[發明專利]一種有機電致發光二極管器件

無效

• 申請號: 201010144052.8
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN101826600A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 蘇旋
• 申請（專利權）人: 蘇旋
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/52;H01L51/54
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 陳其霞

技術領域

本發明涉及一種光電器件，確切地說是一種有機電致發光二極管器件。

技術背景

有機電致發光器件的基本結構是，陽極、陰極和置于陽極和陰極之間的有機發光層；通過陽極向有機發光層注入空穴，由陰極向有機發光層注入電子，激發有機發光層中的發光物質產生光發射。有機電致發光器件目前已經被應用在平板顯示器和照明領域。對于平板顯示器的應用而言，有機電致發光技術具有輕薄、結構簡單、制造過程簡單、低功耗、色彩表現力優異等諸多優勢；對于照明應用而言，有機電致發光技術具有低功耗和色彩可調的優勢，如Nature(Vol459，234)已經報道了效率超過90lm/W的白光有機電致發光器件。

有機電致發光器件的結構示意橫截面圖如圖1所示：ITO作為陽極13形成在襯底14之上，在陽極13之上形成有機發光層12，在有機發光層12之上形成陰極11。有機電致發光層12中一般包括，電子傳輸層12a、發光層12b、空穴傳輸層12c、空穴注入層12d。通過外接電路15將有機電致發光器件的陽極和陰極與電源連接，在一定的電壓或者電流驅動下有機電致發光器件產生發光。目前，有機電致發光器件的陽極材料主要為氧化銦錫(ITO)。ITO作為有機電致發光器件的陽極具有以下優點：首先，與其它的導電金屬氧化物相比，ITO具有高透光率、高電導率、高空穴注入能力、穩定性好的綜合特點。其次，ITO也被應用于液晶顯示器和等離子電視機中，經過長期的發展，ITO有比較成熟的制備工藝。

然而，作為陽極的ITO在有機電致發光器件的應用上卻具有諸多難以克服的不足：首先制備ITO薄膜的過程中，元素銦(In)和錫(Sn)的比例組成不宜控制，因此ITO薄膜的形貌、載流子傳輸和注入性能難以控制，這造成有機電致發光器件性能不穩定。其次，銦是一種儲量有限的稀有金屬，用ITO作為有機電致發光器件的陽極將會增加制造成本。在照明的應用中，價格昂貴的ITO使得有機電致發光器件具有成本高的劣勢。

針對ITO作為陽極的不足，目前已經提出了許多替代ITO的方案，有以下幾大類：

(1)用導電氧化物代替ITO，如SnO₂:F和ZnO:Al，(參考文獻Thin?Solid?Films515(2007)6000-6014)。但是SnO₂:F導電氧化物形成的薄膜，無論在透光率和電荷注入能力方面，都比ITO差。ZnO:Al由于價格便宜，目前被認為是較好的ITO替代陽極材料，然而，ZnO:Al的問題在于穩定性遠差于ITO，同時也面臨與ITO類似的元素比例難以精確控制的技術難題。

(2)導電高分子(參考文獻：SID?08?DIGEST?663-664，The?Organic?Alternative?toITO，Frank?Louwet)采用導電高分子PEDOT/PSS的衍生物作為有機電致發光器件的陽極。2009年，由AGFA材料、飛利浦和Holst?Centre公司共同研發的基于PEDOT/PSS的陽極材料Orgacon?EL-350在面積為12×12cm²的柔性基板上制作出了完全沒有ITO的有機電致發光器件。目前導電高分子材料在替代ITO的時候，還面臨如下難以克服的困難：首先，這些材料的載流子傳輸和注入性能還遠遜于ITO；其次，PEDOT/PSS是一種混合物，不同批次該材料的性能和品質都難以控制；再次，采用導電高分子材料在形成電極的制作過程中必須借助大量的水或者有機作為溶劑，水或者有機溶劑都難以除去，而水或者有機溶劑的存在會嚴重地破壞有機電致發光器件的性能。

(3)高功函的金屬。參考文獻Thin?Solid?Films(2003)182-186報道了用金屬Ag作為有機電致發光器件的陽極，在12V的驅動電壓下獲得了10000cd/m²的亮度，基本達到與ITO作為陽極時相當的性能。采用Ag電極的問題在于，Ag作為陽極在工作狀態下的穩定性不佳，在Ag和有機發光層界面生成的AgO會嚴重地影響器件的透光率。其它金屬如，金(Thin?Solid?Films?517(2009)4019-4022)、鉑(Thin?SolidFilms?517(2009)5116-5119)、鎳(Applied?Physics?Letters?84(2004)4614-4615)也都被嘗試替代ITO，但都因為價格昂貴或者性能不佳，而難以具有實際應用價值。