專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電致發(fā)光元件，其具有當(dāng)施加電場時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光的有機(jī)化合物層。具體地說，本發(fā)明涉及通過交流偏壓來發(fā)光的有機(jī)電致發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
與無機(jī)化合物比較，有機(jī)化合物包括更多種材料系統(tǒng)，并且通過適當(dāng)?shù)姆肿釉O(shè)計(jì)可以合成具有各種高級(jí)功能的有機(jī)材料。而且，有機(jī)化合物的特點(diǎn)在于采用有機(jī)化合物形成的薄膜等表現(xiàn)出極大的柔韌性，并且通過聚合作用還可以獲得優(yōu)越的可加工性能。根據(jù)這些優(yōu)點(diǎn)，近年來，使用功能有機(jī)材料的光子學(xué)和電子學(xué)技術(shù)受到關(guān)注。
利用有機(jī)材料的光學(xué)性質(zhì)的光子學(xué)技術(shù)在當(dāng)代工業(yè)技術(shù)中已經(jīng)扮演一個(gè)重要的角色。例如，感光材料，如光刻膠，已成為半導(dǎo)體精細(xì)工藝的光刻技術(shù)中必不可少的材料。此外，由于有機(jī)化合物本身具有光吸收的特性和由光吸收產(chǎn)生的光發(fā)射特性(熒光或磷光)，因此作為發(fā)光材料例如激光顏料等，它們具有相當(dāng)大的可適用性。
另一方面，由于有機(jī)化合物自身沒有載流子，所以它們基本上具有優(yōu)越的絕緣性能。因此，在利用有機(jī)材料的電特性的電子領(lǐng)域，有機(jī)化合物主要的常規(guī)用途是絕緣體，諸如用作絕緣材料、保護(hù)材料以及覆蓋材料。
但是，具有使大量的電流在基本上是絕緣體的有機(jī)材料內(nèi)流動(dòng)的裝置，并且這些裝置也開始在電子領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用。這里論述的“裝置”可以大致地分為兩類。
第一類裝置，由導(dǎo)電聚合物作代表，其中π-共軛系統(tǒng)有機(jī)化合物摻有受主(電子受主)或施主(電子施主)以給-π共軛系統(tǒng)有機(jī)化合物供給載流子(例如，參照非專利對比文件1)。通過增加摻雜量，載流子將增擴(kuò)到一定的區(qū)域。因此，它的暗電導(dǎo)率也將隨之增加，以致將有效地使電流流動(dòng)。
非專利對比文件1Hideki Shirakawa，Edwin J.Louis，Alan G.MacDiarmid，Chwan K.Chiang和Alan J.Heeger“導(dǎo)電有機(jī)聚合物的合成聚乙炔(polyacetyrene)的鹵素衍生物，(CH)x”Synthesisof Electrically Conducting Organic PolymersHalogenDerivatives of Polyacetyrene，Chem.Comm.1977，16，第578-580頁。
摻雜受主/施主以提高暗電導(dǎo)率從而使電流在有機(jī)材料中流動(dòng)的這種裝置的一部分已應(yīng)用于電子領(lǐng)域。其例子包括使用聚苯胺或多并苯(polyacene)的可充電蓄電池以及使用聚吡咯的電場電容器。
使大量的電流在有機(jī)材料中流動(dòng)的另一類裝置使用SCLC(空間電荷限制電流)。SCLC是通過從外部注入空間電荷并移動(dòng)它而使之流動(dòng)的電流，其電流密度用蔡爾德定律表示，亦即，如下面的公式1所示。在公式中，J表示電流密度、ε表示相對介電常數(shù)、ε0表示真空介電常數(shù)、μ表示載流子遷移率、V表示電壓以及d表示施加電壓V的電極之間的距離公式1J＝9/8·εε0μ·V2/d3注意SCLC由公式1表示，其中假定當(dāng)SCLC流動(dòng)時(shí)沒有任何載流子俘獲(trap)產(chǎn)生。由載流子俘獲限制的電流稱為TCLC(俘獲電荷限制的電流)，并且它與電壓功率成正比，但是SCLC和TCLC的流速都是由本體確定的電流。因此，在下文中SCLC和TCLC都用同樣的方式處理。
這里，為了比較，公式2表示為根據(jù)歐姆定律的歐姆電流流動(dòng)時(shí)的電流密度的公式。σ表示電導(dǎo)率，E表示電場強(qiáng)度公式2J＝σE＝σ·V/d在公式2中，由于電導(dǎo)率σ表示為σ＝neμ(n指載流子密度、e指電荷)，因此載流子密度是包括在決定流動(dòng)的電流量的因子中。因此，在具有一定程度的載流子遷移率的有機(jī)材料中，只要不通過如上所述的摻雜增加材料的載流子密度，那么歐姆電流就不會(huì)在通常幾乎沒有載流子的有機(jī)材料內(nèi)流動(dòng)。
但是，如公式1所示，決定SCLC的因子是介電常數(shù)、載流子遷移率、電壓以及施加電壓的電極之間的距離。載流子密度是不相干的。換句話說，即使在有機(jī)材料絕緣體沒有載流子情況下，通過使施加有電壓的距離d足夠小，以及通過選擇具有顯著的載流子遷移率μ的材料，也可能從外部注入載流子以使電流流動(dòng)。
采用該裝置時(shí)，有機(jī)材料中電流流動(dòng)量可以達(dá)到普通半導(dǎo)體的水平或更多。因此，具有很大的載流子遷移率μ的有機(jī)材料，換而言之，能夠潛在地輸運(yùn)載流子的有機(jī)材料可以稱作“有機(jī)半導(dǎo)體”。
順便提及，甚至在使用如上所述的SCLC的有機(jī)半導(dǎo)體元件中，使用功能有機(jī)材料的光子性能和電性能作為光電子器件的有機(jī)電致發(fā)光元件(在下文中稱為″有機(jī)EL元件″)，近年來已特別表現(xiàn)出非凡的進(jìn)步。
由C.W.Tang等于1987年發(fā)表了有機(jī)EL元件的最基本結(jié)構(gòu)(例如，參照非專利對比文件2)。
非專利對比文件2C.W.Tang和S.A.Vanslyke，“有機(jī)電致發(fā)光二極管”，《應(yīng)用物理通信》(Applied physics Letters)，Vol.51，No.12，第913-915頁(1987)登載在參考對比文件2中的元件是一種二極管元件，其中總厚約100nm的有機(jī)薄膜夾在電極間，且通過層疊空穴-輸運(yùn)有機(jī)化合物和電子-輸運(yùn)有機(jī)化合物構(gòu)造該有機(jī)薄膜，以及該元件使用發(fā)光材料(熒光材料)作為電子-輸運(yùn)化合物。通過向元件施加電壓，可以獲得光發(fā)射以作為發(fā)光二極管。
