專利名稱：有機(jī)電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括在施加交流電時(shí)能夠發(fā)光的兩個(gè)或者多個(gè)有機(jī)發(fā)光結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件(以下簡(jiǎn)稱為“有機(jī)EL器件”)。
背景技術(shù)：
近來，人們已經(jīng)對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體和有機(jī)導(dǎo)電材料進(jìn)行了積極的研究，特別是對(duì)使用有機(jī)半導(dǎo)體作為發(fā)光元件的有機(jī)EL器件的研究尤其突出。
在該有機(jī)EL器件中，Tang等人已經(jīng)成功發(fā)現(xiàn)如果在該器件中采用具有不同載流子傳輸特性的有機(jī)化合物(即，有機(jī)空穴傳輸化合物和有機(jī)電子傳輸化合物)的層疊結(jié)構(gòu)，而使分別來自陽極和陰極的空穴和電子可以達(dá)到平衡注入，以及夾在陰極和陽極之間的有機(jī)層的厚度可以控制在不高于2,000埃，那么在施加的直流(DC)電壓不高于10V時(shí)，可以獲得足夠EL器件實(shí)際應(yīng)用的高亮度和高效率，例如亮度為1000cd/m2而外部量子效率為1％(參照Tang等，App.Phys.Lett.，第51卷，第913頁(1987)；日本末審查專利(Kokai)Nos.59-194393、63-264692和2-15595；美國(guó)專利Nos.4,539,507、4,769,292和4,885,211)。
而且，近來，在許多技術(shù)論文和專利文獻(xiàn)中提出了根據(jù)電路將兩層或者更多的發(fā)光單元串聯(lián)層疊以增加器件的效率的想法(參照公開號(hào)(Kokai)為11-329748的日本未審查專利；專利號(hào)為6,337,492的美國(guó)專利；公開號(hào)(Kokai)為2003-264085的日本未審查專利；以及Appl.Phys.Lett.，第84卷，第167頁(2004))。
具體說，在公開號(hào)(Kokai)為2003-272860的日本未審查專利中，該申請(qǐng)的申請(qǐng)人以及其他人已經(jīng)公開了采用電阻率(特定阻抗)不低于102Ω·cm的電絕緣電荷產(chǎn)生層將兩個(gè)或者更多有機(jī)發(fā)光EL單元電路串聯(lián)連接的方法。他們將這種器件命名為MPE(多光子發(fā)射)有機(jī)EL器件，并且已經(jīng)在許多會(huì)議、展覽及其它活動(dòng)中公開和展示過并獲得了很高的評(píng)價(jià)(參照應(yīng)用物理及其它協(xié)會(huì)第49次學(xué)術(shù)會(huì)議，預(yù)印本27p-YL-3，第1308頁；應(yīng)用物理學(xué)會(huì)第63次學(xué)術(shù)會(huì)議，預(yù)印本27a-ZL-12，第1165頁；EL2002(發(fā)光器件和照明科技國(guó)際會(huì)議)學(xué)報(bào)第539頁；IDMC’03(國(guó)際顯示制造會(huì)議)學(xué)報(bào)，F(xiàn)r-21-01第413頁；SID03文摘第XXXIV卷，BOOKII第979頁；平板顯示生產(chǎn)技術(shù)展覽會(huì)(Production Technology Exhibition of Flat Panel Display)第13次學(xué)術(shù)會(huì)議，D-4(2003)；在LCD/PDP International 2002發(fā)布會(huì)(2002年11月15日)上IMES有限公司關(guān)于白色發(fā)光器件的展覽和發(fā)布材料；以及平板顯示器2004戰(zhàn)略部分第6-2節(jié)第158頁等等)。
在這種MPE型EL器件中，電荷產(chǎn)生層具有與通過順序?qū)盈B與電極相鄰設(shè)置的電荷(例如，電子和空穴)注入層而獲得的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的申請(qǐng)人和其他人對(duì)其進(jìn)行了不斷地改進(jìn)。具體地說，電荷產(chǎn)生層通過順序?qū)盈B含有有機(jī)受電子(電子傳輸)化合物的游離陰離子分子的層或熱還原反應(yīng)發(fā)生層和含有有機(jī)供電子(空穴傳輸)化合物的游離陽離子分子的層而形成的。其中含游離陰離子分子是通過受電子化合物與例如是堿金屬的還原材料(也叫做“供電子材料”或者“路易斯堿”)發(fā)生還原反應(yīng)所產(chǎn)生的，這些公開在公開號(hào)(Kokai)為10-270171(美國(guó)專利號(hào)為6,013,384)和2001-102175(美國(guó)專利號(hào)為6,589,673)的日本未審查專利以及J.Kido和T.Matsumoto，Appl.Phys.Lett.，第73卷第286頁(1998)中；其中熱還原反應(yīng)層中含有通過熱還原反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)受電子化合物的游離陰離子分子的熱還原反應(yīng)產(chǎn)生層，其使用的方法詳細(xì)描述在公開號(hào)(Kokai)為11-233262(歐洲專利號(hào)為0936844B1)和2000-182774(美國(guó)專利號(hào)為6,396,209和歐洲專利號(hào)為1011155B1)的日本未審查專利以及J.Endo，T.Matsumoto和J.Kido，Jpn.J.Appl.Phys.第41卷(2002)pp.L800-L803中；其中有機(jī)供電子(空穴傳輸)化合物的游離陰離子分子是通過供電子化合物與氧化材料(也稱為“受電子材料”或者“路易斯酸”)的氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的，其中的氧化材料可以是諸如五氧化二釩(V2O5)、由下述結(jié)構(gòu)式表示的四氟-四氰基喹啉并二甲烷(簡(jiǎn)稱為F4-TCNQ)
