[发明专利]有机电致发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及具有扩散屏障的有机电致发光器件的领域，并且涉及制造这样的OLED的方法。

背景技术

诸如有机光电器件或有机发光器件（OLED）之类的有机电子器件包括若干功能层，其中空穴输运层和电子输运层通常分别为p掺杂和n掺杂以改善来自电极的电荷注入性质并且降低电阻率损耗以得到总体增强的器件性能。这些有机电子器件具有大量不同的有机层结构。作为示例，白光发射OLED可以具有带有多个不同发光分子的发光层以从该单个层生成白光发射、每一个发射不同颜色的光的多个发光层的堆叠或者每一个包括夹在附加功能层之间的至少一个发光层的发光单元，其中这些单元中的两个或更多个布置在彼此的顶部上（堆叠的单元）以便作为堆叠的OLED发射白光。掺杂有机层也频繁使用在堆叠的OLED中以形成多个发射单元之间的串联连接，从而提供实现以高辉度水平和长寿命的高效白色OLED的技术。

US 2010/0288362 A1公开了一种具有改进的性能的有机电子器件，其可以用作太阳能电池或者用作堆叠的有机发光器件。

为了提供随时间递送稳定性能的OLED，有机层中的掺杂条件（掺杂浓度）必须随时间是稳定的以保证甚至在数百个操作小时之后的最佳性能。由于在操作期间有机电子器件的操作导致高达100℃的升高的温度并且对于特殊应用甚至要求在略微高于100℃的升高的温度处的操作，因此有机层及其组成在升高的温度处必须是稳定的。另外，有机层在暴露于光（特别是UV光）时必须是稳定的。存在对于提供展示出随时间尽可能稳定的卓越性能的这样的有机电子器件的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有随时间尽可能稳定的卓越性能的有机电子器件。

该目的通过一种有机电子器件来实现，该有机电子器件具有衬底、布置在衬底的顶部上的第一电极和布置在第一电极的顶部上的包括一个或多个有机层和第二电极的功能层堆叠，其中有机电子器件还包括布置成与有机层中的至少一个接触的充当抵御原子、离子或分子扩散到该有机层中或从该有机层扩散的扩散屏障的至少一个基本上透明和导电的石墨烯层。有机电子器件的可能应用可以是光电电池或有机发光器件。衬底承载沉积在衬底的顶部上的所有层。术语“衬底的顶部上的第一电极”涵盖以下可能性：（a）第一电极直接布置在衬底的顶部上；或者（b）存在布置于第一电极和衬底之间的附加层。第一和第二电极层由导电材料制成，例如以便能够向布置在第一和第二电极之间的功能层堆叠的层的部分施加操作电压。被布置为层的第一和第二电极是阳极和阴极或者反之亦然，这取决于期望的应用和功能层堆叠内的有机层的布置。功能层堆叠的有机层可以都布置在第一和第二电极之间，或者可以存在布置于背离衬底的功能层堆叠的侧面上的第二电极的顶部上的一个或多个有机层。功能层堆叠指代在被操作时贡献于有机电子器件的性能的层。例如初始组成的有机层的性质被最优化以提供最佳性能。由于扩散效应，特别是在掺杂层的情形中，引起初始组成的改变并且因而引起有机层的功能性质的降级，因此应当尽可能有效地防止原子、离子或分子从一个有机层扩散到邻近的有机层中或者从电极扩散到有机层堆叠中。石墨烯包括布置在二维晶体中的sp²键合碳。它的芳香环的高电子密度提供充足的电磁力以抵制原子、离子和分子穿过这些芳香环。由石墨烯制成的对应层因此将提供对原子、离子和分子的扩散屏障，其至少强烈地阻碍原子、离子和分子穿过石墨烯层。因此可以保护有机层以抵御通过石墨烯层的扩散。扩散防止的程度取决于石墨烯层的组成和结构。包括嵌入在粘合剂基体中的具有有限尺寸的石墨烯结构的石墨烯复合层包括通过嵌入的石墨烯结构周围的粘合剂基体的数个扩散通道。扩散的抑制将随着相同层厚度的石墨烯复合层内部的石墨烯结构的量增加而增加。然而，扩散屏障在由sp²键合碳的二维晶体的若干层制成的石墨烯层的情况中更为有效。最优选的扩散屏障利用布置在二维晶体中的sp²键合碳的单个层来实现。作为示例，先前所描述的石墨烯层将有效地阻碍或者甚至防止分子n型掺杂物和p型掺杂物的扩散。这同样适用于气体和水分，其是针对有机电子器件的性能的关键物质。有机电子器件可以是任何器件，其中电压被施加到充当阳极和阴极的电极来作为有机电子器件的操作电压，例如在有机发光器件中，或者电流可以从作为电极的阳极和阴极提取，例如在光电电池中。第一和第二电极在非透明电极的情况中可以由诸如Al之类的金属制成，或者在透明电极的情况中可以由铟锡氧化物（ITO）制成。