专利名称：电致发光装置中的中间层与电致发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电致发光(EL)装置的中间层。该中间层要么是空穴(正电荷)注入和/或空穴传输层，要么是电子(负电荷)注入和/或电子传输层，其与发光层一起设置在两电极之间。当在两个电极上外加电压时，该EL装置由于形成了电流而发光。
EL装置可以由无机半导体材料或有机材料(有机发光二极管OLED)构成。
因而包括至少一个聚合物构成的层的LED被称为PolyLED或PLED。通常用于PolyLED的聚合物是聚(亚乙基二氧噻吩)(PEDT或PDOT)，它是一种对可见光高度吸收的材料。因此，极薄的PolyLED层仍能够吸收大约5到10％的发射光。
PolyLED用于单色或全彩色RGB(红/绿/蓝)PolyLED器件用的显示器。PolyLED显示器的示意性结构在有关现有技术的
图1中所示。构成该显示器前侧的玻璃面板1具有结构化的氧化铟锡(ITO)电极2。通过例如旋涂或喷墨的方式将两个有机层3、4淀积在ITO电极2上。淀积在ITO电极2上的第一有机层3由用于传输和注入正电荷载体或空穴的导电性聚合物构成。第二层4由外加电压时发光的聚合物构成。通常使用PDOT和PSS聚(苯乙烯磺酸酯)的混合物以便获得高效能和良好的使用寿命。阴极金属电极淀积在发光层4上作为第三层。包括吸气剂7的盖6通过胶8贴附在该结构上。
本发明的一个目的是提供一种用于电致发光装置的中间层，其包括至少一个空穴(正电荷)或电子(负电荷)传输和/或注入层，与至少一个发光层一起设置在阳极和阴极之间，当在两个电极上外加电压时该电致发光装置发光并且所述中间层对可见光谱范围内的光吸收较少。
本发明的另一个目的在于提供一种电致发光装置，其由于减少了对可见光谱范围的光吸收并且同样亮度所使用的能量较少而提高了效能。
在中间层方面，所述目的是通过一种传输和/或注入层实现的，该层包括颗粒直径在10-7到10-4cm范围、对可见光谱范围的光透明的胶体颗粒。所述胶体颗粒可以是有机材料例如后氯化的聚氯乙烯(PC)或乳胶，或者是无机材料例如氧化物、磷酸盐、硅酸盐、或硼酸盐。它们只需与生产条件相容即可，例如在制造PLED过程中的加工温度升高到了200℃。
有利的是，所述胶体颗粒的折射率在基本材料的折射率范围内，从而使白天的对比度最高。
中间层的胶体颗粒可以为胶体二氧化硅颗粒。测量结果表明，当基本材料进一步包含二氧化硅颗粒时，从所述层结构发出的光的百分数增大。
在电致发光装置方面，所述目的是通过一种具有中间层的EL装置实现的，其包括基本材料和另外的胶体颗粒，以及-可透射可见光谱范围内的光的阳极和可反射可见光谱范围内的光的阴极，或者-可透射可见光谱范围内的光的阴极和可反射可见光谱范围内的光的阳极，或者-都可透射可见光的阴极和阳极。
胶体颗粒的存在使得光的外联性(outcoupling)提高。这就是为什么外加到两个电极上的电压可以较低而该EL装置与现有技术相比具有相同亮度的原因。
根据该电致发光装置的一个实施方案，阴极透过光，因为其透明并且包括薄并因而透明的银层，上面淀积有一层或多层其它的透明介电层。该装置优选用于具有独立激活像素的有源矩阵显示器，其中另外选择有晶体管。
根据该电致发光装置的一个优选实施方案，胶体颗粒的平均直径小于传输层厚度大小的两倍，因为在此条件下器件的电学性质几乎不会改变。
根据一个实施方案，该电致发光装置包括具有胶体颗粒的传输层，其优选传输空穴并由PDOT或TPD(三苯二胺衍生物)制成。
根据另一个实施方案，该电致发光装置包括具有胶体颗粒的传输层，其优选传输电子。
电致发光装置的发光层可以为聚合物，例如聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)和/或溶液处理后的有机材料。
电致发光装置的发光层可以由真空淀积的有机材料例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)构成。
根据优选的实施方案，电荷传输层由PDOT构成，其是颗粒大小(直径)为120nm的二氧化硅(SiO2)颗粒量(重量)的五倍。
该电致发光装置可以用作有源矩阵显示器，无源矩阵显示器或者用于单色或全彩色应用中的光源。