和由下述結(jié)構(gòu)式表示的三-β-(五氟萘基)(簡(jiǎn)稱為PNB) 這些公開在在公開號(hào)為11-251067(美國(guó)專利號(hào)為6,423,429)、2001-244079(美國(guó)專利號(hào)為6,589,673)和2003-272860的日本未審查專利、申請(qǐng)?zhí)枮?003-358402的日本專利以及J.Endo，T.Matsumoto和J.Kido，Jpn.J.Appl.Phys.第41卷(2002)L358中。參考文獻(xiàn)K.L.T.Dao和J.Kido，J.Photopolym.sci.Technol.，15，261(2002)。
在上述的有機(jī)EL器件結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中夾在陰極和陽極之間的部分(發(fā)光單元)，通過上述的電荷產(chǎn)生層層疊在一起時(shí)，由于在電壓的作用下電荷產(chǎn)生層中產(chǎn)生的空穴向陰極方向移動(dòng)而電子向陽極的方向移動(dòng)，所以在每單元中電子和空穴復(fù)合從而在多發(fā)光單元中產(chǎn)生光子。結(jié)果證明當(dāng)EL器件中含有的電荷產(chǎn)生層的數(shù)目為“n”時(shí)，每單位注入電流密度的發(fā)光強(qiáng)度(例如“量子效率”或者“電流效率”)可以增加到大約(n+1)倍。
除上述之外，在上面引用的專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日之前，在公開號(hào)(Kokai)為2003-045676的日本未審查專利中，本發(fā)明人和其他人已經(jīng)公開了采用眾所周知作為透明電極的ITO(氧化銦錫)作為電荷產(chǎn)生層的相似結(jié)構(gòu)。
在該例子中，可以很容易地看出，在電壓的作用下，作為電荷產(chǎn)生層的ITO起沿相反方向分別注入兩種載流子，即電子和空穴的作用。但是，由于在上述的Kodak、美國(guó)專利號(hào)4,885,211中已經(jīng)公開了在有機(jī)EL器件中適于形成陽極和陰極的材料，因此，公眾已經(jīng)知道適于陰極的材料是具有功函不高于4.0eV的低功函的金屬，相反，適于形成陽極的材料是例如功函約為5.0eV的ITO等具有盡可能高功函的材料。
然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果本申請(qǐng)人和其他人在公開號(hào)(Kokai)為10-270171(美國(guó)專利號(hào)為6,013,384)和2001-102175(美國(guó)專利號(hào)為6,589,673)的日本未審查專利中公開的供電子金屬摻雜層或者在公開號(hào)(Kokai)為11-233262(歐洲專利號(hào)為0936844B1)和2000-182774(美國(guó)專利號(hào)為6,396,209和歐洲專利號(hào)為1011155B1)的日本未審查專利中公開的熱還原反應(yīng)產(chǎn)生層用作電子注入層，即使是ITO用作陰極，也可以便于電子注入而不會(huì)形成注入勢(shì)壘。因此，由于陽極和陰極都由ITO形成并且采用基本透明的玻璃基板和有機(jī)層，所以可以提供一種透明發(fā)光器件，其能夠發(fā)光且在不發(fā)光時(shí)保證處于像玻璃一樣透明的狀態(tài)。在由本申請(qǐng)人和其他人申請(qǐng)的公開號(hào)(Kokai)為2002-332567的日本未審查專利所附的實(shí)施例部分中公開了該透明發(fā)光器件的工作實(shí)施例。而且，相反，如本申請(qǐng)人和其他人在公開號(hào)(Kokai)為11-251067(美國(guó)專利號(hào)為6,423,429)、2001-244079(美國(guó)專利號(hào)為6,589,673)和2003-272860的日本未審查專利和申請(qǐng)?zhí)枮?003-358402的日本專利申請(qǐng)中公開的，如果在空穴注入層中摻雜受電子材料，那么功函比ITO的功函低且迄今為止被認(rèn)為不適于作為空穴注入電極的金屬，例如鋁(功函為4.2eV)，可以用于空穴注入而不受注入勢(shì)壘的影響。例如，在申請(qǐng)?zhí)枮?003-358402的日本專利申請(qǐng)的實(shí)施例3和4中描述了按照該方法使用鋁作為陽極材料的器件實(shí)施例。
即，使用上述專利文獻(xiàn)中公開的電子注入層或者空穴注入層，無論電極材料的功函和例如透明度或者不透明性等的光學(xué)特性如何，空穴和電子都可以注入到EL器件中而不產(chǎn)生任何注入勢(shì)壘。
在上述有機(jī)EL器件中，通常通過施加直流電以實(shí)現(xiàn)發(fā)光。另外，也一直致力于向EL器件施加交流電以在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)發(fā)光。如在Kodak專利號(hào)為5,552,678的美國(guó)專利中所述，用交流電驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL器件的優(yōu)點(diǎn)是與使用直流電驅(qū)動(dòng)相比，使用交流電驅(qū)動(dòng)可以延長(zhǎng)器件的壽命。但是，在具有整流功能的有機(jī)EL器件中，EL器件僅用正向偏壓就能夠發(fā)光，而使用反向偏壓就不發(fā)光。因此，在市電大約50Hz的頻率下，肉眼會(huì)感覺到發(fā)出光的閃爍。
本發(fā)明基于這些技術(shù)背景，其目的在于能夠使用交流電驅(qū)動(dòng)本來設(shè)計(jì)為用直流電驅(qū)動(dòng)的有機(jī)EL器件，從而提供一種能夠產(chǎn)生對(duì)于肉眼不閃爍的連續(xù)發(fā)光的有機(jī)EL器件的新穎結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一方面，一種有機(jī)電致發(fā)光器件包括在基板上的至少三個(gè)電極層和有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中所述有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)的數(shù)目比電極層的數(shù)目少一個(gè)。所述電極層和發(fā)光結(jié)構(gòu)在所述基板上按下面的順序交替形成。在從所述基板開始的奇數(shù)層位置處形成的電極層組和在從所述基板開始的偶數(shù)層位置處形成的電極層組分別以等電勢(shì)電連接。在向上述兩電極層組之間交替施加交流電壓時(shí)，在從所述基板開始的奇數(shù)層位置處形成的有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)組和在從所述基板開始的偶數(shù)層位置處形成的有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)組中交替發(fā)光。