光-發(fā)射機(jī)制被認(rèn)為如下方式工作。也就是說，通過施加電壓到夾在電極之間的有機(jī)薄膜，從電極注入的空穴和電子在有機(jī)薄膜內(nèi)復(fù)合以形成受激分子(下面稱為“分子激子”)，并且當(dāng)這些分子激子回到它的基態(tài)時(shí)發(fā)射光。
注意，可以利用由有機(jī)化合物形成的單重態(tài)和三重態(tài)激子。由于基態(tài)通常是單重態(tài)，因此，來自單重激發(fā)態(tài)發(fā)射的光稱為熒光，來自三重激發(fā)態(tài)發(fā)射的光稱為磷光。本說明書中的論述涵蓋來自兩種激發(fā)態(tài)發(fā)射的光的情況。
就如上所述的有機(jī)EL元件而言，有機(jī)薄膜通常形成為約100到200nm厚的薄膜。而且，由于有機(jī)EL元件是自發(fā)光元件，其中光從有機(jī)薄膜自身發(fā)出，所以不需要一般液晶顯示器中使用的背光。因此，有機(jī)EL元件具有很大的優(yōu)點(diǎn)，它可以制成極其薄和極其輕。
而且，在約100到200nm厚的薄膜中，例如，由有機(jī)薄膜的載流子遷移率所表現(xiàn)的從載流子注入到發(fā)生復(fù)合的時(shí)間約幾十納秒。即使從載流子的復(fù)合到發(fā)光過程需要時(shí)間，發(fā)光也可以在微秒的數(shù)量級(jí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。因此，有機(jī)薄膜一個(gè)特點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間極其快。
由于薄、輕和迅速的響應(yīng)時(shí)間等的上述性能，有機(jī)EL元件作為下一代平板顯示器件受到關(guān)注。而且，由于它是自發(fā)光并且它的可見范圍寬，因此它的可見性相對好并且被認(rèn)為是用于便攜式器件的顯示屏的有效元件。
有機(jī)EL元件是利用使SCLC在有機(jī)半導(dǎo)體流動(dòng)的裝置的器件，但是，通過使SCLC流動(dòng)加速了有機(jī)半導(dǎo)體的功能退化。觀察有機(jī)EL元件作為例子，眾所周知，元件的壽命(亦即，發(fā)光亮度的半衰期)退化幾乎與它最初的亮度成反比，或，換言之，與流動(dòng)的電流量成反比(例如，參照非專利對比文件3)。
非專利對比文件3Yoshiharu SATO(佐藤佳晴)，“應(yīng)用物理學(xué)/有機(jī)分子電子學(xué)和生物電子學(xué)日本協(xié)會(huì)”(The Japan Society ofApplied Physics/Organic Molecular Electronics andBioelectronics，vol.11，No，1(2000)，第86-99頁根據(jù)上文論述，因通過提高有機(jī)EL元件的電流效率(相對于電流產(chǎn)生的亮度級(jí))，可以減小為實(shí)現(xiàn)一定亮度級(jí)所用的電流，因此可以減小如上所述的退化。所以，無論從消費(fèi)電力的角度，還是從元件壽命的角度看，對于有機(jī)元件電流效率都是重要的因素。
但是，在有機(jī)EL元件中，也存在有關(guān)于電流效率的問題。有機(jī)EL元件的發(fā)光機(jī)制是注入的空穴和電子互相復(fù)合以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?。因此，理論上，從?fù)合的一個(gè)空穴和一個(gè)電子至多可能提取一個(gè)光子，不可能提取多個(gè)光子。也就是說，內(nèi)量子效率(依賴于注入的載流子的發(fā)射光子的數(shù)目)至多為1。
但是，實(shí)際上，難以使內(nèi)量子效率接近1。例如就使用熒光材料作為發(fā)光體的有機(jī)EL元件來說，認(rèn)為單重激發(fā)態(tài)(S*)和三重激發(fā)態(tài)(T*)產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)比率為S*∶T*＝1∶3(例如，參照非專利對比文件4)。因此，內(nèi)量子效率的理論極限為0.25。而且，只要來自熒光材料的熒光量子產(chǎn)率不是φf，那么內(nèi)量子效率將甚至低于0.25。
對比文件4Tetsuo TSUTSUI(筒井哲夫)，“有機(jī)分子電子學(xué)和生物電子學(xué)分部第三次討論會(huì)教程，應(yīng)用物理學(xué)日本協(xié)會(huì)(″Textbook of the 3rdseminar at Division of Organic MolecularElectronics and Bioelectronics，The Japan Society of AppliedPhysics)”p.31-37(1993)近年來，已經(jīng)嘗試采用磷光材料以使用來自三重激發(fā)態(tài)的發(fā)射光從而產(chǎn)生接近0.75至1的內(nèi)量子效率理論極限，并且已經(jīng)獲得實(shí)際超過熒光材料的內(nèi)量子效率。但是，為了實(shí)現(xiàn)這些，必須使用具有高磷光量子效率φp的磷光質(zhì)材料。因此，材料的選擇范圍不可避免地受限制。這是因?yàn)樵谑覝叵履馨l(fā)射磷光的有機(jī)化合物非常稀有。
因此，作為克服元件的電流效率低的裝置，近幾年有報(bào)告提出電荷產(chǎn)生層的概念。(例如，非專利對比文件5)非專利對比文件5第49回應(yīng)用物理學(xué)會(huì)關(guān)系聯(lián)合演講會(huì)演講稿集 (″49thJapan Society of Applied Physics and RelatedSocieties，2002年3月M.Herrmann Junji KIDO(城戶 淳二)，p.1308，27p-YL-3)如圖7A和7B中所示，描述了電荷產(chǎn)生層的概念。圖7A和7B每個(gè)都示出了對比文件5中的有機(jī)EL元件的框架格式，在有機(jī)EL元件中，順序疊置陽極、第一電場發(fā)光層、電荷產(chǎn)生層、第二電場發(fā)光層和陰極。需要注意的是，電場發(fā)光層(下面稱為“EL層”)是指含有通過注入載流子而使其能夠發(fā)光的有機(jī)化合物的層。另外，電荷產(chǎn)生層并不連接到外電路并且是浮置電極。
