有機(jī)電子器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有機(jī)電子器件及其制造方法，所述有機(jī)電子器件針對(duì)使用了金屬氧化物的涂布型電子注入層或電子輸送層，通過提高組成分布的均勻性和穩(wěn)定性以及與相鄰的其他構(gòu)成層的密合性、改善成膜性，從而提高了效率。所述有機(jī)電子器件在基板上具備1對(duì)電極且在上述電極間具備至少1層有機(jī)層，其中，使堿金屬鹽和氧化鋅納米顆粒溶解于醇形成液體材料，涂布該液體材料，從而形成電子注入層或電子輸送層。
【專利說明】有機(jī)電子器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在有機(jī)電致發(fā)光元件(以下簡(jiǎn)稱為有機(jī)EL元件)、有機(jī)晶體管、有機(jī)薄膜太陽能電池等有機(jī)電子器件中改善了成膜性的涂布型有機(jī)電子器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以有機(jī)EL元件為代表的有機(jī)電子器件的制作中，有機(jī)層等各構(gòu)成層的形成方法大致分為使用蒸鍍法等的干式工藝和通過使用將有機(jī)材料溶解于有機(jī)溶劑而得到的溶液的涂布法來進(jìn)行的濕式工藝。
[0003]在干式工藝中，由于通常在10_4?10_6Pa的高真空下將有機(jī)層和金屬進(jìn)行成膜，所以具有幾乎沒有水分、氧和雜質(zhì)的混入等而能夠以所期望的膜厚進(jìn)行均勻成膜的優(yōu)點(diǎn)。另夕卜，由于能夠?qū)⒂袡C(jī)層、金屬氧化物和金屬連續(xù)地進(jìn)行成膜，所以各層具有分離的功能，因而容易實(shí)現(xiàn)元件的高效率化和元件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。而另一方面，存在難以大面積均勻地成膜、材料的利用效率低、成本高等問題。
[0004]對(duì)此，濕式工藝的成膜工序比較簡(jiǎn)便、成本低且能夠進(jìn)行大面積、柔性的成膜，因此近年來備受注目，不僅在有機(jī)EL元件、而且在有機(jī)晶體管和有機(jī)薄膜太陽能電池等有機(jī)電子器件的研究開發(fā)中也有利用。
[0005]作為具體的手法，除了利用旋涂法、流延法、噴涂法等涂布法以外，還可以列舉浸涂法、自組裝化法、LB法等浸潰法以及利用噴墨、網(wǎng)版印刷、輥對(duì)輥法(roll to roll)等印刷法。
[0006]在利用旋涂法的涂布法中，通過使有機(jī)材料溶解于各種溶劑中，在大氣下或在手套式操作箱等內(nèi)的不活潑性氣體氣氛下，控制溶液的滴加量、濃度、旋涂的轉(zhuǎn)速等，從而以所期望的膜厚進(jìn)行成膜。
[0007]在如上所述的涂布型有機(jī)電子器件中，由于通常的成膜材料可溶于有機(jī)溶劑，所以在層疊涂布膜時(shí)，有可能下層會(huì)由于再溶解而與上層發(fā)生混合。
[0008]因此，在有機(jī)EL元件中，采用例如如下方法:在ITO基板上，將不溶于有機(jī)溶劑而為水溶性的聚噻吩一聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)進(jìn)行成膜，其上的發(fā)光層通過涂布芳香族系高分子等有機(jī)溶劑溶液進(jìn)行成膜等、使用不同的溶劑進(jìn)行層疊。
[0009]另外，涂布型有機(jī)電子器件中使用的有機(jī)材料基本上具有單極性、即空穴或電子的任意一種的電荷輸送性的情況較多。因此，由于電荷向電極穿通而存在不參與電荷復(fù)合(charge recombinant)的電荷,這樣低的載頻平衡(carrier balance)引起的有機(jī)電子器件的低效率化也成為了問題。
[0010]另外，以往作為涂布型有機(jī)電子器件中的電子注入層，為水溶性或醇溶性的，作為功函數(shù)低的金屬的Ba、Ca等與Al組合使用，但這些金屬的活性非常高，所以易于受到大氣中的水分和/或氧的影響。
[0011]因此，為了實(shí)現(xiàn)涂布型有機(jī)電子器件的高效率化，需要能夠阻止由層疊結(jié)構(gòu)引起的電荷的穿通、并且在大氣下穩(wěn)定且能夠涂布的電子注入層或電子輸送層。[0012]從而，作為醇溶性的電子注入材料或電子輸送材料，本
【發(fā)明者】們著眼于碳酸銫(Cs2C03)、以及下述(化學(xué)式I)所示的8 一羥基喹啉鈉(以下簡(jiǎn)稱為Naq)、或8 —羥基喹啉鋰(以下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)iq)、2 - (2 一吡啶基)苯酚鋰(以下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ipp)以及2 —(2’，2’’ 一聯(lián)吡啶一 6’ 一基)苯酚鋰(以下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ibpp)等苯酚鋰等堿金屬鹽以及氧化鋅(ZnO)。
[0013][化學(xué)式I]
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種有機(jī)電子器件，其特征在于，其在基板上具備I對(duì)電極、在上述電極間具備至少I層有機(jī)層，其具備由堿金屬鹽和氧化鋅納米顆粒的涂布膜構(gòu)成的電子注入層或電子輸送層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電子器件，其特征在于，所述涂布膜包含有機(jī)聚合物粘合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電子器件，其特征在于，所述堿金屬鹽為碳酸銫、8 一羥基喹啉鈉、或8 —羥基喹啉鋰、2 - (2 一吡啶基)苯酚鋰和2 —(2’，2’’ 一聯(lián)吡啶一6’ 一基)苯酚鋰中的任意一種鋰苯酚鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的有機(jī)電子器件，其特征在于，所述涂布膜的厚度為I?30nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的有機(jī)電子器件，其特征在于，所述有機(jī)聚合物粘合劑為聚(4 一乙烯基吡啶)、聚(2 —乙烯基吡啶)和聚環(huán)氧乙烷中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的有機(jī)電子器件，其特征在于，所述有機(jī)層包含多個(gè)活性層以串聯(lián)式層疊的堆疊型結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的有機(jī)電子器件，其特征在于，所述有機(jī)電子器件為有機(jī)電致發(fā)光兀件，且所述有機(jī)層包含多個(gè)發(fā)光層以串聯(lián)式層疊的多光子結(jié)構(gòu)。
8.—種權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的有機(jī)電子器件的制造方法，其特征在于，電子注入層或電子輸送層通過涂布溶解于醇而成的液體材料來形成。
【文檔編號(hào)】H05B33/10GK103548171SQ201180071032
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】千葉貴之, 楊陽, 夫勇進(jìn), 城戶淳二 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人山形大學(xué)