對(duì)于有機(jī)電致發(fā)光器件優(yōu)選地，所述有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)是兩個(gè)或者多個(gè)發(fā)光單元的層疊，其中各發(fā)光單元包含至少一個(gè)發(fā)光層，所述兩個(gè)或者多個(gè)發(fā)光單元由電荷產(chǎn)生層分隔開，并且所述電荷產(chǎn)生層是電阻率至少為1.0×102Ωcm的電絕緣層。
對(duì)于有機(jī)電致發(fā)光器件優(yōu)選地，所述各電極層是透明電極層。
對(duì)于有機(jī)電致發(fā)光器件優(yōu)選地，所述電極層的任一層是不透明的電極層。
對(duì)于有機(jī)電致發(fā)光器件優(yōu)選地，所述不透明電極層包括金屬層。
對(duì)于有機(jī)電致發(fā)光器件優(yōu)選地，所述不透明電極層只包括一個(gè)不透明電極層，并且該不透明電極層形成在從所述基板開始的第一層位置或者距離所述基板最遠(yuǎn)的層位置處。


圖1示出了按照本發(fā)明一實(shí)施方式的有機(jī)EL器件結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖2示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖3示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件中基板上第一電極層布局的示意性平面圖；圖4A示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件的制造過程中使用的用于形成有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)的區(qū)域控制掩模結(jié)構(gòu)的示意性平面圖；圖4B示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件的制造過程中使用的用于形成偶數(shù)電極層的區(qū)域控制掩模結(jié)構(gòu)的示意性平面圖；圖4C示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件的制造過程中使用的用于形成奇數(shù)電極層的區(qū)域控制掩模結(jié)構(gòu)的示意性平面圖；
圖5示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件結(jié)構(gòu)的示意性平面圖；圖6示出了沿圖5中的VI-VI線提取的有機(jī)EL器件的截面圖；圖7示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件中第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)的直流電壓(V)-電流密度(mA/cm2)的特性曲線圖；圖8示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件中第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)和第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)的直流電壓(V)-亮度(cd/m2)的特性曲線圖；圖9示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的50Hz交流電的有效電壓(V)-亮度(cd/m2)的特性曲線圖；圖10示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件在交流電驅(qū)動(dòng)下的發(fā)光光譜圖；該發(fā)光光譜來自第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)、第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)以及有機(jī)EL器件的；圖11示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件的發(fā)光條件照片；以及圖12示出了按照本申請(qǐng)實(shí)施例1的有機(jī)EL器件結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖11的示意性平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。按照此處描述的實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光(EL)器件包括三個(gè)或者更多電極層的組，并且該EL器件包括基板、電極層和有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中電極層和有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)在基板上按照下述順序交替形成(1)第一電極層；(1’)第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)；(2)第二電極層；(2’)第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)；(3)第三電極層；(3’)第三有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)；(4)第四電極層；(4’)第四有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)；......