當(dāng)在有機(jī)EL元件中的陽極和陰極之間提供電壓V時(shí)，就從電荷產(chǎn)生層分別將電子注入到第一EL層件和將空穴注入到第二EL層。從外電路觀察，電子從陰極流向陽極，而空穴從陽極流向陰極(參見圖6A)。然而，因?yàn)殡娮雍涂昭◤碾姾僧a(chǎn)生層以相反方向流動(dòng)(參見圖6B)，所以就會(huì)在第一EL層和第二EL層兩者之中產(chǎn)生載流子復(fù)合。因此，發(fā)射光。這里，當(dāng)電流I在其中流過時(shí)，第一EL層和第二EL層兩者都對應(yīng)于電流I發(fā)射光子。因此，與僅具有一個(gè)層的有機(jī)EL元件的結(jié)構(gòu)相比、在相同電流下就可以發(fā)射兩倍的光量。(但是與僅具有一個(gè)層的有機(jī)EL元件的結(jié)構(gòu)相比需要兩倍或更多的電壓)。
引入這樣的電荷產(chǎn)生層的有機(jī)EL元件，通過疊置數(shù)層EL層，電流效率可以提高數(shù)倍(然而，該結(jié)構(gòu)需要幾倍甚至更大的電壓)。所以，從理論上講，隨著電流效率的提高，可以期待元件壽命的延長。
但是，要通過使用電荷產(chǎn)生層來提高電流效率，必須疊置數(shù)層EL層，這樣工藝操作就變得繁雜。因此，諸如針孔的部分缺陷的可能性有所增加。由此，容易引起元件間的不均勻，以及元件的短路等缺陷的產(chǎn)生。總之，通過提高電流效率，雖本質(zhì)上的可靠性得到提高，但同時(shí)產(chǎn)生了元件的成品率的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明者，多次重復(fù)研究的結(jié)果，已設(shè)計(jì)出通過改良包括電荷產(chǎn)生層的有機(jī)EL元件能實(shí)現(xiàn)上述目的的裝置(本發(fā)明的發(fā)明者將電荷產(chǎn)生層稱為雙極載流子產(chǎn)生層)。其最基本結(jié)構(gòu)展示在圖1中。
圖1示出一種有機(jī)EL元件，該有機(jī)EL元件含有電場發(fā)光膜103，該電場發(fā)光膜103置于第一電極101和第二電極102之間。電致發(fā)光膜103包含能夠引起電致發(fā)光的有機(jī)化合物。在有機(jī)EL元件中，電場發(fā)光膜103中包含有作為浮置電極的雙極載流子產(chǎn)生層104，而且，第一電極101和電場發(fā)光膜103之間形成有絕緣層105a(第一絕緣層)，在第二電極102和電場發(fā)光膜103之間提供有另一絕緣層105b(第二絕緣層)。在圖1的情形中，雙極載流子產(chǎn)生層104只有一層。電場發(fā)光膜103被雙極載流子產(chǎn)生層104分開為第一電場發(fā)光層103-1和第二電場發(fā)光層103-2。電場發(fā)光膜103的整體結(jié)構(gòu)夾在絕緣層105a和絕緣層105b之間。
另外，圖1所示有機(jī)EL元件中，雙極載流子產(chǎn)生層104只提供有一層?；蛘哂袡C(jī)EL元件可以提供兩層或更多層的雙極載流子產(chǎn)生層。例如，如圖2所示，有機(jī)EL元件可以為一種結(jié)構(gòu)，其中電場發(fā)光層103-1～103-n和雙極載流子產(chǎn)生層104-1～104-m(m是1或大于1的整數(shù)，而且，n＝m+1)被以交替方式提供。
這時(shí)，圖1和圖2所示的有機(jī)元件可以被設(shè)計(jì)為絕緣層有足夠的厚度，從而阻止載流子分別從第一電極和第二電極注入。這種情況下，載流子只從雙極載流子產(chǎn)生層注入，用交流驅(qū)動(dòng)激發(fā)有機(jī)EL元件。這樣一來可以極有效地防止元件的短路，因而可以提供具有優(yōu)越的產(chǎn)品率或驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的元件。
據(jù)此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，有機(jī)電致發(fā)光元件包括第一電極，第二電極和電場發(fā)光膜，電場發(fā)光膜含有能夠產(chǎn)生電場發(fā)光的有機(jī)化合物并提供在第一電極和第二電極之間，該元件包括埋置在電場發(fā)光膜中作為浮置電極的雙極載流子產(chǎn)生層；所述第一電極和電場發(fā)光膜之間的絕緣膜，其防止載流子從第一電極注入到電場發(fā)光膜中；以及所述第二電極和電場發(fā)光膜之間的絕緣膜，其防止載流子從第二電極注入電場發(fā)光膜。
本發(fā)明的第二方面中有機(jī)電致發(fā)光元件具有電場發(fā)光膜，電場發(fā)光膜含有能夠產(chǎn)生電場發(fā)光的有機(jī)化合物并提供在第一電極和第二電極之間，該元件包括電場發(fā)光膜中作為浮置電極的雙極載流子產(chǎn)生層；第一電極和電場發(fā)光膜之間的絕緣膜；以及第二電極和電場發(fā)光膜之間的絕緣膜，其中有機(jī)電致發(fā)光元件通過交流偏壓驅(qū)動(dòng)。
從有機(jī)電致發(fā)光元件通過交流偏壓驅(qū)動(dòng)的角度考慮，優(yōu)選的是，電場發(fā)光膜包括有雙極特性的層?；蛘撸妶霭l(fā)光膜包括具有雙極性的混合層，其中混合層由具有電子輸運(yùn)性的有機(jī)化合物和具有空穴輸運(yùn)性的有機(jī)化合物彼此混合而成。作為具有雙極性的有機(jī)化合物，從簡便形成膜的角度出發(fā)，優(yōu)選的是，具有π-共軛系統(tǒng)或σ-共軛系統(tǒng)的高分子化合物。
進(jìn)一步，作為雙極載流子產(chǎn)生層，從透光性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選的是包括有機(jī)化合物。這種情形中，為實(shí)現(xiàn)作為雙極載流子產(chǎn)生層的高性能，優(yōu)選的是雙極載流子產(chǎn)生層至少包含受主或施主中的一種。更優(yōu)選的是，用于有機(jī)化合物的受主和施主兩種都包含于雙極載流子產(chǎn)生層中。
上述本發(fā)明的有機(jī)EL元件中，雙極載流子產(chǎn)生層需要足夠的載流子。因此，本發(fā)明另一方面，有機(jī)電致發(fā)光元件可包括電導(dǎo)率為10-10S/m或更大的雙極載流子產(chǎn)生層。


