專利名稱：有機電致發(fā)光器件和器件組,在器件中發(fā)射光譜的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光器件(下文中還稱作“有機EL器件”)、有機電致發(fā)光器件組、以及一種控制由該有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)射光譜的方法。
最近的關注集中于具有由特定有機化合物形成的光發(fā)射或發(fā)光層的有機電致發(fā)光器件，因為這種有機電致發(fā)光器件能實現可在低驅動電壓下運行的大面積顯示裝置。為了得到高效EL器件，如在Appl．Phys．Lett．，51，913(1987)中報道，Tang等人已成功地獲得了一種EL器件，該器件具有這樣一種結構，其中將具有不同載流子傳遞特性的有機化合物層進行層疊，從而經由陽極或陰極很均衡地分別引入空穴和電子。此外，由于有機化合物層的厚度小于或等于2000，該EL器件可顯示出足以實際應用的高亮度和高效率，即在應用電壓不超過約10伏特時，1000cd／m2的亮度和1％的外部量子效率。
在上述高效EL器件中，為了降低在從金屬電極注入電子的過程中會引起問題的能量勢壘，Tang等人使用低功函的鎂(Mg)結合一種本質上被認為是電絕緣物質的有機化合物。但由于鎂易于氧化且不穩(wěn)定，以及對有機層表面的附著力差，鎂通過合金化，即，通過蒸汽共沉積鎂與銀(Ag)來使用，其中銀相對穩(wěn)定并對有機層表面有良好附著力。
另一方面，Toppan Printing Co．(參見應用物理學，第51屆年會，Preprint 28a-PB-4，p．1040)和Pioneer Co．(參見應用物理學，第54屆年會，Preprint 29p-ZC-15，p．1127)的研究人員在鋰(Li)的使用方面取得了進展，鋰具有比鎂更低的功函，并且鋰與鋁合金得到穩(wěn)定的陰極，從而體現出比使用鎂合金的EL裝置更低的驅動電壓和更高的亮度。
此外，如在IEEE Trans．Electron Devices．，40，1342(1993)中報道，本申請的發(fā)明人已發(fā)現，雙層陰極能在EL器件中有效獲得低驅動電壓，這種雙層陰極的生產是將鋰(Li)以約10的甚低層厚沉積在有機化合物層上，然后將銀(Ag)層疊在如此沉積的鋰層上。
正如日本未審專利公開(Kokai)№63-264692所公開，如果有機化合物層的厚度被控制不超過1μm(基本上為0．2μm或更低)，那么通過使用上述EL器件有可能在實際應用可接受的低壓下運行該器件，即使在形成有機化合物層時使用基本上為電絕緣材料的有機化合物。
此外，正如日本未審專利公開(Kokai)№10-270171所公開，本申請的發(fā)明人已發(fā)現，如果將具有低功函的金屬，如堿金屬、堿土金屬和過渡金屬(包括稀土金屬)、和有機電子接受化合物通過共沉積以預定比率混合形成電子注入層，那么所得EL器件可在低驅動電壓下運行而與陰極的功函無關。在該EL器件中，能夠用作有機化合物的還原劑的供體(給電子)摻雜劑物質，即，金屬被事先摻雜到要與陰極接觸的有機化合物層，因此有機化合物就作為還原形式的分子而保留；即，有機化合物的分子在其中接受或注入電子。結果，降低了由陰極電子注入到有機化合物層時的勢壘，從而保證該EL器件相對已有技術EL器件的低壓驅動。此外，在形成陰極時，可以使用任何常用作布線材料的穩(wěn)定金屬，如鋁(Al)。因此，如果將有機化合物與金屬的合適組合應用到金屬摻雜層上，那么相對僅由有機化合物構成的已有技術層，可防止驅動電壓的增加，而且即使將金屬摻雜層的層厚增加至微米級水平，也可得到這種效果。即，在該EL器件中，可以去除驅動電壓對金屬摻雜層的層厚的依賴性。
再次參照由Tang等人開發(fā)的上述EL器件，將氧化銦-錫作為陽極涂覆在玻璃基材上。但在由Tang等人開發(fā)的器件中，使用ITO陽極以實現接近歐姆接觸的良好接觸被認為是由于不能預料的運氣而造成的，因為在空穴注入到有機化合物時，ITO陽極往往用作由金屬氧化物制成的透明陽極以滿足在平面區(qū)發(fā)光的要求，而且這種ITO電極可具有不超過5．0ev的較大功函。
此外，在由Tang等人提出的EL器件中，將厚度不超過200埃的銅酞菁(以下稱作CuPc)層插入陽極和空穴傳遞有機化合物層之間以進一步提高陽極界面區(qū)的接觸效率，從而能夠在低壓下運行。
此外，Pioneer Co．，Ltd．的研究人員已通過使用星爆發(fā)型芳基胺化合物而獲得類似效果，這是由Osaka大學的Shirota等人提出的。
CuPc化合物和星爆發(fā)(starburst)型芳基胺化合物具有功函小于ITO以及空穴電荷遷移率較高的特性；因此，除了低壓驅動，它們還可由于改進了界面接觸而提高EL器件在連續(xù)驅動時的穩(wěn)定性。
另一方面，正如日本未審專利公開(Kokai)№10-49771所公開，本申請的發(fā)明人已經發(fā)現，如果使用共同沉積法，以預定比率，將Lewis酸化合物和有機空穴傳遞化合物混合形成空穴注入層，那么所得EL器件可在低驅動電壓下運行而與陽極的功函無關。在該EL器件中，能夠用作有機化合物的氧化劑的Lewis酸化合物事先被摻雜到要與陽極接觸的有機化合物層中，因此有機化合物就作為氧化形式的分子而保留。結果，降低了由陽極空穴注入到有機化合物層時的勢壘，從而保證該EL器件相對已有技術EL器件的低壓驅動。因此，如果將有機化合物與Lewis酸化合物的合適組合應用到空穴注入層上，那么相對僅由有機化合物構成的已有技術層，可避免驅動電壓的增加，而且即使將空穴注入層的層厚增加至微米級水平，也可得到這種效果。即，在該EL器件中，可以去除驅動電壓對空穴注入層的層厚的依賴性。該EL器件的細節(jié)應該參考日本聚合物學會第47屆例會的預印集，第47卷，№9，1940頁(1998)。
此外，已通過其它途徑來改進有機EL器件，因為EL器件的發(fā)射光譜依賴于由有機染料產生的熒光，因此其半寬一般較大。發(fā)射光譜的這種較大半寬不能充分滿足該器件的色調控制要求。
正如日本未審專利公開(Kokai)№8-213174所公開，Nakayama等人(Hitachi Ltd．)已成功地將光學共振器功能賦予了EL器件，從而提高了由該器件發(fā)出的光的顏色純度。該發(fā)明在玻璃基材與透明ITO電極之間提供了一半透明反射層以控制發(fā)光層與背部電極(陽極)之間的光學距離(光學路徑的長度)。
Tokitoh等人(Kabushikikaisha Toyota Chuo Kenkyusho)也采用了與Nakayama等人類似的層結構。即，正如日本未審專利公開(Kokai)№9-180883所公開，Tokitoh等人已使用類似的層結構確定出得到單發(fā)射模式時的光學路徑長度，這樣可保證單色性和在前方方向上的強方向性。
