專利名稱：電致發(fā)光裝置中的中間層與電致發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電致發(fā)光(EL)裝置的中間層。該中間層要么是空穴(正電荷)注入和/或空穴傳輸層，要么是電子(負(fù)電荷)注入和/或電子傳輸層，其與發(fā)光層一起設(shè)置在兩電極之間。當(dāng)在兩個(gè)電極上外加電壓時(shí)，該EL裝置由于形成了電流而發(fā)光。
EL裝置可以由無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料或有機(jī)材料(有機(jī)發(fā)光二極管OLED)構(gòu)成。
因而包括至少一個(gè)聚合物構(gòu)成的層的LED被稱為PolyLED或PLED。通常用于PolyLED的聚合物是聚(亞乙基二氧噻吩)(PEDT或PDOT)，它是一種對(duì)可見(jiàn)光高度吸收的材料。因此，極薄的PolyLED層仍能夠吸收大約5到10％的發(fā)射光。
PolyLED用于單色或全彩色RGB(紅/綠/藍(lán))PolyLED器件用的顯示器。PolyLED顯示器的示意性結(jié)構(gòu)在有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的

圖1中所示。構(gòu)成該顯示器前側(cè)的玻璃面板1具有結(jié)構(gòu)化的氧化銦錫(ITO)電極2。通過(guò)例如旋涂或噴墨的方式將兩個(gè)有機(jī)層3、4淀積在ITO電極2上。淀積在ITO電極2上的第一有機(jī)層3由用于傳輸和注入正電荷載體或空穴的導(dǎo)電性聚合物構(gòu)成。第二層4由外加電壓時(shí)發(fā)光的聚合物構(gòu)成。通常使用PDOT和PSS聚(苯乙烯磺酸酯)的混合物以便獲得高效能和良好的使用壽命。陰極金屬電極淀積在發(fā)光層4上作為第三層。包括吸氣劑7的蓋6通過(guò)膠8貼附在該結(jié)構(gòu)上。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于電致發(fā)光裝置的中間層，其包括至少一個(gè)空穴(正電荷)或電子(負(fù)電荷)傳輸和/或注入層，與至少一個(gè)發(fā)光層一起設(shè)置在陽(yáng)極和陰極之間，當(dāng)在兩個(gè)電極上外加電壓時(shí)該電致發(fā)光裝置發(fā)光并且所述中間層對(duì)可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光吸收較少。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電致發(fā)光裝置，其由于減少了對(duì)可見(jiàn)光譜范圍的光吸收并且同樣亮度所使用的能量較少而提高了效能。
在中間層方面，所述目的是通過(guò)一種傳輸和/或注入層實(shí)現(xiàn)的，該層包括顆粒直徑在10-7到10-4cm范圍、對(duì)可見(jiàn)光譜范圍的光透明的膠體顆粒。所述膠體顆?？梢允怯袡C(jī)材料例如后氯化的聚氯乙烯(PC)或乳膠，或者是無(wú)機(jī)材料例如氧化物、磷酸鹽、硅酸鹽、或硼酸鹽。它們只需與生產(chǎn)條件相容即可，例如在制造PLED過(guò)程中的加工溫度升高到了200℃。
有利的是，所述膠體顆粒的折射率在基本材料的折射率范圍內(nèi)，從而使白天的對(duì)比度最高。
中間層的膠體顆?？梢詾槟z體二氧化硅顆粒。測(cè)量結(jié)果表明，當(dāng)基本材料進(jìn)一步包含二氧化硅顆粒時(shí)，從所述層結(jié)構(gòu)發(fā)出的光的百分?jǐn)?shù)增大。
在電致發(fā)光裝置方面，所述目的是通過(guò)一種具有中間層的EL裝置實(shí)現(xiàn)的，其包括基本材料和另外的膠體顆粒，以及-可透射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光的陽(yáng)極和可反射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光的陰極，或者-可透射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光的陰極和可反射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光的陽(yáng)極，或者-都可透射可見(jiàn)光的陰極和陽(yáng)極。
膠體顆粒的存在使得光的外聯(lián)性(outcoupling)提高。這就是為什么外加到兩個(gè)電極上的電壓可以較低而該EL裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有相同亮度的原因。
根據(jù)該電致發(fā)光裝置的一個(gè)實(shí)施方案，陰極透過(guò)光，因?yàn)槠渫该鞑⑶野ū〔⒁蚨该鞯你y層，上面淀積有一層或多層其它的透明介電層。該裝置優(yōu)選用于具有獨(dú)立激活像素的有源矩陣顯示器，其中另外選擇有晶體管。
根據(jù)該電致發(fā)光裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，膠體顆粒的平均直徑小于傳輸層厚度大小的兩倍，因?yàn)樵诖藯l件下器件的電學(xué)性質(zhì)幾乎不會(huì)改變。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，該電致發(fā)光裝置包括具有膠體顆粒的傳輸層，其優(yōu)選傳輸空穴并由PDOT或TPD(三苯二胺衍生物)制成。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，該電致發(fā)光裝置包括具有膠體顆粒的傳輸層，其優(yōu)選傳輸電子。
電致發(fā)光裝置的發(fā)光層可以為聚合物，例如聚(對(duì)亞苯基亞乙烯基)(PPV)和/或溶液處理后的有機(jī)材料。
電致發(fā)光裝置的發(fā)光層可以由真空淀積的有機(jī)材料例如三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)構(gòu)成。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，電荷傳輸層由PDOT構(gòu)成，其是顆粒大小(直徑)為120nm的二氧化硅(SiO2)顆粒量(重量)的五倍。
該電致發(fā)光裝置可以用作有源矩陣顯示器，無(wú)源矩陣顯示器或者用于單色或全彩色應(yīng)用中的光源。