圖1是示出本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是示出本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的視圖；圖3是示出本發(fā)明有機(jī)EL元件的視圖；圖4A～4C是示出本發(fā)明工作運(yùn)轉(zhuǎn)原理的視圖；圖5是示出本發(fā)明有機(jī)EL元件的視圖；圖6A～6C是示出雙極載流子產(chǎn)生層示例的視圖；圖7A和7B是示出包括常規(guī)電荷產(chǎn)生層的有機(jī)EL元件的視圖；圖8是示出實(shí)施例4中電壓和亮度之間關(guān)系的視圖；
圖9是示出實(shí)施例4中AC驅(qū)動(dòng)特征的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將給出工作運(yùn)轉(zhuǎn)原理和具體結(jié)構(gòu)來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案。這里，在有機(jī)電致發(fā)光元件中(以下簡稱為有機(jī)EL元件)，可使兩個(gè)電極中的一個(gè)透明以從有機(jī)EL元件中提取光。因此，本發(fā)明不僅限于在襯底上形成透明電極，以通過透明電極從襯底側(cè)提取光發(fā)射的常規(guī)器件的結(jié)構(gòu)，實(shí)際上，還可以是從與襯底相對側(cè)提取光發(fā)射的另一種元件的結(jié)構(gòu)，或者于從電極兩側(cè)提取光發(fā)射的元件的結(jié)構(gòu)。
首先，用圖3和圖4A-C說明本發(fā)明的有機(jī)EL元件的工作運(yùn)轉(zhuǎn)原理。圖3示出本發(fā)明的有機(jī)EL元件，其中交流電源連結(jié)到在圖1所示的第一電極101和第二電極102。在圖中，圖3中相同的結(jié)構(gòu)部件引用在圖1中相同的參考數(shù)字表示。另外，第一電場發(fā)光層103-1和第二電場發(fā)光層103-2都使用有雙極性的發(fā)光體。第一電極的電位定為V1，第二電極的電位定為V2。
當(dāng)對元件施加交流電壓時(shí)，首先，在施加V1＞V2的偏壓之后的瞬間，電子從雙極載流子產(chǎn)生層104向第一電極101方向移動(dòng)以及空穴向第二電極102的方向移動(dòng)。它們最終注入到電場發(fā)光膜103(圖4A)。
另一方面，因有絕緣層105a和105b的存在，沒有機(jī)會(huì)將載流子從第一電極101和第二電極102注入到電場發(fā)光膜103。所以，從雙極載流子產(chǎn)生層注入的載流子無法發(fā)生復(fù)合，而是各自蓄積在絕緣層105a和電場發(fā)光膜103的界面，以及絕緣層105b和電場發(fā)光膜103之間的界面(圖4B)。
施加的電壓因是交流偏壓，下一個(gè)瞬間V1＜V2的電壓就會(huì)施加于元件上。這時(shí)，自雙極載流子產(chǎn)生層104，載流子沿與圖4A時(shí)的方向相反的方向被注入，而蓄積在圖4B的載流子向雙極載流子產(chǎn)生層104方向流動(dòng)(圖4C)。其結(jié)果，和使用常規(guī)的雙極載流子產(chǎn)生層的有機(jī)EL元件一樣(the preliminary report for the 49th Spring Meeting ofthe Japan Society(March，2002)，p.1308，27p-YL-3的初步報(bào)道)，載流子在第一電場發(fā)光層103-1和第二電場發(fā)光層103-2中復(fù)合，最終實(shí)現(xiàn)從那里發(fā)光。
本有機(jī)EL元件和非專利對比文件5的元件不同之處在于，因絕緣層105a和105b排列于元件中，載流子不從外部電極被注入，載流子的注入只由埋置于內(nèi)部的雙極載流子產(chǎn)生層完成。也就是說，只有表觀的交流電流流動(dòng)。(示出近于本征EL的性狀)。據(jù)此，這可以容易地防止元件的短路等，因而是極有用的。
本發(fā)明的元件因有絕緣層105a和105b的存在，所以不發(fā)生電流漏泄。因而，可以期待進(jìn)一步的高效率是本發(fā)明的元件的特征之一。
另外，本發(fā)明也可以設(shè)計(jì)成如圖2所示的多層結(jié)構(gòu)。圖5示出插入兩層雙極載流子產(chǎn)生層的實(shí)例(即m＝2，n＝3的實(shí)例)。圖5引用圖2的符號(hào)。此外，該示例的工作運(yùn)轉(zhuǎn)原理和上述圖3或圖4A-C的基本相同，不同的地方在于首先，第二電場發(fā)光膜203-2中(在沒有偏壓的狀態(tài)到被施加偏壓的瞬間)載流子已經(jīng)復(fù)合，發(fā)射光。(另一方面，在上述圖3的元件中，開始施加偏壓時(shí)載流子只被蓄存)。
另外，作為上述交流偏壓的波形，優(yōu)選的是，正弦波，矩形波和三角波，然而，本發(fā)明并不限于這些波形。另外，作為電壓的最大值，優(yōu)選的是，300V或更小。
上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的基本工作運(yùn)轉(zhuǎn)原理?，F(xiàn)在，下面將列舉用在本發(fā)明的作為優(yōu)選的雙極載流子發(fā)生層的構(gòu)成和作為優(yōu)選的電場發(fā)光膜的構(gòu)成。然而，本發(fā)明并不限制于這些構(gòu)成。
雙極載流子產(chǎn)生層可以是例如金屬薄膜、金屬氧化物薄膜、有機(jī)導(dǎo)電薄膜或它們的組合物。比如在非專利對比文件5中使用金屬氧化物(ITO)疊置于有機(jī)導(dǎo)電薄膜(摻雜Cs的BCP)上而形成的疊層。此外，在雙極載流子產(chǎn)生層兩側(cè)，陰極側(cè)緩沖層可以是例如LiF的無機(jī)電介質(zhì)薄膜和金屬氧化物例如Li氧化物、堿金屬或包含堿土金屬離子的有機(jī)薄膜層。另一方面，作為陽極側(cè)緩沖層可以使用例如銅酞菁。
從本發(fā)明的元件用交流偏壓驅(qū)動(dòng)的角度考慮，雙極載流子產(chǎn)生層應(yīng)設(shè)計(jì)為一種結(jié)構(gòu)，使得能夠注入空穴和電子兩種載流子。圖6A-C示出這種結(jié)構(gòu)的例子之一。
如圖6A所示，在用單一材料形成雙極載流子產(chǎn)生層601的情形中，材料可以是其中電子位于導(dǎo)帶且空穴位于價(jià)帶的寬帶隙的半導(dǎo)體(例如本征半導(dǎo)體)、或可以氧化并還原的氧化還原聚合物。另外，在圖6A-C中，參考數(shù)字601和611是電場發(fā)光層。