(n-1)第(n-1)電極層；(n-1’)第(n-1)有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)；以及(n)第(n)電極層。注意，這里層數(shù)(n)是至少為3的整數(shù)。
各有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)具有從基板側(cè)注入空穴，而從遠(yuǎn)離基板側(cè)注入電子的結(jié)構(gòu)。即，所有有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)具有相同的偏置方向。因此，在夾有發(fā)光結(jié)構(gòu)的電極層中，在向基板側(cè)的電極層施加正(+)電壓并且向遠(yuǎn)離基板側(cè)上的電極層施加負(fù)(-)電壓的條件下，在有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)中發(fā)光。當(dāng)負(fù)(-)電壓施加到基板側(cè)的電極層而正(+)電壓施加到遠(yuǎn)離基板側(cè)的電極層時(shí)，在該結(jié)構(gòu)中不發(fā)光。
另外，也可以為從基板側(cè)注入電子而從遠(yuǎn)離基板側(cè)注入空穴的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)的EL發(fā)光結(jié)構(gòu)中，可以按照上述的方式實(shí)現(xiàn)發(fā)光。即，當(dāng)相同的偏置方向施加到該結(jié)構(gòu)時(shí)，并且當(dāng)負(fù)(-)電壓施加到基板側(cè)的電極層而正(+)電壓施加到遠(yuǎn)離基板側(cè)的電極層時(shí)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)中發(fā)光。當(dāng)正(+)電壓施加到基板側(cè)的電極層而負(fù)(-)電壓施加到遠(yuǎn)離基板側(cè)的電極層時(shí)，在該結(jié)構(gòu)中不發(fā)光。
在本發(fā)明的有機(jī)EL器件中，從基板開始奇數(shù)層位置處的電極層所構(gòu)成的一組電極層，即，第一電極層(1)、第三電極層(3)等等，以等電勢(shì)彼此電連接在一起。類似地，從基板開始偶數(shù)層位置處的電極層所構(gòu)成的一組電極層，即，第二電極層(2)、第四電極層(4)等等，以等電勢(shì)彼此電連接在一起。
當(dāng)向上述兩組電極層之間施加交流電壓時(shí)，在從基板開始奇數(shù)層位置處形成的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)組以及從基板開始偶數(shù)層位置處形成的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)組中交替發(fā)光，其中在奇數(shù)層位置處形成的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)，即第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)(1’)、第三有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)(3’)等等，在偶數(shù)層位置處形成的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)，即第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)(2’)、第四有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)(4’)等等。
圖1示出了本發(fā)明中層數(shù)(n)為8的有機(jī)EL發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)施例。該有機(jī)EL發(fā)光器件1具有基板10、以及在基板10上按照下述順序交替層疊的電極層和有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)第一電極層11a、第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)11b、第二電極層12a、第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)12b、第三電極層13a、第三有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)13b、第四電極層14a、第四有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)14b、第五電極層15a、第五有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)15b、第六電極層16a、第六有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)16b、第七電極層17a、第七有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)17b以及第八電極層18a。
在所示的EL器件1中，在從基板10開始奇數(shù)層位置處形成的一組電極層，即第一電極層11a、第三電極層13a、第五電極層15a和第七電極層17a如圖1所示用實(shí)線連接到交流電源19，從而使這些電極層以等電勢(shì)彼此電連接在一起。類似地，在從基板10開始偶數(shù)層位置處形成的一組電極層，即第二電極層12a、第四電極層14a、第六電極層16a和第八電極層18a，如圖1所示用虛線連接到交流電源19，從而使這些電極層以等電勢(shì)彼此電連接在一起。
有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)11b、12b、13b、14b、15b、16b和17b各自以下述方式設(shè)置在EL器件1中，即從基板10側(cè)注入空穴而從遠(yuǎn)離基板10側(cè)注入電子(在各有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)中偏置方向彼此相同)。因此，在夾有發(fā)光結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電極層中，在正(+)電壓施加到基板10側(cè)的電極層而負(fù)(-)電壓施加到遠(yuǎn)離基板10側(cè)的電極層的條件下，EL發(fā)光結(jié)構(gòu)11b到17b發(fā)光。當(dāng)負(fù)(-)電壓施加到基板10側(cè)的電極層并且正(+)電壓施加到遠(yuǎn)離基板10側(cè)上的電極層時(shí)，該結(jié)構(gòu)不發(fā)光。