下面，將參考附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖2表示了一種示意性的顯示器截面視圖，其具有平均直徑相當(dāng)于電荷傳輸層厚度的膠體顆粒；圖3表示了圖2的截面視圖，其具有平均直徑相當(dāng)于電荷傳輸層厚度大小的一半的膠體顆粒；圖4表示了圖2的截面視圖，其具有平均直徑相當(dāng)于電荷傳輸層厚度大小的兩倍的膠體顆粒。
圖2表示了一種示意性的顯示器截面視圖，其具有平均直徑相當(dāng)于電荷傳輸層11厚度的膠體顆粒12。傳輸層11可以傳輸正電荷或負(fù)電荷，并淀積在一個(gè)電極上，該實(shí)施例中是ITO陽(yáng)極10。傳輸層11上淀積的是發(fā)光層13，它也覆蓋著陽(yáng)極10的突出邊緣。在該實(shí)施例中，主體(bulk)由陰極14所覆蓋，其覆蓋著大部分的發(fā)光層13和部分玻璃面板9。玻璃面板可以由柔性透明材料所替代，例如用于電子紙張的材料，其中玻璃顆粒淀積在透明的塑料材料上。該實(shí)施例涉及LED的透射可見(jiàn)光的陽(yáng)極10和反射可見(jiàn)光的陰極14。
圖3表示了圖2的截面視圖，其具有平均直徑相當(dāng)于電荷傳輸層厚度11大小的一半的膠體顆粒12；圖4表示了圖2的截面視圖，其具有平均直徑相當(dāng)于電荷傳輸層厚度11大小的兩倍的膠體顆粒12。這是最大值，因?yàn)樽罡哌_(dá)該尺寸時(shí)對(duì)LED電性質(zhì)的影響幾乎可以忽略不計(jì)。
本發(fā)明可以總結(jié)如下一種中間層，其包括單獨(dú)使用時(shí)仍能吸收一些光的基本材料，例如導(dǎo)電性聚合物。與膠體顆粒相結(jié)合后，該中間層變得幾乎完全透明。一種具有中間層的電致發(fā)光裝置，該中間層幾乎完全透明，因?yàn)槠渲邪ǖ哪z體顆粒具有較高的效能并因而對(duì)于同樣的發(fā)光特性需要較少的能量。
權(quán)利要求
1.一種用于電致發(fā)光裝置的中間層，其包括至少一個(gè)發(fā)光層(13)和設(shè)置在陽(yáng)極(10)和陰極(11)之間的至少一個(gè)基本材料的空穴(正電荷)或電子(負(fù)電荷)傳輸和/或注入層(11)，當(dāng)在所述兩個(gè)電極(10、13)上外加電壓時(shí)所述電致發(fā)光裝置發(fā)光，其特征在于所述傳輸和/或注入層(11)進(jìn)一步包括膠體顆粒(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的中間層，其特征在于所述膠體顆粒(12)是有機(jī)材料，尤其是選自PC或乳膠的有機(jī)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的中間層，其特征在于所述膠體顆粒(12)是無(wú)機(jī)材料，尤其是選自氧化物、磷酸鹽、硅酸鹽、或硼酸鹽的無(wú)機(jī)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)的中間層，其特征在于所述膠體顆粒(12)的折射率在基本材料的折射率范圍內(nèi)。
5.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的中間層的電致發(fā)光裝置，其特征在于陽(yáng)極(10)透射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光而陰極(14)反射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光，或者陰極(14)透射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光而陽(yáng)極(10)反射可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光，或者陰極(14)和陽(yáng)極(10)都透射可見(jiàn)光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電致發(fā)光裝置，其特征在于陰極(14)透過(guò)光并且包括薄的銀層，銀層上面淀積有一層或多層其它的透明介電層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的電致發(fā)光裝置，其特征在于所述膠體顆粒(12)的平均直徑小于傳輸層(11)厚度大小的兩倍，
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)的電致發(fā)光裝置，其特征在于具有膠體顆粒(12)的所述傳輸層(11)優(yōu)選傳輸空穴并由選自PDOT或TPD的材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)的電致發(fā)光裝置，其特征在于具有膠體顆粒(12)的所述傳輸層(11)優(yōu)選傳輸電子。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)的電致發(fā)光裝置，其特征在于所述發(fā)光層(13)為聚合物和/或溶液處理后的有機(jī)材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)的電致發(fā)光裝置，其特征在于所述發(fā)光層(13)由真空淀積的有機(jī)材料構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任意一項(xiàng)的電致發(fā)光裝置在有源矩陣顯示器、無(wú)源矩陣顯示器或者用于單色或全彩色應(yīng)用中的光源的用途。
全文摘要
一種中間層(11)，其包括單獨(dú)使用時(shí)仍能吸收一些光的基本材料，例如導(dǎo)電性聚合物。與膠體顆粒(12)相結(jié)合后，該中間層(11)變得幾乎完全透明。一種具有中間層(11)的電致發(fā)光裝置，該中間層幾乎完全透明，因?yàn)槠渲邪ǖ哪z體顆粒(12)具有較高的效能并且因而對(duì)于同樣的發(fā)光特性需要較少的能量。
文檔編號(hào)H01L51/54GK1938880SQ200580010102
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者H·-H·貝希特爾, W·布澤爾特, J·奧皮茨 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司