具體的寬帶隙的半導(dǎo)體的示例包括如GaN，AlN，BN，AlGaN，InGaN，InAlGaN等III族-N化合物，ZnS，MgS，ZnSe，MgSe，ZnMgSSe，CdS，ZnO，BeO等II-VI族化合物，還包括金剛石，SiC，ZnGaSSe，CaF2，AlP等。另外，氧化還原聚合物包括苯胺綠-基-聚苯胺(emeraldinebase polyaniline)(簡稱EB-PAni)等。
使用有機(jī)導(dǎo)體作為雙極載流子產(chǎn)生層601也很有效。例如，有用于混合p型有機(jī)半導(dǎo)體和n型有機(jī)半導(dǎo)體的技術(shù)。p型有機(jī)半導(dǎo)體的典型實(shí)例，除了具有由下面的結(jié)構(gòu)式1表示的銅酞菁(CuPc)之外，還包括其他金屬酞菁或非金屬的酞菁。n型有機(jī)半導(dǎo)體的典型實(shí)例，可包括例如由下面的結(jié)構(gòu)式2表示的F16-CuPC，或3，4，9，10-二萘嵌苯四羧基酸衍生物，縮寫為PV(由下面的結(jié)構(gòu)式3表示)、Me-PTC(由下面的結(jié)構(gòu)式4表示)、或PTCAD(由下面的結(jié)構(gòu)式5表示)等。
化學(xué)式1
化學(xué)式2 化學(xué)式3 化學(xué)式4 化學(xué)式5 而且，還有使用有機(jī)導(dǎo)電體的另一技術(shù)，通過制備電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合體以作為有機(jī)化合物的受主(電子受主)和有機(jī)化合物的施主(電子施主)的混合物使有機(jī)導(dǎo)電體具有電導(dǎo)性。電荷-轉(zhuǎn)移復(fù)合體容易結(jié)晶并且其中一些不易形成薄膜。但是，根據(jù)本發(fā)明的雙極載流子產(chǎn)生層可以形成為薄層或簇狀(以便能注入載流子)。因此，不會(huì)發(fā)生大的問題。
典型的受主例包括下面的結(jié)構(gòu)式(6)所示TCNQ或其衍生物和下面的結(jié)構(gòu)式(7)所示鎳絡(luò)合物等。施主的典型實(shí)例包括下面的結(jié)構(gòu)式(8)所示TTF或其衍生物。
化學(xué)式6 化學(xué)式7 化學(xué)式8 而且，作為有機(jī)導(dǎo)電體的結(jié)構(gòu)實(shí)例，還有一個(gè)技術(shù)，即使用摻雜受主或施主到有機(jī)半導(dǎo)體內(nèi)以使有機(jī)半導(dǎo)體具有暗電導(dǎo)率。由導(dǎo)電高聚合物等代表的具有-共軛系統(tǒng)的有機(jī)化合物可以用于有機(jī)半導(dǎo)體。而且，除了上面提到的例子之外，受主可以使用路易斯酸例如FeCl3(III)或鹵族化合物(路易斯酸可以起受主作用)。另一方面，除了上面提到的例子之外，施主可以使用路易斯堿例如堿金屬或堿土金屬(路易斯堿可以起施主的作用)。
以上說明了單層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的雙極載流子產(chǎn)生層的實(shí)例。更優(yōu)選的是，用兩種或兩種以上材料構(gòu)成雙極載流子產(chǎn)生層的技術(shù)，例如，圖6B和圖6C所示的結(jié)構(gòu)。
圖6B示出一個(gè)雙極載流子產(chǎn)生層601的結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)電膜602通過本征半導(dǎo)體603夾在電場發(fā)光層610和611之間。在這種元件結(jié)構(gòu)中，無論施加正或負(fù)的偏壓都可以將載流子注入。在這里，優(yōu)選的是，本征半導(dǎo)體603和導(dǎo)電膜602有歐姆接觸。另外，導(dǎo)電膜602不但可以是金屬，或可以是各種無機(jī)化合物導(dǎo)體和以上所述有機(jī)導(dǎo)體?；蛘撸梢杂醚趸€原聚合物或有機(jī)導(dǎo)電體來代替本征半導(dǎo)體603。
圖6C示出一個(gè)雙極載流子產(chǎn)生層601的結(jié)構(gòu)，其中在具有大功函數(shù)的導(dǎo)電膜604的上下兩側(cè)提供有簇形電子注入?yún)^(qū)605。這樣的結(jié)構(gòu)允許從導(dǎo)電膜604注入空穴，從電子注入?yún)^(qū)注入電子，所以，無論施加任何一偏壓都可以注入載流子。功函數(shù)大的導(dǎo)電膜604包括ITO，Au等，也可以使用上述有機(jī)導(dǎo)體。通過將常規(guī)的電子注入材料形成為簇形電子注入?yún)^(qū)605，常規(guī)的電子注入材料可以是Al:Li合金，Ca等金屬和諸如LiF等無機(jī)電子注入材料以及電子親和力大的有機(jī)化合物。
另外，還可以將圖6C的結(jié)構(gòu)顛倒。也就是說，在功函數(shù)小的導(dǎo)電膜604的上下兩側(cè)提供有簇形空穴注入?yún)^(qū)605的結(jié)構(gòu)。這種情形中，功函數(shù)小的導(dǎo)電膜604包括Al:Li合金，Ca等，也可以使用上述其它有機(jī)導(dǎo)電體之一。另外，將常規(guī)的空穴注入材料形成簇形可以作為簇形空穴注入?yún)^(qū)605。在這種情況下，常規(guī)空穴諸注入材料可以是諸如ITO或Au等金屬，或無機(jī)化合物導(dǎo)電體，或離子電位較小的有機(jī)化合物。
接下來，將在下文中示出電場發(fā)光層結(jié)構(gòu)的實(shí)例。電場發(fā)光層可以利用一般用于構(gòu)成有機(jī)EL元件結(jié)構(gòu)的任意結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。但從有機(jī)電致發(fā)光元件通過交流偏壓激勵(lì)的角度考慮，優(yōu)選的是，形成有雙極性的電場發(fā)光層。
