專利名稱：場致發(fā)光裝置的制作方法
場致發(fā)光裝置(EL)被定義為這樣一種裝置，即在它上面加上電壓時會發(fā)射光并有電流流過。在工業(yè)上這類裝置長時期以來被稱為發(fā)光二極管(LEDs)。光的發(fā)射是由正電荷(空子)和負(fù)電荷(電子)結(jié)合而引起的。
工業(yè)中通常的LEDs全部主要由無機半導(dǎo)體材料組成。但是一些年以來，已知有一些EL裝置的主要組份是有機材料。
這些有機EL裝置一般含有一層或多層有機傳荷化合物。其基本結(jié)構(gòu)表示在

圖1中，圖中的數(shù)字1至10意指1底物2基電極3空子注入層4空子傳輸層5發(fā)射層6電子傳輸層7電子注入層8上電極9觸點10包封層這種結(jié)構(gòu)代表最一般的情況，可通過省略其中個別層來簡化，使一層擔(dān)負(fù)許多工作。在最簡單的情況下，EL裝置只包括有機層及兩邊的兩個電極，它完成所有的功能，包括光的發(fā)射。這種系統(tǒng)已被描述于(例如)基于聚(對亞苯基亞乙烯基)的WO9013148中。
D.Adam，F(xiàn).Closs，T.Frey，p.Funhoff，D.Haarer，H.Rinqsdorf，P.Schuhmacher，K.Siemensmeyer等人在phys.Rev.Lett.70(1993)457頁發(fā)表的論文公開了在液晶相中可以有特別高的電荷遷移率。
本發(fā)明涉及含有一層或多層有機層的場效發(fā)光裝置，其中至少有一層中含有一種或多種液晶傳荷化合物。
這些有機層相應(yīng)于圖1中的第3至7層；但是，在組成這種EL裝置時，電子傳輸層和電子注入層例如可以被省略。因此這種EL裝置只包括(例如)第3至5層。
為本發(fā)明的目的，傳荷化合物是用來指所有的以任何方式來傳輸電荷(空子和/或電子)的液晶化合物。這些也明確地包括那些是發(fā)射層組份的化合物，即光致發(fā)光材料，例如熒光染料。液晶光導(dǎo)體被描述于(例如)歐洲專利申請527 376 A1和P93104832.6.中。
這種新的傳荷化合物可以是低分子量(單體的)液晶化合物、低聚物、低聚混合物、高聚物或高聚網(wǎng)狀物，或它們的混合物。
這些液晶傳荷化合物的實例有選自苯并〔9，10〕菲類、酞菁類、三環(huán)喹唑啉類、苝類、苝酰亞胺類、十環(huán)烯類和卟啉類的碟狀液晶化合物，以及選自噁二唑類、噻二唑類、聯(lián)苯類、芪類、嘧啶類、三聯(lián)苯類、四聯(lián)苯類和噁唑啉類的蘆木狀液晶化合物。
特別優(yōu)選的是被描述于德國專利申請P4339711.5和P4325238.9中的碟狀液晶苯并〔9，10〕菲類和三環(huán)喹唑啉類。
在這種新的裝置中，液晶傳荷化合物最好是用在第4和第6層或第3和第7層中。由于它們在液晶相中很高的載荷遷移率，它們特別適宜于這一目的。液晶傳荷化合物特別優(yōu)選地用于存在于液晶相中的分子取向序列中。這種取向序列可通過(例如)加熱試樣來建立，并且(例如在不結(jié)晶而代之以固化成玻璃狀物的高聚物的情況下)可通過冷凍形成玻璃態(tài)來使取向序列固定。液晶的取向序列同樣也可用描述于德國專利申請P4339711.5中的方法通過交聯(lián)來固定。
在這種新的EL裝置的層狀結(jié)構(gòu)中，不含液晶傳荷化合物的各層可用通常的方法來產(chǎn)生，例如低分子量傳荷化合物的汽相淀積，或通過澆鑄或旋轉(zhuǎn)涂布低分子量傳荷化合物在一種高聚物基料中形成的溶液，或直接由高聚傳荷化合物或其前體的溶液來產(chǎn)生。特別優(yōu)選的是各層的組份被加熱交聯(lián)或者特別優(yōu)選地是在施用后借助光化學(xué)照射(紫外光、可見光、電子束或X射線)來交聯(lián)的層。這可通過(例如)類似于在德國專利申請P4325885.9和P.4339711.5中所描述的那些方法來進行。
