[发明专利]有机场致发光器件

说明书

技术领域 

本发明涉及有机场致发光(EL)器件，更具体地说，本发明涉及用于在电场作用下能使有机化合物薄膜发光的一类器件中的无机/有机结结构。

背景技术

由于有机EL器件能成形在大面积玻璃上，因而，对有机EL器件在显示器方面的应用已进行了大量的研究开发。一般来说，有机EL器件的基本结构包括玻璃基体、锡掺杂的氧化铟(ITO)等透明电极、有机胺化合物空穴输运层、由具有电子导电性和强发光性的有机发光材料如羟基喹啉铝配合物(Alq₃)构成的发光层以及具有低逸出功的金属电极如MgAg，其中各层是按所述顺序叠合在基体上的。

至今，在已报导的这类器件结构中，空穴注入电极与电子注入电极之间是夹有一层或多层有机化合物层的，常见的有机化合物层有两层结构或三层结构。

对于两层结构来说，可以有两种情况，一种结构是在空穴注入电极与电子注入电极之间形成有空穴输运层和发光层；另一种结构是在空穴注入电极与电子注入电极之间形成有发光层和电子输运层。对于三层结构来说，在空穴注入电极与电子注入电极之间形成有空穴输运层、发光层和电子输运层。此外，由一层起全部作用的单层结构也是众所周知的，这种结构也是由聚合物或混合物系统构成的。

图3和图4图示了有机EL器件的典型结构。

在图3中，在基体11上面，空穴注入电极12与电子注入电极13之间形成有空穴输运层14和发光层15，这两层都是有机化合物制成的。在这种结构中，发光层15同时也起电子输运层的作用。

在图4中，在基体11上面，空穴注入电极12和电子注入电极13之间形成有空穴输运层14、发光层15和电子输运层16，这三层都是有机化合物制成的。

对这些有机EL器件来说，都存在可靠性问题，更具体地说，从原理上讲有机EL器件需有空穴注入电极和电子注入电极以及能有效地从两电极间分别注入、输运空穴和电子的有机层。然而，形成有机层的有机材料存在制造过程中易受损坏，与电极的亲和性又低的问题；另一个问题是，与发光二极管(LED)和激光二极管(LD)相比，有机薄膜的老化要快得多。

EL器件是在电场作用下发光的，构成这种EL器件的半导体层的作用在于从一对电极注入半导体层的电子-空穴对能在层内发生辐射复合。例证性器件是由GaP和类似的第Ⅲ族-第V族半导体制造的发光二极管(LED)，虽然这些器件的效能良好并已获得广泛的应用，但它们的体积很小，因而不仅难以应用于大面积显示，而且也是不经济的。已知有几类材料可适用作大面积显示的替代品，在一些无机半导体中，ZnS是最适用的。然而，ZnS系统存在包括缺乏可靠性在内的某些严重缺点。与ZnS有关的一种例证性机理认为：在强电场作用下，一类载流子通过半导体而加速，因而会使经辐射发光而弛豫的半导体产生局部激发。

大家都知道，诸如蒽、苝和蔻的简单芳族分子是呈场致发光性的。

就实际应用来说，这些有机材料不仅象ZnS那样存在缺乏可靠性的问题，而且还存在有机层难以与电流注入电极层相连接的问题。

升华法淀积有机材料技术存在淀积层软、易于发生再结晶的问题。

适当改性的芳族化合物以Langmuir-Blodgett真空镀膜技术所形成的镀膜存在膜质量差、活性物质浓度低以及制造成本高的缺点。

美国专利USP3621321公开了一种采用蒽的EL器件，这种器件存在电能消耗高和发光强度低的问题。

美国专利USP4672265公开了另一种改进的器件，它是一种包括两层结构发光层的EL器件。

然而，用于该两层结构的材料仍是有上述问题的有机材料。

日本专利公开公报特开平10-92576公开了一种包含由至少一种共轭聚合物构成的薄而致密的聚合物膜半导体层，与半导体层的第一表面相接的第一接触层以及与半导体层的第二表面相接的第二接触层的场致发光器件，该半导体层聚合物膜具有足够低的外部电荷载流子浓度，当向半导体层两端的第一接触层与第二接触层之间施加电场，并使第二接触层的电势相对于第一接触层为正时，电荷载流子就会被注入半导体层中而使半导体层发光。