專利名稱：有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本設(shè)計屬于電致發(fā)光器件。
有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件是一種超薄平板顯示裝置，可用于計算機(jī)終端、電視屏、儀器儀表等各種顯示目的。現(xiàn)有的有機(jī)電致發(fā)光器件的基本結(jié)構(gòu)是正、負(fù)電極，其中正電極為高功函數(shù)的透明電極，目的是便于觀察透射光，如ITO(Indium-tin-oxide)透明導(dǎo)電玻璃；負(fù)電極為低功函數(shù)的電極，一般由金屬構(gòu)成，也稱金屬電極，如Li，Al，Ag，Au，Mg，Ca或Mg-Ag或其它金屬的合金；空穴輸運(yùn)層，主要作用是提高空穴載流子向發(fā)光層中的注入能力及阻擋電子從發(fā)光層中流出；發(fā)光層，光發(fā)射來源于此；電子輸運(yùn)層，主要作用是提高電子向發(fā)光層中注入電子的能力及阻擋空穴從發(fā)光層中流出。這類結(jié)構(gòu)的電致發(fā)光器件，也叫做有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，必須用直流或單向脈沖驅(qū)動，電流和電壓的關(guān)系曲線也類似二極管特性，即在ITO透明電極為正極時(正向驅(qū)動)，電流隨電壓的增加呈非線性增加的趨勢；在ITO透明電極為負(fù)極時(反向驅(qū)動)，電流隨電壓的增加而增加緩慢，且逐漸趨于飽和。當(dāng)進(jìn)行反向驅(qū)動時，電致發(fā)光器件不僅沒有光發(fā)射，而且器件極易遭到破壞，使器件失去電致發(fā)光性能。另外，這類電致發(fā)光器件的發(fā)光原理是在電場作用下，電子和空穴分別從正負(fù)電極通過載流子輸運(yùn)層有效地注入到發(fā)光層中，在發(fā)光層中，電子和空穴首先形成激子，然后產(chǎn)生輻射復(fù)合，也就是觀察到的發(fā)光，為了使電子和空穴，特別是電子能從金屬電極端進(jìn)行有效地注入，往往盡量采用具有低功函數(shù)的金屬材料，金屬的功函數(shù)越低，電子的注入效率越高，器件的發(fā)光亮度和效率也越高，但是，金屬的切函數(shù)越低，它們的化學(xué)性質(zhì)越活潑，在空氣中越不穩(wěn)定，極易被氧化，如Li，Mg，Ca等這些具有低功函數(shù)的金屬材料，幾乎不能在空氣中放置，用這些金屬材料作為有機(jī)電致發(fā)光器件的電極，顯然器件必須經(jīng)過嚴(yán)格防水防氧保護(hù)，否則電致發(fā)光壽命非常短，如果采用較高功函數(shù)化學(xué)穩(wěn)定的金屬電極又使器件的發(fā)光效率大為降低。再有，用直流或單向脈沖激發(fā)的電致發(fā)光器件，在驅(qū)動過程中容易在薄膜內(nèi)產(chǎn)生空間電荷積累，這樣在薄膜內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)建電場，較強(qiáng)的內(nèi)建電場會降低薄膜的有效電壓，從而降低發(fā)光亮度本設(shè)計的目的是提供一種可以使用高功函數(shù)化學(xué)穩(wěn)定的金屬材料作為電極的有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件，該器件1.簡化了為防止電極氧化而采取的工藝措施，2.除了直流或單向脈沖激發(fā)方式外，還可以用低壓交流及其它波形激發(fā)方式驅(qū)動顯示器件，3.提高器件的電致發(fā)光穩(wěn)定性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計在靠近電極側(cè)各插入一層有機(jī)材料絕緣層。絕緣層的材料可以是小分子，聚合物及任何一種高玻璃化溫度且成膜特性好的有機(jī)材料，如硬脂酸，聚苯和聚酯。由于絕緣材料都具有較寬的帶隙，載流子遷移率非常低，這樣能夠改變有機(jī)層與電極的接觸特性，主要是在界面產(chǎn)生深能級。