有數(shù)種方法來產(chǎn)生含有液晶傳荷化合物的層。例如，小槽可由固體底物諸如帶有導(dǎo)電涂層(例如鋁或1TO，即氧化銦錫)的玻璃來構(gòu)成，它們可通過(例如)間隔基彼此保持一定的間距。然后在空腔中填充各向同性的液晶傳荷化合物，即(例如)以低粘度的熔融體形式填充。一般，這是通過緊挨著的玻璃板間的毛細(xì)管作用來實施的。除導(dǎo)電涂層以外，玻璃板上還進一步有其它涂層(例如取向?qū)?，但這些涂層必須有充分的熱穩(wěn)定性，以便在可能在高溫下引入液晶傳荷化合物時它們不致被毀壞。交聯(lián)層、如描述于德國專利申請P.4325885.9中的那些一般是合適的。
上面所描述的方法不能被用于(如果升高溫度是必需的)熱敏感的底物或易揉曲的底物。在這些情況下，液晶傳荷化合物被從溶液中方便地施用于底物上，例如通過澆鑄或旋轉(zhuǎn)涂布；如果熔點充分低，則在固態(tài)施用自然也是可能的。
液晶取向序列一般可通過把試樣簡單地溫?zé)崾罐D(zhuǎn)化成各向同性狀態(tài)、接著通過冷卻以形成液晶相來建立。當(dāng)液晶取向序列已經(jīng)建立，它可通過粹滅來凍結(jié)以形成玻璃或通過交聯(lián)來固定(可參看德國專利申請P4339711.5)。
含有一種或多種新的液晶化合物的層還可含有另外的一種或多種輔劑。這些包括(例如)非液晶傳荷化合物例如發(fā)射染料，或聚合引發(fā)劑和流量控制劑等，這些都是涂料工藝領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。
下面的實施例用來說明這種新的裝置。
實施例1圖2顯示的是這種裝置的圖式代表，參考數(shù)字解釋如下首先，50毫克噁二唑和100毫克聚〔肉桂酸乙烯酯〕在1070毫克甲苯中形成的溶液被旋轉(zhuǎn)涂布在已用鋁氣相淀積(20nm，“2”)的玻璃底物上(圖2中的“1”)。然后通過用HBO燈照射5分鐘使涂層交聯(lián)(“3”)。
再把1毫克DCM和100毫克聚〔肉桂酸乙烯酯〕在1348毫克甲苯中形成的溶液旋轉(zhuǎn)涂布(“4”)在這一涂層上。在得到的層上加上12μm厚的間隔基(“5”)，再用涂有ITO(“6”)的玻璃蓋上。得到的裝置結(jié)合在一起后在真空干燥室中于100℃的溫度下干燥23小時；層的整個厚度約為13μm。
最后，在130℃用六戊氧基苯并〔9，10〕菲(“7”)填充得到的裝置的空腔。在80℃觀測這一試樣的場致發(fā)光。在此溫度下，六戊氧基苯并〔9，10〕菲處于液晶Dho相。在150V電壓下發(fā)射的光是橙紅色的。 六戊氧基苯并〔9、10〕菲 噁二唑 實施例2在130℃把六戊氧基苯并〔9，10〕菲(相序C69℃Dho122℃i)擴散到小槽中(圖3)。槽中含有兩個在玻璃底物上的十字形電極裝置，其中一個含有透明的氧化銦錫(ITO)，另一個含有鋁(厚度60nm)?；钚詤^(qū)域大約2×2毫米，厚度約1.3μm。小槽被充滿后，借助導(dǎo)電的兩組份粘接劑使兩個電極與導(dǎo)電連接。在加上69伏電壓(ITO端為正極)時，在80℃溫度下裝置發(fā)射藍(lán)光。在暗室中可清楚地看見發(fā)光。即使在數(shù)小時發(fā)射光之后也未觀察到光亮度的降低。
實施例3在120℃把能夠形成液晶相的物質(zhì)2擴散到小槽中(見圖3)。相序為g34℃c66℃n102℃i。槽中含有十字形的兩個電極裝置，其中一個含有透明的氧化銦錫，另一個含有鋁(厚度60nm)?；钚詤^(qū)域大約為2×2毫米，工約3.0μm。小槽被充滿后，借助導(dǎo)電的兩組份粘接劑使兩個電極與導(dǎo)電連接。在加上200伏直流電壓后(ITO端為正極)，在85℃溫度下裝置發(fā)射藍(lán)光。
