專利名稱：有機電激發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種有機電激發(fā)光元件(有機EL元件)，特別是關(guān)于將含有高分子型有機電洞傳輸材料的有機電洞傳輸層改良而成的有機EL元件。
背景技術(shù)：
有機EL元件于陽極與陰極之間夾有具備導(dǎo)電性與發(fā)光性的有機發(fā)光層，并通過于正向施加電壓，分別將電洞自陽極、電子自陰極注入有機發(fā)光層。有機EL元件是于該電洞及電子注入時，電洞與電子再結(jié)合產(chǎn)生激發(fā)子，并于其張馳時發(fā)光的自發(fā)光元件。而且，此有機EL元件可應(yīng)用于低溫大面積化工序中，所以可期待應(yīng)用于下一代薄膜顯示器中。
如此有機EL元件中，除了于陽極與陰極之間設(shè)置有機發(fā)光層之外，還設(shè)置有電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層等數(shù)層，以此調(diào)節(jié)電子或電洞自電極之注入或移動性。作為電洞傳輸層，由高分子型電洞傳輸材料而制作，該高分子型電洞傳輸材料如日本專利特開2004-63408中所揭示，于poly(ethylenedioxy)thiophene聚二氧乙基噻吩(PEDOT)中摻雜polystyrenesulphonic acid聚對苯乙烯磺酸(PSS)之所謂PEDOTPSS。通過將上述電洞傳輸層插入陽極與有機發(fā)光層之間，與將電洞自包含例如如同ITO之透明電極的陽極直接注入有機發(fā)光層的情形相比，可降低電洞的注入勢壘(約1.0V→約0.5V)。
然而，含有電洞傳輸層的有機EL元件于電流驅(qū)動時，電洞傳輸層會使有機發(fā)光層劣化，導(dǎo)致壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一形態(tài)，提供一種有機EL元件，其包括陽極及陰極；有機發(fā)光層，其配置于上述陽極與上述陰極之間；以及有機電洞傳輸層，其配置于上述陽極與上述有機發(fā)光層之間，且包含添加有半導(dǎo)體或?qū)щ婓w金屬氧化物的材料。


圖1是表示實施例1的有機EL二極管的剖面圖。
圖2A、圖2B是表示實施例1的有機EL二極管之電流電壓特性的特性圖。
圖3A、圖3B是表示比較例1的有機EL二極管之電流電壓特性的特性圖。
圖4是表示于實施例1的有機EL二極管中，亮度及電壓相對于驅(qū)動時間而變化的特性圖。
圖5是表示比較例1的有機EL二極管中，亮度及電壓相對于驅(qū)動時間而變化的特性圖。
1玻璃基板2陽極3電洞傳輸層4有機發(fā)光層5陰極緩沖層6陰極7干燥劑8玻璃罩9密封材料具體實施方式
以下，就本發(fā)明的實施形態(tài)加以詳細說明。
本實施形態(tài)的有機EL元件中，于陽極與陰極之間包含有機發(fā)光層及有機電洞傳輸層的積層體上，有機電洞傳輸層配置為位于上述陽極側(cè)。此有機電洞傳輸層包含添加有半導(dǎo)體或?qū)щ婓w金屬氧化物的高分子型有機電洞傳輸材料。
上述陽極由如同例如ITO(銦氧化物中摻雜錫的材料)的透明導(dǎo)電材料而制造。
上述陰極具有將Al積層于選自例如功函數(shù)較小的堿金屬及堿土金屬的金屬(例如Li、Ca、Ba等)層上的構(gòu)造。此陰極中，Al亦作為易氧化的堿金屬或堿土金屬的保護膜而發(fā)揮作用。而且，允許于此陰極與有機發(fā)光層之間插入包含例如CsF等的陰極緩沖層。
上述有機發(fā)光層由具有例如高分子型聚對苯乙炔或聚芴骨架材料而制造。
上述高分子型有機電洞傳輸材料可使用PEDOTPSS，該PEDOTPSS于例如聚(3，4-二氧乙基)噻吩(PEDOT)中摻雜聚對苯乙烯磺酸或其鹽(總稱為PSS)。此PEDOTPSS因具有水溶性，所以采用噴墨、印刷技術(shù)等，于液體狀態(tài)下在機電洞傳輸層上成膜成為可能。
