[发明专利]光电器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电器件及其制造方法。

背景技术

一类光电器件是使用有机材料的用于光发射或检测的光电器件。这些器件的基本结构是夹在注入负电荷载流子(电子)到有机层内的阴极和注入正电荷载流子(空穴)到有机层内的阳极之间的光发射有机层，例如聚(对亚苯基亚乙烯基)(“PPV”)或聚芴膜。电子和空穴在有机层内结合，生成光子。在WO90/13148中，有机发光材料是聚合物。在US4539507中，有机发光材料是称为小分子材料的一组，例如(8-羟基喹啉)铝(“Alq3”)。在实际的器件中，电极之一透明，以允许光子逸出器件。

在用透明阳极，例如氧化铟锡(“ITO”)涂布的玻璃或塑料衬底上制造典型的有机发光器件(“OLED”)。至少一种电致发光有机材料的薄膜层覆盖第一电极。最后，阴极覆盖电致发光有机材料层。阴极典型地为金属或合金且可包括单层，例如铝的单层，或者多层，例如钙和铝的多层。

在操作中，空穴通过阳极注入到器件内，和电子通过阴极注入到器件内。空穴和电子在有机电致发光层内结合，形成激子，激子然后经历辐射衰变而发光。

这些器件具有巨大的潜力用于显示器。然而，存在数个严重的问题。一个问题是使器件有效，这尤其通过其外部功率效率和其外部量子效率来测量。另一问题是优化(例如降低)获得峰值效率时的电压。另一问题是随着时间的流逝，稳定器件的电压特征。另一问题是增加器件的寿命。

为此，对以上所述的基本器件结构进行了许多改性，以便解决这些问题中的一个或更多个。可在电极和有机光发射层之间提供进一步的层以便辅助电荷注入和传输。尤其优选在阳极和光发射层之间使用空穴注入层和/或空穴传输层。空穴注入层可包括传导聚合物，例如PEDOT:PSS。空穴传输层可包括半导聚合物，例如芴和三芳胺重复单元的共聚物。有机光发射层可包括小分子、枝状体或聚合物，且可包括磷光部分和/或荧光部分。

申请人的早期公布的申请，WO99/48160公开了光发射层，它包括含光发射部分、电子传输部分和空穴传输部分的材料共混物。可在单一分子内或者在单独的分子上提供这些。

在单一层内使用材料的共混物而不是提供电荷传输和发射材料的独立层的优点是，可一次沉积材料，从而简化器件的制备工艺。此外，提供具有多种功能的单一层原则上可导致较好的电荷传输、电荷转移和发射性能。也可使器件变得更薄，这是因为层数下降，层数的下降可降低驱动器件所要求的电压。此外，降低器件内各层之间的界面数量可以是有利的，因为界面可提供在器件内结构缺陷源，且还可能是有害的电学和光学效果的来源，例如妨碍电荷流经器件、光散射和内反射。

尽管提出了在光电器件内使用共混物相对于提供材料的多层具有某些优点，但已发现，在光电器件中使用共混物存在数个问题。可能难以控制共混物的结构和性能。例如，可能难以控制在共混物内掺混材料，且可能不稳定，这是因为在共混物内化学物种移动，尤其当器件被驱动时。在单一分子内提供不同物种可辅助防止器件的驱动过程中物种的差别移动。然而，可能更加难以制备多种组分的聚合物。此外，即使在同一分子内提供该物种，仍然可出现物种的部分相分离，如果在驱动过程中，分子改变校准(alignment)的话，以致物种部分相分离且聚合物的类似部分在一层内形成区域。共混物结构的这一变化可导致在器件寿命过程中共混物的功能性能变化。因为目的是随着时间流逝，稳定光电器件的电压特征，这一效果可能是有害的。

鉴于使用材料共混物的问题，这一领域的许多研究者着眼于返回到其中在单独层内提供电荷传输和光发射组分的多层器件结构和考虑可如何改进这一布局。

关于这一点，申请人的早期专利申请公布WO2006/043087公开了在光电器件内聚合物的交联，以便在没有掺混的情况下，允许在彼此之上沉积多层。这一文献公开了可交联的空穴传输单体，该单体可被聚合、沉积，然后交联，在没有溶解空穴传输层的情况下，形成发射层可沉积在其上的空穴传输层。还公开了可交联的空穴传输单体可与光发射单体混合，聚合，形成兼有空穴传输单体和光发射单体在其内的聚合物，沉积、然后交联，在没有溶解光发射层的情况下，形成电传输层可沉积在其上的光发射层。

前述布局给出了非常坚固的器件结构，并在没有掺混的情况下，允许多层沉积。然而，它没有充分地利用以上针对WO99/48160中所述的具有不同官能度的共混材料的效益。

WO2005/049689公开了在电致发光器件中使用的可交联的芴化合物。