下面，将参考附图对本发明作进一步详细的说明，其中图2表示了一种示意性的显示器截面视图，其具有平均直径相当于电荷传输层厚度的胶体颗粒；图3表示了图2的截面视图，其具有平均直径相当于电荷传输层厚度大小的一半的胶体颗粒；图4表示了图2的截面视图，其具有平均直径相当于电荷传输层厚度大小的两倍的胶体颗粒。
图2表示了一种示意性的显示器截面视图，其具有平均直径相当于电荷传输层11厚度的胶体颗粒12。传输层11可以传输正电荷或负电荷，并淀积在一个电极上，该实施例中是ITO阳极10。传输层11上淀积的是发光层13，它也覆盖着阳极10的突出边缘。在该实施例中，主体(bulk)由阴极14所覆盖，其覆盖着大部分的发光层13和部分玻璃面板9。玻璃面板可以由柔性透明材料所替代，例如用于电子纸张的材料，其中玻璃颗粒淀积在透明的塑料材料上。该实施例涉及LED的透射可见光的阳极10和反射可见光的阴极14。
图3表示了图2的截面视图，其具有平均直径相当于电荷传输层厚度11大小的一半的胶体颗粒12；图4表示了图2的截面视图，其具有平均直径相当于电荷传输层厚度11大小的两倍的胶体颗粒12。这是最大值，因为最高达该尺寸时对LED电性质的影响几乎可以忽略不计。
本发明可以总结如下一种中间层，其包括单独使用时仍能吸收一些光的基本材料，例如导电性聚合物。与胶体颗粒相结合后，该中间层变得几乎完全透明。一种具有中间层的电致发光装置，该中间层几乎完全透明，因为其中包括的胶体颗粒具有较高的效能并因而对于同样的发光特性需要较少的能量。
权利要求
1.一种用于电致发光装置的中间层，其包括至少一个发光层(13)和设置在阳极(10)和阴极(11)之间的至少一个基本材料的空穴(正电荷)或电子(负电荷)传输和/或注入层(11)，当在所述两个电极(10、13)上外加电压时所述电致发光装置发光，其特征在于所述传输和/或注入层(11)进一步包括胶体颗粒(12)。
2.根据权利要求1的中间层，其特征在于所述胶体颗粒(12)是有机材料，尤其是选自PC或乳胶的有机材料。
3.根据权利要求1的中间层，其特征在于所述胶体颗粒(12)是无机材料，尤其是选自氧化物、磷酸盐、硅酸盐、或硼酸盐的无机材料。
4.根据权利要求1至3中任意一项的中间层，其特征在于所述胶体颗粒(12)的折射率在基本材料的折射率范围内。
5.一种具有根据权利要求1至4中任意一项的中间层的电致发光装置，其特征在于阳极(10)透射可见光谱范围内的光而阴极(14)反射可见光谱范围内的光，或者阴极(14)透射可见光谱范围内的光而阳极(10)反射可见光谱范围内的光，或者阴极(14)和阳极(10)都透射可见光。
6.根据权利要求5的电致发光装置，其特征在于阴极(14)透过光并且包括薄的银层，银层上面淀积有一层或多层其它的透明介电层。
7.根据权利要求5或6的电致发光装置，其特征在于所述胶体颗粒(12)的平均直径小于传输层(11)厚度大小的两倍，
8.根据权利要求5至7中任意一项的电致发光装置，其特征在于具有胶体颗粒(12)的所述传输层(11)优选传输空穴并由选自PDOT或TPD的材料制成。
9.根据权利要求5至7中任意一项的电致发光装置，其特征在于具有胶体颗粒(12)的所述传输层(11)优选传输电子。
10.根据权利要求5至9中任意一项的电致发光装置，其特征在于所述发光层(13)为聚合物和/或溶液处理后的有机材料。
11.根据权利要求5至9中任意一项的电致发光装置，其特征在于所述发光层(13)由真空淀积的有机材料构成。
12.根据权利要求5至11中任意一项的电致发光装置在有源矩阵显示器、无源矩阵显示器或者用于单色或全彩色应用中的光源的用途。
全文摘要
一种中间层(11)，其包括单独使用时仍能吸收一些光的基本材料，例如导电性聚合物。与胶体颗粒(12)相结合后，该中间层(11)变得几乎完全透明。一种具有中间层(11)的电致发光装置，该中间层几乎完全透明，因为其中包括的胶体颗粒(12)具有较高的效能并且因而对于同样的发光特性需要较少的能量。
文档编号H01L51/54GK1938880SQ200580010102
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月22日 优先权日2004年3月31日
发明者H·-H·贝希特尔, W·布泽尔特, J·奥皮茨 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司