有机电致发光器件制造技术

本发明专利技术的目标是提供一种有机ＥＬ器件，该器件具有有机材料和无机材料两者的优点，效能高，使用期长，加工成本低。通过提供一种有机ＥＬ器件达到这一目标，该器件包含一对空穴注入电极２和电子注入电极６、插入电极２与６之间并参与发光功能的有机层４。有机层４包括含共轭聚合物的发光层，具有阻碍电子和传输空穴的传导路径的高电阻无机空穴注入和传输层３放置在有机层４与空穴注入层２之间。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术广义上讲涉及有机EL(电致发光)器件，更具体地说涉及用于器件中的无机/有机接点结构，该器件包括在给定电场中发光的有机化合物薄膜。
技术介绍
由于其能形成大面积，现在正对有机EL器件进行研发以便它能用作显示器。一般而言，有机EL器件基本上由在玻璃底物上形成的ITO或其它透明电极、层压在透明电极上的有机胺基空穴传输层、用含电导和发强光的材料如Alq3制成的有机发光层和在有机发光层上用含工作功能低的材料如MgAg制成的电极组成。根据本领域迄今的报道，在器件的结构中将一层或多层有机化合物层插在注入空穴电极和注入电子电极之间。有机化合物层为双层或三层结构。双层结构的例子是这样一种结构，其中在空穴注入电极和电子注入电极之间形成空穴传输层和发光层；也可以是这样一种结构，其中在空穴注入电极和电子注入电极之间形成发光层和空穴传输层。在典型的三层结构中，在空穴注入电极和电子注入电极之间形成空穴传输层、发光层和电子传输层。对具有所有功能的单层结构与聚合物或混合物体系一起也进行了报道。有机EL器件的典型结构如图3和4所示。在图3中，在放置于底物11上的空穴注入电极12和电子注入电极13之间形成空穴传输层14和发光层15，它们均由有机化合物制成。在此情况下，发光层15也行使电子传输层的功能。在图4中，在放置于底物11上的空穴注入电极12和电子注入电极13之间形成空穴传输层14、发光层15和电子传输层16，它们均由有机化合物制成。这些有机EL器件存在的共同问题是可靠性。原则上，有机EL器件包括空穴注入电极和电子注入电极，要求有机层从这些电极之间有效地注入和传输空穴和电子。但是，这些材料在加工器件时易损坏，会出现与电极的亲和势有关的问题。另一个问题是有机薄膜的损坏比LED或LD的更严重。电致发光(EL)器件在电场的影响下发光。形成此类EL的半导体层的行为通过从电极对注入半导体中的电子-空穴对的辐射组合显现出来。这样的实例是以GaP半导体或其它相同Ⅲ-Ⅴ族半导体为基础的发光二极管。虽然这些器件已在众多领域被有效地使用，但是由于其尺寸很小，导致其用作大面积显示器不仅困难，而且不经济。适用于大面积显示器的一些替代物在本领域已为人知。在这样的无机半导体中，ZnS最为有用。但是，这一体系中不可忽视的实际问题是其不良的可靠性。在涉及ZnS的机理中，一种载体在强电场中通过半导体被加速。一般认为这导致局部激发半导体，它随辐射散发而衰变。有机材料中，已知简单芳香分子如蒽、蔻和苝呈现电致发光性。这些材料的实际问题是象ZnS的情况一样它们不仅缺乏可靠性，而且将形成的有机层与注入电流电极层粘结也十分困难。升华或其它处理有机材料的技术问题是由于其软度的原因，所得结果层易受再结晶的影响。如对适当改性的芳香化合物进行Langumir-Blodgett蒸发之类的技术导致膜降解、活性物稀释和生产成本增加。使用蒽的电致发光器件已在美国专利3621321中公开，这种器件的缺点是尽管是低效率发光，但是仍消耗很多的能量。关于改进的器件，美国专利4672265描述了一种电致发光器件，该器件具有含发光层的双层结构。但是，提议用于双层结构的物质是具有上述缺点的有机材料。JP-A 10-92576公开了一种电致发光器件，其包括由含至少一种共轭聚合物的半导体层制成的又薄又紧密的聚合物膜、与半导体层的第一表面接触的第一接触层和与半导体层的第二表面接触的第二接触层。半导体层的聚合物膜中外部电荷载体的浓度是如此之低以致于当通过半导体层将电场施于第一接触层与第二接触层之间，且第二接触层相对于第一接触层为正时，可将电荷载体注入半导体层中以便半导体层发光。共轭聚合物本身也在本领域已为人知，在例如欧洲专利申请号0294061中已提出了聚合物在调光器中的实际应用。在此情况下，在位于第一和第二电极之间的调制结构中将聚乙炔用作活性层。