可以理解，以上EL器件都具有這樣一種層結構，其中半透明反射層被夾在作為陽極的透明導電層與玻璃基材之間，所述半透明反射層利用濺射或類似技術，通過交替沉積具有不同折射指數的薄層如TiO2和SiO2而形成，且在反射層與作為反射鏡的陽極之間形成了一種光學共振器結構。但為了得到足以實現光干涉作用的有效光學路徑長度，如果要象已有技術有機EL器件那些，使用僅有機化合物來形成這些EL器件中的電荷注入層，那么除了形成有機層，還需要按照上述方式提供半透明反射層。
本發(fā)明是為了解決已有技術EL器件的上述問題，其中本發(fā)明的一個目的是提供一種EL器件，其中驅動低壓可通過形成要與作為金屬摻雜層的陰極接觸的電子注入層，或通過形成要與用作化學摻雜層的陽極接觸的空穴注入層而降低；同時，減少驅動電壓對金屬摻雜層或化學摻雜層的層厚的依賴性，從而用作電子注入層或空穴注入層的發(fā)射光譜控制層。
為了實現上述目的，提供了一種有機電致發(fā)光器件，包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；以及摻雜有能夠用作給電子摻雜劑的金屬的有機化合物層，該有機化合物層作為金屬摻雜層位于與陰極的界面表面上。由該有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜可通過改變金屬摻雜層的層厚而控制。
優(yōu)選的是，該金屬摻雜層包括至少一種選自堿金屬、堿土金屬和過渡金屬(包括稀土金屬)的金屬，該金屬的功函不超過4．2eV。
優(yōu)選的是，該金屬以與有機化合物0．1-10的摩爾比包含在所述金屬摻雜層中。
優(yōu)選的是，該金屬摻雜層的層厚不低于500埃。
在一個實施方案中，金屬摻雜層中的有機化合物可用作金屬摻雜層中金屬離子的配體。
在一個實施方案中，金屬摻雜層包括具有不同層厚的分割區(qū)。
優(yōu)選的是，分割區(qū)分別包括以矩陣形式排列的圖像元素組。
優(yōu)選的是，分割區(qū)都具有受控的層厚以在每個分割區(qū)中得到特定的發(fā)射光譜。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一組有機電致發(fā)光器件，每個有機電致發(fā)光器件都包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；以及摻雜有能夠用作給電子摻雜劑的金屬的有機化合物層，該有機化合物層作為金屬摻雜層位于與陰極的界面表面上。通過控制每個有機電致發(fā)光器件中的金屬摻雜層的層厚，使得由每個有機電致發(fā)光器件發(fā)出的光具有不同的發(fā)射光譜。
優(yōu)選的是，該金屬摻雜層包括至少一種選自堿金屬、堿土金屬和過渡金屬(包括稀土金屬)的金屬，該金屬的功函不超過4．2eV。
優(yōu)選的是，該金屬以與有機化合物0．1-10的摩爾比包含在所述金屬摻雜層中。
優(yōu)選的是，該金屬摻雜層的層厚不低于500埃。
在一個實施方案中，金屬摻雜層中的有機化合物可用作金屬摻雜層中金屬離子的配體。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制由有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜的方法，所述有機電致發(fā)光器件包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層、以及摻雜有能夠用作給電子摻雜劑的金屬的有機化合物層，該有機化合物層作為金屬摻雜層位于在發(fā)光層側與陰極的界面表面上。該方法包括，改變金屬摻雜層的層厚來控制由每個有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜。
優(yōu)選的是，通過改變金屬摻雜層的層厚來控制兩個或多個有機電致發(fā)光器件中的發(fā)光光譜，同時這些有機電致發(fā)光器件在相同的驅動電壓下運行而與每個有機電致發(fā)光器件中的金屬摻雜層的層厚無關。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種有機電致發(fā)光器件，包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；以及摻雜了具有Lewis酸性能的電子接收化合物的有機化合物層，該有機化合物層作為化學摻雜層位于與陽極的界面表面上。有機電致發(fā)光器件的發(fā)光光譜通過改變化學摻雜層的層厚來控制。
在一個實施方案中，該化學摻雜層是一層在摻雜時，通過在真空中共沉積所述電子接收化合物而形成的有機化合物。
在另一實施方案中，化學摻雜層是一層在涂布一種涂料溶液時形成的有機化合物，該涂料溶液通過將構成有機化合物層的有機化合物與電子接收化合物在溶液中進行反應而制成。
優(yōu)選的是，構成有機化合物層的有機化合物是一種聚合物。
在一個實施方案中，以與構成有機化合物層的有機化合物0．1-10的摩爾比，有機化合物層包括電子接收化合物。
在一個實施方案中，以與構成有機化合物層的活性單元0．1-10的摩爾比，有機化合物層包括電子接收化合物。
優(yōu)選的是，該化學摻雜層的層厚不低于50埃。
在一個實施方案中，電子接收化合物包括一種無機化合物。
優(yōu)選的是，該無機化合物包括選自氯化鐵、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦和五氯化銻中的至少一種。
在另一實施方案中，該電子接收化合物包括一種有機化合物。
在一個實施方案中，該有機化合物包括三硝基芴酮。
優(yōu)選的是，該化學摻雜層包括具有不同層厚的分割區(qū)。
優(yōu)選的是，每個分割區(qū)都包括以矩陣形式排列的圖像元素組。
優(yōu)選的是，其中每個分割區(qū)具有受控層厚以在每個分割區(qū)中得到特定的發(fā)射光譜。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一組有機電致發(fā)光器件，每個有機電致發(fā)光器件都包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層。每個有機電致發(fā)光器件包括摻雜了具有Lewis酸性能的電子接收化合物的作為化學摻雜層的有機化合物層，該有機化合物層位于在有機電致發(fā)光器件發(fā)光層側與陽極的界面表面上。通過改變每個有機電致發(fā)光器件中的化學摻雜層的層厚，使得由有機電致發(fā)光器件發(fā)出的光具有不同的發(fā)射光譜。
在一個實施方案中，該化學摻雜層是一層在摻雜時，通過在真空中共沉積所述電子接收化合物而形成的有機化合物。
在另一實施方案中，化學摻雜層是一層在涂布一種涂料溶液時形成的有機化合物，該涂料溶液通過將構成有機化合物層的有機化合物與電子接收化合物在溶液中進行反應而制成。
優(yōu)選的是，構成有機化合物層的有機化合物是一種聚合物。
在一個實施方案中，以與構成有機化合物層的有機化合物0．1-10的摩爾比，有機化合物層包括電子接收化合物。
在一個實施方案中，以與構成有機化合物層的活性單元0．1-10的摩爾比，有機化合物層包括電子接收化合物。
