业的状况。二极管、特别是用共轭有机聚合物组装的发光二极管(LED)，由于它们可应用于显像技术的潜力而吸引了各方关注(参见Burrough等人，1990，Braun等人，1991)。在聚合物LED中用作活性层的有希望的材料中有聚(亚苯基亚乙烯基)、PPV以及PPV的可溶性衍生物诸如聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基)、MEH-PPV，一种能隙Eg为-2.1eV的半导体聚合物。这种材料被更充分地描述于Wudl等人，1993a的论文中。另一种已描述过的在本申请中有用的材料是聚(2，5-双(胆甾烷氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基，即BCHA-PPV，这是一种具有能隙Eg值～2.2eV的半导体聚合物。这种材料被更详尽地描述于Wudl等人，，1993a、1993b的论文中。其它合适的聚合物包括，例如，Braun等人1992年描述的聚(3-烷基噻吩)及Berggren等人1992年描述的有关衍生物；Grem等人1992年描述的聚(对-亚苯基)以及Yang等人1993年描述的它的可溶性衍生物；还有Parker1994a描述的聚喹啉。共轭半导体聚合物与非共轭主体或载体聚合物的掺和物也可在聚合物LED中用作活性层，如Zhang等人在1994b所描述的那样。也可用含有两种或多种共轭聚合物的掺和物，如Yu等人在1997所描述的。一般，在聚合物LED中用作活性层的材料包括半导体共轭聚合物，更具体地说是呈现光致发光现象的半导体共轭聚合物，还更具体地说是呈现光致发光性并且是可溶性的、可从溶液加工成均匀薄膜的半导体共轭聚合物。在基于有机聚合物LED的领域中，一般是使用相对高功函的金属作为阳极，它被用来向半导体、电致发光聚合物的不然是充满的π-带中注入空穴。相对低功函的金属优选用作阴极材料，它被用来向半导体、电致发光聚合物的否则是空的π*-带中注入电子。在阳极被注入的空穴和在阴极被注入的电子，在活性层中经辐射重新结合从而发射出光。为合适的电极提出的标准被Parker详尽描述于1994b的论文中。用作阳极材料的典型的具有较高功函材料包括铟/锡氧化物的透明导电薄膜(参看，例如，Burrough等人1990，Braun等人1991的论文)。另外，以导电的翠绿亚胺盐形式存在的聚苯胺薄膜也可以使用(参看，例如Cao等人1997，Gustafsson等人，1992，Yang等人1994，1995和Yang，1998的论文)。优选铟/锡氧化物薄膜和以导电的翠绿亚胺盐形式存在的聚苯胺薄膜，因为作为透明的电极，这两种材料都允许由LED发射的光以有用的水平从装置中辐射出来。典型的适用作阴极材料的较低功函金属有诸如钙、镁、钡这类金属。碱金属显得太活泼，并且作为掺杂物掺入发射层(例如电致发光聚合物)时，会导致短路和不可接受的短的装置寿命。这些低功函金属的合金，例如，镁在银中的合金和锂在铝中的合金也是已知的(参看，例如，Vanslyke，1991a，1991b，Heeger等人，1995的论文)。电子注入阴极层的厚度一般在约200至约5000范围内(参看，例如，VanSlyke，1992，Friend等人，1993，Nakano等人，1994，Kido等人，1995的论文)。为在阴极形成连续的膜(充分覆盖)，所需膜厚度的低限为约200至500(参看，例如，Holmes等人，1996，Utsugi，1998，Scott等人，1996，Praker等人，1994c的论文)。除良好的覆盖以外，较厚的阴极层相信还能提供自身的密封，从而使氧和水蒸气与装置的活泼部份相隔开。不幸的是，虽然需要用低功函电极从阴极有效地注入电子以及得到满意的装置性能，但是低功函金属典型地是不稳定的，并容易在室温就和氧和/或水蒸气反应，在升高的温度下反应更剧烈。虽然已经尝试把这类低功函金属与较稳定的金属诸如，例如，铝或银，做成合金来试图改善对环境的稳定性，但得到的阴极仍然在装置的组装和加工过程中表现出对氧和/或水蒸气的稳定性。尽管有在构造聚合物LED中的种种改进，但在疲劳负荷试验过程中有一个固有的问题使装置的效率(和光输出)迅速衰减，尤其是在升高的温度条件下。这样，就需要用作有机(例如聚合物)LED中的电子注入接点的低功函阴极，它具有对氧和水蒸气反应的改进的稳定性，尤其在升高的温度下，从而使装置具有更长的寿命。碱金属、碱土金属和镧系金属是低功函金属，虽然它们具有较高的反应活性(例如，对氧和水蒸气)，但仍然用它们作为聚合物或有机发光二极管(LED)中的阴极，因为它们具有优良的电子注入接点的功能。申请人已经发现，含有金属氧化物的薄层的阴极(这些金属氧化物是选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、镧系金属氧化物和它们的混合物)，可生产出这样的LED，它可提供与类似的用普通(例如金属)阴极的LED相比具有可比较的或更好的初始性能(例如亮度和效率)以及可比较的或更长的操作寿命。专利技术的概述本专利技术的一个方面属于发光二极管(LED)，它包括(a)空穴注入阳极层；(b)电子注入阴极层；(c)发射层；其中(i)所说的发射层是插入在所说的阳极层和所说的阴极层之间；(ii)所说的发射层含有电致发光、半导体有机材料；(iii)所说的阴极层含有厚度为约5至约200的金属氧化物层，(iv)所说的金属氧化物是选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、镧系金属氧化物，以及它们的混合物。在一个实施方案中，所说的金属氧化物是选自碱金属氧化物。在一个实施方案中，所说的金属氧化物是选自锂、钠、钾、铷和铯的氧化物。在一个实施方案中，所说的金属氧化物是氧化锂。在一个实施方案中，所说的金属氧化物是选自碱土金属氧化物。在一个实施方案中，所说的金属氧化物是选自镁、钙、锶和钡的氧化物。在一个实施方案中，所说的金属氧化物是选自镁和钡的氧化物。在一个实施方案中，所说的氧化物是选自镧系金属氧化物。在一个实施方案中，所说的金属氧化物是选自钕、钐、和镱的氧化物。在一个实施方案中，所说的金属氧化物层具有约10至约100的厚度。在一个实施方案中，所说的金属氧化物层具有约20至约60的厚度。在一个实施方案中，所说的阴极层还进一步包括含有铝、银或铜的密封层。在一个实施方案中，所说的电致发光、半导体有机材料是一种电致发光、半导体有机聚合物。在一个实施方案中，所说的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，它包含： （ａ）空穴注入阳极层； （ｂ）电子注入阴极层； （ｃ）发射层； 其中： （ｉ）所说的发射层是插入在所说的阳极层和所说的阴极层之间； （ｉｉ）所说的发射层含有一种电致发光、半导体有机材料； （ｉｉｉ）所说的阴极层含有一层厚度为约５至约２００＊的金属氧化物层； （ｉｖ）所说的金属氧化物是选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、镧系金属氧化物以及它们的混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹镛，
申请(专利权)人：杜邦显示器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]