[发明专利]有机电致发光器件

说明书

本发明涉及一种有机电致发光器件或元件(下文中还称为“有机EL器件”)，其可用作例如平面光源或用于显示装置。

最近，其中的发光层即光发射层形成于一种特殊的有机化合物的有机EL器件得到关注。最近的关注起因于这种有机EL器件能实现可低压运行的大面积显示装置。为了得到高效EL器件，如在Appl.Phys.Lett.，51，913(1987)中报道的Tang等已成功地获得了一种EL器件，该器件具有一种结构，其中具有不同载流子运输特性的有机化合物层层叠从而经由阳极或阴极很均衡地分别引入孔穴和电子。此外，由于有机化合物层的厚度小于或等于2000，EL器件可显示出实际应用足够的高发光度和高效率；即在使用电压不超过约10伏特时，大约1000cd/m²的发光度和约1％的外部量子效率。

在这种高效EL器件中，为了降低在从金属电极注入电子的过程中会引起问题的能量势垒，Tang等曾使用低功函的镁(Mg)结合一种本质上被认为是电绝缘物质的有机化合物。然而，由于镁不稳定和易于氧化，以及对有机层表面的附着力差，镁在制成合金后使用。冶制合金是通过蒸汽共沉积或同时蒸发镁和银(Ag)，银相对稳定并对有机层表面有良好附着力。

Toppan Printing Co.(参见：应用物理学，第51届年会(51st periodicalmeeting，Society of Applied Physics)，Preprint 28a-PB-4，p.1040)和Pioneer Co.(参见：应用物理学，第54届年会(54th periodical meeting，Society of Applied Physics)，Preprint 29p-ZC-15，p.1127)的研究人员在锂(Li)的使用方面取得了进展，锂具有比镁更低的功函，并且锂与铝合金得到稳定的阴极，从而体现出比使用镁合金的EL装置更低的驱动电压和更高的发光度。此外，如在IEEE Trans.Electron Devices.，40，1342(1993)中报道，本申请的发明人已发现在EL器件中双层阴极能有效获得低驱动电压，这种双层阴极的生产是将锂(Li)单独沉积在有机化合物层上，层厚约10，接着将银(Ag)层叠在沉积的锂层上。

最近，Uniax Co.的Pei等通过用锂盐掺杂在聚合发光层中以降低EL器件的驱动电压(参见Acience，269，1086(1995))。这种掺杂方法目的是将分散于聚合发光层中的锂盐分离，使锂离子和平衡离子分别分布于阴极和阳极附近，如此保证位于电极附近的聚合物分子在原处掺杂。根据这一方法，由于阳极附近的聚合物被作为供体掺杂剂的锂(即供电子掺杂剂)还原，因而与不含锂掺杂剂的相似方法相反，含有游离阳离子的状态的还原的聚合物，从阴极注入电子的势垒显著降低。

最近，本申请的发明人还发现通过将碱金属如锂等、碱土金属如锶等、稀土金属如钐等掺杂进邻接阴极电极的有机层中可降低EL器件的驱动电压(参见SID97，Digest，p.775)。人们相信能够获得这种驱动电压的降低是因为从阴极射出电子的势垒由于向邻接电极的有机层掺杂金属产生的游离阴离子状态而显著降低。

然而，由于电极的氧化或其他原因，器件的退化能导致上述EL器件使用镁或锂合金为电极材料。此外，使用这种合金电极的缺点在于限制了适合于电极的电极材料的选择，这是因为使用的电极材料必需同时满足作为布线材料的功能的需要。而且，当锂层的厚度超过20，上述由本发明人研制的双层电极不能用作阴极(参见IEEE Trans.Electron Devices.，40，1342(1993))，因为当锂层以定制约10的显著降低厚度沉积时难于控制层厚，上述双层电极还有低再现性的缺陷。此外，在Pei等发展的原处掺杂方法中，将锂盐加入发光层中引起它们在电场中离解，关于离解离子到具有控制速度的电极闭合端附近的传送时间有问题，因而导致器件的反应速度显著降低。

而且，在包括了在有机层中掺杂作为掺杂剂的金属的方法中，在有机层的形成过程中必须精确控制掺杂剂的浓度，因为掺杂浓度可能影响得到的器件的性能。

本发明是为了要解决现有技术EL器件的上述问题，本发明的目的之一是按照一种简单和可靠的方法降低从阴极射电子入有机化合物层的能量势垒从而在不考虑阴极材料的功函的情况下保证EL器件的低驱动电压。

本发明的另一目的是提供一种能保证令人满意的特性的器件(有机EL器件)，该器件的特性类似或优于那些使用上述合金作电极材料而得到的，即使是只使用现有技术中常用作布线材料的铝或其他低成本稳定金属作为阴极材料。