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)在兩個電極上外加電壓時，該EL裝置由于形成了電流而發(fā)光。
EL裝置可以由無機半導(dǎo)體材料或有機材料(有機發(fā)光二極管OLED)構(gòu)成。
因而包括至少一個聚合物構(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)，它是一種對可見光高度吸收的材料。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。通過例如旋涂或噴墨的方式將兩個有機層3、4淀積在ITO電極2上。淀積在ITO電極2上的第一有機層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通過膠8貼附在該結(jié)構(gòu)上。
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于電致發(fā)光裝置的中間層，其包括至少一個空穴(正電荷)或電子(負(fù)電荷)傳輸和/或注入層，與至少一個發(fā)光層一起設(shè)置在陽極和陰極之間，當(dāng)在兩個電極上外加電壓時該電致發(fā)光裝置發(fā)光并且所述中間層對可見光譜范圍內(nèi)的光吸收較少。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電致發(fā)光裝置，其由于減少了對可見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，所述目的是通過一種傳輸和/或注入層實現(xiàn)的，該層包括顆粒直徑在10-7到10-4cm范圍、對可見光譜范圍的光透明的膠體顆粒。所述膠體顆粒可以是有機材料例如后氯化的聚氯乙烯(PC)或乳膠，或者是無機材料例如氧化物、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)，從而使白天的對比度最高。
中間層的膠體顆?？梢詾槟z體二氧化硅顆粒。測量結(jié)果表明，當(dāng)基本材料進一步包含二氧化硅顆粒時，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，所述目的是通過一種具有中間層的EL裝置實現(xiàn)的，其包括基本材料和另外的膠體顆粒，以及-可透射可見光譜范圍內(nèi)的光的陽極和可反射可見光譜范圍內(nèi)的光的陰極，或者-可透射可見光譜范圍內(nèi)的光的陰極和可反射可見光譜范圍內(nèi)的光的陽極，或者-都可透射可見光的陰極和陽極。
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)光裝置的一個實施方案，陰極透過光，因為其透明并且包括薄并因而透明的銀層，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)光裝置的一個優(yōu)選實施方案，膠體顆粒的平均直徑小于傳輸層厚度大小的兩倍，因為在此條件下器件的電學(xué)性質(zhì)幾乎不會改變。
根據(jù)一個實施方案，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)另一個實施方案，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(對亞苯基亞乙烯基)(PPV)和/或溶液處理后的有機材料。
電致發(fā)光裝置的發(fā)光層可以由真空淀積的有機材料例如三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)構(gòu)成。
根據(jù)優(yōu)選的實施方案，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，將參考附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明，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，并淀積在一個電極上，該實施例中是ITO陽極10。傳輸層11上淀積的是發(fā)光層13，它也覆蓋著陽極10的突出邊緣。在該實施例中，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。該實施例涉及LED的透射可見光的陽極10和反射可見光的陰極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，因為最高達(dá)該尺寸時對LED電性質(zhì)的影響幾乎可以忽略不計。
本發(fā)明可以總結(jié)如下一種中間層，其包括單獨使用時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，因為其中包括的膠體顆粒具有較高的效能并因而對于同樣的發(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，其包括至少一個發(fā)光層(13)和設(shè)置在陽極(10)和陰極(11)之間的至少一個基本材料的空穴(正電荷)或電子(負(fù)電荷)傳輸和/或注入層(11)，當(dāng)在所述兩個電極(10、13)上外加電壓時所述電致發(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)是有機材料，尤其是選自PC或乳膠的有機材料。
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)是無機材料，尤其是選自氧化物、磷酸鹽、硅酸鹽、或硼酸鹽的無機材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項的中間層，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中任意一項的中間層的電致發(fā)光裝置，其特征在于陽極(10)透射可見光譜范圍內(nèi)的光而陰極(14)反射可見光譜范圍內(nèi)的光，或者陰極(14)透射可見光譜范圍內(nèi)的光而陽極(10)反射可見光譜范圍內(nèi)的光，或者陰極(14)和陽極(10)都透射可見光。
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材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項的電致發(fā)光裝置，其特征在于所述發(fā)光層(13)由真空淀積的有機材料構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任意一項的電致發(fā)光裝置在有源矩陣顯示器、無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)，其包括單獨使用時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，因為其中包括的膠體顆粒(12)具有較高的效能并且因而對于同樣的發(fā)光特性需要較少的能量。
文檔編號H01L51/54GK1938880SQ200580010102
公開日2007年3月28日 申請日期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 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司