優(yōu)選的是，該化學摻雜層的層厚不低于50埃。
在一個實施方案中，電子接收化合物包括一種無機化合物。
在另一實施方案中，該電子接收化合物包括一種有機化合物。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制由有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜的方法，所述有機電致發(fā)光器件包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；以及摻雜了具有Lewis酸性能的電子接收化合物的作為化學摻雜層的有機化合物層，該有機化合物層位于在發(fā)光層側與陽極的界面表面上。該方法包括，通過改變化學摻雜層的層厚來控制由有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜。
優(yōu)選的是，化學摻雜層的層厚可通過變化來控制兩個或多個有機電致發(fā)光器件的發(fā)射光譜，同時這些有機電致發(fā)光器件在基本上相同的驅動電壓下運行而與每個有機電致發(fā)光器件中的化學摻雜層的層厚無關。
通過以下說明并參考附圖，本發(fā)明可得到更清楚的理解，其中

圖1是說明按照本發(fā)明的第一實施方案的有機EL器件的層疊結構的橫截面圖；圖2是說明本發(fā)明第一實施方案有機EL器件和對比例有機EL器件的偏壓與亮度之間關系的圖；圖3是說明本發(fā)明第一實施方案有機EL器件和對比例有機EL器件的電流強度與亮度之間關系的圖；圖4給出了本發(fā)明第一實施方案有機EL器件的發(fā)射光譜；圖5是說明本發(fā)明第一實施方案有機EL器件和對比例有機EL器件的偏壓與電流強度之間關系的圖；圖6給出了本發(fā)明第一實施方案有機EL器件的發(fā)射光譜；圖7是說明按照本發(fā)明的第二實施方案的有機EL器件的層疊結構的橫截面圖；圖8給出了本發(fā)明第二實施方案有機EL器件的發(fā)射光譜；圖9是說明本發(fā)明第二實施方案有機EL器件和對比例有機EL器件的偏壓與亮度之間關系的圖；圖10是說明本發(fā)明第二實施方案有機EL器件和對比例有機EL器件的偏壓與電流強度之間關系的圖；圖11給出了彩色顯示器件的圖像元素的示意圖。
以下通過參考用于實現本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進一步描述本發(fā)明。
圖1是橫截面示意圖，說明了按照本發(fā)明第一方面的有機EL器件。玻璃基體(透明基體)1包括，按照以下順序層疊在其表面上的透明陽極2、具有空穴傳遞性能的空穴傳遞層3、發(fā)光層4、金屬摻雜層5和陰極6。在這些EL器件(層)中，玻璃基體(透明基體)1、透明陽極2、空穴傳遞層3、發(fā)光層4、和陰極6都是常規(guī)有機EL器件中所熟知的，而金屬摻雜層5是由本發(fā)明第一方面提出的特定EL器件部件。
除了EL器件的已說明的層疊結構，本發(fā)明第一方面的有機EL器件可包括其他層疊結構如陽極／發(fā)光層／金屬摻雜層／陰極、陽極／空穴傳遞層／發(fā)光層／金屬摻雜層／陰極、陽極／空穴傳遞層／發(fā)光層／電子傳遞層／金屬摻雜層／陰極；陽極／空穴注入層／發(fā)光層／金屬摻雜層／陰極、陽極／空穴注入層／空穴傳遞層／發(fā)光層／金屬摻雜層／和陰極、陽極／空穴注入層／空穴傳遞層／發(fā)光層／電子傳遞層／金屬摻雜層／陰極、和其它結構。本發(fā)明第一方面的有機EL器件可具有任何層疊結構，只要金屬摻雜層5位于與陰極6的界面表面上。
在有機EL器件中，由陰極至基本上為電絕緣材料的有機化合物層的電子注入工藝是基于有機化合物在陰極表面上的還原作用，即，形成自由基陰離子態(tài)(參見Phys．Rev．Lett．，14，229(1965))。在本發(fā)明第一方面的有機EL器件中，由于可用作有機化合物的還原劑的供體(給電子)摻雜劑物質，即，金屬已事先摻雜在與陰極接觸的有機化合物層中，因此可以減少在由陰極電子注入到有機化合物層時的勢壘。所示EL器件的金屬摻雜層5是已摻雜能夠以上述方式用作供體摻雜劑的金屬的有機化合物層。由于金屬摻雜層包含已被摻雜劑還原的分子，即，金屬摻雜層具有在其中接受或由其注入的電子，電子注入的勢壘小，因此與已有技術的EL器件相比，可以降低EL器件的驅動電壓。此外，可以使用一種穩(wěn)定的金屬材料如鋁(Al)作為該EL器件的陰極材料，它是一種常規(guī)的布線材料。在這種情況下，所用的供體摻雜劑并不局限于任何特定的摻雜劑，只要它能夠還原有機化合物。優(yōu)選的是，該供體摻雜劑是一種堿金屬如Li或類似物、堿土金屬如Mg或類似物、以及包括稀土金屬在內的過渡金屬；換句話說，功函不超過4．2ev的任何金屬都適用作供體摻雜劑。這種合適金屬的例子通常包括Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Sm、Eu、Gd、和Yb。
在以上的金屬摻雜層中，供體摻雜劑的濃度可根據所需的效果和其它因素進行廣泛改變，但該摻雜劑的含量優(yōu)選為與金屬摻雜層中有機化合物0．1-10的摩爾比。低于0．1的摻雜劑濃度表現出不足的摻雜效果，因為用摻雜劑還原的分子(以下也稱作“還原分子”)的濃度過低，而超過10的濃度也表現出不足的摻雜效果，因為與該層中的有機分子的濃度相比，還原分子的濃度隨著金屬濃度的顯著增加而明顯降低。此外，金屬摻雜層原則上對其層厚沒有任何上限。
金屬摻雜層5的形成可使用任何常規(guī)的成膜方法來進行，包括，例如汽相淀積法和濺射法。除了這些方法，如果金屬摻雜層5可由涂料溶液形成，那么金屬摻雜層可使用任何涂布法，如旋涂、浸涂和類似方法來形成。在這種層形成方法中，待摻雜的有機化合物和摻雜劑可分散在惰性聚合物材料中。
在生產有機EL器件時，用于發(fā)光層、電子傳遞層和金屬摻雜層的有機化合物并不局限于任何特定的化合物。但合適的有機化合物的例子通常包括這樣一些化合物，如對三聯苯和四聯苯及其衍生物；稠合多環(huán)烴化合物如萘、并四苯、嵌二萘、蔻、、蒽、二苯蒽、并四苯和菲及其衍生物；稠合雜環(huán)化合物如菲咯啉、紅菲咯啉、菲啶、吖啶、喹啉、喹喔啉、吩嗪和類似物及其衍生物；以及氟庚因(fluoroceine)、二萘嵌苯、酞二萘嵌苯、萘并二萘嵌苯、二萘嵌苯酮(perynone)、酞二萘嵌苯酮、萘并二萘嵌苯酮、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、噁二唑、醛連氮、二苯并噁唑啉、聯苯乙烯、哌嗪、環(huán)戊二烯、8-羥基喹啉、氨基喹啉、亞胺、二苯乙烯、乙烯基蒽、二氨基咔唑、吡喃、噻喃、多次甲基、部花青、喹吖啶酮和紅熒烯及其衍生物。