作為添加于上述高分子型有機電洞傳輸材料的半導(dǎo)體或?qū)щ婓w金屬氧化物，較好的是選自例如MoXx(x值為2～3)及VOx(x值為1～2.5)的至少一種氧化物。特別是，MoXx不僅具有導(dǎo)電性，其功函數(shù)約為-5V，并且具有自ITO等陽極向發(fā)光層(HOMO能級約為5.5～6V)易于電洞注入的優(yōu)點。而且，使用水溶性MoXx時，可將其預(yù)先混合于上述水溶性PEDOT:PSS中，并通過噴墨、印刷技術(shù)等，于有機電洞傳輸層上成膜。
以上是根據(jù)實施形態(tài)，作為有機電洞傳輸層，其構(gòu)成為包含添加有半導(dǎo)體或?qū)щ婓w金屬氧化物的高分子型有機電洞傳輸材料，以此向陽極、陰極間施加電壓時，使電洞自陽極穿過有機電洞傳輸層、且使電子自陰極分別注入至有機發(fā)光層，并于使電洞與電子再結(jié)合而自發(fā)光時，可防止或抑制由上述有機電洞傳輸層引起的有機發(fā)光層劣化。
特別是，可于作為高分子型有機電洞傳輸材料的PEDOT:PSS中，添加選自作為金屬氧化物的MoXx(x值為2～3)及VOx(x值為1～2.5)中至少一種氧化物(例如MoXx)的有機電洞傳輸層中，抑制或防止向陽極、陰極間施加電壓時導(dǎo)致有機發(fā)光層劣化。此功能是利用如下結(jié)構(gòu)。
即，施加電壓時(驅(qū)動時)有機發(fā)光層的劣化，是因為自有機電洞傳輸層PEDOT:PSS中的PSS分離出的SO3擴散至有機發(fā)光層中。添加的MoXx混入PEDOT:PSS的高分子鏈中，可抑制SO3自PSS分離，并進一步抑制含有SO3的高分子鏈自身向有機發(fā)光層擴散。特別是，水溶性鉬氧化物(MoXx)混入PEDOT:PSS的高分子鏈中，可固定高分子鏈。
因此，通過抑制或防止施加電壓時(驅(qū)動時)有機發(fā)光層的劣化，可獲得壽命較長的有機EL元件。
以下，參照圖示，就本發(fā)明的實施例加以詳細說明。
(實施例1)于例如24mm四方形、0.7mm厚度的玻璃基板表面，用濺射堆積例如厚度為150nm的ITO之后，將其圖案化為條紋狀而形成陽極。其次，將重量百分比約為2的PEDOT:PSS水溶液、與將白色粉末狀氧化鉬(MoX3)溶解于28℃純水中的0.049％的MoX3水溶液，以(PEDOT:PSS水溶液)∶(MoX3水溶液)＝10∶2的比例加以混合，調(diào)制混合水溶液。以約3000～4000rpm的旋轉(zhuǎn)數(shù)將此混合水溶液旋涂于含有上述陽極的玻璃基板表面，在去除發(fā)光區(qū)域以外的膜之后，以200℃燒成，以此形成電洞傳輸層。
其次，以2000～3000rpm的旋轉(zhuǎn)數(shù)，將墨水旋涂于電洞傳輸層表面，該墨水使聚芴系藍色發(fā)光聚合物以約2％的濃度溶解于四氫萘溶劑中。接著，通過以150℃燒成而形成有機發(fā)光層。另外，發(fā)光聚合物墨水的涂布、燒成工序是在手套箱內(nèi)的氮環(huán)境中進行。其次，利用電阻加熱方式的真空蒸鍍形成含有0.5nm之CsF的陰極緩沖層，并進一步利用該真空蒸鍍，將10nm的Mg膜及150nm的Al膜成膜而形成陰極。其后，將厚度為0.5mm的槽內(nèi)安裝有CaO系吸氣材料(干燥劑)且具有1.6mm厚度的玻璃罩，與上述玻璃基板對向配置，使該干燥劑位于上述陰極側(cè)，并使用UV硬化樹脂進行密封，制造圖1所示的有機EL二極管。
所獲得的有機EL二極管包括玻璃基板1，該玻璃基板1上形成有表面呈條紋狀之陽極2，其包含例如厚度為150nm的ITO。于PEDOTPSS中添加重量百分比為0.49的氧化鉬(MoO3)后的電洞傳輸層3，形成于含有上述陽極2的上述玻璃基板1的表面。有機發(fā)光層4形成于上述電洞傳輸層3的表面。陰極緩沖層5形成于包括有機發(fā)光層4的基板1上。陰極6形成于陰極緩沖層5的表面。安裝有干燥劑7的玻璃罩8，隔以含有UV硬化樹脂的框狀密封材料9與上述玻璃基板1對向配置并得以固定。即，上述有機發(fā)光層4的區(qū)域由上述玻璃基板1、安裝有干燥劑7的玻璃罩8以及框狀密封材料9而密封。
(比較例1)除電洞傳輸層僅包含PEDOT:PSS以外，以與實施例1相同的方法，制造圖1所示的有機EL二極管。