在具有上述層結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL器件1中，當(dāng)來自交流電源19的交流電壓施加到在從基板10開始奇數(shù)層位置處形成的電極層組和在從基板10開始偶數(shù)層位置處形成的電極層組之間時(shí)，在從基板10開始奇數(shù)層位置處形成的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)組(有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)11b、13b、15b和17b)和在從基板10開始偶數(shù)層位置處形成的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)組(有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)12b、14b和16b)中交替發(fā)光。
在該有機(jī)EL器件1中，當(dāng)所有電極層11a到18a由透明電極組成并且基板10如玻璃基板一樣透明時(shí)，由于有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)11b到17b也是透明的，所以在EL器件1中的基板10側(cè)或者第八電極層18a側(cè)都可以實(shí)現(xiàn)發(fā)光。另外，當(dāng)?shù)谝浑姌O層11a和第八電極層18a中的一個(gè)由不透明電極(包括由金屬組成的反光層)組成并且第二電極層12a到第七電極層17a分別由透明電極組成時(shí)，有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)11b到17b產(chǎn)生的光可以從EL器件1的基板10一側(cè)或者第八電極層18a一側(cè)發(fā)出。不透明電極層可以是第一電極層11a到第八電極層18a中的任一層。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)11b到17b可以具有上述Kodak專利和其它文獻(xiàn)中公開的典型結(jié)構(gòu)，即，只包含一個(gè)有機(jī)EL發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)，在該發(fā)光單元中層結(jié)構(gòu)通常為“陽極/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/陰極”，或者，這些有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)可以為本申請(qǐng)人提出的上述所謂MPE(多光子發(fā)射)型有機(jī)EL器件結(jié)構(gòu)，即，兩個(gè)或者多個(gè)有機(jī)EL發(fā)光單元的組合，其中這些有機(jī)EL發(fā)光單元(各發(fā)光單元典型地包括層結(jié)構(gòu)部分“空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層”)通過絕緣(例如浮置狀態(tài))電荷產(chǎn)生層(CGL)順序?qū)盈B在一起，使得在發(fā)光單元中同時(shí)發(fā)光。
按照本發(fā)明的交流驅(qū)動(dòng)型有機(jī)EL器件可以便于用作照明光源或者用于顯示器件中。特別是在照明光源領(lǐng)域中，由于其使用的市電是交流電源，由于本發(fā)明的EL器件結(jié)構(gòu)能夠不使用逆變器(inverter)驅(qū)動(dòng)，所以本發(fā)明的EL器件明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的EL器件。但是，根據(jù)具體情況，施加到EL器件的頻率可以根據(jù)EL器件的使用進(jìn)行適當(dāng)變化。
實(shí)施例下面參照其工作實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。但是，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，在現(xiàn)有技術(shù)有機(jī)EL器件制造中所采用的任何傳統(tǒng)材料都可以用于本發(fā)明的實(shí)踐中。
在下面的實(shí)施例中，通過使用由日本Vieetech有限公司提供的真空沉積裝置或者由FTS公司提供的濺射裝置將有機(jī)化合物、金屬氧化物、金屬和ITO透明電極形成為膜或者層。此外，通過使用氣相沉積裝置連接的ULVAC公司的帶有石英晶體振蕩器的厚度監(jiān)控儀“CRTM-8000”控制氣相沉積材料的沉積速率和沉積層的厚度。另外，使用Tencor公司的針式步進(jìn)儀“P10”在形成層后測(cè)量層的實(shí)際厚度。使用KEITHLEY公司的光源測(cè)量?jī)x“2400”和TOPCON公司的亮度測(cè)量?jī)x“BM-8”評(píng)估器件的特性。使用工作在50Hz下的滑動(dòng)電壓控制器(滑線電阻調(diào)壓器)控制施加到EL器件的交流電。而且，在恒定電流下，使用Hamamatsu Photonics公司的光學(xué)多通道分析儀“PMA-11”測(cè)量EL器件的發(fā)光光譜。
實(shí)施例1本實(shí)施例意欲參照簡(jiǎn)單說明器件工作原理的最簡(jiǎn)化的器件結(jié)構(gòu)(電極層數(shù)n＝3)解釋按照本發(fā)明的交流驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL器件。
該實(shí)施例的交流驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL器件具有圖2所示的結(jié)構(gòu)。如圖所示，有機(jī)EL器件20包括玻璃基板21和第三電極層26，并且在二者之間在基板21上順序?qū)盈B有第一電極層22、第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23、第二電極層24和第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25。