进而要求在电极与活性层之间安置一个绝缘层以便在活性层形成一个对调光效应有影响的立体电荷区。但是，立体电荷区的存在导致不可能得到衰变发光的电子/空穴对。换言之，这样的结构不可能表现出电致发光性。在任何情况下，由于调光效应遭到破坏，在欧洲专利申请号0294061中得到的电致发光性是不希望得到的。为了解决这样的问题，利用有机材料和无机半导体材料两者的优点的方法已得到重视。这即是说，已设想采用有机/无机半导体接点结构，其中有机空穴传输层被无机P-型半导体取代，这样的设想在日本专利号2636341和JP-A2-139893、2-207488和6-119973中已有体现。但是，要得到在发射性能和器件的基本可靠性方面比先有技术的有机ELs优越的有机EL器件仍有困难。专利技术概述本专利技术的一个目标是提供一种有机EL器件，该器件具有有机材料和无机材料两者的优点，效能高，使用期长，加工成本低。通过下述的实施方案达到上述目标。(1)一种有机EL器件，其包括空穴注入电极、电子注入电极和插入这些电极之间具有发光功能的有机层，所说的有机层包括含共轭聚合物的发光层，和插入所说的有机层与所说的空穴注入电极之间、能阻止电子和具有传输空穴的传导路径的高电阻无机空穴注入和传输层。(2)(1)中的有机EL器件，其中，所说的高电阻无机空穴注入和传输层的电阻率在1至1×1011Ω.cm之间。(3)(1)或(2)中的有机EL器件，其中所说的高电阻无机空穴注入和传输层包含至少一种金属和/或所说金属的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。(4)(1)至(3)中任一项的有机EL器件，其中所说的高电阻无机空穴注入和传输层包含主要组分为以(Si1-xGex)Oy表示的硅和/或锗的氧化物，其中0≤x≤1和1.7≤y≤2.2，并且进一步包含至少一种功函至少为4.5eV的金属和/或所说金属的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。(5)(4)中任一项的有机EL器件，其中所说金属是选自Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、Ir、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd和Co的至少一种。(6)(4)或(5)中的有机EL器件，其包含0.2-40mol％的所说金属和/或所说金属的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。(7)(1)至(6)中任一项的有机EL器件，其中所说的高电阻无机空穴注入和传输层的厚度在0.2至100nm之间。附图的简要描述附图说明图1为本专利技术中有机EL器件的一个基本实施方案的剖面简图。图2为本专利技术中有机EL器件的另一个基本实施方案的剖面简图。图3为先有技术中有机EL器件的一个设计例子的剖面简图。图4为本专利技术中有机EL器件的另一个设计例子的剖面简图。功能本专利技术的有机EL器件中，优选使用聚(对亚苯基亚乙烯基)作为发光层的共轭聚合物。优选地，聚合物膜的厚度应均匀，在大约10nm至大约5μm之间，共轭聚合物的半导体谱带间隔在1eV至3.5eV之间。也优选在聚合物膜的电致发光区中有足够高的共轭聚合物比例以确保存在于聚合物膜中共轭聚合物内的电荷迁移。此处所用的”共轭聚合物”意指沿聚合物主要骨架有离域π键电子体系的聚合物。离域π键电子体系使聚合物产生半导体性质，赋予聚合物具有传输沿聚合物骨架有高迁移度的正和负电荷载体的能力。这样的聚合物在R.H.Friend的论文，《分子电子学杂志》(Journalof Molecu本文档来自技高网...

【技术保护点】
有机ＥＬ器件，其包括：空穴注入电极、电子注入电极和插入这些电极之间并具有发光功能的有机层，所说的有机层包括含共轭聚合物的发光层，和插入所说的有机层与所说的空穴注入电极之间、能阻碍电子和具有传输空穴的传导路径的高电阻无机空穴注入和传输层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：荒井三千男，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]