除了這些有機化合物，日本未審專利公開(Kokai)№62-295695、8-22557、8-81472、5-9470和5-17764中描述的金屬螯合配合物可適用作有機化合物。在這些金屬螯合配合物中，可以適當使用金屬螯合的含氧系(oxanoide)化合物，例如包含選自以下的至少一種物質作為其配體的金屬配合物8-羥基喹啉鹽如三(8-羥基喹啉合)鋁，雙(8-羥基喹啉合)鎂，雙[苯并(f)-8-羥基喹啉合]鋅，雙(2-甲基-8-羥基喹啉合)鋁，三(8-羥基喹啉合)銦，三(5-甲基-8-羥基喹啉合)鋁，8-羥基喹啉合鋰，三(5-氯-8-羥基喹啉合)鎵和雙(5-氯-8-羥基喹啉合)鈣以及它們的衍生物。
此外，公開于日本專利公開號№5-202011、7-179394、7-278124和7-228579的噁二唑，公開于日本專利公開號7-157473的三嗪，公開于日本專利公開號6-203963的茋衍生物和二苯乙烯基亞芳基衍生物，公開于日本專利公開號6-132080和6-88072中的苯乙烯基衍生物，以及公開于日本專利公開號6-100857和6-207170中的二烯烴衍生物優(yōu)選用于形成發(fā)光層和電子傳遞層。
此外，熒光增白劑如苯并噁唑、苯并噻唑和苯并咪唑可用作有機化合物，并且包括，例如，公開于日本專利公開號59-194393中的那些熒光增白劑。熒光增白劑的典型實例包括劃分在苯并噁唑之下的熒光增白劑，如2，5-雙(5，7-二-叔-戊基-2-苯并噁唑基)-1，3，4-噻唑、4，4’-雙(5，7-叔-戊基-2-苯并噁唑基)茋、4，4’-雙[5，7-二(2-甲基-2-丁基)-2-苯并噁唑基)]茋、2，5-雙(5，7-二-叔-戊基-2-苯并噁唑基)噻吩、2，5-雙(5-(α，α-二甲基芐基)-2-苯并噁唑基]噻吩、2，5-雙(5，7-二(2-甲基-2-丁基)-2-苯并噁唑基)-3，4-二苯基噻吩、2，5-雙(5-甲基-2-苯并噁唑基)噻吩、4，4’-雙(2-苯并噁唑基)聯苯、5-甲基-2-{2-[4-(5-甲基-2-苯并噁唑基)苯基]乙烯基}苯并噁唑和2-[2-(4-氯苯基)乙烯基]萘并(1，2-d)噁唑；劃分在苯并噻唑之下的熒光增白劑，如2，2’-(對-亞苯基二亞丙炔基)-二苯并噻唑；和劃分在苯并咪唑之下的熒光增白劑，如2-{2-[4-(2-苯并咪唑基)苯基]乙烯基}苯并咪唑和2-[2-(4-羧苯基)乙烯基]苯并咪唑。
作為二苯乙烯基苯化合物，可以使用例如公開于歐洲專利EP373582中的化合物。聯苯乙烯苯化合物的典型實例包括1，4-雙(2-甲基苯乙烯基)苯、1，4-雙(3-甲基苯乙烯基)苯、1，4-雙(4-甲基苯乙烯基)苯、聯苯乙烯基苯、1，4-雙(2-乙基苯乙烯基)苯、1，4-雙(3-乙基苯乙烯基)苯、1，4-雙(2-甲基苯乙烯基)-2-甲基苯和1，4-雙(2-甲基苯乙烯基)-2-乙基苯。
此外，公開于日本專利公開號JP2-252793中的二苯乙烯基吡嗪衍生物也可用于形成發(fā)光層、電子傳遞層和金屬摻雜層。二苯乙烯基吡嗪衍生物的典型實例包括2，5-雙(4-甲基苯乙烯基)吡嗪、2，5-雙(4-乙基苯乙烯基)吡嗪、2，5-雙[2-(1-萘基)乙烯基)]吡嗪、2，5-雙(4-甲氧基苯乙烯基)吡嗪、2，5-雙[2-(4-二苯基)乙烯基]吡嗪和2，5-雙[2-(1-芘基)乙烯基]吡嗪。
此外，公開于歐洲專利EP388768和日本專利公開號JP3-231970的二甲基啶(dimethylidine)衍生物也可用作發(fā)光層、電子傳遞層和金屬摻雜層的材料。二甲基啶衍生物的典型實例包括1，4-亞苯基二甲基啶、4，4’-亞苯基二甲基啶、2，5-苯二甲基二甲基啶、2，6-亞萘基二甲基啶、1，4-亞聯苯基二甲基啶、1，4-對-亞苯基二甲基啶、9，10-蒽二基二甲基啶、4，4’-(2，2-二-叔-丁基苯基乙烯基)聯苯和4，4’-(2，2-二苯基乙烯基)聯苯及其衍生物；公開于日本專利公開號JP6-49079和6-293778中的硅烷胺衍生物；公開于日本專利公開號6-279322和6-279323中的多官能團苯乙烯基化合物；公開于日本專利公開號JP6-107648和6-92947中的噁二唑；公開于日本專利公開號JP6-206865中的蒽化合物；公開于日本專利公開號JP6-145146中的氧化物(oxynate)衍生物；公開于日本專利公開號JP4-96990中的四苯基丁二烯化合物；和公開于日本專利公開號JP3-296595中的有機三官能化合物；以及公開于日本專利公開號JP2-191694中的香豆素衍生物；公開于日本專利公開號JP2-196885中的二萘嵌苯衍生物；公開于日本專利公開號JP2-255789中的萘衍生物；公開于日本專利公開號JP2-289676和2-88689中的酞二萘嵌苯酮衍生物；和公開于日本專利公開號JP2-250292中的苯乙烯基胺衍生物。
此外，任何常用于生產已有技術有機EL器件的已知化合物都適合在本發(fā)明有機EL器件的生產中用作有機化合物。
在空穴注入層、空穴傳遞層和空穴傳遞發(fā)光層的形成中使用的芳基胺化合物，盡管并不限于這些，但優(yōu)選包括公開于日本專利公開號JP6-25659、6-203963、6-215874、7-145116、7-224012、7-157473、8-48656、7-126226、7-188130、8-40995、8-40996、8-40997、7-126225、7-101911和7-97355中的化合物。合適的芳基胺化合物的典型實例包括、例如、N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基苯基、N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-4，4’-二氨基聯苯、2，2-雙(4-二-對-甲苯基氨基苯基)丙烷、N，N，N’，N’-四-對-甲苯基-4，4’-二氨基聯苯、雙(4-二-對-甲苯基氨基苯基)苯基甲烷、N，N’-二苯基-N，N’-二(4-甲氧基苯基)-4，4’-二氨基聯苯、N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基二苯基醚、4，4’-雙(二苯基氨基)四苯基、4-N，N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4’-N，N-二苯基氨基二苯乙烯、N-苯基咔唑、1，1-雙(4-二-對-三氨基苯基)環(huán)己烷、1，1-雙(4-二-對-三氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷、雙(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯甲烷、N，N，N-三(對-甲苯基)胺、4-(二-對-甲苯基氨基)-4’-[4-(二-對-苯甲基氨基)苯乙烯基]茋、N，N，N’，N’-四苯基-4，4’-二氨基聯苯N-苯基咔唑、4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯、4，4”-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]對-三聯苯、4，4’-雙[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