作為得到雙極性的電場發(fā)光層的方法，一個(gè)方法包括混合空穴輸運(yùn)材料和電子輸運(yùn)材料來形成有雙極性的層的步驟。可用的空穴輸運(yùn)材料包括一種芳族胺(也就是，其中具有苯環(huán)-氮鍵的)化合物，廣泛使用的材料包括，例如，4，4’-雙(二苯胺)-聯(lián)苯(縮寫成TAD)，還有其衍生物，4，4’-雙[N-(3-苯甲基(methylphenyl))-N-苯基氨基]-聯(lián)苯(縮寫成TPD)，4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]-聯(lián)苯(縮寫成á-NPD)。也使用星爆形芳族胺化合物，例如4，4’，4”-三(N，N-聯(lián)苯-氨基)-三苯基胺(縮寫成TDATA)；以及4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(縮寫成MTDATA)。而且，金屬絡(luò)合物任何之一通常被用作電子輸運(yùn)材料，例如具有喹啉主鏈或苯并喹啉主鏈的金屬絡(luò)合物，包括三(8-喹啉醇合)鋁(縮寫成Alq)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)鋁(縮寫成Almq)以及雙(10-羥基苯并[h]-喹啉醇合)鈹(縮寫成Bebq)；和混合配位體的絡(luò)合物如雙(2-甲基-8-喹啉醇合)-(4-羥基-聯(lián)苯基)-鋁(縮寫成BAlq)。其他例子包括具有噁唑或噻唑配位體的金屬絡(luò)合物，如雙[2-(2-羥苯基)-苯并噁唑醇合]鋅(縮寫成Zn(BOX)2)和雙[2-(2-羥苯基)-苯并噻唑醇合]鋅(縮寫成Zn(BTZ)2)。此外，除了金屬絡(luò)合物其他具有輸運(yùn)電子特性的材料包括噁二唑衍生物，如2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(縮寫成PBD)以及1，3-雙[5-(對叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(縮寫成OXD-7)；三唑衍生物如3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫成TAZ)以及3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫成p-EtTAZ)；以及菲咯啉衍生物，如紅菲繞啉(縮寫成BPhen)和浴銅靈(縮寫成BCP)。
另外，使用高分子化合物的很多EL元件的材料有雙極性，適合作為有雙極性的電場發(fā)光層的材料。具體地說，聚對亞苯基聚合物如聚(2，5-二烷氧基-1，3-亞苯基)(縮寫成RO-PPP)，聚對亞苯基亞乙烯基聚合物如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基)(縮寫成RO-PPV)，以及聚芴聚合物如聚(9，9-二烷基芴)(縮寫成PDAF)。
任意導(dǎo)電材料都可以利用作為第一電極和第二電極。可以用鋁，鉻和鈦等。其中，因需要透明性，所以優(yōu)選的是，這些電極中的至少其中之一使用ITO等透明導(dǎo)電膜。另外，諸如氧化鋁和氟化鈣等無機(jī)絕緣體，以及諸如聚合對二甲苯等絕緣性有機(jī)材料可適用于絕緣層。在這種情況下，注意至少發(fā)射光的一側(cè)的絕緣層需要有透明性。
另外，每一電場發(fā)光層的顏色混合作為不同的發(fā)光顏色能夠得到白光發(fā)射。因此，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的有機(jī)EL元件時(shí)，可以制成高效率和長壽命的白光發(fā)光元件。本發(fā)明不僅可以適用于顯示器，而且還可以適用于照明設(shè)備等。
實(shí)施例實(shí)施例1實(shí)施例1示出一個(gè)用氣相淀積的方法制作本發(fā)明的有機(jī)EL元件的具體實(shí)例，首先，用氣相淀積在玻璃襯底上淀積ITO形成有100nm厚度作為第一電極，然后用EB氣相淀積將氧化鋁淀積在其上從而形成有300nm厚度的絕緣層。
其次，共同淀積重量比為1∶4的空穴輸運(yùn)材料的N，N’-雙[3-苯甲基(methylphenyl)]-N，N’-二苯基-二氨基聯(lián)苯(縮寫成TPD)和電子輸運(yùn)材料三(8-喹啉醇合)鋁(縮寫成Alq)以得到雙極性的厚度為100nm的第一電場發(fā)光層。這時(shí)，在中央部分的60nm(從厚度底部的20nm～80nm之間)區(qū)域內(nèi)，以TPD∶Alq∶DCM＝1∶4∶0.05的重量比摻雜作為熒光顏料的4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲胺-苯乙烯基)-4H-吡喃(縮寫成DCM)。
如上所述地形成第一電場發(fā)光層后，形成金屬鋁厚度為30nm作為雙極載流子產(chǎn)生層。
然后，保持真空狀態(tài)，用和形成第一電場發(fā)光層相同的方式繼續(xù)形成第二電場發(fā)光層。其次，用EB氣相淀積淀積氧化鋁為300nm作為絕緣層。最后，淀積鋁來形成有100nm厚度的第二電極，由此可以得到本發(fā)明的有機(jī)EL元件。
實(shí)施例2實(shí)施例2示出一個(gè)用濕涂敷的方法制作本發(fā)明的有機(jī)EL元件的具體實(shí)例。首先，在玻璃襯底上用ITO形成有100nm左右厚度的第一電極，然后在其上旋涂聚(乙烯酚)來形成有200nm厚度的絕緣層。另外，異丙醇可以用作溶劑材料。
其次，將聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1，4-亞苯基亞乙烯基](縮寫成MEH-PPV)溶解到二氯甲烷中，然后旋涂該溶液來形成具有80nm厚度的第一電場發(fā)光層。
如上所述地形成第一電場發(fā)光層后，旋涂摻雜有聚苯乙烯磺酸的聚(亞乙基二氧基噻吩)(簡稱(PEDOT/PSS))的水溶液來形成有100nm厚度的雙極載流子產(chǎn)生層。
然后，用和形成第一電場發(fā)光層相同的方式形成第二電場發(fā)光層。其次，旋涂聚(乙烯酚)來形成有200nm厚度的絕緣層。最后，形成鋁100nm的厚度作為第二電極。由此可以得到本發(fā)明的有機(jī)EL元件。
實(shí)施例3本實(shí)施例3示出一個(gè)利用含有發(fā)光顏料的聚合物復(fù)合膜涂敷并鍵合而不使用氣相淀積制作本發(fā)明的有機(jī)EL元件的具體實(shí)例。
首先，在形成有100nm厚度的作為第一電極的ITO的塑料襯底上(聚酯襯底或聚酰亞胺襯底等)旋涂聚(乙烯酚)來形成有200nm厚度的絕緣層。使用異丙醇作為溶劑材料。
其次，在絕緣層上旋涂二氯甲烷溶液來形成有100nm厚度的第一電場發(fā)光層，其中二氯甲烷溶液包括50wt％的作為粘結(jié)劑的聚碳酸酯，29wt％的作為空穴輸運(yùn)材料的TPD，20wt％的作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(縮寫成BND)，1.0wt％的作為發(fā)光顏料的香豆素6。