在圖3中，1表示玻璃，2表示鋁，3表示ITO，4表示粘接劑。 化合物2實施例4在185℃像在實施例2中那樣把2-丁?；?3，6，7，10，11-五戊氧基苯并〔9，10〕菲注入小槽中，像在實施例2中那樣提供接觸，并把小槽加熱到185℃以產(chǎn)生各向同性相，在等候5分鐘后，以1K/分的冷卻速率冷卻到70℃。加上45伏直流電壓，(ITO電極為正極，鋁電極為負(fù)極)，裝置即發(fā)射紅光。在電壓為5伏時沒有觀察到光發(fā)射。
實施例5在155℃像在實施例2中那樣把2，3，6，7，10，11-六丁氧基苯并〔9，10〕菲注入小槽中，像在實例2中那樣提供接觸，并把小槽加熱到155℃以產(chǎn)生各向同性相，在等候5分鐘后，以1K/分的冷卻速率冷卻到118℃。加上45伏直流電壓(ITO電極為正極，鋁電極為負(fù)極)，裝置即發(fā)射橙色光。在電壓為5伏時，沒有觀察到光發(fā)射。
實施例6把3毫克具有下式的化合物在100毫克甲苯中形成的溶液旋轉(zhuǎn)涂布在涂有ITO的玻璃板上。 試樣在50℃干燥3小時。通過加熱到150℃來產(chǎn)生各向同性相，接著按1K/分的速率慢慢冷卻使之取向。然后在層上汽相溶積鋁層電極。鋁電極的厚度約為60nm。加上10伏直流電壓(ITO電極為正極，鋁電極為負(fù)極)，裝置即發(fā)射藍(lán)光。在電壓為3伏以下時觀察不到光的發(fā)射。
實施例7在120℃，在相似于實施例2中的小槽中充以具有下式的化合物 像在實施例2中那樣提供接觸，通過加熱到120℃來產(chǎn)生各向同性相，等候5分鐘后，以1K/分的冷卻速率把試樣冷卻到60℃，加上40伏直流電壓(ITO電極為正極，鋁電極為負(fù)極)，裝置即發(fā)射橙色光，在電壓為5伏時，不能觀察到光的發(fā)射。
實施例8在120℃把具有下式的化合物 注入像實施例2中那樣的小槽中。像在實施例2中描述的那樣提供接觸點，加熱到120℃以產(chǎn)生各向同性相，在等侯5分鐘后，以1K/分的冷卻速率把試樣冷卻到20℃。加上65伏直流電壓(ITO電極為正極，鋁電極為負(fù)極)，裝置即發(fā)射橙色光。在電壓為5伏時，不能觀測到光的發(fā)射。
實施例9在150℃把具有下式的化合物 注入像實施例2中那樣的小槽中。像實施例2中那樣暫時冷卻并提供接觸后，在150℃產(chǎn)生各向同性相，等候5分鐘后以1K/分的冷卻速率把試樣冷卻到100℃。加上50伏直流電壓(ITO電極為正極，鋁電極為負(fù)極)，裝置即發(fā)射橙色光。在電壓為5伏時不能觀察到光的發(fā)射。
權(quán)利要求
1.含有一層或多層有機物的場致發(fā)光裝置，其中的一層或多層中含有液晶傳荷化合物。
2.權(quán)利要求1中的場致發(fā)光裝置，其中的一層或多層中含有碟狀液晶傳荷化合物。
3.權(quán)利要求1中的場致發(fā)光裝置，其中的一層或多層中含有碟狀液晶苯并〔9，10〕菲類、酞菁類、三環(huán)喹唑啉類、范類、苝酰亞胺類、十環(huán)烯類或卟啉類作為傳荷化合物。
4.權(quán)利要求1中的場致發(fā)光裝置，其中的一層或多層中含有蘆木狀液晶傳荷化合物。
5.權(quán)利要求1中的場致發(fā)光裝置，其中的一層或多層中含有蘆木狀液晶噁二唑類、噻二唑類、聯(lián)苯類、芪類、嘧啶類、三聯(lián)苯類、四聯(lián)苯類或噁唑啉類作為傳荷化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有一層或多層有機層的場致發(fā)光裝置，其中的一層或多層有機層中含有液晶傳荷化合物。
文檔編號H01L33/00GK1137841SQ94194540
公開日1996年12月11日 申請日期1994年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月18日
發(fā)明者D·芬霍夫, K·西蒙斯梅耶, L·豪斯林, K·H·伊茨巴赫, D·哈里爾, J·西梅爾 申請人:巴斯福股份公司