制備尺寸為3cm×3cm的玻璃基板。如圖3所示，該玻璃基板21已經(jīng)涂覆有作為第一電極層22、方塊電阻約為10Ω/sq、寬2mm的ITO(氧化銦錫，Nippon Sheet Glass有限公司)圖案。使用純水和異丙醇(IPA)順次仔細(xì)清洗基板21，然后在UV臭氧裝置(“UV-300”，Sumuco國(guó)際公司的產(chǎn)品)中干洗。接著，使用圖4A所示的用于形成有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)的區(qū)域控制掩模31形成有機(jī)涂覆，該有機(jī)涂覆用于形成圖2所示的第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23。用于形成有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)的區(qū)域控制掩模31具有位于其中部的矩形開口區(qū)31a，而開口區(qū)31a周圍的外圍部分構(gòu)成遮蔽或者掩模區(qū)31b。
按照下述方法形成第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23的層。首先，在第一電極層22上，沉積厚度約為800的芳基胺化合物層作為空穴注入層23a，該芳基胺化合物為來自Idemitsu Kosan有限公司商用的“HI-406”(分子結(jié)構(gòu)未知)。接著，在空穴注入層23a上沉積厚度約為200的芳基胺化合物層作為空穴傳輸層23b，該芳基胺化合物為來自Idemitsu Kosan有限公司商用的“HI-320”(分子結(jié)構(gòu)未知)。
之后，在空穴傳輸層23b上沉積厚度約為500、包含有機(jī)發(fā)光材料和發(fā)光層基質(zhì)材料(host material)的層作為發(fā)光層23c，其中有機(jī)發(fā)光材料為Idemitsu Kosan有限公司商用的“RD-001X”(分子結(jié)構(gòu)未知)，基質(zhì)材料為Idemitsu Kosan有限公司商用的“BH-140”(分子結(jié)構(gòu)未知)(例如，“RD-001X”和“BH-140”以“RD-001X”占4％重量的比率共沉積)。
接著，在發(fā)光層23c上沉積厚度約為100、由下述結(jié)構(gòu)式表示的三(8-羥基喹啉)鋁絡(luò)合物(以下簡(jiǎn)稱為“Alq”)
作為電子傳輸層23d。最后，為了形成電子注入層23e，即，“(原位)熱還原反應(yīng)產(chǎn)生層”，該層在由本申請(qǐng)人和其他人在公開號(hào)(Kokai)為2000-182774的日本未審查專利(美國(guó)專利號(hào)為6,396,209；歐洲專利號(hào)為1011155B1)中公開，在電子傳輸層23d上以摩爾比1∶1共同沉積上述的鋁絡(luò)合物“Alq”和由下述結(jié)構(gòu)式表示的(8-羥基喹啉)鋰絡(luò)合物(以下簡(jiǎn)稱為“Liq”)。
從而可以得到厚度約為50的電子注入層23e。在形成用作電子注入層23e的Alq:Liq的共同沉積層之后，沉積數(shù)量相當(dāng)于厚度約15、作為熱還原金屬的鋁層，以形成“原位”熱還原反應(yīng)產(chǎn)生層(圖中未示出)。從而形成第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23。形成的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單表示為HI-406/HT-320/RD-001X:BH-140/Alq/Alq:Liq+Al。
接著，在第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23上，采用區(qū)域控制掩模32以及濺射法沉積厚度約為1000、作為第二電極層24的IZO(氧化銦鋅)層，其中區(qū)域控制掩模32(用于形成偶數(shù)電極層的區(qū)域控制掩模)為在圖4B所示的用于形成第二電極層；該濺射法由本申請(qǐng)人和其他人在公開號(hào)(Kokai)為2002-332567的日本未審查專利中公開。如圖所示，用于形成第二電極層的區(qū)域控制掩模32具有兩個(gè)平行的長(zhǎng)矩形開口區(qū)32a，每個(gè)開口區(qū)都從掩模32的相對(duì)兩側(cè)延伸到其中部。沒有構(gòu)成開口部分32a的掩模區(qū)域組成遮蔽或者掩模區(qū)32b。應(yīng)該注意，在具有4層或者更多電極層的EL器件中，上述用于形成第二電極層的區(qū)域控制掩模32用于形成在從基板開始偶數(shù)層位置處的電極。
在第二電極層24上方，使用圖4A所示的用于形成有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)的區(qū)域控制掩模31形成用于形成圖2所示的第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25的有機(jī)材料膜。
按照下述方法形成第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25的層。首先，采用本申請(qǐng)人和其他人在申請(qǐng)?zhí)枮?003-358402的日本專利申請(qǐng)中所公開的方法形成第一空穴注入層25a。即，以摩爾比1∶1共同沉積HI-406和五氧化二釩(V2O5)的混合層，以形成厚度約為100(埃)的第一空穴注入層25a。將第一空穴注入層25a引入第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25中是為了使來自構(gòu)成第二電極層24的IZO的空穴注入能夠輕松實(shí)現(xiàn)不產(chǎn)生能量勢(shì)壘(例如，在層之間形成歐姆接觸)。
接著，在第一空穴注入層25a上沉積厚度約為1400的HI-406層作為第二空穴注入層25b。此外，在第二空穴注入層25b上沉積厚度約為200的HT-320層作為空穴傳輸層25c。另外，在空穴傳輸層25c上沉積厚度約為400的含有藍(lán)色發(fā)光材料和發(fā)光層的基質(zhì)材料的層作為發(fā)光層25d，其中，藍(lán)色發(fā)光材料層為Idemitsu Kosan有限公司的商用“BD-102”(分子結(jié)構(gòu)未知)，基質(zhì)材料為Idemitsu Kosan有限公司的商用“BH-140”(分子結(jié)構(gòu)未知)(例如，以4wt％“BD-102”的比例共沉積“BD-102”和“BH-140”)。接著，與形成第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23一樣，沉積Alq以形成厚度約為100的電子傳輸層25e，并且最后共沉積Alq和Liq以形成厚度約為50的Alq:Liq共沉積層作為電子注入層25f。