]聯苯、4，4’-雙[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]聯苯、1，5-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘、4，4’-雙[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]聯苯、4，4”-雙[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]對-三聯苯、4，4’-雙[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]聯苯、4，4’-雙[N-(8-氟蒽基)-N-苯基氨基]聯苯、4，4’-雙[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]聯苯、4，4’-雙[N-(2-二萘嵌苯基)-N-苯基氨基]聯苯、4，4’-雙[N-(1-蔻基)-N-苯基氨基]聯苯、2，6-雙(二-對-甲苯基氨基)萘、2，6-雙[二-(1-萘基)氨基]萘、2，6-雙[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘、4，4”-雙[N，N-二(2-萘基)氨基]三聯苯、4，4’-雙{N-苯基-N-[4-(1-萘基)苯基]氨基}聯苯、4，4’-雙[N-苯基-N-(2-芘基)氨基]聯苯、2，6-雙[N，N-二-(2-萘基)氨基]芴、4，4”-雙(N，N-二-對-甲苯基氨基)三聯苯和雙(N-1-萘基)(N-2-萘基)胺。此外，可根據需要適當使用常用于生產已有技術有機EL器件的任何已知芳基胺化合物。
此外，在形成空穴注入層、空穴傳遞層和空穴傳遞發(fā)光層時，上述有機化合物在聚合物或該有機化合物的聚合產物中的分散體可用作層材料。而且，所謂的“π-共軛聚合物”如，多對亞苯基亞乙烯基及其衍生物、空穴傳遞非共軛聚合物、典型的聚(N-乙烯基咔唑)、和聚硅烷的σ-共軛聚合物可用作層材料。
沉積在ITO電極上的空穴注入層物質并不限于任何特定物質，但金屬酞菁如銅酞菁以及非金屬酞菁、碳膜和導電聚合物如聚苯胺優(yōu)選用于形成空穴注入層。換句話說，通過將上述芳基胺化合物與作為氧化劑的路易斯酸反應產生游離陽離子，可以形成空穴注入層。
陰極材料并不限制，只要該材料是一種能夠在空氣中穩(wěn)定的金屬。尤其是，合適的陰極材料是鋁，它通常廣泛地用作布線材料。
圖7是按照本發(fā)明第二發(fā)明的有機EL器件的橫截面示意圖。玻璃基材(透明基材)21包括，按照以下順序層疊在其表面上的透明陽極22、摻雜有Lewis酸化合物(給電子化合物)的化學摻雜層23、具有空穴傳遞性能的空穴傳遞層24、發(fā)光層25和陰極26。在這些有機EL器件(層)中，玻璃基材(透明基材)21、透明陽極22、空穴傳遞層24、發(fā)光層25和陰極26都是常規(guī)有機EL器件中熟知的，而化學摻雜層23則是由本發(fā)明第二發(fā)明提出的特定EL器件部件。
除了EL器件的已說明的層疊結構，本發(fā)明第二方面的有機EL器件可包括其他層疊結構如陽極／化學摻雜層／空穴傳遞層／發(fā)光層／電子傳遞層／陰極、陽極／化學摻雜層／發(fā)光層／電子注入層／陰極、和陽極／化學摻雜層／空穴傳遞層／發(fā)光層／電子傳遞層／電子注入層／陰極。本發(fā)明第二方面的有機EL器件可具有任何層疊結構，只要摻雜有LEIWS酸化合物的化學摻雜層23位于與陽極22的界面表面上。
在有機EL器件中，由陽極至基本上為電絕緣材料的有機化合物層的空穴注入工藝是基于有機化合物在陽極表面上的氧化作用，即，形成自由基陽離子態(tài)(參見Phys．Rev．Lett．，14，229(1965))。在本發(fā)明第二方面的有機EL器件中，由于具有Lewis酸性能并因此可用作有機化合物的氧化劑的電子接受化合物已事先摻雜在與陽極接觸的有機化合物層中，因此可以減少在由陽極電子注入到有機化合物層時的勢壘。所示EL器件的化學摻雜層23是已以上述方式摻雜了具有Lewis酸性能的電子接受化合物的有機化合物層。由于化學摻雜層包含已被摻雜劑氧化的分子，空穴注入的勢壘小，因此與已有技術的EL器件相比，可以降低EL器件的驅動電壓。在這種情況下，Lewis酸可包括任何一種或多種能夠氧化有機化合物的化合物，例如氯化鐵、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、五氯化銻和類似物、以及有機化合物如三硝基芴酮和類似物。
在以上的化學摻雜層中，作為摻雜劑的Lewis酸的濃度可根據所需效果和其它因素而廣泛改變；但Lewis酸的含量優(yōu)選為與化學摻雜層中有機化合物0．1-10的摩爾比。低于0．1的Lewis酸濃度表現出不足的摻雜效果，因為用摻雜劑氧化的分子(以下也稱作“氧化分子”)的濃度過低，而超過10的濃度也表現出不足的摻雜效果，因為與該層中的有機分子的濃度相比，氧化分子的濃度隨著金屬濃度的顯著增加而明顯降低。此外，化學摻雜層原則上對其層厚沒有任何上限。
在生產有機EL器件時，用于形成化學摻雜層、空穴傳遞層和空穴傳遞發(fā)光層的有機化合物并不局限于特定的化合物。它們可與用于形成本發(fā)明第一方面所述EL器件中的空穴注入層、空穴傳遞層和空穴傳遞發(fā)光層時相同。
類似地，用于形成發(fā)光層、電子傳遞層和電子注入層的有機化合物并不局限于特定的化合物。它們可與用于形成本發(fā)明第一方面所述EL器件中的發(fā)光層、電子傳遞層和金屬摻雜層時相同。
正如在本發(fā)明第一方面的上述EL器件中，本發(fā)明第二發(fā)明的陽極材料并不限制，只要該陽極材料是一種能夠在空氣中穩(wěn)定的金屬。尤其是，合適的陽極材料是鋁，它通常廣泛地用作布線材料。
實施例本發(fā)明將根據下列實施例得到進一步說明，但應當注意，本發(fā)明并不限于這些實施例。
按照本發(fā)明第一方面的實施例在以下實施例中，描述了本發(fā)明的第一方面。在這些實施例中，有機化合物和金屬的汽相沉積是通過使用汽相沉積裝置“VPc-400”(可從Shinkuu Kikou Co．購得)進行的。沉積層的厚度使用表面光度儀“DekTak3ST”(可從Sloan Co．購得)來測定。此外，有機EL器件的性能使用源測量儀“2400”(可從Keithley&Co．購得)，以及亮度計“BM-8”(可從Topcon Co．購得)來測定。向有ITO陽極和鋁(Al)陰極的EL器件以1伏特／2秒的增加速度逐步施加直流電，并在每次電壓增加結束后過1秒后測定亮度和電流。EL譜通過使用恒定電流驅動的光學多道分析儀“PMA-10”(可從Hamamatsu Photonics Co．購得)來測定。
實施例1
按照本發(fā)明，生產圖1所示的具有層疊結構的有機EL器件。