通過以上步驟形成第一電場發(fā)光層后，旋涂摻雜有樟腦-10-磺酸(camphor-10-sulfonic acid)的聚苯胺(簡稱PAni(CSA)0.5)的1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙醇(1，1，1，3，3，3-hexafluoro-2-propanol)(縮寫成HFIP)溶液來將PAni(CSA)0.5形成雙極載流子產(chǎn)生層，雙極載流子產(chǎn)生層的膜的厚度為50nm。
然后，在絕緣層上，旋涂二氯甲烷溶液來形成有100nm厚度的第二電場發(fā)光層，其中二氯甲烷溶液包括50wt％的作為粘結(jié)劑的聚碳酸酯，29wt％的作為空穴輸運(yùn)材料的TPD，20wt％的作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(縮寫成BND)，1.0wt％的作為發(fā)光顏料的香豆素6。到此進(jìn)行了淀積的襯底表示為“第一電極側(cè)的襯底”。
除了上述襯底，在塑料襯底上，形成具有相同尺寸的ITO的膜，然后在其上涂敷聚(乙烯酚)來形成有200nm厚度的絕緣層。這樣形成的襯底在下文中表示為“第二電極側(cè)襯底”。對聚(乙烯酚)的淀積可以和上述方式一樣旋涂異丙醇溶液。
這里，在預(yù)先備好的第一電極側(cè)襯底的外圍部分，安置650nm厚度的間隔膜，然后，第二電極側(cè)襯底被粘接使第二電極位于襯底內(nèi)側(cè)。
在熱板的不銹鋼板上放置粘接的膜狀的襯底，然后在其上放置另一不銹鋼板以加重。在這種狀態(tài)下，加熱至80℃。然后在加重的狀態(tài)下冷卻膜狀的襯底，然后從不銹鋼板中取出膜狀的襯底，連接上導(dǎo)線即完成了本發(fā)明的有機(jī)EL元件。
實(shí)施例4在ITO玻璃襯底上，旋涂聚(4-乙烯酚)的異丙醇溶液形成厚度為200nm，然后，將該膜在60℃的溫度下進(jìn)行30分鐘的真空干燥，形成包含聚(4-乙烯酚)的絕緣膜。
其次，調(diào)制由作為空穴輸運(yùn)材料的聚乙烯咔唑(64.3摩爾％)，作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(縮寫成BND)(35.1摩爾％)，以及作為發(fā)光顏料的香豆素6染料(0.6摩爾％)制成的二氯甲烷溶液，通過在絕緣膜上旋涂該溶液形成200nm厚，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行30分鐘的真空干燥形成聚合物層。
在此之上，通過旋涂將ITO微細(xì)粉末(平均顆粒直徑為50nm)的異丙醇懸浮液均勻擴(kuò)散。然后，在此之上，進(jìn)一步通過旋涂法將由作為空穴輸運(yùn)材料的聚乙烯咔唑(64.3摩爾％)，作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(縮寫成BND)(35.1摩爾％)，以及作為發(fā)光顏料的香豆素6染料(0.6摩爾％)制成的二氯甲烷溶液形成200nm厚，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行1小時(shí)的真空干燥形成聚合物層。其次，在此之上，旋涂聚(4-乙烯酚)的異丙醇溶液形成200nm厚，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行30分鐘的真空干燥形成包含聚(4-乙烯酚)的絕緣膜。最后，通過氣相淀積在其上形成60nm厚的鋁電極。
在電極間連接產(chǎn)生正弦波的交流電源，在1kHz至100kHz的驅(qū)動(dòng)頻率范圍內(nèi)施加交流電壓。在驅(qū)動(dòng)頻率是100kHz施加交流電壓的情形中，從ITO電極側(cè)觀察，在電壓60V(峰值電壓)可以觀察到香豆素顏料的綠光發(fā)射發(fā)出正如矩形電極形狀的均勻的光。用亮度計(jì)(Topcon公司的BM-5A)在施加180V電壓時(shí)測量出的發(fā)光亮度為30cd/m2。因交流電源的限制不能施加比180V更高的電壓，所以在持續(xù)施加180V的電壓的狀態(tài)下，元件可以亮度幾乎不減地連續(xù)發(fā)光1個(gè)小時(shí)。另外，甚至降低驅(qū)動(dòng)頻率到1kHz也能觀察到發(fā)光。
圖8示出驅(qū)動(dòng)頻率為100kHz時(shí)的電壓(用峰值電壓表示)和發(fā)光亮度之間的關(guān)系。圖9示出在用示波器施加電壓通過光電多路測試儀器(photomultimeter)測出的發(fā)光強(qiáng)度的時(shí)間曲線的結(jié)果。從圖中可以了解到隨正負(fù)的峰值電壓同步產(chǎn)生發(fā)光。
實(shí)施例5在ITO玻璃襯底上，旋涂聚(4-乙烯酚)的異丙醇溶液形成厚度為200nm，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行30分鐘的真空干燥形成包含聚(4-乙烯酚)的絕緣膜。
其次，調(diào)制由作為空穴輸運(yùn)材料的聚乙烯咔唑(64.3摩爾％)，作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(縮寫成BND)(35.1摩爾％)，以及作為發(fā)光顏料的香豆素6染料(0.6摩爾％)制成的二氯甲烷溶液，通過在絕緣膜上旋涂該溶液形成200nm厚，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行1小時(shí)的真空干燥形成聚合復(fù)合膜層。
在此之上，通過旋涂將ITO微細(xì)粉末(平均顆粒直徑為50nm)的異丙醇懸浮液均勻擴(kuò)散。
其次，用由作為空穴輸運(yùn)材料的聚乙烯咔唑(64.3摩爾％)，作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(BND)(35.1摩爾％)，以及作為發(fā)光顏料的香豆素6染料(0.6摩爾％)制成的二氯甲烷溶液，通過旋涂該溶液形成200nm厚，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行1小時(shí)的真空干燥形成聚合復(fù)合膜層。
然后分別重復(fù)兩次旋涂ITO微細(xì)粉末的異丙醇懸浮液和旋涂二氯甲烷溶液用于形成聚合復(fù)合膜層的步驟。
在此之上，旋涂聚(4-乙烯酚)的異丙醇溶液形成厚度200nm，然后，將該膜在60℃的溫度下進(jìn)行30分鐘的真空干燥形成包含聚(4-乙烯酚)的絕緣膜。最后，通過氣相淀積在其上形成60nm厚的鋁電極。