對所獲得的實施例1及比較例1的二極管，檢測其電流電壓特性。圖2A、圖2B是表示包括電洞傳輸層的實施例1中二極管的電流電壓特性圖，該電洞傳輸層含有PEDOT:PSS+MoO3。圖3A、圖3B是表示包括電洞傳輸層的比較例1中二極管的電流電壓特性圖，該電洞傳輸層含有PEDOT:PSS。
由如圖2A、圖2B、圖3A，圖3B顯然可知，實施例1及比較例1中二極管的載波電流(此時為電洞傳輸)幾乎無變化。
而且，對實施例1及比較例1的二極管，檢測以約500cd/m2之初期亮度的電流進行低電流驅(qū)動時，正面亮度的經(jīng)時變化。圖4是表示包括電洞傳輸層的實施例1的二極管中，亮度及電壓相對于驅(qū)動時間而變化的特性圖，該電動傳輸層含有PEDOT:PSS+MoO3。圖5是表示包括電洞傳輸層的比較例1的二極管中，亮度及電壓相對于驅(qū)動時間而變化的特性圖，該電洞傳輸層含有PEDOT:PSS。
由如圖4及圖5顯然可知，實施例1的二極管與比較例1的二極管相比，可抑制亮度劣化并延長壽命。實施例1的二極管，當于減至初期亮度一半的時間(亮度減半的壽命)呈現(xiàn)時，與比較例1的二極管相比，達到1.8倍的長壽命化。
權(quán)利要求
1.一種有機電激發(fā)光元件，其包括陽極及陰極；有機發(fā)光層，其配置于上述陽極與上述陰極之間；以及有機電洞傳輸層，其配置于上述陽極與上述有機發(fā)光層之間，且包含添加有半導(dǎo)體或?qū)щ婓w金屬氧化物的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述金屬氧化物及上述材料具有水溶性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述材料具有于聚(二氧乙基)噻吩中摻雜聚對苯乙烯磺酸或其鹽的組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述聚(二氧乙基)噻吩是聚(3，4-二氧乙基)噻吩(PEDOT)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述金屬氧化物是選自MoXx(x值為2～3)及VOx(x值為1～2.5)中至少一種氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述材料是聚(3，4-二氧乙基)噻吩中摻雜聚對苯乙烯磺酸或其鹽的水溶性PEDOT:PSS，上述金屬氧化物是水溶性MoXx(x表示2～3的整數(shù))，將上述水溶性PEDOT:PSS及上述水溶性MoXx于存在水的狀態(tài)下混合，并通過噴墨或印刷技術(shù)將此混合水溶液于上述陽極上成膜形成上述有機電洞傳輸層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述有機發(fā)光層由具有高分子型聚對苯乙炔或聚芴骨架材料而制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述陰極具有將Al積層于選自堿金屬及堿土金屬的金屬(例如Li、Ca、Ba等)層上的構(gòu)造。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電激發(fā)光元件，其中上述陰極與上述有機發(fā)光層之間進一步配置有包含CsF的陰極緩沖層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機電激發(fā)光元件，其包括陽極及陰極；配置于上述陽極與上述陰極之間的有機發(fā)光層；以及有機電洞傳輸層，該有機電洞傳輸層配置于上述陽極與上述有機發(fā)光層之間，且包含添加有半導(dǎo)體或?qū)щ婓w金屬氧化物的高分子型有機電洞傳輸材料。
文檔編號H01L51/54GK1841812SQ20061005846
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者大川秀樹, 戶野谷純一 申請人:株式會社東芝