用表面電阻為25Ω／□的ITO(氧化銦-錫)層(作為濺射產品可從Sanyo Shinkuu Co．購買)涂布玻璃基體1，形成透明陽極2。下式(Ⅰ)代表的具有空穴傳遞性能的α-NPD，在約10-6托的真空和2埃／秒的沉積速率下，沉積在ITO-涂布的玻璃基體1上，形成了厚度約500埃的空穴傳遞層3。 此后，將能夠發(fā)出綠光、下式(Ⅱ)代表的三(8-羥基喹啉)的鋁配合物(下文簡稱作“Alq”)在與上述空穴傳遞層3的沉積時相同的真空沉積條件下，沉積在空穴傳遞層3上，形成厚度約400埃的發(fā)光層4。 形成發(fā)光層4后，為了在其上形成金屬摻雜層5，將由下式(Ⅲ)表示的紅菲咯啉和鋰以1∶1摩爾比在受控速率下(為了達到上述摩爾比)共沉積到發(fā)光層4上。如此得到厚度約300埃的金屬摻雜層5。 最后，將鋁(Al)以約10埃／秒的沉積速度沉積在金屬摻雜層5上，形成厚度約1000的陰極6。如此得到正方形發(fā)光面積為約0．5cm(長)×約0．5cm(寬)的有機EL器件。
在所得有機EL器件中，在透明電極(ITO)2和陰極(Al)6之間施加直流電，然后測定發(fā)光層(Alq)4的綠光亮度，得到圖2和3中用白圈繪制的結果。從表示偏壓與EL器件亮度間關系的圖2中可以看出，施加11伏特的偏壓時可達到最高約28000cd／m2的高亮度和約600mA／cm2的電流強度，而且在施加7伏特的偏壓時可達到約1，000cd／m2的亮度。此外，從發(fā)射光譜可以看出，該發(fā)射光譜與Alq的熒光光譜(參見，圖4中的實線)相同。
比較實施例1重復實施例1的工藝來生產有機EL器件，只是為了比較，該器件缺少金屬摻雜層5。即，首先將α-NPD沉積到ITO-涂布的玻璃基體上，形成了厚度約500埃的空穴傳遞層。此后，在與沉積空穴傳遞層時相同的真空沉積條件下，將Alq沉積形成厚度約700埃的發(fā)光層。然后，將鋁(Al)以約1000埃的厚度沉積在發(fā)光層上，形成陰極。如此得到該有機EL器件。
在所得有機EL器件中，按照實施例1測定發(fā)光層的綠光亮度，得到圖2和3中用三角符號繪制的結果。從表示偏壓與EL器件亮度間關系的圖2、以及表示電流強度與EL器件亮度間關系的圖3中可以看出，在15伏特的增加施加的偏壓下僅達到最高約4700cd／m2的亮度，而且需要施加約13伏特的電壓才能達到約1，000cd／m2的亮度。
圖2和3的結果表面，EL器件中的金屬摻雜層可有效地降低該器件的驅動電壓。
實施例2重復實施例1的工藝來生產有機EL器件，只是在該實施例中，首先將α-NPD沉積到ITO-涂布的玻璃基體1上，形成了厚度約500埃的空穴傳遞層3，然后將Alq真空沉積形成厚度約400埃的發(fā)光層4。
然后，為了得到具有不同層厚的金屬摻雜層5，將紅菲咯啉和鋰以1∶1摩爾比在受控速率下(為了達到所述摩爾比)共沉積到發(fā)光層4上。如此得到厚度約1900埃、4800埃和10000埃(1μm)的三層金屬摻雜層5。
然后，將鋁(Al)以約1000埃的厚度沉積在金屬摻雜層5上，形成陰極6。
測試所得有機EL器件，得到圖5中描繪的結果，表示偏壓與EL器件亮度強度間的關系。注意在該圖中，符號A、B和C表示厚度分別約1900埃、4800埃和10000埃(1μm)的金屬摻雜層。
從以上測試可以看出，如果使用紅菲咯啉作為有機化合物用于形成EL器件的金屬摻雜層5，該器件的驅動電壓不隨層5的層厚增加而增加，因為該有機化合物能夠用作待摻雜到層5中的金屬離子的配體。此外，從發(fā)射光譜可以看出，Alq的發(fā)射光譜由于反射光對陰極的干涉作用而改變，這樣能夠控制發(fā)光顏色的純度和色調。
在圖4中，虛線表示厚度約1900埃的金屬摻雜層的發(fā)射光譜，將虛線與表示厚度約300埃的金屬摻雜層的發(fā)射光譜的實線比較后發(fā)現，顏色純度可隨著增加金屬摻雜層的層厚而提高。
此外，圖6是表示發(fā)光波長與其強度間關系的圖，其中虛線和實線表示厚度分別為約4800埃和10000埃的金屬摻雜層?？稍搱D可以看出，光的色調可由于反射光對陰極的干涉作用而極大地改變。
實施例3重復實施例2的工藝來生產有機EL器件，只是在該實施例中，首先將α-NPD沉積到ITO-涂布的玻璃基體1上，形成了厚度約500埃的空穴傳遞層3，然后將Alq真空沉積形成厚度約400埃的發(fā)光層4。
然后，為了得到具有不同層厚的金屬摻雜層5，將下式(Ⅳ)表示的浴銅靈和鋰以1∶1摩爾比在受控速率下(為了達到所述摩爾比)共沉積到發(fā)光層4上。如此得到厚度約1900埃、4800埃和10000埃(1μm)的三層金屬摻雜層5。 然后，將鋁(Al)以約1000埃的厚度沉積在金屬摻雜層5上，形成陰極6。
測試所得有機EL器件，得到圖5中描繪的結果，表示偏壓與EL器件亮度強度間的關系。注意在該圖中，符號D、E和F表示厚度分別約1900埃、4800埃和10000埃(1μm)的金屬摻雜層。
從以上測試可以看出，如果使用浴銅靈作為有機化合物用于形成EL器件的金屬摻雜層5，該器件的驅動電壓不隨層5的層厚增加而增加，這已在實施例2中得到證實，因為浴銅靈能夠用作待摻雜到層5中的金屬離子的配體。此外，從發(fā)射光譜可以看出，正如在實施例2，Alq的發(fā)射光譜由于反射光對陰極的干涉作用而改變，這樣能夠控制發(fā)光顏色的純度和色調。
對比例2重復實施例2和3的工藝來生產有機EL器件，只是為了對比，首先將α-NPD沉積到ITO-涂布的玻璃基體1上，形成了厚度約500埃的空穴傳遞層3，然后將Alq真空沉積形成厚度約400埃的發(fā)光層4。然后，為了得到具有不同層厚的金屬摻雜層5，將Alq和鋰以1∶1摩爾比在受控速率下(為了達到所述摩爾比)共沉積到發(fā)光層4上。如此得到厚度約300埃和800埃的兩層金屬摻雜層5。最后，將鋁(Al)以約1000埃的厚度沉積在金屬摻雜層5上，形成陰極6。如此得到有機EL器件。
測試所得有機EL器件，得到圖5中描繪的結果，表示偏壓與EL器件亮度強度間的關系。注意在該圖中，符號G和H表示厚度分別300埃和800埃的金屬摻雜層。
從以上測試可以看出，如果使用Alq作為有機化合物用于形成EL器件的金屬摻雜層5，該器件的驅動電壓可隨著層5的層厚增加而逐漸移向高電壓值，這不同于使用紅菲咯啉或浴銅靈作為金屬摻雜層5中有機化合物的器件，即，該EL器件的驅動電壓依賴于層5的厚度。
從以上實施例的結果可以理解，如果將能夠用作待摻雜的金屬離子的配體的化合物，例如紅菲咯啉或浴銅靈用作EL器件的金屬摻雜層中的有機化合物，那么可以有效地引起該有機化合物的還原作用以產生游離陰離子，這樣可消除該器件的驅動電壓對金屬摻雜層厚的依賴性，同時自由控制由該器件發(fā)出的發(fā)光光譜。
按照本發(fā)明的第二方面的實施例在以下實施例中，描述本發(fā)明的第二方面。注意在這些實施例中，有機化合物和金屬的汽相淀積是使用按照本發(fā)明第一方面所述的真空沉積裝置進行的。類似地，器件特性的測量設備和方法以及在此使用的其它內容與本發(fā)明第一方面的上述內容相同。
實施例4按照本發(fā)明的第二方面，生產出具有圖7所示層疊結構的有機EL器件。