在形成第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25后，采用圖4C所示的用于形成第三電極層的區(qū)域控制掩模33(用于形成奇數(shù)電極層的區(qū)域控制掩模)，在Alq:Liq的共沉積層上沉積厚度約為1000并同時(shí)用作熱還原金屬和形成“第三電極層”的金屬的鋁層，以同時(shí)形成“原位”熱還原反應(yīng)產(chǎn)生層(未示出)和第三電極層26。如圖所示，用于形成第三電極層的區(qū)域控制掩模33在其中部具有兩對(duì)兩個(gè)平行的長(zhǎng)矩形開口區(qū)33a。不組成開口區(qū)33a的掩模區(qū)域組成遮蔽或者掩模區(qū)33b。注意到，在具有四層或者更多電極層的EL器件的制造中，上述用于形成第三電極層的區(qū)域控制掩模33用于形成從基板開始奇數(shù)層位置處的電極。
在上述的一系列制造工序后，形成了具有圖2所示的結(jié)構(gòu)并可簡(jiǎn)單表示為如下結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL器件“ITO/HI-406/HT-320/RD-001X:BH-140/Alq/Alq:Liq+Al/IZO/V2O5:HI-406/HI-406/HT-320/BD-102:BH-140/Alq/Alq:Liq/Al”。注意到，在該結(jié)構(gòu)中，部分“V2O5:HI-406/HI-406/HT-320/BD-102:BH-140/Alq/Alq:Liq”相當(dāng)于第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25。
如圖5和圖6所示，在形成的有機(jī)EL器件20中，當(dāng)從玻璃基板21的上方看時(shí)，第三電極層26和第一電極層22在基本相同的區(qū)域內(nèi)形成，并且其端部相互連接。這樣，這些奇數(shù)電極層(第一電極層22和第三電極層26)處于等電勢(shì)。在該EL器件20中，光從夾在第一電極層22和第二電極層24之間的部分29以及夾在第二電極層24和第三電極層26之間的部分29內(nèi)發(fā)出。
特性測(cè)試實(shí)施例將直流電壓或者交流電壓施加到如上所述實(shí)施例1中制造的有機(jī)EL器件20，在下面的測(cè)量條件下獲得如下結(jié)果。首先，為了測(cè)量第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23的發(fā)光特性，具有如上所述彼此等電勢(shì)的第一電極層22和第三電極層26偏置到陽極(+)并且第二電極層24偏置到陰極(-)，以向器件20施加直流電壓，從而只在第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23中產(chǎn)生光。在該條件下，由于第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25反向偏置，所以其不發(fā)光。在圖7和圖8中，第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23的發(fā)光特性使用白色圓圈(○)繪制。而且，在圖10中，第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23的發(fā)光光譜(直流電流密度為10mA/cm2、電壓為8.0V)使用點(diǎn)劃線繪制。另外，圖11(照片)和圖12示出了第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23的發(fā)光現(xiàn)象(參照發(fā)光部分43)。
接著，為了測(cè)量第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25的發(fā)光特性，將第一電極層22和第三電極層26偏置到陰極(-)并且第二電極層24偏置到陽極(+)，以將直流電壓施加到器件20，從而只在第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25中發(fā)光。在該條件下，由于第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23反向偏置，所以其不發(fā)光。在圖7和圖8中，第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25的發(fā)光特性使用黑色圓圈(●)繪制。并且，在圖10中，第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25的發(fā)光光譜(直流電流密度為10mA/cm2、電壓為8.3V)使用虛線繪制。另外，圖11和圖12示出了第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25的發(fā)光現(xiàn)象(參照發(fā)光部分45)。
之后，通過在交流條件下驅(qū)動(dòng)實(shí)施例1中制造的有機(jī)EL器件20進(jìn)行測(cè)量，從而在第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)23和第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25中交替發(fā)光。在該測(cè)試實(shí)施例中，來自交流電源27的50Hz交流電壓施加到彼此具有等電勢(shì)的第一電極層22和第三電極層26以及第二電極層24之間，以測(cè)量施加的每一有效電壓所對(duì)應(yīng)的亮度。圖10中用實(shí)線示出了在交流驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL器件中施加有效電壓為10V的交流電時(shí)獲得的發(fā)光。測(cè)量發(fā)光光譜需要的實(shí)測(cè)時(shí)間(elapsed time)設(shè)置為大約0.2秒。另外，圖11和圖12示出了該EL器件的發(fā)光現(xiàn)象(參照發(fā)光部分47)。