由于深能級對載流子具有很強(qiáng)的俘獲力，使界面積累了大量的載流子，這樣在電壓的驅(qū)動下，載流子直接從界面注入到發(fā)光層中，在發(fā)光層中形成激子，產(chǎn)生輻射復(fù)合發(fā)光，由于本設(shè)計采用了絕緣層，電場的分布發(fā)生變化，電場主要分布在絕緣層附近，這樣在有機(jī)層與電極界面的載流子首先通過絕緣層內(nèi)高場的加速注入到載流子輸運(yùn)層，然后注入到發(fā)光層中。由于加在載流子輸運(yùn)層和發(fā)光層的電場被適當(dāng)降低，載流子在這兩層中的加速得到緩解，焦耳熱可以降低，這樣可延長載流子輸運(yùn)層和發(fā)光層的壽命。由于界面提供了載流子源，所以載流子向發(fā)光層中的注入效率與金屬的功函數(shù)無關(guān)，這樣可以采用高功函數(shù)化學(xué)穩(wěn)定的金屬材料作為電極，由于抗氧化電極的使用，一方面可以大大簡化為防止金屬電極的氧化而采取的工藝措施，另一方面提高了器件的發(fā)光穩(wěn)定性，另外，由于本設(shè)計采用對稱夾芯式結(jié)構(gòu)，載流子的注入效率與電極的功函數(shù)無關(guān)，所以可以采用低壓交流以及其它波形作為驅(qū)動方式，這類驅(qū)動方式除了可以減緩發(fā)光材料的老化趨勢，提高發(fā)光穩(wěn)定性外，還可以極大地簡化周邊驅(qū)動線路的配置工藝。再有，從電壓和電流關(guān)系曲線來看，本設(shè)計的電流在正向和反向激發(fā)電壓下具有對稱性，這種電壓和電流關(guān)系允許交直流及各種波形電壓的激發(fā)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本設(shè)計作具體描述。


圖1是本設(shè)計的示意圖。圖中(1)ITO透明導(dǎo)電玻璃，(2)有機(jī)絕緣層，(3)載流子輸運(yùn)層，(4)發(fā)光層，(5)金屬電極。
實(shí)施例，首先將ITO透明導(dǎo)電玻璃(1)在甲醇和酒精溶劑中超聲清洗10分鐘，在100℃的烘箱中干燥30分鐘，用真空熱蒸發(fā)方法(真空度10-6乇)制備厚度為10nm的硬脂酸薄膜為有機(jī)絕緣層(2)，然后在此真空度下依次制備具有空穴傳輸能力的小分子材料二胺(厚度為50nm)為載流子輸運(yùn)層，8-羥基喹啉鋁(厚度為50nm)為發(fā)光層(4)，二胺(厚度為50nm)和硬脂酸(厚度為10nm)，最后蒸鍍化學(xué)穩(wěn)定的金屬銀(Ag)電極(5)。最后分別從ITO和Ag電極引出導(dǎo)線，在正弦交流電壓激發(fā)下(有效電壓10～20伏，頻率50Hz)，可見到8-羥基喹啉鋁的綠色發(fā)光，最大發(fā)光亮度可達(dá)到500cd/m2。
權(quán)利要求1.一種有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件，包括透明電極，金屬電極，載流子輸運(yùn)層和發(fā)光層，其特征是在靠近電極側(cè)各插入一層有機(jī)材料絕緣層。
專利摘要本設(shè)計提供了一種可以使用高功函數(shù)化學(xué)穩(wěn)定的金屬材料作為電極的有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件,該器件1.簡化了為防止電極氧化而采取的工藝措施,2.除了直流或單向脈沖激發(fā)方式外,還可以用低壓交流及其它波形激發(fā)方式驅(qū)動顯示器件,3.提高器件的電致發(fā)光穩(wěn)定性。本設(shè)計采用的技術(shù)是在靠近電極側(cè)各插入一層有機(jī)材料絕緣層,絕緣層的材料可以是小分子、聚合物及任何一種高玻璃化溫度且成膜特性好的有機(jī)材料,本設(shè)計最大發(fā)光高度可達(dá)到500cd/M
文檔編號G02F1/00GK2283268SQ96223339
公開日1998年6月3日 申請日期1996年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月26日
發(fā)明者彭俊彪, 劉志斌, 李文連 申請人:中國科學(xué)院長春物理研究所