用表面電阻為25Ω／□的ITO(氧化銦-錫)層(作為濺射產品可從Sanyo Shinku Co．購買)涂布玻璃基體21，形成透明陽極22。上式(Ⅰ)代表的具有空穴傳遞性能的α-NPD和氯化鐵(FeCl3)以1∶1的摩爾比，在約10-6托的真空和約3埃／秒的沉積速率下，沉積到ITO-涂布的玻璃基體21上，形成了厚度分別為約1000埃、2000埃和3000埃的三層化學摻雜層23。
在形成化學摻雜層23之后，在與上述沉積化學摻雜層23時相同的真空汽相淀積條件下，將上述α-NPD沉積形成厚度約500埃的空穴傳遞層24。
此后，將上式(Ⅱ)表示的Alq在與上述沉積空穴傳遞層24時相同的真空汽相淀積條件下，沉積在空穴傳遞層24上，形成厚度約700埃的發(fā)光層25。
最后，將鋁(Al)以約15埃／秒的沉積速度沉積在發(fā)光層25上，形成厚度約1000的陰極26。如此得到正方形發(fā)光面積為約0．5cm(長)×約0．5cm(寬)的有機EL器件。
在所得有機EL器件中，在透明電極(ITO)22和陰極(Al)26之間施加直流電，然后測定發(fā)光層(Alq)25的亮度，得到圖8、9和10中繪制的結果。
圖8是表示發(fā)光波長與其強度間關系的圖，其中三條虛線表示具有厚度分別為約1000埃、2000埃和3000埃的化學摻雜層的器件的發(fā)光光譜，而實線則表示沒有化學摻雜層的器件的發(fā)光光譜。通過比較這些發(fā)射光譜可以理解，如果發(fā)光層由相同材料(Alq)制成，波長和峰半值可隨著化學摻雜層的層厚的變化而改變。
圖9是表示所施加電壓與亮度間關系的圖，而圖10則是表示所施加電壓與電流強度間關系的圖。在圖9和10中，符號A、B、C和D分別表示約3000埃、2000埃和1000埃的化學摻雜層、以及沒有化學摻雜層。從圖9和10可以看出，如果有機EL器件具有化學摻雜層，可以防止其驅動電壓的增加，即使增加化學摻雜層的厚度，同時可以有效地控制發(fā)光的色調。
在這些實施例中，化學摻雜層的形成解釋為在真空下，通過共沉積，將有機化合物(α-NPD)和電子接受化合物(FeCl3)進行摻雜。但如果它是由其涂料溶液形成的，那么該化學摻雜層可使用涂布法，如旋涂和浸涂法而形成。即，將有機化合物和電子接受化合物在溶劑中分散(反應)形成一種涂料溶液，然后將該涂料溶液涂布到透明陽極上，形成化學摻雜層。在這種涂布法中，可以使用聚合物作為該有機化合物。合適的聚合物包括，例如聚乙烯基咔唑。在這種情況下，還優(yōu)選的是，電子接受化合物以相對該聚合物活性單元0．1-10的摩爾比使用。
正如以上對本發(fā)明第一方面和第二方面的實施例的描述，通過使用本發(fā)明的有機EL器件，可通過改變該器件中金屬摻雜層或化學摻雜層的層厚來控制該器件發(fā)出的發(fā)光光譜。因此，如果金屬摻雜層或化學摻雜層被劃分為兩個或多個區(qū)以使各分割區(qū)相互具有不同的厚度，可以生產出能夠在每個分割區(qū)發(fā)出顏色的有機EL器件。
此外，如果金屬摻雜層或化學摻雜層的分割區(qū)由排列成矩陣形式的一組許多圖像元素組成，其中圖像元素具有不同的厚度以得到各種顏色，那么可提供一種顏色顯示體系。這種顏色顯示體系的一個例子如圖11所示，其中分別具有預定層厚的三個體系元素11、12和13進行長度方向和寬度方向的排列，得到R(紅色)、G(綠色)和B(藍色)的發(fā)光。按照本領域已知的彩色CRT顯示器和彩色液晶顯示器的顏色顯示方法，所示體系可通過將驅動電壓選擇施加到該圖像的圖像元素上而顯示出彩色圖像或影像。
盡管本發(fā)明已根據特定方式、材料和實施方案來描述，但應該理解，本發(fā)明并不局限于所公開的特定內容，因此可延伸至本發(fā)明范圍內的所有等同物。
權利要求
1．一種有機電致發(fā)光器件，包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；和摻雜有能夠用作給電子摻雜劑的金屬的有機化合物層，該有機化合物層作為金屬摻雜層位于與所述陰極的界面表面上；其中由該有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜可通過改變金屬摻雜層的層厚而控制。
2．根據權利要求1的有機電致發(fā)光器件，其中所述金屬摻雜層包含至少一種選自堿金屬、堿土金屬和過渡金屬包括稀土金屬在內的金屬，該金屬的功函不超過4．2eV。
3．根據權利要求1或2的有機電致發(fā)光器件，其中所述金屬以與有機化合物0．1-10的摩爾比包含在所述金屬摻雜層中。
4．根據權利要求1-3中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述金屬摻雜層的層厚不低于500埃。
5．根據權利要求1-4中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述金屬摻雜層中的有機化合物可用作所述金屬摻雜層中所述金屬的離子的配體。
6．根據權利要求1-5中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述金屬摻雜層包括具有不同層厚的分割區(qū)。
7．根據權利要求6的有機電致發(fā)光器件，其中所述分割區(qū)分別包括一組以矩陣形式排列的圖像元素。
8．根據權利要求6或7的有機電致發(fā)光器件，其中所述分割區(qū)分別具有受控的層厚以在每個分割區(qū)中得到特定的發(fā)射光譜。
9．一組有機電致發(fā)光器件，每個有機電致發(fā)光器件都包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；和摻雜有能夠用作給電子摻雜劑的金屬的有機化合物層，該有機化合物層作為金屬摻雜層位于與陰極的界面表面上；其中通過控制每個有機電致發(fā)光器件中的所述金屬摻雜層的層厚，使得由每個有機電致發(fā)光器件發(fā)出的光具有不同的發(fā)射光譜。
10．根據權利要求9的有機電致發(fā)光器件組，其中所述金屬摻雜層包括至少一種選自堿金屬、堿土金屬和過渡金屬包括稀土金屬在內的金屬，該金屬的功函不超過4．2eV。
11．根據權利要求9或10的有機電致發(fā)光器件組，其中所述金屬摻雜層包含與所述有機化合物0．1-10摩爾比的所述金屬。
12．根據權利要求9-11中任何一項的有機電致發(fā)光器件組，其中所述金屬摻雜層的層厚不低于500埃。
13．根據權利要求9-12中任何一項的有機電致發(fā)光器件組，其中所述金屬摻雜層中的有機化合物可用作所述金屬摻雜層中所述金屬的離子的配體。
14．一種控制由有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜的方法，所述有機電致發(fā)光器件包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層、以及摻雜有能夠用作給電子摻雜劑的金屬的有機化合物層，該有機化合物層作為金屬摻雜層位于在發(fā)光層側與所述陰極的界面表面上，該方法包括改變金屬摻雜層的層厚來控制由每個有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜。