從圖10所示的發(fā)光光譜和圖11所示的發(fā)光現(xiàn)象可以看出，當(dāng)使用交流電壓驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL器件時(shí)，由于在能夠發(fā)出橙色光的第一有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)24和能夠發(fā)出藍(lán)色光的第二有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)25中交替發(fā)光，肉眼會(huì)看到白光。因此，即使使用交流電壓驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL器件20，有機(jī)EL器件20也能夠連續(xù)而不間斷地發(fā)光。
在上述實(shí)施例中，本發(fā)明采用具有發(fā)射不同顏色光的有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)。但是，使用有機(jī)EL發(fā)光結(jié)構(gòu)當(dāng)然可以制造滿足本發(fā)明要求具有相同發(fā)光光譜的交流驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL器件，即，可以防止能用肉眼觀察到的閃爍而連續(xù)發(fā)光。
按照本發(fā)明，由于該有機(jī)電致發(fā)光器件包括至少三組電極層，并且在夾在兩組電極層之間的兩個(gè)或者更多有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)中交替發(fā)光，可以獲得與現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)電致發(fā)光器件相比不具有閃爍問題的有機(jī)電致發(fā)光器件，并且可以提高的壽命。
如上所述，參照實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該知道，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施方式，為了改進(jìn)或者在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，本發(fā)明還可以有各種改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括位于基板上的至少三個(gè)電極層和有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中所述有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)的數(shù)目比所述電極層的數(shù)目少一個(gè)，所述電極層和發(fā)光結(jié)構(gòu)在所述基板上按下面的結(jié)構(gòu)交替形成，在從所述基板開始的奇數(shù)層位置處形成的電極層組和在從所述基板開始的偶數(shù)層位置處形成的電極層組分別以等電勢(shì)電連接，并且在向上述兩電極層組施加交流電壓時(shí)，在從所述基板開始的奇數(shù)層位置處形成的有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)組和在從所述基板開始的偶數(shù)層位置處形成的有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)組中交替發(fā)光。
2.按照權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)是包括各自包含至少一個(gè)發(fā)光層的兩個(gè)或者多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光單元的層疊，所述兩個(gè)或者多個(gè)發(fā)光單元使用電荷產(chǎn)生層分隔開，并且所述電荷產(chǎn)生層是電阻率至少為1.0×102Ωcm的電絕緣層。
3.按照權(quán)利要求1或者2所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述各電極層是透明電極層。
4.按照權(quán)利要求1所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述電極層的任一層是不透明的電極層。
5.按照權(quán)利要求2所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述電極層的任一層是不透明的電極層。
6.按照權(quán)利要求4所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述不透明電極層包括金屬層。
7.按照權(quán)利要求5所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述不透明電極層包括金屬層。
8.按照權(quán)利要求4到7中任意一個(gè)所述的有機(jī)電致發(fā)光器件，其特征在于，所述不透明電極層僅包括一個(gè)不透明電極層，并且該不透明電極層形成在從所述基板開始的第一層位置或者距離所述基板最遠(yuǎn)的層位置處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)電致發(fā)光器件，該器件包括位于基板上的至少三個(gè)電極層和有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述電致發(fā)光結(jié)構(gòu)的數(shù)目比所述電極層的數(shù)目少一個(gè)。所述電極層和發(fā)光結(jié)構(gòu)在所述基板上按下述順序交替形成。在從所述基板開始的奇數(shù)層位置處形成的電極層組和在從所述基板開始的偶數(shù)層位置處形成的電極層組分別以等電勢(shì)電連接。在向上述兩電極層組施加交流電壓時(shí)，在從所述基板開始的奇數(shù)層位置形成的有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)組和從所述基板開始的偶數(shù)層位置形成的有機(jī)電致發(fā)光結(jié)構(gòu)組中交替發(fā)光。
文檔編號(hào)H05B33/12GK1665360SQ200510008598
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者仲田壯志 申請(qǐng)人:愛美思公司