在電極間連接產(chǎn)生正弦波的交流電源，在1kHz至100kHz的驅(qū)動(dòng)頻率范圍內(nèi)在電極上施加交流電壓。在驅(qū)動(dòng)頻率是100kHz施加交流電壓的情形中，從ITO電極側(cè)觀察，在電壓70V(峰值電壓)可以觀察到香豆素顏料的綠光發(fā)射發(fā)出正如矩形電極形狀的均勻的光。用亮度計(jì)(Topcon公司的BM-5A)在施加180V電壓時(shí)測量出的發(fā)光亮度為25cd/m2。
實(shí)施例6根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)EL元件的所有元件的制作全部利用使用含發(fā)光顏料的聚合復(fù)合膜的濕法工藝并鍵合，而不使用氣相淀積法。
首先，在形成有作為底部電極的100nm厚的ITO的聚酯的襯底上，旋涂聚(4-乙烯酚)的異丙醇溶液形成200nm厚。然后形成包含聚(4-乙烯酚)的絕緣膜。
其次，調(diào)制由作為空穴輸運(yùn)材料的聚乙烯咔唑(64.3摩爾％)，作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(縮寫成BND)(35.1摩爾％)，以及作為發(fā)光顏料的香豆素6染料(0.6摩爾％)制成的二氯甲烷溶液，通過旋涂該溶液形成200nm厚，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行1小時(shí)的真空干燥形成聚合復(fù)合膜層。
在此之上，通過旋涂將ITO微細(xì)粉末(平均顆粒直徑為50nm)的異丙醇懸浮液均勻擴(kuò)散。
除了該襯底，準(zhǔn)備另一個(gè)聚酯的襯底，其上形成有作為底部電極的100nm厚的ITO，然后在此之上，旋涂聚(4-乙烯酚)的異丙醇溶液200nm厚作為含聚(4-乙烯酚)的絕緣膜。接著，用由作為空穴輸運(yùn)材料的聚乙烯咔唑(64.3摩爾％)，作為電子輸運(yùn)材料的2，5-雙(1-萘酯)-1，3，4-噁二唑(BND)(35.1摩爾％)，以及作為發(fā)光顏料的香豆素6染料(0.6摩爾％)制成的二氯甲烷溶液，通過在其上旋涂該溶液形成200nm厚，然后，在60℃的溫度下進(jìn)行1小時(shí)的真空干燥形成聚合復(fù)合膜層。
兩個(gè)制好的聚酯襯底粘合在一起使襯底上的旋涂材料彼此面對。然后，用2張玻璃板夾住粘合的襯底，再在其上加重并在烤箱中以80℃的溫度烘烤30分鐘。
在兩個(gè)ITO電極間連接產(chǎn)生正弦波的交流電源，在1kHz至100kHz的驅(qū)動(dòng)頻率范圍內(nèi)在電極上施加交流電壓。在驅(qū)動(dòng)頻率是100kHz的施加交流電壓的情形中，從ITO電極側(cè)觀察，在電壓60V(峰值電壓)可以觀察到香豆素顏料的綠光發(fā)射發(fā)出正如矩形電極形狀的均勻的光。這種情形中，從上下表面都可以觀察到相同亮度的發(fā)光。即使彎曲襯底，發(fā)光的狀態(tài)也沒有變化。
通過實(shí)施本發(fā)明，在提高電流效率的同時(shí)，能夠提供不僅具有高可靠性而且具有高成品率的有機(jī)EL元件。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光元件包括第一電極；第二電極；以及含有能夠引起電場發(fā)光的有機(jī)化合物并提供在第一電極和第二電極之間的電場發(fā)光膜，其中所述電場發(fā)光膜中包含有載流子產(chǎn)生層，所述載流子產(chǎn)生層為浮置電極；其中，在所述第一電極和電場發(fā)光膜之間提供第一絕緣膜，所述第一絕緣膜防止載流子從第一電極注入到電場發(fā)光膜，以及其中，在所述第二電極和電場發(fā)光膜之間提供第二絕緣膜，所述第二絕緣膜防止載流子從第二電極注入到電場發(fā)光膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中該有機(jī)電致發(fā)光元件通過交流偏壓驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中電場發(fā)光膜包括具有雙極特性的層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中電場發(fā)光膜包括彼此結(jié)合以形成雙極混合層的具有電子輸運(yùn)性的有機(jī)化合物和具有空穴輸運(yùn)性的有機(jī)化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中電場發(fā)光膜包括具有包括π-共軛系統(tǒng)或σ-共軛系統(tǒng)的雙極特性的聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中載流子產(chǎn)生層包含有機(jī)化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中載流子產(chǎn)生層包含用于所述有機(jī)化合物的受主和施主中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中載流子產(chǎn)生層包含用于所述有機(jī)化合物的受主和施主雙方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的有機(jī)電致發(fā)光元件，其中載流子產(chǎn)生層的電導(dǎo)率為10-10S/m或更大。
全文摘要
本發(fā)明的有機(jī)電致發(fā)光元件將一種新的概念引入結(jié)構(gòu)，以提高其效率，并獲得高可靠性和高成品率。該有機(jī)電致發(fā)光元件具有電場發(fā)光膜，它含有能夠引起電場發(fā)光的有機(jī)材料并提供在第一電極和第二電極之間，該元件包括電場發(fā)光膜中的作為浮置電極的載流子產(chǎn)生層；第一電極和電場發(fā)光膜之間的絕緣膜，以及第二電極和電場發(fā)光膜之間的絕緣膜，其中有機(jī)電致發(fā)光元件由交流偏壓驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1474633SQ0312783
公開日2004年2月11日 申請日期2003年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者筒井哲夫 申請人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所