15．根據權利要求14的控制方法，其中通過改變所述金屬摻雜層的層厚來控制兩個或多個有機電致發(fā)光器件中的發(fā)光光譜，同時這些有機電致發(fā)光器件在相同的驅動電壓下運行而與每個有機電致發(fā)光器件中的金屬摻雜層的層厚無關。
16．一種有機電致發(fā)光器件，包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；和摻雜了具有Lewis酸性能的電子接收化合物的有機化合物層，該有機化合物層作為化學摻雜層位于在發(fā)光層側與所述陽極的界面表面上；其中所述有機電致發(fā)光器件的發(fā)光光譜通過改變化學摻雜層的層厚來控制。
17．根據權利要求16的有機電致發(fā)光器件，其中所述化學摻雜層是一層在摻雜時，通過在真空中共沉積所述電子接收化合物而形成的有機化合物。
18．根據權利要求16的有機電致發(fā)光器件，其中所述化學摻雜層是一層在涂布一種涂料溶液時形成的有機化合物，該涂料溶液通過將構成所述有機化合物層的有機化合物與所述電子接收化合物在溶液中進行反應而制成。
19．根據權利要求18的有機電致發(fā)光器件，其中構成所述有機化合物層的所述有機化合物是一種聚合物。
20．根據權利要求16-18中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述有機化合物層包含與構成所述有機化合物層的所述有機化合物0．1-10摩爾比的所述電子接收化合物。
21．根據權利要求19的有機電致發(fā)光器件，其中所述有機化合物層包含與構成所述有機化合物層的所述聚合物的活性單元0．1-10摩爾比的所述電子接收化合物。
22．根據權利要求16-21中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述化學摻雜層的層厚不低于50埃。
23．根據權利要求16-22中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述電子接收化合物包括一種無機化合物。
24．根據權利要求23的有機電致發(fā)光器件，其中所述無機化合物包括選自氯化鐵、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦和五氯化銻中的至少一種。
25．根據權利要求16-22中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述電子接收化合物包括一種有機化合物。
26．根據權利要求25的有機電致發(fā)光器件，其中所述有機化合物包括三硝基芴酮。
27．根據權利要求16-26中任何一項的有機電致發(fā)光器件，其中所述化學摻雜層包括具有不同層厚的分割區(qū)。
28．根據權利要求27的有機電致發(fā)光器件，其中每個所述分割區(qū)都包括一組以矩陣形式排列的圖像元素。
29．根據權利要求27或28的有機電致發(fā)光器件，其中每個所述分割區(qū)具有受控層厚以在每個分割區(qū)中得到特定的發(fā)射光譜。
30．有機電致發(fā)光器件組，每個有機電致發(fā)光器件都包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；其中所述有機電致發(fā)光器件分別包括摻雜了具有Lewis酸性能的電子接收化合物的作為化學摻雜層的有機化合物層，該有機化合物層位于在所述有機電致發(fā)光器件發(fā)光層側與陽極的界面表面上；且其中通過改變每個所述有機電致發(fā)光器件中的化學摻雜層的層厚，使得由所述有機電致發(fā)光器件發(fā)出的光具有不同的發(fā)射光譜。
31．根據權利要求30的有機電致發(fā)光器件組，其中所述化學摻雜層是一層在摻雜時，通過在真空中共沉積所述電子接收化合物而形成的有機化合物。
32．根據權利要求30的有機電致發(fā)光器件組，其中所述化學摻雜層是一層在涂布一種涂料溶液時形成的有機化合物，該涂料溶液通過將構成所述有機化合物層的有機化合物與所述電子接收化合物在溶液中進行反應而制成。
33．根據權利要求32的有機電致發(fā)光器件組，其中構成所述有機化合物層的所述有機化合物是一種聚合物。
34．根據權利要求30-33中任何一項的有機電致發(fā)光器件組，其中所述有機化合物層包含與構成所述有機化合物層的所述有機化合物0．1-10摩爾比的所述電子接收化合物。
35．根據權利要求33的有機電致發(fā)光器件組，其中所述有機化合物層包含與構成所述有機化合物層的所述聚合物的活性單元0．1-10摩爾比的所述電子接收化合物。
36．根據權利要求30-35中任何一項的有機電致發(fā)光器件組，其中所述化學摻雜層的層厚不低于50埃。
37．根據權利要求30-36中任何一項的有機電致發(fā)光器件組，其中所述電子接收化合物包括一種無機化合物。
38．根據權利要求30-36中任何一項的有機電致發(fā)光器件組，其中所述電子接收化合物包括一種有機化合物。
39．一種控制由有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜的方法，所述有機電致發(fā)光器件包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層；以及摻雜了具有Lewis酸性能的電子接收化合物的作為化學摻雜層的有機化合物層，該有機化合物層位于在發(fā)光層側與所述陽極的界面表面上，該方法包括通過改變所述化學摻雜層的層厚來控制由所述有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜。
40．根據權利要求39的控制由有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜的方法，其中所述化學摻雜層的層厚可通過變化來控制兩個或多個有機電致發(fā)光器件的發(fā)射光譜，同時所述有機電致發(fā)光器件在基本上相同的驅動電壓下運行而與每個有機電致發(fā)光器件中的所述化學摻雜層的層厚無關。
全文摘要
有機電致發(fā)光器件,包括至少一層位于陰極和與該陰極相對的陽極之間的由有機化合物構成的發(fā)光層;以及摻雜有能夠用作給電子摻雜劑的金屬的有機化合物層,該層作為金屬摻雜層位于與陰極的界面表面上。該器件發(fā)出的發(fā)光光譜可通過改變金屬摻雜層的層厚而控制。該有機化合物層可摻雜電子接受化合物,作為活性摻雜層位于在發(fā)光層側與陽極的界面表面上;其中由該有機電致發(fā)光器件發(fā)出的發(fā)光光譜可通過改變化學摻雜層的層厚而控制。
文檔編號H01L51/30GK1290119SQ0012909
公開日2001年4月4日 申請日期2000年9月29日 優(yōu)先權日1999年9月29日
發(fā)明者城戶淳二, 遠藤潤, 橫井啟, 森浩一 申請人:城戶淳二, 愛美思公司